(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石ロータの磁極変化によるロータ位置を検出する３相分のホールセンサ信号を上位コントローラに出力することによって、モータドライバ回路より３相ブラスレスモータへ駆動信号を出力する３相ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
前記モータドライバ回路は、３相分のホールセンサ信号を２相分のエンコーダ出力形式の信号に変換して生成した変換信号を前記上位コントローラに出力するセンサ信号変換回路と、
前記上位コントローラから出力されるモータの回転方向及び回転速度指令に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動するモータ駆動回路と、を具備し、
前記センサ信号変換回路は、３相分のホールセンサ信号が時系列的に入力される第１のパルス立ち上がりエッジを第１のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジに、ホールセンサ信号の第２のパルス立ち上がりエッジを第１のエンコーダ出力信号の立ち下がりエッジに変換し、ホールセンサ信号の第１のパルス立ち下がりエッジを第２のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジに変換し、ホールセンサ信号の第２のパルス立ち下がりエッジを第２のエンコーダ出力信号の立ち下がりエッジに変換して振り分ける処理を繰り返すことにより、２相分のエンコーダ出力形式の変換信号を生成して前記上位コントローラに出力し、当該上位コントローラは、前記２相分のエンコーダ出力形式の変換信号に基づいてモータの回転数、回転方向、回転速度を計測して前記モータ駆動回路に必要な制御指令を出力することを特徴とする３相ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項２】
永久磁石ロータの磁極変化によるロータ位置を検出する３相分のホールセンサ信号を上位コントローラに出力することによってモータドライバ回路より３相ブラスレスモータへ駆動信号を出力する３相ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
前記モータドライバ回路は、３相分のホールセンサ信号を２相分のエンコーダ出力形式の信号に変換して生成した変換信号を前記上位コントローラに出力するセンサ信号変換回路と、
前記上位コントローラから出力されるモータの回転方向及び回転速度指令に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動するモータ駆動回路と、を具備し、
前記センサ信号変換回路は、３相分のホールセンサ信号が時系列的に入力される第１のパルス立ち上がりエッジを第２のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジに、ホールセンサ信号の第２のパルス立ち上がりエッジを第２のエンコーダ出力信号の立ち下がりエッジに変換し、ホールセンサ信号の第１のパルス立ち下がりエッジを第１のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジに変換し、ホールセンサ信号の第２のパルス立ち下がりエッジを第１のエンコーダ出力信号の立ち下がりエッジに変換して振り分ける処理を繰り返すことにより、２相分のエンコーダ出力形式の変換信号を生成して前記上位コントローラに出力し、当該上位コントローラは、前記２相分のエンコーダ出力形式の変換信号に基づいてモータの回転数、回転方向、回転速度を計測して前記モータ駆動回路に必要な制御指令を出力する３相ブラシレスモータの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相ブラシレスモータの駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３相ブラシレスモータを駆動制御する駆動制御装置は、永久磁石からなるロータと、モータコイルと、ロータの位置を検出するための３個のホール素子とを有し、ホール素子により検出されたロータの回転位置に基づいて、モータコイルへの通電が行われ、それによって生ずる回転磁界によってロータが回転されるようになっている。
３相ブラシレスモータを駆動制御する場合、ＰＷＭ制御により駆動される駆動パルスのデューティ比を変えることでモータの速度制御が行われるようになって打いる（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１１−１３６９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した３相ブラシレスモータの駆動制御装置においては、ホールセンサによりロータの回転位置検出を行って通電制御する場合、上位コントローラであるマイクロコンピュータの位相計数機能をそのまま使用することができない。即ち、位相計数モードは２相パルスを発生させるエンコーダ出力信号を想定しており、ホールセンサから出力される３相分のセンサ信号では、上位コントローラにおいて位相計数機能を用いることができず、モータの回転数や回転方向などの状態を測ることができない。
また、ホールセンサに代えてモータにエンコーダを設けることは、高価でありしかもモータサイズも大型化する。
【０００５】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で上位コントローラの位相計数機能を利用してモータ駆動制御を行なえる３相ブラシレスモータの駆動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
永久磁石ロータの磁極変化によるロータ位置を検出する３相分のホールセンサ信号を上位コントローラに出力することによって、モータドライバ回路より３相ブラスレスモータへ駆動信号を出力する３相ブラシレスモータの駆動制御装置であって、前記モータドライバ回路は、３相分のホールセンサ信号を２相分のエンコーダ出力形式の信号に変換して生成した変換信号を前記上位コントローラに出力するセンサ信号変換回路と、前記上位コントローラから出力されるモータの回転方向及び回転速度指令に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動するモータ駆動回路と、を具備し、前記センサ信号変換回路は、３相分のホールセンサ信号が時系列的に入力される第１のパルス立ち上がりエッジを第１のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジに、ホールセンサ信号の第２のパルス立ち上がりエッジを第１のエンコーダ出力信号の立ち下がりエッジに変換し、ホールセンサ信号の第１のパルス立ち下がりエッジを第２のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジに変換し、ホールセンサ信号の第２のパルス立ち下がりエッジを第２のエンコーダ出力信号の立ち下がりエッジに変換して振り分ける処理を繰り返すことにより、２相分のエンコーダ出力形式の変換信号を生成して前記上位コントローラに出力し、当該上位コントローラは、前記２相分のエンコーダ出力形式の変換信号に基づいてモータの回転数、回転方向、回転速度を計測して前記モータ駆動回路に必要な制御指令を出力することを特徴とする。
上記構成によれば、センサ信号変換回路は、３相分のホールセンサ信号を２相分のエンコーダ出力形式の信号に変換して生成した変換信号を上位コントローラに出力するので、上位コントローラの位相計数機能を使用してセンサ信号変換回路の２相分の出力信号から回転数、回転方向、回転速度を計測してモータ駆動回路に必要な制御指令を出力することができる。
よって、既存の制御装置が有する機能を活用してモータの駆動制御を安価に実現できる。
【０００７】
また、永久磁石ロータの磁極変化によるロータ位置を検出する３相分のホールセンサ信号を上位コントローラに出力することによってモータドライバ回路より３相ブラスレスモータへ駆動信号を出力する３相ブラシレスモータの駆動制御装置であって、前記モータドライバ回路は、３相分のホールセンサ信号を２相分のエンコーダ出力形式の信号に変換して生成した変換信号を前記上位コントローラに出力するセンサ信号変換回路と、前記上位コントローラから出力されるモータの回転方向及び回転速度指令に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動するモータ駆動回路と、を具備し、前記センサ信号変換回路は、３相分のホールセンサ信号が時系列的に入力される第１のパルス立ち上がりエッジを第２のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジに、ホールセンサ信号の第２のパルス立ち上がりエッジを第２のエンコーダ出力信号の立ち下がりエッジに変換し、ホールセンサ信号の第１のパルス立ち下がりエッジを第１のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジに変換し、ホールセンサ信号の第２のパルス立ち下がりエッジを第１のエンコーダ出力信号の立ち下がりエッジに変換して振り分ける処理を繰り返すことにより、２相分のエンコーダ出力形式の変換信号を生成して前記上位コントローラに出力し、当該上位コントローラは、前記２相分のエンコーダ出力形式の変換信号に基づいてモータの回転数、回転方向、回転速度を計測して前記モータ駆動回路に必要な制御指令を出力することを特徴とする。
上記構成によっても、センサ信号変換回路は、３相分のホールセンサ信号を２相分のエンコーダ出力形式の信号に変換して生成した変換信号を上位コントローラに出力するので、上位コントローラの位相計数機能を使用してセンサ信号変換回路の２相分の出力信号から回転数、回転方向、回転速度を計測してモータ駆動回路に必要な制御指令を出力することができる。
【発明の効果】
【０００９】
上述した３相ブラシレスモータの駆動制御装置を用いれば簡易な構成で上位コントローラの位相計数機能を利用してモータ駆動制御を行なえる３相ブラシレスモータの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】
【００１０】
【図１】３相ブラシレスモータの駆動制御装置のブロック構成図である。
【図２】センサ信号変換回路において生成される変換信号の生成過程を示すタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る３相ブラシレスモータの駆動制御装置の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、３相ＤＣブラシレスモータの駆動制御装置のブロック構成について例示する。
【００１２】
図１のブロック図を参照して、３相ＤＣブラシレスモータの駆動制御装置の概略構成について説明する。
３相ＤＣブラシレスモータ１は、ロータヨークに永久磁石を設けた永久磁石ロータと、ステータコアの極歯の回りにモータコイルを巻き付けられたステータと、ロータの回転位置を検出するホールセンサ（ＨＵ，ＨＶ，ＨＷ）を備えている。図示しない永久磁石ロータの磁極と対向配置されたステータコアの極歯には、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）のモータコイルが巻き付けられている。各相モータコイルには、後述するモータ駆動回路により所定のタイミングでモータ電流が流れる。
【００１３】
上記ロータ位置を検出する３相分のホールセンサ信号はモータドライバ回路２に出力される。モータドライバ回路２は３相ブラシレスモータ１へ駆動信号を出力する。
モータドライバ回路２は、ホール信号エンコーダ信号出力変換回路３（センサ信号変換回路）及びモータ駆動回路４を備えている。ホール信号エンコーダ信号出力変換回路３は、３相分のセンサ信号を２相分のエンコーダ出力形式の信号に変換して生成した変換信号を上位コントローラ５に出力する。上位コントローラ５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどの各種制御素子を備えた制御回路により３相ブラシレスモータ１の駆動を制御する。
【００１４】
モータ駆動回路４は上位コントローラ５から出力されるモータの回転方向及び回転速度指令に基づいて３相ブラシレスモータ１のモータコイル（Ｕ相，Ｖ相、Ｗ相）へ通電制御する。
具体的には、上位コントローラ５から３相ＤＣブラシレスモータ１の回転開始及び回転停止指令信号、回転方向指令信号、速度指令信号がモータ駆動回路４に出力される。モータ駆動回路４は、かかる上位コントローラ５からのコマンドに応じて３相ＤＣブラシレスモータ１の各相モータコイルに通電制御してモータ駆動を制御するようになっている。
【００１５】
上記構成によれば、ホール信号エンコーダ信号出力変換回路３は、３相分のセンサ信号を２相分のエンコーダ出力形式の信号に変換して生成した変換信号を上位コントローラ５に出力するので、上位コントローラ５の位相計数機能を使用してホール信号エンコーダ信号出力変換回路３の２相分出力信号からモータの回転数と回転方向を検出してモータ駆動回路４へ制御信号を出力することができる。
よって、既存の制御装置が有する機能を活用してモータの駆動制御を安価に実現できる。
【００１６】
図２に、ホール信号エンコーダ信号出力変換回路３による変換信号の生成動作の一例について説明する。図１に示すようにホール信号エンコーダ信号出力変換回路３には、３相分（ＨＵ，ＨＶ，ＨＷ）のホールセンサ信号が時系列的に入力される。
【００１７】
図２において、３相ブラシレスモータ１の回転方向が時計回り方向（ＣＷ方向）であれば、ホールセンサ信号から送られるパルスの立ち上がりを第１のエンコーダ出力信号Ａを生成するのに用い、パルスの立ち下りを第２のエンコーダ出力信号Ｂを生成するのに用いる。反時計回り方向（ＣＣＷ）であれば、これとは反対にパルスの立ち上がりを第２のエンコーダ出力信号Ｂを生成するのに用い、パルスの立ち下りを第１のエンコーダ出力信号Ａを生成するのに用いる。なお、ＣＷ方向、ＣＣＷ方向のどちらに回転しているかは、モータドライバ回路２内の図示しないセンサ信号変換回路で判別する。
【００１８】
具体的には、ＣＷ方向に回転している場合、３相分のホールセンサ信号のうちＨＶ相のホールセンサ信号の第１のパルス立ち上がりエッジＥ１を第１のエンコーダ出力信号Ａの立ち上がりエッジに変換し、ＨＷ相のホールセンサ信号の第２のパルス立ち上がりエッジＥ２を第１のエンコーダ出力信号Ａの立ち下がりエッジに各々変換する。
【００１９】
また、ＨＵ相のホールセンサ信号の第１のパルス立ち下がりエッジＥ３を第２のエンコーダ出力信号Ｂの立ち上がりエッジに変換し、ＨＶ相のホールセンサ信号の第２のパルス立ち下がりエッジＥ４を第２のエンコーダ出力信号Ｂの立ち下がりエッジに変換して振り分ける処理を繰り返す。
【００２０】
また、ＣＣＷ方向に回転している場合、３相分のホールセンサ信号のうちＨＷ相のホールセンサ信号の第１のパルス立ち上がりエッジＥ５を第２のエンコーダ出力信号Ｂの立ち上がりエッジに変換し、ＨＶ相のホールセンサ信号の第２のパルス立ち上がりエッジＥ６を第２のエンコーダ出力信号Ｂの立ち下がりエッジに各々変換する。
【００２１】
また、ＨＵ相のホールセンサ信号の第１のパルス立ち下がりエッジＥ７を第１のエンコーダ出力信号Ａの立ち上がりエッジに変換し、ＨＷ相のホールセンサ信号の第２のパルス立ち下がりエッジＥ８を第１のエンコーダ出力信号Ａの立ち下がりエッジに変換して振り分ける処理を繰り返す。
【００２２】
これにより、３相分のホールセンサの信号を、２相分のエンコーダ出力形式の変換信号Ａ、Ｂを生成することができる。
【００２３】
なお、上記例では、ＣＷ方向でパルスの立ち上がりを第１のエンコーダ出力信号Ａを生成するのに用い、パルスの立ち下りを第２のエンコーダ出力信号Ｂを生成するのに用い、ＣＣＷ方向で、パルスの立ち上がりを第２のエンコーダ出力信号Ｂを生成するのに用い、パルスの立ち下りを第１のエンコーダ出力信号Ａを生成するのに用いているが、これとは逆に、ＣＷ方向でパルスの立ち上がりを第２のエンコーダ出力信号Ｂを生成するのに用い、パルスの立ち下りを第１のエンコーダ出力信号Ａを生成するのに用い、ＣＣＷ方向で、パルスの立ち上がりを第１のエンコーダ出力信号Ａを生成するのに用い、パルスの立ち下りを第２のエンコーダ出力信号Ｂを生成するのに用いてもよい。
【００２４】
この２相分のエンコーダ出力形式の変換信号Ａ，Ｂにより、上位コントローラ５はモータの回転数、回転方向、回転速度を計測して、モータ駆動回路４に必要な制御指令を出力することができる。
【００２５】
例えば、エンコーダ出力信号Ａの出力レベルがＨのときエンコーダ出力信号Ｂに立ち上がりエッジが発生する場合には、時計回り方向（ＣＷ方向）へ回転しているものと判定し、エンコーダ出力信号Ａの出力レベルがＨのときエンコーダ出力信号Ｂに立ち下がりエッジが発生する場合には、反時計回り方向（ＣＣＷ）へ回転しているものと判定する。また、上位コントローラ５は、エンコーダ出力信号Ａ，Ｂのパルス数を計数することで回転速度を計測することができる。
【００２６】
また、本実施例では３相ＤＣブラシレスモータについて説明したが、この３相ＤＣブラシレスモータは、インナーロータ型のＤＣブラシレスモータであってもアウターロータ型のＤＣブラシレスモータであってもいずれでもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  ３相ＤＣブラシレスモータ
２  モータドライバ回路
３  ホール信号エンコーダ信号出力変換回路
４  モータ駆動回路
５  上位コントローラ
【図１】
0005707638.tif 000002
【図２】
0005707638.tif 000003