(57)【要約】【課題】本発明は、モータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法及びそれを用いたモータに関する。【解決手段】本発明の一具現例によるモータ駆動制御装置は、駆動信号生成部と、逆起電力検出部と、周波数制御部と、を含む。上記駆動信号生成部は、モータ装置の駆動を制御するための駆動制御信号を生成する。上記逆起電力検出部は、上記モータ装置の逆起電力を検出する。上記周波数制御部は、上記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、上記ゼロクロス時点を含む周波数変調区間を設定して上記周波数変調区間の間に上記駆動制御信号の周波数を変調するように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ装置の駆動を制御するための駆動制御信号を生成する駆動信号生成部と、
前記モータ装置の逆起電力を検出する逆起電力検出部と、
前記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、前記ゼロクロス時点を含む周波数変調区間を設定して前記周波数変調区間の間に前記駆動制御信号の周波数を変調するように制御する周波数制御部と、を含む、モータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記逆起電力検出部は、前記モータ装置の複数の相にそれぞれ連結される複数の逆起電力検出器を含み、
前記複数の逆起電力検出器の各々は、前記複数の相のいずれか一つの相の電圧をフィルタリングするローパスフィルターと、前記ローパスフィルターの出力を非反転入力として受け、基準電圧を反転入力として受ける比較器と、を含む、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記ローパスフィルターは、並列連結された抵抗及びキャパシタを含み、
前記キャパシタは、前記周波数制御部によって変調された周波数をフィルタリングするためのキャパシタンスを有する、請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記周波数制御部は、
前記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、推定された前記ゼロクロス時点を基準として事前に設定された時間間隔を与えて前記周波数変調区間を決定するゼロクロス推定器と、
前記周波数変調区間に該当すると、前記駆動制御信号の周波数を事前に設定された周波数に上昇変調するように制御する周波数決定器と、を含む、請求項１から３の何れか１項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記ゼロクロス推定器は、前記逆起電力検出部から提供された逆起電力のゼロクロス時点に対するヒストリーを保存し、保存されたヒストリーの平均値を用いて前記ゼロクロス時点を推定する、請求項４に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記駆動信号生成部は、
第１周波数で三角波を生成する第１三角波生成器と、
前記第１周波数より高い第２周波数で三角波を生成する第２三角波生成器と、
前記第１三角波生成器または前記第２三角波生成器から三角波の入力を受け、入力された前記三角波と入力信号とを比較してパルス幅変調信号を生成して出力する比較器と、を含む、請求項１から５の何れか１項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記逆起電力検出部は、前記第２三角波生成器により生成された三角波の周波数を基準とするローパスフィルターを含む、請求項６に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項８】
駆動制御信号により回転動作を行うモータ装置と、
前記モータ装置に前記駆動制御信号を提供して前記モータ装置の駆動を制御し、前記モータ装置で発生する逆起電力のゼロクロス時点に対応する区間の間には前記駆動制御信号の周波数を変調するモータ駆動制御装置と、を含む、モータ。
【請求項９】
前記モータ駆動制御装置は、
モータ装置の駆動を制御するための駆動制御信号を生成する駆動信号生成部と、
前記モータ装置の逆起電力を検出する逆起電力検出部と、
前記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、前記ゼロクロス時点を含む周波数変調区間を設定して前記周波数変調区間の間に前記駆動制御信号の周波数を変調するように制御する周波数制御部と、を含む、請求項８に記載のモータ。
【請求項１０】
前記周波数制御部は、
前記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、推定された前記ゼロクロス時点を基準として事前に設定された時間間隔を与えて前記周波数変調区間を決定するゼロクロス推定器と、
前記周波数変調区間に該当すると、前記駆動制御信号の周波数を事前に設定された周波数に上昇変調するように制御する周波数決定器と、を含む、請求項９に記載のモータ。
【請求項１１】
前記駆動信号生成部は、
第１周波数で三角波を生成する第１三角波生成器と、
前記第１周波数より高い第２周波数で三角波を生成する第２三角波生成器と、
前記第１三角波生成器または前記第２三角波生成器から三角波の入力を受け、入力された前記三角波と入力信号とを比較してパルス幅変調信号を生成して出力する比較器と、を含む、請求項９または１０に記載のモータ。
【請求項１２】
前記逆起電力検出部は、前記第２三角波生成器により生成された三角波の周波数を基準とするローパスフィルターを含む、請求項１１に記載のモータ。
【請求項１３】
モータ装置の駆動を制御するモータ駆動制御装置で行われるモータ駆動制御方法において、
前記モータ装置で発生する逆起電力を検出する段階と、
検出された前記逆起電力を用いて前記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、推定されたゼロクロス時点を用いて周波数変調区間を決定する段階と、
前記周波数変調区間に該当すると、駆動制御信号の周波数を変調する段階と、を含む、モータ駆動制御方法。
【請求項１４】
前記周波数変調区間を決定する段階は、
逆起電力のゼロクロス時点に対するヒストリーを保存し、保存されたヒストリーの平均値を用いて前記ゼロクロス時点を推定する段階と、
推定された前記ゼロクロス時点を基準として事前に設定された時間間隔を与えて前記周波数変調区間を決定する段階と、を含む、請求項１３に記載のモータ駆動制御方法。
【請求項１５】
前記周波数を変調して前記モータ駆動制御装置に提供する段階は、現在時点が前記周波数変調区間に該当すると、駆動制御信号の周波数を上向変調して前記モータ駆動制御装置に提供する段階を含み、
上向変調された前記周波数は、前記モータ駆動制御装置の逆起電力検出回路に含まれる、ローパスフィルターのキャパシタンスに関連する、請求項１３に記載のモータ駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法及びそれを用いたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ技術の発展に伴い、幅広い技術分野において多様なサイズのモータが用いられている。
【０００３】
一般に、モータは、永久磁石と印加電流に応じて極性を変えるコイルとを用いて回転子（Ｒｏｔｏｒ）を回転させて駆動する。最初のモータ形態は、回転子にコイルが備えられたブラシタイプのモータであったが、モータの駆動によってブラシが磨耗したり、スパークが発生するなどの問題点があった。
【０００４】
これにより、最近は、多様な形態のブラシレスモータが広く用いられている。ブラシレスモータは、ブラシや整流子などの機械的な接触部を除去し、その代わりに電子的な整流器具を用いて駆動する直流モータであり、永久磁石からなる固定子（ｓｔａｔｏｒ）と、複数の相に対応するコイルを備え、各コイルの相電圧により発生する磁気力によって回転する回転子と、を含むことができる。
【０００５】
このようなブラシレスモータが効率的に駆動するためには、固定子の各コイルの転流（ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ）が適切な時点で行われなければならず、このような転流は、各コイルに対するスイッチングを行うことでなされることができる。
【０００６】
このようなスイッチングのために直流電流を用いた駆動制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）が用いられており、このような駆動制御信号は所定の周波数を有している。一般に、モータ装置に用いられる駆動制御信号の周波数は１０〜３０ＫＨｚ帯域が広く用いられる。
【０００７】
しかし、このような駆動制御信号の周波数が低いと、モータ駆動制御装置のフィルターで要求されるキャパシタンスが大きくなるため、回路を構成するキャパシタのサイズが大きくならなければならないという問題点がある。
【０００８】
また、このような大きいキャパシタンスによってフィルタリングディレイの長くなるという問題が発生することがあり、このようなディレイは、モータ装置のリップルを発生させるなど、安定性を低下させる要因となる。
【０００９】
下記先行技術文献は、このようなモータ技術に関するものであるが、上述した問題点を解決できないという限界性を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国公開特許公報  第２０１２ー００８４２８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、上記した従来技術の問題点を解決することにあり、逆起電力のゼロクロス時点に対応する区間で周波数を変調することで、フィルターのキャパシタンスを低下させてモータの駆動をより正確に制御することができるモータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法及びそれを用いたモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の技術的な側面は、モータ駆動制御装置を提案する。上記モータ駆動制御装置は、駆動信号生成部と、逆起電力検出部と、周波数制御部と、を含む。上記駆動信号生成部は、モータ装置の駆動を制御するための駆動制御信号を生成する。上記逆起電力検出部は、上記モータ装置の逆起電力を検出する。上記周波数制御部は、上記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、上記ゼロクロス時点を含む周波数変調区間を設定して上記周波数変調区間の間に上記駆動制御信号の周波数を変調するように制御する。
【００１３】
一実施形態において、上記逆起電力検出部は、上記モータ装置の複数の相にそれぞれ連結される複数の逆起電力検出器を含み、上記逆起電力検出器は、上記複数の相のうちいずれか一つの相の電圧をフィルタリングするローパスフィルターと、上記ローパスフィルターの出力を非反転入力として受け、基準電圧を反転入力として受ける比較器と、を含むことができる。
【００１４】
一実施形態において、上記ローパスフィルターは、並列連結された抵抗及びキャパシタを含み、上記キャパシタは、上記周波数制御部によって変調された周波数をフィルタリングするためのキャパシタンスを有することができる。
【００１５】
一実施形態において、上記周波数制御部は、上記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、推定された上記ゼロクロス時点を基準として事前に設定された時間間隔を与えて上記周波数変調区間を決定するゼロクロス推定器と、上記周波数変調区間に該当すると、上記駆動制御信号の周波数を事前に設定された周波数に上昇変調するように制御する周波数決定器と、を含むことができる。
【００１６】
一実施形態において、上記ゼロクロス推定器は、上記逆起電力検出部から提供された逆起電力のゼロクロス時点に対するヒストリーを保存し、保存されたヒストリーの平均値を用いて上記ゼロクロス時点を推定することができる。
【００１７】
一実施形態において、上記駆動信号生成部は、第１周波数で三角波を生成する第１三角波生成器と、上記第１周波数より高い第２周波数で三角波を生成する第２三角波生成器と、上記第１三角波生成器または上記第２三角波生成器から三角波の入力を受け、入力された上記三角波と入力信号とを比較してパルス幅変調信号を生成して出力する比較器と、を含むことができる。
【００１８】
一実施形態において、上記逆起電力検出部は、上記第２三角波生成器により生成された三角波の周波数を基準とするローパスフィルターを含むことができる。
【００１９】
本発明の第２の技術的な側面は、モータを提案する。上記モータは、モータ装置と、モータ駆動制御装置と、を含む。上記モータ装置は、駆動制御信号により回転動作を行う。上記モータ駆動制御装置は、上記モータ装置に上記駆動制御信号を提供して上記モータ装置の駆動を制御し、上記モータ装置で発生する逆起電力のゼロクロス時点に対応する区間の間には上記駆動制御信号の周波数を変調する。
【００２０】
一実施形態において、上記モータ駆動制御装置は、モータ装置の駆動を制御するための駆動制御信号を生成する駆動信号生成部と、上記モータ装置の逆起電力を検出する逆起電力検出部と、上記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、上記ゼロクロス時点を含む周波数変調区間を設定して上記周波数変調区間の間に上記駆動制御信号の周波数を変調するように制御する周波数制御部と、を含むことができる。
【００２１】
一実施形態において、上記周波数制御部は、上記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、推定された上記ゼロクロス時点を基準として事前に設定された時間間隔を与えて上記周波数変調区間を決定するゼロクロス推定器と、上記周波数変調区間に該当すると、上記駆動制御信号の周波数を事前に設定された周波数に上昇変調するように制御する周波数決定器と、を含むことができる。
【００２２】
一実施形態において、上記駆動信号生成部は、第１周波数で三角波を生成する第１三角波生成器と、上記第１周波数より高い第２周波数で三角波を生成する第２三角波生成器と、上記第１三角波生成器または上記第２三角波生成器から三角波の入力を受け、入力された上記三角波と入力信号とを比較してパルス幅変調信号を生成して出力する比較器と、を含むことができる。
【００２３】
一実施形態において、上記逆起電力検出部は、上記第２三角波生成器により生成された三角波の周波数を基準とするローパスフィルターを含むことができる。
【００２４】
本発明の第３の技術的な側面は、モータ駆動制御方法を提案する。上記モータ駆動制御方法は、モータ装置の駆動を制御するモータ駆動制御装置で行われる。上記モータ駆動制御方法は、上記モータ装置で発生する逆起電力を検出する段階と、上記検出された逆起電力を用いて上記逆起電力のゼロクロス時点を推定し、推定されたゼロクロス時点を用いて周波数変調区間を決定する段階と、上記周波数変調区間に該当すると、駆動制御信号の周波数を変調する段階と、を含むことができる。
【００２５】
一実施形態において、上記周波数変調区間を決定する段階は、逆起電力のゼロクロス時点に対するヒストリーを保存し、保存されたヒストリーの平均値を用いて上記ゼロクロス時点を推定する段階と、上記推定された上記ゼロクロス時点を基準として事前に設定された時間間隔を与えて上記周波数変調区間を決定する段階と、を含むことができる。
【００２６】
一実施形態において、上記周波数を変調して上記モータ駆動装置に提供する段階は、現在時点が上記周波数変調区間に該当すると、駆動制御信号の周波数を上向変調して上記モータ駆動装置に提供する段階を含み、上記上向変調された周波数は、上記モータ駆動制御装置の逆起電力検出回路に含まれる、ローパスフィルターのキャパシタンスに関連することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一実施形態によると、逆起電力のゼロクロス時点に対応する区間で周波数を変調することで、フィルターのキャパシタンスを低下させてモータの駆動をより正確に制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるモータ駆動制御装置の一実施形態を説明するための構成図である。
【図２】図１のインバータ部及び逆起電力検出部の一例を説明するための簡略回路図である。
【図３】図１の周波数制御部の一実施形態を説明するための構成図である。
【図４】図１の駆動信号生成部の一実施形態を説明するための構成図である。
【図５】三角波の周波数による駆動制御信号の周波数変化を説明するための参考グラフである。
【図６】本発明による周波数変調を例示するための参考グラフである。
【図７】本発明によるモータ駆動制御方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。なお、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００３０】
以下では、説明の便宜上、ブラシレスモータに基づいて本発明を説明する。しかし、これは説明の便宜のためのもので、本発明の権利範囲が必ずブラシレスモータに限定されないことは明らかである。
【００３１】
また、以下では、モータそのものはモータ装置２００と称し、モータ装置２００の駆動を制御するモータ駆動制御装置１００とモータ装置２００とを含んでモータと称して説明する。
【００３２】
図１は、本発明によるモータ駆動制御装置の一実施形態を説明するための構成図である。
【００３３】
モータ装置２００は、駆動制御信号により回転動作を行うことができる。例えば、インバータ部１３０から提供される駆動電流により、モータ装置２００の各コイルに磁場が発生することができる。このようなコイルで発生する磁場によってモータ装置２００に備えられた回転子が回転することができる。
【００３４】
モータ駆動制御装置１００は、モータ装置２００に駆動制御信号を提供してモータ装置２００の駆動を制御することができる。
【００３５】
モータ駆動制御装置１００は、モータ装置２００で発生する逆起電力（Ｂａｃｋ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｏｔｉｖｅ  Ｆｏｒｃｅ、ＢＥＭＦ）のゼロクロス時点に対応する区間の間には駆動制御信号の周波数を変調することができる。
【００３６】
これは、逆起電力の周波数が駆動制御信号の周波数に対応するため、逆起電力を検出するゼロクロス時点に対応する区間の間に駆動制御信号の周波数を変調すると、逆起電力が該当する変調周波数に検出されるためである。
【００３７】
また、逆起電力検出回路などに含まれるフィルターは、キャパシタと抵抗などの素子とを含む。ここで、キャパシタのキャパシタンスは周波数に反比例する特性を有するため、ゼロクロス時点で駆動制御信号の周波数を上向させると、フィルターのキャパシタはより小さいキャパシタで十分になる。従って、キャパシタの容量が減少するようになり、キャパシタ素子の大きさを減少させると共に、フィルタリングディレイも減少させることができる。
【００３８】
モータ駆動制御装置１００は、電源供給部１１０と、駆動信号生成部１２０と、インバータ部１３０と、逆起電力検出部１４０と、制御部１５０と、周波数制御部１６０と、を含むことができる。
【００３９】
電源供給部１１０は、モータ駆動制御装置１００の各構成要素に電源を供給することができる。例えば、電源供給部１１０は、商用電源の交流電圧を直流電圧に変換して供給することができる。図示された例において、点線で示された部分は、電源供給部１１０から所定の電源が供給されることを意味する。
【００４０】
駆動信号生成部１２０は、インバータ部１３０に駆動制御信号を提供することができる。
【００４１】
一実施形態において、駆動制御信号はパルス幅変調信号（ＰＷＭ、Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であることができる。このような場合、駆動信号生成部１２０は、所定の基準波形（例えば、三角波）に可変的な直流レベルを適用してパルス幅変調信号のデューティを調節することができる。
【００４２】
駆動信号生成部１２０については、図４を参照して以下でより詳細に説明する。
【００４３】
インバータ部１３０は、モータ装置２００を動作させることができる。例えば、インバータ部１３０は、駆動制御信号により直流電圧を複数の相（例えば、３相または４相）電圧に変換してモータ装置２００のコイル（上記複数の相に対応）にそれぞれ印加することで磁場を発生させることができる。
【００４４】
一実施形態において、インバータ部１３０は、複数の相に相電圧を順に印加することで、モータ装置２００の回転子を回転させることができる。例えば、モータ装置２００の固定子が極性を有する永久磁石であり、回転子が三つのコイルを有するとした場合、インバータ部１３０は、回転子の三つのコイル（３相）に相電圧を順に印加して磁場を発生させることができる。従って、発生した磁場によって回転子が所定の極性を有するようになり、各相ごとに順に極性を有するようになるため、回転子は固定子を中心に回転を行うようになる。
【００４５】
逆起電力検出部１４０は、モータ装置２００で発生する逆起電力を検出することができる。より詳細に説明すると、モータ装置２００が回転する場合、回転子に備えられたコイルのうち相電圧が印加されていないコイルに、誘導起電力による逆起電力が発生する。従って、逆起電力検出部１４０は、このようにモータ装置２００の各コイルで発生する逆起電力を検出することができる。
【００４６】
一実施形態において、逆起電力検出部１４０は、検出された逆起電力を用いてモータ装置２００の回転速度を算出することができる。または、逆起電力検出部１４０は、検出された逆起電力を制御部１５０に提供してモータ装置２００の相転換時点を決定するのに用いることができる。
【００４７】
制御部１５０は、モータ装置２００の相転換時点を確認し、確認された相転換時点を用いて駆動制御信号を生成するように駆動信号生成部１２０を制御することができる。例えば、制御部１５０は、逆起電力のゼロクロス（ＺｅｒｏーＣｒｏｓｓｉｎｇ）時点に相転換が行われるように駆動信号生成部１２０を制御することができる。
【００４８】
周波数制御部１６０は、逆起電力のゼロクロス時点を推定し、ゼロクロス時点を含む周波数変調区間を設定することができる。周波数制御部１６０は、周波数変調区間の間に駆動制御信号の周波数を変調するように駆動信号生成部１２０を制御することができる。
【００４９】
このような周波数制御部１６０については図３を参照して以下でより詳細に説明する。
【００５０】
図２は、図１のインバータ部及び逆起電力検出部の一例を説明するための簡略回路図である。
【００５１】
図１及び図２を参照すると、インバータ部１３０は、＋電源端に連結される複数の上位スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３と、上位スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３それぞれと電源端との間に備えられる複数の下位スイッチ素子ＳＷ４〜ＳＷ６と、からなり、各上位スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３と下位スイッチ素子ＳＷ４〜ＳＷ６との接点は、モータ装置２００の各コイルＵ、Ｖ、Ｗに連結される。
【００５２】
インバータ部１３０の上位スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３は順にターンオンし、下位スイッチ素子ＳＷ４〜ＳＷ６は連結された上位スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３と反対の状態でオン／オフ動作を行う。このとき、スイッチ素子ＳＷ１がターンオンすると、モータ装置２００のＵコイルに＋電圧が印加され、動作中に、スイッチ素子ＳＷ６がターンオンしてＷコイルには−電圧が印加される。これにより、ＵコイルとＷコイルとの間に反対極性の磁気力が発生し、磁気力の交互作用によって回転子が６０度回転する。次に、スイッチ素子ＳＷ１はオフし、スイッチ素子ＳＷ２がオンして、Ｗコイルに発生した磁気力と反対極性の磁気力がＶコイルに発生し、この磁気力によってモータ装置２００がさらに６０度回転する。同様に、スイッチ素子ＳＷ２がオン状態である間にスイッチ素子ＳＷ６がオフし、スイッチ素子ＳＷ４がオンするようになって、ＵコイルにＶコイルの磁気力と反対極性の磁気力が発生し、回転子がさらに６０度回転する。次に、スイッチ素子ＳＷ２がオフし、スイッチ素子ＳＷ３がオンするようになって、ＵコイルとＷコイルとの間に反対極性の磁気力が発生し、これによってモータ装置２００がさらに６０度回転し、次にスイッチ素子ＳＷ４がオフし、スイッチ素子ＳＷ５がオンするようになって、ＵコイルとＶコイルとの磁気力によって回転子が再び６０度回転する。
【００５３】
このような過程が繰り返し行われて回転子が回転し続けることでモータ装置２００が動作する。
【００５４】
上記の通り、モータ装置２００が回転動作を行う場合、各コイルＵ、Ｖ、Ｗのうち相電圧が印加されていないコイルに逆起電力が発生するようになり、逆起電力検出部１４０は、このような逆起電力を検出することができる。
【００５５】
逆起電力検出部１４０は、モータ装置２００の複数の相にそれぞれ連結される複数の逆起電力検出器１４１を含むことができる。図示された例において、モータ装置２００が３相であるため、逆起電力検出部１４０は三つの逆起電力検出器１４１を含むことができる。
【００５６】
逆起電力検出器１４１は、比較器１４２と、ローパスフィルター１４３と、を含むことができる。
【００５７】
ローパスフィルター１４３は、複数の相のうちいずれか一つの相の電圧をフィルタリングすることができ、比較器１４２は、ローパスフィルター１４３の出力を非反転入力として受け、基準電圧を反転入力として受けることで、逆起電力を検出することができる。
【００５８】
ここで、ローパスフィルター１４３には、並列連結された抵抗及びキャパシタが含まれている。キャパシタは、ローパスフィルター１４３の入力信号の周波数に反比例するキャパシタンスを有する。従って、入力信号の周波数が大きい場合には小さいキャパシタンスで十分であるが、入力信号の周波数が小さい場合には大きいキャパシタンスが求められる。また、キャパシタのキャパシタンスが大きくなるほど、フィルタリングディレイが大きくなる。
【００５９】
従って、本発明では、逆起電力を検出する区間に該当すると、駆動制御信号の周波数を上昇させて検出された逆起電力の周波数を上昇させることで、比較的小さいキャパシタンスを有するキャパシタを用いることができるようになる。これにより、ローパスフィルター１４３のキャパシタは、周波数制御部１６０によって変調された周波数をフィルタリングするためのキャパシタンスを有することができる。
【００６０】
その結果、逆起電力検出回路の大きさが減少し、フィルタリングディレイが減少してモータ装置２００のリップルなどを防止することで安定した運行が可能になる。
【００６１】
図３は、図１の周波数制御部の一実施形態を説明するための構成図であり、以下では、図１から図３を参照して周波数制御部１６０についてより詳細に説明する。
【００６２】
周波数制御部１６０は、ゼロクロス推定器１６１と、周波数決定器１６２と、を含むことができる。
【００６３】
ゼロクロス推定器１６１は、逆起電力のゼロクロス時点を推定し、推定されたゼロクロス時点を基準として事前に設定された時間間隔を与えて周波数変調区間を決定することができる。即ち、ゼロクロス推定器１６１によって決定された周波数変調区間は、逆起電力検出部１４０の逆起電力検出時刻を含むことができる。これは、逆起電力を検出しない間には一般的な周波数でモータ装置２００の駆動を制御し、逆起電力を検出する区間（周波数変調区間）には変調された周波数を用いるためである。これにより、ローパスフィルター１４３のキャパシタのキャパシタンスを減少できることは上述した通りである。
【００６４】
一実施形態において、ゼロクロス推定器１６１は、逆起電力検出部１４０から提供された逆起電力のゼロクロス時点に対するヒストリーを保存し、保存されたヒストリーの平均値を用いてゼロクロス時点を推定することができる。例えば、ゼロクロス推定器１６１は、２ｎ個のメモリ及びシフトレジスタで構成されることができる。このような場合、２ｎ個のメモリに逆起電力のゼロクロス時点に対する情報を保存し、これをシフトレジスタを用いてシフトすることで、簡単な構成でも平均値を算出することができる。
【００６５】
周波数決定器１６２は、周波数変調区間に該当すると、駆動制御信号の周波数を事前に設定された周波数に上昇変調させることができる。即ち、周波数決定器１６２は、現在時点が周波数変調区間に該当すると、駆動信号生成部１２０に周波数の変調を命令する制御信号（以下、周波数設定信号）を提供することができる。
【００６６】
図４は、図１の駆動信号生成部の一実施形態を説明するための構成図であり、図５は、三角波の周波数による駆動制御信号の周波数変化を説明するための参考グラフであり、図６は、本発明による周波数変調を例示するための参考グラフである。
【００６７】
以下では、図４から図６を参照して駆動信号生成部１２０についてより詳細に説明する。
【００６８】
駆動信号生成部１２０は、入力信号Ｓｉに三角波Ｓｔを合成して駆動信号Ｓｐを生成することができる。ここで、駆動信号生成部１２０は、三角波Ｓｔの周波数を変調することで、駆動信号Ｓｐの周波数を変調することができる。
【００６９】
より詳細に説明すると、駆動信号生成部１２０は、比較器１２１と、第１三角波生成器１２２と、第２三角波生成器１２３と、スイッチ１２４と、を含むことができる。
【００７０】
第１三角波生成器１２２及び第２三角波生成器１２３は、異なる周波数を有する三角波を生成することができる。例えば、第１三角波生成器１２２が第１周波数で三角波を生成すると、第２三角波生成器１２３は第１周波数より高い第２周波数で三角波を生成することができる。
【００７１】
スイッチ１２４は、周波数設定信号により、第１三角波生成器１２２及び第２三角波生成器１２３のいずれか一つを動作させることができる。例えば、周波数設定信号は、スイッチのオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）値で決定されることができる。これにより、周波数決定器１６２は、周波数変調区間に該当すると、スイッチ１２４をオン（ＯＮ）させ、周波数変調区間に該当しないと、スイッチ１２４をオフ（ＯＦＦ）させるように周波数設定信号を生成することができる。
【００７２】
比較器１２１は、第１三角波生成器１２２または第２三角波生成器１２３から三角波Ｓｔの入力を受け、入力された三角波Ｓｔと入力信号Ｓｉとを比較してパルス幅変調信号を生成することができる。
【００７３】
図５は、このようなパルス幅変調信号の生成を例示するグラフである。図５に示されているように、第１三角波生成器１２２の第１三角波Ｓｔ１より第２三角波生成器１２２の第２三角波Ｓｔ２の周波数が大きいことが分かる。ここで、入力信号Ｓｉが同一であると、図５に示されているように、第１駆動信号Ｓｐ１は第１三角波Ｓｔ１に、第２駆動信号Ｓｐ２は第２三角波Ｓｔ２に比例する周波数を有することが分かる。
【００７４】
従って、このような実施形態において、逆起電力検出部１４０は、第２三角波生成器１２３により生成された三角波の周波数を基準としてキャパシタンス値を固定したローパスフィルターを含むことができる。
【００７５】
図６は、本発明による周波数変調を例示するための参考グラフである。ここで、信号ＰＷＭは、周波数変調が発生しない場合の駆動制御信号の一例を示しており、信号ＰＷＭ１は、周波数変調が発生した場合の駆動制御信号の一例を示している。信号ＰＷＭ１の４番目の周期から６番目の周期までは周波数変調区間であり、高い周波数で駆動制御信号が発生したことが分かる。これは、上記の通り、三角波の周波数を増加させることで達成することができる。
【００７６】
信号ＢＥＭＦ１は、信号ＰＷＭ１から抽出した逆起電力であり、図６に示されているように、信号ＰＷＭ１に対応する周波数を有することが分かる。
【００７７】
信号ＢＥＭＦ１をローパスフィルターでフィルタリングすると、信号Ｆｉｌｔｅｒｅｄ１のような信号が出力されることが分かる。ここで、信号ＢＥＭＦ１の逆起電力のゼロクロス時点を計算するための区間、即ち、傾斜面区間は、高い周波数からなるため、上述したようにローパスフィルターのキャパシタンスが減少するようになり、ディレイを減少させると共に、モータをより正確に駆動することができる。
【００７８】
図７は、本発明によるモータ制御方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【００７９】
以下では、図７を参照して本発明によるモータ駆動制御方法の一実施形態について説明する。本発明によるモータ駆動制御方法の一実施形態は、図１から図６を参照して上述したモータ駆動制御装置１００で行われるため、上述した説明と同一であるか、またはそれに対応する内容については繰り返し説明しない。
【００８０】
図７を参照すると、モータ駆動制御装置１００は、モータ装置２００の駆動により発生する逆起電力を検出することができる（Ｓ７１０）。
【００８１】
次に、モータ駆動制御装置１００は、検出された逆起電力を用いて逆起電力のゼロクロス時点を推定し、推定されたゼロクロス時点を用いて周波数変調区間を決定することができる（Ｓ７２０）。
【００８２】
続いて、モータ駆動制御装置１００は、現在時点が周波数変調区間にあるかを確認する（Ｓ７３０）。周波数変調区間に属する場合には（Ｓ７３０、はい）、モータ駆動制御装置１００は、駆動制御信号の周波数を変調する（Ｓ７４０）。例えば、モータ駆動制御装置１００は、三角波の周波数を変調して駆動制御信号の周波数を変調する。
【００８３】
段階Ｓ７２０において、モータ駆動制御装置１００は、逆起電力のゼロクロス時点に対するヒストリーを保存し、保存されたヒストリーの平均値を用いてゼロクロス時点を推定することができる。その後、モータ駆動制御装置１００は、推定されたゼロクロス時点を基準として事前に設定された時間間隔を与えて周波数変調区間を決定することができる。
【００８４】
段階Ｓ７４０において、モータ駆動制御装置１００は、現在時点が周波数変調区間に該当すると、駆動制御信号の周波数を上向変調することができる。ここで、上向変調された周波数は、モータ駆動制御装置１００の逆起電力検出回路に含まれる、ローパスフィルターのキャパシタンスに関連する値を有することができる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。
【符号の説明】
【００８６】
１００  モータ駆動制御装置
１１０  電源供給部
１２０  駆動信号生成部
１２１  比較器
１２２  第１三角波生成器
１２３  第２三角波生成器
１２４  スイッチ
１３０  インバータ部
１４０  逆起電力検出部
１４１  逆起電力検出器
１４２  比較器
１４３  ローパスフィルター
１５０  制御部
１６０  周波数制御部
１６１  ゼロクロス推定器
１６２  周波数決定器
２００  モータ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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