JP2004248412A - モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価なマイコンを利用することに起因して発生する騒音を防止することのできるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、このモータ制御装置は、モータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、該回転速度検出手段によって検出されたモータの回転状態が過渡期にあるか否かを判定する過渡期判定手段と、該過渡期判定手段によって判定されたモータ状態が過渡期にある場合には、転流を行う制御信号の少なくとも遅延量を、定常状態と異なる値に設定する転流制御信号演算手段を具備する。
【選択図】 図２
【解決手段】回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、このモータ制御装置は、モータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、該回転速度検出手段によって検出されたモータの回転状態が過渡期にあるか否かを判定する過渡期判定手段と、該過渡期判定手段によって判定されたモータ状態が過渡期にある場合には、転流を行う制御信号の少なくとも遅延量を、定常状態と異なる値に設定する転流制御信号演算手段を具備する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、例えば、ブラシレスモータにように、複数のコイルに対してマイクロコンピュータからの制御信号によって転流を行って回転磁界を発生させてロータを回転させるモータ制御装置であって、制御信号に回転速度に伴って設定された遅延量を付加して騒音を低減するようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に開示される位置センサレス・ブラシレスＤＣモータの制御装置は、励磁パターンモードを検出するモード検出回路と、このモード検出回路により検出された検出出力に基づいて進み位相で転流タイミングを検出し、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の転流タイミングを判別するデータセレクト回路と、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の転流タイミングをすれぞれの進み位相量に対応してそれぞれに遅らせる位相シフト手段と、この位相シフト手段からの出力に基づいてインバータ回路に駆動信号を出力する駆動信号形成回路とを具備する。また、前記位相シフト手段は、Ｕ，Ｖ相の転流タイミングの進み位相量を遅らせる第１位相シフト回路と、Ｗ相の転流タイミングの進み位相量を遅らせる第２位相シフト回路より構成される。
【０００３】
特許文献２に開示されるモータ制御回路は、転流タイミングを補正する手段とモータ電流検出手段とを設け、モータ電流の平均値が極小となるように転流タイミングを補正する。また、このモータ制御回路において、実際の転流タイミングは、コンピュータ内で処理された位相補正量を、モータ誘起電圧検出手段により得られる転流位置情報に対して加えて決定されるようになっているものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１３７３８６号公報
【特許文献２】
特開平６−２８４７８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようする課題】
しかしながら、上述した特許文献に開示されるような従来のＤＣブラシレスモータにおいては、騒音を小さくするために、遅延やラップ量を回転速度により切り替える方法が実施されているが、コストダウンを達成するためにＤＣブラシレスモータの制御回路に安価なマイコンを利用した場合、回転速度の上昇や下降の過渡期において回転速度の読み取り処理時間が遅く、回転速度による理想の遅延又はラップ量に間に合わなくなり、騒音が発生することがあった。
【０００６】
このため、この発明は、安価なマイコンを利用することに起因して発生する騒音を防止することのできるモータ制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明は、回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、モータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、該回転速度検出手段によって検出されたモータの回転状態が過渡期にあるか否かを判定する過渡期判定手段と、該過渡期判定手段によって判定されたモータ状態が過渡期にある場合には、転流を行う制御信号の少なくとも遅延量を、定常状態と異なる値に設定する転流制御信号演算手段を具備することにある。
【０００８】
また、前記転流制御信号演算手段は、前記遅延量に代えてラップ量を定常状態と異なる値に設定するものであっても良いものである。
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について、図面により説明する。
【００１０】
図１に示すように、モータ制御装置１は、例えばブラシレスモータ等のモータ２において、永久磁石が配されたロータ２ａに対して回転磁界を発生させるために複数のコイルＵ，Ｖ，Ｗへ適宜電流を流す制御を行うもので、複数のスイッチング素子３Ａ〜３Ｆによって構成されるスイッチング部３と、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｆを適宜作動させるプリドライバ部４と、このプリドライバ部４へ出力される制御信号を決定する中央演算処理装置（ＣＰＵ）５と、前記制御信号を決定するために入力される制御因子を前記ＣＰＵ５に出力する波形整形回路６と、前記コイルＵ，Ｖ，Ｗに流れる負荷電流を検出する電流検出回路７とによって少なくとも構成される。尚、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｆとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、パワートランジスタ等がある。
【００１１】
また、前記波形整形回路６は、前記ロータ２ａに固着される回転軸２ｂと共に回転する永久磁石部８の回転による磁界を変化を検出するホール素子９からの信号に基づいて、前記ロータ２の回転状況を示す回転信号を前記ＣＰＵ５に出力する。
【００１２】
また、電流検出回路７は、前記コイルＵ，Ｖ，Ｗに流れる電流が合流する地点に配されたシャント抵抗１０の両端の電位差を検出し、ＣＰＵ５に出力する。この電位差は、ＣＰＵ５内でＡ／Ｄ変換されて、モータ負荷電流デジタル信号となる。
【００１３】
このように、前記ＣＰＵ５には、回転信号、モータ負荷電流信号、さらに、ロータ２の回転速度を設定するスピード指示信号が少なくとも入力され、これに基づいてＣＰＵ５は、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｆに出力される転流制御信号のデューティ比、電圧、立ち上がり時期、終了時期、また各信号の遅延量、オーバーラップ量を演算し、これらに基づいて決定されたモータ転流パターンを出力するものである。
【００１４】
また、前記ＣＰＵ５では、本願発明に係る転流制御信号演算制御が行われる。この転流信号補正制御は、例えば、図２のフローチャートで示されるものである。以下、このフローチャートにしたがって説明する。
【００１５】
ステップ１００から開始される転流制御信号演算制御は、先ずステップ１１０においてスピード指示信号が入力される。このスピード指示信号は、モータ２の回転速度に相当する信号をＣＰＵ５内部で簡単に充当するために使用されるもので、実際のモータ２の回転速度に対応するものである。
【００１６】
そして、ステップ１２０においては、ステップ１１０で入力されたスピード指示信号から前記モータ２の回転速度（スピード）が過渡期か否かの判定が行われる。例えば、前記検出されたスピード指示信号から推定される回転速度Ｒｐｍから回転速度の変化ΔＲｐｍを演算し、この回転速度の変化ΔＲｐｍが所定時間継続している場合、又は所定の大きさで所定時間継続している場合に過渡期であると判断する。
【００１７】
これによって、スピードが過渡期でない場合（Ｎ）には、通常通り、例えば図３に示すような定常状態用のマップから遅延量を決定し、転流制御信号を演算する。
【００１８】
また、ステップ１２０の判定において、スピードが過渡期であると判定された場合（Ｙ）には、ステップ１４０に進んで、例えば図３に示すような過渡期用マップから遅延量を決定し、転流制御信号を演算する。
【００１９】
そして、ステップ１５０において前記転流制御信号に基づき、モータ転流パターンを出力し、ステップ１１０に戻るものである。
【００２０】
尚、本実施の形態においては、遅延量のみを記載したが、ラップ量についても同様に、定常状態用のマップと過渡期用のマップを用意し、過渡期か否かを判定してラップ量を変化させるようにしても良いものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、安価なマイコンを使用しても、このマイコンにおいてモータの騒音を抑制することができるので、コストダウンを達成できると共に、モータの騒音低減を、特別な回路を必要とせず、簡易な方法で行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る転流信号演算制御の一例を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るマップの一例を示した特性線図である。
【符号の説明】
１ モータ制御装置
２ モータ
２ａ ロータ
３ スイッチング部
４ プリドライバ
５ ＣＰＵ
６ 波形整形回路
７ 電流検出装置
９ ホール素子
【発明が属する技術分野】
この発明は、例えば、ブラシレスモータにように、複数のコイルに対してマイクロコンピュータからの制御信号によって転流を行って回転磁界を発生させてロータを回転させるモータ制御装置であって、制御信号に回転速度に伴って設定された遅延量を付加して騒音を低減するようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に開示される位置センサレス・ブラシレスＤＣモータの制御装置は、励磁パターンモードを検出するモード検出回路と、このモード検出回路により検出された検出出力に基づいて進み位相で転流タイミングを検出し、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の転流タイミングを判別するデータセレクト回路と、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の転流タイミングをすれぞれの進み位相量に対応してそれぞれに遅らせる位相シフト手段と、この位相シフト手段からの出力に基づいてインバータ回路に駆動信号を出力する駆動信号形成回路とを具備する。また、前記位相シフト手段は、Ｕ，Ｖ相の転流タイミングの進み位相量を遅らせる第１位相シフト回路と、Ｗ相の転流タイミングの進み位相量を遅らせる第２位相シフト回路より構成される。
【０００３】
特許文献２に開示されるモータ制御回路は、転流タイミングを補正する手段とモータ電流検出手段とを設け、モータ電流の平均値が極小となるように転流タイミングを補正する。また、このモータ制御回路において、実際の転流タイミングは、コンピュータ内で処理された位相補正量を、モータ誘起電圧検出手段により得られる転流位置情報に対して加えて決定されるようになっているものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１３７３８６号公報
【特許文献２】
特開平６−２８４７８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようする課題】
しかしながら、上述した特許文献に開示されるような従来のＤＣブラシレスモータにおいては、騒音を小さくするために、遅延やラップ量を回転速度により切り替える方法が実施されているが、コストダウンを達成するためにＤＣブラシレスモータの制御回路に安価なマイコンを利用した場合、回転速度の上昇や下降の過渡期において回転速度の読み取り処理時間が遅く、回転速度による理想の遅延又はラップ量に間に合わなくなり、騒音が発生することがあった。
【０００６】
このため、この発明は、安価なマイコンを利用することに起因して発生する騒音を防止することのできるモータ制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明は、回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、モータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、該回転速度検出手段によって検出されたモータの回転状態が過渡期にあるか否かを判定する過渡期判定手段と、該過渡期判定手段によって判定されたモータ状態が過渡期にある場合には、転流を行う制御信号の少なくとも遅延量を、定常状態と異なる値に設定する転流制御信号演算手段を具備することにある。
【０００８】
また、前記転流制御信号演算手段は、前記遅延量に代えてラップ量を定常状態と異なる値に設定するものであっても良いものである。
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について、図面により説明する。
【００１０】
図１に示すように、モータ制御装置１は、例えばブラシレスモータ等のモータ２において、永久磁石が配されたロータ２ａに対して回転磁界を発生させるために複数のコイルＵ，Ｖ，Ｗへ適宜電流を流す制御を行うもので、複数のスイッチング素子３Ａ〜３Ｆによって構成されるスイッチング部３と、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｆを適宜作動させるプリドライバ部４と、このプリドライバ部４へ出力される制御信号を決定する中央演算処理装置（ＣＰＵ）５と、前記制御信号を決定するために入力される制御因子を前記ＣＰＵ５に出力する波形整形回路６と、前記コイルＵ，Ｖ，Ｗに流れる負荷電流を検出する電流検出回路７とによって少なくとも構成される。尚、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｆとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、パワートランジスタ等がある。
【００１１】
また、前記波形整形回路６は、前記ロータ２ａに固着される回転軸２ｂと共に回転する永久磁石部８の回転による磁界を変化を検出するホール素子９からの信号に基づいて、前記ロータ２の回転状況を示す回転信号を前記ＣＰＵ５に出力する。
【００１２】
また、電流検出回路７は、前記コイルＵ，Ｖ，Ｗに流れる電流が合流する地点に配されたシャント抵抗１０の両端の電位差を検出し、ＣＰＵ５に出力する。この電位差は、ＣＰＵ５内でＡ／Ｄ変換されて、モータ負荷電流デジタル信号となる。
【００１３】
このように、前記ＣＰＵ５には、回転信号、モータ負荷電流信号、さらに、ロータ２の回転速度を設定するスピード指示信号が少なくとも入力され、これに基づいてＣＰＵ５は、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｆに出力される転流制御信号のデューティ比、電圧、立ち上がり時期、終了時期、また各信号の遅延量、オーバーラップ量を演算し、これらに基づいて決定されたモータ転流パターンを出力するものである。
【００１４】
また、前記ＣＰＵ５では、本願発明に係る転流制御信号演算制御が行われる。この転流信号補正制御は、例えば、図２のフローチャートで示されるものである。以下、このフローチャートにしたがって説明する。
【００１５】
ステップ１００から開始される転流制御信号演算制御は、先ずステップ１１０においてスピード指示信号が入力される。このスピード指示信号は、モータ２の回転速度に相当する信号をＣＰＵ５内部で簡単に充当するために使用されるもので、実際のモータ２の回転速度に対応するものである。
【００１６】
そして、ステップ１２０においては、ステップ１１０で入力されたスピード指示信号から前記モータ２の回転速度（スピード）が過渡期か否かの判定が行われる。例えば、前記検出されたスピード指示信号から推定される回転速度Ｒｐｍから回転速度の変化ΔＲｐｍを演算し、この回転速度の変化ΔＲｐｍが所定時間継続している場合、又は所定の大きさで所定時間継続している場合に過渡期であると判断する。
【００１７】
これによって、スピードが過渡期でない場合（Ｎ）には、通常通り、例えば図３に示すような定常状態用のマップから遅延量を決定し、転流制御信号を演算する。
【００１８】
また、ステップ１２０の判定において、スピードが過渡期であると判定された場合（Ｙ）には、ステップ１４０に進んで、例えば図３に示すような過渡期用マップから遅延量を決定し、転流制御信号を演算する。
【００１９】
そして、ステップ１５０において前記転流制御信号に基づき、モータ転流パターンを出力し、ステップ１１０に戻るものである。
【００２０】
尚、本実施の形態においては、遅延量のみを記載したが、ラップ量についても同様に、定常状態用のマップと過渡期用のマップを用意し、過渡期か否かを判定してラップ量を変化させるようにしても良いものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、安価なマイコンを使用しても、このマイコンにおいてモータの騒音を抑制することができるので、コストダウンを達成できると共に、モータの騒音低減を、特別な回路を必要とせず、簡易な方法で行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る転流信号演算制御の一例を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るマップの一例を示した特性線図である。
【符号の説明】
１ モータ制御装置
２ モータ
２ａ ロータ
３ スイッチング部
４ プリドライバ
５ ＣＰＵ
６ 波形整形回路
７ 電流検出装置
９ ホール素子
Claims (1)
- 回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、
モータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、
該回転速度検出手段によって検出されたモータの回転状態が過渡期にあるか否かを判定する過渡期判定手段と、
該過渡期判定手段によって判定されたモータ状態が過渡期にある場合には、転流を行う制御信号の少なくとも遅延量を、定常状態と異なる値に設定する転流制御信号演算手段を具備することを特徴とするモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003035878A JP2004248412A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003035878A JP2004248412A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004248412A true JP2004248412A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=33021142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003035878A Pending JP2004248412A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004248412A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102201764A (zh) * | 2010-03-24 | 2011-09-28 | 安森美半导体贸易公司 | 马达驱动电路以及照明装置 |
-
2003
- 2003-02-14 JP JP2003035878A patent/JP2004248412A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102201764A (zh) * | 2010-03-24 | 2011-09-28 | 安森美半导体贸易公司 | 马达驱动电路以及照明装置 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051013 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080904 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090203 |