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JP6619382B2 - Motor drive control device and control method of motor drive control device - Google Patents

Motor drive control device and control method of motor drive control device Download PDF

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JP6619382B2 JP2017076273A JP2017076273A JP6619382B2 JP 6619382 B2 JP6619382 B2 JP 6619382B2 JP 2017076273 A JP2017076273 A JP 2017076273A JP 2017076273 A JP2017076273 A JP 2017076273A JP 6619382 B2 JP6619382 B2 JP 6619382B2
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Description

この発明は、モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法に関し、特に、目標回転速度でモータが回転するように制御を行うモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a motor drive control device and a control method of the motor drive control device, and more particularly to a motor drive control device that performs control so that a motor rotates at a target rotation speed and a control method of the motor drive control device.

例えばカラー複写機等に使用されるモータには、回転ムラ(wow flutter)を低減させることが厳しく要求されている。例えばカラー複写機において、モータの回転ムラがあると、印刷時に色ムラが発生する原因になる。   For example, a motor used in a color copying machine or the like is strictly required to reduce the rotation flutter (Wow Flutter). For example, in a color copying machine, if there is uneven rotation of the motor, it causes color unevenness during printing.

近年では、回転ムラについて、1回転成分や高調波成分を低減することが必要とされる場合がある。1回転成分は、モータが1回転する毎に発生する周期的なムラであり、モータの組立精度等の影響により発生する。高調波成分は、モータの磁極数によって決まる成分であり、ホール素子等の位置検出素子の取り付け精度や、磁石の着磁の影響により発生する。   In recent years, there is a case where it is necessary to reduce one rotation component or higher harmonic component for rotation unevenness. One rotation component is a periodic unevenness that occurs every time the motor rotates once, and is generated due to the influence of the assembly accuracy of the motor and the like. The harmonic component is a component determined by the number of magnetic poles of the motor, and is generated due to the mounting accuracy of a position detection element such as a Hall element and the influence of magnetization of the magnet.

上記のような課題に対して、例えば、下記特許文献1には、複数のホール素子でモータの回転位置を検出し、それぞれ分周回路でモータの回転速度を示す回転速度信号を得て、目標とする回転速度に応じて基準クロック発生回路で基準クロックを発生し、それぞれ誤差信号生成回路で基準クロックと回転速度信号と比較することにより回転速度のずれを検出し、誤差信号を出力して、これらの誤差信号を信号合成回路で合成して速度制御信号を合成するDCブラシレスモータの速度制御装置が開示されている。   For example, in Patent Document 1 below, the rotational position of the motor is detected by a plurality of Hall elements, and a rotational speed signal indicating the rotational speed of the motor is obtained by a frequency dividing circuit. The reference clock generation circuit generates a reference clock according to the rotation speed to be detected, and the error signal generation circuit compares the reference clock and the rotation speed signal to detect a rotation speed deviation, and outputs an error signal. A speed control device for a DC brushless motor is disclosed in which these error signals are synthesized by a signal synthesis circuit to synthesize a speed control signal.

なお、下記特許文献2には、画像形成装置において用いられる、回転体の速度変動の抑制と長時間の安定駆動を実現し、画像の劣化要因である「色ずれ」や「ピッチムラ」を低減する速度制御装置の構成が開示されている。回転体の角速度変動をエンコーダで検出し、ステッピングモータについて低周波速度変動成分補正制御と高周波速度変動成分補正制御とが実行される。   Patent Document 2 listed below realizes suppression of speed fluctuations of a rotating body and stable driving for a long time, which is used in an image forming apparatus, and reduces “color misregistration” and “pitch unevenness” which are image deterioration factors. The configuration of the speed control device is disclosed. The angular velocity fluctuation of the rotating body is detected by the encoder, and the low frequency speed fluctuation component correction control and the high frequency speed fluctuation component correction control are executed for the stepping motor.

特開2000−60177号公報JP 2000-60177 A 特開2008−278620号公報JP 2008-278620 A

ホール素子等の位置検出素子の取り付け精度等に起因する回転ムラに関しては、例えば特許文献1に記載されているように、1つのホール素子の情報に基づいて制御を行うことで、改善することができる可能性がある。しかしながら、このような場合には、複数のホール素子を用いて制御を行う場合と比較して、ホール素子から得られる回転速度情報が少なくなるため、精度が下がるという問題がある。   For example, as described in Patent Document 1, the rotation unevenness caused by the mounting accuracy of a position detection element such as a Hall element can be improved by performing control based on information about one Hall element. There is a possibility. However, in such a case, the rotational speed information obtained from the Hall elements is reduced as compared with the case where control is performed using a plurality of Hall elements, and there is a problem that accuracy is lowered.

また、近年では、回転ムラとして、モータの組立精度のバラツキが要因となる1回転成分の回転ムラや、ホール取り付け精度のバラツキが要因となる高調波成分の回転ムラといった周波数成分に起因する回転ムラが回転速度の精度を低下させる要因として、改善することが必要になってきている。   Also, in recent years, as rotation unevenness, rotation unevenness caused by frequency components such as rotation unevenness of one rotation component caused by variations in motor assembly accuracy and rotation unevenness of harmonic components caused by variations in hole mounting accuracy. However, it is necessary to improve as a factor that decreases the accuracy of the rotation speed.

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、モータの回転ムラ及びモータの回転ムラの周波数成分を低減させることができ、高精度でモータを駆動させることができるモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and can reduce the motor rotation unevenness and the frequency component of the motor rotation unevenness, and can drive the motor with high accuracy. It aims at providing the control method of a control device and a motor drive control device.

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、モータの目標回転速度に対応する指示信号とモータのロータの回転位置に対応する検出信号とに基づいて、モータを駆動させるための駆動制御信号を出力する制御回路部と、制御回路部から出力された駆動制御信号に基づいて、モータに駆動信号を出力するモータ駆動部とを備え、制御回路部は、指示信号とモータの回転速度とを比較し、モータの駆動が開始されてから、モータの回転速度が目標回転速度に対応する速度に達するまで、指示信号と検出信号とに基づいて生成した第1駆動制御信号を駆動制御信号として出力し、モータの回転速度が目標回転速度に対応する速度に達したとき、指示信号から算出したモータのロータの回転位置に関する理論値に基づいて生成した第2駆動制御信号を駆動制御信号として出力する。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, the motor drive control device drives the motor based on the instruction signal corresponding to the target rotational speed of the motor and the detection signal corresponding to the rotational position of the rotor of the motor. And a motor drive unit that outputs a drive signal to the motor based on the drive control signal output from the control circuit unit. The first drive control signal generated based on the instruction signal and the detection signal until the rotation speed of the motor reaches the speed corresponding to the target rotation speed after the rotation of the motor is compared with the rotation speed of the motor. Is output as a drive control signal, and when the rotational speed of the motor reaches a speed corresponding to the target rotational speed, based on a theoretical value related to the rotational position of the rotor of the motor calculated from the instruction signal. A second drive control signal generated have outputs as a drive control signal.

好ましくは、制御回路部は、モータの回転速度が目標回転速度に対応する速度から外れたとき、第1駆動制御信号を駆動制御信号として出力する。   Preferably, the control circuit unit outputs the first drive control signal as a drive control signal when the rotation speed of the motor deviates from a speed corresponding to the target rotation speed.

好ましくは、目標回転速度に対応する速度は、目標回転速度を含む所定の範囲の速度である。   Preferably, the speed corresponding to the target rotational speed is a speed within a predetermined range including the target rotational speed.

好ましくは、制御回路部は、指示信号とモータの回転速度とを比較してモータのトルクに関する指令信号を出力する速度制御回路と、検出信号に基づいて、モータのロータの回転位置に対応する第1回転速度信号を出力する位置/回転速度検出回路と、指示信号に基づいて、モータのロータの回転位置に理論上対応する理論値を算出し、理論値を第2回転速度信号として出力する理論値算出回路と、速度制御回路の比較結果に応じて第1回転速度信号と第2回転速度信号とのいずれか一方を出力するセレクタとを有し、セレクタから出力された第1回転速度信号と第2回転速度信号とのいずれか一方と、速度制御回路から出力された指令信号とに基づいて、駆動制御信号を出力する。   Preferably, the control circuit unit compares the instruction signal with the rotational speed of the motor and outputs a command signal related to the motor torque, and based on the detection signal, the control circuit unit corresponds to the rotational position of the rotor of the motor. A theoretical value that theoretically corresponds to the rotational position of the rotor of the motor based on the position / rotational speed detection circuit that outputs one rotational speed signal and the instruction signal, and outputs the theoretical value as the second rotational speed signal A value calculating circuit, and a selector that outputs either the first rotation speed signal or the second rotation speed signal according to the comparison result of the speed control circuit, and the first rotation speed signal output from the selector; A drive control signal is output based on one of the second rotation speed signals and the command signal output from the speed control circuit.

好ましくは、モータは、3相のモータであり、検出信号は、ロータの磁極の位置に対応する3相のホール信号であり、制御回路部は、3相のホール信号を合成して得られたFG信号に基づいて第1駆動制御信号を生成し、指示信号は、目標回転速度に対応する周期の信号であり、理論値は、指示信号の周期と、モータが所定角度だけ回転する期間に対応するFG信号のパルス数とに基づいて算出される。   Preferably, the motor is a three-phase motor, the detection signal is a three-phase hall signal corresponding to the position of the magnetic pole of the rotor, and the control circuit unit is obtained by synthesizing the three-phase hall signal. The first drive control signal is generated based on the FG signal, the instruction signal is a signal having a period corresponding to the target rotation speed, and the theoretical value corresponds to the period of the instruction signal and the period during which the motor rotates by a predetermined angle. And the number of pulses of the FG signal to be calculated.

この発明の他の局面に従うと、モータ駆動制御装置の制御方法は、モータの目標回転速度に対応する指示信号とモータのロータの回転位置に対応する検出信号とに基づいて、モータを駆動させるための駆動制御信号を出力し、駆動制御信号に基づいてモータに駆動信号を出力するモータ駆動制御装置の制御方法であって、指示信号とモータの回転速度とを比較する比較ステップと、モータの駆動が開始されてから、モータの回転速度が目標回転速度に対応する速度に達するまで、指示信号と検出信号とに基づいて生成した第1駆動制御信号を駆動制御信号として出力する第1出力ステップと、モータの回転速度が目標回転速度に対応する速度に達したとき、指示信号から算出したモータのロータの回転位置に関する理論値に基づいて生成した第2駆動制御信号を駆動制御信号として出力する第2出力ステップとを含む。   According to another aspect of the present invention, the control method of the motor drive control device drives the motor based on the instruction signal corresponding to the target rotational speed of the motor and the detection signal corresponding to the rotational position of the rotor of the motor. A control method for a motor drive control device that outputs a drive control signal of the motor and outputs a drive signal to the motor based on the drive control signal, the comparison step comparing the instruction signal and the rotation speed of the motor, and the motor drive A first output step of outputting, as a drive control signal, a first drive control signal generated based on the instruction signal and the detection signal until the rotation speed of the motor reaches a speed corresponding to the target rotation speed after When the rotational speed of the motor reaches a speed corresponding to the target rotational speed, it is generated based on a theoretical value related to the rotational position of the rotor of the motor calculated from the instruction signal The second drive control signal and a second output step of outputting as the drive control signal.

これらの発明に従うと、モータの回転ムラ及びモータの回転ムラの周波数成分を低減させることができ、高精度でモータを駆動させることができるモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法を提供することができる。   According to these inventions, it is possible to reduce motor rotation unevenness and frequency components of motor rotation unevenness, and to provide a motor drive control device and a motor drive control device control method capable of driving a motor with high accuracy. be able to.

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。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a motor drive control device according to one embodiment of the present invention. 第1の実施の形態における制御回路部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control circuit part in 1st Embodiment. 検出信号と第1回転速度信号との関係及びクロック信号と第2回転速度信号との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between a detection signal and a 1st rotation speed signal, and the relationship between a clock signal and a 2nd rotation speed signal. モータ駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a motor drive control apparatus.

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。   Hereinafter, a motor drive control device according to an embodiment of the present invention will be described.

[実施の形態]   [Embodiment]

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1の回路構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a motor drive control device 1 according to one embodiment of the present invention.

図1に示すように、モータ駆動制御装置1は、ブラシレスモータ20(以下、単にモータ20という)を例えば正弦波駆動により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3相のブラシレスモータである。モータ駆動制御装置1は、モータ20に正弦波駆動信号を出力してモータ20の電機子コイルLu,Lv,Lwに周期的に正弦波状の駆動電流を流すことで、モータ20を回転させる。   As shown in FIG. 1, the motor drive control device 1 is configured to drive a brushless motor 20 (hereinafter simply referred to as a motor 20) by, for example, sinusoidal drive. In the present embodiment, the motor 20 is, for example, a three-phase brushless motor. The motor drive control device 1 rotates the motor 20 by outputting a sine wave drive signal to the motor 20 and periodically passing a sine wave drive current through the armature coils Lu, Lv, Lw of the motor 20.

モータ駆動制御装置1は、インバータ回路2a及びプリドライブ回路2bを有するモータ駆動部2と、制御回路部3とを有している。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。詳細は後述するが、制御回路部3は、モータ20の目標回転速度に対応するクロック信号(指示信号の一例)Scとモータ20のロータの回転位置に対応する検出信号Srとに基づいて、モータ20を駆動させるための駆動制御信号を出力する。また、モータ駆動部2は、制御回路部3から出力された駆動制御信号Sdに基づいて、モータ20に駆動信号を出力する。そして、制御回路部3は、クロック信号Scとモータ20の回転速度とを比較し、モータ20の駆動が開始されてから、モータ20の回転速度が目標回転速度に対応する速度に達するまで、クロック信号Scと検出信号Srとに基づいて生成した第1駆動制御信号を駆動制御信号Sdとして出力し、モータ20の回転速度が目標回転速度に対応する速度に達したとき、クロック信号Scから算出したモータ20のロータの回転位置に関する理論値に基づいて生成した第2駆動制御信号を駆動制御信号Sdとして出力する。   The motor drive control device 1 includes a motor drive unit 2 having an inverter circuit 2a and a predrive circuit 2b, and a control circuit unit 3. The components of the motor drive control device 1 shown in FIG. 1 are a part of the whole, and the motor drive control device 1 has other components in addition to those shown in FIG. You may do it. Although details will be described later, the control circuit unit 3 determines whether the motor 20 is based on a clock signal (an example of an instruction signal) Sc corresponding to the target rotational speed of the motor 20 and a detection signal Sr corresponding to the rotational position of the rotor of the motor 20. A drive control signal for driving 20 is output. The motor drive unit 2 outputs a drive signal to the motor 20 based on the drive control signal Sd output from the control circuit unit 3. Then, the control circuit unit 3 compares the clock signal Sc with the rotational speed of the motor 20, and after the driving of the motor 20 is started, until the rotational speed of the motor 20 reaches a speed corresponding to the target rotational speed, The first drive control signal generated based on the signal Sc and the detection signal Sr is output as the drive control signal Sd. When the rotational speed of the motor 20 reaches a speed corresponding to the target rotational speed, the first drive control signal is calculated from the clock signal Sc. The second drive control signal generated based on the theoretical value related to the rotational position of the rotor of the motor 20 is output as the drive control signal Sd.

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。   In the present embodiment, the motor drive control device 1 is an integrated circuit device IC that is entirely packaged. A part of the motor drive control device 1 may be packaged as one integrated circuit device, or all or part of the motor drive control device 1 is packaged together with other devices as one integrated circuit device. A circuit device may be configured.

インバータ回路2aとプリドライブ回路2bとは、モータ駆動部2を構成する。インバータ回路2aは、プリドライブ回路2bから出力された出力信号に基づいてモータ20に駆動信号を出力し、モータ20が備える電機子コイルLu,Lv,Lwに通電する。インバータ回路2aは、例えば、直流電源Vccの両端に設けられた2つのスイッチ素子の直列回路の対が、電機子コイルLu,Lv,Lwの各相(U相、V相、W相)に対してそれぞれ配置されて構成されている。2つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点に、モータ20の各相の端子が接続されている。   The inverter circuit 2a and the predrive circuit 2b constitute a motor drive unit 2. The inverter circuit 2a outputs a drive signal to the motor 20 based on the output signal output from the pre-drive circuit 2b, and energizes the armature coils Lu, Lv, Lw included in the motor 20. In the inverter circuit 2a, for example, a pair of series circuits of two switch elements provided at both ends of the DC power supply Vcc is connected to each phase (U phase, V phase, W phase) of the armature coils Lu, Lv, Lw. Are arranged and configured. In each pair of two switch elements, a terminal of each phase of the motor 20 is connected to a connection point between the switch elements.

プリドライブ回路2bは、制御回路部3による制御に基づいて、インバータ回路2aを駆動するための出力信号を生成し、インバータ回路2aに出力する。出力信号としては、例えば、インバータ回路2aの各スイッチ素子に対応する6種類の信号Vuu,Vul,Vvu,Vvl,Vwu,Vwlが出力される。インバータ回路2aは、これらの出力信号が入力されることで、それぞれの信号に対応するスイッチ素子がオン、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(図示せず)。   The pre-drive circuit 2b generates an output signal for driving the inverter circuit 2a based on the control by the control circuit unit 3, and outputs the output signal to the inverter circuit 2a. As output signals, for example, six types of signals Vuu, Vul, Vvu, Vvl, Vwu, Vwl corresponding to each switch element of the inverter circuit 2a are output. When these output signals are input to the inverter circuit 2a, the switch elements corresponding to the respective signals are turned on and off, and a drive signal is output to the motor 20 to supply power to each phase of the motor 20. (Not shown).

制御回路部3には、モータ20から、モータ20のロータの回転位置に対応する検出信号Srが入力される。検出信号Srは、例えば、3つのホール信号Hu,Hv,Hwである。ホール信号Hu,Hv,Hwは、例えば、モータ20に配置された3つのホール(HALL)素子25u,25v,25wの出力信号である。制御回路部3は、ホール信号Hu,Hv,Hwを用いて、モータ20の回転位置や、回転数情報(FG信号など)などの情報を得ることでモータ20の回転状態を検出し、モータ20の駆動を制御する。   A detection signal Sr corresponding to the rotational position of the rotor of the motor 20 is input from the motor 20 to the control circuit unit 3. The detection signal Sr is, for example, three hall signals Hu, Hv, and Hw. The hall signals Hu, Hv, Hw are output signals of, for example, three hall (HALL) elements 25u, 25v, 25w arranged in the motor 20. The control circuit unit 3 detects the rotational state of the motor 20 by obtaining information such as the rotational position of the motor 20 and rotational speed information (FG signal, etc.) using the Hall signals Hu, Hv, Hw. Control the drive.

3つのホール素子25u,25v,25w(以下、これらをまとめてホール素子25ということがある)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、回転子の磁極を検出し、ホール信号Hu,Hv,Hwを出力する。   The three Hall elements 25u, 25v, and 25w (hereinafter, collectively referred to as the Hall element 25) are, for example, substantially equal intervals (at intervals of 120 degrees with adjacent ones) of the rotor of the motor 20. It is arranged around. Hall elements 25u, 25v, and 25w detect the magnetic poles of the rotor and output Hall signals Hu, Hv, and Hw, respectively.

なお、制御回路部3には、このようなホール信号Hu,Hv,Hwに代えて、モータ20のロータの回転位置に対応する他の信号が検出信号Srとして入力されるように構成されていてもよい。例えば、エンコーダやレゾルバなどを設け、その検出信号が入力されるようにしてもよい。   The control circuit unit 3 is configured such that other signals corresponding to the rotational position of the rotor of the motor 20 are input as the detection signal Sr instead of the hall signals Hu, Hv, Hw. Also good. For example, an encoder or a resolver may be provided so that the detection signal is input.

制御回路部3には、クロック信号(指示信号の一例)Scが入力される。クロック信号Scは、例えば、制御回路部3の外部から入力される。クロック信号Scは、例えば、モータ20の目標回転速度に対応する周期の信号である。換言すると、クロック信号Scは、モータ20の目標回転速度を指定する指示信号である。   A clock signal (an example of an instruction signal) Sc is input to the control circuit unit 3. The clock signal Sc is input from the outside of the control circuit unit 3, for example. The clock signal Sc is a signal having a period corresponding to the target rotational speed of the motor 20, for example. In other words, the clock signal Sc is an instruction signal that designates the target rotational speed of the motor 20.

制御回路部3は、例えば、マイクロコンピュータ等で構成されている。制御回路部3は、クロック信号Scと、検出信号Srとに基づいて、モータ20を駆動させるための駆動制御信号Sdをプリドライブ回路2bに出力する。制御回路部3は、駆動制御信号Sdをモータ駆動部2に出力してモータ駆動部2を制御することで、モータ20の回転制御を行う。モータ駆動部2は、制御回路部3から出力された駆動制御信号Sdに基づいて、モータ20に正弦波駆動信号を出力してモータ20を駆動させる。   The control circuit unit 3 is constituted by, for example, a microcomputer. The control circuit unit 3 outputs a drive control signal Sd for driving the motor 20 to the pre-drive circuit 2b based on the clock signal Sc and the detection signal Sr. The control circuit unit 3 controls the rotation of the motor 20 by outputting the drive control signal Sd to the motor drive unit 2 and controlling the motor drive unit 2. The motor drive unit 2 drives the motor 20 by outputting a sine wave drive signal to the motor 20 based on the drive control signal Sd output from the control circuit unit 3.

[制御回路部3の説明]   [Description of Control Circuit Section 3]

図2は、第1の実施の形態における制御回路部3の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the control circuit unit 3 according to the first embodiment.

図2に示されるように、制御回路部3は、速度制御回路31と、正弦波駆動回路35とを含んでいる。また、制御回路部3は、位置/回転速度検出回路32と、理論値算出回路33と、セレクタ(選択回路)34とを含んでいる。これらの各回路は、デジタル回路である。なお、図2において、各回路間での信号や情報等の送受は、駆動制御信号Sdの生成に関する説明に係るものが示されている。以下に詳述するように、制御回路部3において、速度制御かいろ31は、クロック信号(指示信号の一例)Scとモータ20の回転速度とを比較してトルク指令信号(モータ20のトルクに関する指令信号の一例)S1を出力しと、位置/回転速度検出回路32は、検出信号Srに基づいて、モータ20のロータの回転位置に対応する第1回転速度信号S2を出力し、理論値算出回路33は、クロック信号Scに基づいて、モータ20のロータの回転位置に理論上対応する理論値を算出し、理論値を第2回転速度信号S3として出力する。そして、セレクタ34は、速度制御回路31から出力される回転速度判定信号(速度制御回路の比較結果の一例)に応じて第1回転速度信号S2と第2回転速度信号S3とのいずれか一方を出力し、正弦波駆動回路35は、セレクタ34から出力された第1回転速度信号S2と第2回転速度信号S3とのいずれか一方と、速度制御回路31から出力されたトルク指令信号S1とに基づいて、駆動制御信号Sdを出力する。   As shown in FIG. 2, the control circuit unit 3 includes a speed control circuit 31 and a sine wave drive circuit 35. The control circuit unit 3 includes a position / rotation speed detection circuit 32, a theoretical value calculation circuit 33, and a selector (selection circuit) 34. Each of these circuits is a digital circuit. In FIG. 2, transmission / reception of signals and information between the circuits is related to the description related to generation of the drive control signal Sd. As will be described in detail below, in the control circuit unit 3, the speed control wheel 31 compares the clock signal (an example of the instruction signal) Sc with the rotation speed of the motor 20 and compares the torque command signal (related to the torque of the motor 20). An example of a command signal) When S1 is output, the position / rotation speed detection circuit 32 outputs a first rotation speed signal S2 corresponding to the rotation position of the rotor of the motor 20 based on the detection signal Sr, and calculates a theoretical value. The circuit 33 calculates a theoretical value theoretically corresponding to the rotational position of the rotor of the motor 20 based on the clock signal Sc, and outputs the theoretical value as the second rotational speed signal S3. Then, the selector 34 selects one of the first rotation speed signal S2 and the second rotation speed signal S3 according to the rotation speed determination signal (an example of the comparison result of the speed control circuit) output from the speed control circuit 31. The sine wave drive circuit 35 outputs the first rotation speed signal S2 and the second rotation speed signal S3 output from the selector 34 and the torque command signal S1 output from the speed control circuit 31. Based on this, the drive control signal Sd is output.

速度制御回路31には、検出信号Sr(ホール信号Hu,Hv,Hw)が入力される。速度制御回路31は、クロック信号Scと、検出信号Srとに基づいて、モータ20の回転速度に関するトルク指令信号(指令信号の一例)S1を出力する。具体的には、例えば、速度制御回路31は、入力された検出信号Srに基づいてモータ20の回転速度を検出する。そして、速度制御回路31は、検出信号Srに基づいて検出されるモータ20の回転速度が、クロック信号Scに対応する目標回転速度となるように、トルク指令信号S1を生成する。換言すると、速度制御回路31は、クロック信号Scに対応する目標回転速度とモータ20の回転速度とを比較してトルク指令信号S1を出力する。このとき、速度制御回路31は、進角制御を行ってトルク指令信号S1を出力するようにしてもよい。   The speed control circuit 31 receives detection signals Sr (Hall signals Hu, Hv, Hw). The speed control circuit 31 outputs a torque command signal (an example of a command signal) S1 related to the rotation speed of the motor 20 based on the clock signal Sc and the detection signal Sr. Specifically, for example, the speed control circuit 31 detects the rotational speed of the motor 20 based on the input detection signal Sr. Then, the speed control circuit 31 generates the torque command signal S1 so that the rotation speed of the motor 20 detected based on the detection signal Sr becomes a target rotation speed corresponding to the clock signal Sc. In other words, the speed control circuit 31 compares the target rotational speed corresponding to the clock signal Sc with the rotational speed of the motor 20, and outputs the torque command signal S1. At this time, the speed control circuit 31 may perform advance angle control and output the torque command signal S1.

また、速度制御回路31は、クロック信号Scに対応する目標回転速度とモータ20の回転速度とを比較して、回転速度判定信号(比較結果の一例)S4を出力する。回転速度判定信号S4は、セレクタ34に入力される。なお、回転速度判定信号S4についての詳細は、後述する。   Further, the speed control circuit 31 compares the target rotational speed corresponding to the clock signal Sc with the rotational speed of the motor 20, and outputs a rotational speed determination signal (an example of a comparison result) S4. The rotation speed determination signal S4 is input to the selector 34. Details of the rotation speed determination signal S4 will be described later.

正弦波駆動回路35には、トルク指令信号S1と、セレクタ34から入力されるベース信号S5が入力される。正弦波駆動回路35は、トルク指令信号S1とベース信号S5とに基づいて、モータ駆動部2を駆動させるための駆動制御信号Sdを生成する。駆動制御信号Sdがモータ駆動部2に出力されることで、モータ駆動部2からモータ20に正弦波駆動信号が出力され、モータ20が駆動される。すなわち、速度制御回路31と正弦波駆動回路35とで、クロック信号Scに基づいて駆動制御信号Sdが生成され、モータ駆動部2に出力される。   A torque command signal S1 and a base signal S5 input from the selector 34 are input to the sine wave drive circuit 35. The sine wave drive circuit 35 generates a drive control signal Sd for driving the motor drive unit 2 based on the torque command signal S1 and the base signal S5. By outputting the drive control signal Sd to the motor drive unit 2, a sine wave drive signal is output from the motor drive unit 2 to the motor 20, and the motor 20 is driven. That is, the speed control circuit 31 and the sine wave drive circuit 35 generate a drive control signal Sd based on the clock signal Sc and output it to the motor drive unit 2.

セレクタ34には、位置/回転速度検出回路32から出力される第1回転速度信号S2と、理論値算出回路33から出力される第2回転速度信号(理論値の一例)S3とが入力される。セレクタ34は、回転速度判定信号S4に応じて、第1回転速度信号S2と第2回転速度信号S3とのいずれか一方をベース信号S5として出力する。出力されるベース信号S5は、正弦波駆動回路35に入力される。   The selector 34 receives a first rotation speed signal S2 output from the position / rotation speed detection circuit 32 and a second rotation speed signal (an example of a theoretical value) S3 output from the theoretical value calculation circuit 33. . The selector 34 outputs either the first rotation speed signal S2 or the second rotation speed signal S3 as the base signal S5 in response to the rotation speed determination signal S4. The output base signal S5 is input to the sine wave drive circuit 35.

図3は、検出信号Srと第1回転速度信号S2との関係及びクロック信号Scと第2回転速度信号S3との関係を説明する図である。以下に詳述するように、制御回路部3は、3相のホール信号を合成して得られたFG信号(3相合成信号)に基づいて第1駆動制御信号を生成し、 クロック信号Scは、目標回転速度に対応する周期の信号であり、理論値は、クロック信号Scの周期と、モータ20が所定角度だけ回転する期間に対応するFG信号のパルス数とに基づいて算出される。   FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the detection signal Sr and the first rotation speed signal S2 and the relationship between the clock signal Sc and the second rotation speed signal S3. As will be described in detail below, the control circuit unit 3 generates the first drive control signal based on the FG signal (three-phase combined signal) obtained by combining the three-phase hall signals, and the clock signal Sc The theoretical value is calculated based on the cycle of the clock signal Sc and the number of pulses of the FG signal corresponding to the period during which the motor 20 rotates by a predetermined angle.

図2に示されるように、位置/回転速度検出回路32には、検出信号Srが入力される。そして、図3に示されるように、位置/回転速度検出回路32は、入力された検出信号Srすなわち3相のホール信号Hu,Hv,Hwを合成してFG信号(3相合成信号)を生成する。そして、生成したFG信号に基づいて第1回転速度信号S2を生成する。具体的には、例えば、FG信号の周期を所定の数で分割することにより、第1回転速度信号S2を生成する。生成された第1回転速度信号S2は、セレクタ34に入力される。   As shown in FIG. 2, the detection signal Sr is input to the position / rotation speed detection circuit 32. As shown in FIG. 3, the position / rotation speed detection circuit 32 synthesizes the input detection signal Sr, that is, the three-phase hall signals Hu, Hv, and Hw to generate an FG signal (three-phase synthesis signal). To do. Then, the first rotation speed signal S2 is generated based on the generated FG signal. Specifically, for example, the first rotation speed signal S2 is generated by dividing the cycle of the FG signal by a predetermined number. The generated first rotation speed signal S2 is input to the selector 34.

理論値算出回路33には、クロック信号Scが入力される。理論値算出回路33は、図3に示されるように、クロック信号Scに基づいて、モータのロータの回転位置に関する理論値を算出する。そして、算出した理論値を、第2回転速度信号S3として出力する。出力された第2回転速度信号S3は、セレクタ34に入力される。   The theoretical value calculation circuit 33 receives the clock signal Sc. As shown in FIG. 3, the theoretical value calculation circuit 33 calculates a theoretical value related to the rotational position of the rotor of the motor based on the clock signal Sc. Then, the calculated theoretical value is output as the second rotation speed signal S3. The output second rotation speed signal S3 is input to the selector 34.

ここで、理論値は、以下に示されるように、クロック信号Scの周期と、モータ20が所定角度だけ回転する期間に対応するFG信号のパルス数とに基づいて算出される。クロック信号Scの周波数が400(Hz)であり、ロータ1回転当たりのFG信号のパルス数=45(pulse/rev)であり、モータ20が10極モータである(N極とS極とが5組設けられている)場合を想定する。   Here, the theoretical value is calculated based on the cycle of the clock signal Sc and the number of pulses of the FG signal corresponding to the period during which the motor 20 rotates by a predetermined angle, as shown below. The frequency of the clock signal Sc is 400 (Hz), the number of pulses of the FG signal per rotation of the rotor = 45 (pulse / rev), and the motor 20 is a 10-pole motor (N pole and S pole are 5). Assume the case).

このとき、クロック信号Scの周期は、次式のようになる。   At this time, the cycle of the clock signal Sc is as follows.

1/400(Hz)=2.5(ms)   1/400 (Hz) = 2.5 (ms)

また、電気角360度の期間、すなわちそれぞれのホール信号Hu,Hv,Hwの周期は、クロック信号Scの周期と、ロータ1回転当たりのFG信号のパルス数と、モータ20の磁極の数と基づいて求められる。具体的には、次式のようになる。   Further, the period of the electrical angle of 360 degrees, that is, the period of each Hall signal Hu, Hv, Hw is based on the period of the clock signal Sc, the number of pulses of the FG signal per one rotation of the rotor, and the number of magnetic poles of the motor 20. Is required. Specifically, the following equation is obtained.

2.5(ms)*45(pulse/rev)/5(組)=22.5(ms)   2.5 (ms) * 45 (pulse / rev) / 5 (set) = 22.5 (ms)

そうすると、FG信号の半周期は、ホール信号の周期の6分の1であるため、次式のようになる。   Then, since the half cycle of the FG signal is 1/6 of the cycle of the Hall signal, the following equation is obtained.

22.5(ms)/6=3.75(ms)   22.5 (ms) /6=3.75 (ms)

理論値は、FG信号の半周期を第1回転速度信号S2と同じようにベース信号の分解能X(ms)で除して求められ、次式のようになる。   The theoretical value is obtained by dividing the half cycle of the FG signal by the resolution X (ms) of the base signal in the same manner as the first rotation speed signal S2, and is expressed by the following equation.

3.75(ms)/X(ms)=(理論値(ms))   3.75 (ms) / X (ms) = (theoretical value (ms))

クロック信号Scに対応する目標回転速度とモータ20の回転速度とが一致しているとき、このようにクロック信号Scに基づいて求められる理論値は、モータ20のロータの回転位置に理論上対応しているものであるといえる。   When the target rotational speed corresponding to the clock signal Sc matches the rotational speed of the motor 20, the theoretical value obtained based on the clock signal Sc in this way theoretically corresponds to the rotational position of the rotor of the motor 20. It can be said that.

セレクタ34は、このように位置/回転速度検出回路32から入力された第1回転速度信号S2と、理論値算出回路33から入力された第2回転速度信号S3との一方を、回転速度判定信号S4に基づいて選択し、選択した信号をベース信号S5として出力する。換言すると、速度制御回路31は、回転速度判定信号S4を出力することにより、正弦波駆動回路35に入力されるベース信号S5として第1回転速度信号S2と第2回転速度信号S3とのいずれを用いるかを切り替える。   The selector 34 uses one of the first rotation speed signal S2 input from the position / rotation speed detection circuit 32 and the second rotation speed signal S3 input from the theoretical value calculation circuit 33 in this way as a rotation speed determination signal. The selection is made based on S4, and the selected signal is output as the base signal S5. In other words, the speed control circuit 31 outputs either the rotation speed determination signal S4, and thereby outputs either the first rotation speed signal S2 or the second rotation speed signal S3 as the base signal S5 input to the sine wave drive circuit 35. Switch whether to use.

本実施の形態において、速度制御回路31は、回転速度判定信号S4を出力することにより、検出信号Srに基づいて検出されるモータ20の回転速度がクロック信号Scに対応する目標回転速度に対応する速度であるか否かに応じて、ベース信号S5を切り替える。具体的には、モータ20の回転速度が目標回転速度に対応する速度ではないとき、セレクタ34は、ベース信号S5として第1回転速度信号S2を出力し、モータ20の回転速度が目標回転速度に対応する速度であるとき、ベース信号S5として第2回転速度信号S3を出力する。すなわち、本実施の形態において、速度制御回路31は、回転速度が、目標回転速度を含む所定の範囲の速度である(以下、単に所定速度範囲内であるということがある。)場合に、回転速度が目標回転速度に対応する速度であると判定して、判定結果として回転速度判定信号S4を出力する。そして、セレクタ34は、モータ20の回転速度が所定速度範囲内ではないとき、ベース信号S5として第1回転速度信号S2を出力し、モータ20の回転速度が所定速度範囲内であるとき、ベース信号S5として第2回転速度信号S3を出力する。所定速度範囲は、例えば、目標回転速度の上下数パーセントの範囲とすることができるが、これに限られるものではない。   In the present embodiment, the speed control circuit 31 outputs the rotational speed determination signal S4 so that the rotational speed of the motor 20 detected based on the detection signal Sr corresponds to the target rotational speed corresponding to the clock signal Sc. The base signal S5 is switched according to whether the speed is set. Specifically, when the rotational speed of the motor 20 is not a speed corresponding to the target rotational speed, the selector 34 outputs the first rotational speed signal S2 as the base signal S5, and the rotational speed of the motor 20 becomes the target rotational speed. When the speed is the corresponding speed, the second rotation speed signal S3 is output as the base signal S5. In other words, in the present embodiment, the speed control circuit 31 rotates when the rotational speed is within a predetermined range including the target rotational speed (hereinafter, sometimes simply within the predetermined speed range). It is determined that the speed is a speed corresponding to the target rotation speed, and a rotation speed determination signal S4 is output as a determination result. The selector 34 outputs the first rotational speed signal S2 as the base signal S5 when the rotational speed of the motor 20 is not within the predetermined speed range, and the base signal when the rotational speed of the motor 20 is within the predetermined speed range. The second rotation speed signal S3 is output as S5. The predetermined speed range can be, for example, a range of several percent above and below the target rotation speed, but is not limited thereto.

本実施の形態におけるモータ駆動制御装置1の制御方法は、以下に記述するように、クロック信号(指示信号の一例)Scとモータ20の回転速度とを比較する比較ステップと、第1駆動制御信号を駆動制御信号Sdとして出力する第1出力ステップと、第2駆動制御信号を駆動制御信号Sdとして出力する第2出力ステップとを含んでいる。   As described below, the control method of the motor drive control device 1 according to the present embodiment includes a comparison step for comparing a clock signal (an example of an instruction signal) Sc and the rotation speed of the motor 20, and a first drive control signal. Is output as the drive control signal Sd, and a second output step is output that outputs the second drive control signal as the drive control signal Sd.

本実施の形態において、制御回路部3は、以下のようにして駆動制御信号Sdを出力する。すなわち、制御回路部3(速度制御回路31)は、クロック信号Scとモータの回転速度とを比較する(比較ステップ)。制御回路部3(正弦波駆動回路35)は、モータ20の駆動が開始されてから、モータ20の回転速度が目標回転速度に対応する速度に達するまで、クロック信号Scと検出信号Srとに基づいて生成した第1駆動制御信号を駆動制御信号Sdとして出力する(第1出力ステップ)。その後、制御回路部3(正弦波駆動回路35)は、モータ20の回転速度が目標回転速度に対応する速度に達したとき、クロック信号Scから算出したモータ20のロータの回転位置に関する理論値に基づいて生成した第2駆動制御信号を駆動制御信号Sdとして出力する(第2出力ステップ)。このような動作を、以下に具体的に説明する。   In the present embodiment, the control circuit unit 3 outputs the drive control signal Sd as follows. That is, the control circuit unit 3 (speed control circuit 31) compares the clock signal Sc with the rotation speed of the motor (comparison step). The control circuit unit 3 (sinusoidal drive circuit 35) is based on the clock signal Sc and the detection signal Sr until the rotational speed of the motor 20 reaches a speed corresponding to the target rotational speed after the driving of the motor 20 is started. The first drive control signal generated in this way is output as the drive control signal Sd (first output step). Thereafter, when the rotational speed of the motor 20 reaches a speed corresponding to the target rotational speed, the control circuit unit 3 (the sine wave drive circuit 35) sets the theoretical value related to the rotational position of the rotor of the motor 20 calculated from the clock signal Sc. The second drive control signal generated based on the output is output as the drive control signal Sd (second output step). Such an operation will be specifically described below.

図4は、モータ駆動制御装置1の動作を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the motor drive control device 1.

図4に示されているように、ステップS11において、モータ20の駆動が行われていないとき、クロック信号Scが入力されると、制御回路部3は、それを検知する。   As shown in FIG. 4, when the motor 20 is not driven in step S11, when the clock signal Sc is input, the control circuit unit 3 detects it.

ステップS12において、制御回路部3は、モータ20を起動する。このとき、速度制御回路31が回転速度判定信号S4を出力することにより、セレクタ34からベース信号S5として第1回転速度信号S2が出力される。正弦波駆動回路35は、第1回転速度信号S2とトルク指令信号S1とに基づいて、駆動制御信号Sdを生成し、出力する(第1出力ステップの一例)。このとき生成される駆動制御信号Sdは、クロック信号Scと検出信号Srとに基づいて生成された第1駆動制御信号である。速度制御回路31によりトルク指令信号S1が出力されることにより、モータ20の回転速度が目標回転速度になるように制御が行われる。クロック信号Scと検出信号Srとに基づいて、モータ20が駆動される(通常駆動)。   In step S <b> 12, the control circuit unit 3 starts the motor 20. At this time, the speed control circuit 31 outputs the rotation speed determination signal S4, whereby the selector 34 outputs the first rotation speed signal S2 as the base signal S5. The sine wave drive circuit 35 generates and outputs a drive control signal Sd based on the first rotation speed signal S2 and the torque command signal S1 (an example of a first output step). The drive control signal Sd generated at this time is a first drive control signal generated based on the clock signal Sc and the detection signal Sr. By outputting the torque command signal S1 from the speed control circuit 31, control is performed so that the rotational speed of the motor 20 becomes the target rotational speed. The motor 20 is driven based on the clock signal Sc and the detection signal Sr (normal drive).

ステップS13において、制御回路部3は、クロック信号Scの入力が停止されたか否かを検知する。クロック信号Scの入力が停止されたことを検知しなければ、ステップS14に進む。クロック信号Scの入力が停止されたことを検知したときには、ステップS18に進む。   In step S13, the control circuit unit 3 detects whether or not the input of the clock signal Sc is stopped. If it is not detected that the input of the clock signal Sc has been stopped, the process proceeds to step S14. When it is detected that the input of the clock signal Sc is stopped, the process proceeds to step S18.

ステップS14において、速度制御回路31は、回転速度が所定速度範囲内(所定値以内)であるか否かを判断する(比較ステップの一例)。回転速度が所定速度範囲内であればステップS15に進む。回転速度が所定速度範囲内でなければ、ステップS12以降の処理を繰り返す。   In step S14, the speed control circuit 31 determines whether or not the rotation speed is within a predetermined speed range (within a predetermined value) (an example of a comparison step). If the rotation speed is within the predetermined speed range, the process proceeds to step S15. If the rotation speed is not within the predetermined speed range, the processes after step S12 are repeated.

モータ20の駆動が開始されてから、回転速度が所定速度範囲に達すると(ステップS14でYES)、ステップS15において、理論値を用いた駆動が行われる(理論値駆動)。すなわち、回転速度が所定速度範囲内であれば、速度制御回路31が回転速度判定信号S4を出力することにより、セレクタ34からベース信号S5として第2回転速度信号S3が出力される。正弦波駆動回路35は、クロック信号Scに基づいて算出された理論値である第2回転速度信号S3とトルク指令信号S1とに基づいて、駆動制御信号Sdを生成し、出力する(第2出力ステップの一例)。このとき生成される駆動制御信号Sdは、クロック信号Scから算出したモータ20のロータの回転位置に関する理論値に基づいて生成された第2駆動制御信号である。   When the rotational speed reaches the predetermined speed range after the driving of the motor 20 is started (YES in step S14), the driving using the theoretical value is performed in step S15 (theoretical value driving). That is, if the rotational speed is within the predetermined speed range, the speed control circuit 31 outputs the rotational speed determination signal S4, whereby the selector 34 outputs the second rotational speed signal S3 as the base signal S5. The sine wave drive circuit 35 generates and outputs a drive control signal Sd based on the second rotational speed signal S3 and the torque command signal S1, which are theoretical values calculated based on the clock signal Sc (second output). Example of step). The drive control signal Sd generated at this time is a second drive control signal generated based on a theoretical value related to the rotational position of the rotor of the motor 20 calculated from the clock signal Sc.

ステップS16において、理論値駆動が行われている場合にも、ステップS14と同様に、速度制御回路31は、回転速度が所定速度範囲内(所定値以内)であるか否かを判断する。回転速度が所定速度範囲内でなければ、ステップS12に進む。すなわち、負荷がかかったり目標回転速度が変更されたりして回転速度が所定速度範囲外となった場合には、通常駆動(ステップS12)に戻る。通常駆動に戻ると、セレクタ34からベース信号S5として第1回転速度信号S2が出力され、正弦波駆動回路35から第1駆動制御信号が駆動制御信号Sdとして出力される。他方、回転速度が所定速度範囲内であればステップS17に進む。   Even in the case where the theoretical value driving is performed in step S16, the speed control circuit 31 determines whether or not the rotation speed is within a predetermined speed range (within a predetermined value) as in step S14. If the rotation speed is not within the predetermined speed range, the process proceeds to step S12. That is, when the load is applied or the target rotation speed is changed and the rotation speed is out of the predetermined speed range, the process returns to the normal drive (step S12). When returning to the normal drive, the selector 34 outputs the first rotation speed signal S2 as the base signal S5, and the sine wave drive circuit 35 outputs the first drive control signal as the drive control signal Sd. On the other hand, if the rotation speed is within the predetermined speed range, the process proceeds to step S17.

ステップS17において、ステップS13と同様に、制御回路部3は、クロック信号Scの入力が停止されたか否かを検知する。クロック信号Scの入力が停止されたことを検知しなければ、ステップS15以降の処理を繰り返す。クロック信号Scの入力が停止されたことを検知したときには、ステップS18に進む。   In step S17, as in step S13, the control circuit unit 3 detects whether or not the input of the clock signal Sc is stopped. If it is not detected that the input of the clock signal Sc has been stopped, the processing from step S15 is repeated. When it is detected that the input of the clock signal Sc is stopped, the process proceeds to step S18.

ステップS18において、制御回路部3は、フリーラン停止を開始させる。すなわち、速度制御回路31からトルク指令信号S1が出力されて駆動制御信号Sdが出力されることにより、モータ20の全相についてオフとされる。これにより、モータ20がフリーラン停止する。なお、停止する際、ショートブレーキ等を行う制御が行われるようにしてもよい。   In step S18, the control circuit unit 3 starts a free-run stop. That is, the torque control signal 31 is output from the speed control circuit 31 and the drive control signal Sd is output, so that all phases of the motor 20 are turned off. As a result, the motor 20 stops in a free run. In addition, when stopping, control which performs a short brake etc. may be performed.

以上説明したように、図3に示されるように、第1回転速度信号S2は検出信号Srに基づくタイミングで生成されるものであり、第1回転速度信号S2には、例えば、ホール素子25の取り付け精度によるばらつきや、モータ20のマグネットの着磁ムラによるばらつきが含まれる可能性がある。第1回転速度信号S2にばらつきがあると、それに基づいて出力される駆動制御信号Sdにも影響し、モータ20の回転ムラが生じることとなる。モータ20の回転ムラの周波数成分毎の特徴として、モータ20の組立精度やマグネットの着磁ムラによるばらつきは、モータ20が1回転する毎に周期的に生じる1回転成分のムラとなり、ホール素子25の取り付け精度によるばらつきは、モータ20が1回転する間に磁極の組数だけ周期的に生じる高調波成分のムラ(例えば、磁極が5組の場合、W5成分のムラ)となる。   As described above, as shown in FIG. 3, the first rotation speed signal S2 is generated at a timing based on the detection signal Sr, and the first rotation speed signal S2 includes, for example, the Hall element 25 There may be variations due to mounting accuracy and variations due to uneven magnetization of the magnet of the motor 20. If there is a variation in the first rotation speed signal S2, the drive control signal Sd that is output based on the variation is also affected, resulting in uneven rotation of the motor 20. As a characteristic of the rotation unevenness of the motor 20 for each frequency component, the variation due to the assembly accuracy of the motor 20 and the magnet magnetization unevenness becomes unevenness of one rotation component periodically generated every time the motor 20 makes one rotation. The variation due to the mounting accuracy is a harmonic component unevenness periodically generated by the number of magnetic pole sets during one rotation of the motor 20 (for example, when there are five magnetic pole sets, W5 component unevenness).

これに対して、本実施の形態においては、モータ20の回転速度が所定速度範囲内であるとき、正弦波駆動回路35で用いるベース信号S5として、クロック信号Scを基に算出された理論値(第2回転速度信号S3)が用いられる。クロック信号Scに基づいて算出される理論値には、モータ20の組立精度のばらつき、モータ20のマグネットの着磁ムラによるばらつき、ホール素子25の取り付け精度によるばらつきなどが含まれない。そのため、第2回転速度信号S3に基づいて出力される駆動制御信号Sdによってモータ20を駆動することにより、上記のような、モータ20のモータ20の組立精度やマグネットの着磁ムラによるばらつきが要因となって生じる回転ムラの周波数成分(1回転成分)およびホール素子25の取り付け精度によるばらつきが要因となって生じる回転ムラの周波数成分(高調波成分)を抑制することができる。   On the other hand, in the present embodiment, when the rotational speed of the motor 20 is within a predetermined speed range, the theoretical value (based on the clock signal Sc) as the base signal S5 used in the sine wave drive circuit 35 ( A second rotational speed signal S3) is used. The theoretical value calculated based on the clock signal Sc does not include variation in assembly accuracy of the motor 20, variation due to uneven magnetization of the magnet of the motor 20, variation due to mounting accuracy of the Hall element 25, and the like. Therefore, by driving the motor 20 with the drive control signal Sd output based on the second rotation speed signal S3, the above-described variation due to the assembly accuracy of the motor 20 of the motor 20 and uneven magnetization of the magnet is a factor. The rotation unevenness frequency component (one rotation component) and the rotation unevenness frequency component (harmonic component) caused by variations due to the mounting accuracy of the Hall element 25 can be suppressed.

モータ20の回転速度が所定速度範囲内になるまでには、検出信号Srに基づくベース信号S5を用いて通常駆動が行われる。したがって、起動時など、目標回転速度と実際の回転速度との間に大きな差がある場合であっても、適切に目標回転速度で回転するように制御が行われる。検出信号Srとしては、3相のホール信号Hu,Hv,Hwを用いることができるので、モータ20の回転位置に応じて高い精度でモータ20を駆動させることができる。   Until the rotational speed of the motor 20 falls within the predetermined speed range, normal driving is performed using the base signal S5 based on the detection signal Sr. Therefore, even when there is a large difference between the target rotational speed and the actual rotational speed, such as at the time of startup, control is performed so as to appropriately rotate at the target rotational speed. Since the three-phase hall signals Hu, Hv, and Hw can be used as the detection signal Sr, the motor 20 can be driven with high accuracy according to the rotational position of the motor 20.

制御回路部3は、モータ20の回転速度が目標回転速度に対応する速度から外れたとき、第1駆動制御信号を駆動制御信号Sdとして出力する。すなわち、一旦モータ20の回転速度が所定速度範囲内になり、理論値駆動が行われても、その後、モータ20の回転速度が所定速度範囲から外れたときには、通常駆動が行われるようにベース信号S5が切り替えられる。そして、セレクタ34は、ベース信号S5として第1回転速度信号S2が出力され、正弦波駆動回路35は、モータ20の回転速度が目標回転速度に対応する速度に達するまで、クロック信号Scと検出信号Srとに基づいて生成した第1駆動制御信号を駆動制御信号Sdとして出力する。そのため、例えば、理論値駆動が行われているときに、外乱による負荷変動が生じてモータ20の回転速度が大きく変化した場合であっても、実際のモータ20の回転位置に対応する第1回転速度信号S2に基づいて、高精度に、目標回転速度で回転するように制御が行われる。   When the rotational speed of the motor 20 deviates from the speed corresponding to the target rotational speed, the control circuit unit 3 outputs the first drive control signal as the drive control signal Sd. That is, once the rotational speed of the motor 20 is within the predetermined speed range and the theoretical value driving is performed, the base signal is set so that the normal driving is performed when the rotational speed of the motor 20 deviates from the predetermined speed range thereafter. S5 is switched. Then, the selector 34 outputs the first rotation speed signal S2 as the base signal S5, and the sine wave drive circuit 35 outputs the clock signal Sc and the detection signal until the rotation speed of the motor 20 reaches a speed corresponding to the target rotation speed. The first drive control signal generated based on Sr is output as the drive control signal Sd. Therefore, for example, when the theoretical value driving is performed, even if the load fluctuation due to disturbance occurs and the rotation speed of the motor 20 changes greatly, the first rotation corresponding to the actual rotation position of the motor 20 is achieved. Based on the speed signal S2, control is performed so as to rotate at a target rotational speed with high accuracy.

第2回転速度信号S3を理論値として算出することができるので、正弦波駆動等に用いるベース信号S5の分解能を変更したり、モータ駆動制御装置1の構成を磁極数の異なるモータ等の駆動に転用したりすることを容易に行うことができる。理論値算出回路33は、マイクロコンピュータにより実現したり、ICにより実現したり、ソフトウエアの処理により実現したりするなど、様々な方法で実現することができる。そのため、モータ駆動制御装置1の汎用性を高めることができる。   Since the second rotation speed signal S3 can be calculated as a theoretical value, the resolution of the base signal S5 used for sine wave driving or the like can be changed, or the configuration of the motor drive control device 1 can be used to drive a motor or the like having a different number of magnetic poles. It can be easily diverted. The theoretical value calculation circuit 33 can be realized by various methods such as realization by a microcomputer, realization by an IC, and realization by software processing. Therefore, the versatility of the motor drive control device 1 can be improved.

ベース信号S5の出力に際しては、補正値を用いたり回転ムラを検出する回路等を設けたりして補正処理等を行う必要がない。したがって、そのような補正処理に要する補正値をモータ駆動制御装置1で記憶しておく必要や、新たな検出回路等を設ける必要はなく、モータ駆動制御装置1の構成を簡素なものにすることができる。   When the base signal S5 is output, it is not necessary to perform correction processing by using a correction value or providing a circuit for detecting rotation unevenness. Therefore, it is not necessary to store correction values required for such correction processing in the motor drive control device 1 or to provide a new detection circuit or the like, and to simplify the configuration of the motor drive control device 1. Can do.

[その他]   [Others]

制御回路部は、上述に示されるような回路構成に限定されない。本発明の目的にあうように構成された、様々な回路構成が適用できる。   The control circuit unit is not limited to the circuit configuration as described above. Various circuit configurations configured to meet the objects of the present invention can be applied.

上述のフローチャートは具体例であって、このフローチャートに限定されるものではなく、例えば、各ステップ間に他の処理が挿入されていてもよいし、処理が並列化されていてもよい。   The above flowchart is a specific example, and is not limited to this flowchart. For example, another process may be inserted between the steps, or the processes may be parallelized.

上述の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の相数は、3相に限られない。また、ホール素子の数は、3個に限られない。   The number of phases of the motor driven by the motor drive control device of the above-described embodiment is not limited to three phases. Further, the number of Hall elements is not limited to three.

モータの回転速度の検出方法は特に限定されない。例えば、ホール素子を用いず、モータの逆起電力を用いて回転速度を検出するようにしてもよい。   The method for detecting the rotational speed of the motor is not particularly limited. For example, the rotational speed may be detected using the back electromotive force of the motor without using the Hall element.

モータの駆動方式は、正弦波駆動方式に限定されない。例えば、矩形波駆動方式や、台形波、あるいは、正弦波に特殊な変調をかけた駆動方式に適用することもできる。   The motor driving method is not limited to the sine wave driving method. For example, the present invention can be applied to a rectangular wave driving method, a trapezoidal wave, or a driving method in which special modulation is applied to a sine wave.

上述の実施の形態における処理の一部又は全部が、ソフトウエアによって行われるようにしても、ハードウェア回路を用いて行われるようにしてもよい。すなわち、モータ駆動制御装置の各構成要素は、少なくともその一部がハードウェアによる処理ではなく、ソフトウエアによる処理により実現されるように構成されていてもよい。   Part or all of the processing in the above-described embodiment may be performed by software or may be performed using a hardware circuit. That is, each component of the motor drive control device may be configured such that at least a part thereof is realized by software processing instead of hardware processing.

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。   The above embodiment should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 モータ駆動制御装置
2 モータ駆動部
3 制御回路部
20 モータ
25(25u,25v,25w)ホール素子
31 速度制御回路
32 位置/回転速度検出回路
33 理論値算出回路
34 セレクタ
35 正弦波駆動回路
S1 トルク指令信号(指令信号の一例)
S2 第1回転速度信号
S3 第2回転速度信号(理論値の一例)
S4 回転速度判定信号(比較結果の一例)
S5 ベース信号(第1回転速度信号あるいは第2回転速度信号)
Sc クロック信号(目標回転速度に対応する指示信号の一例)
Sd 駆動制御信号
Sr 検出信号
Hu,Hv,Hw ホール信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor drive control apparatus 2 Motor drive part 3 Control circuit part 20 Motor 25 (25u, 25v, 25w) Hall element 31 Speed control circuit 32 Position / rotation speed detection circuit 33 Theoretical value calculation circuit 34 Selector 35 Sine wave drive circuit S1 Torque Command signal (example of command signal)
S2 First rotation speed signal S3 Second rotation speed signal (an example of theoretical value)
S4 Rotational speed determination signal (example of comparison result)
S5 Base signal (first rotation speed signal or second rotation speed signal)
Sc clock signal (an example of an instruction signal corresponding to the target rotational speed)
Sd drive control signal Sr detection signal Hu, Hv, Hw Hall signal

Claims (6)

モータの目標回転速度に対応する指示信号と前記モータのロータの回転位置に対応する検出信号とに基づいて、前記モータを駆動させるための駆動制御信号を出力する制御回路部と、
前記制御回路部から出力された前記駆動制御信号に基づいて、前記モータに駆動信号を出力するモータ駆動部とを備え、
前記制御回路部は、
前記指示信号と前記モータの回転速度とを比較し、
前記モータの駆動が開始されてから、前記モータの回転速度が前記目標回転速度に対応する速度に達するまで、前記指示信号と前記検出信号とに基づいて生成した第1駆動制御信号を前記駆動制御信号として出力し、
前記モータの回転速度が前記目標回転速度に対応する速度に達したとき、前記指示信号から算出した前記モータのロータの回転位置に関する理論値に基づいて生成した第2駆動制御信号を前記駆動制御信号として出力し、
前記指示信号は、前記目標回転速度に対応する周期の信号であり、
前記理論値は、前記指示信号の周期と、前記モータが所定角度だけ回転する期間に対応するFG信号のパルス数とに基づいて算出される
モータ駆動制御装置。
A control circuit unit that outputs a drive control signal for driving the motor based on an instruction signal corresponding to a target rotational speed of the motor and a detection signal corresponding to the rotational position of the rotor of the motor;
A motor drive unit that outputs a drive signal to the motor based on the drive control signal output from the control circuit unit;
The control circuit unit is
Compare the instruction signal and the rotation speed of the motor,
The first drive control signal generated based on the instruction signal and the detection signal until the rotational speed of the motor reaches a speed corresponding to the target rotational speed after the driving of the motor is started is the drive control. Output as a signal,
When the rotational speed of the motor reaches a speed corresponding to the target rotational speed, a second drive control signal generated based on a theoretical value related to the rotational position of the rotor of the motor calculated from the instruction signal is generated as the drive control signal. Output as
The instruction signal is a signal having a period corresponding to the target rotation speed,
The motor drive control device , wherein the theoretical value is calculated based on a cycle of the instruction signal and a pulse number of an FG signal corresponding to a period during which the motor rotates by a predetermined angle .
前記制御回路部は、前記モータの回転速度が前記目標回転速度に対応する速度から外れたとき、前記第1駆動制御信号を前記駆動制御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。   2. The motor drive control device according to claim 1, wherein the control circuit unit outputs the first drive control signal as the drive control signal when a rotation speed of the motor deviates from a speed corresponding to the target rotation speed. . 前記目標回転速度に対応する速度は、前記目標回転速度を含む所定の範囲の速度である、請求項1又は2に記載のモータ駆動制御装置。   The motor drive control device according to claim 1, wherein the speed corresponding to the target rotational speed is a speed within a predetermined range including the target rotational speed. 前記制御回路部は、
前記指示信号と前記モータの回転速度とを比較して前記モータのトルクに関する指令信号を出力する速度制御回路と、
前記検出信号に基づいて、前記モータのロータの回転位置に対応する第1回転速度信号を出力する位置/回転速度検出回路と、
前記指示信号に基づいて、前記モータのロータの回転位置に理論上対応する前記理論値を算出し、前記理論値を第2回転速度信号として出力する理論値算出回路と、
前記速度制御回路の比較結果に応じて前記第1回転速度信号と前記第2回転速度信号とのいずれか一方を出力するセレクタとを有し、
前記セレクタから出力された前記第1回転速度信号と前記第2回転速度信号とのいずれか一方と、前記速度制御回路から出力された前記指令信号とに基づいて、前記駆動制御信号を出力する、請求項1から3のいずれか1項に記載のモータ駆動制御装置。
The control circuit unit is
A speed control circuit that compares the instruction signal with the rotation speed of the motor and outputs a command signal related to the torque of the motor;
A position / rotation speed detection circuit for outputting a first rotation speed signal corresponding to the rotation position of the rotor of the motor based on the detection signal;
Based on the instruction signal, the theoretical value that theoretically corresponds to the rotational position of the rotor of the motor, and a theoretical value calculation circuit that outputs the theoretical value as a second rotational speed signal;
A selector that outputs one of the first rotation speed signal and the second rotation speed signal according to a comparison result of the speed control circuit;
Outputting the drive control signal based on one of the first rotation speed signal and the second rotation speed signal output from the selector and the command signal output from the speed control circuit; The motor drive control apparatus of any one of Claim 1 to 3.
前記モータは、3相のモータであり、
前記検出信号は、前記ロータの磁極の位置に対応する3相のホール信号であり、
前記制御回路部は、前記3相のホール信号を合成して得られた前記FG信号に基づいて前記第1駆動制御信号を生成る、請求項1から4のいずれか1項に記載のモータ駆動制御装置。
The motor is a three-phase motor,
The detection signal is a three-phase Hall signal corresponding to the position of the magnetic pole of the rotor,
Wherein the control circuit unit that generates the first drive control signal based on the FG signal obtained by synthesizing the Hall signal of the 3-phase motor according to any one of claims 1 4 Drive control device.
モータの目標回転速度に対応する指示信号と前記モータのロータの回転位置に対応する検出信号とに基づいて、前記モータを駆動させるための駆動制御信号を出力し、前記駆動制御信号に基づいて前記モータに駆動信号を出力するモータ駆動制御装置の制御方法であって、
前記指示信号と前記モータの回転速度とを比較する比較ステップと、
前記モータの駆動が開始されてから、前記モータの回転速度が前記目標回転速度に対応する速度に達するまで、前記指示信号と前記検出信号とに基づいて生成した第1駆動制御信号を前記駆動制御信号として出力する第1出力ステップと、
前記モータの回転速度が前記目標回転速度に対応する速度に達したとき、前記指示信号から算出した前記モータのロータの回転位置に関する理論値に基づいて生成した第2駆動制御信号を前記駆動制御信号として出力する第2出力ステップとを含み、
前記指示信号は、前記目標回転速度に対応する周期の信号であり、
前記理論値は、前記指示信号の周期と、前記モータが所定角度だけ回転する期間に対応するFG信号のパルス数とに基づいて算出される、モータ駆動制御装置の制御方法。
Based on the instruction signal corresponding to the target rotational speed of the motor and the detection signal corresponding to the rotational position of the rotor of the motor, a drive control signal for driving the motor is output, and based on the drive control signal A control method of a motor drive control device for outputting a drive signal to a motor,
A comparison step of comparing the instruction signal and the rotational speed of the motor;
The first drive control signal generated based on the instruction signal and the detection signal until the rotational speed of the motor reaches a speed corresponding to the target rotational speed after the driving of the motor is started is the drive control A first output step for outputting as a signal;
When the rotational speed of the motor reaches a speed corresponding to the target rotational speed, a second drive control signal generated based on a theoretical value relating to the rotational position of the rotor of the motor calculated from the instruction signal is generated as the drive control signal. a second output step of outputting seen contains as,
The instruction signal is a signal having a period corresponding to the target rotation speed,
The method of controlling a motor drive control device, wherein the theoretical value is calculated based on a cycle of the instruction signal and a pulse number of an FG signal corresponding to a period during which the motor rotates by a predetermined angle .
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