JPH1175390A

JPH1175390A - 統計的位相検知及び始動開始アルゴリズム

Info

Publication number: JPH1175390A
Application number: JP10184967A
Authority: JP
Inventors: Baatemara Carlo; バーテマラカルロ; Paolo Menegoli; メネゴリパオロ; Massimiliano Brambilla; ブランビッラマッシミリアーノ
Original assignee: ST MICROELECTRON Inc
Current assignee: ST MICROELECTRON Inc
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 1999-03-16
Also published as: US6091222A; US6229274B1

Abstract

(57)【要約】【課題】多相ＤＣモータにおけるロータの回転を開始
させる改良した方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明によれば、ロータを具備する多相
ＤＣモータを開始させる方法が提供される。ロータの位
置は、モータの位相の各々において電流を開始させ且つ
コイル内の電流の開始と該電流がスレッシュホールドを
超える時刻との間の時間期間を測定することによって検
知される。電流が最も短い時間量でスレッシュホールド
に到達する位相がロータの位置に対して最も近い位相で
ある。ロータの位置に対して最も近い位相は奇数回の試
行の各々において識別され、且つ開始位相が多数回の試
行において識別された位相として選択される。モータ
は、該開始位相へ電流を供給することによって開始され
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、多相ＤＣモータの
動作に関するものであって、更に詳細には、多相ＤＣモ
ータにおけるロータの回転を開始させる方法及び装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多相ＤＣモータ、より詳細には、ブラシ
レスセンサレスタイプの三相ＤＣモータは、例えばフロ
ッピーディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭドライ
ブなどのコンピュータシステムディスクドライブ及びそ
の他の適用例において広く使用されている。三相ＤＣモ
ータは、Ｙ形態に接続した３個のコイルを具備するステ
ータを有するものとしてモデル化することが可能であ
る。従来の三相ＤＣモータを図１に模式的に示してあ
り、それは、３個のコイル２，３，４の内側に位置させ
たロータ１を有している。該ロータは、ＮＳ磁石組５を
有しており且つコイル２，３，４が順番に電流が供給さ
れるに従って回転する。

【０００３】典型的に、多数のモータ極と共に多数のス
テータコイルが使用される。従来の適用例においては、
１２個のステータ巻線とロータ上の４個のＮＳ磁極組と
を具備する８極モータが使用されており、その結果ロー
タの回転当たり四つの電気サイクルが発生する。１２個
のステータ巻線即ちコイルは、４個のグループのコイル
としてモデル化され、各グループは一組の３個のＹ形態
に接続したコイルとして配設される。Ｙ形態におけるこ
れら３個のコイルの各々は一端部が共通ノード即ちセン
タータップへ接続しており、且つ各コイルの反対側の端
部は高側駆動トランジスタと低側駆動トランジスタとの
間に接続されている。該駆動トランジスタは、典型的
に、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタであるが、その他
のタイプのトランジスタを使用することも可能である。
センタータップは、非接続状態とさせることが可能であ
り、又は、それは制御した電圧源へ接続させることが可
能である。

【０００４】三相ＤＣモータは、典型的に、バイポーラ
モードで動作され、それを以下に要約する。３個のＹ形
態に接続したコイルが順番に電流を受取ってロータを駆
動する。そのシーケンス即ち順番の各部分において、三
つのコイルのうちの二つを介して電流経路が確立され
る。Ｙ形態における３番目のコイルはフローティング状
態とされ、即ち、３番目のコイルを介して電流が流れる
ことが許容されることはない。

【０００５】これらのコイルを介しての電流の流れは、
駆動トランジスタを使用して制御される。導通状態にあ
る高側駆動トランジスタ及びそれと関連するコイルを介
して、センタータップを介して、次いで第二コイル及び
その導通状態にある低側駆動トランジスタを介して電流
が流れる。電流経路のシーケンスは、電流経路が変化さ
れる場合に、電流経路におけるコイルのうちの一つがフ
ローティング条件へスイッチされ、且つ前にフローティ
ング状態にあったコイルが電流経路内にスイッチされる
ように選択される。３個のコイルのＹ形態において、全
部で６個の異なる電流経路（フェーズ又は位相と呼ばれ
る）がロータを駆動するために使用可能である。該シー
ケンスは、更に、前にフローティング状態にあったコイ
ルが電流経路へスイッチされる場合に、前に導通状態に
あったコイル内を流れる電流が新たに導通状態にあるコ
イル内に同一の方向で流れることを確保するように選択
される。

【０００６】該位相が変化される度にコミュテーション
即ち転流が発生し、且つその時刻におけるロータの位置
がコミュテーション点である。上述した位相のシーケン
スにおいて、三相ＤＣモータにおける各電気サイクルに
対し６個の異なるコミュテーションイベントが発生す
る。一つの電気的サイクルは該ロータの一つの完全な回
転に対応している。

【０００７】モータにおけるロータが回転している場合
に、該ロータの正確な角度位置は、ＢＥＭＦ信号とも呼
ばれる逆ＥＭＦ信号をモニタすることによって画定さ
れ、尚逆ＥＭＦ信号は、該ロータの回転磁界によってフ
ローティングコイル内に誘起されるＥＭＦである。フロ
ーティングコイル内のＢＥＭＦ信号は性質上正弦波的で
あり、且つ規則的な間隔でセンタータップの電圧を交差
する。従来、コミュテーション点は、ＢＥＭＦ信号がセ
ンタータップ電圧を交差する時刻であって、ゼロ交差点
とも呼ばれる点に関連して選択される。

【０００８】滑らかなスタートアップ即ち始動を確保す
るために、初期的位相に対するコイルを正確に選択する
ためにロータの位置が知得されねばならない。モータが
休止位置から開始する場合には、ロータの位置を決定す
ることの可能なＢＥＭＦ信号は存在しない。従って、モ
ータのスタートアップ即ち始動前においてロータの位置
を決定する別の方法が必要である。

【０００９】モータをスタート即ち開始させるための初
期的位相の選択は、幾つかの理由によりスタートアップ
即ち始動の滑らかさ及び速度を決定する上で重要であ
る。誤った開始位相が選択されると、初期的電流に応答
して僅かな逆方向の回転が発生する場合がある。初期的
な位相が正しくない場合には、この逆回転が比較的実質
的なものである場合がある。この逆回転はモータ内に小
さな振動を発生させ、それはあるシステムにおいては許
容可能なものであるが、高速のディスクドライブシステ
ムにおいては望ましいものではない。過剰な逆回転は、
ディスクドライブシステムにおける読取ヘッドに損傷を
与える場合もある。初期的に選択された位相が先に進み
過ぎている場合には、それはロータを前方向に回転させ
るが、ロータと初期的位相との間の前方向のステップが
大きすぎて振動を発生させる場合がある。

【００１０】従って、休止状態から全速回転状態へ滑ら
かで且つ高速な遷移を確保するためにスタートアップ即
ち始動前にロータの正確な位置を知得することが望まし
い。多相ＤＣモータをスタート即ち開始させるための幾
つかの従来方法が存在している。アラインアンドゴウと
して知られている方法においては、ロータの位置に拘ら
ずに選択された位相が付勢される。ロータは選択した位
相に向かって移動され既知の開始位置を与えるためにそ
こに保持される。このアプローチの欠点は、ロータが短
い時間期間の間該位相の周りで振動することである。該
振動が散逸すると、選択した位相を駆動することによっ
てロータを前方回転方向へ動作される。このアラインア
ンドゴウ方法は電子的には簡単なものであるが、ロータ
の顕著な逆回転を発生する場合があり且つモータの始動
時間が増加される。このアラインアンドゴウ方法は、更
に、かなりの量のパワーを消費する。

【００１１】別の方法は開ループ位相ステッピング方法
であり、その場合には、位相が増分的に順番に付勢され
てロータを前方方向へ動作させる。各コミュテーション
間の時間期間は大きく且つロータの速度が増加するに従
い次第に減少される。この開ループ位相ステッピング方
法の欠点は、かなりの逆回転を発生する可能性、始動時
間が長いこと、及びかなりの電力散逸があることなどで
ある。ＤＣモータを開始させる第三の方法は誘導検知方
法であり、その場合には、モータの位相が迅速なシーケ
ンスで電圧源へ結合される。各位相において電流がスレ
ッシュホールドに到達するのに必要とされる時間期間が
測定され、且つ最も短い時間期間がロータの位置に最も
近い位相を表わす。この誘導検知方法の欠点は、数百ナ
ノ秒の増分での時間期間の測定が最も短い時間期間で位
相を信頼性をもって検知するために必要とされることで
ある。数百ナノ秒でのクロック信号を発生するためには
高周波数クロックが必要であり且つディスクドライブシ
ステム内に高周波数ノイズを発生させ、そのことは極め
て望ましいことではない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、多相ＤＣモータにおけるロータの回転を開
始させる改良した方法及び装置を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の原理によれば、
スタートアップ即ち始動前に休止状態にある間にロータ
の位置を正確に検知するための方法が提供される。ロー
タは、通常、複数個のコイルを具備しており且つ複数個
のフェーズ即ち位相で動作されるＤＣモータにおいて使
用されるタイプのものである。休止状態において、ロー
タは複数個のフェーズのうちの一つに対してある位置を
有している。多数のトライアル即ち試行の各々に対し、
どの位相がロータの好適な開始位置に対して最も近くに
位置しているかを決定するためのテストが行われる。実
施されるテストは正確な測定を行うものではないので、
該テストは各位相に対して多数回繰返し行われる。好適
には、該テストは奇数回実施される。多数回の試行にお
いてロータの開始位置に最も近いものとして決定された
フェーズ即ち位相がロータの位置に対して最も近い位相
として識別される。

【００１４】好適実施例によれば、ロータの位置は以下
のような態様で決定される。６個の位相の各々に対し
て、該位相において電流が開始され且つスレッシュホー
ルドへ向かって上昇すべく駆動される。該電流がスレッ
シュホールドに到達すると、それは終了される。該電流
がスレッシュホールドへ上昇するのにかかった時間が各
位相に対して測定される。最も短い時間期間を有する位
相のＩＤ即ち識別が格納される。その時間期間が短けれ
ば短いほど、その位相がロータの正しい開始位相位置に
一層近いことになる。奇数回に亘り測定が繰返し行わ
れ、且つ各試行において、最も短い時間期間を有する位
相のＩＤ即ち識別が格納される。最も短い時間期間を有
するものとして多数回の試行において識別された位相が
ロータ開始位置に最も近い位相として選択される。一実
施例によれば、これはロータの回転を開始させるための
電流を受取る最初の位相である。

【００１５】多数回の試行を行うことは、ロータの開始
位置に実際に最も近い位相がロータの位置に最も近い位
相として一貫性をもって選択されることを確保すること
の助けとなる。特定の試行においてある位相が最も近い
ものとして誤って識別される場合には、そのエラーは多
数回の試行に亘って再度繰返される蓋然性はない。多数
回の試行を行うことは、時間期間を測定するために例え
ばマイクロ秒などの比較的大きな時間のインクリメント
即ち増分を使用することを可能とする。各位相における
電流がロータにおいて運動を誘発させるようなレベルに
到達しないように低いスレッシュホールドが選択され
る。従って、ロータの位置は、各位相が電流を受取る場
合に乱されることはない。ある位相における電流がスレ
ッシュホールドに到達し且つその時間期間が測定された
後に、コイルは全て接地されて該コイル内の電流を散逸
させ、ロータが検知期間中に移動することがないことを
確保する。

【００１６】本方法は、ＤＣモータの一貫性があり且つ
信頼性のあるスタートアップ即ち始動を提供する。本方
法は、更に、逆回転を最小とさせ且つモータをスタート
即ち開始するために必要とされる時間を減少させる。本
方法は、更に、最初のゼロ交差点を検知するためのスタ
ートアップ回転における早期に高いＢＥＭＦ信号を発生
させる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例に基づく方法
は、図３Ａ及び３Ｂに示したフローチャートによって表
わされるソフトウエアルーチンに従って図２に示した制
御回路７により実施することが可能である。その中にお
いて、符号Ｘ，Ｙ，Ｚを有する三つの記号は、図３Ａ及
び３Ｂの間の論理的な接続を表わしている。

【００１８】ロータ１を回転させる回路について最初に
説明し、その後に、正しい開始位相を決定する方法につ
いて本発明の原理に基づいて説明する。

【００１９】Ｙ接続型三相ＤＣモータ用の制御回路７を
模式的に図２に示してある。３個のコイル８，９，１０
がセンタータップ１１において共通接続されている。セ
ンタータップ１１はフローティング状態、即ち換言する
と、それは電圧源を含む何れの供給源によっても駆動さ
れることはない。コイル８，９，１０はスタータ上に位
置されており、それは図１に示したものと同様の態様で
ロータを取囲んでおり、この様なロータ及びコイル組立
体は公知である。

【００２０】コイル８，９，１０の各々は一対のＮチャ
ンネルＭＯＳ駆動トランジスタによって駆動され、コイ
ル８，９，１０の各々の一端部はパワー段１２における
高側駆動用トランジスタと低側駆動用トランジスタとの
間に接続されている。コイル８の一端は高側駆動用トラ
ンジスタ１３のソースへ接続すると共に低側駆動用トラ
ンジスタ１４のドレインへ接続している。コイル９の一
端は、同様に、高側駆動用トランジスタ１５のソースへ
接続すると共に低側駆動用トランジスタ１６のドレイン
へ接続している。コイル１０の一端は高側駆動用トラン
ジスタ１８のソースへ接続すると共に低側駆動用トラン
ジスタ２０のドレインへ接続している。高側駆動用トラ
ンジスタ１３，１５，１８の各々は電圧源Ｖ_CCへ結合さ
れているドレインを有しており、且つ低側駆動用トラン
ジスタ１４，１６，２０の各々は検知抵抗２２の第一端
部へ接続しているソースを有している。検知抵抗２２の
第二端部は接地へ結合している。検知抵抗２２の低側駆
動用トランジスタ１４，１６，２０の各々のソースへの
接続は、コイル８，９，１０を介して流れる電流が接地
へ到達する前に検知抵抗２２を介して通過することを確
保している。検知抵抗２２を横断しての電圧降下はコイ
ル８，９，１０における電流の目安である。パワー段１
２における高側及び低側駆動用トランジスタ１３，１
４，１５，１６，１８，２０の各々は、一組の制御信号
２４，２６，２８，３０，３２，３４のうちの一つによ
って駆動されるゲートを有している。高側駆動用トラン
ジスタ１３のゲートは制御信号２４によって駆動され
る。低側駆動用トランジスタ１４のゲートは制御信号２
６によって駆動される。高側駆動用トランジスタ１５の
ゲートは制御信号２８によって駆動され、且つ低側駆動
用トランジスタ１６のゲートは制御信号３０によって駆
動される。高側駆動用トランジスタ１８のゲートは制御
信号３２によって駆動され、且つ低側駆動用トランジス
タ２０のゲートは制御信号３４によって駆動される。高
側及び低側駆動用トランジスタ１３，１４，１５，１
６，１８，２０のゲートは、それぞれ、コイル８，９，
１０における電流を制御するために、制御信号２４，２
６，２８，３０，３２，３４によって選択的に高電圧が
供給される。駆動用トランジスタのうちの一つのゲート
が高電圧制御信号が供給されると、該駆動用トランジス
タは導通状態とされ且つモータにおける電流経路の一部
となる。逆に、駆動用トランジスタのうちの一つのゲー
トが低電圧制御信号が供給されると、それは非導通状態
とされ且つもはや該電流経路の一部ではない。例えば、
代表的な位相において、電流が電圧供給源Ｖ_CCから高側
駆動用トランジスタ１３、コイル８、センタータップ１
１、コイル９を介し、次いで低側駆動用トランジスタ１
６及び検知抵抗２２を介して接地へ流れる。この特定の
位相は他の四つの制御信号２６，２８，３２，３４に低
電圧を供給しながら、制御信号２４及び３０に高電圧を
供給して駆動用トランジスタ１３及び１６を導通状態と
させることによって選択される。高電圧制御信号のうち
の一つを低電圧とさせ且つ同時的に低電圧制御信号のう
ちの一つを高電圧へ駆動することによって、コミュテー
ション即ち転流が実施される。

【００２１】三相ＤＣモータの動作はマイクロコントロ
ーラ４０によって制御される。マイクロコントローラ４
０はロータの運動、位相の選択、及びモータに対するス
タートアップ動作を支配する。

【００２２】ロータは検知抵抗２２を横断しての電圧降
下から決定されるコイル８，９，１０における駆動電流
に比例した速度で回転する。検知抵抗２２の第一端部は
オペアンプ４２の非反転入力端へ接続している。抵抗４
４がオペアンプ４２の反転入力端と接地との間に接続さ
れており、且つ抵抗４６がオペアンプ４２の反転入力端
と出力端との間に接続されている。オペアンプ４２の出
力端は比較器４８の非反転入力端へ接続している。マイ
クロコントローラ４０はポート５０から比較器４８の反
転入力端へ速度制御信号を供給し、且つ比較器４８の出
力端はマイクロコントローラ４０のポート５２へ接続し
ている。検知抵抗２２の第一端部からの電圧はオペアン
プ４２と抵抗４４及び４６との結合によって増幅され、
且つその増幅された電圧は比較器４８の非反転入力端へ
印加される。その増幅された電圧は比較器４８によって
速度制御信号と比較され、且つ比較器４８の出力はポー
ト５２へ供給され、それはロータの速度が速度制御信号
によって表わされる速度を超える場合に、低電圧から高
電圧へ遷移する。

【００２３】マイクロコントローラ４０はシリアルイン
ターフェース５４，シーケンサ５６，プレドライバ回路
５８を介してコイル８，９，１０における駆動電流を制
御する。マイクロコントローラ４０は、ポート６０から
シリアルインターフェース５４へデータを供給し、且つ
シリアルインターフェース５４はデータに基づいて信号
を発生し且つ該信号をシーケンサ５６へ供給する。シー
ケンサ５６は一組の８ビットレジスタを有しており、各
レジスタは駆動用トランジスタ１３，１４，１５，１
６，１８，２０を導通状態又は非導通状態の何れかとさ
せるためにプレドライバ回路５８へ指示を与えるための
情報を保持している。シーケンサ５６におけるレジスタ
のうちの少なくとも６個が、それぞれ、６個の位相の各
々を選択するための情報を有しており、且つ付加的なレ
ジスタがコイル８，９，１０を種々の状態とさせるため
の情報を有している。例えば、該レジスタのうちの一つ
は駆動用トランジスタ１３，１４，１５，１６，１８，
２０を非導通状態とさせてコイル８，９，１０をトライ
ステート状態とさせるための情報を有している。別のレ
ジスタは、高側駆動用トランジスタ１３，１５，１８を
非導通状態とさせ且つ低側駆動用トランジスタ１４，１
６，２０を導通状態とさせてコイル８，９，１０を検知
抵抗２２を介して接地させロータに制動をかけさせるた
めの情報を有している。シリアルインターフェース５４
によって発生された信号は、プレドライバ回路５８に対
して選択したレジスタ内の情報を供給するシーケンサ５
６内のレジスタを選択するために設けられている。プレ
ドライバ回路５８は、選択されたレジスタ内の情報に基
づいて、制御信号２４，２６，２８，３０，３２，３４
を発生させる。制御信号２４，２６，２８，３０，３
２，３４は、コイル８，９，１０における電流を制御す
るために、パワー段１２及び駆動用トランジスタ１３，
１４，１５，１６，１８，２０へ供給される。

【００２４】本発明の別の実施例においては、シーケン
サ５６が６個のフリップフロップからなるリングから形
成されており、各フリップフロップは駆動用トランジス
タ１３，１４，１５，１６，１８，２０のうちの一つに
対応している。

【００２５】比較器４８の出力端はプレドライバ回路５
８のイネーブル用入力端へ接続している。プレドライバ
回路５８は、比較器の出力端が低電圧にある場合に、制
御信号２４，２６，２８，３０，３２，３４を供給する
ためにイネーブル即ち動作可能状態とされる。ロータの
速度が速度制御信号によって表わされる速度を超える場
合には、比較器４８の出力は高電圧へ遷移し、そのこと
はプレドライバ回路５８をディスエーブル即ち動作不能
状態とさせる。ディスエーブルされたプレドライバ回路
５８は駆動用トランジスタ１３，１４，１５，１６，１
８，２０の全てを非導通状態とさせ、コイル８，９，１
０をトライステート状態とさせる。トライステート状態
とされたコイル８，９，１０における電流は散逸し、そ
のことは検知抵抗２２の第一端部上の電圧を低下させ、
比較器４８の出力を低電圧へ復帰させる。該電流が散逸
された後に、プレドライバ回路５８をイネーブルさせて
制御信号２４，２６，２８，３０，３２，３４を供給す
る。

【００２６】三相ＤＣモータは、バイポーラモードで動
作させることが可能であり、その場合には、コイル８，
９，１０は複数個のフェーズからなるシーケンスに従っ
て電流を受取り、各フェーズは、３番目のコイルをフロ
ーティング状態のままとして、三つのコイルのうちの二
つのコイルによる電流経路によって画定される。第一フ
ェーズは上に説明したが、その場合に、駆動用トランジ
スタ１３及び１６が導通状態とされて、コイル８及び９
を介して電流経路を発生させている。６個の交互の位相
がＹ形態のコイルに対して使用可能であり、且つこれら
６個の位相はロータの回転をスタート即ち開始させ且つ
維持するためのシーケンスにおいてコミュテーション点
において選択される。これらの位相のシーケンスは、各
コミュテーションが発生すると、電流経路内のコイルの
うちの一つがフローティング状態へスイッチされ、且つ
前にフローティングしていたコイルが電流経路内にスイ
ッチされるように配列されている。更に、該シーケンス
は、フローティングコイルが電流経路内へスイッチされ
る場合に、前に導通状態にあったコイルにおけるのと同
一の方向に新たに導通状態となったコイル内を電流が流
れるように導通状態にあるコイルのうちの一つを置換さ
せる。例えば、高側駆動用トランジスタ１３を介してコ
イル８へ電流が流れており且つコイル８がコイル９によ
って置換される場合には、電流は高側駆動用トランジス
タ１５からコイル９へ流れる。

【００２７】ロータの一つの全回転は完全な電気的サイ
クルを表わしており、その場合に、ロータは６個の位相
からなる全シーケンスによって駆動される。これら６個
の位相を表Ａに示してある。

【００２８】表Ａ位相コイルからの電流の流れコイルへフローティングコイル１８９１０２８１０９３９１０８４９８１０５１０８９６１０９８位相１において、電流はコイル８からコイル９へ流れ且
つコイル１０はフローティング状態にある。位相２にお
いて、電流はコイル８からコイル１０へ流れ且つコイル
９はフローティング状態にある。位相１においてコイル
８を介して流れる電流は、更に、位相２においてコイル
８内を流れ、一方フローティングコイルはコイル１０か
らコイル９へスイッチされる。これらの位相のうちの残
部は表Ａに従って同様に動作する。

【００２９】三相ＤＣモータの回転が終了されると、ロ
ータは制動動作において休止位置とされる。該ロータは
以下の態様でブレーキング即ち制動される。制御信号２
４，２８，３２がプレドライバ回路５８によって低電圧
状態とされ、高側駆動用トランジスタ１３，１５，１８
を非導通状態とさせて、コイル８，９，１０を電圧供給
源Ｖ_CCから分離させる。プレドライバ回路５８は、更
に、制御信号２６，３０，３４に高電圧を与え、低側駆
動用トランジスタ１４，１６，２０を導通状態とさせて
コイル８，９，１０のうちの各々を検知抵抗２２を介し
て接地へ結合させる。制動動作の後のロータの休止位置
は未知であるが、ロータは位相のうちの一つの近くに休
止することとなる自然の傾向を有している。

【００３０】三相ＤＣモータを動作させる多数の方法が
公知であり、そのうちの幾つかの例は米国特許第５，２
２１，８８１号、第５，２９４，８７７号、第５，３０
６，９８８号、第５，３１７，２４３号に記載されてお
り、それらを引用によって本明細書に取込む。別の実施
例においては、三相ＤＣモータは６個の位相ではなく３
個の位相からなるシーケンスで動作させることが可能で
ある。

【００３１】図２，３Ａ，３Ｂを参照して本発明を説明
すると、ソフトウエアルーチンに従って、マイクロコン
トローラ４０は基準電圧及びバイアス電流を設定するこ
とによってステップ７０において制御回路７におけるハ
ードウエアを初期化させる。マイクロコントローラ４０
は、更に、ポート５０からスレッシュホールド電圧レベ
ルを出力する。該スレッシュホールド電圧は比較器４８
への入力として供給され、比較器４８への他方の入力は
増幅器４２を介して供給される電流検知抵抗２２上の電
圧からのものである。比較器４８の出力は、選択された
位相における電流がマイクロコントローラ４０によって
設定されているスレッシュホールドを超える場合に低電
圧から高電圧へ遷移する。上述したように、このスレッ
シュホールドは、各位相に電流が供給される場合にロー
タにおける運動を発生しないように充分低いものに選択
されている。

【００３２】マイクロコントローラ４０は、ステップ７
２において、変数ＰＨＡＳＥを１へ設定し且つ変数ＴＲ
ＩＡＬを１へ設定する。変数ＰＨＡＳＥはどの位相に電
流が供給されるべきかを表わす。変数ＴＲＩＡＬはどの
トライアル即ち試行が実行されるべきかを表わす。マイ
クロコントローラ４０はステップ７４において初期的時
間期間をメモリ内に格納する。一方、マイクロコンピュ
ータはこの段階においてメモリ内に何も格納せず、次い
で初期的時間期間として第一の測定した時間期間を格納
することが可能である。格納した時間期間は次のステッ
プにおいて測定された時間期間と比較される。

【００３３】次いで、マイクロコントローラ４０は、ど
の位相がロータの適切な開始位置に対して最も近くに位
置しているかを決定するために各試行に対して一連のス
テップ７６−９８を実行する。ステップ７６において
は、マイクロコントローラ４０は変数ＰＨＡＳＥに対応
する位相を選択し且つポート６０からシリアルインター
フェース５４へデータを供給してシーケンサ５６及びプ
レドライバ回路５８に対して選択した位相において電流
を開始させることを指示する。マイクロコントローラ４
０は、更に、ステップ７６においてカウンタを開始させ
る。ステップ７８において、マイクロコントローラ４０
は、選択した位相における電流がスレッシュホールドを
超える場合である比較器４８の出力が高電圧へ遷移する
まで、ポート５２へ供給される比較器４８の出力をモニ
タする。本明細書の他の箇所において記載したように、
プレドライバ回路５８は、比較器４８の出力が高電圧へ
遷移し、従ってコイル８，９，１０がトライステート状
態となる場合にディスエーブルされる。マイクロコント
ローラ４０は、該スレッシュホールドを超えた後にステ
ップ８０においてカウンタを読取り、且つ選択した位相
における電流の開始と該電流がスレッシュホールドを超
えた時刻との間の経過時間を決定する。マイクロコント
ローラ４０は、該電流が最大時間限界内において該スレ
ッシュホールドを超えたか否かをステップ８２において
判別する。

【００３４】該電流が最大時間限界内において該スレッ
シュホールドを超えたものではない場合には、該スレッ
シュホールドは高すぎ且つ過剰な量の電流がコイル８，
９，１０によって引出されている。マイクロコントロー
ラ４０は、ステップ８４において、該スレッシュホール
ドを減少させ且つコイル８，９，１０を接地させること
によってロータにブレーキ即ち制動をかける。該テスト
シーケンスを再度実行し、ステップ７２へ復帰する。

【００３５】一実施例においては、制動をかけるステッ
プは実施しない。ロータに制動をかけるステップはかな
りの時間がかかる場合があり且つ一実施例によれば本方
法の性能に対して必要なものではない。ステップ７８に
おいてスレッシュホールドに到達した後にプレドライバ
回路５８によってコイル８，９，１０がトライステート
状態とされる場合に充分な量の電流が散逸される。マイ
クロコントローラ４０は、ステップ７２へ復帰して変数
ＰＨＡＳＥ及びＴＲＩＡＬを１へ設定し且つステップ７
４乃至８２を繰返す。該スレッシュホールドへ到達すべ
き最大時間限界及び該スレッシュホールドの値は、選択
された位相における電流がロータに運動を誘発させるこ
とがないように選択される。選択した時間期間内におい
て該スレッシュホールドに到達しない場合には、該スレ
ッシュホールドを減少させ且つテストを繰返し行う。こ
のことは、電流が該時間限界内において該スレッシュホ
ールドに到達する値となるまで継続して行われる。本発
明の一実施例においては、最大時間限界は１ミリ秒へ選
択される。

【００３６】選択した位相へ供給される電流が最大時間
限界内においてスレッシュホールドに到達すると、マイ
クロコントローラ４０はステップ８０においてカウンタ
を読取ることによって決定される時間期間を格納されて
いる時間期間と比較する。格納されている時間期間は、
ステップ７４において格納された初期的時間期間か又は
前の位相に対して格納された時間期間の何れかとするこ
とが可能である。マイクロコントローラ４０はステップ
８６において選択した位相に対する時間期間が格納され
ている時間期間より小さいか否かを判別し、その場合に
は、選択した位相に対する時間期間がメモリ内に格納さ
れ、格納されている時間期間はステップ８８において廃
棄される。変数ＰＨＡＳＥもステップ８８においてマイ
クロコントローラ４０によってメモリ内に格納される。
選択された位相に対する時間期間が格納されている時間
期間より大きいか又は等しい場合には、格納されている
時間期間がマイクロコントローラ４０によって維持され
且つ選択された位相に対する時間期間が廃棄される。ス
テップ９０において、マイクロコントローラ４０はロー
タに制動をかける。再度、本発明による方法の性能のた
めにはブレーキング即ち制動をかける手順は必要なもの
ではない。

【００３７】マイクロコントローラ４０はステップ９２
において変数ＰＨＡＳＥが時間期間が６個の位相の各々
に対して測定されたことを表わす数字６に到達したか否
かを判別する。変数ＰＨＡＳＥが６未満である場合に
は、マイクロコントローラ４０はステップ９４において
変数ＰＨＡＳＥを１だけインクリメントさせ且つステッ
プ７６へ復帰してインクリメントさせた変数ＰＨＡＳＥ
によって識別される位相に対して電流を供給し且つカウ
ンタを再度開始させる。次いで、マイクロコントローラ
４０はインクリメントさせた変数ＰＨＡＳＥによって識
別される位相に対してステップ７８−８４を完了させる
べく進行する。ステップ８６において、マイクロコント
ローラ４０は最も最近に測定した時間期間を格納されて
いる時間期間と比較する。最も最近に測定されている時
間期間がこれら二つのうちで短いほうのものである場合
には、それはステップ８８において変数ＰＨＡＳＥと共
にメモリ内に格納され、且つマイクロコントローラ４０
はステップ９０においてモータに制動をかける。

【００３８】変数ＰＨＡＳＥが数字６に到達し、変数Ｔ
ＲＩＡＬによって識別される特定のトライアル即ち試行
において６個の位相の各々に対して時間期間が測定され
たことを表わす場合には、マイクロコントローラ４０は
該試行においてロータの位置に最も近いものとして識別
された位相を表わすメモリ内に格納されている変数ＰＨ
ＡＳＥを検索し且つステップ９６においてメモリ内の異
なる位置において変数ＰＨＡＳＥのＩＤ即ち識別を維持
する。ステップ９８において、マイクロコントローラ４
０は変数ＴＲＩＡＬが数字５に到達したか否かを判別す
る。変数ＴＲＩＡＬが５未満である場合には、マイクロ
コントローラ４０は変数ＴＲＩＡＬを１だけインクリメ
ントさせ且つ変数ＰＨＡＳＥをステップ１００において
１へ設定し、且つステップ７４へ復帰して初期的時間期
間をメモリ内に格納する。メモリは、オンボードＲＡ
Ｍ、レジスタ、ディスクドライバなどの任意の許容可能
なメモリとすることが可能である。次いで、マイクロコ
ントローラ４０は新たな試行に対してステップ７６−９
８を繰返す。

【００３９】図３Ａ及び３Ｂに示した本発明の実施例に
おいては、全部で５回の試行を実行する。試行の総数は
任意の奇数とすることが可能であり且つ開始位相の誤っ
た選択の蓋然性は試行回数が増加されるに従い減少す
る。しかしながら、各付加的な試行はモータを開始させ
るために必要な時間期間を長くさせる。５回の試行の選
択は、ロータの位置を検知するために必要な時間の量を
最小とする一方本方法の精度を最大とさせる。一実施例
においては、１又は３の試行のみが使用され、一方他の
実施例においては、７又はそれ以上の試行が使用され
る。別の実施例においては、偶数回の試行を実施するこ
とが可能であるが、この場合には二つの位相が同点とな
る可能性があり、その場合には何らかの同点決勝方法を
採用することにより、開始位相を選択させることが可能
である。

【００４０】５回の試行が行われる場合には、変数ＴＲ
ＩＡＬは５の値を有し且つ各々が該試行のうちの一つに
おいてロータの位置に対して最も近いものとして選択さ
れている五つの位相のＩＤ即ち識別をメモリ内に格納す
る。最も頻繁に選択された位相がロータの位置に最も近
い位相としてステップ１０２においてマイクロコントロ
ーラ４０によってメモリ内に格納される。

【００４１】第一実施例によれば、次いで、以下のステ
ップに従ってモータが開始される。マイクロコントロー
ラ４０はステップ１０４においてスレッシュホールドを
動作レベルへ上昇させ、従って、ポート５０から供給さ
れる速度制御信号の値を増加させてロータを所望の速度
で回転させるためにコイル内に充分な電流が流れること
を許容する。マイクロコントローラ４０はステップ１０
６においてダブルインクリメント開始手順を実施し、そ
の場合に、ステップ１０２において選択された開始用の
位相に電流が供給され、且つ、引続くコミュテーション
点において、該開始用位相の先の第二位相に電流が供給
される。一実施例においては、該開始用位相のすぐ前の
位相が第二位相を優先させるためにスキップされ、当該
技術分野において公知の所謂ダブルインクリメント開始
手順を実行する。ロータは前方方向へ回転を開始し且つ
ＢＥＭＦ信号がフローティングコイル内において発生さ
れる。最初のゼロ交差がステップ１０８においてマイク
ロコントローラ４０によって検知され、そのことは、そ
の後においてモータをバイポーラモードで動作させる。

【００４２】一実施例によれば、マイクロコントローラ
４０が外部入力から又は内部ソフトウエアからスタート
アップコマンドを受取ると、スタートアップ即ち始動の
直前においてロータの位置が決定される。

【００４３】本発明の第二実施例によれば、ロータが停
止した後で且つ次の開始信号を待機している間において
ロータの位置を決定する本方法が回転期間の終了時に実
施される。特に、公知の如く、ハードディスクドライブ
におけるロータはコンピュータのスタートアップ即ち始
動時において数分間初期的に回転する場合がある。ハー
ドディスクドライブからのデータの読取りが完了する
と、コンピュータが未だに動作中であっても、モータが
シャットダウンされ且つ回転が停止される。このことは
電力節約モード又はその他の動作モードにおいて頻繁に
発生する。ロータが今や静止状態であったとしても、コ
ンピュータはオンであり且つディスクドライブが近い将
来に使用されることが予測される。その時においてはロ
ータの回転を開始させることが必要となる。本発明によ
れば、開始信号が供給される前に、ロータが休止状態に
ある間にロータの位置及び所望の開始位相が決定され
る。このことは、ロータが休止状態となった直後又は選
択した時間の経過後であるがスタートアップ信号が発生
される前のある時間の後において行うことが可能であ
る。この休止期間中においては時間は臨界的なものでは
ないので、開始位相を決定するための試行は比較的長い
時間期間に亘り又は所望により多数回の試行を使用する
ことによって実行することが可能である。試行の回数
は、例えば、１５又は２５又はそれ以上とすることが可
能である。開始位置に対して最も近い位相を選択するた
めにスタンダードの統計的解析を実行することが可能で
ある。正確なロータ位置をより確かなものとするために
充分な回数の試行を実行することが可能である。次い
で、この位相を格納し且つロータが移動しないようにロ
ータを制動させた位置に保持する。スタートアップ信号
が外部からか又はマイクロコントローラ４０内に格納さ
れているような場合にはプログラムソフトウエアから来
ると、本プログラムはメモリをチェックしてロータの位
置、従って適切な開始位相を決定する。コイルへ送られ
る第一電流は適切な位相に対する開始回転電流である。
回転がすぐに開始し、この場合には適切なスタートアッ
プ位相が前もって識別されており且つ格納されているの
で何らテストを行うことはない。従って、適切な位相で
の非常に高速なスタートアップ即ち始動が可能である。
スタートアップ時に、ロータは逆回転又は振動を発生す
ることはない。なぜならば、適切な最初の位相が前もっ
て格納されており且つロータは最後の測定時以来静止状
態にあるからである。

【００４４】更に別の実施例によれば、ソフトウエアが
例えばソフトウエアタイミング制御の下で実施すること
が可能であるようなスタートアップ信号を予測すること
が可能である場合には、時間を節約するが未だに適切な
最初の位相でロータが回転することを確保した状態でス
タートアップ信号近くで且つその前にテストを実行する
ことが可能である。

【００４５】ロータの位置を決定するためのテストは、
マイクロコントローラ４０に対して便利である時間にお
いて行うことが可能であり、例えばそれがアイドル状態
にある場合か又はスタートアップ前のその他の時間など
である。

【００４６】一実施例においては、制動動作を完了した
後に多数回の試行を使用してテストを実施する。スター
トさせるための信号が与えられると、各位相を一度テス
トすることによって単一のチェック試行を行うことが可
能である。最も短い位相を識別することが可能である。
この位相が格納されている位相と同一である場合には、
ロータが実際に静止状態にあり且つスタートアップ即ち
始動を開始することが可能であることの良好な確証が存
在する。これは、又、高速のスタートアップルーチンで
ある。異なる位相がこの単一の試行において最も近いも
のとして識別される場合には、複数回の試行において各
位相をチェックする完全なテストを前述したようにして
開始させることが可能である。

【００４７】本発明の別の実施例に基づくＹ接続型三相
ＤＣモータ用の制御回路１２０を図４に示してある。図
４に示した制御回路１２０は、図２に示した制御回路７
における対応する要素と同様の幾つかの要素を包含して
おり、且つ制御回路７及び１２０の両方に対して共通の
要素には同一の参照番号が付してある。

【００４８】３個のコイル８，９，１０がセンタータッ
プ１１において共通接続されており且つパワーステージ
１２から電流を受取る。コイル８の一端は高側駆動用ト
ランジスタ１３のソースへ接続しており且つ低側駆動用
トランジスタ１４のドレインへ接続している。コイル９
の一端は高側駆動用トランジスタ１５のソース及び低側
駆動用トランジスタ１６のドレインへ接続している。コ
イル１０の一端は高側駆動用トランジスタ１８のソース
及び低側駆動用トランジスタ２０のドレインへ接続して
いる。駆動用トランジスタ１３，１４，１５，１６，１
８，２０の各々は、ゲートとドレインとソースとを有し
ている。高側駆動用トランジスタ１３，１５，１８のド
レインは電圧源Ｖ_CCへ接続しており且つ低側駆動用トラ
ンジスタ１４，１６，２０の各々のソースは検知抵抗２
２の第一端部へ接続している。検知抵抗２２の第二端部
は接地へ接続している。駆動用トランジスタ１３，１
４，１５，１６，１８，２０の各々は複数個の制御信号
２４，２６，２８，３０，３２，３４のうちのそれぞれ
の一つによって制御される。

【００４９】検知抵抗２２の第一端部はオペアンプ４２
の非反転入力端へ接続している。オペアンプ４２の反転
入力端は抵抗４４の第一端部及び抵抗４６の第一端部へ
接続している。抵抗４４の第二端部は接地へ接続してお
り、且つ抵抗４６の第二端部はオペアンプ４２の出力端
へ接続している。オペアンプ４２の出力端は比較器４８
の非反転入力端へ接続している。

【００５０】制御回路１２０はシリアルインターフェー
ス５４と、シーケンサ５６と、プレドライバ回路５８と
を有している。シーケンサ５６は一組の８ビットレジス
タを有しており、各レジスタは、制御回路７に関して説
明したシーケンサ５６と同様の態様で、駆動トランジス
タ１３，１４，１５，１６，１８，２０を導通状態か又
は非導通状態の何れかとさせるためにプレドライバ回路
５８に指示を与えるための情報を保持する。シーケンサ
５６におけるレジスタが選択され且つその情報がプレド
ライバ回路５８へ供給され、プレドライバ回路５８はそ
の情報を、プレドライバ回路５８が駆動用トランジスタ
１３，１４，１５，１６，１８，２０へ供給する制御信
号２４，２６，２８，３０，３２，３４に対する情報へ
変換する。制御信号２４，２６，２８，３０，３２，３
４は、図２に示した制御回路７に関して説明したのと同
一の態様で、コイル８，９，１０における電流を制御す
るために駆動トランジスタ１３，１４，１５，１６，１
８，２０のうちの何れを導通状態又は非導通状態とさせ
るべきかの指示を与える。

【００５１】本発明の別の実施例においては、シーケン
サ５６が、６個のフリップフロップからなるリングから
構成されており、各フリップフロップは駆動用トランジ
スタ１３，１４，１５，１６，１８又は２０のうちの一
つに対応している。

【００５２】制御回路１２０は、更に、図３Ａ及び３Ｂ
に示したソフトウエアルーチンのステップを実施する幾
つかのハードウエア要素を有している。マイクロコント
ローラ（不図示）はライン１２４上にプログラマブル即
ちプログラム可能なブロック１２２に信号を供給し、且
つプログラマブルブロック１２２は比較器４８の反転入
力端へ供給されるマイクロプロセサからの信号に基づい
て速度制御信号を発生する。カウンタ１２６は比較器４
８の出力を受取るべく接続されている。カウンタ１２６
は、比較器４８の出力が低電圧である場合にイネーブル
され、且つ比較器４８の出力が高電圧へ遷移する場合に
ディスエーブルされる。カウンタ１２６はクロック１２
８からクロック信号を受取る。比較器４８の出力は、更
に、プレドライバ回路５８へ供給され、プレドライバ回
路５８は、比較器４８の出力が低電圧である場合にイネ
ーブルされる。比較器４８の出力が高電圧へ遷移する
と、プレドライバ回路５８はディスエーブルされ、且つ
駆動用トランジスタ１３，１４，１５，１６，１８，２
０の各々は非導通状態とされ、従ってコイル８，９，１
０はトライステート状態とされる。比較器４８の出力が
低電圧へ遷移すると、プレドライバ回路５８がイネーブ
ルされて制御信号２４，２６，２８，３０，３２，３４
を供給する。

【００５３】カウンタ１２６及びプレドライバ回路５８
の両方は、ライン１３０上にマイクロコントローラによ
って発生されるスタート（開始）信号を受取る。該開始
信号は、制御回路１２０に対して、ロータの駆動回転を
開始することの指示を与える。カウンタ１２６は、カウ
ントがレジスタ１３２と通信する論理回路１３４によっ
てアクセスすることが可能であるように、カウンタ１２
６によって発生されるカウントを受取るメモリレジスタ
１３２からなるブロックへ接続されている出力端を有し
ている。レジスタ１３２は、更に、論理回路１３４によ
って使用可能な付加的なメモリレジスタを有している。

【００５４】論理回路１３４は、比較器４８の出力を受
取るべく接続されており、且つカウンタ１２６に対して
カウント動作を開始するための指示を与えるためにカウ
ンタ１２６へ接続している出力端を有している。論理回
路１３４は、更に、シーケンサ５６及びシリアルインタ
ーフェース５４へ信号を供給すべく結合されている出力
端を有している。論理回路１３４は、プレドライバ回路
５８へ供給される情報を包含しているシーケンサ５６内
のレジスタを選択するためにシーケンサ５６に対して信
号を供給する。論理回路１３４からの信号は、更に、シ
リアルインターフェース５４へ供給され、従ってそれは
マイクロコントローラによってアクセスすることが可能
である。

【００５５】制御回路１２０は、以下の態様で図３Ａ及
び３Ｂに示したソフトウエアルーチンを実行する。マイ
クロコントローラは、ライン１３０上に開始信号を供給
して、ロータが開始すべきであることを制御回路１２０
へ示す。この開始信号に応答して、論理回路１３４は、
ステップ７０において制御回路１２０において適宜の基
準電圧及びバイアス電流を設定することによってハード
ウエアを初期化させる。論理回路１３４は、更に、ステ
ップ７０においてスレッシュホールドを選択し、次いで
変数ＰＨＡＳＥを１へ設定し且つ変数ＴＲＩＡＬをステ
ップ１７２において１に設定する。ステップ７４におい
て、論理回路１３４は初期的時間期間を格納する。ステ
ップ７６において、論理回路１３４はプレドライバ回路
５８に対して、シーケンサ５６を介して制御信号２４，
２６，２８，３０，３２，３４を発生させて変数ＰＨＡ
ＳＥによって選択した位相においてコイル８，９，１０
へ電流を供給することの指示を与える。論理回路１３４
は、更に、ステップ７６においてカウンタ１２６を開始
させる。検知抵抗２２の第一端部における電圧が、増幅
器４２の出力が速度制御信号よりも大きくなり、それに
よって比較器４８の出力が高電圧から低電圧へ遷移する
レベルに到達するまで、電流は選択された位相において
増加する。この点において、カウンタ１２６はディスエ
ーブルされ且つレジスタ１３２へ供給されたカウントは
選択された位相における電流の開始と選択された位相に
おける電流がスレッシュホールドに到達した時点との間
の時間期間に対応する。比較器４８の出力端においての
低電圧から高電圧の遷移は、更に、プレドライバ回路５
８をディスエーブルさせ、そのことは駆動用トランジス
タ１３，１４，１５，１６，１８，２０を非導通状態と
させてコイル８，９，１０をトライステート状態とさせ
る。その結果、コイル８，９，１０における電流は散逸
する。

【００５６】ステップ７８及び８０において、論理回路
１３４は比較器４８の出力を受取り且つ比較器４８の出
力が低電圧から高電圧へ遷移する場合にカウンタ１２６
によってレジスタ１３２へ供給されるカウントを読取
る。

【００５７】ステップ８２において、論理回路１３４
は、レジスタ１３２におけるカウントによって示される
時間期間を最大時間限界と比較する。その時間期間が最
大時間限界を超えている場合には、論理回路１３４はス
テップ８４においてスレッシュホールドを低下させ、且
つ信号をシーケンサ５６へ送給してプレドライバ回路５
８に対してモータに制動をかけることを指示するレジス
タを選択する。再度、上述したように、モータに制動を
かけるステップは本発明に従って必要なものではない。
次いで、論理回路１３４は、ステップ７２において、変
数ＰＨＡＳＥを１へ設定し且つ変数ＴＲＩＡＬを１へ設
定し、且つより低いスレッシュホールドでステップ７４
乃至８２を繰返す。

【００５８】選択された位相へ供給された電流が最大時
間限界内においてスレッシュホールドに到達すると、論
理回路１３４は該選択された位相に対する時間期間をス
テップ８６においてレジスタ１３２内に位置されている
格納されている時間期間と比較する。格納されている時
間期間は、ステップ７４において格納された初期的時間
期間であるか又は前の位相に対して格納された時間期間
の何れかとすることが可能である。論理回路１３４は、
ステップ８６において、該選択された位相に対する時間
期間が格納されている時間期間よりも短いか否かを判別
し、その場合に、選択された位相に対する時間期間及び
変数ＰＨＡＳＥがレジスタ１３２内に格納され且つ格納
されている時間期間はステップ８８において廃棄され
る。論理回路１３４が、該時間期間が格納されている時
間期間より大きいか又は等しいものであることを判別す
る場合には、格納されている時間期間はレジスタ１３２
内に維持される。次いで、論理回路１３４はシーケンサ
５６へ信号を供給してステップ９０においてプレドライ
バ回路５８をしてロータに制動をかけることを指示する
情報を包含しているレジスタを選択する。上述したよう
に、ロータに制動をかけるステップは本発明の性能のた
めには必ずしも必要なものではない。

【００５９】論理回路１３４は、ステップ９２におい
て、変数ＰＨＡＳＥが、６個の位相の各々に対して時間
期間を測定したことを表わす数字６に到達したか否かを
判別する。変数ＰＨＡＳＥが６未満である場合には、論
理回路１３４は変数ＰＨＡＳＥをステップ９４において
１だけインクリメントさせ且つステップ７６へ復帰して
シーケンサ５６及びプレドライバ回路５８に対してイン
クリメントさせた変数ＰＨＡＳＥに基づく位相に対して
電流を供給し且つカウンタを再開始することの指示を与
える。次いで、論理回路１３４はインクリメントさせた
変数ＰＨＡＳＥによって識別された位相に対してステッ
プ７８乃至８４を完了すべく進行する。ステップ８６に
おいて、論理回路１３４は、最も最近に測定した時間期
間をレジスタ１３２内に格納されている時間期間と比較
する。最も最近に測定した時間期間がこれら二つのうち
で小さいほうのものである場合には、それは、ステップ
８８において変数ＰＨＡＳＥと共にレジスタ１３２内に
格納され、且つ論理回路１３４はステップ９０において
ロータに制動をかけるための信号を供給する。

【００６０】変数ＰＨＡＳＥが数字６に到達すると、論
理回路１３４はレジスタ内に格納されている変数ＰＨＡ
ＳＥを検索し、それは識別された位相が変数ＴＲＩＡＬ
によって識別された試行におけるロータの位置に対して
最も近いものであることを表わし且つステップ９６にお
いてレジスタ１３２内における異なる位置に変数ＰＨＡ
ＳＥを維持する。次いで、論理回路１３４は、変数ＴＲ
ＩＡＬがステップ９８において数字５に到達したか否か
を判別する。変数ＴＲＩＡＬが５未満である場合には、
論理回路１３４はステップ１００において変数ＴＲＩＡ
Ｌを１だけインクリメントさせ且つ変数ＰＨＡＳＥを１
に設定し、且つステップ７４へ復帰してレジスタ１３２
内に初期的時間期間を格納する。次いで、論理回路１３
４は、インクリメントさせた変数ＴＲＩＡＬに基づく新
たな試行に対してステップ７６乃至９８を繰返す。

【００６１】変数ＴＲＩＡＬが５の値に到達すると、各
々が試行の一つにおいてロータの位置に最も近いものと
して選択されている５個の位相のＩＤ即ち識別がレジス
タ１３２内に格納される。ステップ１０２において、最
も頻繁に選択された位相がロータの位置に対して最も近
い位相として論理回路１３４によってレジスタ１３２に
おける新たな位置に格納される。次いで、論理回路１３
４はシーケンサ５６へ信号を供給し、ロータの位置に対
して最も近いものとして選択された位相に対応するシー
ケンサにおけるレジスタを選択し、且つ選択されたレジ
スタにおける情報がプレドライバ回路５８へ供給され
る。次いで、マイクロコントローラはロータの回転を開
始するための制御を司る。マイクロコントローラは、ラ
イン１３０上に供給された開始信号を終了させ、且つス
テップ１０４において、ライン１２４上に供給された信
号を上昇させてプログラマブルブロック１２２によって
発生される速度制御信号を上昇させ、ロータにおいて回
転を誘起させるためにコイル内に充分の電流が流れるこ
とを可能とする。次いで、マイクロコントローラはシリ
アルインターフェース５４へ信号を供給してシーケンサ
５６及びプレドライバ回路５８が論理回路１３４によっ
て選択されたレジスタに基づいてコイルへ電流を供給さ
せる。次いで、電流がロータの位置に対して最も近いも
のとして選択された位相へ供給される。ステップ１０６
において、後のコミュテーション点において、マイクロ
コントローラはロータの位置に最も近い位相より先の２
番目の位相へ電流を供給するようにシリアルインターフ
ェース５４に対して信号を供給することによりダブルイ
ンクリメントを実施する。次いで、マイクロコントロー
ラはバイポーラモードにおいてロータの回転を制御す
る。

【００６２】勿論、図４の回路における多くのコンポー
ネントはハードウエア又はソフトウエアとすることが可
能である。論理、クロック、レジスタ、及びカウンタで
さえもソフトウエアか又はハードウエアの何れかとする
ことが可能である。

【００６３】上述した本発明の実施例に基づく方法は、
多相ＤＣモータを開始させる公知の方法と比較して幾つ
かの利点を提供している。ロータの休止位置を確立する
ために複数回の試行を行うことは、モータを開始させる
前にロータの位置を正確に決定することを確保してい
る。従って、モータを開始させるために正しい方向にお
いてダブルインクリメントを適用することが可能であ
る。本方法は、逆回転及び振動の発生を最小とさせるこ
とによってモータを開始させるのに必要な時間の量を減
少している。スタートアップ即ち始動期間中においての
逆回転及び振動が最小であるということは、検知するた
めの第一ゼロ交差において高いＢＥＭＦ信号を使用する
ことが可能であることを確保している。

【００６４】本発明の実施例に基づく方法は公知の誘導
性検知方法と比較して改良を与えている。なぜならば、
それは時間期間を測定するためのクロック信号を発生す
るために低周波数のクロックを使用することを可能とし
ているからである。高周波数クロックを排除すること
は、磁気記録媒体へ又はそれからのデータ転送を行う場
合に干渉する場合のある方法を使用するディスクドライ
ブシステムにおいて高周波数ノイズの量を減少させてい
る。本方法は、マイクロ秒での時間期間の分解能を与え
る１メガヘルツのクロック信号に基づいて使用すること
が可能である。本方法の精度は、時間期間の測定の分解
能を増加することによって改善させることが可能であ
る。例えば、半マイクロ秒の分解能を与える２メガヘル
ツのクロック信号は本方法の精度を２倍とさせる。

【００６５】多相ＤＣモータを開始させるための方法及
び回路について説明した。ある場合においては、マイク
ロコントローラ及び例えば逆起電力ゼロ交差を検知する
回路のような公知の回路については説明の冗長性を省く
ために詳細に記載していない。更に、理解すべきことで
あるが、本発明の例示として種々の実施例について説明
したが、本発明の範囲を逸脱することなしに種々の変形
例を構成することが可能である。例えば、本発明を三相
ＤＣモータへ適用する場合について説明したが、当業者
にとって明らかなように、本発明は多数の位相を有する
多相ＤＣモータへ適用することが可能であることは勿論
である。又、本発明を６個の位相からなるシーケンスで
バイポーラモードで動作される三相ＤＣモータに関連し
て説明したが、本発明は、単極又は三極モードで動作さ
れる三相ＤＣモータに対しても同様に適用可能であるこ
とは勿論である。

【００６６】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術に基づく三相ＤＣモータを示した概
略図。

【図２】三相ＤＣモータ用の制御回路を示した概略
図。

【図３Ａ】本発明の一実施例に基づいて多相ＤＣモー
タを開始させるために図２に示した制御回路によって実
施されるソフトウエアルーチンを示したフローチャート
の一部。

【図３Ｂ】図３Ａに示したフローチャートの一部と結
合されるべき別の部分を示したフローチャートの一部。

【図４】本発明の一実施例に基づく三相ＤＣモータ用
の制御回路を示した概略図。

【符号の説明】

７制御回路８，９，１０コイル１１センタータップ１２パワー段１３，１５，１８高側駆動用トランジスタ１４，１６，２０低側駆動用トランジスタ２２検知抵抗４０マイクロコントローラ４２オペアンプ４８比較器５４シリアルインターフェース５６シーケンサ５８プレドライバ回路

フロントページの続き (72)発明者カルロバーテマラアメリカ合衆国，カリフォルニア 95132，サンノゼ，ダルトレイウエイ 1784 (72)発明者パオロメネゴリアメリカ合衆国，カリフォルニア 95127，サンノゼ，ジュリエットアベニュー 859 (72)発明者マッシミリアーノブランビッライタリア国，ミラノ，ジオバッニ， 100．20099−セスト５，ピアッツァオリドリニ（番地の表示なし)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータと複数個のコイルとを具備してお
り且つ複数個の位相で動作され且つ前記ロータが前記位
相のうちの一つと相対的な位置を有しているＤＣモータ
をスタートさせる方法において、奇数回の試行の各々に対し、前記複数個の位相の各々に対し、前記位相に電流を導入し、前記位相への電流の導入と前記位相における前記電流が
所定のスレッシュホールドを超える時刻との間の時間期
間を測定し、前記位相における前記電流を終了させ、最も短い時間期間を有する位相を識別し、前記多数の試行のうち選択した位相として開始用の位相
を識別し、前記ＤＣモータを開始させる、ことを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１において、前記最も短い時間期
間を有する位相を識別するステップが、第一測定からメモリ内に時間期間を格納し、前記複数個の位相の各々に対し、前記位相に対して測定した時間期間を前記メモリ内に格
納した時間期間と比較し、前記位相に対する時間期間が前記メモリ内に格納してあ
る時間期間より短い場合には、前記メモリ内に格納した
時間期間を前記メモリから除去し且つ前記位相に対する
時間期間を前記メモリ内に格納する、ことを特徴とする
方法。
【請求項３】請求項１において、更に、前記試行の各々に対し、最も短い時間期間を有するもの
として識別した位相のＩＤをメモリ内に格納する、こと
を特徴とする方法。
【請求項４】請求項１において、更に、前記位相に対する時間期間が最大時間期間を超える場合
に前記所定のスレッシュホールドを減少させる、ことを
特徴とする方法。
【請求項５】請求項１において、前記ＤＣモータを開
始させるステップが、上昇させたスレッシュホールドを選択し、前記開始用位相内に電流を導入し、前記開始用位相内における電流を終了させ且つ前記開始
用位相から２個の位相を取除いた第三位相内へ電流を導
入する、ことを特徴とする方法。
【請求項６】請求項２において、更に、前記コイルを
接地へ結合させることを特徴とする方法。
【請求項７】複数個のコイルを具備しており且つ複数
個の位相で動作されるＤＣモータにおけるロータであっ
て、前記ロータが前記位相のうちの一つと相対的な位置
を有しているロータの位置を検知する方法において、予め選択した奇数回の試行の各々に対し、前記ロータの
位置に最も近く位置している位相を決定し、多数回の試行において前記ロータの位置に最も近いと決
定された位相を識別する、ことを特徴とする方法。
【請求項８】請求項７において、前記ロータの位置に
最も近くに位置している位相を決定する動作が、前記複数個の位相の各々に対し、前記位相内に電流を導入し、前記位相内への電流の導入と前記位相内の電流が所定の
スレッシュホールドを超える時刻との間の前記位相に対
する時間期間を測定し、前記位相内の電流を終了させ、最も短い時間期間を有する位相を識別する、ことを特徴
とする方法。
【請求項９】請求項８において、最も短い時間期間を
有する位相を識別する動作が、前記複数個の位相の各々に対し、前記時間期間を前もって確立した時間期間と比較し、前記二つの時間期間のうちの最も短いもの及び前記最も
短い時間期間を測定した位相のＩＤをメモリ内に格納す
る、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】請求項８において、前記時間期間を測
定する動作が、更に、前記コイルを接地へ結合させる動
作を包含していることを特徴とする方法。
【請求項１１】ＤＣモータにおけるロータを開始させ
る回路において、前記ＤＣモータは複数個のコイルを具
備しており且つ複数個の位相で動作し、前記ロータが前
記位相のうちの一つと相対的な位置を有している回路に
おいて、論理回路が設けられており、前記論理回路から信号を受取り且つ情報を発生するよう
に構成されているシーケンサ回路が設けられており、前記シーケンサ回路によって発生された情報を受取り且
つ前記情報に基づいて前記モータの選択した位相へ電流
を供給するように構成されているドライバ回路が設けら
れており、前記ドライバ回路ヘ結合されており且つ前記コイルにお
ける電流に基づいて信号を発生するように構成されてい
る増幅器が設けられており、前記増幅器によって発生された信号及び速度制御信号を
受取るように構成されており前記増幅器によって発生さ
れた信号が前記速度制御信号を超える場合に信号を発生
する比較器が設けられており、前記比較器によって発生された信号及び前記論理回路か
らの信号を受取り且つ前記論理回路からの信号に応答し
てカウントを開始し且つ前記比較器によって発生された
信号に応答してカウントを終了させるように構成されて
いるカウンタが設けられており、前記カウンタからのカウントを受取り且つ前記論理回路
と通信を行うように構成されているメモリが設けられて
おり、前記論理回路は、順番に前記位相の各々の中へ開始され
るべき電流を指示し且つ前記メモリからのカウンタによ
って発生された各位相に対するカウントを読取ることに
より前記位相と相対的な前記ロータの位置を決定するよ
うに構成されており、前記カウントは前記位相における
電流の開始と前記電流がスレッシュホールドへ上昇する
時刻との間の各位相に対する期間に基づくものであり、
前記ロータの位置は最も短い時間期間を有する位相に対
して最も近いものと決定される、ことを特徴とする回
路。