JP3458436B2 - 回転方向検出装置 - Google Patents
回転方向検出装置Info
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- JP3458436B2 JP3458436B2 JP00923394A JP923394A JP3458436B2 JP 3458436 B2 JP3458436 B2 JP 3458436B2 JP 00923394 A JP00923394 A JP 00923394A JP 923394 A JP923394 A JP 923394A JP 3458436 B2 JP3458436 B2 JP 3458436B2
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業界で広く利用され
ている電動機の回転方向を検出するための回転方向検出
装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】電動機は従来産業界で広く利用されてい
ることはいうまでもないが、その中でも直流電動機は、
その制御の容易さやコストの安さから主流を占めてい
る。特に、自動車分野ではパワーウインドモータやワイ
パーモータなど多用されている。 【０００３】従来の電動機は、主としてパワーを取り出
すために使用されていたが、近年パワー制御のみならず
位置制御も必要とされるようになってきた。そのために
は、電動機に位置センサを取り付ける必要がある。位置
センサには、アナログ式とディジタル式があるが、近年
のマイクロコンピュータによる制御の発展から主として
ディジタル式が使用されることが多い。ディジタル式に
も、アブソリュート式とインクリメンタル式があるが、
コストの安いインクリメンタル式が一般的である。 【０００４】位置センサ出力の相数は、電動機の回転に
伴うパルスの変化をそれぞれ９０゜位相差を持たせた２
相式が一般的である。２相式は、一方の相の立ち上がり
または立ち下がりエッヂのタイミングでもう一方の相が
ＨＩＧＨ、またはＬＯＷレベルかどうかを判断すること
により回転方向を判定することができる。 【０００５】よって、電動機の位置センサとしては２相
インクリメンタル式が使用されるのが一般的である。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の電動
機の位置センサでは、２相のパルス信号をマイクロコン
ピュータに読み込み、一方の相の立ち上がりまたは立ち
下がりエッヂのタイミングでもう一方の相がＨＩＧＨ、
またはＬＯＷレベルかどうかを判断することにより回転
方向を簡単に判定することができる。 【０００７】しかしながらセンサの実現方法によって
は、２相式はコストや工数の増大につながり１相式で設
計せざるをえないことがある。この場合は、回転方向を
他の手段で検出しなければならない。 【０００８】本発明は上記課題を解決するもので、位置
センサとして、１相のパルス信号しかない場合でも回転
方向を検出し、電動機の位置制御を可能にするものであ
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、現在の電動機への制御指令を一時記憶手段
に格納し、その制御指令により現在の電動機の端子接続
状態を判断し、電動機に電圧が印加されているとき、ま
たは電動機の両端子が開放されているときは電動機の両
端子の端子電圧を電圧検出手段によりそれぞれ検出し、
その検出電圧を電圧比較手段により比較して電動機の回
転方向を判定し、電動機の両端子が短絡されているとき
は所定時間だけ電動機の両端子を開放するように制御指
令を変更し、その後電動機の両端子の端子電圧を電圧検
出手段によりそれぞれ検出し、その検出電圧を電圧比較
手段により比較して電動機の回転方向を判定し、その後
前記記憶手段に格納された制御指令を復帰するように構
成する。 【００１０】 【作用】本発明は上記した構成により、電動機に付加す
る位置センサが１相式でよく、センサの低コスト化が可
能になる。 【００１１】 【実施例】以下本発明の一実施例について、図１および
図２を参照しながら説明する。 【００１２】図１は本発明の一実施例における直流電動
機の正逆回転可能なドライブ回路を示したものである。 【００１３】１，２，３，４はスイッチング素子を表し
ている。これらの素子をＨブリッヂに組み、直流電動機
５を接続する。 【００１４】スイッチング素子は、マイクロコンピュー
タからの指令によりプリドライブ回路を介して駆動され
る。 【００１５】例えばスイッチング素子１，４をＯＮし、
スイッチング素子２，３をＯＦＦすれば図１のＡ端子に
プラスの電圧がかかり、Ｂ端子にはマイナスの電圧がか
かる。よって電動機５は、例えばＣＷ方向に回転する。 【００１６】スイッチング素子２，３をＯＮし、スイッ
チング素子１，４をＯＦＦすればＣＣＷ方向に回転す
る。 【００１７】スイッチング素子３，４をＯＮし、スイッ
チング素子１，２をＯＦＦすれば電動機５は電磁制動が
かかり停止する。 【００１８】抵抗８，９は分圧回路であり、抵抗１０，
コンデンサ１１はフィルタ回路である。ツェナーダイオ
ード７，１２はそれぞれ過電圧保護回路である。コンパ
レータ１３はＣ点，Ｄ点の電圧を比較してＨＩＧＨ、ま
たはＬＯＷ信号を出力する電圧比較回路である。 【００１９】電動機５の回転方向検出は、次のように行
われる。スイッチング素子１，４がＯＮ、２，３がＯＦ
ＦのときはＡ点にほぼ電源電圧、Ｂ点にほぼグランド電
圧がかかっており、Ｄ点よりもＣ点の電圧が高いので図
１の回路では電圧比較回路の出力はＨＩＧＨとなる。 【００２０】スイッチング素子２，３がＯＮ、１，４が
ＯＦＦのときはＬＯＷになる。ある種の応用では、電動
機停止時は電磁制動がかかる状態にすることがある。 【００２１】このときは、スイッチング素子３，４がＯ
Ｎ、１，２がＯＦＦである。もちろん、スイッチング素
子１，２がＯＮ、３，４がＯＦＦでもよい。 【００２２】このときのＡ点，Ｂ点の電圧は、スイッチ
ング素子３，４によってショートされているのでほぼゼ
ロであり、たとえ電動機が電磁制動を受けながらも回転
しているときその回転方向は検出できない。 【００２３】よって、回転方向出力信号を読み込む前に
まず現在のスイッチング素子の状態を記憶する。 【００２４】もし、電動機の端子がショート状態ならば
次にスイッチング素子１，２，３，４をすべてＯＦＦに
する。 【００２５】電動機が回転しておれば、誘起電圧を発生
しているのでＡ端子，Ｂ端子には電位差が現れる。 【００２６】スイッチング素子の状態が十分安定してか
ら、この電位差による電圧比較回路からの回転方向出力
信号を読み取る。 【００２７】その後、スイッチング素子の状態を記憶し
ていた状態に戻す。上記動作は、主としてマイクロコン
ピュータによって指令される。 【００２８】そのフローチャートを図２に示す。このよ
うに本発明の実施例によれば、電動機に印加される電圧
や誘起電圧を検出して回転方向を判定するので、位置セ
ンサ信号が１相式でも位置制御をかけることが可能とな
る。 【００２９】 【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、電動機に電圧が印加されているときはその端
子電圧によって回転方向を検出し、電動機がショートさ
れているときは一旦電動機を開放し、その誘起電圧によ
って回転方向を検出するので位置センサ信号が１相式で
も位置制御が可能となり、安価な電動機制御システムを
提供することができる。
ている電動機の回転方向を検出するための回転方向検出
装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】電動機は従来産業界で広く利用されてい
ることはいうまでもないが、その中でも直流電動機は、
その制御の容易さやコストの安さから主流を占めてい
る。特に、自動車分野ではパワーウインドモータやワイ
パーモータなど多用されている。 【０００３】従来の電動機は、主としてパワーを取り出
すために使用されていたが、近年パワー制御のみならず
位置制御も必要とされるようになってきた。そのために
は、電動機に位置センサを取り付ける必要がある。位置
センサには、アナログ式とディジタル式があるが、近年
のマイクロコンピュータによる制御の発展から主として
ディジタル式が使用されることが多い。ディジタル式に
も、アブソリュート式とインクリメンタル式があるが、
コストの安いインクリメンタル式が一般的である。 【０００４】位置センサ出力の相数は、電動機の回転に
伴うパルスの変化をそれぞれ９０゜位相差を持たせた２
相式が一般的である。２相式は、一方の相の立ち上がり
または立ち下がりエッヂのタイミングでもう一方の相が
ＨＩＧＨ、またはＬＯＷレベルかどうかを判断すること
により回転方向を判定することができる。 【０００５】よって、電動機の位置センサとしては２相
インクリメンタル式が使用されるのが一般的である。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の電動
機の位置センサでは、２相のパルス信号をマイクロコン
ピュータに読み込み、一方の相の立ち上がりまたは立ち
下がりエッヂのタイミングでもう一方の相がＨＩＧＨ、
またはＬＯＷレベルかどうかを判断することにより回転
方向を簡単に判定することができる。 【０００７】しかしながらセンサの実現方法によって
は、２相式はコストや工数の増大につながり１相式で設
計せざるをえないことがある。この場合は、回転方向を
他の手段で検出しなければならない。 【０００８】本発明は上記課題を解決するもので、位置
センサとして、１相のパルス信号しかない場合でも回転
方向を検出し、電動機の位置制御を可能にするものであ
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、現在の電動機への制御指令を一時記憶手段
に格納し、その制御指令により現在の電動機の端子接続
状態を判断し、電動機に電圧が印加されているとき、ま
たは電動機の両端子が開放されているときは電動機の両
端子の端子電圧を電圧検出手段によりそれぞれ検出し、
その検出電圧を電圧比較手段により比較して電動機の回
転方向を判定し、電動機の両端子が短絡されているとき
は所定時間だけ電動機の両端子を開放するように制御指
令を変更し、その後電動機の両端子の端子電圧を電圧検
出手段によりそれぞれ検出し、その検出電圧を電圧比較
手段により比較して電動機の回転方向を判定し、その後
前記記憶手段に格納された制御指令を復帰するように構
成する。 【００１０】 【作用】本発明は上記した構成により、電動機に付加す
る位置センサが１相式でよく、センサの低コスト化が可
能になる。 【００１１】 【実施例】以下本発明の一実施例について、図１および
図２を参照しながら説明する。 【００１２】図１は本発明の一実施例における直流電動
機の正逆回転可能なドライブ回路を示したものである。 【００１３】１，２，３，４はスイッチング素子を表し
ている。これらの素子をＨブリッヂに組み、直流電動機
５を接続する。 【００１４】スイッチング素子は、マイクロコンピュー
タからの指令によりプリドライブ回路を介して駆動され
る。 【００１５】例えばスイッチング素子１，４をＯＮし、
スイッチング素子２，３をＯＦＦすれば図１のＡ端子に
プラスの電圧がかかり、Ｂ端子にはマイナスの電圧がか
かる。よって電動機５は、例えばＣＷ方向に回転する。 【００１６】スイッチング素子２，３をＯＮし、スイッ
チング素子１，４をＯＦＦすればＣＣＷ方向に回転す
る。 【００１７】スイッチング素子３，４をＯＮし、スイッ
チング素子１，２をＯＦＦすれば電動機５は電磁制動が
かかり停止する。 【００１８】抵抗８，９は分圧回路であり、抵抗１０，
コンデンサ１１はフィルタ回路である。ツェナーダイオ
ード７，１２はそれぞれ過電圧保護回路である。コンパ
レータ１３はＣ点，Ｄ点の電圧を比較してＨＩＧＨ、ま
たはＬＯＷ信号を出力する電圧比較回路である。 【００１９】電動機５の回転方向検出は、次のように行
われる。スイッチング素子１，４がＯＮ、２，３がＯＦ
ＦのときはＡ点にほぼ電源電圧、Ｂ点にほぼグランド電
圧がかかっており、Ｄ点よりもＣ点の電圧が高いので図
１の回路では電圧比較回路の出力はＨＩＧＨとなる。 【００２０】スイッチング素子２，３がＯＮ、１，４が
ＯＦＦのときはＬＯＷになる。ある種の応用では、電動
機停止時は電磁制動がかかる状態にすることがある。 【００２１】このときは、スイッチング素子３，４がＯ
Ｎ、１，２がＯＦＦである。もちろん、スイッチング素
子１，２がＯＮ、３，４がＯＦＦでもよい。 【００２２】このときのＡ点，Ｂ点の電圧は、スイッチ
ング素子３，４によってショートされているのでほぼゼ
ロであり、たとえ電動機が電磁制動を受けながらも回転
しているときその回転方向は検出できない。 【００２３】よって、回転方向出力信号を読み込む前に
まず現在のスイッチング素子の状態を記憶する。 【００２４】もし、電動機の端子がショート状態ならば
次にスイッチング素子１，２，３，４をすべてＯＦＦに
する。 【００２５】電動機が回転しておれば、誘起電圧を発生
しているのでＡ端子，Ｂ端子には電位差が現れる。 【００２６】スイッチング素子の状態が十分安定してか
ら、この電位差による電圧比較回路からの回転方向出力
信号を読み取る。 【００２７】その後、スイッチング素子の状態を記憶し
ていた状態に戻す。上記動作は、主としてマイクロコン
ピュータによって指令される。 【００２８】そのフローチャートを図２に示す。このよ
うに本発明の実施例によれば、電動機に印加される電圧
や誘起電圧を検出して回転方向を判定するので、位置セ
ンサ信号が１相式でも位置制御をかけることが可能とな
る。 【００２９】 【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、電動機に電圧が印加されているときはその端
子電圧によって回転方向を検出し、電動機がショートさ
れているときは一旦電動機を開放し、その誘起電圧によ
って回転方向を検出するので位置センサ信号が１相式で
も位置制御が可能となり、安価な電動機制御システムを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回転方向検出回路図
【図２】本発明の一実施例におけるマイクロコンピュー
タのプログラムフローチャート 【符号の説明】 １，２，３，４ スイッチング素子 ５ 電動機 ６ パルス信号発生器 ７，１２ ツェナーダイオード ８，９，１０ 抵抗 １１ コンデンサ １３ コンパレータ
タのプログラムフローチャート 【符号の説明】 １，２，３，４ スイッチング素子 ５ 電動機 ６ パルス信号発生器 ７，１２ ツェナーダイオード ８，９，１０ 抵抗 １１ コンデンサ １３ コンパレータ
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 5/00 - 5/26
H02P 7/00 - 7/34
G01D 5/245 102
G01P 13/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 直流電動機の回転方向検出装置におい
て、現在の電動機への制御指令を一時記憶手段に格納
し、この制御指令により現在の電動機の端子接続状態を
判断し、電動機に電圧が印加されているとき、または電
動機の両端子が開放されているときは電動機の両端子の
端子電圧を電圧検出手段によりそれぞれ検出し、この検
出電圧を電圧比較手段により比較して電動機の回転方向
を判定し、電動機の両端子が短絡されているときは所定
時間だけ電動機の両端子を開放するように制御指令を変
更し、この後電動機の両端子の端子電圧を電圧検出手段
によりそれぞれ検出し、この検出電圧を電圧比較手段に
より比較して電動機の回転方向を判定し、この後前記記
憶手段に格納された制御指令を復帰することを特徴とす
る回転方向検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00923394A JP3458436B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 回転方向検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00923394A JP3458436B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 回転方向検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07222477A JPH07222477A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3458436B2 true JP3458436B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=11714693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00923394A Expired - Fee Related JP3458436B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 回転方向検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3458436B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545439B2 (en) | 1998-10-27 | 2003-04-08 | Daimlerchrysler Ag | Method and circuit arrangement for detecting motion, direction and position of a part driven by an electric motor |
| ES2210941T3 (es) * | 1998-10-27 | 2004-07-01 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Procedimiento para el reconocimiento del movimiento, la direccion del movimiento y la posicion de una pieza movil por medio de un motor electrico, asi como disposicion de circuitos adecuada. |
| JP2001016893A (ja) * | 1999-04-28 | 2001-01-19 | Keyence Corp | 直流モータ駆動装置 |
| JP3687639B2 (ja) | 2002-09-03 | 2005-08-24 | 日産自動車株式会社 | 電動モータ駆動車輪の回転方向判別装置 |
| JP4302558B2 (ja) * | 2004-03-17 | 2009-07-29 | 三菱電機株式会社 | 回転状態検出装置及び回転状態検出方法 |
| FI20075147L (fi) * | 2007-02-28 | 2008-08-29 | Iws Int Oy | Älykäs virranjakelusolmu |
| US7737730B2 (en) * | 2007-08-31 | 2010-06-15 | Infineon Technologies Ag | Method of detecting the frequency of an input clock signal of an integrated circuit and integrated circuit |
| DE102008052852A1 (de) * | 2007-10-27 | 2009-04-30 | Marquardt Gmbh | Schaltungsanordnung für ein Elektrowerkzeug |
| DE102008043835A1 (de) * | 2008-11-19 | 2010-05-20 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Vollbrückenschaltungsanordnung |
| DE102010026021A1 (de) * | 2009-07-11 | 2011-01-13 | Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg | Einphasiger elektronisch kommutierter Motor |
| JP5488420B2 (ja) * | 2010-11-18 | 2014-05-14 | 日本精工株式会社 | モータ角度検出装置 |
| JP5435020B2 (ja) | 2011-12-22 | 2014-03-05 | 株式会社デンソー | 位置検出装置 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP00923394A patent/JP3458436B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07222477A (ja) | 1995-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |