(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに設けられた周波数発電機の出力を基準クロックに同期させてトリガパルスを発生するトリガパルス発生回路と、
前記トリガパルスに同期して前記基準クロックをカウントし、モータの回転速度を決定する設定パルスを形成するカウンタと、
前記トリガパルスと前記設定パルスに基づいて、モータの回転速度と設定した回転速度とのずれを示す速度誤差信号を出力する速度誤差出力回路と、
前記基準クロックを分周する分周器と、
前記分周器の出力を位相基準として前記周波数発電機の出力と比較して位相誤差信号を出力する位相比較器と、
前記速度誤差信号が規定範囲内であるときに回転数ロック信号を出力する回転数ロック検出回路と、
前記位相比較器の出力を入力とし、前記回転数ロック検出信号を受けていない間は前記位相誤差信号を出力しない位相出力制御回路と、
前記速度誤差出力回路からの前記速度誤差信号と前記位相出力制御回路からの前記位相誤差信号を合成する合成回路と、
を備え、
前記合成回路の出力をモータにフィードバックしてモータの回転を制御するように構成するとともに、
前記回転数ロック信号を受けたときに前記トリガパルスに同期して基準クロックの分周を開始するように前記トリガパルス発生回路のトリガパルス出力と前記回転数ロック検出回路の出力を前記分周器に接続し、かつ前記回転数ロック信号を受けていない間は前記位相出力制御回路から前記位相誤差信号が出力されないように構成したことを特徴とするモータ制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転速度と回転位相を制御するモータ制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモータ制御回路は、特開平３−１５５３８４号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
このモータ制御回路２４は、図５に示すように、速度制御回路１５と位相制御回路１８と合成回路２１とで構成されている。
モータ２５に設けられた周波数発電機の出力であるＦＧ信号及び基準クロックＣＫ１がモータ制御回路２４に入力される。
【０００４】
１／２分周器１は、図６に示すように、ＦＧ信号を１／２分周して１／２ＦＧ信号と前記１／２ＦＧ信号を反転した１／２ＦＧＢ信号とを出力する。
トリガパルス発生回路２では、インバータ１４を介した基準クロックＣＫ１の反転クロックＣＫ１Ｂと１／２ＦＧ信号および１／２ＦＧＢ信号とがそれぞれ入力されて、トリガパルスＴ１，Ｔ２を出力する。
【０００５】
具体的には、トリガパルス発生回路２において、前記１／２ＦＧ信号が立ち上がると、前記反転ＣＫ１Ｂに同期して該反転クロックＣＫ１Ｂの１周期だけ「０」となるトリガパルスＴ１が出力される。
【０００６】
また、前記１／２ＦＧＢ信号が立ち上がると（１／２ＦＧ信号が立ち下がると）、前記反転クロックＣＫ１Ｂに同期して該反転クロックＣＫ１Ｂの１周期だけ「０」となるトリガパルスＴ２が出力される。
【０００７】
ＲＳフリップフロップ３は、図５に示すように、フリップフロップ接続されたＮＡＮＤゲート４，５より構成され、ＮＡＮＤゲート４の一方の入力にはトリガパルスＴ１が入力される。
【０００８】
カウンタ６は、ＲＳフリップフロップ３のＱ１Ｂ出力および基準クロックＣＫ１が入力され、カウント終了信号Ｒ１をＮＡＮＤゲート５の一方の入力に印加する。具体的には、カウンタ６はＲＳフリップフロップ３の「０」のＱ１Ｂ出力の立ち下がりでリセットされカウント動作を開始し、カウント値が設定値に達した時に「０」のカウント終了信号Ｒ１を出力するものである。
【０００９】
ＲＳフリップフロップ７は、フリップフロップ接続されたＮＡＮＤゲート８，９より構成されており、ＮＡＮＤゲート８の一方の入力にトリガパルスＴ２が印加される。
【００１０】
カウンタ１０は、ＲＳフリップフロップ７のＱ２Ｂ出力および基準クロックＣＫ１が入力され、カウント終了信号Ｒ２をＮＡＮＤゲート９の一方の入力に印加する。具体的には、カウンタ１０は、ＲＳフリップフロップ７の「０」のＱ２Ｂ出力によってリセットされると共にカウント動作を開始し、カウント値か前記カウンタ６と同一の設定値に達したときに「０」のカウント終了信号Ｒ２を出力するものである。
【００１１】
速度誤差出力回路１１は、ＡＮＤゲート１２，１３より構成されており、モータ２５が設定回転数より速く回転したことを示すファースト信号Ｆとモータ２５が設定回転数より遅く回転したことを示すスロー信号Ｓとをそれぞれ出力する。このファースト信号Ｆとスロー信号Ｓは、モータ２５を設定回転数に速度制御するための速度誤差信号である。
【００１２】
ＡＮＤゲート１２では、ＲＳフリップフロップ３のＱ１出力およびＲＳフリップフロップ７のＱ２出力の論理積演算を行って前記ファースト信号Ｆを出力し、またＡＮＤゲート１３では、ＲＳフリップフロップ３のＱ１Ｂ出力およびＲＳフリップフロップ７のＱ２Ｂ出力の論理積演算を行って前記スロー信号Ｓを出力する。
【００１３】
図６に示すように、設定した回転速度でモータ２５が回転するときに得られるＦＧ信号の一周期の時間をＡとすると、ＲＳフリップフロップ３のＱ１出力およびＲＳフリップフロップ７のＱ２出力の「１」期間Ｎは、設定回転時のＦＧ信号の一周期の時間Ａになる様に設定されている。
【００１４】
具体的には、ＲＳフリップフロップ３のＱ１出力及びＲＳフリップフロップ７のＱ２出力の「１」期間Ｎは、カウンタ６，１０のカウント期間であり、前記ＦＧ信号の一周期Ａとなる様にカウント数が設定されている。
【００１５】
１／２ＦＧ信号の各「１」期間がＲＳフリップフロップ３のＱ１出力の「１」期間Ｎに一致するように、且つ、１／２ＦＧＢ信号の各「１」期間がＲＳフリップフロップ７のＱ２出力の「１」期間Ｎに一致するように速度誤差信号を合成回路２１に出力する。
【００１６】
位相制御回路１８は、図５に示すように、分周器１９と位相比較器２０とで構成されている。
基準クロックＣＫ１が入力された分周器１９は、分周出力ＦＢを出力する。
【００１７】
分周出力ＦＢとＦＧ信号とを位相比較器２０に入力して、モータ２５の位相が進んだことを示す進み信号ＡＤまたはモータ２５の位相が遅れたことを示す遅れ信号ＤＥが位相比較器２０から出力される。
【００１８】
分周器１９は、カウンタ６，１０と同一段数のフリップフロップで構成されている。分周器１９の分周出力ＦＢの周期は、図６に示すように、カウンタ６，１０の各カウント期間Ｎと等しく、モータ２５が設定回転数で回転するときのＦＧ信号の一周期Ａと等しく設定されている。
【００１９】
分周器１９の分周出力ＦＢの１周期および前記ＦＧ信号の一周期を位相比較し、前記進み信号ＡＤ又は前記遅れ信号ＤＥを出力する。
遅れ信号ＤＥについては、ＦＧ信号の「１」期間の立ち上がりａが分周器１９の出力ＦＢの「１」期間の立ち上がりｂより遅い場合は、モータ２５の回転位相が遅れた状態であることから、分周器１９の分周出力ＦＢの「１」期間の立ち上がりａからＦＧ信号の「１」期間の立ち上がりｂまで、「１」の遅れ信号ＤＥが出力される。
【００２０】
同様にして、進み信号ＡＤについては、ＦＧ信号の「１」期間の立ち上がりｃが分周器１９の出力ＦＢの「１」期間の立ち上がりｄより早い場合は、モータ２５の回転位相が進んだ状態であることから、ＦＧ信号の「１」期間の立ち上がりｃから分周器１９の出力ＦＢの「１」期間の立ち上がりｄまで、「１」の進み信号ＡＤが出力される。
【００２１】
合成回路２１は、図５に示すように、速度制御回路１５の出力である速度誤差信号（ファースト信号Ｆ、スロー信号Ｓ）と位相制御回路１８の出力である位相誤差信号（進み信号ＡＤ、遅れ信号ＤＥ）とが、ある比率で合成されて合成信号ＧＳが出力される。
【００２２】
この合成信号ＧＳをモータ２５にフィードバックして、設定回転数で回転するようにモータ２５の回転数を制御するものである。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータの起動直後の場合には、ＦＧ信号の周期は分周器の出力よりはるかに長いために、位相制御回路１８の出力は進み信号ＡＤと遅れ信号ＤＥの両方の信号が出力されることがあり、また、進み信号ＡＤまたは遅れ信号ＤＥの出力幅もまちまちである。
【００２４】
この状態での合成信号ＧＳは起動時にモータの回転数を加速する信号が必要にもかかわらず、位相制御回路１８の遅れ信号ＤＥが出力されて合成回路２１で合成されることがあるため、モータの起動時間に遅れを生じるという問題がある。
【００２５】
次に、ＦＧ信号が分周出力ＦＢの周期と同等になってから位相誤差信号を合成する場合では以下の問題がある。
図３（ａ）に示すように、モータの回転数が設定回転数に達しているにもかかわらず、分周器の出力ＦＢとＦＧ信号とが僅かにずれているために、分周器の出力ＦＢとＦＧ信号の位相比較した位相誤差信号は、位相進み信号ＡＤが発生してモータの回転速度に減速が働いて設定回転数に達することができず、図４に示す起動特性Ｂのようにモータの起動時間が長く回転数が不安定になるという問題がある。
【００２６】
また、図３（ｂ）に示すように、モータの回転数が設定回転数に達しているにもかかわらず、分周器の出力ＦＢとＦＧ信号とが僅かにずれているために、分周器の出力ＦＢとＦＧ信号の位相比較した位相誤差信号は、上記とは逆に、位相遅れ信号ＤＥが発生してモータの回転速度に加速が働いて設定回転数に達することができず、図４に示す起動特性Ｃのようにモータの起動時間が長く回転数が不安定になるという問題がある。
【００２７】
本発明は、モータの起動時間が長く回転数が不安定になるという問題を解消して、起動時間の遅れを生じないモータ制御回路を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータ制御回路は、モータに設けられた周波数発電機の出力を基準クロックに同期させてトリガパルスを発生するトリガパルス発生回路と、前記トリガパルスに同期して前記基準クロックをカウントし、モータの回転速度を決定する設定パルスを形成するカウンタと、前記トリガパルスと前記設定パルスに基づいて、モータの回転速度と設定した回転速度とのずれを示す速度誤差信号を出力する速度誤差出力回路と、前記基準クロックを分周する分周器と、前記分周器の出力を位相基準として前記周波数発電機の出力と比較して位相誤差信号を出力する位相比較器と、前記速度誤差信号が規定範囲内であるときに回転数ロック信号を出力する回転数ロック検出回路と、前記位相比較器の出力を入力とし、前記回転数ロック検出信号を受けていない間は前記位相誤差信号を出力しない位相出力制御回路と、前記速度誤差出力回路からの前記速度誤差信号と前記位相出力制御回路からの前記位相誤差信号を合成する合成回路と、を備え、前記合成回路の出力をモータにフィードバックしてモータの回転を制御するように構成するとともに、前記回転数ロック信号を受けたときに前記トリガパルスに同期して基準クロックの分周を開始するように前記トリガパルス発生回路のトリガパルス出力と前記回転数ロック検出回路の出力を前記分周器に接続し、かつ前記回転数ロック信号を受けていない間は前記位相出力制御回路から前記位相誤差信号が出力されないように構成したモータ制御回路としたものである。
【００２９】
本発明によると、モータの起動時間が長く回転数が不安定になるという問題を解消することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、モータに設けられた周波数発電機の出力を基準クロックに同期させてトリガパルスを発生するトリガパルス発生回路と、前記トリガパルスに同期して前記基準クロックをカウントし、モータの回転速度を決定する設定パルスを形成するカウンタと、前記トリガパルスと前記設定パルスに基づいて、モータの回転速度と設定した回転速度とのずれを示す速度誤差信号を出力する速度誤差出力回路と、前記基準クロックを分周する分周器と、前記分周器の出力を位相基準として前記周波数発電機の出力と比較して位相誤差信号を出力する位相比較器と、前記速度誤差信号が規定範囲内であるときに回転数ロック信号を出力する回転数ロック検出回路と、前記位相比較器の出力を入力とし、前記回転数ロック検出信号を受けていない間は前記位相誤差信号を出力しない位相出力制御回路と、前記速度誤差出力回路からの前記速度誤差信号と前記位相出力制御回路からの前記位相誤差信号を合成する合成回路と、を備え、前記合成回路の出力をモータにフィードバックしてモータの回転を制御するように構成するとともに、前記回転数ロック信号を受けたときに前記トリガパルスに同期して基準クロックの分周を開始するように前記トリガパルス発生回路のトリガパルス出力と前記回転数ロック検出回路の出力を前記分周器に接続し、かつ前記回転数ロック信号を受けていない間は前記位相出力制御回路から前記位相誤差信号が出力されないように構成したモータ制御回路としたものであり、分周器の出力をトリガパルスに同期させることができ、安定した位相誤差信号を得ることができる。
【００３１】
また、回転数ロック信号を受けたときに基準クロックの分周を開始することができるとともに分周器の出力をトリガパルスに同期させることができ、安定した位相誤差信号を得ることができる。
【００３２】
また、回転数ロック信号を受けていない間は位相誤差信号を出力しないことによりモータ制御を安定化することができる。
【００３３】
以下、本発明のモータ制御回路を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態）
モータ制御回路は、図１に示すように、速度制御回路１５と位相制御回路１８と合成回路２１と回転数ロック検出回路２２と位相出力制御回路２３とで構成されている。
【００３４】
速度制御回路１５は従来の構成と同等であり、モータ２５に設けられた周波数発電機の出力であるＦＧ信号および基準クロックＣＫ１に基づいてモータ２５が設定回転数より速く回転したことを示すファースト信号Ｆとモータ２５が設定回転数より遅く回転したことを示すスロー信号Ｓとをそれぞれ出力する。このファースト信号Ｆとスロー信号Ｓは、モータ２５を設定回転数に速度制御するための信号である。
【００３５】
回転数ロック検出回路２２は、速度制御回路１５より出力されるファースト信号Ｆおよびスロー信号Ｓの速度誤差信号が規定範囲内（例えば、基準回転数の±５％以内）であるときに回転数ロック信号ＲＲを位相出力制御回路２３と分周器１９とに出力する。
【００３６】
分周器１９は、トリガパルス発生回路２のトリガパルスＴ１出力に接続されていて、回転数ロック信号ＲＲを受けたときにトリガパルスＴ１に同期して基準クロックＣＫ１の分周を開始して出力信号ＦＢを形成し、位相比較器２０に出力する。
【００３７】
位相比較器２０は、分周器１９の出力信号ＦＢを位相基準として、モータ２５に設けられた周波数発電機の出力であるＦＧ信号と前記出力信号ＦＢとを比較して位相誤差信号である位相進み信号ＡＤおよび位相遅れ信号ＤＥをそれぞれ位相出力制御回路２３に出力する。
【００３８】
位相出力制御回路２３は、前記回転数ロック信号ＲＲを受けたときに位相進み信号ＡＤと位相遅れ信号ＤＥをそれぞれ出力信号ＡＤＳと出力信号ＤＥＳとして合成回路２１に位相誤差信号を出力するものであり、前記回転数ロック信号ＲＲを受けていない間は合成回路２１へ位相誤差信号を送らない。
【００３９】
合成回路２１では、速度誤差信号（ファースト信号Ｆ、スロー信号Ｓ）と位相誤差信号（進み信号ＡＤＳ、遅れ信号ＤＥＳ）とが、ある比率（例えば、速度誤差信号：位相誤差信号＝２０：１）で合成されて合成信号ＧＳが出力される。
【００４０】
この合成信号ＧＳをモータ２５にフィードバックして、設定回転数で回転するようにモータ２５の回転数を制御するものである。
本実施の形態のモータ制御回路は、図２に示すように、速度誤差信号であるスロー信号Ｓが規定範囲内であるときに回転数ロック信号ＲＲを分周器１９に出力してトリガパルスＴ１に同期した出力信号ＦＢを出力するので、モータの回転制御を阻害する不必要な位相誤差信号を発生させない。
【００４１】
このときのモータ起動特性Ａは、図４に示すように、従来の起動特性Ｂまたは起動特性Ｃに比べて、設定回転数に速やかに到達し、かつ、設定回転数の状態を維持していることがわかる。
【００４２】
以上のことから、回転数ロック検出回路２２を設けて速度誤差信号が規定範囲内であるときに回転数ロック信号ＲＲを分周器１９に出力することにより、回転数ロック信号ＲＲを受けたときに基準クロックＣＫ１の分周を開始して形成した分周器１９の出力ＦＢをトリガパルスＴ１に同期させることができ、安定した位相誤差信号を得ることができ、モータの起動時間が長くモータの回転数が不安定になるという問題を解消して、モータの起動時間が速く、設定回転数の状態を維持することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、トリガパルス発生回路２のトリガパルスＴ１出力に分周器１９を接続して、トリガパルス発生回路２より発生するトリガパルスＴ１に同期して基準クロックＣＫ１を分周することにより、安定した位相誤差信号を得ることができ、従来のようにモータの起動時間が長く回転数が不安定になるという問題を解消して、起動時間の遅れを生じないモータ制御回路を提供することができる。
【００４４】
また、回転数ロック検出回路２２でが規定範囲内であるときに回転数ロック信号ＲＲを分周器１９に出力して、回転数ロック信号ＲＲを受けたときに基準クロックＣＫ１の分周を開始して形成した分周器１９の出力ＦＢをトリガパルスＴ１に同期させることにより、安定した位相誤差信号を得ることができ、モータの起動時間が長く回転数が不安定になるという問題を解消して、モータの起動時間が速く回転数を安定させることができる。
【００４５】
また、周波数発電機の出力周期と分周器の出力周期が大きく差があるときには回転数ロック検出回路２２で回転数ロック信号を出力しないこととし、回転数ロック信号を出力しない間は位相誤差信号を出力しない位相出力制御回路を備えたことにより、モータ制御を不安定にする位相誤差出力の発生を防ぐことができ、モータ制御を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のモータ制御回路を示すブロック図
【図２】同実施の形態のモータ制御回路の動作説明のためのタイミング図
【図３】従来例のモータ制御回路の動作説明のためのタイミング図
【図４】本発明と従来例のモータ起動の比較特性図
【図５】従来のモータ制御回路のブロック図
【図６】従来のモータ制御回路の動作説明のためのタイミング図
【符号の説明】
１    １／２分周器
２    トリガパルス発生回路
３    ＲＳフリップフロップ
４    ＮＡＮＤゲート
５    ＮＡＮＤゲート
６    カウンタ
７    ＲＳフリップフロップ
８    ＮＡＮＤゲート
９    ＮＡＮＤゲート
１０    カウンタ
１１    速度誤差出力回路
１２    ＡＮＤゲート
１３    ＡＮＤゲート
１４    インバータ
１５    速度制御回路
１８    位相制御回路
１９    分周器
２０    位相比較器
２１    合成回路
２２    回転数ロック検出回路
２３    位相出力制御回路
２４    モータ制御回路
２５    モータ
【図１】
0003753512.tif 000002
【図２】
0003753512.tif 000003
【図３】
0003753512.tif 000004
【図４】
0003753512.tif 000005
【図５】
0003753512.tif 000006
【図６】
0003753512.tif 000007