JP2007028869A5 - - Google Patents

Claims (54)

1. ロータと、
   複数相の巻線と、を外部に用いた多層モータ駆動装置であって、
   前記各巻線の両端の端子のうち一方の端子がスター結線された共通端子と、
   前記巻線の前記共通端子ではない端子毎にそれぞれに接続された上側駆動トランジスタ及び下側駆動トランジスタと、
   前記各巻線の前記共通端子ではない前記端子のうち２端子を選択して、対応する一対の上側駆動トランジスタ及び下側駆動トランジスタをオン状態にする転流制御手段と
   前記選択した２端子間に探索パルスを印加するロータ位置探索パルス印加手段と、
   前記各巻線の前記共通端子ではない前記端子のうち選択されなかった端子と前記共通端子との間に現れる前記探索パルス印加に対する応答信号に基づいてロータ位置を検出する比較手段と
   を備えたことを特徴とするロータ位置センサレスの多相モータ駆動装置。
2. 前記比較手段は、前記応答信号と所定の閾値とを比較してロータ位置を検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記閾値として正の閾値と負の閾値の少なくとも一方を与える手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記閾値の可変手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
5. 前記比較手段を前記各巻線の端子に切り替えて使用するための端子線選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
6. 起動時の極低回転領域の起動モードにおける起動回転パルス電流のピーク値を制御する指令手段を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
7. 起動モードにおけるロータ位置探索パルス電流のピーク値を制御する指令手段を有すること、を特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
8. 起動モードにおけるロータ位置探索パルス電流が所定値に達したことを知るための電流指令手段と、
   前記電流指令を前記パルス電流値が越えたタイミングで転流制御比較器の出力を転流制御ブロックに伝達する伝達手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
9. 前記比較手段は、前記応答信号と正の閾値とを比較する第１比較手段と、前記応答信号と負の閾値とを比較する第２比較手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
10. 前記比較手段は、前記起動モードと、前記ロータの回転によって発生する逆起電圧を検出して転流制御可能な逆起電圧帰還モードとの両方で兼用可能であることを特徴とする請求項９に記載のモータ駆動装置。
11. 前記ロータ位置探索パルス印加手段は、選択した第１組の２端子間に第１方向に沿って１回目の探索パルスを印加し、
    前記１回目の探索パルスに対応する応答信号によってロータ位置を検出できない場合に、選択した第２組の２端子間に第１方向に沿って２回目の探索パルスを印加し、
    前記２回目の探索パルスに対応する応答信号によってロータ位置を検出できない場合に、前記第１組の２端子間に前記第１方向とは逆方向の第２方向に沿って３回目の探索パルスを印加し、
    前記３回目の探索パルスに対応する応答信号によってロータ位置を検出できない場合に、前記第２組の２端子間に前記第１方向とは逆方向の第２方向に沿って４回目の探索パルスを印加し、
    若しくは、前記２回目の探索パルスに対応する応答信号によってロータ位置を検出できない場合に、前記第２組の２端子間に前記第１方向とは逆方向の第２方向に沿って３回目の探索パルスを印加し、前記３回目の探索パルスに対応する応答信号によってロータ位置を検出できない場合に、前記第１組の２端子間に前記第１方向とは逆方向の第２方向に沿って４回目の探索パルスを印加する
    ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
12. 前記ロータ位置探索パルス印加手段は、１回目のロータ位置探索パルスを印加する場合に選択した第１組の二相と、２回目のロータ位置探索パルスを印加する場合に選択した第２組の二相との間で互いに共通する相を、
    前記１回目のロータ位置探索パルス印加時において電流ソースとした場合には、前記２回目のロータ位置探索パルス印加時においては電流シンクとし、
    前記１回目のロータ位置探索パルス印加時において電流シンクとした場合には、前記２回目のロータ位置探索パルス印加時においては電流ソースとすることを特徴とする請求項１１に記載のモータ駆動装置。
13. ロータ位置探索パルス印加手段は、前記第１組の２端子及び前記第２組の２端子のうち、１つの相の２端子として必ず特定の相の組み合わせを選択するものであることを特徴とする請求項１２に記載のモータ駆動装置。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、
    前記モータ駆動装置によって制御されて、ディスクを回転駆動させるモータと
    を備えることを特徴とするディスク駆動システム。
15. ロータと、
    複数相の巻線と、を用いた多層モータ駆動方法であって、
    前記各巻線の両端の端子のうち一方の端子がスター結線された共通端子と、
    前記巻線の前記共通端子ではない端子毎にそれぞれに接続された上側駆動トランジスタ及び下側駆動トランジスタと、
    一対の前記上側駆動トランジスタ及び前記下側駆動トランジスタをオン状態にする転流制御手段と
    を備えたロータ位置センサレスの多相モータ駆動装置のモータ駆動方法であって、
    前記ロータの起動時において、前記各巻線の前記共通端子でない前記端子のうち２端子を選択し、前記選択した前記２端子間に対してロータ位置を探索するための探索パルスを印加する探索パルス印加ステップと、
    前記探索パルス印加ステップにおいて、前記各巻線の前記共通端子ではない前記端子のうち選択されなかった端子と前記共通端子との間に現れる応答信号に基づいてロータ位置を検出するロータ位置検出ステップと、
    検出した前記ロータ位置に基づいて起動回転パルスを印加する起動回転パルス印加ステップと
    を含むことを特徴とするモータ駆動方法。
16. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、前記ロータ位置を検出できない場合には、少なくとも前記探索パルス印加ステップを繰り返して行うことを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
17. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、１回目の探索パルスで前記ロータ位置を検出できない場合には、
    前記探索パルス印加ステップにおいて、１回目の探索パルス印加時に選択した２つの端子間に対して、前記１回目とは逆方向に電流を印加する２回目の探索パルスを印加することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
18. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、前記２回目の探索パルスでも前記ロータ位置を検出できない場合には、
    前記探索パルス印加ステップにおいて、前記１回目及び前記２回目の探索パルス印加時とは異なる２つの端子の組を選択し、前記選択した２つの端子間に３回目の探索パルスを印加することを特徴とする請求項１７に記載のモータ駆動方法。
19. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、前記３回目の探索パルスでも前記ロータ位置を検出できない場合には、
    前記探索パルス印加ステップにおいて、前記３回目の探索パルス印加時に選択した２つの端子間に対して、前記３回目とは逆方向に電流を印加する４回目の探索パルスを印加することを特徴とする請求項１８に記載のモータ駆動方法。
20. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、前記４回目の探索パルスでも前記ロータ位置を検出できない場合には、
    前記探索パルス印加ステップにおいて、前記１回目乃至前記４回目の探索パルス印加時とは異なる２つの端子の組を選択し、前記選択した２つの端子間に５回目の探索パルスを印加することを特徴とする請求項１９に記載のモータ駆動方法。
21. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、前記５回目の探索パルスでも前記ロータ位置を検出できない場合には、
    前記探索パルス印加ステップにおいて、前記５回目の探索パルス印加時に選択した２つの端子間に対して、前記５回目とは逆方向に電流を印加する６回目の探索パルスを印加することを特徴とする請求項２０に記載のモータ駆動方法。
22. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、前記ロータ位置を検出できた場合には、前記起動回転パルス印加ステップを行って前記各ステップを一巡させた後、２巡目の探索パルス印加ステップ、ロータ位置検出ステップ、起動回転パルス印加ステップを行うことを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
23. Ｎ巡目（但し、Ｎは２以上の整数）の探索パルス印加ステップにおいて、Ｎ−１巡目でロータ位置を検出できた際の直前の探索パルス印加ステップの印加時に選択した２つの端子間に対して、前記Ｎ−１巡目でロータ位置を検出できた際の直前の探索パルスと同一の探索パルスを１回目の探索パルスとして印加することを特徴とする請求項２２に記載のモータ駆動方法。
24. 前記２巡目の探索パルス印加ステップにおいて前記１回目の探索パルスを印加して、前記ロータ位置検出ステップにおいてロータ位置を検出できない場合に、
    前記探索パルス印加ステップにおいて、前記１巡目のロータ位置検出ステップで検出されたロータ位置から前記ロータが電気角６０度回転した位置を検出可能な探索パルスを２回目の探索パルスとして印加することを特徴とする請求項２３に記載のモータ駆動方法。
25. 起動モードから逆起電圧帰還モードに切り替えるための所定の条件を満たさない場合に、起動モードにおいて生じた前記ロータの正転間のインターバルから見積もられる回転速度が所定値を越える場合には所定時間だけ全相通電オフ状態を保ち、少なくとも１相の逆起電圧ゼロクロス間インターバルから見積られるトルク指令プロファイル及び逆起電圧検出期間を設けて逆起電圧帰還モードに切り替えることを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
26. 起動モードから逆起電圧帰還モードに切り替えるための所定の条件を満たさない場合に、探索パルスの電流ピークレベルを低減させることを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
27. 起動モードから逆起電圧帰還モードに切り替えるための所定の条件を満たさない場合に、探索パルス印加期間又は探索パルスＰＷＭ印加期間のいずれかを短縮することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
28. 前記ロータ位置検出ステップでは、前記探索パルスの応答信号を所定の閾値と比較することによってロータ位置を判定することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
29. 前記ロータ位置検出ステップでは、前記閾値を設定することを特徴とする請求項２８に記載のモータ駆動方法。
30. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、ロータ位置を検出できない場合に、前記閾値を変更して、再度、前記ロータ位置探索パルス印加ステップから繰り返すことを特徴とする請求項２９に記載のモータ駆動方法。
31. 前記変更した閾値を記憶することを特徴とする請求項３０に記載のモータ駆動方法。
32. 前記ロータ位置検出ステップにおいて、ロータ位置を検出できない場合に、ロータ位置がデッド点にあるものと判断して、前記デッド点からロータ位置を変化させるために所定の回数のキックパルスを印加するキックパルス印加ステップをさらに含み、
    前記キックパルス印加ステップの後に、再度、ロータ位置探索パルス印加ステップから繰り返すことを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
33. 前記キックパルス印加ステップにおける前記所定の回数のキックパルスが互いに略９０度位相が異なる２種類の印加パルスからなることを特徴とする請求項３２に記載のモータ駆動方法。
34. 前記所定の回数のキックパルスが互いに略６０度又は１２０度位相が異なる２種類もしくは３種類の印加パルスからなることを特徴とする請求項３２に記載のモータ駆動方法。
35. 前記起動回転パルスは、電流ピーク値を所定値に制御する所定期間の連続的なＰＷＭパルスからなることを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
36. 前記ロータ位置探索パルスは、電流ピーク値を所定値に制御する所定期間の連続的なＰＷＭパルスからなることを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
37. 前記ロータ位置検出ステップでは、電流が増加中の応答信号と電流が減少中の応答信号との一方の応答信号又は双方の応答信号に基づいてロータ位置を判定することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
38. 前記起動モードにおいて前記ロータの所定の正転回数を検知した場合に、前記起動モードから前記逆起電圧帰還モードに切り替えることを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
39. 前記起動モードにおいて前記ロータの電気角６０度正転のインターバルに基づく回転速度が所定値に達したことを検知した場合に、前記起動モードから前記逆起電圧帰還モードに切り替えることを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
40. 前記起動モードにおいて前記ロータの電気角６０度正転のインターバルを反映して、前記逆起電圧モードの最初の通電プロファイル制御を行うことを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
41. 前記ロータ位置検出ステップでは、前記ロータ位置探索パルス電流が所定値に達した時点の応答信号の比較結果をロータ位置の判定に利用することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
42. 前記ロータ位置検出ステップでは、前記ロータ位置探索パルスに対する中性点電位を基準とした応答信号が所定の正の閾値より大である場合、又は、前記応答信号が所定の負の閾値より小である場合に、ロータ位置を判定することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
43. 前記起動モードにおいて、次の電気角６０度期間へのロータの回転を確認することをもって直ちに起動モードから逆起電圧帰還モードに切替った直後の逆起電圧として、前記６０度期間の中間期間において生じる所定の相巻線の逆起電圧ゼロクロスを待つことを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
44. １巡目のロータ位置探索パルス印加ステップにおいてのみ最大４回のロータ位置探索パルス印加を行うことを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
45. １巡目のロータ位置探索パルス印加ステップにおいてのみ最大６回のロータ位置探索パルス印加を行うことを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
46. 前記ロータ位置探索パルス印加ステップにおいて、特定の二相を順番に応答信号の検出相とすることを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
47. 前記ロータ位置探索パルス印加ステップにおいて、特定の一相とそれ以外の特定されない一相を順番に応答信号の検出相とすることを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
48. 前記ロータ位置探索パルス印加ステップにおいて、前記二相の応答信号の検出相のうちの第１検出相を選択した際には前記第１検出相以外の二相間に対して第１方向に沿って１回目のロータ位置探索パルスを印加し、
    続いて、第２検出相を選択した際には前記第２検出相以外の二相間に対して第１方向に沿って２回目のロータ位置探索パルスを印加し、
    更に、前記第２検出相を選択した際には前記第２検出相以外の二相間に対して前記第１方向とは逆方向の第２方向に沿って３回目のロータ位置探索パルスを印加し、
    更に続けて、前記第１検出相を選択した際には前記第１検出相以外の二相間に対して前記第１方向とは逆方向の第２方向に沿って４回目のロータ位置探索パルスを印加し、
    若しくは、前記第１検出相を選択して前記第１検出相以外の二相間に対して前記第１方向とは逆方向の第２方向に沿って３回目のロータ位置探索パルスを印加し、これに続けて前記第２検出相を選択して前記第２検出相以外の二相間に対して前記第１方向とは逆方向の第２方向に沿って４回目のロータ位置探索パルスを印加する
    ことを特徴とする請求項４６又は４７に記載のモータ駆動方法。
49. 前記ロータ位置探索パルス印加ステップにおいて、１回目のロータ位置探索パルスを印加する場合に選択した第１の検出相以外の第１組の二相と、２回目のロータ位置探索パルスを印加する場合に選択した第２の検出相以外の第２組の二相との間で互いに共通する相を、
    前記１回目のロータ位置探索パルス印加時において電流ソースとした場合には、前記２回目のロータ位置探索パルス印加時においては電流シンクとし、
    前記１回目のロータ位置探索パルス印加時において電流シンクとした場合には、前記２回目のロータ位置探索パルス印加時においては電流ソースとする
    ことを特徴とする請求項４８に記載のモータ駆動方法。
50. 前記ロータ位置探索パルス印加ステップでは、入力されるトルク指令によって前記ロータ位置探索パルス電流のピーク値を制御することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
51. 前記起動回転パルス印加ステップでは、入力されるトルク指令によって前記起動回転パルス電流のピーク値を制御することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
52. 前記ロータ位置探索ステップの結果として、起動回転パルスを印加する前記起動回転パルス印加ステップを次巡のロータ位置探索パルス印加ステップと兼用することを特徴とする請求項１５に記載のモータ駆動方法。
53. 前記起動回転パルスは、電流ピーク値を所定値に制御する所定期間の連続的なＰＷＭ駆動パルスからなることを特徴とする請求項５２に記載のモータ駆動方法。
54. ロータと、
    複数相の巻線と、
    前記各巻線の両端の端子のうち一方の端子がスター結線された共通端子と、
    前記巻線の前記共通端子ではない端子毎にそれぞれに接続された上側駆動トランジスタ及び下側駆動トランジスタと、
    前記各巻線の前記共通端子ではない前記端子のうち２端子を選択して、対応する一対の上側駆動トランジスタ及び下側駆動トランジスタをオン状態にする転流制御手段と
    前記選択した２端子間に探索パルスを印加するロータ位置探索パルス印加手段と、
    前記各巻線の前記共通端子ではない前記端子のうち選択されなかった端子と前記共通端子との間に現れる前記探索パルス印加に対する応答信号に基づいてロータ位置を検出する比較手段と
    を備えたことを特徴とするロータ位置センサレスの多相モータ駆動装置。