JPH04302861A - モーター制御装置 - Google Patents
モーター制御装置Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- H02P8/34—Monitoring operation
-
- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B19/28—Speed controlling, regulating, or indicating
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
くはピックアップ部に対する情報記憶媒体ディスクの回
転による線速度を略一定にするため、その情報記憶媒体
ディスクを回転させるモーターを制御するモーター制御
装置に関するものである。
クトディスクプレイヤ及びその応用機器で記録媒体とし
て使われるディスクの回転を制御するモーターである。 このスピンドルモーターの速度を一定線速度(Cons
tant Linear Velocity)に制御す
るシステムにはコンパクトディスクプレイヤ(Comp
act Disk Player: 以下、“CDP”
とする)、CD−I,CD−ROM,CD−ROMXA
等がある。
合、内部と外部とで一定線速度を維持するため、スピン
ドルモーターは一定範囲内での角速度を持つ。また前記
一定線速度も1.2m/s〜1.4m/sという幅があ
るので記録時と読む時、一定速度を同じ速度にしなけれ
ば正しくデータを読むことができない。即ち、線速度の
制御は記録されたデータに対して従属的である。従来の
場合、スピンドルモーターを制御するためには光ピック
アップから読んだ高周波(RF)信号の周波数及び位相
を基準クロックと比較し、その位相差をスピンドルサー
ボの制御信号に利用しモーター速度を制御していた。
合、外部環境による振動あるいは衝撃等があるとフォー
カスがあわなくなるので、線速度制御が正しく行なわれ
ず、ディスクに記録されたデータを正しく読めない。そ
うすると信号処理部では位相比較ができなくなり、これ
によりスピンドルモーターが正方向または逆方向に爆走
する場合が多かった。これは外部環境に対して対備策が
まったく用意されてなかったことによるもので、異常状
態でもスピンドルモーターの角速度を一定範囲内の速度
に維持できる制御回路の要求が高くなっている。
の衝撃によりモーターの角速度が一定範囲をはずれると
きでも、その速度を一定範囲内になるよう制御し、もっ
てモーターの異常回転を防止するモーター制御装置を提
供しようとするものである。
ー制御装置は以下に示す構成を備える。すなわち、ピッ
クアップ部に対する情報記憶媒体ディスクの回転による
線速度を略一定にするため、前記情報記憶媒体ディスク
を回転させるモーターを制御するモーター制御装置であ
って、前記情報記憶媒体ディスクからデータを信号とし
て読み出す読出手段と、該読出手段により読み出された
信号と所定基準クロックを比較して、周波数及び位相の
偏差を演算する信号処理手段と、該信号処理手段で演算
された内容に基づいて前記モーターの駆動制御のための
第1の制御信号を発生するサーボ手段と、モーターの駆
動制御のための信号を入力し、当該入力した信号に応じ
、複数の相制御信号を発生して、前記モーターを駆動す
るモーター駆動手段とを備え、更には、前記モーター駆
動手段から出力される複数の制御信号中の所定数の制御
信号を入力し、当該入力した制御信号の位相差のデュー
ティ値に基づいて前記モーターの回転速度を検出し、当
該検出された回転速度が所定速度範囲にあるか否かを示
す信号を発生すると共に、前記検出された回転速度に応
じて第2のモーター制御信号を発生し、前記所定速度範
囲にあるか否かを示す信号に基づいて、前記第1或いは
第2の制御信号の一方を選択し、前記モーター駆動手段
に供給する回転速度制御手段とを備える。
するモーター駆動手段から出力される所定数の制御信号
を入力し、その入力した信号の位相差のデューティー値
に基づいてモーターの回転速度を検出する。そして、検
出されたモーター回転速度が所定範囲にあるか否かを判
断し、所定範囲にあればサーボ手段から出力される制御
信号に従ってモーター駆動手段に供給し、制御する。ま
た、所定範囲を越えていれば、検出された回転速度に対
応する制御信号を発生し、その発生した制御信号をモー
ター駆動手段に供給し、所定範囲内に納まるよう制御す
る。
て説明する。
ー異常回転防止回路を示すブロック図である。以下、各
構成要素をその動作内容と共に説明する。
して光ピックアップ部20と結合されており、前記光ピ
ックアップ部の出力は増幅部30に入力され、この増幅
部30の出力は信号処理部40に入力される。この信号
処理部40の出力はサーボ部50に入力され、サーボ部
50の出力はマルチプレクサ60に入力される。このマ
ルチプレクサ60の出力はモーター駆動部70に入力さ
れ、モーター駆動部70の出力はスピンドルモーター1
0に入力される。また、モーター駆動部70の出力の内
、一部はディジタル変換部80に入力されている。この
ディジタル変換部80の出力は位相差検出部90に入力
される。位相差検出部80の出力は異常回転制御部10
0に入力されている。そして、この異常回転制御部10
0の出力はマルチプレクサ60に入力される。
りである。
合、光ピックアップ部20はディスクから高周波信号を
読み出し、その信号を増幅部30に伝達する。増幅部3
0では、入力した高周波信号を増幅して信号処理部40
に供給する。信号処理部40では内部的に発生される基
準クロックと入力した高周波信号のデータクロックを位
相比較してその結果をサーボ部50に出力する。サーボ
部50ではこの比較結果を入力し、モーター回転数を制
御するためのスピンドルモーター制御信号(SPDO)
を発生する。
スクを駆動するスピンドルモーター10の入力端に供給
されるアナログ形態の第1〜第3相制御信号の内、第1
及び第2相制御信号(U,V)の位相を比較するため、
まずこれらをディジタル信号に変換し、第1及び第2相
ディジタル制御信号(U1,V1)を発生する。そして
、位相差検出部90は、これら第1及び第2相ディジタ
ル制御信号(U1,V1)を入力し、これら2つの信号
の位相差のデューティ(絶対値)を検出する。ここで、
前記モーター駆動部70から出力される第1〜第3相制
御信号(U,V,W)は常に120゜ の位相差を持っ
ているので、この内2つの信号は位相差デューティを測
定することにより速度の加減を知ることができる。 ここで、前記モーター駆動部70は、スピンドルモータ
ー形態の一種である3相ブラシレスモーター(Brus
hless Moter) に3相の相異なる位相を持
つ駆動電圧または電流で駆動する。ここで、3相の制御
信号であるU,V,Wはモーター駆動信号として120
°の位相差を持っている。また、ディジタル変換部80
を経た第1及び第2相ディジタル制御信号(U1,V1
)は常に120°の位相差を持っているが、回転速度の
加減により120°は変らないがその絶対値は変化する
。このような性質を利用して速度を計測する。速度の計
測方法は、絶対値(位相差のデューティ値)を示すW1
(位相差検出部90の出力)の“H”レベルを2進カウ
ンタでカウントしてその値を上/下限値速度と比較して
スピンドルモーター速度を計測する。異常回転制御部1
00では検出された位相差のデューティ値をカウントし
てV1の立ち上がりエッジ(Rising Edge)
ごとにそのカウンタ値をサンプリング(Sampli
ng)し、その値が上/下限速度を超過してないかを判
断する。そして、超過した場合は制御信号を発生し、超
過してない時は制御信号であるW2とW3の値を“L”
になるようにする。こうするとスピンドルモーター制御
信号(SPDO)はそのままマルチプレクサを通過して
モーター駆動部70に入力される。
にコンパクトディスクプレイヤの場合ディスクの角速度
は一定線速度に制御されるので、最内周に光ピックアッ
プ部が位置する場合と最外周に光ピックアップ部が位置
する場合、それぞれに対して角速度は線形的に変化する
。従って、最内周の角速度を線形制御範囲(Liner
Range) の上限にして、それ以上の場合は異常
加速状態とみなす。そして、最外周の角速度を線形制御
範囲の下限にし、それ以下の場合は異常減速状態と見な
す。
照して詳しく説明する。まずカウンタ部110では位相
差のデューティを入力して、前記デューティをカウント
する2進カウンタ(Binary Counter)の
役割を果たす。ここで、2進カウンタのカウンタ値はW
1が“H”の状況で継続カウントアップ(Count
Up)された後にW1が“L”状態に変れば、その瞬間
までのカウンタがW1の変化によりラッチレジスタ(L
atch Register)にラッチ(格納)される
。この時、格納された値は位相差の大きさを示している
。
1の立ち上がりエッジ(Rising Edge) ご
とにサンプリング(Sampling)する役割をして
、異常回転検出部130では前記ラッチ出力の値が上/
下限速度を超過してないかを判断する役割をする。制御
出力部140では上/下限速度の範囲からはずれた場合
、異常減速状態であるか異常加速状態であるかを区分し
てそれぞれの制御信号を出力する。
ンドルモーターの角速度が線形制御範囲内にあれば、図
3に図示されたように“L”状態の異常回転状態検出信
号(W3)を出力し、図1のマルチプレクサ60の制御
端子に供給することにより前記マルチプレクサが2つの
入力信号(SPDO,W2)の内スピンドルモーター制
御信号(SPDO)を選択し出力するようにする。その
結果、モーター駆動部70は正常的な速度にスピンドル
モーターを駆動する。図3でのカウンタは2進カウンタ
のカウンタ値が線形的に増加するのを示したものであり
、実際的な波形に導出されるのではない。即ち、増加す
るカウンタの値はW1の立ち下がりエッジ(Falli
ng Edge)からラッチされ以後リセット(Res
et) される。また、W3とW2は正常状態では“L
”状態なので、スピンドルモーター制御出力であるSP
DOがそのままW4となり出力される。
ーター10の角速度が上限を越えると、異常回転制御部
100の1つの構成要素である2進カウンタ部110に
より位相差検出信号(W1)をカウントした値は上限速
度のカウンタ値であるX−aよりも小さくなる。この時
、ラッチ周期である第2相ディジタル制御信号(V1)
の上昇エッジで前記異常回転検出部130は異常回転状
態検出(W3)を“H”状態に切換する。制御出力部1
40では異常回転制御信号(W2)を“L”状態にして
前記マルチプレクサに出力すれば、前記マルチプレクサ
では異常回転制御信号(W2)を選択することにより、
スピンドルモーター制御信号(SPDO)に関係なく、
前記スピンドルモーターを強制的に減速させ、それ以上
の加速を妨げる。即ち、異常回転状態検出信号(W3)
に対するマルチプレクサの出力であるW4はモーターを
駆動させる電流の大きさ(Current Ampli
tude) を制御することによりモーターの速度を加
減させる。
ルモーターの回転数が下限を越えれば、前記カウンタ部
のカウンタ値は大きくなり、ラッチ周期である第2相デ
ィジタル制御信号(V1)の上昇エッジから異常回転検
出部130は異常回転状態検出信号(W3)を“H”状
態に切換する。従って、マルチプレクサはスピンドルモ
ーター制御信号(SPDO)の代りに“H”状態の異常
回転制御信号(W2)を選択し、前記モーター駆動部に
供給することにより、正常的な線速度制御が可能になる
まで強制的に前記スピンドルモーターを加速させる。こ
こで、正常的な線速度制御はデータによる位相動機ルー
プ(Phase Locked Loop) が動作さ
れるまでを意味する。
部の衝撃によりスピンドルモーターの角速度が一定範囲
をはずれる時、異常制御信号を発生する。その結果、ス
ピンドルモーターの角速度の異常回転を防止することが
できる。
部の衝撃等によりモーターの角速度が一定範囲をはずれ
る場合でも、その速度を一定範囲内になるよう制御し、
もってモーターの異常回転を防止することが可能になる
。
回転防止回路を示すブロック図である。
ク図である。
範囲内にある場合の、各出力波形のタイミングチャート
を示す図である。
値を越えた場合の、各出力波形のタイミングチャートを
示す図である。
値を越えた場合の、各出力波形のタイミングチャートを
示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ピックアップ部に対する情報記憶媒体
ディスクの回転による線速度を略一定にするため、前記
情報記憶媒体ディスクを回転させるモーターを制御する
モーター制御装置であって、前記情報記憶媒体ディスク
からデータを信号として読み出す読出手段と、該読出手
段により読み出された信号と所定基準クロックを比較し
て、周波数及び位相の偏差を演算する信号処理手段と、
該信号処理手段で演算された内容に基づいて前記モータ
ーの駆動制御のための第1の制御信号を発生するサーボ
手段と、モーターの駆動制御のための信号を入力し、当
該入力した信号に応じ、複数の相制御信号を発生して、
前記モーターを駆動するモーター駆動手段とを備え、更
には、前記モーター駆動手段から出力される複数の制御
信号中の所定数の制御信号を入力し、当該入力した制御
信号の位相差のデューティ値に基づいて前記モーターの
回転速度を検出し、当該検出された回転速度が所定速度
範囲にあるか否かを示す信号を発生すると共に、前記検
出された回転速度に応じて第2のモーター制御信号を発
生し、前記所定速度範囲にあるか否かを示す信号に基づ
いて、前記第1或いは第2の制御信号の一方を選択し、
前記モーター駆動手段に供給する回転速度制御手段とを
備えることを特徴とするモーター制御装置。 - 【請求項2】 前記回転速度制御手段は、前記モータ
ー駆動手段から出力された複数の相制御信号中の連続す
る2つの相制御信号をデジタルデータに変換するデジタ
ル変換手段と、変換されたデジタル信号の位相差を検出
する位相差検出手段と、検出された位相差から前記モー
ターの回転速度を検出し、前記所定速度範囲から外れた
異常状態にあるか否かを示す異常状態検出信号及び異常
回転速度を前記所定速度範囲内に加速或いは減速させる
ための異常回転制御信号を発生する異常回転制御手段と
、前記サーボ手段から出力される制御信号と前記異常回
転制御信号のいずれか一方を、前記異常状態検出信号に
応じて選択し、前記モーター駆動部に供給する選択手段
とを備えることを特徴とする請求項第1項に記載のモー
ター制御装置。 - 【請求項3】 前記異常回転制御手段は、前記位相検
出手段で検出された位相差を表す信号を入力し、そのデ
ューティーを検出するデューティー検出手段と、前記モ
ーター駆動手段から出力される相制御信号の内、前記デ
ューティー検出手段の検出対象となっている2つの相制
御信号中の後の相制御信号の立ち上がりエッジ毎に、前
記デューティー検出手段によるデューティーをサンプリ
ングして保持する保持手段と、該保持手段に保持された
値が異常回転速度の上限あるは下限を越えているか否か
を判断する判断手段と、該判断手段の判断結果に応じて
、モーターの回転速度が異常のとき、モーターの回転速
度が異常減速状態にあるいか或いは加速状態にあるかに
応じて、それぞれに応じたモーター制御信号を発生する
制御信号出力手段とを備えることを特徴とする請求項第
2項に記載のモーター制御装置。
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