特許 5665153 モータ速度制御装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5665153

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月4日

(54)【発明の名称】モータ速度制御装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/00 20060101AFI20150115BHJP

【ＦＩ】

   H02P5/00 Z

【請求項の数】10

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-154639(P2013-154639)

(22)【出願日】2013年7月25日

(65)【公開番号】特開2014-54166(P2014-54166A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2013年7月25日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0098211

(32)【優先日】2012年9月5日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】グ、ボン ヤン

【審査官】 森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０５９３７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータからのホールセンサ信号を検出し、検出された前記ホールセンサ信号に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の出力時点を決定して、前記ＰＷＭ信号を前記出力時点に出力するＰＷＭ信号出力部と、
前記ＰＷＭ信号出力部により出力される前記ＰＷＭ信号のデューティを検出するデューティ検出部と、
外部から入力されるＰＷＭデューティと前記デューティ検出部により検出されたデューティとを比較して誤差を求める誤差演算部と、
前記誤差演算部により求められた誤差に基づいてモータの速度を制御する速度制御部と、を含むモータ速度制御装置。

【請求項2】

前記ＰＷＭ信号出力部は、ハイ（ｈｉｇｈ）またはロー（ｌｏｗ）の前記ＰＷＭ信号を出力する、請求項１に記載のモータ速度制御装置。

【請求項3】

前記ＰＷＭ信号出力部は、前記ホールセンサ信号の立ち上がりエッジ（ｒｉｓｉｎｇ ｅｄｇｅ）または立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）を検出する、請求項１または２に記載のモータ速度制御装置。

【請求項4】

前記ＰＷＭ信号出力部は、前記ホールセンサ信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出された瞬間から、予め設定された一定時間の間にハイまたはローの前記ＰＷＭ信号を出力する、請求項３に記載のモータ速度制御装置。

【請求項5】

前記速度制御部は、前記誤差演算部により求められた誤差に基づいて、新しい速度指示値を前記モータに印加する、請求項１から４の何れか１項に記載のモータ速度制御装置。

【請求項6】

ＰＷＭ信号出力部、デューティ検出部、誤差演算部及び速度制御部を含むモータ速度制御装置によるモータ速度制御方法であって、
ａ）前記ＰＷＭ信号出力部により、制御対象のモータからのホールセンサ信号を検出し、検出された前記ホールセンサ信号に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の出力時点を決定して、前記ＰＷＭ信号を前記出力時点に出力する段階と、
ｂ）前記デューティ検出部により、前記ＰＷＭ信号出力部によって出力される前記ＰＷＭ信号のデューティを検出する段階と、
ｃ）前記誤差演算部により、外部から入力されるＰＷＭデューティと前記デューティ検出部によって検出されたデューティとを比較して誤差を求める段階と、
ｄ）前記速度制御部により、前記誤差演算部によって求められた誤差に基づいて前記モータの速度を制御する段階と、を含む、モータ速度制御方法。

【請求項7】

前記段階ａ）で、前記ＰＷＭ信号出力部により、ハイ（ｈｉｇｈ）またはロー（ｌｏｗ）の前記ＰＷＭ信号を出力する、請求項６に記載のモータ速度制御方法。

【請求項8】

前記段階ａ）で、前記ＰＷＭ信号出力部により、前記ホールセンサ信号の立ち上がりエッジ（ｒｉｓｉｎｇ ｅｄｇｅ）または立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）を検出する、請求項６または７に記載のモータ速度制御方法。

【請求項9】

前記ＰＷＭ信号出力部により、前記ホールセンサ信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出された瞬間から、予め設定された一定時間の間にハイまたはローの前記ＰＷＭ信号を出力する、請求項８に記載のモータ速度制御方法。

【請求項10】

前記段階ｄ）で、前記速度制御部により、前記誤差演算部によって求められた誤差に基づいて、新しい速度指示値を前記モータに印加する、請求項６から９の何れか１項に記載のモータ速度制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ速度制御装置及び方法に関し、特に、従来のＲＰＭ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）形態の速度検出方式における速度検出演算による時間遅延及びそれによる検出速度の誤差を減らすことができるモータ速度制御装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータ制御回路の様々な構成が公知されており、このような構成の一つがＨ‐ブリッジ（Ｈ‐ｂｒｉｄｇｅ）またはフルブリッジ（ｆｕｌｌ ｂｒｉｄｇｅ）構成である。前記Ｈ‐ブリッジまたはフルブリッジ構成では、四つのトランジスタがＨ形態のブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）を形成するように連結されたモータコイルとともにＨパターンを形成する。前記トランジスタスイッチは対を成して制御される。第一のスイッチ対が導通（ｃｏｎｄｕｃｔ）される場合には、第１電圧信号が前記モータコイルに提供されて前記コイルに第１方向に流れる電流を発生させ、第二のスイッチ対が導通される場合には、第２電圧信号が前記モータコイルに提供されて前記コイルに反対方向に流れる電流を発生させる。前記トランジスタ対のターンオン／ターンオフの割合によってモータの速度が制御される。

【0003】

一方、図１は従来技術によるモータ速度制御装置の一例の構成を概略的に図示した図面である。

【0004】

図１を参照すると、従来技術によるモータ速度制御装置は、外部から供給されるＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）デューティ（ｄｕｔｙ）形態の速度指示（命令）を実際の速度値（ＲＰＭ値）に変換する速度変換部１１０と、モータ１５０の実際の速度を検出する速度検出部１２０と、速度検出部１２０により検出された検出速度と前記速度変換部１１０によりＰＷＭデューティ値から変換された速度との差を演算する誤差演算部１３０と、誤差演算部１３０により演算された速度誤差に基づいて、新しい速度指示値をモータ１５０に印加する速度制御部１４０と、を含んで構成される。

【0005】

ところが、上記の構成を有する従来のモータ速度制御装置において、速度検出部１２０によりモータ１５０の速度を検出するにあたり、速度検出のためのサンプルを周期的に獲得して速度検出のための演算を遂行する。従って、速度検出演算のための時間遅延が発生し、その結果、検出速度値において誤差が発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】韓国公開特許公報１０−２０１０−００４１７９４

【特許文献2】特開２００８−１４８５４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記の従来のモータ速度制御方法の問題点を改善するために導き出されたものであって、モータの速度検出をＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）形態で遂行し、それによりデューティを検出して、速度指示（命令）として与えられたデューティと比較して誤差を求めることにより、従来のＲＰＭ形態の速度検出方式における速度検出演算による時間遅延及びそれによる検出速度の誤差を減らすことができるモータ速度制御装置及び方法を提供することをその目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を果たすための本発明によるモータ速度制御装置は、モータからのホールセンサ信号を検出し、それに相当するパルス幅変換された信号を出力するＰＷＭ変換部と、前記ＰＷＭ変換部により出力されるパルス幅変換された信号のデューティ値を検出するデューティ検出部と、外部から入力されるＰＷＭデューティと前記デューティ検出部により検出されたデューティとを比較して誤差を求める誤差演算部と、前記誤差演算部により求められた誤差に基づいてモータの速度を制御する速度制御部と、を含むことを特徴とする。

【0009】

ここで、前記ＰＷＭ変換部は、パルス幅変換されたハイ（ｈｉｇｈ）信号またはロー（ｌｏｗ）信号を出力する。

【0010】

また、前記ＰＷＭ変換部は、ホールセンサ信号の立ち上がりエッジ（ｒｉｓｉｎｇ ｅｄｇｅ）または立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）を検出する。

【0011】

また、前記ＰＷＭ変換部は、前記ホールセンサ信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出された瞬間から、予め設定された一定時間の間にハイ信号またはロー信号を出力する。

【0012】

また、前記速度制御部は、前記誤差演算部により求められた誤差に基づいて、新しい速度指示値を前記モータに印加する。

【0013】

また、上記の目的を果たすための本発明によるモータ速度制御方法は、ＰＷＭ変換部、デューティ検出部、誤差演算部及び速度制御部を含むモータ速度制御装置によるモータ速度制御方法であって、ａ）前記ＰＷＭ変換部により、制御対象のモータからのホールセンサ信号を検出し、それに相当するパルス幅変換された信号を出力する段階と、ｂ）前記デューティ検出部により、前記ＰＷＭ変換部によって出力されるパルス幅変換された信号のデューティ値を検出する段階と、ｃ）前記誤差演算部により、外部から入力されるＰＷＭデューティと前記デューティ検出部によって検出されたデューティとを比較して誤差を求める段階と、ｄ）前記速度制御部により、前記誤差演算部によって求められた誤差に基づいて前記モータの速度を制御する段階と、を含むことを特徴とする。

【0014】

ここで、前記段階ａ）で、前記ＰＷＭ変換部により、パルス幅変換されたハイ（ｈｉｇｈ）信号またはロー（ｌｏｗ）信号を出力する。

【0015】

また、前記段階ａ）で、前記ＰＷＭ変換部により、ホールセンサ信号の立ち上がりエッジ（ｒｉｓｉｎｇ ｅｄｇｅ）または立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）を検出する。

【0016】

また、前記ＰＷＭ変換部により、前記ホールセンサ信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出された瞬間から、予め設定された一定時間の間にハイ信号またはロー信号を出力する。

【0017】

また、前記段階ｄ）で、前記速度制御部により、前記誤差演算部によって求められた誤差に基づいて、新しい速度指示値を前記モータに印加する。

【発明の効果】

【0018】

上記の本発明によると、モータの速度検出をＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）形態で遂行し、それによりデューティを検出して、与えられた速度指示（命令）としてのデューティと比較して誤差を求めることにより、従来のＲＰＭ形態の速度検出方式における速度検出演算による時間遅延及びそれによる検出速度の誤差を減らすことができる長所がある。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】従来技術によるモータ速度制御装置の一例の構成を概略的に図示した図面である。

【図2】本発明の実施形態によるモータ速度制御装置の構成を概略的に図示した図面である。

【図3】本発明の実施形態によるモータ速度制御方法の実行過程を図示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

【0021】

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」ということは、特別に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのでなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…器」、「モジュール」、「装置」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合により具現されることができる。

【0022】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0023】

図２は本発明の実施形態によるモータ速度制御装置の構成を概略的に図示した図面である。

【0024】

図２を参照すると、本発明によるモータ速度制御装置は、ＰＷＭ変換部２１０と、デューティ検出部２２０と、誤差演算部２３０と、速度制御部２４０と、を含んで構成される。

【0025】

前記ＰＷＭ変換部２１０は、モータ２５０からのホールセンサ信号（または逆起電力の波形）を検出し、それに相当するパルス幅変換された信号を出力する。ここで、このようにＰＷＭ変換部２１０がモータ２５０からのホールセンサ信号を検出するために、モータ２５０にはホールセンサ（不図示）が予め設けられる。また、モータ２５０にホールセンサが既に内蔵されている場合には、そのホールセンサから出力される信号をＰＷＭ変換部２１０によって受信できるように、簡単に回路を設備すればよい。

【0026】

また、上記のようなＰＷＭ変換部２１０は、ホールセンサ信号（または逆起電力の波形）を検出し、それに相当するパルス幅変換された信号を出力するにあたり、パルス幅変換されたハイ（ｈｉｇｈ）信号またはロー（ｌｏｗ）信号を出力する。

【0027】

また、前記ＰＷＭ変換部２１０は、ホールセンサ信号の立ち上がりエッジ（ｒｉｓｉｎｇ ｅｄｇｅ）または立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）を検出する。

【0028】

また、前記ＰＷＭ変換部２１０は、前記ホールセンサ信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出された瞬間から、予め設定された一定時間の間にハイ信号またはロー信号を出力する。

【0029】

即ち、前記ＰＷＭ変換部２１０は、ホールセンサ信号を用いる場合、ホールセンサ信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出し、検出された瞬間から特定時間の間にハイ信号を出力して、ロー信号を出力する。その後、次のエッジでさらに特定時間の間にハイ信号を出力して、ロー信号を出力する。このように変換されたＰＷＭ変換部２１０のデューティ（ｄｕｔｙ）値を検出すると、速度に対応するデューティ値となる。

【0030】

一方、前記デューティ検出部２２０は、前記ＰＷＭ変換部２１０により出力されるパルス幅変換された信号、即ち、パルス幅変換されたハイ信号またはロー信号のデューティ値を検出する。例えば、パルス幅変換された信号の１周期を５０μｓとし、そのうちハイまたはローである時間を２５μｓとすると、この時のパルス幅変換されたハイ信号またはロー信号のデューティ値は（２５μｓ／５０μｓ）×１００％＝５０％となり、デューティ検出部２２０はこのような方式で、前記ＰＷＭ変換部２１０により出力されるパルス幅変換された信号（即ち、パルス幅変換されたハイ信号またはロー信号）のデューティ値を検出（演算）する。

【0031】

前記誤差演算部２３０は、外部から入力されるＰＷＭデューティと前記デューティ検出部２２０により検出されたデューティとを比較して、その二つのデューティ間の誤差を求める。

【0032】

また、前記速度制御部２４０は、前記誤差演算部２３０により求められた誤差（デューティ誤差）に基づいてモータ２５０の速度を制御する。例えば、速度制御部２４０は、前記誤差演算部２３０により求められた誤差（デューティ誤差）に基づいて、新しい速度指示値を前記モータ２５０に印加する。

【0033】

次に、上記の構成を有する本発明のモータ速度制御装置によるモータ速度制御方法について説明する。

【0034】

図３は本発明の実施形態によるモータ速度制御方法の実行過程を図示したフローチャートである。

【0035】

図３を参照すると、本発明によるモータ速度制御方法は、上述のＰＷＭ変換部２１０、デューティ検出部２２０、誤差演算部２３０及び速度制御部２４０を含むモータ速度制御装置によるモータ速度制御方法であって、まず、前記ＰＷＭ変換部２１０により、制御対象のモータ２５０からのホールセンサ信号（または逆起電力の波形）を検出し、それに相当するパルス幅変換された信号を出力する（段階Ｓ３０１）。この際、前記ＰＷＭ変換部２１０により、パルス幅変換されたハイ信号またはロー信号を出力する。

【0036】

また、前記段階Ｓ３０１で、前記ＰＷＭ変換部２１０により、ホールセンサ信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出する。

【0037】

また、この際、前記ＰＷＭ変換部２１０により、前記ホールセンサ信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出された瞬間から、予め設定された一定時間の間にハイ信号またはロー信号を出力する。

【0038】

上記のように前記ＰＷＭ変換部２１０によりパルス幅変換された信号が出力されると、前記デューティ検出部２２０により、前記ＰＷＭ変換部２１０によって出力されるパルス幅変換された信号のデューティ値を検出する（段階Ｓ３０２）。ここで、デューティ値を検出することについては上記で説明したため、ここでは省略する。

【0039】

デューティ検出部２２０によりパルス幅変換された信号のデューティ値が検出されると、前記誤差演算部２３０により、外部から入力されるＰＷＭデューティと前記デューティ検出部２２０によって検出されたデューティとを比較して、その二つのデューティ間の誤差を求める（段階Ｓ３０３）。

【0040】

その後、前記速度制御部２４０により、前記誤差演算部２３０によって求められた誤差（デューティ誤差）に基づいて前記モータ２５０の速度を制御する（段階Ｓ３０４）。即ち、前記速度制御部２４０により、前記誤差演算部２３０によって求められた誤差に基づいて、新しい速度指示値を前記モータ２５０に印加する。これにより、印加された新しい速度指示値によってモータ２５０の回転速度が制御される。

【0041】

上述したように、本発明によるモータ速度制御装置及び方法は、モータの速度検出をＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）形態で遂行し、それによりデューティを検出して、与えられた速度指示（命令）としてのデューティと比較して誤差を求めることにより、従来のＲＰＭ形態の速度検出方式における速度検出演算による時間遅延及びそれによる検出速度の誤差を減らすことができる長所がある。

【0042】

以上、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様に変更、応用され得るということは、当該技術分野の通常の技術者において自明である。従って、本発明の真の保護範囲は添付の請求範囲により解釈されるべきであり、それと同等な範囲内の全ての技術的思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0043】

１１０ 速度変換部
１２０ 速度検出部
１３０、２３０ 誤差演算部
１４０、２４０ 速度制御部
１５０、２５０ モータ
２１０ ＰＷＭ変換部
２２０ デューティ検出部

【図1】

【図2】

【図3】