JP2002017097A

JP2002017097A - ３相ブラシレスモータの回転速度検出装置

Info

Publication number: JP2002017097A
Application number: JP2000199588A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kitamura; 辰雄北村; Shingo Kitamura; 愼悟北村
Original assignee: Kusatsu Electric Co Ltd
Current assignee: Kusatsu Electric Co Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ロータ位置検出手段の取付位置の位置ずれの
影響による誤差を含むことのない正確な回転速度を得
る、ブラシレスモータの回転速度検出装置を提供するこ
とを課題とする。【解決手段】本発明に係る３相ブラシレスモータの回
転速度検出装置は、ロータの回転位置に応じたロータ位
置検出信号を出力する３つのロータ位置検出手段を備え
る３相ブラシレスモータの回転速度検出装置において、
前記各ロータ位置検出手段から出力されるロータ位置検
出信号の立上りエッジから次の立上りエッジまで、及び
立下りエッジから次の立下りエッジまでをそれぞれ計時
して計時値を順次出力するカウンタ手段と、該計時値を
受け、該計時値に基づいてロータ回転速度を順次算出す
る算出手段とがさらに備えられてなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３相ブラシレスモ
ータの回転速度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】３相ブラシレスモータ(以下、モータ)
は、回転速度を一定に保持したり、又は所望により加減
速したりするため、ロータの回転中、ロータの回転位置
及び回転速度が検出される。

【０００３】図９はホール素子によりロータの回転位置
及び回転速度を検出するための基本的構成を示し、図１
０は各ホール素子の動作波形を示す。図９において、符
号３１は、Ｎ極及びＳ極からなる２極の磁極対を備える
ロータであり、該ロータ３１の周囲にロータ位置検出素
子１１としてのホール素子１１ａ、１１ｂ及び１１ｃが
３個、電気角で１２０度の等間隔になるように配置され
ている。

【０００４】モータは、この磁極対を備えたロータが回
転するように構成されている。ホール素子はロータが回
転することによって磁極がＳ極からＮ極、若しくは、Ｎ
極からＳ極に切り替わると、これを検出して出力信号の
レベルを変化させる。この変化からロータの回転位置を
知ることができる。図１０の(ａ)〜(ｃ)は、各ホール素
子の出力信号の状況を示している。

【０００５】この出力信号を利用してロータの回転速度
を知ることができる。即ち、まず、図１０の(ｄ)に示し
たように前記３個のホール素子の出力信号を合成し、合
成された出力信号中の立上りθ₂、θ₄、…及び立下りθ
₁、θ₃、…(以下、両者を併せてエッジという)によって
画される区間φ₁、φ₂、…ごとに、エッジ間に相当する
時間τ₁、τ₂、τ₃、…、τ₆(＝τ_i) …をカウンタによ
り計時する。

【０００６】ロータの１回転の間で、ロータ３１の２極
の磁極極性と３個のホール素子との位置関係の組合せは
６通り存在する。そして、前記区間φ₁、φ₂、…は、こ
の組合せの各場合に対応しており、組合せの各場合は電
気角の６０度(３６０度÷６)ごとに順に出現することに
なるので、１区間は６０度となる。

【０００７】前記電気角６０度分の回転時間τ_iから、
次式１により、ロータの回転速度として角速度Ｖを算出
する(以下、本明細書において、回転速度は、この角速
度の意味である)。 [式１] Ｖ＝(６０／３６０)２π(１／τ_i) 通常の一定速度での回転の場合においては、図１２の
(ａ)に示すように、各区間φ₁、φ₂、…ごとの回転速度
は何れも一定値ｖ₀である。

【０００８】このようにしてホール素子によってロータ
の回転位置及び回転速度を検出することができる。そし
て、ブラシレスモータは、前記区間ごとにステータコイ
ル(図示せず)への通電電流の向きが切り替えられるとと
もに、回転速度に応じてステータコイルへの通電電流の
大きさが増減されることによって、目標とする条件の回
転が維持される。

【０００９】ところで、かかるホール素子は、モータア
センブリの限られた空間内でロータに近接した隙間のよ
うな取付けにくい位置にネジ止めや接着等によってモー
タアセンブリに取り付けられるため、図９に符号１１ｘ
を付した破線表現として示すように、取付時に位置ずれ
を起こしたままで固定されていることがある。

【００１０】例えば、図９に示すように、第１のホール
素子１１ａの取付位置がずれている場合、第１のホール
素子出力(図１１の(ａ))の立上りと、第３のホール素子
出力(図１１の(ｃ))の立下りとの区間φ₃の長さは取付
位置のずれ「α」分だけ間隔が短くなっており、区間φ
₃は周方向で６０度の正確な位置間隔を反映しているの
ではないことになる(実線が位置ずれ有り、破線が位置
ずれ無しを示す)。

【００１１】従って、区間φ₃が、この取付位置ずれα
分の誤差を含むが故に、実際には同一速度でロータが回
転している場合に、前記式１を用いて算出された回転速
度値は、この取付位置ずれα分の誤差を含んでしまう。
しかも、図１２の(ｂ)に示すように、あたかも、測定さ
れるホール素子ごとに、速度が異なるかのような結果を
得ることとなる。

【００１２】このように、ロータの一定速度の回転に対
して、実際と異なる回転速度が得られると、ステータコ
イルへの通電条件の設定が望ましくない方向に誤ってな
され、誤差の影響を拡大してしまうという不具合を生じ
ることになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した問
題点に鑑みてなされたものであり、ロータ位置検出手段
の取付位置の位置ずれの影響による誤差を含むことのな
い正確な回転速度を得る、ブラシレスモータの回転速度
検出装置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決すべ
く、本発明の請求項１に係る３相ブラシレスモータの回
転速度検出装置は、ロータの回転位置に応じたロータ位
置検出信号を出力する３つのロータ位置検出手段を備え
る３相ブラシレスモータの回転速度検出装置において、
前記各ロータ位置検出手段から出力されるロータ位置検
出信号の立上りエッジから次の立上りエッジまで、及び
立下りエッジから次の立下りエッジまでをそれぞれ計時
して計時値を順次出力するカウンタ手段と、該計時値を
受け、該計時値に基づいてロータ回転速度を順次算出す
る算出手段とがさらに備えられてなることを特徴とす
る。

【００１５】通常、ロータ回転速度は、ロータが、或る
角度の円弧部分を回転するに要した円弧部分回転時間を
測定し、この円弧部分回転時間で前記ある角度を除して
角速度として求められる。よって、この円弧部分回転時
間を求めるには、ロータの回転位置に応じたロータ位置
検出信号を出力するロータ位置検出手段を利用すること
ができる。

【００１６】このロータ位置検出手段の取付位置に位置
ずれが生じていることがある。その場合、位置ずれのう
ち径方向成分については、位置ずれが生じていても前記
円弧部分回転時間は不変であるから回転速度算出結果に
影響せず、位置ずれのうち周方向成分が回転速度算出結
果に影響することに鑑みて、本発明は、以下に説明する
ように、該周方向成分の影響を受けなくしたものであ
る。以下、位置ずれは周方向の位置ずれをいう。

【００１７】請求項１によれば、カウンタ手段が３相の
それぞれのロータ位置検出信号の立上りエッジから次の
立上りエッジまで、及び立下りエッジから次の立下りエ
ッジまでをそれぞれ計時し、これらの計時値のそれぞれ
に基づいてロータ回転速度を算出するので、ロータ位置
検出手段の取付位置に関係する要素が回転速度の算出の
際に入ってこない。

【００１８】従って、ロータ位置検出手段に取付位置ず
れが生じている場合でもロータ位置検出手段の取付位置
に関係する要素が回転速度の算出の際に入ってこないの
で取付位置ずれは回転速度算出結果に関係しない。即
ち、ある１個のロータ位置検出手段によってロータの１
回転分を測定することになるから前記取付位置ずれに関
係する要素が回転速度の算出式中に入ってこなくなり、
正確な回転速度値が得られるからである。

【００１９】また、カウンタ手段は、３相のそれぞれの
ロータ位置検出信号の立上りエッジから次の立上りエッ
ジまで、及び立下りエッジから次の立下りエッジまでを
それぞれ計時して計時値を順次に出力する。

【００２０】よって、順次に出力されてくる計時値はロ
ータの磁極極性と、３相分の検出信号との組合せの各場
合に対応した区間ごとに出力されてくるので、回転速度
も順次該区間ごとに算出され、出力されてくることとな
る。このようにしてロータ１回転分の時間に基づく回転
速度という平均的であるが回転速度の変化分を含んだ回
転速度が前記区間ごとに順次に頻繁に、互いに独立に得
られる。

【００２１】また、請求項２に係る３相ブラシレスモー
タの回転速度検出装置は、ロータの回転位置に応じたロ
ータ位置検出信号を出力する３つのロータ位置検出手段
と各ロータ位置検出信号を合成する合成手段とを備える
３相ブラシレスモータの回転速度検出装置において、前
記合成されたロータ位置検出信号中のエッジ間の区間を
それぞれ計時して計時値を順次出力するカウンタ手段
と、前記計時値を個別に順次記憶する記憶手段と、前記
記憶された計時値のうち、何れの第ｉ番目(但し、ｉは
ｎ≦ｉの整数、ｎは磁極数×３)の計時値に対しても第
(ｉ−ｎ＋１)番目〜第ｉ番目の各区間の計時値の和を算
出し、該和に基づいてロータ回転速度を順次算出する算
出手段とがさらに備えられてなることを特徴とする。

【００２２】請求項２によれば、算出手段は、記憶され
た前記計時値のうち、何れの第ｉ番目の計時値に対して
も順次、第(ｉ−ｎ＋１)番目〜第ｉ番目の各区間の計時
値の和を算出し、該和に基づいてロータ回転速度を算出
するので、回転速度の算出の際、前記取付位置ずれに関
係する要素が回転速度の算出式中に入ってこなくなり、
正確な回転速度値が得られる。

【００２３】よって、前記取付位置ずれは回転速度算出
結果に関係しない。即ち、第(ｉ−ｎ＋１)番目〜第ｉ番
目のｎ個の各区間の計時値の和は、磁極極性と３相のロ
ータ位置検出手段との組合せの全ての場合を含んだ時
間、即ち、ロータの１回転分の時間を測定することにな
るからである。

【００２４】そして、請求項２による回転速度値は、ロ
ータ１回転分の時間に基づく回転速度という平均的であ
るが変化分を含んだ回転速度値であり、この回転速度値
がロータ１回転の間に前記区間ごとに頻繁に得られる。

【００２５】さらに、請求項２によれば、前記計時値を
個別に順次記憶する記憶手段を要するが、逆にカウンタ
手段は、１個で足りる。従って、前記計時値を個別に順
次記憶するために記憶手段中に記憶領域を設定すればよ
く、カウンタ手段の数を１個だけにして、新たな別個の
装置を要することなく、取付位置ずれに影響されない正
確な速度値を得ることができる。

【００２６】尚、磁極数は、２、４、６、８…等があ
り、３相のモータにおいて前記区間の数は各磁極数に対
応して６、１２、１８、２４…となる。また、(ｉ−ｎ)
番目よりも前の区間に対しては、ロータの１回転分の時
間が得られないので、請求項２によって得られる作用効
果を奏する回転速度値は得られない。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施の形態について説明する。

【００２８】実施の形態１図１は実施の形態１に係る３相のＤＣブラシレスモータ
の回転速度検出装置の構成を示すブロック図、図２は回
転速度検出装置の動作に係る検出信号等のタイミングチ
ャート、図３は回転速度検出装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【００２９】図１において、１１はホール素子、１２は
エッジ検出回路、１３は発振器、１４はＭビットカウン
タ、１５はマイコン、１６はＣＰＵ、１７はメモリ、１
８はＩ／Ｏポート、１９は割込みポートである。また、
２１は２極のロータを有する３相のＤＣブラシレスモー
タ、２２はモータの駆動制御を行なうインバータ、２３
はモータのＤＣ電源である。図１では、エッジ検出回路
１２及びＭビットカウンタ１４は、ホール素子出力の１
ライン分のみを示した。

【００３０】ここで、ホール素子１１及びエッジ検出回
路１２によってロータ位置検出手段が構成され、発振器
１３及びＭビットカウンタ１４によってカウンタ手段が
構成され、ＣＰＵ１６中の処理プログラムの一部によっ
て算出手段が構成される。

【００３１】以下、各構成要素の接続関係を説明する。

【００３２】ホール素子１１は、ロータ(図１には示さ
ず)の周囲に互いに電気角１２０度ごとの略等間隔にな
るように計３個配置されている。略等間隔とする理由
は、回転速度の検出のためだけであれば等間隔であるこ
とを要しないのであるが、ホール素子が磁極の回転位置
の検出も行ない、その検出結果によってステータコイル
への通電条件を切り換えるためである。

【００３３】各ホール素子１１の出力は、回転速度検出
用出力と回転位置検出用出力とに分けられ、回転速度検
出用出力は、出力の立上りごとを検出するエッジ検出回
路１２ａ及び立下りごとを検出するエッジ検出回路１２
ｂに接続されている。

【００３４】各エッジ検出回路１２は、各ホール素子１
１の出力に対して２個ずつ並列に設けられ、２個の各々
の出力がマイコン１５の割込みポート１９に接続されて
いる。割込みポート１９は、マイコン１５の処理プログ
ラムに対して割込み可能となるようにマイコン１５に配
設されている。

【００３５】一方、発振器１３の出力側に接続されたＭ
ビットカウンタ１４は、各ビットごとにマイコンのＩ／
Ｏポート１８(１８(ａ))に接続されており、Ｍビットカ
ウンタ１４の出力が算出手段に入力されるように構成さ
れる。Ｉ／Ｏポート１８では、各ポートアドレス同士
が対応するように接続される。

【００３６】また、ホール素子１１の出力のうち、回転
位置検出用出力は、Ｉ／Ｏポート１８(１８(ｃ))を介し
てインバータ２２に接続されている。インバータ２２は
ＤＣ電源２３に接続されるとともにモータ２１のステー
タコイル(図示せず)に接続されている。

【００３７】さらに、各構成要素の詳細を説明する。

【００３８】ホール素子１１は、従来のものと同様に磁
界の変化を検出する、ホール効果を有するものである。
ホール素子の代わりに、ホール素子とアンプ回路とを内
蔵したホールＩＣを用いることもできる。

【００３９】エッジ検出回路１２は、ホール素子１１か
らの出力信号の変化に同期して、出力信号が変化したと
きごとに幅狭のパルス信号を順次生成し、一連のパルス
信号として出力する。

【００４０】発振器１３は、Ｍビットカウンタ１４に基
準となる基本周波数出力を与える。この基本周波数出力
を利用して前記エッジ間の区間をＭビットカウンタによ
り計時動作させる。

【００４１】Ｍビットカウンタ１４は、Ｍビットバイナ
リカウンタとして基本周波数ｆ(Ｈｚ)に対して動作し、
発振器１３からの発振パルスを受けるごとに１ずつ値が
増えるように計時し、カウンタ値が２^M−１まで測るこ
とができるものである。該カウンタは、発振器１３から
の発振パルス数を計数するのであるが、計数値に基本周
波数ｆの周期を乗ずれば簡単に計時値を得ることから、
「計時」していると表現している。

【００４２】そして、ホール素子１１からのロータ位置
検出信号が、エッジ検出回路１２を介して順次割込みポ
ート１９から割り込みによってマイコン１５に入力され
たとき、Ｍビットカウンタ１４の各々はロータ位置検出
信号の立上りから次の立上りまでの時間、若しくは、立
下りから次の立下りまでの時間を計時する。

【００４３】これらの時間をカウンタ値が２^M−１まで
の範囲内で計時し得るように、カウンタのビット数及び
基本周波数を設定することができる。例えば、１６ビッ
トのＭビットカウンタを用いて、基本周波数ｆが１５０
ｋＨｚ(１周期(ｓ)は１／１５００００)とし、カウンタ
値(２¹⁶−１)がオーバーフローしない範囲の回転速度、
即ち、このカウンタで計時できる最低回転速度を求める
ことができる。

【００４４】その最低回転速度をＶmin(rad／s)、カウ
ンタ値をＮと表わし、エッジ間の計時値Ｔが、Ｔ＝(Ｎ
／ｆ)、２¹⁶＝６５５３６により、式１に基づいて、［式２］Ｖmin＝３．１４×１５００００／(３×６５５３５) ＝２．３９(rad／s) ＝２２．６８(rpm) 故に、逆に回転速度の範囲に対応して基本周波数ｆを設
定することができる。

【００４５】カウンタ出力は、ビットごとに得られ、Ｉ
／Ｏポート１８ａからＣＰＵ１６中の処理プログラムに
入力される。同様に、第２並びに第３のホール素子の立
上りごとの出力及び、立下りごとの出力にそれぞれ接続
された他のカウンタは、第１のホール素子の場合と同
様、何れも他のＩ／Ｏポート１８ａを介してマイコン１
５に接続されている。

【００４６】ＣＰＵ１６中の処理プログラムは、エッジ
検出回路１２からのパルス信号を受けたときＭビットカ
ウンタ１４の動作を開始させ、次のパルス信号を受ける
まで計時させて計時値を得るようにＭビットカウンタ１
４を動作させ、該計時値に基づいて回転速度を算出する
ようにプログラムされた部分(算出手段)を含んでいると
ともに、回転速度検出装置全体を動作させるようにプロ
グラムされている。

【００４７】それぞれの計時値は、カウンタ手段からの
出力の都度、順次算出手段に入力され、入力された各々
の計時値に対して順次、次式３により回転速度が算出さ
れるように、算出手段は、この順次に入力される順序に
従って回転速度を演算するようにプログラムされてい
る。例えば、１６ビットのＭビットカウンタ１４、基本
周波数ｆが１５０ｋＨｚ(１周期(ｓ)は１／１５０００
０)とし、エッジ間の計時値Ｔによって、回転速度Ｖ(ra
d／s)は、［式３］Ｖ＝(３６０／３６０)２π／Ｔ (rad／s) と求めることができる。

【００４８】以上のようにして回転速度を算出できるよ
うに、処理プログラムは、図３のフローチャートに従っ
てステップ１０１〜１０７を含むようにプログラムされ
ている。

【００４９】また、本実施の形態においては、Ｍビット
カウンタ１４と算出手段との間に記憶手段としてのメモ
リ１７を設けることができる。この記憶手段は必須では
ないが、カウンタ１４による計時値を一時保存し、保存
した順に算出手段に計時値を送って速度算出を行なうよ
うにＭビットカウンタごとに設けて算出手段の利用を効
率化することができる。

【００５０】次に、以上の構成を備える回転速度検出装
置の動作について図２及び図３を参照して説明する。

【００５１】Ｎ極及びＳ極からなる磁極対(図９)を備え
たロータ３１が回転すると、各ホール素子１１は、磁極
対の回転に伴う磁気変化を検出して各極性に対応したロ
ータ位置検出信号を生成して出力する(ステップ１０
２)。

【００５２】各エッジ検出回路１２は、このロータ位置
検出信号を受け、その立上りごと又は立下りごと(ステ
ップ１０３)にそのエッジを検出してパルス信号を生成
する(図２の(ａ)〜(ｃ))。ステップ１０３及び１０４に
は立上りエッジの検出の場合を示したが、立下りエッジ
の検出の場合に対してもステップ１０２〜１０４が同様
に行なわれる。本実施の形態においては、パルス信号
は、ちょうどロータの一回転ごとに生成される(ステッ
プ１０４)。

【００５３】このように、ロータ位置検出信号の立上り
から次の立上りまでの間の時間(例えば、Ｐ₁)を１個の
カウンタで計時し、立下りから次の立下りまでの時間
(例えば、Ｐ₄)を他の１個のカウンタで計時し、各々の
時間Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、…、Ｐ₆、…に対して計時値Ｔを得
る(ステップ１０５)。そして、順次得られた計時値Ｔに
対し、式３に基づき、算出手段が回転速度Ｖを算出する
(ステップ１０６)。

【００５４】ホール素子は計３個設けられているので、
このような立上り出力ごと及び立下り出力ごとにそれぞ
れカウンタ手段によってエッジ間の時間が計時されて計
時値Ｔが得られ、計６個の計時値Ｔが順次得られる。換
言すれば、３個のホール素子のロータ位置検出信号の立
上りごと及び立下りごとのそれぞれに対してステップ１
０２〜１０６がそれぞれ実行される。得られた回転速度
値に基づいてＩ／Ｏポート１８ｂからインバータ２２が
制御される。

【００５５】以上のように、本実施の形態によれば、あ
る１個のロータ位置検出手段によってロータの１回転分
の時間を測定することから、前記取付位置ずれに関係す
る要素が回転速度の算出式中に入ってこないので、取付
位置ずれは回転速度算出結果に関係せず、正確な回転速
度値が得られる。

【００５６】そして、ロータ位置検出信号は、磁極対の
回転に伴って３相分のそれぞれが立上りごと及び立下り
ごとに、しかも磁極の回転及び３相分の検出信号の組合
せの各場合に対応して前記区間ΔＰごとに順次に出力さ
れてくるので、回転速度も該区間ΔＰごとに順次に算出
されてくることとなる。このようにしてロータ１回転分
の時間に基づく回転速度という正確な回転速度値が得ら
れ、しかも、前記区間ごとに順次に頻繁に、互いに独立
に得られる。

【００５７】本発明の利点は、ロータ１回転に基づく正
確な回転速度が前記区間ΔＰごとに得られるとともに、
ロータ位置検出手段の取付位置ずれに影響されることな
く平均的であるが、変化分を含んだ回転速度が頻繁に得
られ、この回転速度値を回転速度の制御のために利用で
きる点にある。

【００５８】従って、ロータ位置検出手段の取付位置ず
れに影響されない正確な速度値を前記区間ごとに頻繁に
得ることができ、この正確さ及び算出頻度を有する回転
速度値に基づいてロータの回転を最適に制御できる。

【００５９】実施の形態２図４は、実施の形態２に係る
ブラシレスモータの回転速度検出装置の構成を示すブロ
ック図、図５は回転速度検出装置の動作に係る検出信号
等のタイミングチャート、図６は回転速度検出装置の動
作を示すフローチャートである。既述の図面中に示した
要素と同じ要素には同一の符号を付している。

【００６０】本実施の形態は、各ホール素子１１の出力
信号が合成されて１個のエッジ検出回路１２に入力さ
れ、その合成された出力信号の各エッジ間の区間が計時
され、各区間の計時値の和が用いられてロータ回転速度
が算出される構成が実施の形態１と異なっている。以
下、実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。特に
説明しない構成については、実施の形態１と同様に構成
し得る。

【００６１】実施の形態２では、各ホール素子１１の出
力信号が合成されてエッジ検出回路１２に入力されるよ
うに、各ホール素子１１の出力信号を合成する合成手段
として、ホール素子１１とエッジ検出回路１２とが接続
される接続点２０が配設されている。即ち、各ホール素
子１１の出力信号は、図５に示した出力信号(ａ)〜(ｃ)
が合成されて(ｄ)の出力信号を得るように合成される。

【００６２】カウンタ手段は、エッジ検出回路１２から
の合成信号中のエッジ間を計時するので、発振器１３と
Ｍビットカウンタ１４とを１個ずつ備えて構成される。

【００６３】本実施の形態は記憶手段を備える。前記エ
ッジ検出回路からの合成信号中のエッジ間が計時されて
得られた計時値は、個別に、一旦、記憶手段に記憶さ
れ、ロータ１回転分となる所定の計時値が呼び出されて
和が算出される。

【００６４】記憶手段は、各区間の計時値を個別に記憶
する。計時値全てを個別に記憶する記憶領域を個別に設
けてもよいが、以下に説明するように、磁極数×３個の
記憶領域を設け、エッジ間の時間が算出されるごとのタ
イミングに同期して、一旦記憶した計時値を先入れ先出
し方式(ＦＩＦＯ方式)によって更新していくことによっ
て記憶領域の数を少なくして計時値の記憶を行なうこと
ができる。

【００６５】本実施の形態の算出手段は、各区間の計時
値の和を、(ｉ−ｎ＋１)以上の整数ｉ(但し、ｉはｎ≦
ｉの整数、ｎは磁極数×３)についてロータ１回転分の
計時値の和を求めることによって求める(ステップ２０
７)。さらに、この和により、この和で２πを除して回
転速度を算出する(ステップ２０８)。即ち、合成された
ロータ位置検出信号の各エッジは、互いに隣接する各エ
ッジ同士間の区間のうち、連続する６個(磁極数２×３)
の区間の合計がロータの１回転の周期に相当する時間と
なる間隔で得られる。

【００６６】ＣＰＵ１６の処理プログラムは、図６のフ
ローチャートに従ってステップ２０１〜２０９を算出手
段として含むようにプログラムされている。

【００６７】次に、実施の形態２の動作について図５及
び図６を参照して説明する。本実施の形態においては、
各ホール素子１１の出力が合成されたのち、１個のエッ
ジ検出回路１２に入力される(ステップ２０２)。エッジ
検出回路１２により、合成された出力信号中の各立上り
エッジ及び立下りエッジが検出され(ステップ２０３、
２０４)、各エッジ間の区間Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、…、Ｒ₆、
…が計時され(ステップ２０５)、その計時値Ｔ(ｉ)が記
憶手段に記憶される(ステップ２０６)。

【００６８】各計時値Ｔ(ｉ)は、前述したように、先入
れ先出し方式により記憶領域に記憶させることができ
る。即ち、図７は記憶領域の区分を示し、図８は各区間
の計時値を先入れ先出し方式によって記憶させる記憶の
させ方を示すフローチャートである。

【００６９】図８のステップ２０５１〜２０５３に示し
たように、前記各区間の計時値を個々にメモリ(メモリ
Ａ〜メモリＦ)に記憶しておき、連続する６個の計時値
Ｔ(ｉ−ｎ＋１)〜Ｔ(ｉ)をメモリからそれぞれ呼び出し
てその和ΣＴ(ｉ)を求め、その和ΣＴ(ｉ)に基づいて回
転速度を算出する(ステップ２０８)。各エッジ間の計時
値が順次算出手段に入力されるごとに、このように和Σ
Ｔ(ｉ)により回転速度を算出するステップ２０５１〜２
０５３が実行される。

【００７０】本実施の形態２によれば、回転速度の算出
の際、前記取付位置ずれに関係する要素が回転速度の算
出式中に入ってこないので、取付位置ずれは回転速度算
出結果に関係せず正確な回転速度が得られる。そして、
実施の形態２によって得られる回転速度は、ロータ１回
転分の時間に基づく回転速度という、平均的であるが変
化分を含んだ回転速度がロータ１回転の間に前記区間ご
とに得られる。さらに、本実施の形態２によれば、前記
計時値を個別に順次記憶する記憶手段を要するが、逆に
カウンタ手段は１個で足りる。

【００７１】従って、前記計時値を個別に順次記憶して
ロータ１回転分の時間を算出すればよいので、記憶手段
中に計時値を順次に記憶できる記憶領域を設定すればよ
く、カウンタ手段の数を１個だけにして、新たな別個の
装置を要することなく、取付位置ずれに影響されない正
確な回転速度値を得ることができ、この正確さを有する
回転速度値に基づいてロータの回転を最適に制御でき
る。

【００７２】そして、ロータ位置検出手段の取付位置ず
れに影響されることがなく、平均的であるが変化分を含
んだ回転速度値を、カウンタ手段という別個の装置の数
を少なくした構成によって得ることができ、この回転速
度値に基づいてロータの回転を最適に制御できる。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、ロータ位置検出手段の
取付位置の位置ずれの影響による誤差を含むことのない
正確な回転速度値を得る、ブラシレスモータの回転速度
検出装置を提供することができる。そして該装置によれ
ば、ロータ位置検出手段の取付位置ずれに影響されるこ
とがなく、平均的であるが変化分を含んだ回転速度値を
得ることができ、この回転速度値に基づいてロータの回
転を最適に制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る３相ＤＣブラシレスモータ
の回転速度検出装置の構成を示すブロック図。

【図２】(ａ)〜(ｄ)は、回転速度検出装置の動作に係る
検出信号等のタイミングチャート。

【図３】回転速度検出装置の動作を示すフローチャー
ト。

【図４】実施の形態２に係るブラシレスモータの回転速
度検出装置の構成を示すブロック図。

【図５】(ａ)〜(ｅ)は、回転速度検出装置の動作に係る
検出信号等のタイミングチャート。

【図６】回転速度検出装置の動作を示すフローチャー
ト。

【図７】実施の形態２に係る記憶手段の記憶領域の区分
を示す模式図。

【図８】各区間の計時値を先入れ先出し方式によって記
憶させる記憶のさせ方を示すフローチャート。

【図９】ロータの回転位置及び回転速度を検出する基本
的構成を示す模式図。

【図１０】(ａ)〜(ｅ)は、図９に示す各ホール素子の動
作波形を示す説明図。

【図１１】(ａ)〜(ｅ)は、ホール素子の取付位置に位置
ずれがある場合の各ホール素子の動作波形を示す説明
図。

【図１２】(ａ)及び(ｂ)は、各区間ごとの回転速度を示
す説明図。

【符号の説明】

１１…ホール素子、１２…エッジ検出回路、１３…発振
器、１４…Ｍビットカウンタ、１５…マイコン、１６…
ＣＰＵ、１７…メモリ、２０…接続点、２１…ブラシレ
スモータ、３１…ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｐ 6/06 Ｈ０２Ｐ 6/02 ３２１Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータの回転位置に応じたロータ位置検出
信号を出力する３つのロータ位置検出手段を備える３相
ブラシレスモータの回転速度検出装置において、前記各
ロータ位置検出手段から出力されるロータ位置検出信号
の立上りエッジから次の立上りエッジまで、及び立下り
エッジから次の立下りエッジまでをそれぞれ計時して計
時値を順次出力するカウンタ手段と、該計時値を受け、
該計時値に基づいてロータ回転速度を順次算出する算出
手段とがさらに備えられてなることを特徴とする３相ブ
ラシレスモータの回転速度検出装置。
【請求項２】ロータの回転位置に応じたロータ位置検
出信号を出力する３つのロータ位置検出手段と各ロータ
位置検出信号を合成する合成手段とを備える３相ブラシ
レスモータの回転速度検出装置において、前記合成され
たロータ位置検出信号中のエッジ間の区間をそれぞれ計
時して計時値を順次出力するカウンタ手段と、前記計時
値を個別に順次記憶する記憶手段と、前記記憶された計
時値のうち、何れの第ｉ番目(但し、ｉはｎ≦ｉの整
数、ｎは磁極数×３)の計時値に対しても第(ｉ−ｎ＋
１)番目〜第ｉ番目の各区間の計時値の和を算出し、該
和に基づいてロータ回転速度を順次算出する算出手段と
がさらに備えられてなることを特徴とする３相ブラシレ
スモータの回転速度検出装置。
【請求項３】前記第(ｉ−ｎ＋１)番目の区間の計時値
から第ｉ番目の区間の計時値までが、順次先入れ先出し
方式にて前記記憶手段に記憶される請求項２記載の３相
ブラシレスモータの回転速度検出装置。