JPH10174481A - ブラシレスモータの駆動方法及びその装置 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動方法及びその装置

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JPH10174481A
JPH10174481A JP9132638A JP13263897A JPH10174481A JP H10174481 A JPH10174481 A JP H10174481A JP 9132638 A JP9132638 A JP 9132638A JP 13263897 A JP13263897 A JP 13263897A JP H10174481 A JPH10174481 A JP H10174481A
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JP9132638A
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Giuseppe Maiocchi
ジュゼッペ マイオッキ
Marco Viti
マルコ ヴィティ
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STMicroelectronics SRL
Original Assignee
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0077—Characterised by the use of a particular software algorithm
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 駆動電流又は駆動電圧のプロファイルを
記憶するために大容量のメモリを必用とせず、位相コイ
ルの駆動を安価に行いうるようなブラシレスモータの駆
動装置、駆動方法を提供する。 【解決手段】 モータの位相コイルを駆動するために必
用とされる全プロファイル中の一部分のみを記憶させた
不揮発性メモリと、そのメモリに記憶させた一部分のみ
のプロファイルから、位相コイルへ付与する全切換相段
階分の電流又は電圧プロファイルを再生する論理回路
と、を備えるものとしてブラシレスモータの駆動装置駆
動装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、「ブラシレス」式
と呼ばれる電気切換式ＤＣモータの駆動装置及び駆動方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人により１９９６年３月２９日に
行われたヨーロッパ特許出願９６８３０１８０．４号を
参照すると、その中には以下のような新規技術が開示さ
れている。即ち、予め用意してＥＰＲＯＭ又はＥＥＰＲ
ＯＭなどの不揮発性静的メモリに記憶させた励起電流又
は励起電圧のプロファイル（このプロファイルは定数値
でない）により各切換位相段階中の電流値又は電圧値を
決定し、これに従いモータの位相コイルを駆動する方法
が開示されている。
【０００３】上記の予め用意されたプロファイル（明確
な周期つまり交番）は、正弦波、つまりより一般的には
基本周波数のフーリエ和による波形として表せる。実際
のところ、上記新規技術によれば、モータのトルク特性
の最適化ができ、またモータの位相コイルに付与または
印加される励起電流または励起電圧をより適正な周期波
形として予め用意することが可能になる。周知の駆動装
置における各切換相段階で付与される電流（または電
圧）値は、一定値ではなく、予め決められた周期又は交
番波形と一致する所定のプロファイルである。
【０００４】また、本願出願人による、１９９６年４月
２４日出願のヨーロッパ特許出願９６８３０１９０．３
号では、上記ヨーロッパ出願番号第９６８３０１８０．
４号の出願で開示された駆動装置において、そのトルク
特性を最適化するために実際のロータ位置とは異なる位
置で励起相を行う場合の同期方法について記載されてい
る。
【０００５】しかしながら、これらの特許出願に記載の
駆動装置では、異なる位相コイル毎に、それぞれ異なる
駆動電流または駆動電圧のプロファイルを準備し、その
位相コイル毎のプロファイルを、それぞれ異なるバッフ
ァに記憶することが必要である。従って、この方法によ
れば、大容量の不揮発性メモリが必要となり、費用が高
くなってしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、駆
動電流又は駆動電圧のプロファイルを記憶するために大
容量のメモリを必用とせず、位相コイルの駆動を安価に
行いうるようなブラシレスモータの駆動装置、駆動方法
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のモータ駆動装置は、モータの位相コイルを
駆動するために必用とされる全プロファイル中の一部分
のみを記憶させた不揮発性メモリと、そのメモリに記憶
させた一部分のみのプロファイルから、位相コイルへ付
与する全切換相段階分の電流又は電圧プロファイルを再
生する論理回路と、を備えるものとなっている。この場
合、メモリに記憶するプロファイルを、それぞれのサン
プル数がＮ個であり且つモータ切換相段階と同じ数のシ
ーケンス数にサブ分割されたものとすることができる。
【０００８】本発明の第１実施形態の装置においては、
励起電流又は励起電圧のプロファイルの１／４だけをメ
モリに記憶する。そして、モータ駆動時に、各時点で各
コイルの駆動に必用なプロファイルを、残りの３／４の
部分も含めて、再生する。
【０００９】たとえば、ブラシレスモータの駆動装置と
して、星形状接続された３相コイルをもち６個の切換相
段階を有するものを用いた場合には、電気角３６０°の
全周期、つまり１波長からサブ分割された６つのシーケ
ンスの第１シーケンスに含まれるＮ個のサンプル値、及
び次のシーケンスに含まれるＮ個のサンプル値の半分、
即ち合計（Ｎ＋Ｎ／２）個のサンプル値だけを、不揮発
性メモリに記憶することとしている。通常はほぼ正弦波
あるいは高調波の和である位相コイルの１波長分にあた
る波形の１／４に相当するサンプル値が、デジタル化さ
れてメモリに格納されている。
【００１０】この場合の駆動装置では、モータの回転速
度の通常制御から算出される現在の係数に基づいてメモ
リから読み出したプロファイルの振幅を変調し、かつ、
永久記憶されたＮ個のサンプル値のシーケンス全部と、
Ｎ／２個のサンプル値のシーケンス半分とを、異なる方
向や組合せで、連続的に走査（読取）することにより、
モータの各位相コイルの駆動特性全部が再生されるので
ある。
【００１１】本発明の他の駆動装置においては、本説明
で後述されているように、第１シーケンスに含まれるＮ
個のサンプル値と、電気角３６０°の全プロファイルつ
まり全波形長の内の電気角で６０°分の範囲に該当しＮ
個のサンプル値を含む第２シーケンスに含まれるのサン
プル値の前半部分とを記憶することにより、必要となる
不揮発性メモリ容量を削減する。
【００１２】本発明の他の特徴として、ＰＬＡなどの適
当な論理素子又は適当なプログラム可能素子を使って、
駆動装置全体をデジタル方式で実現するものとしたこと
を挙げられる。本発明の様々な特徴や長所は、以下の付
随図面を参照した好適実施形態の詳細な説明からより明
白になるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図１〜１３を参考にして、
本発明に係わるモータ駆動装置の実施形態を説明する。
【００１４】実施形態の説明に入る前に、まず図１によ
り、以下の実施形態の説明で用いる記号についての簡単
な説明を行う。図１では、星形状に接続された３相コイ
ルをもつＤＣモータの基本構成が示されている。この実
施形態の説明において、各励起相段階は２つの英大文字
で示され、最初の文字（Ａ、Ｂ、Ｃなど）はそれぞれの
供給端子から星形状中心（ＣＴ）へ電流が流れるコイル
を意味し、２番目の文字（！印の後の文字）は星形状中
心から流れ出る電流がコイルの供給端子側へと流れるコ
イルを表示している。尚、図１では、３相モータの場合
における、６つの異なる切換相段階（Ａ！Ｂ、Ａ！Ｃ、
Ｂ！Ｃ、Ｂ！Ａ、Ｃ！Ａ、Ｃ！Ｂ）の各電流状態を示し
ている。
【００１５】上記のようなブラシレスモータは、その出
力部が多相の全波ブリッジ回路で構成された集積回路そ
の他の回路で制御され、３相モータの場合には、６個の
バイポーラ型（ＢＪＴ）或いは電界効果型（ＭＯＳ）ト
ランジスタから構成される。一般的に、電流モード制御
では、図２に示すように、モータ電流は相互インダクタ
ンスループ回路で線形制御される。尚、この場合は記憶
されるプロファイルとして電流値を用いてコイルを制御
しているが、電圧を用いてモータを駆動することももち
ろん可能である。
【００１６】モータが所定の切替相段階のとき、ＭＯＳ
トランジスタを用いた図２の回路においては、「ソース
電流」出力トランジスタが導電状態（ＭＯＳ回路では飽
和状態）に変わり、「シンク電流」出力トランジスタは
相互インダクタンス素子として作用する。
【００１７】図２において、モータ電流は下記の式で示
される。
【数１】Ｉｍｏｔｏｒ＝Ｖｒｅｆ／Ｇｖ＊Ｒｓ
【００１８】ただし、Ｖｒｅｆは速度制御の位相同期ル
ープ（ＰＬＬ）回路で生成される制御電圧、Ｇｖは検出
増幅器の電圧ゲイン値、Ｒｓは電流検出抵抗値である。
従来と同様の方法を用いる場合には、モータの消費電流
の制御、つまり、可変負荷運転中における所定の回転速
度を維持できるように、ＰＬＬ回路によってＶｒｅｆ電
圧値を所定の値に設定する。もちろん、ＰＬＬ回路によ
り瞬時負荷トルク変動を補正するために瞬時電圧を所定
の設定値付近で変動させることによってもＶｒｅｆ値を
調整できる。
【００１９】本出願人によるヨーロッパ特許出願９６８
３０１８０．４号に記載の方法や、ヨーロッパ特許出願
９６８３０１９０．３号に記載の同期装置においては、
所定の電流または電圧のプロファイルが切替相段階の順
序でモータコイルに入力される。この場合、各コイルを
駆動させる各プロファイルの周期長は、ロータが１回転
するのに要する時間と等しく、そしてこのプロファイル
は、図３Ａに示すように各切替相段階を駆動するＮ個の
サンプル値のシーケンス数に分割されている。
【００２０】ヨーロッパ特許出願９６８３０１９０．３
号に記載されているように、その瞬間のロータの位置に
対応して同期パルスＺＣ（またはＲＺＣ）を作成し、サ
ンプル値の各シーケンスの走査と同期したタイミングで
出力する。ここで、連続する２つのＺＣパルス間の時間
間隔をＴｃとすると、プロファイルを構成するＮ個のサ
ンプル値に含まれる６つのシーケンスのそれぞれを、時
間Ｔｃの最終測定値に応じた時間間隔で走査しなければ
ならない。つまり、言い換えれば、時間間隔Ｔｃの最後
端に一致するｘＮth（ｘ＝１、６）が駆動される必要が
ある。そして、この実施形態の装置では、上記の出願９
６８３０１９０．３号に記載の同期方法またはそれと同
様の方法が利用できる。但し、Ｎ個のサンプル値のシー
ケンス全部をメモリに記憶するのではなくで、全サンプ
ル値のうちの主要部分だけをメモリに記憶させるため、
メモリ容量が小さくて済む。
【００２１】本発明の第１実施形態においては、図３Ｂ
に示されているように、１番目のシーケンスのサンプル
値と、及びそれに続くシーケンスに含まれるＮ個のサン
プル値のうち、前半分までのサンプル値をメモリに記憶
させる。即ち、全部のサンプル値のうち最初の１／４分
だけを記憶することになる。これは、電気角で考えて、
周期特性（ロータの１回転）の最初の９０°分に対応す
るプロファイル即ち波形のサンプル値のみが記憶される
ことを意味する。
【００２２】前記のデジタル装置は、２つの主要部品か
ら構成されている。最初の部分は論理回路であって、こ
れらは、Ｎ＋Ｎ／２個の永久記憶されたサンプル値から
図１のモータの３相コイルを駆動する、１番目のプロフ
ァイルと及びその１番目のプロファイルから電気角がそ
れぞれ１２０°ずつだけ位相がずれた残り２つの第２、
第３のプロファイルを再生することができる。デジタル
方式で構築された他方の機能部品部分では、Ｋビットの
レジスターＡＭＰＣＯＮＴＲＯＬの動作機能により再生
された上記３つのプロファイルを変調する。
【００２３】本発明の第１実施形態の装置を表すブロッ
ク図が、図４に図示されている。不揮発性メモリＭ１に
は、予め用意されたプロファイルの最初の１／４（電気
角の０°から９０°まで）のサンプル数のデジタル値
（電流サンプル値又は電圧サンプル値）、即ちプロファ
イルの周期から分割された６つのシーケンスの１番目の
シーケンス中にあるＮ個のサンプル値及び２番目のシー
ケンス中にあるＮ個のサンプル値のうちの前半部分が記
憶されている。言い換えれば、メモリＭ１は、本来６Ｎ
個あるサンプル値中の３Ｎ／２個のサンプル値を収容し
ている。
【００２４】各サンプル値がＸビットのワードからなる
と仮定すれば、不揮発性のメモリＭ１に永久記憶されて
いるサンプル値は、図３Ｂに図示のように０から２X −
１通りの値を有することになる。また、メモリＭ１には
３Ｎ／２個のサンプル値が記憶されており、そしてその
アドレスバスは所定数のＡＤビットから成る。ただし、
ＡＤは、ＬＯＧ2（３Ｎ／２）以上の整数のうち、最も
小さい整数とされている。
【００２５】１／４分だけ記憶されているプロファイル
から元のプロファイルの全体を再生する方法を、図５及
び図６Ｄで示している。
【００２６】モータを駆動させるために必用な全プロフ
ァイルは、本実施形態では４つの区域即ち、Ｉ、II、II
I 、IVの４半期に分割されており、その内４半期Ｉだけ
がサンプル処理、即ちデジタル化されて、不揮発形態で
記憶されている。そして、残りのプロファイルII、III
、IVについて処理を行う場合には、そのたびに上記デ
ジタル装置により再生される。
【００２７】この再生を行い、プロファイル全体を再生
するためには、メモリから読み出された所定サンプル数
のデジタル値が、どの区域乃至４半期に属しているかを
判断する必要がある。
【００２８】メモリから読み出す値が４半期Ｉのサンプ
ル値である場合は、メモリからサンプル値を読み出した
後でそれを専用ラッチに格納する。次に、４半期Ｉで
は、ラッチのアドレスを繰り上げ、メモリから読みだし
たシーケンス列を左から右へと、つまり図６Ａにおいて
Ａ点からＢ点まで走査する。その後、サンプル値をデジ
タル式マルチプレイヤＭＵＬｘ（ｘ＝１、２、３）で変
調し、２K に分周し、ＷＯｘ部（ｘ＝１、２、３）にて
２X で補完する。このようにして、３つの位相コイルに
付与される３つの出力、つまり各プロファイルに対応し
て出力される各サンプル値をデジタル処理する際のＸ＋
１ビットのダイナミック幅が決まる。
【００２９】４半期IIでは、ラッチのアドレスを繰り下
げ、読み出したシーケンスを左から右へと、つまり図６
Ｂで示されているようにＢ点からＡ点へと走査する。そ
の後、サンプル値をデジタル式マルチプレイヤＭＵＬｘ
（ｘ＝１、２、３）で変調し、２K に分周し、ＷＯｘ部
（ｘ＝１、２、３）にて２X で補完する。このようにし
て、３つの位相コイルに付与される３つの出力、つまり
各プロファイルに対応して出力される各サンプル値をデ
ジタル処理する際のＸ＋１ビットのダイナミック幅が決
まる。
【００３０】４半期III では、ラッチのアドレスを繰り
上げ、読みだしたシーケンスを左から右へと、つまり図
６Ｃで示されているようにＡ点からＢ点へと走査する。
その後、サンプル値をデジタル式マルチプレイヤＭＵＬ
ｘ（ｘ＝１、２、３）で変調し、２K に分周し、ＷＯｘ
部（ｘ＝１、２、３）にてｍｏｄｕｌｅ２X で補完す
る。このようにして、３つの位相コイルに付与され ３
つの出力、つまり各プロファイルに対応して出力される
各サンプル値をデジタル処理する際のＸ＋１ビットのダ
イナミック幅が決まる。
【００３１】更に、４半期IVでは、ラッチのアドレスを
繰り下げ、読みだしたシーケンスを左から右へと、つま
り図６Ｄで示されているようにＢ点からＡ点へと走査す
る。その後、サンプル値をデジタル式マルチプレイヤＭ
ＵＬｘ（ｘ＝１、２、３）で変調し、２K に分周し、Ｗ
Ｏｘ部（ｘ＝１、２、３）にてｍｏｄｕｌｅ２X で補完
する。このようにして、３つの位相コイルに付与され
３つの出力、つまり各プロファイルに対応して出力され
る各サンプル値をデジタル処理する際のＸ＋１ビットの
ダイナミック幅が決まる。
【００３２】モータの３つの駆動信号は、電気角度で互
いに１２０°づつ位相がずれたものとする必要があるた
め、装置には３個の増減式アドレスカウンターＡＣ１、
ＡＣ２、ＡＣ３が備わっており、ＡＤビットのアドレス
バスをもつメモリＭ１の正確な基準値を指示するものと
している。
【００３３】前記ＡＣｘ（ｘ＝１、２、３）カウンター
は、同期信号ＺＣの周波数を整数Ｎで乗算するＳＣＡＮ
ＧＥＮ部で作成されたクロック信号ＦＳＣＡＮで同期さ
れる。この結果、Ｎ個のサンプル値をもつ各シーケンス
が（２個の連続同期パルスＺＣの出力間隔に等しい）時
間間隔Ｔｃ内に収まることとなる。モータを起動したの
と同時に、３個のアドレスカウンターは、図７に示すよ
うに、互いに１２０°だけ位相がずれた第１の補正値
（ＲＥＳＥＴ１、ＲＥＳＥＴ２、ＲＥＳＥＴ３）にプリ
セットされる。この場合、サンプル列の最初のサンプル
値にアドレスできるよう第１カウンターがプリセットさ
れ、残りの２個のカウンターはＮ番目のサンプル値を指
示するようプリセットされる。
【００３４】Ｓｘ部では、起動時のアドレスの予備導
入、つまり、ＺＣ信号でのアドレスの再同期が行われ
る。これらＳ１、Ｓ２、Ｓ３部の詳細については、前記
のヨーロッパ特許出願９６８３０１９０．３号に記述さ
れている。
【００３５】２ビットカウンターＣ１、Ｃ２、Ｃ３の状
態から４つの区域つまり４半期の１つが決まる。それぞ
れのカウンターＣｘ（ｘ＝１、２、３）の２つの出力を
Ｑ０ｘとＱ１ｘで表わすと、下記のような関係が成り立
つものとする。
【表１】
【００３６】モータの起動時には、カウンターＣｘ（ｘ
＝１、２、３）が図７で示したような所定状態にプリセ
ットされ、Ｃ１が状態Ｉ、Ｃ２が状態II、Ｃ３が状態II
I に設定される。カウンターＣｘ（ｘ＝１、２、３）
は、アドレスされる３Ｎ／２個のサンプル値毎に新しい
状態に変わり、それぞれのアドレス発生器からのＮＳｘ
信号に応じてバッファー処理される。そしてＱ０ｘ（ｘ
＝１、２、３）が低位の場合は、アドレス発生器をカウ
ントアップさせ、Ｑ０ｘが高位の場合はアドレス発生器
をカウントダウンさせる。
【００３７】Ｑ１ｘ信号は、それが低位のときは、ＷＯ
ｘ（ｘ＝１、２、３）のオフセット部１を駆動して入力
データに２X を加算させ、高位のときは、２x単位で入
力データを補完する。なお、図中ＡＭはアドレスマルチ
プレクサであって、ＡＭＣ部を２ビットカウンターと集
合的に機能させ、３個のＳＩＮＣｘ同期部（ｘ＝１、
２、３）とデマルチプレクサの１から３までの経路から
Ｌｘラッチ部（ｘ＝１、２、３）内の特性の連続データ
をバッファー処理する。ここで、マルチプレクサをアド
レスする方法では、例えば装置の周波数ＦＳＹＳその他
の最高速クロック信号を利用することができる。
【００３８】装置のクロック信号ＦＳＹＳの各立ち上が
り点で、ＡＭＣカウンターはＡＭ部を駆動してメモリＭ
１のデータをアドレスさせ、ＤＭＸ部を駆動して所定の
バッファーをアドレスさせる。装置のクロック信号ＦＳ
ＹＳの各立ち下がり点では、メモリＭ１のデータ出力が
対応するラッチ（バッファ）に格納される。
【００３９】ＳＩＮＣｘ部（ｘ＝１、２、３）は、ＡＭ
部の読取時におけるＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３のカウンタ
ーの同時更新を防止する。最初の部分にある３Ｎ／２個
のサンプル値を処理するための３つのＬｘラッチ部（ｘ
＝１、２、３）の出力端に現れるプロファイルが、それ
ぞれ図８Ａ、８Ｂ、８Ｃに図示されている。
【００４０】そして、この各プロファイルが振幅変調さ
れて、モータコイルを実際に駆動させる駆動信号を再生
するために利用されるのである。
【００４１】前記ラッチ部の出力端における駆動信号
は、２X −１の正規化振幅をもつ。３つのマルチプライ
ヤ部ＭＵＬｘ（ｘ＝１、２、３）は、ＫビットのＡＭＰ
ＣＯＮＴＲＯＬレジスター内にある更新可能値により、
各Ｌｘラッチ部の出力端におけるデータをデジタル乗算
処理する。前記マルチプライヤ部は、乗算結果を示す所
要数のビットデータを出力できる。例えば、ｘ＝７およ
びｋ＝８の場合では、少なくとも１５ビットのデジタル
出力を行いうるものとされている。
【００４２】再生されたプロファイルの振幅は、ＡＭＰ
ＣＯＮＴＲＯＬレジスタ部内のＫＶＡＬ値により変調さ
れるが、この値は、ＰＬＬＳＰＥＥＤ部で実行されるモ
ータ速度の制御処理により連続的に更新することができ
る。また、下記の式で示すように、出力サンプル値は入
力サンプル値と相関関係を有するため、マルチプライヤ
部からの出力データは２K で分周される。尚、ｋはＡＭ
ＰＣＯＮＴＲＯＬ部のビット数である。
【００４３】ＯＵＴｘ＝（ＩＮｘ＊ＫＶＡＬ）／２
K （ｘ＝１、２、３）となる。ここでＫ＝８の場合に
は、ＯＵＴｘ＝（ＩＮｘ＊ＫＶＡＬ）／２５６ （ｘ＝
１、２、３）となる。ただし、ＩＮｘはマルチプライヤ
部の入力サンプル値、ＯＵＴｘは振幅変調後のマルチプ
ライヤ部の出力サンプル値である。最後に、最大振幅ダ
イナミック値でプロファイルを再生できるように、サン
プル値がＷＯｘ部（ｘ＝１、２、３）で変換される。
【００４４】なお、カウンターＣ１、Ｃ２、Ｃ３からの
状態信号Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３はＷＯｘ部（ｘ＝１、
２、３）へ入力される。下記の表に、入力信号に応じた
ＷＯｘ部の動作が図示されている。
【表２】
【００４５】それぞれのＷＯｘ部の出力データＤｘ（ｘ
＝１、２、３）は、予め用意された電流または電圧の特
性の再生変調されたシーケンス列を特定するものであ
る。ＣＯＮＶｘ部（ｘ＝１、２、３）では、Ｘ＋１ビッ
トの入力サンプル値のＤｘシーケンス列がＰＷＭ信号に
変換される。前記のＣＯＮＶｘ部は、下記のような変換
を行う。（ただし、ｘ＋１＝８とする。）
【表３】
【００４６】Ｘ＋１＝８の場合におけるこの変換部の一
例を、図９で示している。
【００４７】ＩＮＰＵＴサンプル値は同期ラッチ部ＳＬ
を経由して、８ビット比較器（ＣＯＭＰ）のＢ入力部へ
伝送される。また、この８ビット比較器のＡ入力部に
は、クロック信号ＦＳＹＳで同期されたＣＮＴカウンタ
ーの出力が入力される。なお、ＰＷＭＯＵＴは、ＩＮＩ
ＴＩＡＬＩＺＥ部からの命令により起動時に（ＰＷＭ直
接か反転信号のいずれが要求されるかによって）セット
あるいはリセットを行うＦＦ２ラッチ部からの他の出力
である。
【００４８】また、トグル式ラッチ部ＦＦ１は、モータ
を起動したときに、ＣＮＴカウンターにカウントアップ
作動をさせる。前記ＣＮＴカウンターがＣＯＭＰ部の入
力端Ｂと同じカウント値になると、ＣＯＭＰ部はＰＷＭ
ＯＵＴ信号が高位になるようにＦＦ２部を切り替える信
号Ａ＝Ｂを出力する（ＥＯＣが入力されたとき入力端Ｂ
の値がＡ端の値と同じである場合は、ＣＮＴ部のＥＮ信
号が低位であるためＦＦ２部は切替動作を行わない）。
そして、ＣＮＴカウンターがカウント上限値に達する
と、ＥＯＣからＦＦ１部を切り替えて、ＣＮＴカウンタ
ーにカウントダウン動作を行わせる。
【００４９】再びＣＮＴカウンターがＣＯＭＰ部の入力
端Ｂと同じカウント値に達すると、ＣＯＭＰ部後者は信
号Ａ＝Ｂを出力する。そしてこれにより、ＦＦ２ラッチ
部がリセットされ、ＰＷＭＯＵＴ信号が低位に変わる。
そして、ＣＮＴカウンターがカウント下限値に達する
と、ＦＦ１ラッチ部が切り替わって、ＣＮＴカウンター
にカウントアップ動作を行わせる。このようにして、動
作が継続される。従って、ＰＷＭＯＵＴ信号の周波数
は、下記のように示せる。
【数２】Ｆｐｗｍｏｕｔ＝ＦＳＹＳ／２X ＋２
【００５０】図１０に、上記説明の一例として、上記式
ｘ＋１＝８の場合のデータ／ＰＷＭ変換に関わる信号を
図示している。尚、３つのプロファイルを再生するにあ
たっては、ＰＷＭモードを機能させるという上記方法に
代えて、ＰＷＭＯＵＴｘ信号（ｘ＝１，２，３）を用い
て又は簡単なＲＣ回路を用いることによってフィルター
処理を行うことにより、３つのハーフブリッジ出力段階
を直接駆動してもよい。
【００５１】図１１に図示されているのは、アドレス発
生器ＡＣｘ（ｘ＝１、２、３）のタイミングを決定する
ＦＳＣＡＮ周波数を作成するための装置として用いられ
且つデジタル式ＰＬＬ回路であるＳＣＡＮＧＥＮ部の一
例である。前述のように、ＦＳＣＡＮ信号の周波数は同
期信号ＺＣよりもＮ倍高くなっている。
【００５２】ＦＳＹＳ／２Ｎと同じ周波数でタイミング
が決められるＣＮＴＵＰカウンターは、同期信号ＺＣの
入力によりリセットされる。そして、そのリセット前の
ＣＮＴＵＰ部の出力端の最終値がＣＮＴＤＯＷＮカウン
ターに入力される。
【００５３】前記のＣＮＴＤＯＷＮカウンターは、ＦＳ
ＹＳ信号で直接タイミングを合わせられ、また、ＦＦ３
ラッチ部はＣＮＴＤＯＷＮカウンターから出力されるＥ
ＯＣ信号で切り替えられるものであるため、ＦＦ３部か
らのＦＳＣＡＮ信号の周波数は、ＺＣ信号周波数のちょ
うどＮ倍になるのである。
【００５４】図１２には、本発明の他実施の形態が表さ
れている。この実施形態は、大半の部分で前述の実施形
態と共通するが、３番目のプロファイルを他の２つのプ
ロファイルの和として再生するようにしている点で前述
の実施形態と相違する。この実施形態では、第３のプロ
ファイル（ｘ＝３）に関する処理を行う、図４中で示さ
れたブロック部が除外されており、他の２つのプロファ
イルから第３のプロファイルを再生するための手段とし
て、新たにＳＵＭ部とＮＥＧ部とが追加配備されてい
る。
【００５５】前記のＳＵＭ部では、ＷＯ１部とＷＯ２部
の出力にＸ＋１ビットのデータを加算し、その和を最下
位のｘ＋１ビットで打ち切る。もちろんこのデータの和
は、２つの入力が安定している場合にはエネーブル可能
なように同期される。またＮＥＧ部では、ＳＵＭ部の出
力端から出力されるサンプル値の最下位のＸビットを反
転して、ＣＯＮＶ３部へ転送する。ただし、最高位ビッ
ト（ＭＳＢ）は反転されずに、ＭＳＢとしてＣＯＮＶ３
部へ直接送られる。この実施形態によれば、ＤＭＸ部を
１及び２の経路をもつデマルチプレクサとし、ＡＭＣ部
を簡単なＴＦＦラッチ回路として代替することができ
る。
【００５６】本発明のさらに別の実施形態として、プロ
ファイルの１番目の電気角６０°の範囲に含まれるサン
プル数より１つ多いＮ＋１個のサンプル値を、Ｍ１メモ
リに記憶させることも可能である。
【００５７】図４の回路において、Ｍ１にサンプル値が
記憶されるとき、Ｎ＋１と３Ｎ／２の間の部分が読み取
られる。図１２により説明したように、メモリＭ１の０
からＮまでのセルに格納されている他の２つのプロファ
イルに含まれるサンプル値にアクセスすることにより、
Ｎ＋１〜３Ｎ／２のサンプル数から必要な波形を再生す
ることができるため、第１および第２の２つのプロファ
イルから、簡単な操作を行うだけで、３番目の特性を再
生することが可能となる。図７のリセット状態の場合に
おける図４の回路では、最初の電気角６０°の部分で１
つめと２つめのプロファイルによりメモリの０〜Ｎが特
定できるため、この２つのプロファイルから第３のプロ
ファイルを再生できる。
【００５８】当初のリセット信号から電気角で６０°進
んだ後、プロファイル１がメモリ内のＮ−１セルを指定
し、プロファイル２はメモリ内のセル１を指定し、そし
てプロファイル１が領域０〜Ｎから外れようとしている
ときにプロファイル３がこの領域に入ってくるまでの時
差により、第３のプロファイルがＮ＋１番目のサンプル
を指定することになる。従って、プロファイル２及び３
のデータを検索してプロファイル１を再生することが必
要となる。
【００５９】電気角でさらに６０°進んだ後では、プロ
ファイル１がメモリのＮ＋１セルを指定し、プロファイ
ル２はメモリ内のＮ−１セルを指定し、プロファイル３
はサンプル値１を指定するため、プロファイル２が領域
０〜Ｎから外れようとしているときにプロファイル１が
この領域に入ってくるという時差関係になる。それゆ
え、プロファイル１と３のデータを検索してプロファイ
ル特性２を再生することが必要となる。下記の表は、最
初にリセットを行った時から電気角をどのように回転さ
せればよいかを示した表である。
【表４】
【００６０】図１３で図示するように、ＳＵＭ部、ＮＥ
Ｇ部、ＭＵＬｘ部、ＤＩＶｘ部、ＷＯｘ部（ｘ＝１、
２）、ＣＯＮＶｘ部（ｘ＝１、２、３）で行われる最終
段階は、図１２と同様である。但しこの場合の変調は別
のブロック部で行われ、ＳＨ部の追加によりＭ１メモリ
へのアクセス方法が異なったものとなっている。前記Ｓ
Ｈ部では、それぞれのＣＯＮＶｘ部の出力端からＰＷＭ
ｘ信号（ｘ＝１、２、３）を呼び込んでシーケンスの各
終端で同期して、上記の表、さらに詳しくは下記の表の
ように従って、ＰＷＭＯＵＴｘ信号を対応するモータコ
イルへ出力する。
【表５】
【００６１】メモリのアドレス動作に関するＡＤ信号
は、ｌｏｇ２（Ｎ＋１）以上の整数のうち最小のもので
あり、またアドレスカウンター（ＡＣ）は単純にＮ加算
のカウンターである。実際、ＰＷＭ２信号を得るのに必
要なのはＮから０へのカウントダウンだけで、ＡＣ部か
らの値をＮで補完できるＣＯＭＰ部で代用可能である。
【００６２】メモリは、（ＴＦＦ部で同期処理された）
ＰＷＭ１信号とＰＷＭ２信号のアドレスデータで交互に
アドレスされる。特に、そのＦ入力端での値が０のと
き、ＣＯＭＰ部により（ＳＹＮＣ１部で適正に同期され
た）ＡＣ部からの値でメモリがアドレスされ、それ以外
の場合は、Ｎで補完されたＡＣ部からの値でアドレスさ
れる。
【００６３】このため、ＴＦＦ部からの信号により交互
に駆動されるＬＡＴＣＨｘ（ｘ＝１、２）に所定の値が
格納される。具体的には、ＬＴＡＣＨ２はＴＦＦ部から
の出力信号により直接に駆動されるが、ＬＡＴＣＨ１は
ＩＮＶ２でその出力信号が反転された信号で駆動される
のである。図１２の回路の変更例として、ＷＯｘ部（ｘ
＝１、２）のＳＩＧＮ入力端に入力される値を決定する
のに、Ｃ１部とＣ２部ではなくＴＦＦ２部だけを利用す
ることもできる。なぜなら、メモリの各走査サイクルの
終端において０および１の信号を交互に送るだけで入力
値が十分決定できるからである。つまり、図４のＱ１ｘ
信号（ｘ＝１、２、３）は下記の表で示した値となる。
【表６】
【００６４】各区域毎での信号を分析すれば、再生され
た特性に関するＱ１ｘ入力は他の２つの特性とは違う値
となる。元の特性に関するＱｘ信号は０から６０°の間
では０値であり、６０°から１２０°まででは１値であ
り、同様に続く区域においても０値、１値で交互にな
る。
【００６５】
【発明の効果】本発明は以上説明したようなものなの
で、大容量のメモリを用いることなくブラシレスモータ
を駆動させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本明細書中で用いる表現についての意味を説明
するための図。
【図２】モータコイルへ供与される電流の相互コンダク
タンス制御ループを表す回路図。
【図３】それぞれＮ個のサンプル値を含んだ６個のシー
ケンスからなるプロファイルを表す図。
【図４】本発明の装置を示すブロック図。
【図５】モータコイルを駆動するために用いられる電流
のプロファイルを構成する４つの区域（４半期）と、及
びその最初の区域からプロファイル全体を再生する方法
を示す図。
【図６】メモリに記憶されたシーケンスサンプルからそ
れぞれの区域毎にプロファイルを再生する手順を示す
図。
【図７】アドレスを作成するカウンターの作動およびリ
セット状態を示す図。
【図８】Ｌｘラッチ（ｘ＝１、２、３）の切換シーケン
スを表す図。
【図９】ＰＷＭ ＣＯＮＶｘ変換器（ｘ＝１、２、３）
を示すブロック図。
【図１０】Ｉ／Ｏ信号と他の信号の関係を示すタイミン
グ図。
【図１１】デジタル周波数マルチプライヤとして利用さ
れるＳＣＡＮＧＥＮ部を示す回路図。
【図１２】本発明の他の実施形態を示すブロック図。
【図１３】本発明の更なる他の実施形態を示すブロック
図。
【符号の説明】
Ｍ１ メモリ Ｌ ラッチ ＭＵＬ マルチプレイヤ ＤＩＶ ＤＩＶ部 ＷＯ ＷＯ部 ＣＯＮＶ ＣＯＮＶ部 Ｓｘ Ｓｘ部 Ｃ カウンタ ＡＣ アドレスカウンタ ＡＭ アドレスマルチプレクサ ＡＭＣ ＡＭＣ部 ＳＹＮＣ ＳＹＮＣ部 ＤＭＸ ＤＭＸ部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブラシレスモータのそれぞれの位相コイ
    ルに付与する電流値又は電圧値のプロファイルを該電流
    値又は電圧値の瞬時値和が一定になるよう予め用意して
    不揮発性メモリに記憶させ、 該記憶されたプロファイルをロータの位置を示す信号に
    同期させて読出してそれぞれの位相コイルに該プロファ
    イルに対応させた電流または電圧を付与してなるブラシ
    レスモータの駆動方法であって、 該プロファイルは、電流値又は電圧値に関する位相コイ
    ルの数と同じ数とされたサンプル値を含み、且つ電圧又
    は電流の１周期を分割した複数のシーケンスからなるも
    のとし、 メモリには、該シーケンスの内最初のシーケンスと、及
    び次のシーケンスの中の一部のサンプル値のみを記憶さ
    せ、 そして、各サンプル値を、モータの位相コイルの位置に
    対応してアドレス発生器から発生する信号と同期してメ
    モリから読み出し、 読み出されたサンプル値から各位相コイルを駆動する電
    流又は電圧のプロファイル１周期の全体を再生し、この
    再生されたプロファイルに基づいて位相コイルへ電流又
    は電圧を付与してなるものである、ブラシレスモータの
    駆動方法。
  2. 【請求項２】 プロファイルは、電気角で６０°ごとに
    等分されており、最初のシーケンスと及び第２のシーケ
    ンスの前半に含まれるサンプル値をメモリに記憶させる
    ことにより、電気角で９０°分のプロファイルをメモリ
    に記憶させ、 メモリから読み出した９０°分のプロファイルを、順序
    又は方向を変化させて走査して、記憶していた部分に対
    応するプロファイルのみならず記憶していなかった部分
    のプロファイルをも再生するものである請求項１記載の
    ブラシレスモータの駆動方法。
  3. 【請求項３】 プロファイルは、電気角で６０°ごとに
    等分されており、 最初のシーケンスと及び次のシーケンスに含まれる１番
    目のサンプル値とのみをメモリに記憶させ、 メモリから読み出した最初のシーケンスと及び次のシー
    ケンスに含まれる１番目のサンプル値を、順序又は方向
    を変化させて走査して、記憶していた部分に対応するプ
    ロファイルのみならず記憶していなかった部分のプロフ
    ァイルをも再生するものである請求項１記載のブラシレ
    スモータの駆動方法。
  4. 【請求項４】 各サンプル値は、Ｘビットのデータとし
    てメモリに記憶されているものである請求項２又は請求
    項３のいずれかに記載のブラシレスモータの駆動方法。
  5. 【請求項５】 電気角で９０°分の電流又は電圧に関す
    るプロファイルは、位相コイルに付与される電圧である
    ２X+1 のダイナミック振幅の半分に等しいダイナミック
    振幅値とされていると共にそのサンプル値の最小値を
    ０、最大値を２ X−１としてメモリに記憶されているも
    のである請求項４記載のブラシレスモータの駆動方法。
  6. 【請求項６】 記憶されたプロファイルは、０からＮ−
    １まで増加するアドレス値と及びＮの補完値とに従って
    交互に読み取られるものである請求項１〜５のいずれか
    １項に記載のブラシレスモータの駆動方法。
  7. 【請求項７】 モータは星形状に接続された３位相コイ
    ルからなると共に位相コイルは６つの異なる切替相段階
    を有するものであり、 そして、第１及び第２のプロファイルから第３のプロフ
    ァイルを再生し、第２及び第３のプロファイルから第１
    のプロファイルを再生し、第１及び第３のプロファイル
    から第２のプロファイルをに再生することにより、互い
    に１２０°位相のずれた３つのプロファイルを再生する
    ものである請求項１〜６のいずれか１項に記載のブラシ
    レスモータの駆動方法。
  8. 【請求項８】 ブラシレスモータの各位相コイルに対す
    る駆動出力回路と、それら位相コイルを駆動する予め用
    意された電流又は電圧のプロファイルを記憶させたメモ
    リと、メモリから読み出したデジタル信号のプロファイ
    ルをアナログ信号に変換する複数のデジタル／アナログ
    変換器と、該デジタル／アナログ変換器におけるプロフ
    ァイルの変換をロータ位置を示す信号に同期させる手段
    と、からなるブラシレスモータの駆動装置であって、 該プロファイルは、位相コイルの数と同じ数とされた電
    流値又は電圧値に関するサンプル値を含み、且つ電圧又
    は電流の１周期を分割した複数のシーケンスからなるも
    のであり、 該メモリからプロファイルを読み出す際に、アドレス値
    から１番目のシーケンス全部に属するすべてのサンプル
    値を指定する手段と、 記憶されたプロファイルから、予め準備した電流又は電
    圧値のプロファイルを再生すると共に該再生されたプロ
    ファイルと互いに１２０°電流角度の異なる２つのプロ
    ファイルを再生する手段とからなるものであるブラシレ
    スモータの駆動装置。
  9. 【請求項９】 プロファイルは、電気角で６０°ごとに
    等分されており、そして、メモリに記憶されたプロファ
    イルは、最初のシーケンスと及び第２のシーケンスの前
    半に含まれるサンプル値即ち電気角で９０°分のプロフ
    ァイルであるブラシレスモータの駆動装置。
  10. 【請求項１０】 プロファイルは、電気角で６０°毎に
    等分されており、そして、メモリに記憶されたプロファ
    イルは、最初のシーケンスと及び次のシーケンスに含ま
    れる１番目のサンプル値であるブラシレスモータの駆動
    装置。
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