(57)【要約】【課題】利便性の高いモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】モータ駆動制御装置は、モータのコイルに電流を流すモータ駆動部と、モータ駆動部の動作をベクトル制御で制御する制御部３とを備えている。制御部３は、ベクトル制御による演算処理の過程で生成される値のうちモータの状態又は制御部３の制御状態に対応する所定の値を示すパルス信号を出力する状態信号出力部４を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのコイルに電流を流すモータ駆動部と、
前記モータ駆動部の動作をベクトル制御で制御する制御部とを備え、
前記制御部は、ベクトル制御による演算処理の過程で生成される値のうち前記モータの状態又は前記制御部の制御状態に対応する所定の値を示すパルス信号を出力する状態信号出力部を有する、モータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、三角波生成部を有し、
前記所定の値は、前記モータの状態又は前記制御部の制御状態に対応する大きさの数値で表され、
前記状態信号出力部は、前記所定の値と前記三角波生成部で生成された三角波とを比較して生成したパルス幅変調信号を前記パルス信号として出力する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記所定の値は、前記モータのトルクを示すｑ軸電流値であり、
前記パルス信号のデューティは、前記モータのトルクが第１の方向にかかっているときには基準値より大きく、前記モータのトルクが前記第１の方向とは逆の第２の方向にかかっているときには前記基準値より小さい、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、デジタル回路により前記ベクトル制御による演算処理の全部又は一部を行うように構成されており、
前記所定の値は、前記デジタル回路により行われる演算処理の過程で生成された数値で表される、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、外部から入力された入力信号に基づいて、ベクトル制御による演算処理に用いられる目標速度信号を出力する信号入力部を備え、
前記信号入力部は、前記入力信号の周波数に基づいて前記目標速度信号を出力する、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記信号入力部は、前記入力信号のデューティを判定するデューティ判定部を有し、
前記制御部は、前記デューティ判定部の判定結果に基づいて、前記モータの回転方向を決定する、請求項５に記載のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ駆動制御装置に関し、特に、ブラシレスモータの駆動に用いられるモータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスモータの駆動に用いられるモータ駆動制御装置の構成が、種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−１２６３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、利便性の高いモータ駆動制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータ駆動制御装置は、モータのコイルに電流を流すモータ駆動部と、モータ駆動部の動作をベクトル制御方式で制御する制御部とを備え、制御部は、ベクトル制御方式による演算処理の過程で生成される値のうちモータの状態又は制御部の制御状態に対応する所定の値を示すパルス信号を出力する状態信号出力部を有する。
【０００６】
好ましくは、制御部は、三角波生成部を有し、所定の値は、モータの状態又は制御部の制御状態に対応する大きさの数値で表され、状態信号出力部は、所定の値と三角波生成部で生成された三角波とを比較して生成したパルス幅変調信号をパルス信号として出力する。
【０００７】
好ましくは、所定の値は、モータのトルクを示すｑ軸電流値であり、パルス信号のデューティは、モータのトルクが第１の方向にかかっているときには基準値より大きく、モータのトルクが第１の方向とは逆方向にかかっているときには基準値より小さい。
【０００８】
好ましくは、制御部は、デジタル回路によりベクトル制御方式による演算処理の全部又は一部を行うように構成されており、所定の値は、デジタル回路により行われる演算処理の過程で生成された数値で表される。
【０００９】
好ましくは、制御部は、外部から入力された入力信号に基づいて、ベクトル制御方式による演算処理に用いられる目標速度信号を出力する信号入力部を備え、信号入力部は、入力信号の周波数に基づいて目標速度信号を出力する。
【００１０】
好ましくは、信号入力部は、入力信号のデューティを判定するデューティ判定部を有し、制御部は、デューティ判定部の判定結果に基づいて、モータの回転方向を決定する。
【００１１】
これらの発明に従うと、利便性の高いモータ駆動制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。
【図２】制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】状態信号出力部の構成を示す図である。
【図４】信号入力部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御装置について説明する。
【００１４】
［実施の形態］
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、モータ駆動制御装置１は、モータ２０に駆動電流を流し、モータ２０を駆動させるように構成されている。本実施の形態において、モータ２０は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有する３相のブラシレスモータである。
【００１７】
モータ駆動制御装置１は、モータ２０のロータの回転に対応する信号に基づいて、モータ２０の各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電流を流すことで、モータ２０を回転させる。
【００１８】
本実施の形態において、モータ２０には、各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに対応して、モータ２０の回転位置に応じて信号を出力する位置検出センサとして、３つのホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗが配置されている。３つのホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、例えば、互いに略等間隔（隣り合うものと１２０度の間隔で）でモータ２０の回転子の回りに配置されている。ホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、それぞれ、ロータの磁極を検出し、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力する。ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、モータ２０のロータの回転位置に対応する信号である。ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、ロータの回転位置を推定することができる。
【００１９】
モータ駆動制御装置１は、複数のスイッチング素子を有しておりモータ２０の３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電流を流すモータ駆動部２と、モータ駆動部２の動作を制御する制御部３と、モータ２０の３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれに流れる電流の大きさに対応する電圧値を検出する電流検出回路６とを備えている。制御部３は、複数のスイッチング素子を動作させるゲート信号Ｒ１からＲ６をモータ駆動部２に出力することにより、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの通電パターンを順次切り替える。なお、図１に示されているモータ駆動制御装置１の構成要素は、全体の一部であり、モータ駆動制御装置１は、図１に示されたものに加えて、他の構成要素を有していてもよい。
【００２０】
本実施の形態において、モータ駆動制御装置１は、その全部がパッケージ化された集積回路装置（ＩＣ）である。なお、モータ駆動制御装置１の一部が１つの集積回路装置としてパッケージ化されていてもよいし、他の装置と一緒にモータ駆動制御装置１の全部又は一部がパッケージ化されて１つの集積回路装置が構成されていてもよい。
【００２１】
モータ駆動部２は、モータ２０の３相のコイルに選択的に通電する。モータ駆動部２は、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれに駆動電流を供給するための６個のスイッチング素子を備えたインバータ回路を有している。モータ駆動部２は、制御部３から出力されるゲート信号Ｒ１からゲート信号Ｒ６に基づいてモータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを選択的に通電し、モータ２０を回転させる。制御部３は、ゲート信号Ｒ１−Ｒ６を出力して、インバータ回路に設けられたそれぞれのスイッチング素子のオン、オフ動作を制御する。換言すると、ゲート信号Ｒ１−Ｒ６が出力されることで、それぞれのゲート信号Ｒ１−Ｒ６に対応するスイッチング素子がオン、オフ動作を行い、モータ２０に駆動信号が出力されてモータ２０の各相に電力が供給される。
【００２２】
電流検出回路６は、モータ２０の各相の駆動電流の大きさに対応する電圧値を検出する。本実施の形態では、電流検出回路６は、インバータ回路と接地電位（電源Ｖｃｃの負極）との間に配置されるシャント抵抗を含んでおり、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相のコイル電流に対応する電圧値を検出する。すなわち、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相に流れたコイル電流は、インバータ回路を通り、電流検出抵抗を通って、接地電位へ流れる。電流検出回路６は、各相のシャント抵抗の両端の電圧から、モータ２０のコイル電流の大きさを電圧値として検出することができる。電流検出回路６は、検出結果であり、モータ２０の駆動電流の大きさに対応する、シャント電流信号を出力する。各相のシャント電流信号は、制御部３に入力される。
【００２３】
本実施の形態において、制御部３には、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと、ＦＧ信号ＦＧと、シャント電流信号と、入力信号ＥＸＣとが入力される。
【００２４】
ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、モータ２０から制御部３に入力される。制御部３は、３つのホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗを用いて駆動制御信号Ｓｄを出力する。後述するパターンＦＧ信号が無い場合は、制御部３は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いてモータ２０の回転速度情報を得て、モータ２０の駆動を制御する。また、制御部３は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いてモータ２０のロータの回転位置を検出し、モータ２０の駆動を制御する。
【００２５】
また、ＦＧ信号ＦＧは、モータ２０の回転子の回転に対応する信号すなわちモータ２０の回転速度情報である。本実施の形態において、モータ２０の回転子の側にある基板にはコイルパターン２７が形成されており、ＦＧ信号ＦＧは、コイルパターン２７を用いて生成される信号（パターンＦＧ）である。ＦＧ信号ＦＧは、ノイズフィルタを経由した後に制御部３に入力される。
【００２６】
入力信号ＥＸＣは、例えば、制御部３の外部から入力される。入力信号ＥＸＣは、モータ２０の目標速度等に関する信号である。入力信号ＥＸＣについての詳細は後述する。
【００２７】
制御部３は、例えば、デジタル回路（ハードウェア処理）による処理を行うＡＳＩＣ（特定用途向けの高密度集積回路）等で構成されている。制御部３は、モータ２０を駆動させるためのゲート信号Ｒ１−Ｒ６をモータ駆動部２に出力し、モータ２０の回転制御を行う。制御部３は、入力信号に基づいて、ゲート信号Ｒ１−Ｒ６をモータ駆動部２に出力する。制御部３は、ゲート信号Ｒ１−Ｒ６を出力することでモータ２０の回転制御を行い、モータ２０を入力信号ＥＸＣに対応する回転速度で回転させる。
【００２８】
［制御部３の説明］
【００２９】
本実施の形態において、制御部３は、モータ駆動部２の動作をベクトル制御方式で制御する。制御部３は、デジタル回路により、ベクトル制御方式による演算処理の全部又は一部を行うように構成されている。なお、制御部３は、デジタル回路によりベクトル制御方式による演算処理の一部を行い、他の演算処理をマイクロコンピュータ等でプログラムを実行させることにより行うように構成されていてもよいし、ベクトル制御方式による演算処理の全部をマイクロコンピュータ等でプログラムを実行させることにより行うように構成されていてもよい。
【００３０】
図２は、制御部３の構成を示すブロック図である。
【００３１】
図２に示されるように、制御部３は、状態信号出力部４と、信号入力部５とを有している。また、制御部３は、ベクトル制御方式による演算処理を行う、変換部３１、位相演算部３２、速度制御部３３、電流制御部３４、逆変換部３５、及び信号生成部３６と、シャント電流値、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ、及びＦＧ信号ＦＧの入力インターフェースなどとを有している。
【００３２】
変換部３１には、３相のシャント電流がアナログデジタル変換及びオフセット補正されて入力される。変換部３１は、入力された３相のシャント電流値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷに基づいて、相変換及び座標軸変換（具体的には、例えば、クラーク変換及びパーク変換）を行い、トルク電流値（ｑ軸電流値）Ｉｑ及び磁束電流値Ｉｄを出力する。トルク電流値Ｉｑ及び磁束電流値Ｉｄは、モータ２０の動作状態に応じて変動する実電流値である。
【００３３】
位相演算部３２には、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが入力インターフェースを介して入力される。位相演算部３２は、入力されたホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて電気角変換を行い、その結果に基づいて、サイン値及びコサイン値を出力する。出力した値は、変換部３１におけるパーク変換や、後述する逆変換部３５における逆パーク変換に用いられる。サイン値及びコサイン値は、例えば、電気角変換の結果に基づいて、所定のルックアップテーブルを参照することにより求められるが、演算処理により求められてもよい。
【００３４】
速度制御部３３には、信号入力部５から出力された、モータ２０の目標回転速度を示す目標速度信号と、入力インターフェースを介して入力されたＦＧ信号ＦＧと、後述の電流制御部３４から出力されたトルク出力電圧値Ｖｑ及び磁束出力電圧値Ｖｄとが入力される。速度制御部３３は、入力された信号に基づいてＰＩ制御を行う。すなわち、速度制御部３３は、速度位相制御と弱め磁束制御とを行う。速度制御部３３は、トルク電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと、磁束電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆとを出力する。
【００３５】
電流制御部３４には、指令値である、速度制御部３３から出力されたトルク電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆ及び磁束電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆと、実電流値である、変換部３１から出力されたトルク電流値Ｉｑ及び磁束電流値Ｉｄとが入力される。電流制御部３４は、トルク電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとトルク電流値Ｉｑとに基づいてＰＩ制御を行い、トルク出力電圧値Ｖｑを出力する。また、電流制御部３４は、磁束電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆと磁束電流値Ｉｄとに基づいてＰＩ制御を行い、磁束出力電圧値Ｖｄを出力する。
【００３６】
逆変換部３５には、トルク出力電圧値Ｖｑ及び磁束出力電圧値Ｖｄが入力される。逆変換部３５は、トルク出力電圧値Ｖｑ及び磁束出力電圧値Ｖｄに基づいて、座標軸変換及び相変換（具体的には、例えば、逆パーク変換及び逆クラーク変換）を行い、３相それぞれの電圧値ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを出力する。
【００３７】
信号生成部３６には、逆変換部３５から出力された電圧値ＶＵ，ＶＶ，ＶＷが入力される。信号生成部３６には、三角波生成部３９が設けられている。信号生成部３６は、入力された電圧値ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに基づいて、二相変調又は三相変調（三倍波重畳）に波形変換して、三角波生成部３９で生成した三角波とに基づいて、パルス幅変調を行い、ゲート信号Ｒ１−Ｒ６を出力する。
【００３８】
状態信号出力部４には、ＦＧ信号ＦＧと、変換部３１から出力されたトルク電流値Ｉｑと、信号生成部３６から出力された三角波（三角波生成部３９により生成された三角波）とが入力される。状態信号出力部４は、入力された信号に基づいて、出力信号ＯＵＴＦＧを出力する。出力信号ＯＵＴＦＧは、例えば、モータ駆動制御装置１の動作を監視する上位装置などに入力されて用いられる。状態信号出力部４の構成については、後述する。
【００３９】
信号入力部５には、入力信号ＥＸＣが入力される。信号入力部５は、入力信号ＥＸＣに基づいて、速度制御部３３にモータ２０の目標回転速度を表す目標速度信号などを出力する。信号入力部５の構成については、後述する。
【００４０】
図３は、状態信号出力部４の構成を示す図である。
【００４１】
状態信号出力部４は、ベクトル制御方式による演算処理の過程で生成される値のうちモータ２０の状態又は制御部３の制御状態に対応する所定の値を示すパルス信号を出力信号ＯＵＴＦＧとして出力できるように構成されている。また、状態信号出力部４は、出力信号ＯＵＴＦＧとして、ベクトル制御方式による演算処理の過程で生成される値のうちモータ２０の状態又は制御部３の制御状態に対応する所定の値を示すパルス信号を出力するか、その他の信号を出力するかを切り替えることができるように構成されている。出力信号ＯＵＴＦＧとする信号の切り替えは、予め設定された設定値に基づいて行われる。
【００４２】
より具体的には、本実施の形態において、状態信号出力部４は、ベクトル制御方式による演算処理の過程で生成される値のうちモータ２０の状態に対応する所定の値であるトルク電流値Ｉｑを示すパルス信号を、出力信号ＯＵＴＦＧとして出力することができるように構成されている。また、状態信号出力部４は、出力信号ＯＵＴＦＧとして、トルク電流値Ｉｑを示すパルス信号を出力するか、ＦＧ信号ＦＧを出力するかを切り替えることができるように構成されている。
【００４３】
図３に示されるように、状態信号出力部４は、比較部４１と、記憶部４３と、セレクタ４５とを有している。
【００４４】
比較部４１には、トルク電流値Ｉｑと、三角波生成部３９で生成された三角波とが入力される。トルク電流値Ｉｑは、モータ２０のトルクの状態に対応する大きさの数値を有する。換言すると、トルク電流値Ｉｑは、デジタル回路により行われるベクトル制御方式の演算処理の過程で生成された数値で表される。比較部４１は、トルク電流値Ｉｑと三角波の数値とを比較して、トルク電流値Ｉｑを示すデューティのパルス幅変調信号ＩｑＤｕｔｙを生成する。状態信号出力部４は、生成したパルス幅変調信号ＩｑＤｕｔｙをセレクタ４５に出力する。
【００４５】
ここで、パルス幅変調信号ＩｑＤｕｔｙのデューティは、モータ２０のトルクが第１の方向にかかっているときには基準値より大きく、モータ２０のトルクが第１の方向とは逆の第２の方向にかかっているときには基準値より小さくなる。本実施の形態においては、例えば、基準値は５０パーセントである。すなわち、パルス幅変調信号ＩｑＤｕｔｙのデューティは、トルク電流値Ｉｑがゼロのときには５０パーセントになり、トルク電流値Ｉｑが正（トルクが第１の方向にかかっている状態）のときに５０パーセントより大きくなり、トルク電流値Ｉｑが負（トルクが第２の方向にかかっている状態）のときに５０パーセントより小さくなる。これにより、パルス幅変調信号ＩｑＤｕｔｙのデューティによって、トルク電流値Ｉｑの方向及び大きさがわかるようになる。
【００４６】
セレクタ４５には、パルス幅変調信号ＩｑＤｕｔｙと、ＦＧ信号ＦＧとが入力される。また、セレクタ４５には、例えばメモリである記憶部４３に記憶されている選択信号ＯＵＴＦＧＳＥＬが入力される。セレクタ４５は、選択信号ＯＵＴＦＧＳＥＬに基づいて、パルス幅変調信号ＩｑＤｕｔｙとＦＧ信号ＦＧとのいずれかを出力信号ＯＵＴＦＧとして出力する。本実施の形態においては、選択信号ＯＵＴＦＧＳＥＬが「０」であるとき、出力信号ＯＵＴＦＧとしてＦＧ信号ＦＧが出力される。選択信号ＯＵＴＦＧＳＥＬが「１」であるとき、出力信号ＯＵＴＦＧとしてパルス幅変調信号ＩｑＤｕｔｙが出力される。なお、セレクタ４５には、選択信号ＯＵＴＦＧＳＥＬとして出力される信号を指定するための電圧値が入力されるようにしてもよい。
【００４７】
なお、状態信号出力部４が出力信号ＯＵＴＦＧとして出力するパルス信号は、トルク電流値Ｉｑを示すものに限られず、ベクトル制御方式による演算処理の過程で生成される値のうちモータ２０の状態又は制御部３の制御状態に対応する所定の値を示すものであってもよい。例えば、トルク出力電圧値Ｖｑ、磁束出力電圧値Ｖｄ、磁束電流値Ｉｄ、サイン値又はコサイン値など、デジタル回路により行われるベクトル制御方式の演算処理の過程で生成された数値で表される種々の所定の値について、それを示すパルス信号を出力信号ＯＵＴＦＧとして出力するように構成することができる。これらの所定の値がその大きさに応じた電圧を有するものであるとき、状態信号出力部４は、所定の値と三角波生成部３９で生成された三角波とを比較して生成したパルス幅変調信号をパルス信号として出力することができる。
【００４８】
図４は、信号入力部５の構成を示す図である。
【００４９】
信号入力部５は、外部から入力された入力信号ＥＸＣに基づいて、ベクトル制御方式による演算処理に用いられる目標速度信号ＴＳを出力する。また、信号入力部５は、モータ２０の回転方向を指定する指定信号ＲＥＡＲＳＩＧを出力する。信号入力部５から出力された目標速度信号ＴＳに基づいて、速度制御部３３が動作する。すなわち、制御部３は、目標速度信号ＴＳに基づいてモータ２０の回転速度の制御を行う。また、制御部３は、指定信号ＲＥＡＲＳＩＧに基づいて、モータ２０の回転方向を決定する。
【００５０】
本実施の形態において、入力信号ＥＸＣは、モータ２０の目標回転速度に対応する信号である。換言すると、入力信号ＥＸＣは、モータ２０の回転速度の目標値に対応する情報である。本実施の形態において、モータ駆動制御装置１に入力する入力信号ＥＸＣとして、モータ２０の目標回転速度に対応する周波数を有しており、かつ、指定したいモータ２０の回転方向に対応するデューティを有するパルス信号を用いることができる。このような入力信号ＥＸＣが入力されたとき、信号入力部５は、入力信号ＥＸＣの周波数に基づいて目標速度信号ＴＳを出力するとともに、入力信号ＥＸＣのデューティに対応する回転方向を指定する第１回転方向信号ＥＸＣＦＲを指定信号ＲＥＡＲＳＩＧとして出力することができる。
【００５１】
図４に示されるように、信号入力部５は、第１ノイズフィルタ５１と、２つのエッジ検出部５２ｒ，５２ｆと、２つのエッジ間周期検出部５３ｒ，５３ｆと、ロー区間検出部５３ｄと、第２ノイズフィルタ５４と、周波数変換部５５と、目標速度変換部５６と、デューティ判定部５７と、セレクタ５８と、記憶部５９とを有している。信号入力部５には、入力信号ＥＸＣのほか、外部から、第２回転方向信号ＦＲを入力することができる。
【００５２】
入力信号ＥＸＣは、第１ノイズフィルタ５１を介して、２つのエッジ検出部５２ｒ，５２ｆと、ロー区間検出部５３ｄとに入力される。第１ノイズフィルタ５１では、ノイズの除去と、メタステーブル対策とが行われる。すなわち、所定の周波数のクロック信号に基づいて所定数だけ入力信号ＥＸＣをクロックシフトすることで、メタステーブル対策を行う。そして、所定時間以上のパルス幅の入力を入力信号ＥＸＣのパルスとして出力する。
【００５３】
第１ノイズフィルタ５１を経由した入力信号ＥＸＣの立ち上がりエッジが立ち上がりエッジ検出部５２ｒで検出されると、立ち上がりエッジ間周期検出部５３ｒで立ち上がりエッジ間の周期が検出される。また、入力信号ＥＸＣの立ち下がりエッジが立ち下がりエッジ検出部５２ｆで検出されると、立ち下がりエッジ間周期検出部５３ｆで立ち下がりエッジ間の周期が検出される。立ち下がりエッジ検出部５２ｆの検出結果はロー区間検出部５３ｄにも入力される。ロー区間検出部５３ｄは、入力された情報に基づいてロー区間を検出する。エッジ間周期検出部５３ｒ，５３ｆの検出結果と、ロー区間検出部５３ｄの検出結果とは、第２ノイズフィルタ５４に入力される。
【００５４】
第２ノイズフィルタ５４は、例えば入力信号ＥＸＣの周波数の切り替えが行われるときに、そのタイミングによって本来意図しないパルスが入力されたと検出されることがないようにし、誤動作の発生を防止する。具体的には、第２ノイズフィルタ５４は、入力信号ＥＸＣの立ち上がりエッジ間周期と立ち下がりエッジ間周期とを計測して比較する。例えば、立ち下がりエッジ間周期が、立ち上がりエッジ間周期を基準とする所定の範囲内であるとき、入力信号ＥＸＣが安定状態にある（意図しないパルスが含まれていない）といえる。この場合、第２ノイズフィルタ５４は、立ち下がりエッジ間周期のカウント値を出力する。
【００５５】
周波数変換部５５は、第２ノイズフィルタ５４から出力された立ち下がりエッジ間周期のカウント値に基づいて、周波数情報を生成する。目標速度変換部５６は、周波数変換部５５の生成結果を変換し、目標速度信号ＴＳを出力する。
【００５６】
デューティ判定部５７は、入力信号ＥＸＣのデューティを判定する。デューティ判定部５７は、例えば、第２ノイズフィルタ５４を経由して入力された立ち下がりエッジ間周期と、ロー区間検出部５３ｄの検出結果とに基づいて入力信号ＥＸＣのデューティを判定するが、これに限られない。
【００５７】
また、デューティ判定部５７は、デューティの判定結果に基づいて、第１回転方向信号ＥＸＣＦＲを出力する。第１回転方向信号ＥＸＣＦＲは、モータ２０の回転方向が時計回りか反時計回りかを指令する信号である。本実施の形態においては、第１回転方向信号ＥＸＣＦＲは、デューティが第１の所定値よりも大きいときには時計回りを指令する信号となり、第２の所定値よりも小さいときには反時計回りを指令する信号となる。第２の所定値は、第１の所定値よりも小さくなっている。すなわち、入力信号ＥＸＣのデューティに若干の変動があっても、第１回転方向信号ＥＸＣＦＲの指す回転方向が一貫したものとなるように構成されている。
【００５８】
より具体的には、本実施の形態において、デューティ判定部５７は、例えば以下のようにして、デューディの判定と回転方向の指令とを行う。すなわち、まず、立ち下がりエッジ間周期のカウント値を、入力信号ＥＸＣの１周期のカウント値とする。また、ロー区間検出部５３ｄの検出結果であるカウント値を、入力信号ＥＸＣのロー区間のカウント値とする。そうすると、入力信号ＥＸＣのハイ区間のカウント値は、１周期のカウント値からロー区間のカウント値を引いた値となる。そして、１周期カウント値を２で除した値と１周期カウント値を１６で除した値とを加算した値を閾値として、ハイ区間カウント値とロー区間カウント値とのそれぞれを閾値と比較する。閾値よりハイ区間カウント値が大きければＨフラグ信号を「１」とし、閾値よりロー区間カウント値が大きければＬフラグ信号を「１」とする。現在の回転方向がＬ（反時計回り）で、かつ、Ｈフラグ信号が「１」のとき、回転方向をＨ（時計回り）に切り替える。現在の回転方向がＨ（時計回り）で、かつ、Ｌフラグ信号が「１」のとき、回転方向をＬ（反時計回り）に切り替える。
【００５９】
セレクタ５８には、第１回転方向信号ＥＸＣＦＲが入力される。また、セレクタ５８には、制御部３の外部から、第２回転方向信号ＦＲが入力可能である。セレクタ５８には、例えばメモリである記憶部５９に記憶されている選択信号ＦＲＳＥＬが入力される。セレクタ５８は、選択信号ＦＲＳＥＬに基づいて、第１回転方向信号ＥＸＣＦＲと第２回転方向信号ＦＲとのいずれかを指定信号ＲＥＡＲＳＩＧとして出力する。本実施の形態においては、選択信号ＦＲＳＥＬが「０」であるとき、指定信号ＲＥＡＲＳＩＧとして第２回転方向信号ＦＲが出力される。選択信号ＦＲＳＥＬが「１」であるとき、指定信号ＲＥＡＲＳＩＧとして第１回転方向信号ＥＸＣＦＲが出力される。なお、セレクタ５８には、選択信号ＦＲＳＥＬとして出力される信号を指定するための電圧値が入力されるようにしてもよい。デューティ判定部５７の判定結果である第１回転方向信号ＥＸＣＦＲが指定信号ＲＥＡＲＳＩＧとして出力されているとき、制御部３は、第１回転方向信号ＥＸＣＦＲに基づいて、モータ２０の回転方向を決定する。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態では、状態信号出力部４が、トルク電流値Ｉｑを示すパルス信号を出力信号ＯＵＴＦＧとして出力することができる。したがって、上位装置は、出力信号ＯＵＴＦＧに基づいて、モータ２０のトルクを容易にかつ随時知ることができるので、モータ駆動制御装置１の利便性が高くなる。従来、例えば、モータ２０に流れる電流の大きさに基づいて、モータ２０のトルクを検出することも考えられる。しかしながら、このような電流の大きさに基づいてトルクを検出する際には、ノイズを除去するためにフィルタを介在させることによる遅延が生じ、検出に時間がかかる場合がある。そうすると、モータ２０のトルクに応じて機器の制御を行うというような用途にはモータ駆動制御装置１を利用しにくくなる。これに対して、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１は、モータ２０のトルクを容易にかつ随時知ることができるので、モータ２０のトルクに応じて即時に機器の制御を行うというような用途にも適している。
【００６１】
状態信号出力部４から出力信号ＯＵＴＦＧとしてトルク電流値Ｉｑを示すパルス信号を出力するかＦＧ信号ＦＧを出力するかは適宜設定可能であるので、モータ駆動制御装置１の利便性を高めることができる。トルク電流値Ｉｑを示すパルス信号は、三角波生成部３９で生成された三角波を用いて生成される。従って、回路規模を増大させることなく容易にトルク電流値Ｉｑを示すパルス信号を生成することができる。
【００６２】
信号入力部５は、単一の入力信号ＥＸＣに基づいて、目標速度信号ＴＳと、モータ２０の回転方向を指令する指定信号ＲＥＡＲＳＩＧとしての第１回転方向信号ＥＸＣＦＲとを出力することができる。外部から制御部３への１つの信号伝送経路を用いて、目標速度と回転方向との２種類の指令情報を少なくとも得ることができるので、制御部３の端子数を少なくすることができ、また、モータ駆動制御装置１と上位装置とを接続する配線の本数も少なくすることができる。
【００６３】
一例として、従来のモータ駆動制御装置では、モータ２０を制御するのに４つのポートが設けられていた。すなわち、目標速度（ＥＸＣ）、スタート／ストップ（ＳＳ）、ブレーキ／ブレーキ解除（ＢＲ）、回転方向切り替え（ＦＲ）の４つのポートが設けられていた。これに対して、本実施の形態においては、上位装置との間のインターフェースとして、１つのポートで従来と同様の制御を行うことができる。すなわち、目標速度を入力信号ＥＸＣの周波数で、回転方向を入力信号のデューティで、起動及びフリーラン停止／ブレーキ停止を入力信号ＥＸＣのオンとオフとで、それぞれ制御することができる。フリーラン停止とブレーキ停止とは、内蔵メモリの設定により切替え可能とすればよい。これにより、モータ駆動制御装置１と上位装置とを接続する配線の本数を少なくすることができる。
【００６４】
信号入力部５において、セレクタ５８は、指定信号ＲＥＡＲＳＩＧとして第１回転方向信号ＥＸＣＦＲを出力するか第２回転方向信号ＦＲを出力するかを選択することができる。したがって、モータ駆動制御装置１を、従来のようなインターフェースを有する上位装置にも用いることができ、モータ駆動制御装置１の利便性を高めることができる。
【００６５】
［その他］
【００６６】
モータ駆動制御装置の回路構成は、上述の実施の形態に示されるものに限定されない。本発明の目的に適合するように構成された、様々な回路構成が適用できる。また、上述の実施の形態のうち、一部の構成要素や機能が省略されていてもよい。例えば、信号入力部と状態信号出力部との一方が設けられていて他方は設けられていなくてもよい。
【００６７】
本実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータは、ブラシレスモータに限られず、他の種類のモータであってもよい。
【００６８】
モータの駆動電流と比較するための所定の電流閾値は、任意に設定することができる。
【００６９】
ロータ位置検出方法、回転速度検出方法、ベクトル制御方式による制御の具体的な内容は特に問わない。ホール素子とは異なる検出器を用いて、モータの位置検出信号が得られるようにしてもよい。例えば、ホールＩＣ等を用いてもよい。また、例えば、ホール素子の数は、３個に限られない。１つのホール素子を用いて、いわゆるワンセンサ方式で駆動が行われてもよい。
【００７０】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１  モータ駆動制御装置
２  モータ駆動部
３  制御部
４  状態信号出力部
５  信号入力部
６  電流検出回路
２０  モータ
３９  三角波生成部
４１  比較部
４５  セレクタ
４３  記憶部
５７  デューティ判定部
５８  セレクタ
５９  記憶部
ＥＸＣ  入力信号
ＯＵＴＦＧ  出力信号
Ｉｑ  ｑ軸電流値
【図１】
2020156291.tif 000003
【図２】
2020156291.tif 000004
【図３】
2020156291.tif 000005
【図４】
2020156291.tif 000006