JP5148394B2 - マイクロコンピュータ,モータ制御システム - Google Patents
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Description
しかし、マイクロコンピュータを位置検出手段として使用した場合、特に高速駆動が必要とされるモータ用途に対して、CPUに対する負荷の割合が高くなり、位置検出以外にモータを制御できる時間が限られるなどの欠点が出てきた。そこで、位置検出に関しては、ハードウエア的に高精度で検出できるレゾルバを採用する場合が多くなっている。
ハードウエアにより構成され、前記レゾルバによって出力される2相信号をデジタルデータの位置信号に変換するデジタル信号変換器を、同一チップ上に搭載し、
前記デジタル信号変換器を、
前記レゾルバより出力される第1相信号と、この第1相信号に乗じられている励磁信号に対して位相がπ/2異なる信号とを乗算する第1乗算器と、
前記レゾルバより出力される第2相信号と、この第2相信号に乗じられている励磁信号と同相の信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第1,第2乗算器の演算結果を加算する加算器と、
この加算器の加算結果について高域濾波するハイパスフィルタと、
このハイパスフィルタの出力信号と、前記励磁信号の2倍の周波数を有する信号との位相を比較して、両信号の位相差をカウンタによりカウントしたデータを前記位置信号として出力する位相比較部とで構成したことを特徴とする。
このモータ制御回路により制御され、前記モータを駆動する駆動回路とを備えることを特徴とする。
そして、アナログ回路に依存する部分がなく回路構成を小規模にすることができるので、ワンチップマイコンを容易に構成できる。
以下、本発明の第1実施例について図1乃至図3を参照して説明する。尚、図5と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。本実施例のモータ制御システムは、図5に示すシステムよりRDC3及びマイコン4を除き、RDC3に相当する機能を有するマイクロコンピュータ11(モータ制御回路)を配置して構成されている。
マイコン11は、CPU12,三角波比較タイミング発生部13(搬送波出力手段)及び三角波比較出力発生部14で構成されるPWM信号出力部15,RDC(デジタル信号変換器)16等が同一の半導体チップ上に搭載されており、ワンチップマイクロコンピュータとして構成されている。尚、モータ1は、例えばDVD、CD、HDDなどのディスク記録媒体を回転駆動するスピンドルモータや、車両の燃料を移送するポンプモータなどである。
fc(t)・sinθ×fs(t)=1/2・sin2ωt・sinθ …(1)
となり、第2乗算器32の乗算結果は、
fc(t)・cosθ×fc(t)=1/2(cos2ωt・cosθ+cosθ)
…(2)
となる。したがって、加算器33の加算結果は(1),(2)式の和であるから、
1/2・sin2ωt・sinθ+1/2(cos2ωt・cosθ+cosθ)
=1/2{cos(2ωt+θ)+cosθ} …(3)
となる。
尚、ΔΣ型のA/Dコンバータ21は、ミッシングコードの発生がなく高精度のA/D変換が可能であり、構成も逐次比較型に比べて簡単であるため、ワンチップマイコン11に搭載するのに適している。
図4は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図4は、第1実施例の図3(a)相当図である。第1実施例では、レゾルバ2の励磁信号として余弦波信号fc(t)を与えるようにしたが、第2実施例では、励磁信号として正弦波信号fs(t)を与えた場合に対応する、RDC16Aの信号処理部42の構成を示す。
余弦波出力を第1相信号,正弦波出力を第2相信号としても良い。
異常検出部23は、異なる方式でレゾルバの異常検出を行っても良いし(例えばCPU12が制御プログラムで監視を行うようにしても良い)、必要に応じて配置すれば良い。
ハイパスフィルタ38の遮断周波数は、少なくとも直流成分である(3)式第2項:cosθを阻止し、且つ第1項:cos(2ωt+θ)を通過させる範囲で任意に設定すれば良い。
PI制御部36,積算器37は、必要に応じて配置すれば良く、位相比較部34からの出力をそのまま位相信号θとして出力しても良い。
PWM信号出力部15は、マイクロコンピュータの外付け回路で構成しても良い。
A/DコンバータはΔΣ型に限ることなく、逐次比較型などであっても良い。
また、RDCにおいて、A/Dコンバータにより各信号をデジタルデータに変換する箇所は、最初の入力部に限ることなく個別の設計に応じて適宜変更して良い。
Claims (7)
- モータに取り付けられたレゾルバにより当該レゾルバの固定子に対する回転子の回転位相に応じて出力される2相信号から前記モータのロータ位置信号を得て、その位置信号に基づいて前記モータを制御するために使用されるワンチップのマイクロコンピュータにおいて、
ハードウエアにより構成され、前記レゾルバによって出力される2相信号をデジタルデータの位置信号に変換するデジタル信号変換器を、同一チップ上に搭載し、
前記デジタル信号変換器は、
前記レゾルバより出力される第1相信号と、この第1相信号に乗じられている励磁信号に対して位相がπ/2異なる信号とを乗算する第1乗算器と、
前記レゾルバより出力される第2相信号と、この第2相信号に乗じられている励磁信号と同相の信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第1,第2乗算器の演算結果を加算する加算器と、
この加算器の加算結果について高域濾波するハイパスフィルタと、
このハイパスフィルタの出力信号と、前記励磁信号の2倍の周波数を有する信号との位相を比較して、両信号の位相差をカウンタによりカウントしたデータを前記位置信号として出力する位相比較部とで構成されることを特徴とするマイクロコンピュータ。 - 前記デジタル信号変換器は、
前記第1乗算器において前記第1相信号に乗算する信号を正弦波信号として、
前記第2乗算器において前記第2相信号に乗算する信号を、前記レゾルバに対して与える励磁信号と同一の余弦波信号とすることを特徴とする請求項1記載のマイクロコンピュータ。 - 前記レゾルバに対して与える励磁信号を正弦波とし、
前記デジタル信号変換器は、
前記第1,第2乗算器において前記第1,第2相信号に乗じる信号を何れも余弦波信号として、
前記第2乗算器に入力される前記第2相信号の位相を、π/2進み側に移相する移相器を備えることを特徴とする請求項1記載のマイクロコンピュータ。 - 前記モータをPWM制御(Pulse Width Modulation)し、
前記レゾルバに印加する励磁信号の周期を、前記PWM制御における搬送波周期と同一とするか、若しくは前記PWM周期を等分した周期に設定することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のマイクロコンピュータ。 - 前記モータをPWM制御(Pulse Width Modulation)し、
前記デジタル信号変換器は、前記位置信号の変換処理周期を、前記PWM制御における搬送波周期を等分した周期に設定することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のマイクロコンピュータ。 - 前記デジタル信号変換器は、
前記モータの電流を検出した信号が与えられるモータ電流検出部と、
この前記モータ電流検出部により前記モータ電流の変化が観測される期間において、前記レゾルバにより出力される2相信号が変化しない場合に前記レゾルバの異常を検出し、異常検出信号を出力するレゾルバ異常検出部とを備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のマイクロコンピュータ。 - 請求項1乃至6の何れかに記載のマイクロコンピュータを備えて構成されるモータ制御回路と、
このモータ制御回路により制御され、前記モータを駆動する駆動回路とを備えることを特徴とするモータ制御システム。
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