JPH10155294A - ブラシレスモータの駆動方法及びその方法に用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクの「リプル」を低減し、それを最小限
にする多相ブラシレスモータの駆動方法を提供する。 【解決手段】 モータの各相のコイルへ付与すべき電流
の特性値を予めモデル化し、その電流特性値を不揮発性
メモリに記憶させ、ブラシレスモータのロータの回転位
置に対応する位置信号と電流特性値に基づいてメモリか
ら読みだされる特性値信号とを同期させ、その特性値信
号に対応して出力される電流により各位相のコイルに個
別の電流を流すことによりモータを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に「ブラシ
レス」と呼ばれる電子切換式のＤＣモータを駆動する方
法及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子切換により制御されるＤＣモータ
は、ハードディスク、フレキシブルディスク、光ディス
ク及びＣＤ−ＲＯＭ等の回転支持部や、テープストリー
マ等の線形支持部を備えた多容量記憶装置等の広範囲の
制御及び駆動装置に利用されている。このようなモータ
は、一般的に星形状の多相モータである。最も普通に使
われているのは、３相のコイルが星形状に配置され、６
つの異なる切換位相とＰ個の極とをもつモータである。
このモータには、ロータの１回転につき３×Ｐ個の平衡
点が備わっている。

【０００３】本明細書においては、標準回転時の各励起
位相を大文字アルファベット２文字で示す。最初の文字
（Ａ、Ｂ、Ｃ等）は、電源端子から星形状に配置された
コイル中心（Ｓｔａｒ ｃｅｎｔｅｒ：ＣＴ）へと電流
が流れ込むコイルを示しており、！記号の後の２番目の
文字は、ＣＴから対向コイルの電源端子の向きに電流が
流れるコイルを示している。例として、図７に励起位相
Ａ！Ｂの動作が図示されている。

【０００４】通常のブラシレスモータは、多相全波整流
ブリッジ回路で出力部が構成されたＩＣ回路を用いて駆
動され、３相モータの場合には、６個のバイポーラ型
（ＢＪＴ）または電界効果型（ＭＯＳ）のトランジスタ
を備えている。モータ電流は、相互コンダクタンスルー
プ回路により線形制御されるのである。

【０００５】図８の回路では、ＭＯＳ型トランジスタが
採用されている。この場合、モータの位相切換がされる
位相においては、「ソース」電力トランジスタが導通状
態（ＭＯＳ型装置の場合は飽和状態）となっており、ま
た「シンク」電力トランジスタは相互コンダクタンス素
子として動作する。

【０００６】図８において、モータ電流は下記のように
表される。

【数１】Ｉmotor ＝Ｖref ／（Ｇv ×Ｒs ） ただし、Ｖref はモータ速度制御ループ回路からの制御
電圧値、Ｇv は検出増幅器のゲイン電圧値、Ｒs は電流
検出抵抗値である。

【０００７】従来の技術では、所定速度を維持するモー
タが消費する電流を調整するため、電圧Ｖref は、制御
ループ回路により一定レベルに制御される。当然なが
ら、制御ループ回路は、その瞬間値を所定の平均値から
変動させてＶref に作用することにより、その瞬間の負
荷対抗トルクの変動を補正する。

【０００８】このようにして、モータ電流は、各励起位
相において所定のレベル、即ち図９で示すような±Imot
erの範囲のほぼ一定値に制御される。図１０Ａは、ここ
で考慮する６つの異なる励起位相における一定のＩmoto
r 電流値を可能とするためのトルク曲線を示している。

【０００９】この場合よりも電流値を増加させたときに
は、トルク曲線のピーク値は増加するが、曲線の形状は
基本的に変化しない。

【００１０】図１０Ｂは、位相切換がＴ１、Ｔ２、…Ｔ
６で示された理想的なタイミングで行われた場合の、モ
ータのトルク特性値を示している。ホール素子などのロ
ータ位置センサーからの出力信号を用いることにより、
または、ゼロ交差比較器等を使用して基準レベルでの交
差タイミングを検知し、モータコイル内の逆起電力（Ｂ
ＥＭＦ）の発生における周知のサイクル効果をモニター
することにより、最適な切換タイミングが決定できる。

【００１１】図１０Ｂのグラフから判るように、モータ
コイルに定電流を流しても、トルクの「リプル」を防止
することは困難である。実際のところ、図１０Ｂのグラ
フはこの技術を用いる場合の最良の駆動状態を示してお
り、位相切換は理想的なタイミングで行われている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主要
な目的は、トルクの「リプル」を低減し、それを最小限
にするモータ駆動方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による方法は、ト
ルクの「リプル」を除去し又は最小限にするために、励
起位相が継続する場合に、モータのコイルへ付与される
電流の特性値（一定電流レベルに対する）をモデル化す
る段階を含むものとされる。この場合、上記の予めモデ
ル化された電流の特性値はデジタル値化され、不揮発性
メモリに記憶されており、その瞬間のロータの位置と同
期してその不揮発性メモリからデジタル化した特性信号
が読み出されることにより、そのときに流れるものとし
て適切な電流がモータの各コイルに付与されることとな
る。尚、本明細書中で特性値とは、トルクの「リプル」
を防止するのに効果的なものとされた、電流波形乃至電
圧波形をいう。尚、不揮発性メモリとしては、ＥＰＲＯ
ＭまたはＥＥＰＲＯＭ等の公知の不揮発性メモリを用い
ることができる。

【００１４】本発明の主要なものとして、モータに設け
られたコイルの数と同じ数のモデル化した電流の特性値
が記憶された不揮発性メモリを備える装置について説明
する。これによれば、製造段階に生じた機械的な非対称
性が原因で発生する各励起位相で発生する残留トルク不
足を補償するために、各モータコイル毎に適切な電流の
特性値をそれぞれ独立して準備しそれを供給できる。つ
まり、この装置によれば、各コイルを、それぞれ独立し
て準備された電流値に基づいて、それぞれ個別に制御で
きることとなる。

【００１５】また、１つの波形分の電流特性値または必
要な波形の全周期の１／４の電流特性値しか記憶できな
い場合には、モータコイル用の全波形と及び／又は位相
のずれた波形とを、所定の再生論理回路を用いて対称性
を利用して再構成することによりそれぞれのコイルにつ
いてコイルの特性値に応じた電流値を記憶させることが
できる。

【００１６】本発明は、以上のような特徴を備えるた
め、デジタル化した特性値に基づいて出力される特性信
号をロータ位置を示すタイミング信号と同期させること
により、予め準備して不揮発性メモリに記憶された特性
値を持つ電流をモータに備えられた各位相コイルに流す
ことができる。

【００１７】上記ロータ位置を示すタイミング信号は、
周知の技法により生成することが可能である。例えば、
ホール素子等の位置センサーを１個以上利用するか、ま
たは、モータの位相コイルで発生するＢＥＭＦ信号の周
期的（ほぼ正弦波）な起伏の所要部分のタイミングをモ
ニター乃至検出できる専用回路を用いることによりこれ
を生成することができる。

【００１８】従って、モータのコイルへ電流を供給する
際に、典型的な電流モータの駆動及び制御方法によりそ
の瞬間の値に応じて不揮発性メモリから読み出された電
流特性値の１つに基づいて、その完全な複製としての特
性信号を生成できる。それゆえ、本発明の装置が、最終
出力段階での電流制御を行う必要がない場合でも有効で
あることは明白である。

【００１９】また、予め準備する出力値として電流特性
値ではなく電圧特性値を不揮発性メモリに記憶させ、そ
の電圧特性値を出力して、典型的な電圧モード駆動方法
によってモータの各コイルの両端部にモデル化した電圧
を印加することも可能である。

【００２０】電圧モード駆動方法においては、ＶMIがコ
イルの測定電圧値で、ＩMIが結果としての電流であると
き、ＶMIＩMIの比率が特性値要素となる。そしてこの予
め準備される電圧特性値はトルクのリプルを最小限また
は除去する電流を作成できるようなものとされて、電流
特性値の代わりに不揮発性メモリに記憶される。

【００２１】電流値と電圧値との双方とも同じように用
いることができるのは、上記説明から理解可能であろ
う。また、電流制御モードと電圧制御モードとの双方と
も同じように用いることができるのも上記説明から理解
可能であろう。従って、以下の説明においては、予め不
揮発性メモリに記憶させる特性値として電流特性値を用
いることとして、電流制御モードを行う場合についての
み説明する。

【００２２】更に、本発明では、不揮発性メモリ内にデ
ジタル形式で記憶された電流特性値を主周波数のフーリ
エ高調波成分の和として表されるものとし、モータに備
えられたコイルを駆動する出力段階で、制御ロスを生じ
させる電流再循環状態を防止するために、各モータに流
すべき電流特性値の瞬間値の和が一定になるようにする
ことが好ましい。

【００２３】更に、本発明では、予め準備されデジタル
化されている電流特性値が、バッファー乃至不揮発性メ
モリに記憶されており、その電流特性値をデジタル／ア
ナログ変換器（ＤＡＣ）を通して変換した出力信号によ
り、モータのその時点の励起位相において各出力段階が
駆動されるものとすることができる。最終段階がＤＡＣ
である場合は、デジタル化された電流特性値に対応する
アナログ値が、モータコイルのそれぞれへそのまま付与
される。

【００２４】反対に、最終段階がパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）式制御装置で構成される場合には、本発明は、予め
モデル化した電流特性値であるデジタル信号からＰＷＭ
信号を作成するＰＷＭ信号変換器を備える。

【００２５】次に、本発明の方法について簡単に説明す
る。例えば３相ブラシレスモータの場合は、モータは３
個のコイルを備えている。従って、この場合には、異な
る３つの電流特性値が不揮発性メモリに予め記憶され
る。

【００２６】この場合、３つの電流特性値に基づいてデ
ジタル信号である特性信号を生成しそれらをそれぞれＤ
ＡＣにより変換して、互いに１２０゜位相のずれた３つ
のアナログ信号を生成し、そしてそのアナログ信号によ
り３つの出力段階部を駆動することにより、モータが有
する６つの位相を順次切換えていくのに従って、３個の
コイルに個別の電流をそれぞれ付与する。

【００２７】このような方法によれば、モータが備える
コイルのそれぞれへ付与される電流の特性値を、高い自
由度の下でモデル化できるため、モータのトルク特性値
に関する「リプル」の振幅を除去するか又は最小限に押
さえることが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１〜図６に従って、本発明の実
施の形態を説明する。

【００２９】ここでは、星形状に接続された３相のコイ
ルを持つモータにおいて、切換サイクルが６つの異なる
励起位相から成り、駆動が電流制御モードに従って行わ
れる場合について考える。

【００３０】そして、この実施形態では、モータの位相
コイルに付与される電流の波形を図１で図示するような
正弦波であるものとし、ロータが移動する円弧について
均等な「時間間隔」で、この正弦波を６つの部分に区分
するものとする。より詳しく言えば、この６つに区分さ
れた正弦波のそれぞれの部分は、Ｎ個のサンプル数から
成るように更に区分されており、結局、この正弦波は６
個の連続シーケンスＳｘ（ｘ＝１〜６）に分割されてい
る。そして、正弦波の分割された各部分では、Ｎ個のサ
ンプル値がサンプルされており、その値は所定ビット数
（例えば、８ビット又はそれ以上）のワードとしてデジ
タル化され、専用レジスターである不揮発性メモリに記
憶される。

【００３１】正弦波の分割された各シーケンスとして記
憶されるＮ個のサンプル値の設定は、本発明の駆動装置
を構成する機能部分の動作状況に影響する。従って、こ
れは本実施形態の中でも重要な要素である。以下に詳し
くその内容を説明する。

【００３２】図２の実施形態において、ＺＣＳＳＢは、
ロータの回転により３個のモータコイルに発生した、つ
まり、ホール素子センサーにより作成された３つのアナ
ログＢＥＭＦ信号の各信号から「ゼロ交差（ＺＣ）」信
号を連続して生成することができる論理回路である。こ
の回路により、３つの入力信号のうちの１つを選択する
場合に、最適なタイミングを認識するのと同時に、ＺＣ
信号出力がハイレベルに保てることとなる。

【００３３】図５Ａ及び５Ｂで図示したように、上記Ｚ
Ｃ信号がハイレベルへ切り換えられたのが確認される
と、ＺＣ信号はローレベルへ戻される。ここで、ＺＣ信
号がハイレベルへ切り換えられてから再びハイレベルへ
切り換えられるまでの時間をＴｃとし、ＺＣ信号と同じ
周期でデューティーサイクルが５０％とされた信号をＴ
ＴＣ信号と呼ぶこととする。

【００３４】このＺＣＳＳＢは、ブラシレスモータの駆
動装置に一般的に使われている周知の回路でよい。例え
ば、本発明の装置のＺＣＳＳＢ部に、本出願の出願人に
よるヨーロッパ特許第０，４２９，４１２号で開示され
る回路を利用することも可能である。

【００３５】また図６中のＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、不揮発
性メモリとしてのバッファである。そして、３つの動作
位相のそれぞれを構成し且つそれぞれＮ個のサンプル値
をもつ６個のシーケンスＳｘ（ｘ＝１〜６）は、直前の
Ｔｃと時間的に整合するようなものとしてＭ１、Ｍ２、
Ｍ３のそれぞれに記憶されている。つまり、この回路
は、あるシーケンスＳｘ（ｘ＝１〜６）で最初のサンプ
ル値を入力したときから、そのシーケンスの最後のサン
プル値を入力するまでの時間を、１つ前のシーケンスの
スキャンが行われた時間Ｔｃと一致させることができる
ようなものとすることが必要である。

【００３６】つまり、シーケンスの各サンプル値の入力
時間をＴsampleとすると、下記の式が成り立つ。

【数２】Ｎ×Ｔsample＝Ｔｃ

【００３７】図１で示すように、最後のシーケンスの中
の最後のサンプル値（つまり６ｎ−１）が入力されると
回路がリセットされ、次に入力されるべき第１のサンプ
ル値が入力される。

【００３８】この実施形態においては、シーケンススキ
ャンと位置信号ＺＣとの同期が、それぞれのシーケンス
の最後端サンプル値の部分で行われることが特徴的であ
る。しかしながら、他の方法として、各シーケンスの最
終端でなくＫシーケンス毎（Ｋ＝１〜６）の最終端のサ
ンプル値で、位置信号ＺＣと同期させるようにすること
も可能である。

【００３９】この実施形態では、Ｋ＝１と仮定し、各シ
ーケンスの最後端毎に同期が行われるものとして以下の
説明を続ける。

【００４０】従って、各シーケンスの最後のサンプル値
の入力時間が終了すると、次のシーケンスの第１サンプ
ル値がＺＣ信号に同期して入力される。

【００４１】ここで、２つの動作条件が発生する。

【００４２】１）第１の条件とは、シーケンスの最後の
サンプル値の入力が終了した時点で、ＺＣ信号がいまだ
入力されていない場合である。これは、Ｎ個のサンプル
値のシーケンス（ｘ＝１〜６のいずれか）が、新規なＺ
Ｃパルスの立ち上がりと同期する最善の切り換えタイミ
ングよりも早く終了したことを意味する。このような状
態は、モータが減速して、２つの連続するシーケンスの
立ち上がり動作間の間隔であるＴｃが、その前の間隔よ
りも長くなった場合に発生する。この状態は、図４Ａに
概略的に図示されている。

【００４３】この場合、本実施形態のモータ駆動装置で
は、次のＺＣ信号が入力されるまで、現在のシーケンス
の最後のサンプル値Ｓｘに応じた同じ電流が出力され続
ける。次の新しいパルスが立ち上がり新規なＺＣパルス
が入力されると、論理部ＬＢにより回路がリセットさ
れ、次に続いているシーケンスＳ（ｘ＋１）の最初のサ
ンプル値入力が開始される。

【００４４】２）第２の条件とは、シーケンスの最後の
サンプル値の入力が終了する前に、ＺＣ信号が既に入力
されてしまっている場合である。このような状態は、モ
ータが加速され、現在のＴｃ間隔が前の間隔よりも短く
なった場合に発生する。この場合には、現在のシーケン
スＳｘのＮ個のサンプル値全部が「出力」される前に、
新しいパルス立ち上げ、つまり新規なＺＣパルスの入力
が起こる。この状態は、図４Ｂに図示されている。

【００４５】この場合には、論理部ＬＢによりＺＣ信号
がローレベルにリセットされ、続くシーケンスのサンプ
ル値が入力されるが、次に入力されるサンプル値は、そ
のシーケンスに含まれるＮ個のサンプル値のうちの最初
のサンプル値ではなく、１個またはそれ以上スキップし
たサンプル値とされる。従って、Ｎ個のサンプル値をも
つ次のシーケンス内でＭ番目に位置するサンプル値に応
じた電流がモータコイルに付与される。ただし、次のシ
ーケンスから最初に入力されるサンプル値の順番である
Ｍの値は、予め読取／書込レジスターに書き込まれてい
た内容に準拠する値である。

【００４６】結果として、次に入力される新規なシーケ
ンスは、その前の放出シーケンスよりも短いＴｃの時間
で駆動できるよう、（Ｎ−Ｍ）個のサンプル値から構成
されることになる。

【００４７】上記のような方法により、新規なＺＣパル
スの入力タイミングと、シーケンスの入力タイミングを
自動的に再同期できる。

【００４８】また、シーケンスの入力タイミングとＺＣ
パルスの入力タイミングの調整を行う場合に、上記のよ
うにスキップするサンプル数をＭとして定義する代わり
に、続くシーケンスのスキャンを行うためにＴｃを修正
するための係数としてＭを定義してもよい（例えばＭパ
ーセントとして）。この場合、次のシーケンスにおける
修正されたＴｃは、以下の式により表される。

【数３】Ｔｃ＝Ｔｃ−Ｍ×Ｔｃ／１００

【００４９】この場合、次のシーケンスで、１又は２以
上のサンプル値がスキップされない代わりに、次のシー
ケンスのスキャンが早い速度で行われることとなる（な
ぜならＴｃ−Ｍ×Ｔｃ／１００＜Ｔｃだからであ
る。）。

【００５０】また、Ｍがロータの回転速度や計測時間Ｔ
ｃに依存することを前提として、修正間隔を以下のよう
に定めることができる。

【数４】Ｔｃ＝Ｔｃ−Ｍ（Ｔｃ）・Ｔｃ／１００

【００５１】つまり、この場合では、モータ始動時等に
急激な加速を行っている場合、シーケンス間隔を早く一
定時間に回復させるため、修正係数であるＭが比較的大
きい値でなければならない。従って、Ｍ（Ｔｃ）をＭの
関数をしてＴｃの値によりＭを適切に変化させることと
している。また、モータが安定して作動している状態で
は、Ｔｃ変動値が小さくそれほど補正の必要もないた
め、Ｍが比較的小さな値となる必要がある。典型的なＭ
（Ｔｃ）の特性値を図６に示す。

【００５２】更に、「ゼロ交差」が発生すると同時に、
現在のシーケンスの動作を中止させ、次のシーケンスの
スキャンを開始するような処理を行うことも可能であ
る。

【００５３】図２の回路によれば、３個のバッファ（不
揮発性メモリ）Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３のそれぞれに、その手
順を構成する６×Ｎ個のサンプル値が記憶されている。
それぞれのバッファＭ１、Ｍ２、Ｍ３に記憶されている
３つのサンプル値は、互いに１２０゜位相をずらした状
態で読取りを行うことが可能とされており、ラッチ部Ｌ
２から入力されるＡ０〜Ａ７の各信号により３個のバッ
ファＭ１、Ｍ２、Ｍ３を並行にアドレスできるようにな
っている。

【００５４】前記ラッチ部Ｌ２からは、アドレスが供給
される。ＬＥ１信号がハイレベルのときには、ラッチ部
Ｌ２は「透過モード」であって、ＰＡ０〜ＰＡ７の信号
がＡ０〜Ａ７へと伝送される。電源オンになると、ＬＥ
１信号が短期間だけハイレベルに変えられ、Ａ０〜Ａ７
信号線を通電状態にするようラッチ部Ｌ２が第１状態
（００ｈ）に設定される。

【００５５】Ｃ１はアドレスカウンターであって、クロ
ック信号の立ち上がる毎に、アドレスを１ずつ上げてい
く。Ｓｘ番目のシーケンス（ｘ＝１〜６）の最後端にお
いて、論理部ＬＢにより！ＬＯＡＤ信号がローレベルに
変わり、次のＳ（ｘ＋１）番目のシーケンスの第１サン
プル値をもつＰＰＡ０〜ＰＰＡ７信号線のデータが、カ
ウンターに並行入力される。

【００５６】電源オンになると、ＮＯＴＩＮＩＴ信号が
カウンターＣ１の内容をリセットして、ＰＡ０〜ＰＡ７
信号線にデータ００ｈを付与する。

【００５７】また前記のカウンターＣ１は、最後のシー
ケンスの最終サンプル値が入力されたとき、つまり、上
記データがＰＡ０〜ＰＡ７線に付与されたことを確認し
たときに、比較器ＣＯＭＰ２によってリセットされる。
この場合では、１番目のシーケンスの第１サンプル番号
を０としているため、最後のシーケンスの最終サンプル
番号は６×Ｎ−１となる。

【００５８】比較器ＣＯＭＰ１は、ＰＡ０〜ＰＡ７線の
データがＮＡ０〜ＮＡ７線のデータと同じになると、信
号！（Ｐ＝Ｎ）をローレベルに変える。実際には、６つ
のシーケンスのそれぞれの最終サンプルのときに、その
信号はローレベルになる。

【００５９】論理部ＬＢにより作成された信号ＬＥ２が
ハイレベル信号に変わると、出力されたシーケンスに続
く次のシーケンス中の最初のサンプルのタイミングに合
わせて、ラッチＬ１が駆動される。

【００６０】そして、加算器Ｓ１により、ＮＮ０〜ＮＮ
７信号線のデータがＰＡ０〜ＰＡ７線のデータに与えら
れる。

【００６１】更に、加算器Ｓ２により、ＮＡ０〜ＮＡ７
信号線のデータがＭ０〜Ｍ７線のデータに付加される。

【００６２】Ｍ０〜Ｍ７線のデータは、論理部ＬＢが作
成した制御信号ＭＥＮがハイレベルのときだけイネーブ
ル信号となる。

【００６３】ＰＬＬ回路は、基準信号としてのＴＴＣ信
号と、ＰＰＬ回路自身で作成された出力信号ＰＬＬＯＵ
Ｔを２Ｎ分周器で２Ｎ倍して作成した信号とを入力し
て、その周波数を２Ｎ倍にするという機能を有する。従
って、その出力信号ＰＬＬＯＵＴは、ＴＣＣ信号の周波
数の２Ｎ倍の周波数となる。実際には、出力信号ＰＬＬ
ＯＵＴの入力時における記憶された電流特性値の新規サ
ンプル値を加えて、Ｔｃ期間内に２Ｎ個のサンプル値が
入力されて、ＴＴｃ期間がＴｃに等しくなる。

【００６４】図示の実施形態では、この装置に供給され
るべき周波数を論理部ＬＢが作成するときに必要な信号
の同期を行うために、２＊Ｎでの割り算が必要とされ、
始動信号ＳＴＡＲＴがローレベルのときＰＬＬＣＬＫ信
号がＰＬＬＯＵＴ信号に等しくなるように、ＣＬＯＣＫ
＝ＰＬＬＣＬＫ／２の式が採用されている。

【００６５】またＰＳ部は、モータが備える３つのコイ
ルを駆動するための出力部をもつ。この３つの出力位相
のそれぞれは、例えば図８に示すような周知の回路構成
をもつ電流制御ループ回路により、パワーＭＯＳトラン
ジスタまたはバイポーラトランジスタを用いて実行され
る。

【００６６】前記の各相互コンダクタンス出力位相は、
それぞれＤ／Ａ変換器ＤＡＣ１、ＤＡＣ２、ＤＡＣ３か
ら出力される３つのアナログ信号ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ
２、ＶＲＥＦ３が出力する信号に対応する電流Ｉ１、Ｉ
２、Ｉ３をモータのコイルへ供給する。

【００６７】前記のＤＡＣ１、ＤＡＣ２、ＤＡＣ３の変
換器では、それぞれバッファＭ１、Ｍ２、Ｍ３から読み
出されたｎビットワードであるサンプル値が、対応する
アナログ値ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３に変換
される。これら３個のＤ／Ａ変換器ＤＡＣ１、ＤＡＣ
２、ＤＡＣ３は、速度制御ループ回路の中にある速度制
御部（ＳＰＥＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬ）から供給された制
御信号ＣＯＮＴＲＯＬに制御される。制御信号ＣＯＮＴ
ＲＯＬは、３個の変換器の入力基準レベル値となる。ま
た、別の制御信号ＳＴＡＲＴは、３個の変換器の出力
を、一般的に利用されている周知技術の１つであるモー
タの始動ルーチンでの所定の始動値に設定する。

【００６８】そして、外部からのＧＯ命令信号の入力
（切り換え）により、モータの始動ルーチンが実行され
る。このルーチンにより、始動信号を入力して３個の変
換器ＤＡＣ１、ＤＡＣ１、ＤＡＣ３の制御が維持され
る。始動ルーチン実行中には、ＰＬＬ部はロックされて
おり、モータが加速される（当然ながら、操作者の要求
に応じて始動ルーチンを決定できる。）。ロックが作動
されると、ＰＬＬ回路から始動ルーチンを実行する始動
部（ＳＴＡＲＴ ＵＰ）へロック信号が送られる。その
時点から、始動部が作用開始して、装置の信号線Ｄｘ０
〜Ｄｘ７（ｘ＝１〜３）を３個の変換器ＤＡＣ１、ＤＡ
Ｃ１、ＤＡＣ３の入力部へ接続する。

【００６９】図６は、始動ルーチンの実行を管理する回
路により、制御信号が３個の変換器ＤＡＣ１、ＤＡＣ
２、ＤＡＣ３へ転送されるタイミングを示す図である。

【００７０】コイルＣで発生したＢＥＭＦ信号の「ゼロ
交差」の検出と同時に、位相コイルＡにはＤＡＣ１から
出力される信号ＶＲＥＦ１を、位相コイルＢにはＤＡＣ
２から出力される信号ＶＲＥＦ２を、位相コイルＣには
ＤＡＣ３から出力される信号ＶＲＥＦ３をそれぞれ印加
すると、論理部ＬＢがタイミング信号ＣＬＯＣＫの出力
を開始し、カウンターＣ１がカウントアップし始める。
これは、始動信号ＳＴＡＲＴがローレベルになりＡＮＤ
１を透過モードにし、ＰＬＬＣＬＫ信号をＰＬＬＯＵＴ
信号と等位にすることによりなされる。

【００７１】ＰＡ０〜ＰＡ７信号線が１０進値のＮに達
すると、比較器ＣＯＭＰ１から出力される信号！（Ｐ＝
Ｎ）がローレベルに変換される。そして、論理部ＬＢで
は信号！ＬＯＡＤがローレベルになるので、クロック信
号の立ち上がりタイミングで、ＰＰＡ０〜ＰＰＡ７信号
線の現在データがカウンターＣ１に入力される。

【００７２】信号！ＬＯＡＤがローレベルになってモー
タにブレーキが掛かったときには、図５Ａに示すように
ＺＣ信号は入力されてない。この場合、信号ＭＥＮがロ
ーレベルに保持されるため、Ｎの値がカウンターＣ１に
ダウンロードされる。

【００７３】モータが加速しているとき、信号！ＬＯＡ
Ｄが低位になる時点において、図５ＢのようにＺＣ信号
はすでにハイレベルである。この場合、論理部ＬＢから
信号ＭＥＮが入力され、Ｎ＋Ｍ番目のサンプルの値がカ
ウンターＣ１にダウンロードされる。

【００７４】信号！ＬＯＡＤがローレベルの間は、信号
ＬＥ１はローレベルに維持されるため、ＤＡＣ１、ＤＡ
Ｃ２、ＤＡＣ３の変換器は更新されない。

【００７５】両方の状態共に、ＺＣ信号が入力される
と、論理部ＬＢにて内部作成され利用される連続パルス
ＬＥから信号！ＬＯＡＤが作成される。

【００７６】信号！ＬＯＡＤが入力されると、信号ＬＥ
１がＬＥ信号を作用させて、変換器ＤＡＣ１、ＤＡＣ
２、ＤＡＣ３を更新する。

【００７７】最後に、（図４Ａと４Ｂのグラフに関連し
て前に説明したように）信号ＬＥ２が同じようにハイレ
ベルに変えられてから、２Ｎまたは２Ｎ＋Ｍとなる新規
シーケンスのサンプル値の第１番目をラッチ部Ｌ１に記
憶させるためローレベルに変換される。

【００７８】この動作が、最終のサンプル値がＰＡ０〜
ＰＡ７信号線へ伝送されるまで、繰り返される。そし
て、最後のサンプル値が伝送されると、比較器ＣＯＭＰ
２により、１番目のシーケンスの最初のサンプル値へ装
置がリセットされる。論理部ＬＢでは、上記で説明の機
能により、装置で必要な全部の同期信号および制御信号
が生成される。

【００７９】前記の論理部ＬＢの適切な回路構成例が図
３に図示されているが、一般的な表示であるため、当業
者に簡単に理解できよう。当然ながら、本装置で必要な
同期信号や制御信号も、図３に図示した回路と均等な回
路又は論理回路を用いて構成することもできる。

【００８０】

【発明の効果】本発明は以上のようなものであるので、
多相コイルのそれぞれに個別の電流を供給することが可
能であり、そしてその電流をそれぞれ個別に変化させる
ことにより、リプルを完全に除去するかさもなければ最
低限に押さえることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はメモリに記憶させた電流値のサンプル方
法を概略示す波形図。

【図２】本発明の一実施形態を表す回路図。

【図３】図２の回路図で用いることができる論理回路Ｌ
Ｂの例を示す回路図。

【図４】シーケンススキャンと位置信号ＺＣとの同期方
法を示す波形図。

【図５】図２の回路での各信号の入出力タイミングを示
すタイミング図。

【図６】本発明の駆動装置により制御されるモータコイ
ル内の電流の波形を示す波形図。

【図７】従来技術の場合のモータコイルに流れる電流を
概略図示した回路図。

【図８】モータコイルに流れる電流を制御する従来のル
ープ回路を示す回路図。

【図９】従来のモータの各相のコイルに流れる電流を表
す波形図。

【図１０】図９の電流波形図に対応するモータの６つの
切換位相のトルク曲線図。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各位相コイルに流れる電流又は各位相コ
   イルに印加する電圧の和が一定になるように求めた電流
   特性値又は電圧特性値を不揮発性メモリに記憶させ、そ
   の不揮発性メモリの記憶特性をロー他位置の信号に同期
   させて読みだし、これに応じる電流を各位相コイルに流
   すようにしたものである多相ブラシレスモータの駆動方
   法。
2. 【請求項２】 電流特性値又は電圧特性値は、主周波数
   のフーリエ高調波成分の和に対応するものとされた請求
   項１記載の多相ブラシレスモータの駆動方法。
3. 【請求項３】 電流特性値又は電圧特性値は、モータの
   切換位相数に従って連続シーケンスに分割され且つ各シ
   ーケンスがそれぞれ所定のサンプル数を持っており、そ
   の各シーケンスの各サンプル値が所定のビット数のデジ
   タル情報として不揮発性メモリに記憶されている請求項
   １記載の多相ブラシレスモータの駆動方法。
4. 【請求項４】 各シーケンスは、ロータ位置に対応した
   同期信号のうち最も最近の２つの入力間の時間間隔と等
   しい時間でスキャンされるものである請求項１記載の多
   相ブラシレスモータの駆動方法。
5. 【請求項５】 電流特性値又は電圧特性値は、ロータの
   １回転分の時間と等しい周期とされた請求項１記載の多
   相ブラシレスモータの駆動方法。
6. 【請求項６】 ロータ位置に対応した同期信号は、モー
   タ動作中のロータに関して最善の位相切換え位置に対応
   するように入力されることを特徴とする、請求項１記載
   の駆動方法。
7. 【請求項７】 モータの加速中に、同期信号の入力より
   後にシーケンスのスキャンが終了した場合には、電流特
   性値又は電圧特性値の一部をスキップして次のシーケン
   スをスキャンするものである請求項６記載の多相ブラシ
   レスモータの駆動方法。
8. 【請求項８】 モータの加速中に、同期信号の入力より
   後にシーケンスのスキャンが終了した場合には、直前に
   終了したシーケンスのスキャンを行った間隔から不揮発
   性メモリに記憶されていた所定の間隔に定数を乗じたも
   のを差し引いた間隔で、次のシーケンスのスキャンを行
   う請求項６記載の多相ブラシレスモータの駆動方法。
9. 【請求項９】 モータの加速中に、直前終了したシーケ
   ンスのスキャン間隔に定数を乗じたものを直前のシーケ
   ンスのスキャン間隔から差し引いた間隔で、次のシーケ
   ンスのスキャンを行う請求項６記載の多相ブラシレスモ
   ータの駆動方法。
10. 【請求項１０】 モータの加速中に、シーケンスのスキ
    ャンの終了より前に同期信号の入力があったときは、そ
    のときに行われているシーケンスのスキャンを中止し、
    次のシーケンスのスキャンを直ちに開始する請求項６記
    載の多相ブラシレスモータの駆動方法。
11. 【請求項１１】 同期信号は、位相切換位置とロータと
    が交差するときに発生するものとされ、モータの減速中
    に同期信号の入力より先にシーケンスのスキャンが終了
    した場合には、新規な同期信号が発生するまで位相コイ
    ルへの電流特性信号をそれぞれの電流特性値又は電圧特
    性値の最後の値のまま一定に維持する請求項６記載の多
    相ブラシレスモータの駆動方法。
12. 【請求項１２】 各位相コイル毎の予め準備された電流
    特性値又は電圧特性値を記憶する不揮発性メモリと、不
    揮発性メモリに記憶された電流特性値又は電圧特性値の
    デジタル値をその出力段階でアナログ信号に変換できる
    複数のデジタル／アナログ変換器又はＰＷＭ変換器と、
    そのアナログ信号をロータの回転位置を示す信号に同期
    させる論理回路と、からなる多相ブラシレスモータの駆
    動装置。