JP2007166769A - Method and apparatus for driving and controlling brushless motor - Google Patents

Method and apparatus for driving and controlling brushless motor Download PDF

Info

Publication number
JP2007166769A
JP2007166769A JP2005359099A JP2005359099A JP2007166769A JP 2007166769 A JP2007166769 A JP 2007166769A JP 2005359099 A JP2005359099 A JP 2005359099A JP 2005359099 A JP2005359099 A JP 2005359099A JP 2007166769 A JP2007166769 A JP 2007166769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zero cross
counting
predetermined time
time
brushless motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005359099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Okubo
昌史 大久保
Yukio Hirai
幸男 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Thermal Systems Japan Corp
Original Assignee
Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Thermal Systems Japan Corp filed Critical Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority to JP2005359099A priority Critical patent/JP2007166769A/en
Publication of JP2007166769A publication Critical patent/JP2007166769A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively achieve rotation control for quickly responding with respect to fluctuations in rotation. <P>SOLUTION: A predetermined time Ts is counted repeatedly by five timer counters 1-5 for starting for counting with timings shifted by a predetermined time α (S112, S122, S133, S142, S152). Zero-crossing points are detected, based on an output signal from a position detecting circuit 103. The number of the detected zero-crossing points is counted repeatedly within a predetermined counting time Ts of the timer-counters 1-5; and each time the timer counters 1-5 finish counting the predetermined time Ts, switching timing for a drive pulse signal is calculated, based on the number of the zero-crossing points detected within the predetermined counting time Ts (S118, S128, S138, S148, S158). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブラシレスモータに係り、特に、駆動電流の切り換え制御の安定性の向上等を図ったものに関する。   The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to an improvement in stability of drive current switching control.

従来、この種の装置としては、例えば、永久磁石からなるロータと、固定された固定子巻線とを備えてなるセンサレス・ブラシレスモータと、このブラシレスモータの固定子巻線における誘起電圧に基づいてロータ位置を検出し、その検出結果に基づいて固定子巻線への通電を制御することで、ロータの回転位置を検出するセンサを不要としつつ、回転制御を可能としたものが公知・周知となっている(例えば、特許文献1等参照)。   Conventionally, as this type of device, for example, a sensorless brushless motor including a rotor made of a permanent magnet and a fixed stator winding, and an induced voltage in the stator winding of the brushless motor. It is known and known that the rotor position can be controlled by detecting the rotor position and controlling the energization to the stator winding based on the detection result, thereby eliminating the need for a sensor for detecting the rotational position of the rotor. (For example, refer to Patent Document 1).

このようなブラシレスモータにおいては、駆動電流の通電休止状態にある固定子巻線に誘起される誘起電圧がその極性反転のため基準電圧(例えば、接地電圧)を過ぎる点であるいわゆる零クロス点を検出すると共に、その各々の零クロス点の時間間隔を計測し、その計測結果から、その後の駆動電流の切り換えタイミングを演算算出し、駆動電流の切り換え制御を行うのが一般的である。   In such a brushless motor, a so-called zero-crossing point, which is a point where the induced voltage induced in the stator winding in the drive current suspension state exceeds the reference voltage (for example, ground voltage) due to the polarity inversion, In general, the time interval of each zero cross point is measured, and the drive current switching timing is calculated and calculated from the measurement result, and the drive current switching control is generally performed.

特公平6−42793号公報(第2−4頁、図1−図4)Japanese Examined Patent Publication No. 6-42793 (page 2-4, FIGS. 1 to 4)

上述のようにして駆動電流の切り換えタイミングを制御する場合、零クロス点が検出される度に、その一つ前の直近の零クロス点からの経過時間に基づいて、駆動電流の切り換えタイミングを演算算出し、その演算結果に基づいて駆動電流の切り換えを行うのが、回転速度の変動に最も迅速に対応することができるので理想的である。
ところで、このような制御にはマイクロコンピュータが用いられるのが一般的であるが、上述のようなリアルタイムに近い駆動電流の切り換えタイミングの制御だけに用いられる訳ではなく、他の様々な処理、例えば、駆動の際のデューティの演算や零クロス点の判定等の処理の実行にも用いられるのが通常である。したがって、そのような他の処理を行いつつ、リアルタイムに近い駆動電流の切り換え制御(或いは、駆動信号の出力タイミングの切り換え制御)を行うことは、マイクロコンピュータにとって負担が大きくなるため、より処理能力の高いマイクロコンピュータを必要とすることとなり、結果的に装置の高価格化を招くこととなる。
When the drive current switching timing is controlled as described above, each time a zero cross point is detected, the drive current switching timing is calculated based on the elapsed time from the previous zero cross point. It is ideal to calculate and switch the drive current based on the calculation result because it is possible to respond most rapidly to fluctuations in the rotational speed.
By the way, a microcomputer is generally used for such control, but it is not used only for controlling the switching timing of driving current close to real time as described above, but various other processes such as, for example, Usually, it is also used to execute processing such as calculation of duty during driving and determination of a zero cross point. Therefore, performing the switching control of the driving current near the real time (or the switching control of the output timing of the driving signal) while performing such other processing increases the burden on the microcomputer, and thus the processing capability is further increased. A high microcomputer is required, and as a result, the price of the apparatus is increased.

そこで、駆動信号の切り換えタイミングを、過去の複数回の零クロス点の検出結果から求めるようにすれば、マイクロコンピュータの負担を軽減することができ、より安価なマイクロコンピュータを用いた駆動制御装置が実現可能とはなるが、零クロス点の検出回数を増やすことは、よりマイクロコンピュータの負担を軽減となる反面、時系列的に古いデータに基づいて切り換えタイミングを決定してゆくことになり、回転変動が生じた際の応答性の低下を招くという問題があった。   Therefore, if the drive signal switching timing is obtained from the past detection results of a plurality of zero cross points, the burden on the microcomputer can be reduced, and a drive control device using a cheaper microcomputer can be provided. Although it is feasible, increasing the number of zero cross point detections will reduce the burden on the microcomputer, but it will determine the switching timing based on the old data in time series, and will rotate. There has been a problem in that the responsiveness is lowered when fluctuation occurs.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、回転変動に対して応答性の良い回転制御が比較的安価に実現できるブラシレスモータの駆動制御方法及びその装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、安価なマイクロコンピュータを用いて回転変動に対して応答性の良い回転制御が実現できるブラシレスモータの駆動制御方法及びその装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a drive control method and apparatus for a brushless motor capable of realizing rotation control with good responsiveness to rotation fluctuation at a relatively low cost.
Another object of the present invention is to provide a brushless motor drive control method and apparatus capable of realizing rotation control with good response to rotation fluctuations using an inexpensive microcomputer.

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るブラシレスモータの駆動制御方法は、
ブラシレスモータのロータの回転位置信号と所望回転数に基づいて当該ブラシレスモータの固定子巻線へ印加する駆動パルス信号のデューティを設定すると共に、前記ロータの回転位置信号に基づいて前記固定子巻線への前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを制御するようにしてなるブラシレスモータの駆動制御方法であって、
第1の所定時間づつ計数開始時がずれた複数のタイマカウンタにより、第2の所定時間の計数を繰り返し行う一方、
前記ロータの回転位置信号が基準レベルを過ぎる零クロス点を検出すると共に、前記それぞれのタイマカウンタによる前記第2の所定時間内における零クロス点の検出回数の計数を繰り返し行い、
前記複数のタイマカウンタによるそれぞれの前記第2の所定時間の計数完了の度毎に、当該第2の所定時間内における前記零クロス点の検出回数を基に、前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを決定するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るブラシレスモータの駆動制御装置は、
ブラシレスモータのロータの回転位置信号と所望回転数に基づいて当該ブラシレスモータの固定子巻線へ印加する駆動パルス信号のデューティを設定すると共に、前記ロータの回転位置信号に基づいて前記固定子巻線への前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを制御するよう構成されてなるブラシレスモータの駆動制御装置であって、
外部入力される前記ロータの回転位置信号が基準レベルを過ぎる零クロス点を検出する零クロス検出手段と、
第1の所定時間づつ計数開始時がずれた複数のタイマカウンタにより、第2の所定時間の計数を繰り返し行う計時手段と、
前記計時手段における各々のタイマカウンタによる前記第2の所定時間内における前記零クロス検出手段による零クロス点の検出回数を計数する零クロス計数手段と、
前記計時手段における各々のタイマカウンタの前記第2の所定時間の計数完了の度毎に、当該第2の所定時間内における前記零クロス計数手段による零クロス点の計数値を基に、前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを演算算出するタイミング演算手段とを具備してなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, a brushless motor drive control method according to the present invention comprises:
The duty of a drive pulse signal applied to the stator winding of the brushless motor is set based on the rotational position signal of the rotor of the brushless motor and the desired rotational speed, and the stator winding is set based on the rotational position signal of the rotor. A drive control method for a brushless motor configured to control the switching timing of the drive pulse signal to
While the counting of the second predetermined time is repeatedly performed by a plurality of timer counters whose counting start time is shifted every first predetermined time,
Detecting the zero cross point where the rotational position signal of the rotor exceeds a reference level, and repeatedly counting the number of times of detection of the zero cross point within the second predetermined time by the respective timer counters,
Each time the second predetermined time is counted by the plurality of timer counters, the switching timing of the drive pulse signal is determined based on the number of detections of the zero cross point within the second predetermined time. It is comprised so that it may do.
In order to achieve the above object of the present invention, a brushless motor drive control device according to the present invention comprises:
The duty of a drive pulse signal applied to the stator winding of the brushless motor is set based on the rotational position signal of the rotor of the brushless motor and the desired rotational speed, and the stator winding is set based on the rotational position signal of the rotor. A drive control device for a brushless motor configured to control the switching timing of the drive pulse signal to
A zero cross detecting means for detecting a zero cross point at which the rotational position signal of the rotor inputted externally exceeds a reference level;
Time counting means for repeatedly counting the second predetermined time by a plurality of timer counters whose counting start time is deviated every first predetermined time;
Zero cross counting means for counting the number of zero cross points detected by the zero cross detecting means within the second predetermined time by each timer counter in the time measuring means;
The driving pulse is calculated based on the count value of the zero cross point by the zero cross counting means within the second predetermined time every time the timer counter in the time counting means completes counting for the second predetermined time. Timing calculation means for calculating and calculating the signal switching timing.

本発明によれば、計数開始時が所定時間づつずれた複数のタイマカウンタにより予め定められた時間の経過を繰り返し計数し、その予め定められた時間の計数が完了する度毎に、その時間内におけるロータの回転位置信号が基準レベルを過ぎる零クロス点が検出された回数を求めるように構成することで、各々のタイマカウンタによるその予め定められた時間計測が完了する毎、すなわち、計数開始時のづれ分である所定時間毎に、予め定められた時間と、その間の零クロス点の検出回数とからブラシレスモータの回転速度を求めることができるので、回転速度を基に求められる駆動パルス信号の切り換えタイミングを、所定時間毎に更新することができることとなる。そのため、制御装置の演算処理などにおける負担を極端に増大することなく駆動パルス信号の切り換えタイミングの決定についての適宜なリアルタイム性を実現でき、回転変動に対して応答性の良い回転制御が比較的安価に実現できるという効果を奏するものである。   According to the present invention, the elapse of a predetermined time is repeatedly counted by a plurality of timer counters whose start time is shifted by a predetermined time, and every time the predetermined time is completed, Is configured so as to obtain the number of times that the zero crossing point at which the rotational position signal of the rotor exceeds the reference level is detected, so that each time measurement by each timer counter is completed, that is, at the start of counting. Since the rotation speed of the brushless motor can be obtained from a predetermined time and the number of detections of the zero crossing points between the predetermined time, which is the amount of deviation, the drive pulse signal obtained based on the rotation speed can be obtained. The switching timing can be updated every predetermined time. Therefore, it is possible to realize an appropriate real-time property for determining the switching timing of the drive pulse signal without drastically increasing the burden on the arithmetic processing of the control device, and the rotational control with good response to rotational fluctuation is relatively inexpensive. It has the effect that it can be realized.

以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図8を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの駆動制御方法が実行されるブラシレスモータの駆動制御装置(以下、「本装置」と称する)の一構成例について、図1及び図2を参照しつつ説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, a configuration example of a brushless motor drive control apparatus (hereinafter referred to as “this apparatus”) in which the brushless motor drive control method according to the embodiment of the present invention is executed will be described with reference to FIGS. 1 and 2. I will explain.

本装置Sは、制御部(図1においては「CPU」と表記)101と、駆動回路(図1においては、「DRV」と表記)102と、位置検出回路(図1においては「SENS」と表記)103とに大別されて構成されたものとなっている。   The apparatus S includes a control unit (indicated as “CPU” in FIG. 1) 101, a drive circuit (indicated as “DRV” in FIG. 1) 102, and a position detection circuit (in FIG. 1, “SENS”). (Notation) 103 and are roughly divided.

本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ51は、公知・周知の構成を有してなるいわゆるセンサレス・ブラシレスモータであり、例えば、車両用空調装置における送風機の送風ファン(図示せず)の回転駆動などに用いられるものである。位置検出回路103は、ロータ(図示せず)の回転位置検出のための従来のセンサの機能を果たすもので、ブラシレスモータ51の固定子巻線52a〜52cに誘起される電圧を検出し、制御部101へ適宜なレベルで入力するよう構成されたものである。
制御部101は、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータを用いてなるものであり、マイクロコンピュータ内の図示されない記憶領域又は記憶素子にブラシレスモータ51の駆動制御を行うための数々のプログラムが記憶されており、適宜それらが実行されるようになっている。
The brushless motor 51 in the embodiment of the present invention is a so-called sensorless brushless motor having a known and well-known configuration, for example, rotational driving of a blower fan (not shown) of a blower in a vehicle air conditioner. It is used for. The position detection circuit 103 functions as a conventional sensor for detecting the rotational position of a rotor (not shown), and detects and controls the voltage induced in the stator windings 52a to 52c of the brushless motor 51. The unit 101 is configured to input at an appropriate level.
The control unit 101 uses a microcomputer having a known and well-known configuration, and various programs for controlling the drive of the brushless motor 51 in a storage area or storage element (not shown) in the microcomputer. Are stored, and they are executed as appropriate.

具体的には、制御部101は、位置検出回路103からの検出信号に基づいてロータ(図示せず)位置を判定すると共に、判定されたロータ位置と、外部から入力される所望回転数信号とに基づいて、ブラシレスモータ51の固定子巻線52a〜52cへの駆動パルス信号を出力する駆動回路102に対する制御信号を生成、出力するようになっている。なお、制御部101による駆動回路102を介してのブラシレスモータ51の駆動制御は、具体的には、公知・周知のいわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御となっており、所望する回転数に応じて駆動回路102から出力される駆動パルス信号のデューティを決定し、位置検出回路103からの検出信号に応じて、駆動パルス信号の切り換えタイミングを制御して固定子巻線52a〜52cへの通電制御を行うものとなっている。
なお、駆動回路102の終段部分は、公知・周知のスイッチング回路が構成されており、車両用バッテリ1の電圧値の駆動パルス信号が固定子巻線52a〜52へ印加されるようになっている。
Specifically, the control unit 101 determines a rotor (not shown) position based on a detection signal from the position detection circuit 103, and determines the determined rotor position and a desired rotation speed signal input from the outside. Based on the above, a control signal for the drive circuit 102 that outputs a drive pulse signal to the stator windings 52a to 52c of the brushless motor 51 is generated and output. The drive control of the brushless motor 51 via the drive circuit 102 by the control unit 101 is specifically known and well-known so-called PWM (Pulse Width Modulation) control, depending on the desired number of rotations. The duty of the drive pulse signal output from the drive circuit 102 is determined, and the switching timing of the drive pulse signal is controlled according to the detection signal from the position detection circuit 103 to control energization to the stator windings 52a to 52c. It is to do.
Note that a known and well-known switching circuit is configured at the final stage of the drive circuit 102, and a drive pulse signal having a voltage value of the vehicle battery 1 is applied to the stator windings 52a to 52. Yes.

図2には、位置検出回路103の具体回路構成例が示されており、以下、この具体回路構成例について、同図を参照しつつ説明する。
この位置検出回路は、固定子巻線52a〜52cに対応して設けられた3つのコンパレータ41a〜41cと、それぞれのコンパレータ41a〜41cの前段に形成されたフィルタ回路40a〜40cとを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
コンパレータ41a〜41cのそれぞれの前段に設けられたフィルタ回路40a〜40cは、いずれも基本的に同一の構成を有してなるもので、その構成自体は公知・周知の構成のものであるので、ここでは、以下に構成要素を示すに留め、その詳細な構成の説明については省略することとする。
FIG. 2 shows a specific circuit configuration example of the position detection circuit 103. Hereinafter, the specific circuit configuration example will be described with reference to FIG.
This position detection circuit is mainly composed of three comparators 41a to 41c provided corresponding to the stator windings 52a to 52c and filter circuits 40a to 40c formed in front of the respective comparators 41a to 41c. It is configured as.
Each of the filter circuits 40a to 40c provided in the previous stage of each of the comparators 41a to 41c has basically the same configuration, and the configuration itself is a known and well-known configuration. Here, only the components are shown below, and the detailed description of the configuration is omitted.

すなわち、第1のフィルタ回路40aは、抵抗器1a,2aとコンデンサ4aとにより積分回路が構成されており、第2のフィルタ回路40bは、抵抗器1b,2bとコンデンサ4bとにより積分回路が構成されており、第3のフィルタ回路40cは、抵抗器1c,2cとコンデンサ4cとにより積分回路が構成されたものとなっている。
なお、この構成例においては、第1のフィルタ回路40aには、U相となる固定子巻線52aの誘起電圧が、第2のフィルタ回路40bにはV相となる固定子巻線52bの誘起電圧が、第3のフィルタ回路40cにはW相となる固定子巻線52cの誘起電圧が、それぞれ印加されるようになっている。
That is, in the first filter circuit 40a, an integrating circuit is configured by the resistors 1a and 2a and the capacitor 4a, and in the second filter circuit 40b, an integrating circuit is configured by the resistors 1b and 2b and the capacitor 4b. In the third filter circuit 40c, an integrating circuit is constituted by the resistors 1c and 2c and the capacitor 4c.
In this configuration example, the first filter circuit 40a has an induced voltage of the U-phase stator winding 52a, and the second filter circuit 40b has an induced voltage of the V-phase stator winding 52b. The voltage is applied to the third filter circuit 40c by the induced voltage of the stator winding 52c in the W phase.

そして、それぞれのフィルタ回路40a〜40cの出力側、すなわち、第1のフィルタ回路40aにあっては、抵抗器1a,2aとコンデンサ4aとの相互の接続点、第2のフィルタ回路40bにあっては、抵抗器1b,2bとコンデンサ4bとの相互の接続点、第3のフィルタ回路40cにあっては、抵抗器1c,2cとコンデンサ4cとの相互の接続点が、それぞれ対応するコンパレータ41a〜41cの非反転入力端子に接続されたものとなっている。
また、各々のコンパレータ41a〜41cの反転入力端子と非反転入力端子との間には、コンパレータ41a〜41cの比較動作における基準電圧を設定するための抵抗器3a、3b、3cがそれぞれ接続されると共に、各コンパレータ41a〜41cの反転入力端子は相互に接続されて、同一電位に維持されるようになっている。このため、コンパレータ41a〜41cにより、フィルタ回路40a〜40cの出力電圧が基準電圧(例えば、零電位)を過ぎる点(零クロス点)の検出がなされるようになっている。
The output side of each of the filter circuits 40a to 40c, that is, the first filter circuit 40a, is the connection point between the resistors 1a and 2a and the capacitor 4a, and the second filter circuit 40b. Are the connection points of the resistors 1b and 2b and the capacitor 4b, and in the third filter circuit 40c, the connection points of the resistors 1c and 2c and the capacitor 4c are the corresponding comparators 41a to 41a, respectively. It is connected to the non-inverting input terminal 41c.
Further, resistors 3a, 3b, and 3c for setting a reference voltage in the comparison operation of the comparators 41a to 41c are connected between the inverting input terminals and the non-inverting input terminals of the comparators 41a to 41c, respectively. At the same time, the inverting input terminals of the comparators 41a to 41c are connected to each other and maintained at the same potential. For this reason, the comparators 41a to 41c detect points (zero cross points) where the output voltages of the filter circuits 40a to 40c pass a reference voltage (for example, zero potential).

次に、制御部101により実行される駆動制御について、図3乃至図8を参照しつつ説明する。
最初に、本発明の実施の形態における駆動制御処理について概略的に説明すれば、この駆動制御処理は、制御部101からの制御に応じて駆動回路102によって固定子巻線52a〜52cに印加される駆動パルス信号の発生タイミングを、回転状態に応じて決定し、切り換えてゆくためのものである。そのため、計数開始のタイミングが所定時間づつずれて所定時間の計数を繰り返し行う複数のタイマカウンタ、本発明の実施の形態においては、5つのタイマカウンタによって所定時間の計数が繰り返し行われるようになっている。
Next, drive control executed by the control unit 101 will be described with reference to FIGS.
First, the drive control process according to the embodiment of the present invention will be briefly described. This drive control process is applied to the stator windings 52a to 52c by the drive circuit 102 in accordance with the control from the control unit 101. The drive pulse signal generation timing is determined according to the rotation state and is switched. Therefore, a plurality of timer counters that repeat counting for a predetermined time with the counting start timing shifted by a predetermined time, and in the embodiment of the present invention, counting for a predetermined time is repeatedly performed by five timer counters. Yes.

一方、5つのタイマカウンタに対応して、位置検出回路103を介して検出された零クロス点の回数を計数する零クロスカウンタが設けられ、それぞれ対応するタイマカウンタの所定時間の計数の間における零クロス点の検出回数を計数し、対応するタイマカウンタにおける所定時間の計数が完了する度毎に、対応する零クロスカウンタの計数値に基づいて駆動パルス信号の切り換えタイミングを演算算出し、その算出結果を、駆動パルス信号の切り換え制御に供することができるようにしたものである。   On the other hand, a zero cross counter for counting the number of zero cross points detected via the position detection circuit 103 is provided corresponding to the five timer counters, and each of the zero counters during the predetermined time counting of the corresponding timer counter is provided. Counts the number of detections of cross points, and calculates and calculates the drive pulse signal switching timing based on the count value of the corresponding zero cross counter every time counting of the predetermined time in the corresponding timer counter is completed. Can be used for switching control of the drive pulse signal.

図7には、位置検出回路103により検出される零クロス点と、次述する割り込み処理のタイミングとの関係を説明する波形図が示されており、以下、同図について説明する。
図7(A)は、駆動パルス信号が印加されていない固定子巻線52a〜52bにおいて順次発生する誘起電圧(相誘起電圧)の例を示すもので、同図において、EUは、固定子巻線52aにおける誘起電圧を、EVは、固定子巻線52bにおける誘起電圧を、EWは、固定子巻線52cにおける誘起電圧を、それぞれ示している。
FIG. 7 shows a waveform diagram for explaining the relationship between the zero cross point detected by the position detection circuit 103 and the timing of the interrupt processing described below, which will be described below.
FIG. 7A shows an example of induced voltage (phase induced voltage) sequentially generated in the stator windings 52a to 52b to which no drive pulse signal is applied. In FIG. 7A, EU denotes the stator winding. The induced voltage in the line 52a, EV represents the induced voltage in the stator winding 52b, and EW represents the induced voltage in the stator winding 52c.

フィルタ回路40a〜40cは、遅延特性を有しており、その遅延量は、入力信号の繰り返し周期、換言すれば、ブラシレスモータ51の回転速度の増大に伴い大きくなる特性となっており、最大で出力信号は入力信号に対して90度の位相遅れを生ずるものとなっている。
図7(B)は、図7(A)に示された誘起電圧が入力された場合のフィルタ回路40a〜40cの出力信号を示すもので、各出力信号は、入力信号に対して位相遅れΦsを有して出力されることが示されている。例えば、図7(A)におけるV相の誘起電圧EVのA点は、図7(B)のA´点に対応し、同じく図7(A)におけるU相の誘起電圧EUのB点は、B´点に対応している。
なお、本発明の実施の形態においては、Φsは、例えば、ブラシレスモータ51が1000rpmの回転において電気角で60度となっている。
The filter circuits 40a to 40c have a delay characteristic, and the delay amount becomes a characteristic that increases as the rotation speed of the brushless motor 51 increases, in other words, the repetition amount of the input signal. The output signal has a phase delay of 90 degrees with respect to the input signal.
FIG. 7B shows output signals of the filter circuits 40a to 40c when the induced voltage shown in FIG. 7A is input. Each output signal has a phase delay Φs with respect to the input signal. Is output. For example, the point A of the V-phase induced voltage EV in FIG. 7A corresponds to the point A ′ in FIG. 7B, and the point B of the U-phase induced voltage EU in FIG. Corresponds to point B ′.
In the embodiment of the present invention, Φs is, for example, 60 degrees in electrical angle when the brushless motor 51 rotates at 1000 rpm.

フィルタ回路40a〜40cの出力信号は、それぞれ対応するコンパレータ41a〜41cにおける比較動作に供され、その結果、コンパレータ41a〜41cからは、図7(C)〜図7(E)に示されたように、フィルタ回路40a〜40cの出力信号が正極から負極へ変化しながら仮想中点電位を過ぎる時点で論理値LowからHighとなる一方、フィルタ回路40a〜40cの出力信号が負極から正極へ変化しながら仮想中点電位を過ぎる時点で論理値LowからHighとなる信号が出力されることとなる。   The output signals of the filter circuits 40a to 40c are used for comparison operations in the corresponding comparators 41a to 41c, respectively. As a result, the comparators 41a to 41c output the signals as shown in FIGS. 7C to 7E. Furthermore, while the output signals of the filter circuits 40a to 40c change from the positive electrode to the negative electrode and pass the virtual midpoint potential, the logic value Low changes to High, while the output signals of the filter circuits 40a to 40c change from the negative electrode to the positive electrode. However, when the virtual midpoint potential is passed, a signal that becomes High from the logical value Low is output.

このコンパレータ41a〜41cの出力信号は、その立ち上がり、立ち下がりが誘起電圧の零クロス点に同期したものとなっており、制御部101においては、入力されたコンパレータ41a〜41cの出力信号の論理値LowからHighへの立ち上がり、論理値HighからLowへの立ち下がりを判断し、立ち上がり又は立ち下がりと判定された時点を零クロス点として、後述する零クロスカウンタ処理開始の割り込みタイミング(図7(F)参照)としている。   The output signals of the comparators 41a to 41c are those whose rising and falling edges are synchronized with the zero cross point of the induced voltage. In the control unit 101, the logical values of the input output signals of the comparators 41a to 41c. A rising edge from Low to High and a falling edge from the logical value High to Low are determined, and an interrupt timing for starting zero cross counter processing (to be described later) is set as a zero cross point when the rise or fall is determined (FIG. 7 (F ))).

次に、かかる駆動制御処理の具体的な手順について、図3乃至図5に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。
処理が開始されると、タイマカウンタ1〜タイマカウンタ5の5つのタイマカウンタによる時間計数が、順次、所定時間α間隔をおいて開始され、それぞれ時間計数が実行されることとなる(図3のステップS100〜S108参照)。
ここで、タイマカウンタ1〜タイマカウンタ5は、制御部101内においてソフトウェアの実行により実現されるものであり、所定時間Tsを計数すると、再度零から所定時間Tsの計数を繰り返すものとなっている。すなわち、図6に示されたように、タイマカウンタ1が計数を開始してから所定時間α経過した時点で、タイマカウンタ2の計数が開始されるようになっており(図6(A)〜図6(C)参照)、以下、同様にして、タイマカウンタ3〜タイマカウンタ5が、順次、所定時間αをおいて計数を開始するようになっているものである((図6(D)〜図6(F)参照))。
例えば、一例として、Tsは、125msec、αは、25msecであるが、勿論、この値に限定される必要はないものである。
Next, a specific procedure of the drive control process will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
When the processing is started, the time counting by the five timer counters of the timer counter 1 to the timer counter 5 is started sequentially at a predetermined time α interval, and each time counting is executed (in FIG. 3). Steps S100 to S108).
Here, the timer counter 1 to the timer counter 5 are realized by executing software in the control unit 101. When the predetermined time Ts is counted, the counting from the zero to the predetermined time Ts is repeated again. . That is, as shown in FIG. 6, the timer counter 2 starts counting when a predetermined time α elapses after the timer counter 1 starts counting (FIG. 6A to FIG. 6). In the same manner, the timer counter 3 to the timer counter 5 start counting at a predetermined time α sequentially (see FIG. 6 (D)). To FIG. 6 (F))).
For example, as an example, Ts is 125 msec and α is 25 msec, but of course, it is not necessary to be limited to this value.

これらタイマカウンタ1〜タイマカウンタ5が所定時間Tsの計数を行っている間、適宜、その他の処理が行われる。例えば、位置検出回路103の出力信号を基に、駆動回路102へ対する基本となる制御信号の生成、外部からの所望回転数の読み込み、位置検出回路103の出力信号の読み込み等が行われる(図3のステップS110参照)。
次いで、タイマカウンタ1の計数値が所定時間Tsとなったか否かが判定され(図3のステップS112参照)、当該計数値は所定時間Tsに未だ達していないと判定された場合(NOの場合)には、後述するステップS122の処理へ進む一方、当該計数値は所定時間Tsに達したと判定された場合(YESの場合)には、この時点における零クロスカウンタ1の計数値が変数である零クロス値とされる(図3のステップS114参照)。
While these timer counter 1 to timer counter 5 are counting the predetermined time Ts, other processes are appropriately performed. For example, based on the output signal of the position detection circuit 103, generation of a basic control signal for the drive circuit 102, reading of a desired rotational speed from the outside, reading of the output signal of the position detection circuit 103, etc. are performed (FIG. 3 step S110).
Next, it is determined whether or not the count value of the timer counter 1 has reached the predetermined time Ts (see step S112 in FIG. 3). When it is determined that the count value has not yet reached the predetermined time Ts (in the case of NO) ), The process proceeds to step S122 described later. On the other hand, when it is determined that the count value has reached the predetermined time Ts (in the case of YES), the count value of the zero cross counter 1 at this time is a variable. A certain zero cross value is set (see step S114 in FIG. 3).

ここで、零クロスカウンタ1は、タイマカウンタ1に対応して設けられたもので、先に本発明の実施の形態における駆動制御処理の概要で説明したように、固定子巻線52a〜52cの誘起電圧が零を過ぎた回数を計数するためのものである。タイマカウンタ2〜タイマカウンタ5に対しても、それぞれ対応する零クロスカウンタ2〜5が設けられている。   Here, the zero cross counter 1 is provided corresponding to the timer counter 1, and as described above in the outline of the drive control processing in the embodiment of the present invention, the stator windings 52a to 52c. This is for counting the number of times that the induced voltage has passed zero. Corresponding zero cross counters 2 to 5 are also provided for timer counters 2 to 5.

これら零クロスカウンタ1〜5の計数動作は、制御部101において、先に図7を参照しつつ説明したように、位置検出回路103の出力信号から零クロス点が判定されることで、そのタイミング(図7(F)参照)で図5に示された零クロスカウンタ処理が割り込み処理として実行されるようになっている。
ここで、図5を参照しつつ、零クロスカウンタ処理について説明すれば、上述のように、零クロス点が判定されて割り込み処理実行とされると、零クロスカウンタ1〜零クロスカウンタ5の各々の計数値が1進められ(カウントアップ)、零クロスカウント処理が終了されるものとなっている(図5のステップS200〜S208参照)。
The counting operation of the zero cross counters 1 to 5 is performed by the control unit 101 by determining the zero cross point from the output signal of the position detection circuit 103 as described above with reference to FIG. The zero cross counter process shown in FIG. 5 is executed as an interrupt process (see FIG. 7F).
Here, the zero cross counter process will be described with reference to FIG. 5. When the zero cross point is determined and the interrupt process is executed as described above, each of the zero cross counter 1 to the zero cross counter 5 is executed. Is incremented by 1 (counting up), and the zero cross count process is terminated (see steps S200 to S208 in FIG. 5).

ここで、先の図3の説明に戻れば、上述のようなことから、ステップS114において零クロス値とされた零クロスカウンタ1の計数値は、その直近においてタイマカウンタ1によって計数された所定時間Tsの間に発生した零クロス点の回数を意味することとなる。したがって、所定時間Tsを零クロス値で除した値は、その時点における零クロス点の現実の平均的な時間間隔であり、換言すれば、ブラシレスモータ51の回転状態、すなわち、回転速度を表すものである。駆動パルス信号の切り換えタイミングは、この回転速度に応じて変えられるべきものとなっており、そのタイミングは、零クロス点を基準として、そこからの経過時間(通電遅延時間)として、回転速度に基づいて、所定の演算式により算出されるものとなっている。それ故、所定時間Tsにおける零クロス値を基に通電遅延時間を求めることが可能となる。   Here, returning to the description of FIG. 3 above, from the above, the count value of the zero cross counter 1 that was set to the zero cross value in step S114 is the predetermined time counted by the timer counter 1 in the immediate vicinity. This means the number of zero cross points generated during Ts. Therefore, the value obtained by dividing the predetermined time Ts by the zero cross value is the actual average time interval of the zero cross point at that time, in other words, the rotational state of the brushless motor 51, that is, the rotational speed. It is. The switching timing of the drive pulse signal should be changed according to the rotational speed. The timing is based on the rotational speed as the elapsed time (energization delay time) from the zero cross point as a reference. Thus, it is calculated by a predetermined arithmetic expression. Therefore, the energization delay time can be obtained based on the zero cross value at the predetermined time Ts.

上述のようにステップS114の処理が実行された後は、零クロスカウンタ1の計数値がクリア、すなわち、零とされ(図3のステップS116参照)、ステップS118の処理へ進む。
ステップS118においては、通電遅延時間tdが先のステップS114で求められた零クロス値に基づいて所定の演算式より算出される。この算出された通電遅延時間tdは、図示されない駆動パルス信号の出力を制御するためのプログラムの実行に供され、零クロス点からその通電遅延時間経過した時点において、対応する固定子巻線52a〜52cへ駆動回路102を介して駆動パルス信号が印加されるようになっている。
After the process of step S114 is executed as described above, the count value of the zero cross counter 1 is cleared, that is, zero (see step S116 in FIG. 3), and the process proceeds to step S118.
In step S118, the energization delay time td is calculated from a predetermined arithmetic expression based on the zero cross value obtained in the previous step S114. The calculated energization delay time td is used for execution of a program for controlling the output of a drive pulse signal (not shown), and when the energization delay time has elapsed from the zero cross point, the corresponding stator windings 52a to 52d. A drive pulse signal is applied to 52c via the drive circuit 102.

ここで、通電遅延時間tdは、零クロス点を基準として固定子巻線52a〜52cへ駆動パルス信号が印加されるまでの時間である。
すなわち、図8に示されたように、制御部101においては、位置検出回路103からの信号によって零クロス点(図8(A)参照)が判断されると共に、位置検出回路103の出力信号(図7(C)〜図7(E)の相互の出力レベルによって、ロータ(図示せず)の位置が認識され(図8(B)参照)、それに基づいて、次にいずれの固定子巻線52a〜52cへ駆動パルス信号を印加すべきかが決定されるようになっている。
Here, the energization delay time td is a time until the drive pulse signal is applied to the stator windings 52a to 52c with reference to the zero cross point.
That is, as shown in FIG. 8, the control unit 101 determines the zero cross point (see FIG. 8A) based on the signal from the position detection circuit 103 and outputs the output signal ( The position of the rotor (not shown) is recognized according to the mutual output levels of FIGS. 7C to 7E (see FIG. 8B), and on the basis of which, any of the stator windings is next detected. Whether to apply a drive pulse signal to 52a to 52c is determined.

図8(B)は、上述のように零クロス点において認識されるロータ位置を、「位置1」〜「位置6」の6つに便宜的に表したものである。これは、本発明の実施の形態においては、コンパレータ41a〜41cの出力信号の変化が、先に図7(C)〜図7(E)に示されたように、6つのパターンの繰り返しとなっていることに対応したものである。
すなわち、コンパレータ41a〜41cの出力信号は、(1)V相が論理値Low、W相が論理値Highに相当するレベルにある際に、U相が論理値LowからHighへ変化→(2)U相が論理値High、V相が論理値Lowに相当するレベルにある際に、W相への駆動パルス信号が論理値HighからLowへ変化→(3)U相が論理値High、W相が論理値Lowに相当するレベルにある際に、V相への駆動パルス信号が論理値LowからHighへ変化→(4)V相が論理値High、W相が論理値Lowに相当するレベルにある際に、U相への駆動パルス信号が論理値HighからLowへ変化→(5)U相が論理値Low、V相が論理値Highに相当するレベルにある際に、W相への駆動パルス信号が論理値LowからHighへ変化→(6)U相が論理値Low、W相が論理値Highに相当するレベルにある際に、V相が論理値HighからLowへ変化するものとなっており、(6)のように出力信号が変化した後は、再び、先の(1)からの変化を繰り返すものとなっている(図7(C)〜図7(E)参照)。なお、コンパレータ41a〜41cの出力信号の変化がこのように6つのパターンを繰り返すのは、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ51に対する駆動パルス信号の変化がそもそも上述のように6つのパターンを繰り返すものとなっているためである。
FIG. 8B shows the rotor positions recognized at the zero cross point as described above for convenience in six of “position 1” to “position 6”. In the embodiment of the present invention, the change of the output signals of the comparators 41a to 41c is a repetition of six patterns as shown in FIGS. 7C to 7E. It corresponds to that.
That is, the output signals of the comparators 41a to 41c are: (1) When the V phase is at a level corresponding to the logic value Low and the W phase is at a level corresponding to the logic value High, the U phase changes from the logic value Low to High → (2) When the U phase is at a level corresponding to the logical value High and the V phase is at a level corresponding to the logical value Low, the drive pulse signal to the W phase changes from the logical value High to Low → (3) the U phase is the logical value High, W phase Is at a level corresponding to the logic value Low, the drive pulse signal to the V phase changes from the logic value Low to High → (4) the V phase is at a level corresponding to the logic value High and the W phase is at a level corresponding to the logic value Low. In some cases, the drive pulse signal for the U phase changes from the logic value High to Low → (5) When the U phase is at a level corresponding to the logic value Low and the V phase is at a level corresponding to the logic value High, the drive to the W phase Pulse signal from logic low Change to high → (6) When the U phase is at a level corresponding to the logical value Low and the W phase is at a level corresponding to the logical value High, the V phase changes from the logical value High to Low. Thus, after the output signal is changed, the change from the previous (1) is repeated again (see FIGS. 7C to 7E). The change in the output signals of the comparators 41a to 41c repeats the six patterns in this manner. The change in the drive pulse signal for the brushless motor 51 in the embodiment of the present invention repeats the six patterns as described above. It is because it is a thing.

そして、上述のようにして制御部101において認識されたロータ位置に基づいて定められる固定子巻線52a〜52cへ対する駆動パルス信号の発生順に従って、かつ、直近に求められた遅延時間td、すなわち、上述したステップS118や、後述するステップS128、S138、S150又はS160のいずれかで算出された遅延時間tdだけ零クロス点から経過した時点(図8(C)参照)で駆動パルス信号の印加が順次行われることとなる(図8(D)参照)。なお、図8(C)は、駆動パルス信号の印加タイミングを表し、図8(D)は、駆動パルス信号による固定子巻線52a〜52cの励磁順、換言すれば、先に述べた駆動パルス信号の変化の6つのパターンを順を示したものである。
また、通電遅延時間tdは、例えば、ブラシレスモータ51が1000rpmにある場合、電気角で30度である。
Then, according to the generation order of the drive pulse signals for the stator windings 52a to 52c determined based on the rotor position recognized by the control unit 101 as described above, the latest delay time td, that is, The drive pulse signal is applied at the time (see FIG. 8C) after the delay time td calculated in step S118 described above or in any of steps S128, S138, S150, or S160 described later. The steps are sequentially performed (see FIG. 8D). 8C shows the application timing of the drive pulse signal, and FIG. 8D shows the excitation order of the stator windings 52a to 52c by the drive pulse signal, in other words, the drive pulse described above. The six patterns of signal change are shown in order.
The energization delay time td is, for example, 30 degrees in electrical angle when the brushless motor 51 is at 1000 rpm.

上述のようにして通電遅延時間tdが求められた後は、タイマカウンタ1はクリアされ(図3のステップS120参照)、再度、零から所定時間Tsの経過が計数されることとなる。
次いで、タイマカウンタ2の計数値が所定時間Tsとなったか否かが判定され(図3のステップS122参照)、当該計数値は所定時間Tsに未だ達していないと判定された場合(NOの場合)には、後述するステップS132の処理へ進む一方、当該計数値は所定時間Tsに達したと判定された場合(YESの場合)には、この時点における零クロスカウンタ2の計数値が変数である零クロス値とされる(図3のステップS124参照)。そして、零クロスカウンタ3の計数値はクリアされ(図3のステップS126参照)、ステップS128の処理へ進むこととなる。
After the energization delay time td is obtained as described above, the timer counter 1 is cleared (see step S120 in FIG. 3), and the passage of the predetermined time Ts from zero is counted again.
Next, it is determined whether or not the count value of the timer counter 2 has reached the predetermined time Ts (see step S122 in FIG. 3), and when it is determined that the count value has not yet reached the predetermined time Ts (in the case of NO) ), The process proceeds to step S132 described later. On the other hand, if it is determined that the count value has reached the predetermined time Ts (in the case of YES), the count value of the zero cross counter 2 at this time is a variable. A certain zero cross value is set (see step S124 in FIG. 3). Then, the count value of the zero cross counter 3 is cleared (see step S126 in FIG. 3), and the process proceeds to step S128.

ステップS128においては、先のステップS124で求められた零クロス値に基づいて所定の演算式より通電遅延時間tdが算出され、先に述べたように駆動パルス信号の出力制御に供されることとなる。
次いで、タイマカウンタ2がクリアされ(図3のステップS130参照)、再度、零から所定時間Tsの経過が計数されることとなる。
In step S128, the energization delay time td is calculated from a predetermined arithmetic expression based on the zero cross value obtained in the previous step S124, and used for output control of the drive pulse signal as described above. Become.
Next, the timer counter 2 is cleared (see step S130 in FIG. 3), and the elapsed time Ts from zero is counted again.

以下、上述したタイマカウンタ1及び零クロスカウンタ1を用いた通電遅延時間の算出同様、タイマカウンタ3及び零クロスカウンタ3を用いた通電遅延時間の算出(図3のステップS132〜S136、及び、図4のステップS138,S140参照)、タイマカウンタ4及び零クロスカウンタ4を用いた通電遅延時間の算出(図4のステップS142〜S150参照)、タイマカウンタ5及び零クロスカウンタ5を用いた通電遅延時間の算出(図4のステップS152〜S160参照)が実行されることとなる。なお、ステップS160の処理後は、ステップS110の処理(図3参照)へ戻り、一連の処理が繰り返されることとなる。
ここで、ステップS122以降の各々のステップの内容は、対象となるタイマカウンタと零クロスカウンタが異なるのみで、その他は、先に説明したステップS112〜120と基本的に同一であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
Hereinafter, similarly to the calculation of the energization delay time using the timer counter 1 and the zero cross counter 1, the calculation of the energization delay time using the timer counter 3 and the zero cross counter 3 (steps S132 to S136 in FIG. 3 and FIG. 4 (see steps S138 and S140), calculation of energization delay time using the timer counter 4 and zero cross counter 4 (see steps S142 to S150 in FIG. 4), energization delay time using the timer counter 5 and zero cross counter 5 Is calculated (see steps S152 to S160 in FIG. 4). In addition, after the process of step S160, it returns to the process of step S110 (refer FIG. 3), and a series of processes will be repeated.
Here, the content of each step after step S122 is basically the same as steps S112 to S120 described above except that the target timer counter and the zero cross counter are different, and here, Detailed description of the above will be omitted.

このように、本発明の実施の形態における駆動制御処理によれば、通電遅延時間tdがタイマカウンタ1〜5の計数開始時間のずれ分である所定時間α毎に更新されることとなる。そして、それぞれにおいて算出される通電遅延時間tdは、タイマカウンタ1〜5の所定計数時間Tsの間に検出される零クロス点の数である零クロス値に基づいて算出されるものであるが、その零クロス値は、タイマカウンタ1〜5の計数開始時間のずれ時間αに相当する時間における零クロス点の検出分づつ更新されたものとなっている。換言すれば、所定時間Ts内の零クロス点の検出数である零クロス値を、時間α(α<Ts)分だけ更新しつつ、通電遅延時間tdを求めてゆくので、ブラシレスモータ51の回転状態に応じた通電遅延時間tdの算出を、適宜なリアルタイム性を保ちつつ、しかも、通電遅延時間の演算、算出をほぼリアルタイムで行う場合と異なり、制御部101における処理上の負担となることなく、適宜な余裕を与えつつ実行することができるものである。   As described above, according to the drive control process in the embodiment of the present invention, the energization delay time td is updated every predetermined time α which is a deviation of the counting start time of the timer counters 1 to 5. The energization delay time td calculated in each is calculated based on the zero cross value that is the number of zero cross points detected during the predetermined counting time Ts of the timer counters 1 to 5. The zero cross value is updated every time the zero cross point is detected at a time corresponding to the shift time α of the counting start times of the timer counters 1 to 5. In other words, since the zero cross value, which is the number of detected zero cross points within the predetermined time Ts, is updated by the time α (α <Ts) and the energization delay time td is obtained, the rotation of the brushless motor 51 Unlike the case where the calculation and calculation of the energization delay time is performed in almost real time while calculating the energization delay time td according to the state while maintaining an appropriate real-time property, there is no processing burden on the control unit 101. It can be executed with an appropriate margin.

例えば、3相ブラシレスモータが1000rpmに回転制御されている状態にある場合、零クロス点は、電気角60度毎に生ずるが、その度毎にその直前の電気角60度に相当する間の回転速度に基づいて、駆動パルス信号の切り換えタイミングを演算する従来の駆動制御は、0.083回転毎に駆動パルス信号の切り換えタイミングの演算がなされて、その値が更新されることとなる。この駆動制御方法は、演算結果におけるリアルタイム性が極めて良好であるが、制御装置、具体的には、マイクロコンピュータの演算処理に対する負担が極めて大きい。
また、上述と同様な回転状態において、零クロス点を4回検出する度毎に、その間の回転速度に基づいて駆動パルス信号の切り換えタイミングを演算、更新する従来の駆動制御の場合には、2回転に1回、駆動パルス信号の切り換えタイミングが演算されることとなる。この駆動制御の場合、上述の従来の駆動制御に比して、演算結果におけるリアルタイム性は低いが、マイクロコンピュータの負担は軽く、上述の従来の駆動制御を用いる場合に比して、より安価なマイクロコンピュータで済む。
これに対して、上述した本発明の実施の形態の場合、0.4回転毎に駆動パルス信号の切り換えタイミングが演算、更新されることとなり、上述の前者の従来の駆動制御に比して、演算結果におけるリアルタイム性はやや劣るものの、後者の従来の駆動制御の場合に比して、十分実用性のあるリアルタイム性を実現しつつ、しかも、前者の場合と異なり、マイクロコンピュータにとって大きな負担と
なることがなくて済み、前者の駆動制御を実現する場合に比して比較的安価なマイクロコンピュータを用いて実現することが可能である。
For example, when a three-phase brushless motor is controlled to rotate at 1000 rpm, a zero crossing point occurs every 60 degrees of electrical angle, but each time it rotates during the period corresponding to the electrical angle of 60 degrees immediately before it. In the conventional drive control that calculates the switching timing of the driving pulse signal based on the speed, the switching timing of the driving pulse signal is calculated every 0.083 revolutions, and the value is updated. Although this drive control method has very good real-time performance in the calculation results, the load on the calculation processing of the control device, specifically, the microcomputer, is extremely large.
Further, in the case of the conventional drive control in which the switching timing of the drive pulse signal is calculated and updated every time the zero cross point is detected four times in the same rotation state as described above, based on the rotation speed during that time. The drive pulse signal switching timing is calculated once per rotation. In the case of this drive control, the real-time property in the calculation result is low as compared with the above-described conventional drive control, but the burden on the microcomputer is light and less expensive than when using the above-described conventional drive control. A microcomputer is enough.
On the other hand, in the case of the above-described embodiment of the present invention, the switching timing of the drive pulse signal is calculated and updated every 0.4 rotation, compared with the above-described conventional drive control, Although the real-time performance in the calculation results is slightly inferior, the real-time performance is sufficiently practical compared to the latter case of conventional drive control, and, unlike the former case, is a heavy burden on the microcomputer. This can be realized by using a microcomputer that is relatively inexpensive as compared with the case of realizing the former drive control.

上述した発明の実施の形態においては、制御部101により行われる位置検出回路103の出力信号の零クロス点の判定により零クロス検出手段が実現されたものとなっている。また、制御部101におけるステップS100〜S108、S112、S120、S122、S130、S132(図3参照)、S140、S142、S150、S152、S160(図4参照)の実行により計時手段が、また、制御部101におけるステップS200〜S208(図5参照)の実行により零クロス計数手段が、さらに、制御部101によるS118、S128(図3参照)、S138、S148、S158(図4参照)の実行によりタイミング演算手段が、それぞれ実現されたものとなっている。   In the embodiment of the invention described above, the zero cross detection means is realized by the determination of the zero cross point of the output signal of the position detection circuit 103 performed by the control unit 101. In addition, the timing means is controlled by executing steps S100 to S108, S112, S120, S122, S130, S132 (see FIG. 3), S140, S142, S150, S152, and S160 (see FIG. 4) in the control unit 101. The zero cross counting means is executed by the execution of steps S200 to S208 (see FIG. 5) in the unit 101, and the timing is further determined by the execution of S118, S128 (see FIG. 3), S138, S148, and S158 (see FIG. 4) by the control unit 101. Each calculation means is realized.

なお、上述の実施の形態においては、タイマカウンタを5つ用いるようにしたが、勿論、これに限定される必要はなく、通電遅延時間の算出値のリアルタイム性を上げるには、より多くのタイマカウンタ及び零クロスカウンタを用いるようにし、かつ、相互の計数開始時間のずれをより小さな時間に設定すれば良いが、当然ながら、リアルタイム性が向上する分、制御部101における負担が増大することとなる。   In the above-described embodiment, five timer counters are used. However, of course, the present invention is not limited to this, and more timers are required to improve the real-time property of the calculated value of the energization delay time. It is sufficient to use a counter and a zero crossing counter and set the shift of the counting start time to a smaller time. Naturally, the load on the control unit 101 increases as the real-time performance is improved. Become.

また、上述の実施の形態においては、複数のタイマカウンタと零クロスカウンタを用いてセンサレス・ブラシレスモータへ印加される駆動パルス信号の通電遅延時間の算出を行うようにしたが、ロータの回転位置を検出する専用のセンサ(例えば、磁気センサ等)を有するブラシレスモータであっても、本発明の実施の形態における位置検出回路103の出力信号に代えてそのセンサの検出信号を用いるようにすれば良く、本発明の実施の形態で述べたと同様に通電遅延時間を得ることが可能である。   In the above embodiment, the energization delay time of the drive pulse signal applied to the sensorless / brushless motor is calculated using a plurality of timer counters and zero cross counters. Even in a brushless motor having a dedicated sensor (for example, a magnetic sensor) for detection, the detection signal of the sensor may be used instead of the output signal of the position detection circuit 103 in the embodiment of the present invention. The energization delay time can be obtained in the same manner as described in the embodiment of the present invention.

本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの駆動制御装置の一構成例を示す構成図である。It is a block diagram which shows one structural example of the drive control apparatus of the brushless motor in embodiment of this invention. 図1に示されたブラシレスモータの駆動制御装置に用いられる位置検出回路の一回路構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration example of a position detection circuit used in the brushless motor drive control device shown in FIG. 1. 図1に示されたブラシレスモータの駆動制御装置において実行される駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the drive control process performed in the drive control apparatus of the brushless motor shown by FIG. 図3に示された駆動制御処理の続きにおける手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure in the continuation of the drive control process shown in FIG. 3. FIG. 図1に示されたブラシレスモータの駆動制御装置において割り込み処理される零クロスカウンタ処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of zero cross counter processing that is interrupted in the brushless motor drive control device shown in FIG. 1. FIG. タイマカウンタ1〜5の計数タイミングを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the count timing of the timer counters 1-5. 位置検出回路により検出される零クロス点と、零クロスカウンタ割り込み処理のタイミングとの関係を説明する概略波形図であって、図7(A)は、固定子巻線における誘起電圧の例を示す概略波形図、図7(B)は、フィルタ回路の概略出力波形を示す概略波形図、図7(C)は、フィルタ回路を介してU相の誘起電圧が印加されるコンパレータの概略出力波形を示す概略波形図、図7(D)は、フィルタ回路を介してV相の誘起電圧が印加されるコンパレータの概略出力波形を示す概略波形図、図7(E)は、フィルタ回路を介してW相の誘起電圧が印加されるコンパレータの概略出力波形を示す概略波形図、図7(F)は、零クロスカウンタ処理開始の割り込みタイミングをタイミング図である。FIG. 7A is a schematic waveform diagram for explaining the relationship between the zero cross point detected by the position detection circuit and the timing of the zero cross counter interrupt processing, and FIG. 7A shows an example of the induced voltage in the stator winding. FIG. 7B is a schematic waveform diagram showing a schematic output waveform of the filter circuit, and FIG. 7C is a schematic output waveform of the comparator to which the U-phase induced voltage is applied via the filter circuit. FIG. 7D is a schematic waveform diagram showing a schematic output waveform of the comparator to which the V-phase induced voltage is applied via the filter circuit, and FIG. 7E is a schematic waveform diagram showing the W waveform via the filter circuit. FIG. 7F is a schematic waveform diagram showing a schematic output waveform of the comparator to which the phase induced voltage is applied, and FIG. 7F is a timing diagram of the interrupt timing at the start of the zero cross counter processing. 駆動パルス信号の印加タイミングを説明するための模式図であって、図8(A)は、零クロス点のタイミングを模式的に示す模式図、図8(B)は、検出されるロータ位置を模式的に示す模式図、図8(C)は、駆動パルス信号の印加タイミングを模式的に示す模式図、図8(D)は、固定子巻線の励磁順を模式的に示す模式図である。FIG. 8A is a schematic diagram for explaining the application timing of the drive pulse signal, FIG. 8A is a schematic diagram schematically showing the timing of the zero cross point, and FIG. 8B is a diagram showing the detected rotor position. FIG. 8C is a schematic diagram schematically illustrating the application timing of the drive pulse signal, and FIG. 8D is a schematic diagram schematically illustrating the excitation order of the stator windings. is there.

符号の説明Explanation of symbols

51…ブラシレスモータ
52a〜52c…固定子巻線
101…制御部
102…駆動回路
103…位置検出回路
51 ... Brushless motors 52a to 52c ... Stator winding 101 ... Control unit 102 ... Drive circuit 103 ... Position detection circuit

Claims (3)

ブラシレスモータのロータの回転位置信号と所望回転数に基づいて当該ブラシレスモータの固定子巻線へ印加する駆動パルス信号のデューティを設定すると共に、前記ロータの回転位置信号に基づいて前記固定子巻線への前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを制御するようにしてなるブラシレスモータの駆動制御方法であって、
第1の所定時間づつ計数開始時がずれた複数のタイマカウンタにより、第2の所定時間の計数を繰り返し行う一方、
前記ロータの回転位置信号が基準レベルを過ぎる零クロス点を検出すると共に、前記それぞれのタイマカウンタによる前記第2の所定時間内における零クロス点の検出回数の計数を繰り返し行い、
前記複数のタイマカウンタによるそれぞれの前記第2の所定時間の計数完了の度毎に、当該第2の所定時間内における前記零クロス点の検出回数を基に、前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを決定することを特徴とするブラシレスモータの駆動制御方法。
The duty of a drive pulse signal applied to the stator winding of the brushless motor is set based on the rotational position signal of the rotor of the brushless motor and the desired rotational speed, and the stator winding is set based on the rotational position signal of the rotor. A drive control method for a brushless motor configured to control the switching timing of the drive pulse signal to
While the counting of the second predetermined time is repeatedly performed by a plurality of timer counters whose counting start time is shifted every first predetermined time,
Detecting the zero cross point where the rotational position signal of the rotor exceeds a reference level, and repeatedly counting the number of times of detection of the zero cross point within the second predetermined time by the respective timer counters,
Each time the second predetermined time is counted by the plurality of timer counters, the switching timing of the drive pulse signal is determined based on the number of detections of the zero cross point within the second predetermined time. A drive control method for a brushless motor.
ブラシレスモータのロータの回転位置信号と所望回転数に基づいて当該ブラシレスモータの固定子巻線へ印加する駆動パルス信号のデューティを設定すると共に、前記ロータの回転位置信号に基づいて前記固定子巻線への前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを制御するよう構成されてなるブラシレスモータの駆動制御装置において実行されるブラシレスモータの駆動制御プログラムであって、
外部入力される前記ロータの回転位置信号が基準レベルを過ぎる零クロス点を検出するステップと、
前記ステップにおいて零クロス点が検出される度毎に計数を行うステップと、
第1の所定時間づつ計数開始時がずれた複数のタイマカウンタにより、第2の所定時間の計数を繰り返し行うステップと、
前記複数のタイマカウンタの前記第2の所定時間の計数完了の度毎に、当該第2の所定時間内における前記零クロス点の計数値を基に、前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを演算算出するステップと、
を具備してなることを特徴とするブラシレスモータの駆動制御プログラム。
The duty of a drive pulse signal applied to the stator winding of the brushless motor is set based on the rotational position signal of the rotor of the brushless motor and the desired rotational speed, and the stator winding is set based on the rotational position signal of the rotor. A brushless motor drive control program executed in a brushless motor drive control device configured to control the switching timing of the drive pulse signal to:
Detecting a zero-crossing point where the rotational position signal of the rotor inputted externally exceeds a reference level;
Counting each time a zero cross point is detected in the step;
A step of repeatedly counting the second predetermined time by a plurality of timer counters shifted in counting start time by the first predetermined time;
Every time the counting of the second predetermined time of the plurality of timer counters is completed, the switching timing of the drive pulse signal is calculated based on the count value of the zero cross point within the second predetermined time. Steps,
A drive control program for a brushless motor, comprising:
ブラシレスモータのロータの回転位置信号と所望回転数に基づいて当該ブラシレスモータの固定子巻線へ印加する駆動パルス信号のデューティを設定すると共に、前記ロータの回転位置信号に基づいて前記固定子巻線への前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを制御するよう構成されてなるブラシレスモータの駆動制御装置であって、
外部入力される前記ロータの回転位置信号が基準レベルを過ぎる零クロス点を検出する零クロス検出手段と、
第1の所定時間づつ計数開始時がずれた複数のタイマカウンタにより、第2の所定時間の計数を繰り返し行う計時手段と、
前記計時手段における各々のタイマカウンタによる前記第2の所定時間内における前記零クロス検出手段による零クロス点の検出回数を計数する零クロス計数手段と、
前記計時手段における各々のタイマカウンタの前記第2の所定時間の計数完了の度毎に、当該第2の所定時間内における前記零クロス計数手段による零クロス点の計数値を基に、前記駆動パルス信号の切り換えタイミングを演算算出するタイミング演算手段と、
を具備してなることを特徴とするブラシレスモータの駆動制御装置。
The duty of a drive pulse signal applied to the stator winding of the brushless motor is set based on the rotational position signal of the rotor of the brushless motor and the desired rotational speed, and the stator winding is set based on the rotational position signal of the rotor. A drive control device for a brushless motor configured to control the switching timing of the drive pulse signal to
A zero cross detecting means for detecting a zero cross point at which the rotational position signal of the rotor inputted externally exceeds a reference level;
Time counting means for repeatedly counting the second predetermined time by a plurality of timer counters whose counting start time is deviated every first predetermined time;
Zero cross counting means for counting the number of zero cross points detected by the zero cross detecting means within the second predetermined time by each timer counter in the time measuring means;
The driving pulse is calculated based on the count value of the zero cross point by the zero cross counting means within the second predetermined time every time the timer counter in the time counting means completes counting for the second predetermined time. Timing calculation means for calculating and calculating signal switching timing;
A drive control device for a brushless motor, comprising:
JP2005359099A 2005-12-13 2005-12-13 Method and apparatus for driving and controlling brushless motor Pending JP2007166769A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005359099A JP2007166769A (en) 2005-12-13 2005-12-13 Method and apparatus for driving and controlling brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005359099A JP2007166769A (en) 2005-12-13 2005-12-13 Method and apparatus for driving and controlling brushless motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007166769A true JP2007166769A (en) 2007-06-28

Family

ID=38249043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005359099A Pending JP2007166769A (en) 2005-12-13 2005-12-13 Method and apparatus for driving and controlling brushless motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007166769A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014103699A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 株式会社ミクニ Sensorless drive device, control method and program for brushless dc motor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05111283A (en) * 1991-10-08 1993-04-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Driver for brushless motor
JP2002084779A (en) * 2000-09-08 2002-03-22 Toshiba Corp Brushless motor driver

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05111283A (en) * 1991-10-08 1993-04-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Driver for brushless motor
JP2002084779A (en) * 2000-09-08 2002-03-22 Toshiba Corp Brushless motor driver

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014103699A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 株式会社ミクニ Sensorless drive device, control method and program for brushless dc motor
JP2014131453A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Mikuni Corp Sensorless drive device and control method for brushless dc motor, and program
EP2940856A4 (en) * 2012-12-28 2016-12-28 Mikuni Kogyo Kk Sensorless drive device, control method and program for brushless dc motor
US9590543B2 (en) 2012-12-28 2017-03-07 Mikuni Corporation Sensorless drive device and control method thereof
CN104854787B (en) * 2012-12-28 2017-11-03 株式会社三国 The drive device and its control method of sensorless brushless DC motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4623150B2 (en) Motor control device
JP6132749B2 (en) Brushless motor driving apparatus and brushless motor starting method
US10284054B2 (en) Motor control device
JP2010273502A (en) Motor drive apparatus and motor drive method
JPH1075597A (en) Device for driving brushless dc fan motor
JP6060881B2 (en) Motor control device
JP2017143612A (en) Sensorless starting method for three-phase brushless motor
JP2007166769A (en) Method and apparatus for driving and controlling brushless motor
JP5087411B2 (en) Motor drive device
JP4649934B2 (en) Brushless DC motor control device and ceiling fan equipped with the same
JP5330728B2 (en) Brushless motor drive device
JP3530448B2 (en) DC brushless motor device
JP6056629B2 (en) Motor control device
JP2005526982A (en) Method for determining rotational speed and apparatus for determining rotational speed
JPH08182378A (en) Method and apparatus for detecting rotor position of brusheless motor
JP2011010403A (en) Detection method of locking of rotor
US11515814B2 (en) Motor drive control device and method for controlling the same
JP3362150B2 (en) Brushless DC motor driving method and device
JPS62268386A (en) Controller for brushless motor
JPH0670586A (en) Driver for sensorless brushless motor
JP2004088838A (en) Motor controller
WO2023100549A1 (en) Motor driving control device, motor unit, and motor driving control method
JP2012191731A (en) Control device of motor
JP2021027747A (en) Motor drive control device, motor unit, and motor drive control method
JP5674362B2 (en) Drive control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110322

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110816