JPH0670581A - ブラシレスモータ及びその停止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複雑な制御を行うことなく停止位置を一定にす
ることができるブラシレスモータ及びその停止方法を提
供する。 【構成】固定子２側で回転子の磁石界磁の極性を検出し
ている位置検出器３の出力を入力として所定の極性の駆
動信号を発生する回転制御部７と、駆動信号を入力とし
て入力された駆動信号の極性に応じて決定した相の駆動
コイルに励磁電流を流すモータ駆動部４とを設ける。回
転制御部７は、回転指令が与えられているときに位置検
出器の出力信号の極性に相応する極性の信号をモータ駆
動部４に与え、停止指令が与えられたときにはモータ駆
動部に与える信号の極性を停止指令が与えられたときの
極性に保持するラッチ回路を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転子の位置を検出する
位置検出器の出力に応じて固定子の励磁相を切替えるこ
とにより回転子を回転させるブラシレスモータ及びその
停止方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレスモータは、磁石界磁を備えた
回転子と、多相の駆動コイルを有する固定子と、回転子
の磁極位置を検出する位置検出器と、位置検出器の出力
に応じて固定子の駆動コイルの励磁相を切替えるモータ
駆動部とにより構成される。

【０００３】図１０は、３相アウタロータ形のブラシレ
スモータの要部の機械的な構成を示したもので、同図に
おいて１は回転子、２は固定子である。回転子１は、カ
ップ状に形成されたヨーク１００の内周に磁石界磁１０
１を取付けたものからなっている。この例では磁石界磁
１０１が、ヨーク１００の内周に固定されて２極に着磁
されたリング状の磁石からなっている。固定子２は、環
状の継鉄部２０１ａから３つの突極部２０１ｕ〜２０１
ｗを１２０度間隔で放射状に突出させた電機子鉄心２０
１と、鉄心２０１の突極部２０１ｕ〜２０１ｗにそれぞ
れ巻回されたＵ，Ｖ，Ｗ３相の駆動コイル２０２ｕ〜２
０２ｗとからなっている。継鉄部２０１ａの内側の孔は
回転子の回転軸を貫通させるために用いられる。

【０００４】３ｕ〜３ｗは位置検出器を構成するＵ，
Ｖ，Ｗ３相の位置センサで、この例ではこれらの位置セ
ンサがそれぞれＶ相，Ｗ相及びＵ相の突極部の中心位置
で、それぞれの突極部に対向している回転子の磁石界磁
の極性（Ｎ極かまたはＳ極か）を検出することにより３
相の駆動コイルのそれぞれに対して回転子の位置を検出
する。

【０００５】図１１はブラシレスモータの電気的な構成
の一例を示したもので、４は位置センサ３ｕ〜３ｗから
得られる３つの位置検出信号を入力として、位置センサ
の出力のレベルの変化に応じて固定子２の励磁相を切り
替えるモータ駆動部、５は位置検出器から得られる信号
の周波数から回転子の回転数を検出する回転数検出器、
６はモータ駆動部４を制御する出力制御部で、回転数検
出器５の出力を入力として回転数を指示値に保つように
制御したり、外部から回転方向切替指令が与えられたと
きに回転方向を切り替えたり、停止指令が与えられたと
きに、駆動コイルを短絡してブレーキ（発電制動）をか
けたりする制御を行うものである。

【０００６】上記のブラシレスモータにおいて、モータ
を所定の位置に停止させる必要がある場合には、モータ
の停止位置と位置センサ３ｕ〜３ｗとの位置関係が所定
の関係になるようにモータを取り付けておいて、位置セ
ンサの出力によりモータの回転角度位置を検出しながら
回転数を徐々に低下させていくか、またはブレーキをか
けて最終的に目標位置で停止させる方法がとられる。

【０００７】またモータの回転角度位置と回転数とを高
精度で検出するために特にロータリエンコーダを設け
て、同じような制御を行わせる場合もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスモー
タにおいては、モータを目標位置で停止させる場合に、
複雑な速度制御を行わせる必要があったため、出力制御
部やモータ駆動部等の電子回路の構成が複雑化するとい
う問題があった。またブラシレスモータにおいて、マイ
クロコンピュータを用いて各種の制御を行わせることも
行われているが、この場合も、停止位置を制御しようと
するとマイクロコンピュータを働かせるためのソフトウ
ェアが複雑になるという問題があった。

【０００９】本発明の目的は、装置の構成を複雑にする
ことなく、停止位置の精度を高めることができるように
したブラシレスモータ及びその停止方法を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、磁石界磁を備えた回転子と、多相の駆動コイルを有
する固定子と、固定子側で前記磁石界磁の磁極を検出し
て検出している磁極の極性に相応したレベルの信号を発
生する位置検出器と、前記位置検出器の出力に応じて決
定した相の駆動コイルに励磁電流を流すモータ駆動部と
を備えたブラシレスモータを停止させる方法であって、
本発明においては、停止指令が与えられたときに励磁電
流を流す相を固定してモータを停止させる。

【００１１】請求項２に記載した発明は、上記の方法で
停止させたモータの停止位置が設定位置からずれている
場合に停止位置を修正することができるようにしたもの
で、この発明においては、モータの停止位置が設定位置
よりもずれているときにモータを設定位置まで回転させ
るために必要な相を励磁相として選択して該励磁相の駆
動コイルを励磁状態に保持することによりモータを設定
位置まで回転させて停止させる。

【００１２】請求項３に記載した発明は、請求項１に記
載して停止方法を実施する場合に好適なブラシレスモー
タの構成を明らかにしたもので、本発明においては、磁
石界磁を備えた回転子と、ｎ（ｎは２以上の整数）相の
駆動コイルを有する固定子と、ｎ相の駆動コイルのそれ
ぞれに対して回転子の位置を検出してｎ個の位置検出信
号を発生する位置検出器と、該ｎ個の位置検出信号を入
力としてｎ個の駆動信号を発生する回転制御部と、ｎ個
の駆動信号を入力として該ｎ個の駆動信号の状態に応じ
て決定した相の駆動コイルに励磁電流を流すモータ駆動
部とが設けられる。回転制御部は、回転指令が与えられ
ているときにｎ個の位置検出器の出力信号に相応した信
号をそれぞれｎ個の駆動信号としてモータ駆動部に与
え、停止指令が与えられたときにはモータ駆動部に与え
るｎ個の駆動信号のレベルを停止指令が与えられたとき
の状態に保持するラッチ回路を備えている。

【００１３】請求項４に記載した発明は、請求項２に記
載した停止方法を実施するのに好適なブラシレスモータ
の構成を明らかにしたもので、この発明においては、前
記回転制御部が、請求項３に記載したラッチ回路に加え
て、モータの停止位置を検出する停止位置検出手段と、
停止位置検出手段により検出されたモータの停止位置が
設定位置よりもずれているときに該モータを設定位置ま
で回転させるために必要な駆動信号を発生する停止位置
修正用駆動信号発生手段とを更に備えている。請求項５
に記載した発明は、請求項１に記載した停止方法を実施
するのに好適なブラシレスモータの他の構成を明らかに
したもので、この発明では、磁石界磁を備えた回転子
と、ｎ相の駆動コイルを有する固定子と、ｎ相の駆動コ
イルのそれぞれに対して回転子の位置を検出してｎ個の
位置検出信号を発生する位置検出器と、該ｎ個の位置検
出信号を入力としてｎ個の駆動信号を発生する回転制御
部と、ｎ相の駆動コイルにそれぞれ流す励磁電流をオン
オフするスイッチ素子を有するスイッチ回路と、ｎ個の
位置検出信号に応じて回転子を回転させるために励磁す
る必要がある相を決定し、決定した相の駆動コイルに励
磁電流を流すべく、スイッチ回路の各スイッチ素子をオ
ン状態にするかオフ状態にするかを指示するオンオフ指
示信号を発生する分配器と、回転指令及び停止指令に応
じてスイッチ回路のスイッチ素子を制御する回転制御部
とが設けられる。回転制御部は、回転指令が与えられて
いるときにオンオフ指示信号によりオン状態にすること
が指示されているスイッチ素子を導通させるための制御
信号を発生し、停止指令が与えられたときにはスイッチ
回路のスイッチ素子に与える制御信号を該停止指令が与
えられたときの状態に保持するラッチ回路を備えてい
る。

【００１４】請求６に記載した発明は、請求項２に記載
した停止方法を実施するブラシレスモータの他の構成を
要旨としたものである。この発明の基本的構成は請求項
５に記載した発明と同様であるが、この発明では、回転
制御部が、上記ラッチ回路に加えて、モータの停止位置
を検出する停止位置検出手段と、停止位置検出手段によ
り検出されたモータの停止位置が設定位置よりもずれて
いるときに該モータを設定位置まで回転させるために必
要なスイッチ素子を導通状態に保持するための制御信号
を発生する停止位置修正用制御信号発生手段とを更に備
えている。

【００１５】請求項５及び６に記載した発明では、スイ
ッチ回路と分配器と回転制御部とが請求項３及び４に記
載した発明におけるモータ駆動部に相当する部分を構成
している。即ち、これらの発明ではモータ駆動部の内部
に回転制御部が設けられている。

【００１６】

【作用】請求項１に記載した発明のように、停止指令が
与えられたときに励磁電流を流す相を固定すると励磁電
流が流れている相の駆動コイルにより回転子に生じる合
成トルクが零になる位置で回転子が停止する。従って、
複雑な制御を行うことなく、また装置の構成を複雑にす
ることなく、モータを所定の位置で停止させることがで
きる。

【００１７】請求項２に記載した発明のように、モータ
の停止位置が設定位置からずれている場合に、モータを
設定位置まで回転させるために必要な相を励磁相として
選択して該励磁相の駆動コイルを励磁状態に保持するよ
うにすると、モータを設定位置まで回転させることがで
きるため、モータを所望の位置に正確に停止させること
ができる。

【００１８】請求項３に記載したブラシレスモータにお
いて、停止指令が与えられたときに例えばＵ相とＷ相と
が励磁されていたとすると、モータ駆動部に入力する信
号の極性を固定することにより、Ｕ相とＷ相が励磁状態
に固定される。停止指令が与えられた直後は今まで回転
していた方向と同じ方向にトルクが生じるため、回転子
はそのまま回転していく。回転子が更に回転すると、Ｗ
相のトルクが増加していくが、Ｕ相のトルクが減少して
いくため合成トルクが減少していき、回転子は減速して
いく。やがてＵ相のトルクが負の領域に入り、該Ｕ相の
負のトルクがＷ相の正のトルクを上回ると合成トルクが
負になるため、回転子に大きなブレーキがかかり、最終
的にはＵ相の負のトルクとＷ相の正のトルクとが釣り合
う位置（合成トルクが零になる位置）で回転子が停止す
る。停止指令が与えられた際に励磁を固定する相に流す
励磁電流を一定にしておけば、合成トルクが零になる位
置は一定になるため、固定する励磁相が一定であれば停
止位置は一定になる。従って停止指令を与える位置を一
定にしておくと、常に一定の目標位置でモータを停止さ
せることができる。また固定する励磁相の組合せを変え
ることにより停止位置を変えることができる。例えば固
定子が３相で、回転子が２極のブラシレスモータの場
合、６通りの停止位置を得ることができる。

【００１９】また請求項４に記載した発明のように、停
止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を固定して
モータを一旦停止させた後、モータの停止位置が設定位
置よりもずれているときに該モータを設定位置側に回転
させるようにモータ駆動部の入力信号の極性を変化させ
て、該入力信号の極性を変化後の極性に保持するように
すると、停止指令が与えられる位置の如何に拘らず、一
定の目標位置でモータを停止させることができる。

【００２０】請求項５及び６に記載した発明のように、
モータ駆動部の内部に回転制御部を設けた場合も上記と
同様の動作を行わせることができる。

【００２１】

【実施例】図１は図１０に示したように回転子１と固定
子２とから構成される３相のブラシレスモータに本発明
を適用した実施例を示したもので、固定子はスター結線
された３相の駆動コイル２０２ｕ〜２０２ｗを有してい
る。位置検出器３は、固定子のＵ相，Ｖ相及びＷ相の磁
極部の中心で回転子の磁石界磁の極性を検出する位置セ
ンサ３ｗ，３ｕ及び３ｖからなっており、各位置センサ
は例えばホールＩＣからなっている。

【００２２】尚図１０においては、各位置センサが固定
子の鉄心に取付けられているように図示されているが、
固定子鉄心２０１と軸線方向に並べた状態でプリント基
板が配置されて、該プリント基板に制御回路の構成要素
が実装される場合には、該プリント基板に位置センサを
取付けるのが有利である。

【００２３】モータ駆動部４は、オンオフ制御が可能な
半導体スイッチング素子からなるスイッチＴu 〜Ｔw 及
びＴx 〜Ｔz をブリッジ接続してなるスイッチ回路４０
１と、スイッチＴu 〜Ｔw 及びＴx 〜Ｔz に制御信号を
与える駆動回路４０２とからなっている。図示の例で
は、これらのスイッチが、ＮＰＮトランジスタと該トラ
ンジスタのコレクタエミッタ間に並列に接続されたダイ
オードとにより構成され、スイッチＴu 〜Ｔw 及びＴx
〜Ｔz のそれぞれを構成するトランジスタのベースに高
レベルの信号が与えられたときに各スイッチが導通状態
になるようになっている。Ｂはバッテリ等からなる直流
電源で、この直流電源の出力がスイッチ回路４０１を介
して駆動コイル２２０ｕ〜２０２ｗに供給されている。

【００２４】尚スイッチＴu 〜Ｔw 及びＴx 〜Ｔz をそ
れぞれ構成するスイッチング素子は図示の例に限られる
ものではなく、例えばスイッチＴu 〜Ｔw 及びＴx 〜Ｔ
z のいずれか一方または双方にＰＮＰトランジスタを用
いてもよい。またＦＥＴ等のトランジスタ以外のスイッ
チング素子を用いてもよい。

【００２５】本発明においては、位置検出器３から得ら
れる３個の位置検出信号が回転制御部７を通して駆動回
路４０２に与えられている。回転制御部７は回転指令Ｃ
r が与えられているときには位置検出器３と同極性の信
号を出力し、停止指令Ｃs が与えられたときに該停止指
令が与えられたときの位置検出信号の極性を保持して、
出力信号の極性を固定するラッチ回路を備えていて、該
ラッチ回路の出力が駆動信号として駆動回路４０２に与
えられている。

【００２６】回転制御部７はまた、逆転指令が与えられ
たときにモータの回転方向を反転させるために、駆動回
路４０２に与える駆動信号の相順を反転させる相順切換
回路を備えている。

【００２７】駆動回路４０２は、回転制御部７から与え
られる駆動信号の極性に応じて、スイッチＴu 〜Ｔw の
中から選択した１つのスイッチとスイッチＴx 〜Ｔz の
中から選択した１つのスイッチとに同時にトリガ信号を
与える。

【００２８】図１０に示すように位置センサ３ｕ〜３ｗ
を配置した場合、位置センサ３ｕ〜３w がそれぞれ発生
する位置検出信号ｅu 〜ｅw は例えば図４（Ａ）〜
（Ｃ）に示したような矩形波状の信号になる。図４にお
いてＨは高レベルを意味し、Ｌは低レベル（または零レ
ベル）を意味する。

【００２９】回転制御部７からこれらの位置検出信号と
同極性の駆動信号が駆動回路４０２に与えられると、該
駆動回路は、スイッチＴu 〜Ｔw 及びＴx 〜Ｔz の制御
端子（トランジスタのベース）にそれぞれ与えるトリガ
信号Ｓu 〜Ｓw 及びＳx 〜Ｓz を発生する。トリガ信号
Ｓu 〜Ｓw の波形はそれぞれ図４（Ｄ）ないし（Ｆ）に
示す通りであり、トリガ信号Ｓz ，Ｓy 及びＳx はそれ
ぞれ図４（Ｇ）ないし（Ｉ）に示す通りである。図４
（Ｄ）ないし（Ｉ）に示された符号ＯＮ及びＯＦＦはそ
れぞれ、各トリガ信号が与えられるスイッチが導通状態
になるレベル及び遮断状態になるレベルを示している。
各トリガ信号は、位置検出信号に所定の論理演算を施す
ことにより得ることができる。例えばトリガ信号Ｓu
は、位置検出信号ｅu と、位置検出信号ｅv の否定信号
との論理積をとることにより得ることができ、トリガ信
号Ｓv は位置検出信号ｅv と位置検出信号ｅw の否定信
号との論理積をとることにより得ることができる。

【００３０】図４（Ｄ）ないし（Ｉ）に示したようなト
リガ信号がスイッチＴu 〜Ｔw 及びＴx 〜Ｔz の制御端
子に与えられたときにＵ相ないしＷ相の駆動コイルにそ
れぞれ流れる励磁電流の波形を矩形波で近似して示すと
図５（Ａ）ないし（Ｃ）に示す通りになる。図５（Ａ）
ないし（Ｃ）において正極性の電流は各相の駆動コイル
に流れ込む方向の励磁電流を示しており、この励磁電流
により固定子の各相の磁極がＮ極を示すように励磁され
る。また図５（Ａ）ないし（Ｃ）において負極性の励磁
電流は各相の駆動コイルから流れ出す方向の励磁電流で
あり、この極性の励磁電流により固定子の各相の磁極が
Ｓ極を示すように励磁される。

【００３１】Ｕ相ないしＷ相の駆動コイルにそれぞれ図
５（Ａ）ないし（Ｃ）のような励磁電流が流れると、Ｕ
相ないしＷ相にそれぞれ図６（Ａ）ないし（Ｃ）に示す
ようなトルクが生じ、これらの合成トルクが回転子に生
じる。

【００３２】駆動回路４０２はまた、外部から入力され
た速度制御信号に応じてスイッチ回路４０１のスイッチ
をオンオフさせることにより駆動コイルに与える励磁電
流をＰＷＭ制御する回路を備えており、該速度制御信号
の大きさを変化させることにより、モータの回転速度を
調整できるようになっている。

【００３３】上記のモータ駆動部４としては、従来のブ
ラシレスモータに使用されていたものをそのまま用いる
ことができる。

【００３４】回転数検出器５は、図４（Ａ）ないし
（Ｃ）にそれぞれ示した矩形波信号の各立上り位置及び
各立下り位置で図４（Ｊ）に示すように回転数検出用の
パルス信号Ｐを発生する回路を備えていて、該パルス信
号Ｐの周波数を検出することによりモータの回転数を検
出する。

【００３５】出力制御部６は、回転数検出器５から得ら
れる回転数検出信号と回転数の指示値を示す信号Ｓn と
を比較して、両信号の偏差を零にするように駆動回路４
０２に回転数制御信号を与える。

【００３６】上記の実施例において、回転指令信号Ｃr
は例えば図７（Ｆ）に示すようにＬレベルの信号であ
り、停止指令信号Ｃs はＨレベルの信号である。回転指
令信号Ｃr が与えられている状態では、回転制御部７の
ラッチ回路が、位置検出信号ｅu 〜ｅw （図７Ａ〜Ｃ）
と同極性の駆動信号を出力し、該駆動信号が駆動回路４
０２に与えられる。これにより前述のように駆動コイル
の励磁相が切り替えられて、Ｕ相〜Ｗ相に図７（Ｇ）に
示すようなトルクが生じるため、回転子には図７（Ｈ）
に示すような合成トルクが生じ、該回転子が所定の方向
に回転する。

【００３７】回転角度θo の位置で停止指令Ｃs が与え
られると、ラッチ回路は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に破線で
示したように、停止指令が発生したときの位置検出信号
ｅu〜ｅw の極性を保持するため、駆動信号の極性が停
止指令が与えられたときの極性に固定され、停止指令が
与えられた時点で発生していたトリガ信号が継続的に発
生する状態になる。図７に示した例では、停止指令Ｃs
が与えられたときに、トリガ信号Ｓu とＳz とが継続的
に発生する状態になる。このときＵ相の駆動コイルとＷ
相の駆動コイルとにそれぞれ流れている励磁電流の極性
が固定される。図７（Ｈ）に示したように、停止指令が
与えられた直後は今まで回転していた方向と同じ方向に
トルクが生じるため、回転子は今までと同じ方向に回転
していく。回転子が更に回転すると、Ｗ相のトルクが増
加していくが、Ｕ相のトルクが減少していくため合成ト
ルク（図７Ｈ）が減少していき、回転子は減速してい
く。やがてＵ相のトルクが負の領域に入り、該Ｕ相の負
のトルクがＷ相の正のトルクを上回ると合成トルクが負
になるため、回転子に大きなブレーキがかかり、最終的
にはＵ相の負のトルクとＷ相の正のトルクとが釣り合う
位置（合成トルクが零になる位置）θa で回転子が停止
する。停止指令を与える位置を一定にし、かつ停止指令
が与えられた際に励磁を固定する相に流す励磁電流の大
きさを一定にしておけば、合成トルクが零になる位置は
一定になるため、停止指令が与えられたときの停止位置
を常に一定にすることができる。

【００３８】尚停止位置を一定にするためには、停止指
令を与える位置を一定にする必要があるが、停止指令を
与える位置は位置検出信号の立上り若しくは立下り位置
を基準にすることにより容易に定めることができる。例
えば、上記の例のようにＵ相の駆動コイルとＷ相の駆動
コイルとに励磁電流が流れている状態で両相の励磁電流
の極性を固定するためには、位置検出信号ｅw の立上り
位置またはその直後の位置で停止指令を与えれば良く、
Ｖ相の駆動コイルとＵ相の駆動コイルとに励磁電流が流
れている状態で両相の励磁電流の極性を固定するために
は、位置検出信号ｅu の立ち下がり位置またはその直後
の位置で停止指令を与えれば良い。

【００３９】上記の実施例では、停止指令が与えられた
ときに励磁相を固定することによりモータを一定の停止
位置で停止させるとしたが、停止指令が与えられたとき
にモータ駆動部に入力する信号の極性を固定することに
より励磁電流を流す相を固定してモータを停止させた
後、モータの停止位置が設定位置よりもずれているとき
には該モータを設定位置側に回転させるようにモータ駆
動部の入力信号の極性を変化させて、該入力信号の極性
を変化後の極性に保持することによりモータを設定位置
まで回転させるようにすることもできる。この操作はモ
ータの停止位置が設定位置に到達するまで何度でも繰り
返すことができる。

【００４０】このような制御を行わせる場合の回転制御
部７の構成例を図２に示した。図２に示した例では、ラ
ッチ回路７０１と、停止位置検出手段７０２と、駆動信
号発生手段７０３と、アンド回路７０４と、フリップフ
ロップ回路７０５と、オア回路７０６とにより、回転制
御部７の内、モータの停止位置を制御する部分が構成さ
れている。図２に示した構成は１つの位置検出信号に対
する構成であり、３つの位置検出信号が用いられる場合
には同様の回路が３つ設けられる。

【００４１】ラッチ回路７０１は、回転指令が与えられ
ているときに位置検出器３の出力信号の極性に相応する
極性の駆動信号を出力し、停止指令が与えられたときに
はその時点で出力されている駆動信号の極性を保持す
る。

【００４２】停止位置検出手段７０２は、モータの停止
位置を検出するもので、この手段は例えば、モータの回
転に同期して発生するパルス信号を入力として、停止指
令が与えられた時点から該パルス信号を計数し、モータ
が停止したことが検出されたときに停止位置を示す停止
位置検出信号を発生する。停止位置検出手段７０２はま
た、モータが停止したことが検出されたときにフリップ
フロップ回路７０５をリセットする。

【００４３】駆動信号発生手段７０３はモータが停止す
る毎に停止位置検出手段７０２により検出されたモータ
の停止位置を設定位置と比較して、停止位置が設定位置
よりもずれているときに該モータを設定位置側に回転さ
せるために必要なレベルの駆動信号を発生する。

【００４４】フリップフロップ回路７０５は、回転指令
信号が与えられたときにセットされて高レベルの信号を
出力し、停止位置検出手段７０２によりモータが停止し
たことが検出されたときにリセットされて、出力信号の
レベルを零レベルに変化させる。

【００４５】フリップフロップ回路７０５の出力はラッ
チ回路７０１の出力とともにアンド回路７０４に入力さ
れ、該アンド回路７０４の出力が駆動信号発生手段７０
３の出力とともにオア回路７０６に入力されている。オ
ア回路７０６の出力がモータ駆動部４に駆動信号として
与えられる。

【００４６】この例では、アンド回路７０４とフリップ
フロップ回路７０５とオア回路７０６とにより、モータ
の運転中はラッチ回路７０１の出力を駆動信号としてモ
ータ駆動部４に与え、モータが一旦停止した後は駆動信
号発生手段７０３の出力を駆動信号としてモータ駆動部
４に与える駆動信号出力手段が構成されている。

【００４７】図２に示した実施例において、回転指令が
与えられると、フリップフロップ回路７０５がセットさ
れて高レベルの信号を出力する。この状態では、ラッチ
回路７０１が駆動信号を発生する毎にアンド回路７０４
のアンド条件が成立するため、該アンド回路７０４とオ
ア回路７０６とを通してモータ駆動部に駆動信号が与え
られ、モータが回転する。

【００４８】停止指令が与えられると、ラッチ回路７０
１により駆動信号のレベルが固定されるため、モータが
停止する。モータが停止すると停止位置検出手段７０２
がフリップフロップ回路７０５をリセットするため該フ
リップフロップ回路の出力が零になる。そのためアンド
回路７０４のアンド条件が成立しなくなり、ラッチ回路
７０１側からの駆動信号の供給が阻止される。

【００４９】停止位置検出手段７０２はまたモータの停
止位置を示す停止位置検出信号を発生する。この停止位
置検出信号により検出されている停止位置が設定位置に
一致していない場合には、駆動信号発生手段７０３が、
モータを設定位置側に回転させるために必要な極性の駆
動信号を発生する。この駆動信号はオア回路７０６を通
してモータ駆動部４に与えられるため、モータが設定位
置側に一定角度回転して再び停止する。このときのモー
タの停止位置が設定位置に一致している場合には、駆動
信号発生手段７０３が駆動信号を発生しないため、モー
タは停止状態に保持される。

【００５０】なお図２の構成において、停止位置検出手
段７０２と駆動信号発生手段７０３とは３つの位置検出
信号に対して共通に設けることができる。

【００５１】図２の構成において、停止位置検出手段７
０２と、駆動信号発生手段７０３と、アンド回路、フリ
ップフロップ回路及びオア回路からなる駆動信号出力回
路とは、マイクロコンピュータによりそれぞれの機能を
実現することもできる。マイクロコンピュータにより駆
動信号の供給を制御する場合のアルゴリズムを図３に示
した。

【００５２】図３のアルゴリズムによる場合の動作は次
の通りである。回転指令が与えられたときには、位置検
出器３の出力を取り込み、該位置検出信号と同レベルの
信号をモータ駆動部４に与えてモータを回転させる。

【００５３】停止指令が与えられたときには、その時に
発生している駆動信号のレベルを固定し、モータを停止
させる。モータが停止したことが検出されたときに停止
位置と設定位置との偏差Ｄを演算して該偏差Ｄが許容値
ε以下であるか否かを判定し、偏差Ｄが許容値εを超え
ている場合には、モータを設定位置側に回転させるため
に必要な駆動信号を発生させる。この操作を、停止位置
と設定位置との偏差が許容値以下になるまで繰り返し、
該偏差が許容値以下になったときに停止位置制御を終了
する。

【００５４】停止位置の検出は、例えば特定の相の位置
検出信号の立上りから、定角度間隔で発生するパルス信
号（例えば図７Ｄの信号）の数を計数することにより行
うことができる。

【００５５】上記の実施例では、位置検出器とモータ駆
動部４との間に回転制御部７を設けたが、モータ駆動部
の内部に回転制御部７を設けることもできる。一般にモ
ータ駆動部の駆動回路は、位置検出信号を入力としてス
イッチ回路の各スイッチ素子をオン状態にするかオフ状
態にするかを指示するオンオフ指示信号を発生する分配
器を備えていて、該分配器が発生するオンオフ指示信号
に応じてスイッチ回路の各スイッチ素子に制御信号（ス
イッチ素子をオンまたはオフさせるための信号）を与え
るようになっている。モータ駆動部がこのように構成さ
れている場合、分配器とスイッチ回路との間に回転制御
部を設けることができる。

【００５６】図８はその一例を示したもので、同図にお
いて８は分配器、７´は回転指令及び停止指令に応じて
スイッチ回路４０１のスイッチ素子を制御する回転制御
部であり、分配器８と回転制御部７´とにより駆動回路
４０２が構成されている。

【００５７】分配器８は、位置検出器３から得られる３
相の位置検出信号に論理演算を施して、回転子を回転さ
せるために励磁する必要がある相を決定し、決定した相
の駆動コイルに励磁電流を流すべく、スイッチ回路のス
イッチ素子Ｔu ，Ｔx ，Ｔv，Ｔy ，Ｔw 及びＴz をそ
れぞれオン状態にするかオフ状態にするかを指示するオ
ンオフ指示信号Ｓu ´，Ｓx ´，Ｓv ´，Ｓy ´，Ｓw
´及びＳz ´を発生する。オンオフ指示信号Ｓu ´，Ｓ
v ´，Ｓw ´，Ｓz ´，Ｓy ´及びＳx ´の波形はそれ
ぞれ図４（Ｄ）ないし（Ｉ）に示した信号Ｓu ，Ｓv ，
Ｓw ，Ｓz ，Ｓy 及びＳx と同様のものである。

【００５８】図９は回転制御部７´の構成例を示したも
ので、この例では、ラッチ回路７０１´とアンド回路７
０４´とフリップフロップ回路７０５´とオア回路７０
６´とがオンオフ指示信号Ｓu ´，…の数（この例では
６個）だけ設けられ、オンオフ指示信号Ｓu ´，Ｓx
´，Ｓv ´，Ｓy ´，Ｓw ´及びＳz ´がそれぞれ対応
するラッチ回路７０１´に入力されている。フリップフ
ロップ回路７０５´のセット端子ｓには回転指令信号が
与えられ、リセット端子ｒには停止位置検出手段７０２
´からリセット信号が与えられている。各アンド回路７
０４´には対応するラッチ回路７０１´の出力とフリッ
プフロップ回路７０５´の出力とが入力され、各オア回
路７０６´には停止位置修正用制御信号発生手段７０３
´の出力とアンド回路７０４´の出力とが入力されてい
る。

【００５９】ラッチ回路７０１´は、回転指令が与えら
れているときにオンオフ指示信号のレベルに相応するレ
ベルの駆動信号を出力し、停止指令が与えられたときに
はその時点で出力されている駆動信号の極性を保持す
る。

【００６０】停止位置検出手段７０２´は、モータの停
止位置を検出するもので、この手段は例えば、モータの
回転に同期して発生するパルス信号を入力として、停止
指令が与えられた時点から該パルス信号を計数し、モー
タが停止したことが検出されたときに停止位置を示す停
止位置検出信号を発生する。停止位置検出手段７０２´
はまた、モータが停止したことが検出されたときにフリ
ップフロップ回路７０５´をリセットする。

【００６１】停止位置修正用制御信号発生手段７０３´
はモータが停止する毎に停止位置検出手段７０２´によ
り検出されたモータの停止位置を設定位置と比較して、
停止位置が設定位置よりもずれているときに該モータを
設定位置側に回転させるためにスイッチ回路のスイッチ
素子に与える必要がある制御信号を発生する。

【００６２】各フリップフロップ回路７０５´は、回転
指令信号が与えられたときにセットされて高レベルの信
号を出力し、停止位置検出手段７０２´によりモータが
停止したことが検出されたときにリセットされて、出力
信号のレベルを零レベルに変化させる。

【００６３】各フリップフロップ回路７０５´の出力は
ラッチ回路７０１´の出力とともにアンド回路７０４´
に入力され、該アンド回路７０４´の出力が停止位置修
正用制御信号発生手段７０３´の出力とともにオア回路
７０６´に入力されている。各オア回路７０６´の出力
がスイッチ回路４０１の対応するスイッチ素子に制御信
号として与えられる。

【００６４】この例では、アンド回路７０４´とフリッ
プフロップ回路７０５´とオア回路７０６´とにより、
モータの運転中はラッチ回路７０１´の出力を制御信号
としてスイッチ回路４０１に与え、モータが一旦停止し
た後は停止位置修正用制御信号発生手段７０３´の出力
を制御信号としてスイッチ回路４０１に与える制御信号
出力手段が構成されている。

【００６５】図９に示した実施例において、回転指令が
与えられると、フリップフロップ回路７０５´がセット
されて高レベルの信号を出力する。この状態では、ラッ
チ回路７０１´が駆動信号を発生する毎にアンド回路７
０４´のアンド条件が成立するため、該アンド回路７０
４´とオア回路７０６´とを通してスイッチ回路４０１
の各スイッチ素子に制御信号が与えられ、モータが回転
する。

【００６６】停止指令が与えられると、ラッチ回路７０
１により制御信号のレベルが固定されるため、モータが
停止する。モータが停止すると停止位置検出手段７０２
´がフリップフロップ回路７０５´をリセットするため
該フリップフロップ回路の出力が零になる。そのためア
ンド回路７０４´のアンド条件が成立しなくなり、ラッ
チ回路７０１´側からの制御信号の供給が阻止される。

【００６７】停止位置検出手段７０２´はまたモータの
停止位置を示す停止位置検出信号を発生する。この停止
位置検出信号により検出されている停止位置が設定位置
に一致していない場合には、停止位置修正用制御信号発
生手段７０３´が、モータを設定位置側に回転させるた
めに必要な制御信号を発生する。この制御信号はオア回
路７０６´を通してスイッチ回路４０１のスイッチ素子
に与えられるため、モータが設定位置側に一定角度回転
して再び停止する。このときのモータの停止位置が設定
位置に一致している場合には、停止位置修正用制御信号
発生手段７０３が制御信号を発生しないため、モータは
停止状態に保持される。

【００６８】上記の説明では位置検出信号ｅu 〜ｅw の
立上り位置及び立下り位置でそれぞれ発生させたパルス
信号を用いて停止位置の検出を行わせるとしたが、停止
位置の検出精度を高めるためにモータにロータリエンコ
ーダを取り付けて、該ロータリエンコーダから図７
（Ｅ）に示すような発生間隔が狭いパルス信号Ｑを発生
させ、このパルス信号Ｑを用いて停止位置の検出を行わ
せるようにしても良い。

【００６９】上記の説明では３相のブラシレスモータを
例にとったが、ブラシレスモータの相数の如何に拘らず
本発明を適用できる。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、停止指
令が与えられたときに励磁電流を流す相を固定してモー
タを停止させるようにしたので、停止指令を与える位置
を一定にしておくことにより、複雑な制御を行うことな
く常に一定の目標位置でモータを停止させることができ
る利点がある。

【００７１】また特に請求項２，４または６に記載した
発明によれば、停止指令が与えられたときに励磁電流を
流す相を固定してモータを一旦停止させた後、モータの
停止位置が設定位置よりもずれているときに該モータを
設定位置まで回転させるために必要な相を励磁相として
選択して該励磁相の駆動コイルを励磁状態に保持するこ
とによりモータを設定位置まで回転させて停止させるよ
うにしたので、停止指令が与えられる位置の如何に拘ら
ず、一定の目標位置でモータを停止させることができる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を概略的に示したブロッ
ク図である。

【図２】本発明の他の実施例で用いる回転制御部の構成
を示したブロック図である。

【図３】本発明において回転制御部をマイクロコンピュ
ータを用いて構成する場合の制御アルゴリズムを示した
フローチャートである。

【図４】図１の実施例の各部の信号波形を回転角度に対
して示した波形図である。

【図５】図１の実施例において３相の駆動コイルに流れ
る励磁電流の波形を矩形波で近似して示した波形図であ
る。

【図６】Ｕ〜Ｗ３相の駆動コイルにより生じるトルクを
示した波形図である。

【図７】本発明の実施例の動作を説明するための波形図
である。

【図８】本発明の他の実施例の構成を概略的に示したブ
ロック図である。

【図９】図８の実施例で用いる回転制御部の構成の一例
を示したブロック図である。

【図１０】本発明の実施例で用いる回転子及び固定子の
構成を示した正面図である。

【図１１】従来のブラシレスモータの構成を示したブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 回転子 ２ 固定子 ２０２ｕ〜２０２ｗ 駆動コイル ３ 位置検出器 ３ｕ〜３ｗ 位置センサ ４ モータ駆動部 ４０１ スイッチ回路 ４０２ 駆動回路 ５ 回転数検出器 ６ 出力制御部 ７ 回転制御部 ７０１ ラッチ回路 ７０２ 停止位置検出手段 ７０３ 駆動信号発生手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石界磁を備えた回転子と、多相の駆動
   コイルを有する固定子と、固定子側で前記磁石界磁の磁
   極を検出して検出している磁極の極性に相応したレベル
   の信号を発生する位置検出器と、前記位置検出器の出力
   に応じて決定した相の駆動コイルに励磁電流を流すモー
   タ駆動部とを備えたブラシレスモータを停止させる方法
   であって、 停止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を固定し
   て前記モータを停止させることを特徴とするブラシレス
   モータの停止方法。
2. 【請求項２】 磁石界磁を備えた回転子と、多相の駆動
   コイルを有する固定子と、固定子側で前記磁石界磁の磁
   極を検出して検出している磁極の極性に相応した信号を
   発生する位置検出器と、前記位置検出器の出力に応じて
   決定した相の駆動コイルに励磁電流を流すモータ駆動部
   とを備えたブラシレスモータを停止させる方法であっ
   て、 停止指令が与えられたときに励磁電流を流す相を固定し
   て前記モータを停止させ、 前記モータの停止位置が設定位置よりもずれているとき
   には該モータを設定位置まで回転させるために必要な相
   を励磁相として選択して該励磁相の駆動コイルを励磁状
   態に保持することによりモータを設定位置まで回転させ
   て停止させることを特徴とするブラシレスモータの停止
   方法。
3. 【請求項３】 磁石界磁を備えた回転子と、 ｎ（ｎは２以上の整数）相の駆動コイルを有する固定子
   と、 前記ｎ相の駆動コイルのそれぞれに対して前記回転子の
   位置を検出してｎ個の位置検出信号を発生する位置検出
   器と、 前記ｎ個の位置検出信号を入力としてｎ個の駆動信号を
   発生する回転制御部と、 前記ｎ個の駆動信号を入力として該ｎ個の駆動信号の状
   態に応じて決定した相の駆動コイルに励磁電流を流すモ
   ータ駆動部とを具備し、 前記回転制御部は、 回転指令が与えられているときに前記ｎ個の位置検出信
   号に相応した信号をそれぞれ前記ｎ個の駆動信号として
   前記モータ駆動部に与え、停止指令が与えられたときに
   は前記モータ駆動部に与えるｎ個の駆動信号のレベルを
   停止指令が与えられたときの状態に保持するラッチ回路
   を備えていることを特徴とするブラシレスモータ。
4. 【請求項４】 磁石界磁を備えた回転子と、 ｎ（ｎは２以上の整数）相の駆動コイルを有する固定子
   と、 前記ｎ相の駆動コイルのそれぞれに対して前記回転子の
   位置を検出してｎ個の位置検出信号を発生する位置検出
   器と、 前記ｎ個の位置検出信号を入力としてｎ個の駆動信号を
   発生する回転制御部と、 前記ｎ個の駆動信号を入力として該ｎ個の駆動信号の状
   態に応じて決定した相の駆動コイルに励磁電流を流すモ
   ータ駆動部とを具備し、 前記回転制御部は、 回転指令が与えられているときに前記ｎ個の位置検出信
   号にそれぞれ相応したｎ個の信号を前記ｎ個の駆動信号
   として前記モータ駆動部に与え、停止指令が与えられた
   ときには前記モータ駆動部に与えるｎ個の駆動信号の状
   態を停止指令が与えられたときの状態に保持するラッチ
   回路と、 前記モータの停止位置を検出する停止位置検出手段と、 前記停止位置検出手段により検出されたモータの停止位
   置が設定位置よりもずれているときに該モータを設定位
   置まで回転させるために必要な駆動信号を発生する停止
   位置修正用駆動信号発生手段とを備えていることを特徴
   とするブラシレスモータ。
5. 【請求項５】 磁石界磁を備えた回転子と、 ｎ（ｎは２以上の整数）相の駆動コイルを有する固定子
   と、 前記ｎ相の駆動コイルのそれぞれに対して前記回転子の
   位置を検出してｎ個の位置検出信号を発生する位置検出
   器と、 前記ｎ相の駆動コイルにそれぞれ流す励磁電流をオンオ
   フするスイッチ素子を有するスイッチ回路と、 前記ｎ個の位置検出信号に応じて前記回転子を回転させ
   るために励磁する必要がある相を決定し、決定した相の
   駆動コイルに励磁電流を流すべく、前記スイッチ回路の
   各スイッチ素子をオン状態にするかオフ状態にするかを
   指示するオンオフ指示信号を発生する分配器と、 回転指令及び停止指令に応じて前記スイッチ回路のスイ
   ッチ素子を制御する回転制御部とを具備し、 前記回転制御部は、 回転指令が与えられているときに前記オンオフ指示信号
   によりオン状態にすることが指示されているスイッチ素
   子を導通させるための制御信号を発生し、停止指令が与
   えられたときにはスイッチ回路のスイッチ素子に与える
   制御信号を該停止指令が与えられたときの状態に保持す
   るラッチ回路を備えていることを特徴とするブラシレス
   モータ。
6. 【請求項６】 磁石界磁を備えた回転子と、 ｎ（ｎは２以上の整数）相の駆動コイルを有する固定子
   と、 前記ｎ相の駆動コイルのそれぞれに対して前記回転子の
   位置を検出してｎ個の位置検出信号を発生する位置検出
   器と、 前記ｎ相の駆動コイルにそれぞれ流す励磁電流をオンオ
   フするスイッチ素子を有するスイッチ回路と、 前記ｎ個の位置検出信号に応じて前記回転子を回転させ
   るために励磁する必要がある相を決定し、決定した相の
   駆動コイルに励磁電流を流すべく、前記スイッチ回路の
   各スイッチ素子をオン状態にするかオフ状態にするかを
   指示するオンオフ指示信号を発生する分配器と、 回転指令及び停止指令に応じて前記スイッチ回路のスイ
   ッチ素子を制御する回転制御部とを具備し、 前記回転制御部は、 回転指令が与えられているときに前記オンオフ指示信号
   によりオン状態にすることが指示されているスイッチ素
   子を導通させるための制御信号を発生し、停止指令が与
   えられたときにはスイッチ回路のスイッチ素子に与える
   制御信号を該停止指令が与えられたときの状態に保持す
   るラッチ回路と、 前記モータの停止位置を検出する停止位置検出手段と、 前記停止位置検出手段により検出されたモータの停止位
   置が設定位置よりもずれているときに該モータを設定位
   置まで回転させるために必要なスイッチ素子を導通状態
   に保持するための制御信号を発生する停止位置修正用制
   御信号発生手段とを備えていることを特徴とするブラシ
   レスモータ。