(57)【要約】    【課題】  モータの回転速度に確実に対応して適切な駆動電流を発生し、モータの仕事効率と使用寿命を向上するとともに、運転時の騒音を低減するモータ制御装置及びその方法を提供する。    【解決手段】  本発明に係るモータ制御装置は、モータを検出することにより、検出信号を生成する検出モジュールと、前記検出信号を受信するとともに、前記検出信号に基づき、位相調整信号を生成する補正モジュールと、前記位相調整信号を受信するとともに、前記位相調整信号に基づき、駆動電流を発生させることにより、前記モータを駆動する駆動モジュールとを備える。    【選択図】  図３
2007129896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを検出することにより、検出信号を生成する検出モジュールと、
前記検出信号を受信するとともに、前記検出信号に基づき、位相調整信号を生成する補正モジュールと、
前記位相調整信号を受信するとともに、前記位相調整信号に基づき、駆動電流を発生させることにより、前記モータを駆動する駆動モジュールとを備えることを特徴とする
モータ制御装置。
【請求項２】
前記検出モジュールは、前記モータの磁極位置を検出することにより前記検出信号を生成するホール素子を有することを特徴とする
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記検出モジュールは、前記モータの操作電流を検出することにより前記検出信号を生成することを特徴とする
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記検出モジュールは、前記モータの回転速度を検出することにより前記検出信号を生成することを特徴とする
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記検出信号を受信するとともに、前記検出信号に基づき、位相シフト値を生成して、前記補正モジュールに伝送し、前記補正モジュールが前記検出信号と前記位相シフト値に基づき、前記位相調整信号を生成するシフトモジュールをさらに備えることを特徴とする
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記位相調整信号と前記検出信号との間の位相差は、前記位相シフト値を表す位相差に等しいことを特徴とする
請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記補正モジュールと前記駆動モジュールと前記シフトモジュールは、コントローラに統合され、前記コントローラがプログラム可能チップ、集積回路、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラのグループのうちの何れか一つであることを特徴とする
請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記シフトモジュールと前記補正モジュールと前記駆動モジュールは、ファームウェアプログラムコードであり、前記シフトモジュールが、さらに前記検出信号と前記位相シフト値との対応関係テーブルまたは対応関係式を含み、前記位相シフト値が、前記検出モジュールの前記モータでの配置位置と回転速度に対応した好適な検出位置との間の挟角であることを特徴とする
請求項７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記補正モジュールと前記駆動モジュールは、コントローラに統合され、前記コントローラがプログラム可能チップ、集積回路、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラのグループのうちの何れか一つであることを特徴とする
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記補正モジュールと前記駆動モジュールは、ファームウェアプログラムコードであることを特徴とする
請求項９に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
モータを検出することにより検出信号を生成するステップと、
前記検出信号に基づき、位相調整信号を生成するステップと、
前記位相調整信号に基づき、駆動電流を発生させることにより、前記モータを駆動するステップとを含むことを特徴とする
モータ制御方法。
【請求項１２】
前記検出ステップでは、前記モータの磁極位置を検出することにより前記検出信号を生成することを特徴とする
請求項１１に記載のモータ制御方法。
【請求項１３】
前記検出ステップでは、前記モータの操作電流を検出することにより前記検出信号を生成することを特徴とする
請求項１１に記載のモータ制御方法。
【請求項１４】
前記検出ステップでは、前記モータの回転速度を検出することにより前記検出信号を生成することを特徴とする
請求項１１に記載のモータ制御方法。
【請求項１５】
前記検出信号に基づき、位相シフト値を生成してから、前記検出信号と前記位相シフト値に基づき、前記位相調整信号を生成し、前記位相調整信号と前記検出信号との間の位相差が前記位相シフト値を表す位相差に等しいステップとをさらに含むことを特徴とする
請求項１１に記載のモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及びその方法に関し、特に、モータの回転速度に確実に対応して適切な駆動電流を発生し、モータの仕事効率と使用寿命を向上するとともに、運転時の騒音を低減する、モータ制御装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホール素子は、モータの回転時の磁極位置を検出できるため、モータの運転を監視する手段として、モータ制御装置に設けられる。
【０００３】
ホール素子１１は、図１と図２に示すように、ＤＣブラシレスモータ１２の回転時の磁極変化を検出するために、位置Ｐ１に配置されている。そして、ホール素子１１の検出結果に基づき、コントローラ１３は、ブラシレスＤＣモータ１２の駆動電流１２１を調整する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ブラシレスＤＣモータ１２の回転速度が速くなった場合、もしホール素子１１がそのまま位置Ｐ１に配置されると、駆動電流１２１が反転点に近づくときサージ（図２参照）が発生しやすくなり、且つ、駆動電流１２１の位相もブラシレスＤＣモータ１２の駆動電圧より遅れるため、モータの運転時に騒音が発生しやすくなり、運転効率が悪化してしまう。
【０００５】
それをゆえに、従来の技術では、ホール素子１１を位置Ｐ２に配置することにより、上述したブラシレスＤＣモータ１２の高速運転時に、駆動電流１２１と駆動電圧との間の位相差、及び駆動電流１２１が反転点に近づくときサージが発生しやすい問題が解決され、ブラシレスＤＣモータ１２の騒音が低減され、運転効率も向上されたが、ブラシレスＤＣモータ１２の回転速度が遅くなった場合、もしホール素子１１がそのまま位置Ｐ２に配置されると、ブラシレスＤＣモータ１２の低速運転時の効率が低下し、しかも騒音も高くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、モータの回転速度が変換されるとき、センサの配置位置の影響を考慮せず、確実に回転速度に対応して適切な駆動電流を発生し、モータの仕事効率と使用寿命を向上するとともに、運転時の騒音を低減する、モータ制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るモータ制御装置は、モータを検出することにより、検出信号を生成する検出モジュールと、前記検出信号を受信するとともに、前記検出信号に基づき、位相調整信号を生成する補正モジュールと、前記位相調整信号を受信するとともに、前記位相調整信号に基づき、駆動電流を発生させることにより、前記モータを駆動する駆動モジュールとを備える。
【０００８】
また、本発明に係るモータ制御方法は、モータを検出することにより検出信号を生成するステップと、前記検出信号に基づき、位相調整信号を生成するステップと、前記位相調整信号に基づき、駆動電流を発生させることにより、前記モータを駆動するステップとを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のモータ制御装置及びその方法によれば、検出信号に基づき、位相調整信号を生成するとともに、上記位相調整信号に基づき、駆動電流を発生させることにより、上記モータを駆動するため、モータの回転速度が変換されるとき、確実に回転速度に対応して、適切なモータの駆動電流を発生し、さらにモータの仕事効率と使用寿命を向上するとともに、運転時の騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例におけるモータ制御装置及びその方法について説明する。なお、共通する構成要素について、同一の符号を付すことによりその説明を省略する。
【実施例１】
【００１１】
図３に示すように、本発明の実施例１におけるモータ制御装置３は、検出モジュール３１と、補正モジュール３２と、駆動モジュール３３とを備える。
【００１２】
検出モジュール３１は、モータ２の磁極位置、操作電流及び/また回転速度を検出することにより、検出信号Ｓｓｅｎｓｅを生成する。補正モジュール３２は、検出信号Ｓｓｅｎｓｅを受信するとともに、検出信号Ｓｓｅｎｓｅに基づき、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを生成する。駆動モジュール３３は、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを受信するとともに、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅに基づき駆動電流Ｓｄｒｉｖｅを発生させることにより、モータ２を駆動する。
【００１３】
なお、検出モジュール３１は、モータ２の磁極位置を検出することにより検出信号Ｓｓｅｎｓｅを生成するホール素子（図示せず）を有することもできる。また、補正モジュール３２と駆動モジュール３３がコントローラに統合されることもできる。この場合、補正モジュール３２が検出信号Ｓｓｅｎｓｅを位相調整信号Ｓｐｈａｓｅに適切に調整する（図４参照）。ここで、検出信号Ｓｓｅｎｓｅと位相調整信号Ｓｐｈａｓｅの位相の差は、ホール素子が回転速度に対応してモータに配置された位置（例えば図１の位置Ｐ１または位置Ｐ２など）を模擬したものである。なお、図５に示すように、駆動電流Ｓｄｒｉｖｅは、反転点に近づくとき、著しいサージが発生しない。
【００１４】
このため、ホール素子が所定位置に配置され、モータ２が回転速度の変換によってモータ２の好適な検出位置が変更されるとき、ホール素子が上記所定位置でモータ２を検出したが、補正モジュール３２によって、検出信号Ｓｓｅｎｓｅを位相調整信号Ｓｐｈａｓｅに適切に調整するにより、ホール素子が好適な的検出位置でモータ２を検出することを模擬することができる。
【００１５】
また、検出モジュール３１が電流センサまたは回転速度センサを含むこともできる。この場合に、電流センサまたは回転速度センサは、ホール素子の代わりに、モータの操作電流または回転速度を検出することにより、検出信号を生成する。
【００１６】
制御装置３は、さらに、シフトモジュール３４を備える。シフトモジュール３４は、検出信号Ｓｓｅｎｓｅを受信するとともに、検出信号Ｓｓｅｎｓｅに基づき、位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを生成する。位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅが補正モジュール３２に伝送され、補正モジュール３２は検出信号Ｓｓｅｎｓｅと位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅに基づき、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを生成する。ここで、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅと検出信号Ｓｓｅｎｓｅとの位相差が位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを表す位相差に等しいため、シフトモジュール３４がモータ２の実際の回転速度に基づき、ダイナミック的に数値を調整することにより、補正モジュール３２が位相を補正して、好適な模擬効果を得ることができる。
【００１７】
なお、シフトモジュール３４と補正モジュール３２と駆動モジュール３３は、コントローラに統合されてもよい。ここで、上記コントローラは、例えばプログラム可能チップ、集積回路、プロセッサ、デジタル信号プロセッサやマイクロコントローラである。なお、シフトモジュール３４と補正モジュール３２と駆動モジュール３３は、例えば、ファームウェアプログラムコードである。
【００１８】
本実施例において、シフトモジュール３４は、検出信号Ｓｓｅｎｓｅと位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅとの対応関係テーブルまたは対応関係式を含むこともできる。この場合に、シフトモジュール３４が実行される際に、位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅが上記対応関係テーブルまたは対応関係式から推算されることができる。例えば、位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅは、検出モジュール３１のモータでの配置位置と、回転速度に対応した好適な検出位置との間の挟角（例えば、図１の位置Ｐ１と位置Ｐ２によって挟まれた円弧角）である。
【００１９】
補正モジュール３２は、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを算出する。位相調整信号Ｓｐｈａｓｅと検出信号Ｓｓｅｎｓｅとの間の位相差は、位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅとなる。駆動モジュール３３は、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅの数値の大小に基づき、モータ２が所定の回転速度に達したか否かを判定するとともに、この判断結果基づき駆動電流Ｓｄｒｉｖｅを調整することにより、モータ２を駆動する。
【実施例２】
【００２０】
図６に示すように、本発明の実施例２におけるモータ制御装置４は、検出モジュール４１と、シフトモジュール４２と、補正モジュール４３と、駆動モジュール４４と、を備える。
【００２１】
検出モジュール４１は、モータ２の磁極位置を検出することにより、検出信号Ｓｓｅｎｓｅを生成する。シフトモジュール４２は、位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを生成する。補正モジュール４３は、検出信号Ｓｓｅｎｓｅと位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを受信するとともに、検出信号Ｓｓｅｎｓｅと位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅに基づき、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを生成する。駆動モジュール４４は、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを受信するとともに、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅに基づき駆動電流Ｓｄｒｉｖｅを発生させることにより、モータ２を駆動する。
【００２２】
また、補正モジュール４３と駆動モジュール４４は、コントローラに統合されることができる。この場合に、コントローラは、検出信号Ｓｓｅｎｓｅが対応する調整された位相値を直接に算出することにより、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを生成するとともに、上記位相調整信号Ｓｐｈａｓｅに基づき、モータ２のそのときの回転速度で所期する駆動電流Ｓｄｒｉｖｅを発生させる。
【００２３】
また、制御装置４は、さらに、電流検出モジュール４５と、回転速度検出モジュール４６とを備える。電流検出モジュール４５は、モータ２の操作電流を検出することにより、電流検出信号Ｓｃｕｒを生成する。回転速度検出モジュール４６は、モータ２の回転速度を検出することにより、回転速度検出信号Ｓｒｅｖを生成する。さらに、検出モジュール４１は、モータ２の磁極位置を検出するとともに検出信号Ｓｓｅｎｓｅを生成するホール素子を有することもできる。
【００２４】
シフトモジュール４２は、検出信号Ｓｓｅｎｓｅ、電流検出信号Ｓｃｕｒまたは回転速度検出信号Ｓｒｅｖを受信することにより、モータ２の回転速度またはモータ２の操作電流の実状を把握するとともに、検出信号Ｓｓｅｎｓｅ、電流検出信号Ｓｃｕｒまたは回転速度検出信号Ｓｒｅｖに基づき、位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを生成する。補正モジュール４３は、位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅに基づき、位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを生成する。
【００２５】
本実施例において、シフトモジュール４２と補正モジュール４３と駆動モジュール４４は、コントローラに統合されてもよい。この場合に、上記コントローラは、デジタル演算方式で位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを算出する。
【００２６】
また、シフトモジュール４２は、例えば、モータ２が各回転速度に対応した位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを記録する回転速度対応表を含む。このようにすると、シフトモジュール４２は、モータ２の回転速度に基づき、適切な位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを生成するため、駆動モジュール４４は、位相反転時にサージの発生を抑える適切な駆動電流Ｓｄｒｉｖｅを発生させることができる。
【００２７】
本実施例において、シフトモジュール４２は、電流検出信号Ｓｃｕｒまたは回転速度検出信号Ｓｒｅｖによって、位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅがモータのそのときの回転速度を確実に反映するか否かを検証することができるため、補正モジュール４３が正しい位相で位相調整信号Ｓｐｈａｓｅを生成することができる。
【００２８】
また、シフトモジュール４２は、同時に検出信号Ｓｓｅｎｓｅと電流検出信号Ｓｃｕｒまたは回転速度検出信号Ｓｒｅｖに基づき、モータの回転速度を推測し、上記回転速度対応表から回転速度に対応した位相シフト値Ｖａｌｐｈａｓｅを選定することができる。
【００２９】
なお、上記コントローラは、例えばプログラム可能チップ、集積回路、プロセッサ、デジタル信号プロセッサやマイクロコントローラである。シフトモジュール４２と補正モジュール４３と駆動モジュール４４は、例えば、ファームウェアプログラムコードである。
【実施例３】
【００３０】
図７に示すように、本発明の実施例３におけるモータ制御方法は、ステップＳ１と、ステップＳ２と、ステップＳ３と、を含む。
【００３１】
ステップＳ１では、モータの磁極位置、操作電流及び／または回転速度とを検出することにより、検出信号を生成する。
【００３２】
ステップＳ２では、上記検出信号に基づき、位相調整信号を生成する。
【００３３】
ステップＳ３では、上記位相調整信号に基づき、駆動電流を発生させることにより、上記モータを駆動する。
【００３４】
なお、本実施例のモータ制御方法は、上述した実施例１と実施例２のモータ制御装置３、４に実施することができ、その実施方法と効果が上述した実施例で説明したので、その説明を省略する。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来のモータにおけるホール素子の配置位置を示す図である。
【図２】従来のモータの駆動電流を示す図である。
【図３】本発明の実施例１におけるモータ制御装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１におけるモータ制御装置の検出信号を示す図である。
【図５】本発明の実施例１におけるモータ制御装置の駆動電流を示す図である。
【図６】本発明の実施例２におけるモータ制御装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例３におけるモータ制御方法を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１        ホール素子
１２        ブラシレスＤＣモータ
１２１      駆動電流
１３        コントローラ
Ｐ１、Ｐ２  位置
２          モータ
３、４      制御装置
３１、４１  検出モジュール
３２、４３  補正モジュール３３、４４  駆動モジュール
３４、４２  シフトモジュール
４５        電流検出モジュール
４６        回転速度検出モジュール
Ｓｓｅｎｓｅ    検出信号
Ｓｐｈａｓｅ    位相調整信号
Ｓｄｒｉｖｅ    駆動電流
Ｓｃｕｒ      電流検出信号
Ｓｒｅｖ      回転速度検出信号
Ｖａｌｐｈａｓｅ  位相シフト値
【図１】
2007129896.tif 000003
【図２】
2007129896.tif 000004
【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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