JP2012023880A

JP2012023880A - ブラシレスモータの制御装置

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Publication number: JP2012023880A
Application number: JP2010160480A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yoshida; 清吉田
Original assignee: Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】モータの停止中に回転子が微動した場合やノイズ等が発生した場合でも、モータ駆動信号生成が誤動作するのを防止できるブラシレスモータの制御装置を提供することにある。
【解決手段】センサ信号処理回路１４は、ホールＩＣ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗにより検出されたブラシレスモータ２０の３相の磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷの内、２つの磁極位置検出信号を入力信号とし、該２つの入力信号がそれぞれＨ，Ｌを繰り返すときには、第１の出力信号ｓｉｇＡは、そのＨ，Ｌの繰り返しに応じて、Ｈ，Ｌを繰り返す信号を出力し、第２の出力信号ｓｉｇＢは、Ｈ又はＬの一定レベルを出力し、第１の入力信号がＨ，Ｌを繰り返すが、第２の入力信号はＨ又はＬの一定レベルのときは、第１及び第２の出力信号は、Ｈ又はＬの一定レベルを出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスモータの制御装置に係り、特に、磁極位置信号の誤検出を防止するに好適なブラシレスモータの制御装置に関する。

従来、ブラシレスモータを制御する際には、ロータの磁極位置を検出する検出手段（ホール素子センサまたはホールＩＣセンサ等）を、ステータコイルの相数と同一以上設け、そのセンサ検出手段からの出力信号に基づいてブラシレスモータへの通電相の切り替えタイミングを決定することが知られている。ここで、通電相の切り替えタイミングは、センサ信号のエッジを検出して行っている。

しかしながら、センサ信号にノイズがのった場合に、見かけ上、センサ信号の信号パターンが切り替わったような信号が駆動装置に入力されることがある。また、前記センサ信号から誤った信号パターンを駆動装置が受け取り、その信号に基づいて駆動装置が処理した回転信号を出力した場合、外部の装置は回転の異常と認識できない。

従来のブラシレスモータ制御装置では、誤った通電パターンがブラシレスモータに入力された場合、センサ信号の処理回路において、磁極位置変化を検出してからある一定時間経過するまでの間、その検出信号を保持して一定時間中に入力される新たな磁極位置信号を無視するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１２３７７１号公報

しかしながら、ノイズの発生タイミングによっては、見かけ上、センサ信号の信号パターンが切り替わったような信号で、かつ前回の信号パターンに対して連続性を満たす信号となる可能性がある。この場合連続性が満たされていることから、特許文献１記載のものでは、本来より早いタイミングで通電相の切り替えが実施されることになる。

また、外部へ出力する回転信号としてセンサ信号を直接出力する場合、回転子の磁極の切り替わり位置と、センサ位置が合致してモータ駆動が停止し、その状態で外部からの振動等で回転子が微動した時にあたかも回転子が回転しているのと同等な信号が出力されてしまうという問題がある。

本発明の目的は、モータの停止中に回転子が微動した場合やノイズ等が発生した場合でも、モータ駆動信号生成が誤動作するのを防止できるブラシレスモータの制御装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、ブラシレスモータの３相のステータコイルのそれぞれに流す電流を制御する３相ブリッジドライブ回路と、電流センサにより検出された前記ステータコイルのそれぞれに流れる相電流と磁極位置検出手段により検出された前記ブラシレスモータの３相の磁極位置検出信号とから求められるモータ電流が、モータ電流指令値となるように、前記ステータコイルの通電電流を制御する駆動信号を前記３相ブリッジドライブ回路に出力するモータ駆動信号生成回路とを有するブラシレスモータの制御装置であって、前記磁極位置検出手段により検出された前記ブラシレスモータの３相の磁極位置検出信号の内、２つの磁極位置検出信号を入力信号とし、該２つの入力信号がそれぞれＨ，Ｌを繰り返すときには、第１の出力信号は、そのＨ，Ｌの繰り返しに応じて、Ｈ，Ｌを繰り返す信号を出力し、第２の出力信号は、Ｈ又はＬの一定レベルを出力し、前記第１の入力信号がＨ，Ｌを繰り返すが、前記第２の入力信号はＨ又はＬの一定レベルのときは、前記第１及び第２の出力信号は、Ｈ又はＬの一定レベルを出力するセンサ信号処理回路を備えるようにしたものである。
上記構成により、モータの停止中に回転子が微動した場合やノイズ等が発生した場合でも、モータ駆動信号生成が誤動作するのを防止できるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記センサ信号処理回路は、２個のＤタイプフリップフロップから構成され、前記第１の入力信号は、前記第１の出力信号を出力する第１のＤタイプフリップフロップのクロック入力に入力し、かつ前記第２の出力信号を出力する第２のＤタイプフリップフロップのクリア入力に入力し、前記第２の入力信号は、前記第２のＤタイプフリップフロップのクロック入力に入力し、かつ前記第１のＤタイプフリップフロップのクリア入力に入力するように構成したものである。

本発明によれば、モータの停止中に回転子が微動した場合やノイズ等が発生した場合でも、モータ駆動信号生成が誤動作するのを防止できるものとなる。

本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置を適用したモータ制御システムの構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態によるブラシレスモータにおける磁極位置検出のための各部の位置関係を示す正面図である。本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置にて用いる磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを示すタイムチャートである。本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置に用いるセンサ信号処理回路の構成を示す回路図である。本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置に用いるセンサ信号処理回路の動作を示すタイミングチャートである本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置に用いるセンサ信号処理回路の動作を示すタイミングチャートである本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置に用いるセンサ信号処理回路の動作を示すタイミングチャートである

以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるブラシレスモータの制御装置を適用したモータ制御システムの構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置を適用したモータ制御システムの構成を示すブロック図である。

モータ制御システムは、モータ制御回路１０と、ブラシレスモータ２０と、上位装置３０とから構成される。

モータ制御回路１０は、上位装置３０（システム制御装置等）からの指令値に応じて、ブラシレスモータ２０の回転を制御する。例えば、ブラシレスモータ２０がオイルポンプの駆動に用いられ、そのオイルポンプは変速機を制御するための油圧を発生するために用いられるとすると、上位装置３０は、変速機制御装置が相当する。上位装置３０は、モータ制御回路１０に指令値として、例えば、トルク指令値τｍ＊を出力する。

モータ制御回路１０は、指令値信号入力処理回路１１と、モータ駆動信号生成回路１２と、三相ブリッジドライブ回路１３と、センサ信号処理回路１４と、状態信号出力処理回路１５とを備えている。

ブラシレスモータ２０は、３相のステータコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗと、磁極位置を検出するための、ホールＩＣ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗと回転子の端部に取り付けられた磁石２６と、各ステータコイルに流れる電流を検出する電流センサＩＳＵ，ＩＳＶ，ＩＳＷとを備えている。

ステータコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗには、三相ブリッジドライブ回路１３によりバッテリ電圧ＶＢをスイッチングして生成された３相交流が供給され、回転子を回転させる。磁石２６は、Ｎ極とＳ極を有する永久磁石である。磁石２６は、回転子の端部に取り付けられ、回転子と共に回転する。ホールＩＣ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗは、磁石２６の周囲に等間隔で設けられ、磁石２６から発生する磁束の変化を検出して、磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを出力する。各ホールＩＣ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗは、磁束の変化を検出するホール素子と、ホール素子が出力する正弦波状の磁束検出信号をパルス状の磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷに変換する比較器とから構成される。比較器は、比較入力を０とすることにより、正弦波状の磁束検出信号の正の半波の期間、ハイレベルを出力し、負の半波の期間、ローレベルを出力することで、パルス状の磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを出力する。従って、磁極位置を検出する磁極位置検出手段としては、図示したホールＩＣに限らず、ホール素子と、その出力をパルス状に変換する手段を個別に用いることもできる。

次に、モータ制御回路１０の各部の構成及び動作について説明する。指令値信号入力処理回路１１は、上位装置３０が出力するモータトルク指令値τｍ＊を、モータ電流指令値Ｉｍ＊に変換して、モータ駆動信号生成回路１２に出力する。

モータ駆動信号生成回路１２は、電流センサＩＳＵ，ＩＳＶ，ＩＳＷによってそれぞれ検出されたＵ相電流ＩＵと、Ｖ相電流ＩＶと、Ｗ相電流ＩＷ、及び、ホールＩＣ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗによってそれぞれ検出されたＵ相磁極位置信号ＨＵと、Ｖ相磁極位置信号ＨＶと、Ｗ相磁極位置信号ＨＷとから、ブラシレスモータ２０に実際に流れるモータ電流Ｉｍと算出する。そして、モータ駆動信号生成回路１２は、モータ電流Ｉｍがモータ電流指令値Ｉｍ＊に一致するように、３相駆動信号Ｇを生成し、三相ブリッジドライブ回路１３に出力する。

三相ブリッジドライブ回路１３は、上アームと下アームのそれぞれにスイッチング素子を備え、上アームと下アームが直列接続されたものが、３相のために、３並列で備えられている。三相ブリッジドライブ回路１３は、３相駆動信号Ｇに基づいて、６つのスイッチング素子の内の所定の２つのスイッチング素子をオンすることで、ステータコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗに流す電流を制御する。ここで、３相駆動信号Ｇには、Ｕ相上アームのスイッチング素子をオンオフする駆動信号ＧＵＵと、Ｕ相下アームのスイッチング素子をオンオフする駆動信号ＧＵＬと、Ｖ相上アームのスイッチング素子をオンオフする駆動信号ＧＶＵと、Ｖ相下アームのスイッチング素子をオンオフする駆動信号ＧＶＬと、Ｗ相上アームのスイッチング素子をオンオフする駆動信号ＧＷＵと、Ｗ相下アームのスイッチング素子をオンオフする駆動信号ＧＷＬとが含まれている。

センサ信号処理回路１４は、入力した磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷに基づいて、ブラシレスモータ２０の回転状態を示す信号を出力する。本実施形態では、センサ信号処理回路１４は、ブラシレスモータ２０が停止している状態で回転子が微動した場合や、磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷにノイズが重畳した場合でも、誤動作のないモータ駆動信号ｓｉｇＡ，ｓｉｇＢを出力するものであり、その詳細については、図４を用いて後述する。なお、モータ駆動信号ｓｉｇＡ，ｓｉｇＢは、ブラシレスモータ２０の正転，逆転等のモータの回転状態を示す信号である。

状態信号出力処理回路１５は、例えば、磁極位置検出信号ＨＵを入力して、この信号が上位装置３０で取り込めるようにレベル変換して、磁極位置検出信号ＨＵ’として出力するレベル変換器である。

次に、図２を用いて、本実施形態によるブラシレスモータにおける磁極位置検出のための各部の位置関係について説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータにおける磁極位置検出のための各部の位置関係を示す正面図である。

図２は、回転子の端部に取り付けられた磁石２６と、ステータコアのティース２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗと、磁極位置検出センサ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの位置関係を示している。

ステータコアのティース２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、それぞれ、回転子の外周に１２０°の等間隔で配置されている。図１に示したステータコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、それぞれ、ステータコアのティース２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗに巻回されている。さらに、ティース２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗにそれぞれ隣接して、回転子の外周に１２０°の等間隔でホールＩＣ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗが配置されている。

図２は、停止時の状態の一例を示している。すなわち、ティースとロータのマグネットの磁力による吸引力により、ホールＩＣＨｖとホールＩＣＨｗは概ね磁極位置上に安定な位置関係で静止している。しかし、ホールＩＣＨｕはＳ極とＮ極の切り替わり位置にさらされる状況となる。その結果、静止時とはいえ、外部からの振動等が印加されると、ホールＩＣＨｕはＳ極とＮ極それぞれを検出することとなり、この信号に何らかの処理を加えなければ、回転子が回転していると誤検出してしまう可能性がある。

なお、このようになる状況は、ホールＩＣＨｕに限らず、停止位置によりホールＩＣＨｖ，ホールＩＣＨｗでも同様に発生する可能性がある。また、極低速回転制御等で外部から振動が印加された場合に磁極位置信号が同様に誤動作し、制御回路での制御にも悪影響を与える。

なお、図示の例では、ステータコアのティース２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗをそれぞれ１個ずつ図示しているが、実際には、それぞれ、２個，３個を有している。但し、磁極位置検出センサ２４Ｕは、Ｕ相の複数個のティースの内の１個の近傍に配置され、他の磁極位置センサ２４Ｖ，２４Ｗは、磁極位置検出センサ２４Ｕから１２０°ずれた位置で、それぞれ、Ｖ相及びＷ相の複数個のティースの内の１個の近傍に配置される。

次に、図３を用いて、本実施形態によるブラシレスモータの制御装置にて用いる磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷについて説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置にて用いる磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを示すタイムチャートである。

磁極位置検出信号ＨＵは、図示のように、ハイレベルとローレベルが繰り返すパルス信号である。ブラシレスモータ２０の回転子が１回転する間に、１個のハイレベルの信号と、１個のローレベルの信号が出力される。回転子が一定回転で回転するとき、ハイレベルの期間とローレベルの期間は等しいものである。

磁極位置検出信号ＨＶは、磁極位置検出信号ＨＵと同様に、ハイレベルとローレベルが繰り返すパルス信号である。但し、磁極位置検出信号ＨＶは、磁極位置検出信号ＨＵに対して、１２０°位相がずれている。

磁極位置検出信号ＨＷは、磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶと同様に、ハイレベルとローレベルが繰り返すパルス信号である。但し、磁極位置検出信号ＨＷは、磁極位置検出信号ＨＶに対して、１２０°位相がずれている。

これは、ホールＩＣ２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗが、磁石２６の周囲に１２０°の等間隔で設けられているからである。

なお、図２に示す状態では、ノイズや回転微動のないものであり、磁極位置検出信号はセンサ信号処理回路１４により正常なパターンとして処理され、モータ駆動信号の生成に支障が生じることはないものである。

次に、図４〜図７を用いて、本実施形態によるブラシレスモータの制御装置に用いるセンサ信号処理回路１４の構成及び動作について説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置に用いるセンサ信号処理回路の構成を示す回路図である。図５〜図７は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータの制御装置に用いるセンサ信号処理回路の動作を示すタイミングチャートである
センサ信号処理回路１４は、２個のＤタイプフリップフロップ１４Ａ，１４Ｂを備えている。

ホールＩＣ２４Ｕからの磁極位置検出信号ＨＵは、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａのクロック入力ＣＫに入力し、かつ第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂのクリア入力ＣＬに入力する。

ホールＩＣ２４Ｖからの磁極位置検出信号ＨＶは、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂのクロック入力ＣＫに入力し、かつ第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａのクリア入力ＣＬに入力する。

第１及び第２のＤタイプフリップフロップ１４Ａ，１４ＢのＤ入力にはハイレベルＨの信号が入力している。

そして、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力ＱＡをｓｉｇＡとし、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ＱＢをｓｉｇＢとする。

なお、上記の例では、磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶを使用としたが、磁極位置検出信号ＨＷを使用しても同様の効果を得ることが可能である。

次に、図４に示したセンサ信号処理回路１４の動作について、図５を用いて説明する。図５は、ブラシレスモータ２０が正転した後停止し、この停止状態で、微動した場合を示している。

図５（Ａ）は、センサ信号処理回路１４の入力信号である磁極位置検出信号ＨＵを示し、図５（Ｂ）は、センサ信号処理回路１４の入力信号である磁極位置検出信号ＨＶを示している。図５（Ｃ）は、センサ信号処理回路１４の第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力信号ｓｉｇＡを示し、図５（Ｄ）は、センサ信号処理回路１４の第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力信号ｓｉｇＢを示している。

図５の横軸は時間である。そして、時刻ｔ０までの間は、ブラシレスモータ２０が正転しており、時刻ｔ０において停止する。そして、停止中の時刻ｔ１において、微動したものとする。

例えば正転時には、図５（Ａ），（Ｂ）に示すタイミングで、磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶが入力されると、図５（Ｄ）に示すように、磁極位置検出信号ＨＶの立ち上がりに同期して、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力信号ｓｉｇＢがＨレベルとなる、次に、磁極位置検出信号ＨＵがＬになると第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂにクリアがかかり、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ｓｉｇＢはＬとなる。正転時は、これがくりかえされ、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ｓｉｇＢはＨ，Ｌ，Ｈ，Ｌの状態変化となるので、正転時の位置信号として使用可能である。一方、図５（Ｃ）に示すように、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力ｓｉｇＡは、ローレベルのままである。

しかしながら、時刻ｔ０において、ブラシレスモータが静止し、その後時刻ｔ１において微動状態となると、図５（Ａ）に示すように、磁極位置検出信号ＨＵがＨまたはＬを維持した状態で、図５（Ｂ）に示すように、磁極位置検出信号ＨＶのみＨ，Ｌ，Ｈ，Ｌとなる。この場合であっても、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ｓｉｇＢの信号レベルの変化は発生しないものである。

次に、図６を用いて、ブラシレスモータ２０が逆転した後停止し、この停止状態で、微動した場合の動作について説明する。

図６（Ａ）は、センサ信号処理回路１４の入力信号である磁極位置検出信号ＨＵを示し、図６（Ｂ）は、センサ信号処理回路１４の入力信号である磁極位置検出信号ＨＶを示している。図６（Ｃ）は、センサ信号処理回路１４の第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力信号ｓｉｇＡを示し、図６（Ｄ）は、センサ信号処理回路１４の第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力信号ｓｉｇＢを示している。

図６の横軸は時間である。そして、時刻ｔ０までの間は、ブラシレスモータ２０が逆転しており、時刻ｔ０において停止する。そして、停止中の時刻ｔ１において、微動したものとする。

例えば逆転時には、図６（Ａ），（Ｂ）に示すタイミングで、磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶが入力されると、図６（Ｃ）に示すように、磁極位置検出信号ＨＵの立ち上がりに同期して、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力信号ｓｉｇＡがＨレベルとなる、次に、磁極位置検出信号ＨＶがＬになると第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａにクリアがかかり、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力ｓｉｇＡはＬとなる。逆転時は、これがくりかえされ、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力ｓｉｇＡはＨ，Ｌ，Ｈ，Ｌの状態変化となるので、逆転時の位置信号として使用可能である。一方、図６（Ｄ）に示すように、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ｓｉｇＢは、ローレベルのままである。

しかしながら、時刻ｔ０において、ブラシレスモータが静止し、その後時刻ｔ１において微動状態となると、図６（Ｂ）に示すように、磁極位置検出信号ＨＶがＨまたはＬを維持した状態で、図６（Ａ）に示すように、磁極位置検出信号ＨＵのみＨ，Ｌ，Ｈ，Ｌとなる。この場合であっても、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力ｓｉｇＡの信号レベルの変化は発生しないものである。

以上説明した、センサ信号処理回路１４の動作により、入力信号が異常でも制御回路の動作異常を抑止することが可能となる。

センサ信号処理回路１４は、ブラシレスモータが正転若しくは逆転する時のように、２つの入力信号である磁極位置検出信号がそれぞれＨ，Ｌを繰り返すときには、第１の出力信号は、そのＨ，Ｌの繰り返しに応じて、Ｈ，Ｌを繰り返す信号を出力し、第２の出力信号は、Ｈ又はＬの一定レベルを出力する。なお、磁極位置検出信号である２つの入力信号は、位相がずれた状態で、Ｈ，Ｌを繰り返す信号である。一方、ブラシレスモータが停止した後、微動すると、第１の入力信号である第１の磁極位置検出信号がＨ，Ｌを繰り返すが、第２の入力信号である第２の磁極位置検出信号は、Ｈ又はＬの一定レベルとなり、このときは、第１及び第２の出力信号は、Ｈ又はＬの一定レベルを出力する。

センサ信号処理回路１４は、上記のように動作するものであればよいため、図４に示したように、２個のＤタイプフリップフロップを用いる方式の他に、例えば、２個のＲＳフリップフロップを用いて、第１の磁極位置検出信号を第１のＲＳフリップフロップに入力し、第２の磁極位置検出信号を第２のＲＳフリップフロップに入力するとともに、第１の磁極位置検出信号で第２のＲＳフリップフロップをリセットし、第２の磁極位置検出信号で第１のＲＳフリップフロップをリセットするようにしても、同様に動作するものである。

次に、図７を用いて、磁極位置検出信号にノイズが重畳した場合の動作について説明する。

図７（Ａ）は、センサ信号処理回路１４の入力信号である磁極位置検出信号ＨＵを示し、図７（Ｂ）は、センサ信号処理回路１４の入力信号である磁極位置検出信号ＨＶを示している。図７（Ｃ）は、センサ信号処理回路１４の第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力信号ｓｉｇＡを示し、図７（Ｄ）は、センサ信号処理回路１４の第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力信号ｓｉｇＢを示している。図７の横軸は時間である。

図７では、ブラシレスモータが正転している場合を示しているが、逆転時も同様に動作する。

例えば正転時には、図７（Ａ），（Ｂ）に示すタイミングで、磁極位置検出信号ＨＵ，ＨＶが入力されると、図７（Ｄ）に示すように、磁極位置検出信号ＨＶの立ち上がりに同期して、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力信号ｓｉｇＢがＨレベルとなる、次に、磁極位置検出信号ＨＵがＬになると第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂにクリアがかかり、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ｓｉｇＢはＬとなる。正転時は、これがくりかえされ、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ｓｉｇＢはＨ，Ｌ，Ｈ，Ｌの状態変化となるので、正転時の位置信号として使用可能である。一方、図７（Ｃ）に示すように、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力ｓｉｇＡは、ローレベルのままである。

ここで、例えば、時刻ｔ２において、磁極位置検出信号ＨＵに破線で示すパルス状のノイズが重畳したとする。この場合でも、第１のＤタイプフリップフロップ１４Ａの出力ｓｉｇＡと、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ｓｉｇＢのいずれも状態が変化しないため、、第２のＤタイプフリップフロップ１４Ｂの出力ｓｉｇＢが、正転時の位置信号として使用可能である。

なお、以上の説明では、磁極位置検出信号ＨＵにノイズが重畳した場合について説明したが、磁極位置検出信号ＨＶにノイズが重畳した場合も同様である。また、磁極位置検出信号ＨＵと、磁極位置検出信号ＨＶの両方にノイズが重畳した場合も同様である。

以上説明した、センサ信号処理回路１４の動作により、停止中の微動やノイズの重畳により、入力信号が異常となっても、制御回路の動作異常を抑止することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ブラシレスモータの磁極位置検出センサ信号にノイズが重畳した場合や、低速回転中に外部からモータに振動が印加された場合にセンサ信号出力に、見かけ上、センサ信号の信号パターンが切り替わったような信号が入力された場合であっても、この異常信号を抑止し、正規に駆動する事ができる。

１０…ブラシレスモータ制御回路
１１…指令値信号入力処理回路
１２…モータ駆動信号生成回路
１３…三相ブリッジドライブ回路
１４…センサ信号処理回路
１４Ａ，１４Ｂ…Ｄタイプフリップフロップ回路
１５…状態信号出力処理回路
２０…ブラシレスモータ
２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗ…ステータコアのティース
２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ…ステータコイル
２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗ…ホールＩＣ
２６…磁石
３０…上位装置

Claims

ブラシレスモータの３相のステータコイルのそれぞれに流す電流を制御する３相ブリッジドライブ回路と、
電流センサにより検出された前記ステータコイルのそれぞれに流れる相電流と磁極位置検出手段により検出された前記ブラシレスモータの３相の磁極位置検出信号とから求められるモータ電流が、モータ電流指令値となるように、前記ステータコイルの通電電流を制御する駆動信号を前記３相ブリッジドライブ回路に出力するモータ駆動信号生成回路とを有するブラシレスモータの制御装置であって、
前記磁極位置検出手段により検出された前記ブラシレスモータの３相の磁極位置検出信号の内、２つの磁極位置検出信号を入力信号とし、該２つの入力信号がそれぞれＨ，Ｌを繰り返すときには、第１の出力信号は、そのＨ，Ｌの繰り返しに応じて、Ｈ，Ｌを繰り返す信号を出力し、第２の出力信号は、Ｈ又はＬの一定レベルを出力し、前記第１の入力信号がＨ，Ｌを繰り返すが、前記第２の入力信号はＨ又はＬの一定レベルのときは、前記第１及び第２の出力信号は、Ｈ又はＬの一定レベルを出力するセンサ信号処理回路を備えることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
請求項１記載のブラシレスモータの制御装置において、
前記センサ信号処理回路は、２個のＤタイプフリップフロップから構成され、
前記第１の入力信号は、前記第１の出力信号を出力する第１のＤタイプフリップフロップのクロック入力に入力し、かつ前記第２の出力信号を出力する第２のＤタイプフリップフロップのクリア入力に入力し、
前記第２の入力信号は、前記第２のＤタイプフリップフロップのクロック入力に入力し、かつ前記第１のＤタイプフリップフロップのクリア入力に入力するように構成したことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。