JP5797478B2 - Brushless motor control device and control method - Google Patents
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本発明は、ブラシレスモータの制御装置及び制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a brushless motor.
ロータが永久磁石を有するタイプのブラシレスモータは、ロータの回転位置を検出する位置センサを設けずに位置センサレスで駆動制御を行うことがある。この場合には、開放区間(非通電相)のモータ端子に現れる誘起電圧と等価中性点電位をコンパレータに入力して得られるパルス信号のエッジ間隔からロータの回転位置を検出している。 A brushless motor of a type in which the rotor has a permanent magnet may perform drive control without a position sensor without providing a position sensor for detecting the rotational position of the rotor. In this case, the rotational position of the rotor is detected from the edge interval of the pulse signal obtained by inputting the induced voltage and the equivalent neutral point potential appearing at the motor terminal in the open section (non-energized phase) to the comparator.
このブラシレスモータは、センサレス駆動時のロータ停止位置確定方法として、ロータをフリーランさせた時のある一相の誘起電圧と、残り二相の平均をコンパレータで比較した結果で、位置検出信号を生成してロータ位置を確定する(特許文献1参照)。このブラシレスモータによれば、始動時にフリーラン状態を作り出すことでモータ端子に発生する誘起電圧をパルス幅変調信号などの影響を受けない状態で検出することによって、外乱の影響を受けることなく、ロータ位置を正しく検出することが可能になるとともに、フリーランさせている間にロータ位置を検出するので、短時間でロータ位置を検出して通常運転に移行することが可能になるという特徴を有している。 This brushless motor, as a method for determining the rotor stop position during sensorless drive, generates a position detection signal based on the result of comparing the induced voltage of one phase when the rotor is free-runned and the average of the remaining two phases with a comparator. Thus, the rotor position is determined (see Patent Document 1). According to this brushless motor, by generating a free-run state at the time of start-up, the induced voltage generated at the motor terminal is detected without being affected by the pulse width modulation signal or the like, so that the rotor is not affected by disturbance. It is possible to detect the position correctly and detect the rotor position while free running, so that it is possible to detect the rotor position in a short time and shift to normal operation. ing.
しかしながら、特許文献1に記載のブラシレスモータは、ロータをフリーランさせた時の誘起電圧を検出する構成であるが、ロータをフリーランさせた時の誘起電圧は小さく、コンパレータの同相入力電圧範囲付近になると、コンパレータの出力信号にチャタリングが発生し、ロータ位置を誤検出してしまうという問題がある。
However, the brushless motor described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、コンパレータの出力信号にチャタリングが発生し、ロータ位置を誤検出してしまうことを防止し、ロータの位置検出精度を向上させることができるブラシレスモータの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can prevent chattering from occurring in the output signal of the comparator and erroneously detecting the rotor position, thereby improving the position detection accuracy of the rotor. It is an object of the present invention to provide a control device and a control method for a brushless motor.
本発明は、ロータとステータを備えるブラシレスモータの回転駆動を制御する制御装置であって、前記ブラシレスモータの始動時に前記ロータの停止位置に合わせた励磁パターンを初期通電時間だけ前記ブラシレスモータに通電した後、通電を停止して前記ブラシレスモータの前記ロータをフリーランさせる回転制御手段と、前記フリーラン中に発生する誘起電圧のエッジ検出を割り込みによって検出することにより前記ロータの位置を検出する際に、前記ロータの回転方向毎に、次に検出されるべきエッジ検出の割り込みのみを許可した状態において、検出されたエッジの相と向きに基づき前記ロータ位置を確定する回転方向判定手段とを備えることを特徴とする。 The present invention is a control device that controls the rotational drive of a brushless motor including a rotor and a stator, and energizes the brushless motor for an initial energization time with an excitation pattern that matches the rotor stop position when the brushless motor is started. After that, when detecting the position of the rotor by detecting the edge detection of the induced voltage generated during the free run by interrupting the rotation control means for stopping energization and free running the rotor of the brushless motor. Rotation direction determination means for determining the rotor position based on the detected phase and direction of the edge in a state where only interruption of edge detection to be detected next is permitted for each rotation direction of the rotor. It is characterized by.
本発明は、ロータとステータを備えるブラシレスモータの回転駆動を制御する制御方法であって、前記ブラシレスモータの始動時に前記ロータの停止位置に合わせた励磁パターンを初期通電時間だけ前記ブラシレスモータに通電した後、通電を停止して前記ブラシレスモータの前記ロータをフリーランさせる回転制御ステップと、前記フリーラン中に発生する誘起電圧のエッジ検出を割り込みによって検出することにより前記ロータの位置を検出する際に、前記ロータの回転方向毎に、次に検出されるべきエッジ検出の割り込みのみを許可した状態において、検出されたエッジの相と向きに基づき前記ロータ位置を確定する回転方向判定ステップとを有することを特徴とする。 The present invention is a control method for controlling the rotational drive of a brushless motor including a rotor and a stator, wherein the brushless motor is energized for an initial energization time with an excitation pattern that matches the rotor stop position when the brushless motor is started. Thereafter, when detecting the position of the rotor by detecting by interruption the rotation control step of stopping energization and free-running the rotor of the brushless motor, and detecting the edge of the induced voltage generated during the free-run A rotation direction determination step for determining the rotor position based on the phase and direction of the detected edge in a state where only interruption of edge detection to be detected next is permitted for each rotation direction of the rotor. It is characterized by.
本発明によれば、エッジ検出が行われた際に、次に検出されるべきエッジを除く他のエッジを検出したことを示す割り込みに対してマスクをかけ、次に検出されるべきエッジの割り込みのみを発生させるようにしたため、コンパレータの出力信号(U相、V相、W相それぞれの位置検出信号)にチャタリングが発生したとしても、位置の誤検出を防止することができるという効果が得られる。これにより、コンパレータの入力電圧(誘起電圧)が同相入力電圧範囲付近の場合のロータ位置検出精度を向上させることが可能になる。 According to the present invention, when edge detection is performed, an interrupt indicating that another edge other than the edge to be detected next is detected is masked, and the interrupt of the edge to be detected next is masked. Therefore, even if chattering occurs in the output signal of the comparator (position detection signals for the U phase, V phase, and W phase), it is possible to prevent erroneous detection of the position. . As a result, it is possible to improve the rotor position detection accuracy when the input voltage (induced voltage) of the comparator is in the vicinity of the common-mode input voltage range.
以下、図面を参照して、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を説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は、永久磁石を有するロータとステータを有し、ステータには3相(U、V、W)のコイルが周方向に順番に巻装されているブラシレスモータである。ブラシレスモータ1は、ロータ位置を検出するセンサを有しないセンサレスタイプのブラシレスモータである。符号11は、マイコンなどから構成する制御部であり、ブラシレスモータ1の回転駆動を制御する。符号12は、ブラシレスモータ1の3相のコイルを形成する通電線に印加された電圧を検出する誘起電圧I/F(インタフェース)回路である。
A brushless motor control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure,
符号13は、スイッチング素子を電源15の正負両端子間に2個ずつブリッジ接続して構成される回路であって、電源15から供給された直流電圧を制御装置11から入力されるパルス幅変調信号(駆動信号)に基づく交流電圧に変換し、ブラシレスモータ1の各相に印加するインバータである。符号14は、制御部11から出力するブラシレスモータ1のコイルに励磁電流を印加するための駆動信号を入力し、インバータ13内のスイッチング素子のON/OFFを切り替えるドライバである。
制御部11は、割り込み処理部21と、回転方向判定部22と、回転制御部23とから構成する。割り込み処理部21は、誘起電圧I/F回路12から出力するU相、V相、W相それぞれの位置検出信号を入力し、各位置検出信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出される割り込みが発生した場合にエッジ検出信号を出力する。エッジ検出信号は、3相の何れかを識別する情報と、立ち上がりエッジであるか立ち下がりエッジであるかを識別可能な情報を含む。回転方向判定部23は、割り込み処理部21から出力するエッジ検出信号に基づき励磁切り替えタイミングを特定し、特定した励磁切り替えタイミングからロータの位置と回転方向を判定する。
The
回転制御部23は、外部から入力する始動指令と、回転方向判定部22において得られた励磁切り替えタイミングでロータ位置に応じた励磁パターンを決定し、決定した励磁パターンに応じて、ブラシレスモータ1のコイルに励磁電流を印加する信号をドライバ14に出力する。また、回転制御部23は、始動励磁パターンを所定の初期通電時間だけ通電させた後、ブラシレスモータ1をフリーランさせてロータ位置を検出するための処理を実施する。
The
誘起電圧I/F回路12は、3相のそれぞれのモータ端子の電圧(アナログ信号)が入力され、コンパレータ17A〜17Cに入力可能な電圧に分圧する分圧回路(抵抗R1及び抵抗R2)とパルス幅変調信号のノイズを除去する1次のCRフィルタ(抵抗R2及びキャバシタC1)からなるローパスフィルタ回路15A,15B,15Cと、等価中性点電位を検出する回路16と、等価中性点電位と無通電相(開放区間)に現れる誘起電圧のアナログ信号からパルス信号を作成するコンパレータ17A、17B、17Cと、コンパレータ17A〜17Cの出力から高周波成分をカットするローパスフィルタ(1次のCRフィルタ)18A、18B、18Cとを有する。
The induced voltage I /
ここで、等価中性点電位を検出する回路16は、例えば、U相については、V相とW相のモータ端子電圧から等価中性点電位を検出するような、2相間比較方式を採用している。このようにすると、等価中性点電位として略フラットな電圧が得られる。なお、U、V、Wの3相全ての信号を用いて等価中性点電位を求める3相比較方式を採用しても良い。この場合は、等価中性点の電位は、電源電圧の1/2を中心にした略三角波になる。
Here, the
コンパレータ17A〜17Cは、誘起電圧のアナログ信号が等価中性点電位より高いときはローレベルの信号を出力し、誘起電圧のアナログ信号が等価中性点電位より低いときはハイレベルの信号を出力するパルス信号を発生させる。各コンパレータ17A〜17Cでは電気角120°の分解能のパルス信号が作成される。これら信号は、それぞれがローパスフィルタ回路18A〜18Cを経て割り込み処理部21の割り込み入力端子に入力される。
The
次に、図4〜図9を参照して、ロータの回転方向を検出する原理について説明する。まず、図4を参照して、励磁パターンに基づく回転方向判定の原理を説明する。図4は、誘起電圧I/F回路12が出力する3つの位置検出信号(U相、V相、W相それぞれの位置検出信号)と、割り込み処理部21が出力するエッジ検出信号のタイミングを示すタイミングチャートである。エッジ検出信号の出力タイミングは、3つの位置検出の何れかの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出した場合に、HiとLowが切り替わるものである。また、各位置検出信号のパターンによって回転方向を特定することができる。
Next, the principle of detecting the rotational direction of the rotor will be described with reference to FIGS. First, the principle of the rotational direction determination based on the excitation pattern will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the timings of the three position detection signals (the U-phase, V-phase, and W-phase position detection signals) output from the induced voltage I /
例えば、図4に示す例では、U相位置検出信号が「Hi」、V相位置検出信号が「Low」、W相位置検出信号が「Hi」となり(図4に示す(1))、続いて、U相位置検出信号が「Hi」、V相位置検出信号が「Low」、W相位置検出信号が「Low」となる(図4に示す(2))出力パターンが、図4に示す(1)〜(9)の順番で検出された場合、ブラシレスモータ1は、正回転していると判定できる。逆回転の場合も同様に、所定の出力パターンが所定の順番で検出された場合に、ブラシレスモータ1は、逆回転していると判定できる。
For example, in the example shown in FIG. 4, the U-phase position detection signal is “Hi”, the V-phase position detection signal is “Low”, and the W-phase position detection signal is “Hi” ((1) shown in FIG. 4). The U-phase position detection signal is “Hi”, the V-phase position detection signal is “Low”, and the W-phase position detection signal is “Low” ((2) shown in FIG. 4). When detected in the order of (1) to (9), it can be determined that the
しかし、3つの位置検出信号は、コンパレータ17A、17B、17Cの出力であり、ロータをフリーランさせた時の誘起電圧は小さいため、コンパレータ17A、17B、17Cの同相入力電圧範囲付近になると、コンパレータの出力信号にチャタリングが発生し、図5に示すように、ロータ位置を誤検出してしまう可能性がある。3つの位置検出信号それぞれの周期は、ブラシレスモータ1の回転数に応じて変化し、高回転数になると、周期は短くなるため、ローパスフィルタ18A、18B、18Cの遮断周波数を高く設定することはできない。
However, since the three position detection signals are the outputs of the
そこで、図6に示すように、チャタリング収束後の位置検出信号のレベルを読むため、割り込み検出から一定時間(t)経過後の位置検出信号レベルを読み出す(図6の(1))。時間tは、次のエッジを検出するまでの時間以下とし、ロータをフリーランさせる時の初期通電時間やイナーシャなどから算出して決定する。ロータ位置を確定するために位置検出信号レベルを検出するのは、初回のみで、以降は位置検出信号のエッジの向きに基づき決定する。図6に示す(1)の場合、次に検出されるべきエッジは、正回転時はV相の立ち上がり、逆回転時はW相の立ち上がり、それ以外のエッジはノイズと予測できるので、V相の立ち上がりとW相の立ち上がりのみ割り込み許可し、それ以外の割り込みはマスクすることによって、コンパレータの出力信号にチャタリングが発生したとしても、位置の誤検出を防止することができる。 Therefore, as shown in FIG. 6, in order to read the level of the position detection signal after the chattering convergence, the position detection signal level after a predetermined time (t) has been read from the interrupt detection ((1) in FIG. 6). The time t is set to be equal to or shorter than the time until the next edge is detected, and is calculated and determined from the initial energization time and inertia when the rotor is free-runned. The position detection signal level is detected only for the first time in order to determine the rotor position, and thereafter, the position detection signal level is determined based on the edge direction of the position detection signal. In the case of (1) shown in FIG. 6, the next edge to be detected can be predicted to be a V-phase rising edge during forward rotation, a W-phase rising edge during reverse rotation, and other edges can be predicted as noise. By interrupting only the rising edge and the rising edge of the W phase and masking other interrupts, erroneous detection of the position can be prevented even if chattering occurs in the output signal of the comparator.
位置検出信号レベルの組み合わせは、図7に示すように、6通りあり、その組み合わせ毎に、次回の検出されるべきエッジは正回転、逆回転毎に予め分かっている。例えば、U相がHi、V相がLow、W相がHiである場合(図7においては、UH/VL/WHと表記)、正回転であれば、次に検出されるべきエッジは、W相の立ち下がり(図7においては、W↓と表記)であり、逆回転であれば、次に検出されるべきエッジは、U相の立ち下がり(図7においては、U↓と表記)である。図7において、立ち上がりは上向き矢印(↑)、立ち下がりは下向き矢印(↓)で表現している。したがって、次に検出されるべきエッジを除く他のエッジを検出したことを示す割り込みに対してマスクをかけることにより、正確にエッジ検出を行うことが可能となる。 As shown in FIG. 7, there are six combinations of position detection signal levels. For each combination, the edge to be detected next time is known in advance for each of forward rotation and reverse rotation. For example, when the U phase is Hi, the V phase is Low, and the W phase is Hi (indicated as UH / VL / WH in FIG. 7), the edge to be detected next is W If the phase is falling (indicated as W ↓ in FIG. 7) and reverse rotation, the edge to be detected next is the falling edge of U phase (indicated as U ↓ in FIG. 7). is there. In FIG. 7, the rising edge is represented by an upward arrow (↑), and the falling edge is represented by a downward arrow (↓). Therefore, it is possible to accurately detect an edge by masking an interrupt indicating that another edge other than the edge to be detected next is detected.
次に、図6に示す(2)の場合、次に検出するエッジはU相の立ち下がりであるが、逆回転している場合は(2)’であることが想定でき、その場合に次に検出するエッジはW相の立ち下がりとなるため、U相の立ち下がりとW相の立ち下がりのみ割り込みを許可し、それ以外の割り込みをマスクすることにより、確実に位置検出を行うことができる。3つの位置検出信号の検出エッジは、図8に示すように、6通りあり、6通りのエッジを検出した後に、次に、検出されるべきエッジは、正回転、逆回転毎に予め分かっている。 Next, in the case of (2) shown in FIG. 6, the next edge to be detected is the falling edge of the U phase, but when it is rotating in the reverse direction, it can be assumed that it is (2) ′. Since the edge to be detected at this time is the falling edge of the W phase, only the falling edge of the U phase and the falling edge of the W phase are allowed to interrupt, and the other interrupts are masked, so that the position can be reliably detected. . As shown in FIG. 8, there are six detection edges of the three position detection signals. After detecting the six edges, the edge to be detected is known in advance for each of forward rotation and reverse rotation. Yes.
例えば、U相の立ち上がりエッジを検出した場合(図8においてU↑と表記)、正回転であれば、次に検出されるべきエッジは、W相の立ち下がり(図8においては、W↓と表記)であり、逆回転であれば、次に検出されるべきエッジは、V相の立ち下がり(図8においては、V↓と表記)である。図8においても図7と同様に、立ち上がりは上向き矢印(↑)、立ち下がりは下向き矢印(↓)で表現している。したがって、次に検出されるべきエッジを除く他のエッジを検出したことを示す割り込みに対してマスクをかけることにより、正確にエッジ検出を行うことが可能となる。 For example, when the rising edge of the U phase is detected (indicated as U ↑ in FIG. 8), if it is forward rotation, the edge to be detected next is the falling edge of the W phase (in FIG. 8, W ↓ In the case of reverse rotation, the next edge to be detected is the fall of the V phase (indicated as V ↓ in FIG. 8). In FIG. 8, as in FIG. 7, the rising edge is represented by an upward arrow (↑) and the falling edge is represented by a downward arrow (↓). Therefore, it is possible to accurately detect an edge by masking an interrupt indicating that another edge other than the edge to be detected next is detected.
このように、割り込みのマスクをかけることにより、図9に示すように、(a)のV相の立ち上がりエッジを検出した後、V相の立ち上がりエッジとW相の立ち下がりエッジ以外は、マスクされるため、(b)のV相の立ち下がりエッジの誤検出を防止することができる。 Thus, by masking interrupts, after detecting the rising edge of the V phase in (a), except the rising edge of the V phase and the falling edge of the W phase are masked as shown in FIG. Therefore, erroneous detection of the falling edge of the V phase in (b) can be prevented.
次に、図2、図3を参照して、図1に示す制御部11の処理動作を説明する。図2、図3は、図1に示す制御部11の処理動作を示すフローチャートである。まず、回転制御部23は、始動励磁パターンを所定の初期通電時間だけ通電させることにより、ブラシレスモータ1をフリーランさせ、回転方向判定部22に対して、回転方向判定を行うように指示する。これを受けて、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、エッジ検出による割り込み処理を実行させる。これにより、割り込み処理部21は、位置検出信号の切り替わりを検出して割り込みが発生した際に、エッジ検出信号を出力する。
Next, the processing operation of the
回転方向判定部22は、初回のエッジ検出信号が出力されてから一定時間(図6に示す時間t)経過するまで待機し(ステップS1)、3つの位置検出信号のレベルを特定する。そして、回転方向判定部22は、位置検出信号レベルが「UH/VL/WH」であるか否かを判定する(ステップS2)。この判定の結果、位置検出信号レベルが「UH/VL/WH」であれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、W相の立ち下がりエッジとU相の立ち下がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS3)。
The rotation
次に、回転方向判定部22は、位置検出信号レベルが「UH/VL/WH」でない場合、位置検出信号レベルが「UH/VL/WL」であるか否かを判定する(ステップS4)。この判定の結果、位置検出信号レベルが「UH/VL/WL」であれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、V相の立ち上がりエッジとW相の立ち上がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS5)。
Next, when the position detection signal level is not “UH / VL / WH”, the rotation
次に、回転方向判定部22は、位置検出信号レベルが「UH/VL/WL」でない場合、位置検出信号レベルが「UH/VH/WL」であるか否かを判定する(ステップS6)。この判定の結果、位置検出信号レベルが「UH/VH/WL」であれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、U相の立ち下がりエッジとV相の立ち下がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS7)。
Next, when the position detection signal level is not “UH / VL / WL”, the rotation
次に、回転方向判定部22は、位置検出信号レベルが「UH/VH/WL」でない場合、位置検出信号レベルが「UL/VH/WL」であるか否かを判定する(ステップS8)。この判定の結果、位置検出信号レベルが「UL/VH/WL」であれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、W相の立ち上がりエッジとU相の立ち上がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS9)。
Next, when the position detection signal level is not “UH / VH / WL”, the rotation
次に、回転方向判定部22は、位置検出信号レベルが「UL/VH/WL」でない場合、位置検出信号レベルが「UL/VH/WH」であるか否かを判定する(ステップS10)。この判定の結果、位置検出信号レベルが「UL/VH/WH」であれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、V相の立ち下がりエッジとW相の立ち下がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS11)。
Next, when the position detection signal level is not “UL / VH / WL”, the rotation
次に、回転方向判定部22は、位置検出信号レベルが「UL/VH/WH」でなければ、割り込み処理部21に対して、U相の立ち上がりエッジとV相の立ち上がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS12)。
Next, if the position detection signal level is not “UL / VH / WH”, the rotation
次に、前述の処理動作によって割り込みのマスク(許可/禁止)が設定された状態で、割り込み処理部21は、位置検出信号の切り替わりを検出して割り込みが発生した際に、エッジ検出信号を出力する(ステップS13)。これを受けて、回転方向判定部22は、検出されたエッジが、U相の立ち上がりエッジであるか否かを判定する(ステップS14)。この判定の結果、U相の立ち上がりエッジであれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、W相の立ち下がりエッジとV相の立ち下がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS15)。そして、ステップS13に戻る。
Next, with the interrupt mask (permitted / prohibited) set by the above-described processing operation, the interrupt processing
次に、回転方向判定部22は、U相の立ち上がりエッジでない場合、検出されたエッジが、W相の立ち下がりエッジであるか否かを判定する(ステップS16)。この判定の結果、W相の立ち上がりエッジであれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、V相の立ち上がりエッジとU相の立ち上がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS17)。そして、ステップS13に戻る。
Next, when it is not the rising edge of the U phase, the rotation
次に、回転方向判定部22は、W相の立ち上がりエッジでない場合、検出されたエッジが、V相の立ち上がりエッジであるか否かを判定する(ステップS18)。この判定の結果、V相の立ち上がりエッジであれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、U相の立ち下がりエッジとW相の立ち下がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS19)。そして、ステップS13に戻る。
Next, when it is not the rising edge of the W phase, the rotation
次に、回転方向判定部22は、V相の立ち上がりエッジでない場合、検出されたエッジが、U相の立ち下がりエッジであるか否かを判定する(ステップS20)。この判定の結果、U相の立ち下がりエッジであれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、W相の立ち上がりエッジとV相の立ち上がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS21)。そして、ステップS13に戻る。
Next, when it is not the V-phase rising edge, the rotation
次に、回転方向判定部22は、U相の立ち下がりエッジでない場合、検出されたエッジが、W相の立ち上がりエッジであるか否かを判定する(ステップS22)。この判定の結果、W相の立ち上がりエッジであれば、回転方向判定部22は、割り込み処理部21に対して、V相の立ち下がりエッジとU相の立ち下がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS23)。そして、ステップS13に戻る。
Next, when it is not the falling edge of the U phase, the rotation
次に、回転方向判定部22は、検出されたエッジがW相の立ち上がりエッジでなければ、割り込み処理部21に対して、U相の立ち上がりエッジとW相の立ち上がりエッジの割り込みのみ許可し、それ以外のエッジの割り込みは禁止するように指示する(ステップS24)。そして、ステップS13に戻る。
Next, if the detected edge is not the rising edge of the W phase, the rotation
回転方向判定部22は、図3に示すステップS13〜S24の処理動作を繰り返し行い、ステップS13において得られたエッジ検出信号に基づき、図4に示すように、各位置検出信号のパターンによって回転方向を特定できた時点で、処理を終了する。
The rotation
以上説明したように、エッジ検出が行われた際に、次に検出されるべきエッジを除く他のエッジを検出したことを示す割り込みに対してマスクをかけ、次に検出されるべきエッジの割り込みのみを発生させるようにしたため、コンパレータの出力信号(U相、V相、W相それぞれの位置検出信号)にチャタリングが発生したとしても、位置の誤検出を防止することができる。これにより、コンパレータの入力電圧(誘起電圧)が同相入力電圧範囲付近の場合のロータ位置検出精度を向上させることが可能になる。 As described above, when edge detection is performed, an interrupt indicating that another edge other than the edge to be detected next is detected is masked, and an interrupt of the edge to be detected next is masked. Therefore, even if chattering occurs in the output signal of the comparator (position detection signals for the U phase, V phase, and W phase), erroneous detection of the position can be prevented. As a result, it is possible to improve the rotor position detection accuracy when the input voltage (induced voltage) of the comparator is in the vicinity of the common-mode input voltage range.
なお、図1における制御部11の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりロータの位置検出処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
The program for realizing the function of the
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
ブラシレスモータを位置検出センサレスで駆動する際に、ロータの位置を正確に確定することが不可欠な用途に適用できる。 When a brushless motor is driven without a position detection sensor, it can be applied to an application in which it is essential to accurately determine the position of the rotor.
11・・・制御部、12・・・誘起電圧I/F回路、13・・・インバータ、14・・・ドライバ、21・・・信号入力部、22・・・回転方向判定部、23・・・回転制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ブラシレスモータの始動時に前記ロータの停止位置に合わせた励磁パターンを初期通電時間だけ前記ブラシレスモータに通電した後、通電を停止して前記ブラシレスモータの前記ロータをフリーランさせる回転制御手段と、
前記フリーラン中に発生する誘起電圧のエッジ検出を割り込みによって検出することにより前記ロータの位置を検出する際に、前記ロータの回転方向毎に、次に検出されるべきエッジ検出の割り込みのみを許可した状態において、前記回転制御手段からの指示により、エッジ検出の割り込み処理を実行し、位置検出信号の切り替わりを検出して割り込みが発生した際にエッジ検出を出力するとともに、初回の前記エッジ検出信号が出力されてから一定時間経過後の位置検出信号レベルを読み出して、検出されたエッジの相と向きに基づき前記ロータ位置を確定する回転方向判定手段と
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。 A control device for controlling the rotational drive of a brushless motor comprising a rotor and a stator,
Rotation control means for energizing the brushless motor for an initial energization time for an excitation pattern that matches the rotor stop position when starting the brushless motor, and then stopping energization to free run the rotor of the brushless motor;
When detecting the position of the rotor by detecting the edge detection of the induced voltage generated during the free run by interruption, only the edge detection interruption to be detected next is permitted for each rotation direction of the rotor. In this state, in response to an instruction from the rotation control means, an edge detection interrupt process is executed. When an interrupt is generated by detecting a switching of the position detection signal, an edge detection is output, and the first edge detection signal is output. A rotation direction determination means for reading a position detection signal level after a predetermined time has elapsed from the output of the signal and determining the rotor position based on the detected phase and direction of the edge. apparatus.
前記ブラシレスモータの始動時に前記ロータの停止位置に合わせた励磁パターンを初期通電時間だけ前記ブラシレスモータに通電した後、通電を停止して前記ブラシレスモータの前記ロータをフリーランさせる回転制御ステップと、
前記フリーラン中に発生する誘起電圧のエッジ検出を割り込みによって検出することにより前記ロータの位置を検出する際に、前記ロータの回転方向毎に、次に検出されるべきエッジ検出の割り込みのみを許可した状態において、前記回転制御手段からの指示により、エッジ検出の割り込み処理を実行し、位置検出信号の切り替わりを検出して割り込みが発生した際にエッジ検出を出力するとともに、初回の前記エッジ検出信号が出力されてから一定時間経過後の位置検出信号レベルを読み出し、検出されたエッジの相と向きに基づき前記ロータ位置を確定する回転方向判定ステップと
を有することを特徴とするブラシレスモータの制御方法。 A control method for controlling the rotational drive of a brushless motor comprising a rotor and a stator,
A rotation control step of energizing the brushless motor for an initial energization time for an excitation pattern that matches the rotor stop position when the brushless motor is started, and then stopping energization and free-running the rotor of the brushless motor;
When detecting the position of the rotor by detecting the edge detection of the induced voltage generated during the free run by interruption, only the edge detection interruption to be detected next is permitted for each rotation direction of the rotor. In this state, in response to an instruction from the rotation control means, an edge detection interrupt process is executed. When an interrupt is generated by detecting a switching of the position detection signal, an edge detection is output, and the first edge detection signal is output. And a rotational direction determination step for determining a position of the rotor based on a detected edge phase and direction after reading a position detection signal level after elapse of a predetermined time. .
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