JPH04340391A

JPH04340391A - モータ制御装置

Info

Publication number: JPH04340391A
Application number: JP3111484A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Kosugi; 辰彦小杉
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1992-11-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置のス
ピンドルモータとして使用されるＤＣモータのモータ制
御方式に関する。磁気ディスク装置のスピンドルモータ
には、ブラシレス構造のＤＣモータを使用しており、回
転数で決まる駆動パルス信号の基本周波数が可聴周波数
範囲にあった場合、可聴範囲の共振周波数を生じて騒音
を増長するという問題があり、この点の改善が望まれる
。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディクス装置にあっては、運
転時の騒音レベルを規格で定められた値以下に抑えるこ
とが必要である。磁気ディスク装置の発生する騒音とし
て主なものに磁気ディスクを回転するスピンドルモータ
がある。このスピンドルモータとしては通常、ブラシレ
ス構造のＤＣモータが使用されており、コイル相数とロ
ータの磁極数との積で決まる相数のコイル切替えを１回
転毎に行い、且つ各相でのコイルに電流を流す駆動パル
ス信号のオン時間をデューティ制御することで一定の回
転速度を得ている。

【０００３】図１９（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来方式の駆
動パルス信号を示したもので、１相の時間をＴ１とした
場合、供給したい電力のデューティ比をＤｕｔｙとする
と、Ｔ２＝Ｔ１×Ｄｕｔｙに亘ってコイルに電流を流す駆動波形としている。

【０００４】図１９（ａ）（ｂ）（ｃ）は電流を流すＴ
２時間のタイミングが中央、始め、終りと異なっている
が、共通していることは、１相のなかでオンが１回とオ
フが１回であり、従って駆動パルス信号の基本周波数は
、１回転当りの相数で決まることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おける磁気ディスク装置の記録容量の増加に伴いスピン
ドルモータによるディスク回転数が上ってきており、３
相８極のブラシレス構造のＤＣモータを使用する場合、
ディスク回転数が４３００ｒｐｍ前後であることから、
１回転当り２４相のコイル切替えを行っており、図１９
に示したデューティ制御を行う駆動パルス信号の基本周
波数は、１７４０Ｈｚ（＝４３００ｒｐｍ／６０ｓｅｃ
×２４相）となる。

【０００６】この駆動パルスの基本周波数１７４０Ｈｚ
はもっとも騒音として感じやすい可聴周波数であり、こ
の駆動パルスによるモータ駆動で可聴範囲の共振周波数
が発生し、予定した以上に騒音が増長されてしまう問題
があった。この問題を解決するためコイルに流す電流に
スライスレベルを設けて基本周波数成分を減らすことも
考えられるが、電流スライスにより十分なトルクを発生
することができないという別の問題を生じている。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、モータ駆動波形を工夫することで簡
単に騒音を低減できるようにしたモータ制御方式を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、図１（ａ）に示すように、Ｎ
相Ｍ極、例えば３相８極のＤＣモータ１と、ＤＣモータ
１の１回転をＮ×Ｍ（＝３×８＝２４相）のコイル切替
相に分け、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番
に従って切替えるコイル相切替えを２×Ｎ相単位、例え
ば６相単位に繰り返して回転磁界を生成し、且つ各相の
駆動パルス信号によりコイル通電期間をデューティ制御
してＤＣモータ１を駆動する制御部２とを備えたモータ
制御方式を対象とする。

【０００９】このようなモータ制御方式につき本願の第
１発明では、制御部２に、各コイル切替相内でコイル電
流のオン、オフを２回行う図１（ｂ）に示す駆動パルス
信号を発生する手段を設けたことを特徴とする。また本
願第２発明では、制御部２に、コイル切替相毎に各相内
でパルス波形がオンからオフ及びオフからオンに切替わ
る部分に僅かな時間幅の微小パルスを付加した図１（ｃ
）に示す駆動パルス信号を発生する手段を設けたことを
特徴とする。

【００１０】さらに本願の第３発明では、制御部２に、
図１（ｄ）に示すように、１回転を構成するコイル切替
相毎にデューティ比を累積加算し、この累積加算値の整
数部が変化したコイル切替相の駆動パルス信号をオンパ
ルスとし、整数部の変化しないコイル切替相の駆動パル
ス信号ををオフパルスとする手段を設け、モータ１回転
を構成する（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相の中でのオンパル
スの相数とオフパルスの相数によりデューティ制御する
ことを特徴とする。

【００１１】更にまた本願の第４発明は、制御部２に、
図１（ｅ）に示すように、１回転を構成するコイル切替
相毎に乱数を設定し、この乱数とデューティ比とを比較
し、乱数がデューティ比より小さければ駆動パルス信号
をオンパルスとし、乱数がデューティ比以上であれば駆
動パルス信号をオフパルスとする手段を設け、第４発明
と同様にモータ１回転を構成する（Ｎ×Ｍ）のコイル切
替相の中でのオンパルスの相数とオフパルスの相数によ
りデューティ制御することを特徴とする。

【００１２】一方、本願の第５発明は、前記第１発明と
第２発明とを組合せたものである。即ち第５発明として
、制御部２に、コイル切替相内でコイル電流のオン、オ
フを２回行う駆動パルス信号を発生する第１手段と、駆
動パルス信号がオンからオフ及びオフからオンに切替わ
る部分に僅かな時間幅の微小パルスを付加した駆動パル
ス信号を発生する第２手段と、コイル切替相毎に第１手
段と第２手段の駆動パルス信号を交互に出力する切替手
段とを設けたことを特徴とする。

【００１３】また本願の第６発明は、前記第１発明と第
２発明を第４発明の乱数により交互に切替えることを特
徴とする。即ち、第６発明は、制御部２に、コイル切替
相毎にコイル電流のオン、オフを２回行う駆動パルス信
号を発生する第１手段と、駆動パルス信号がオンからオ
フ及びオフからオンに切替わる部分に僅かな時間幅の微
小パルスを付加した駆動パルス信号を発生する第２手段
と、１回転を構成するコイル切替相毎に乱数を設定し乱
数とデューティ比とを比較して乱数がデューティ比より
小さければ第１手段の駆動パルス信号を出力し、乱数が
デューティ比以上であれば第２手段の駆動パルス信号を
出力する切替手段を設けたことを特徴とする。

【００１４】更に本願の第７発明は、第２発明と第３発
明を組合せたことを特徴とする。即ち、第７発明は、制
御部２に、コイル切替相毎に各相内でパルス波形がオン
からオフ及びオフからオンに切替わる部分に僅かな時間
幅の微小パルスを付加した駆動パルスを発生する手段と
、１回転を構成するコイル切替相毎にデューティ比を累
積加算し、累積加算値の整数部が変化したコイル切替相
で微小パルスを付加した駆動パルス信号を出力し、整数
部の変化しないコイル切替相で駆動パルス信号の出力を
停止する手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】最後に、本願の第８発明は、第２発明と第
４発明とを組合せたことを特徴とする。即ち第８発明は
、制御部２に、コイル切替相毎に各相内で駆動パルス信
号がオンからオフ及びオフからオンに切替わる部分に僅
かな時間幅の微小パルスを付加する微小パルス付加手段
と、１回転を構成するコイル切替相毎に乱数を設定し、
乱数とデューティ比とを比較して乱数がデューティ比よ
り小さければ微小パルスを付加した駆動パルス信号を出
力し、乱数がデューティ比以上であれば駆動パルス信号
の出力を停止する手段とを設けたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】このような構成を備えた本発明のモータ制御方
式によれば次の作用が得られる。第１発明では１相の中
の中央に駆動パルスをもってくるのではなく、両端に駆
動パルスを持ってくることで、１相内でのオン、オフの
回数を２回にしてスイッチング回数を２倍にし、従来の
基本周波数１７４０Ｈｚを２倍の３４８０Ｈｚとするこ
とができ、基本周波数を可聴帯域の中心から遠ざけるこ
とで騒音を低減できる。

【００１７】また第２発明は、駆動パルス信号がオフか
らオンに変わるとき、或いはオンからオフに変わるとき
微小パルスを追加することにより２つの効果を期待でき
る。１つは、微小パルスの付加によりスイッチング周波
数が高くなり、可聴範囲から外れ、騒音を低減できる。２つめは、微小パルスに対しモータコイルはインダクタ
ンスにより電流が追従せず、従って電流波形が滑らかに
なり、騒音成分が少なくなることである。

【００１８】第４発明は、１相の中でデューティを変化
させるのではなく、１相をオンのみ、またはオフのみと
し、１回転のコイル切替相の中でデューティ制御する。即ち、０以上１未満の小数であるデューティ比を１回転
の中のコイル切替相毎に加えて整数部が変化した時の相
をオンし、そうでない時の相をオフする。このような制
御によりオンとオフの周期性が緩和され、騒音を発生さ
せにくくすることができる。

【００１９】第４発明と同様に１回転のコイル切替相の
中でデューティを制御する第５発明は、コイル切替相毎
に乱数を設定してデューティ比と比較し、（乱数）＜（
デューティ比）の相はオンとし、（乱数）≧（デューティ比）の相はオフとする。この場合、１回転のコイル相のオン
、オフは周期性をもたずランダムに行われるため、特定
の周波数をもった騒音は発生せず、ノイズレベルが低い
ホワイトノイズに近づき騒音が軽減される。

【００２０】勿論、第１〜４発明を組合せた第５〜第８
発明についても、各発明の騒音低減作用の組合せによる
結果が得られる。

【００２１】

【実施例】図２は本発明の一実施例を示した実施例構成
図である。図２において、１はブラシレス構造のＤＣモ
ータであり、３相８極を例にとっている。即ち、ＤＣモ
ータ１にはスター結線されたステータコイルＬ１，Ｌ２
，Ｌ３が設けられる。またロータ３はＮ極とＳ極を交互
に設けた８つの磁極を有する。

【００２２】更にステータコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３の各
々に対応してホール素子４−１，４−２，４−３が設け
られ、ロータ３の回転に同期した回転検出信号Ｈ１，Ｈ
２，Ｈ３を検出し、マイクロプロセッサ（以下「ＭＰＵ
」という）５の入力レジスタ６らに与えている。ＭＰＵ
５にはＤＣモータ１を制御する駆動パルス信号を発生す
る制御部２がプログラム制御により実現される。制御部
２はホール素子４−１〜４−３からの回転検出信号Ｈ１
〜Ｈ３に基づいて駆動パルス信号Ｓ１〜Ｓ６を出力レジ
スタ７より出力する。

【００２３】出力レジスタ７の出力信号はＴＴＬレベル
であることから、レベル変換回路８で切替回路９のスイ
ッチングＦＥＴの駆動信号に変換する。駆動回路９には
Ｑ１〜Ｑ６の６つのスイッチングＦＥＴが設けられ、Ｑ
１とＱ４の間にコイル端子Ａを接続し、Ｑ２とＱ５の間
にコイル端子Ｂを接続し、更にＱ３とＱ６の間にコイル
端子Ｃを接続している。

【００２４】ＭＰＵ５からの切替回路９に対するＳ１〜
Ｓ６信号は、ホール素子４−１〜４−３からの回転検出
信号Ｈ１〜Ｈ３で決まる状態１〜６につき、図３のデコ
ードテーブルに示すパターンが予め設定されている。ま
た状態１〜６に対する切替回路９によるＤＣモータ１の
ステータコイルＬ１〜Ｌ３の切替えと電流の方向は、図
４に示すようになる。

【００２５】更に、図３及び図４の状態１〜６は、図５
に示すホール素子４−１〜４−３からの回転検出信号Ｈ
１〜Ｈ３の組合せにより決定される。更にデューティ制
御については、図２のＭＰＵ５の入力レジスタ１０にＤ
Ｃモータ１により回転されるディスクの１回転毎に得ら
れるインデックスパルスと基準発振器等からの基準クロ
ックパルスとが与えられ、制御部２において、基準クロ
ックパルスに対するインデックスパルスの進み位相又は
遅れ位相に応じて１回転毎にデューティ比を求めて出力
レジスタ７からのＳ１〜Ｓ６信号の１相Ｔ１内のオン時
間を決める。

【００２６】即ち、基準クロックパルスに対しインデッ
クスパルスが遅れていればデューティ比を増加させ、逆
に進んでいればデューティ比を減少させ、常に位相差を
零に保つようなデューティ制御によるフィードバックを
行う。［第１発明の実施例］このような図２の実施例につき本
願の第１発明にあっては、ＭＰＵ５の制御部２に、各コ
イル切替相内でコイル電流のオン、オフを２回行う駆動
パルス信号を発生するようにしたことを特徴とする。

【００２７】例えば図６（ａ）のＳ１信号のように、１
つの相を構成するＴ１周期内で、Ｓ１信号のオン、オフ
が２回繰り返される信号波形とする。これは換言すると
、Ｓ１信号パルスを図１９の従来のように相切替えの中
心にもってくるのではなく、相切替えの両端にもってき
たことを意味する。この図６（ａ）の波形とすることに
より、１つの相内でステータコイルに流れる電流のスイ
ッチング回数を２回とすることができ、従来の基本周波
数１７４０Ｈｚを２倍の３４８０Ｈｚとし、基本周波数
を可聴範囲から遠ざけることで騒音を低減できる。

【００２８】図７は第１発明によるＳ１〜Ｓ６信号の波
形をホール素子からの回転検出信号Ｈ１〜Ｈ３と共に状
態１〜６について示したもので、１回転は２４相である
ことから状態１〜６は１／４回転に相当する。尚、図５
は、Ｓ１信号の状態６と状態１の部分を取り出して示し
ている。図７から明らかなように、図６に示した１つの
相内でオン、オフを２回行う波形とするのは、Ｓ１〜Ｓ
６信号のうちのＳ１〜Ｓ３信号であり、Ｓ４〜Ｓ６信号
については、図３に示した基本的なパターンをそのまま
使用している。

【００２９】次に図７に示す１相のパルス波形の最初の
オン時間をＴｃ、次のオフ時間をＴ３とした場合を前提
に、図８のフローチャートを参照して図７のＳ１〜Ｓ３
信号の発生処理を説明すると次のようになる。（Ｆ１）初期状態を検出して状態カウンタｎにセットす
る。例えば最初に図６の状態１がホール素子の回転検出
信号Ｈ１〜Ｈ３から検出された場合には、状態カウンタ
ｎをｎ＝１にセットする。

【００３０】（Ｆ２）次にＳｎ信号をＨにし、内部タイ
マーを０からスタートする。ここで状態カウンタｎ＝１
であることからＳ１信号をＨにして内部タイマーをスタ
ートする。尚、内部タイマーはＭＰＵ５の外部でもよい
。（Ｆ３）内部タイマーが図６のＴｃ時間になるまで待つ
。（Ｆ４）Ｓ１信号をＬにし、内部タイマーを０からスタ
ートする。

【００３１】（Ｆ５）内部タイマーがＴ３になるまで待
つ。（Ｆ６）Ｓｎ信号、即ちＳ１信号をＨにする。（Ｆ７）ホール素子の状態が次の状態２になるまで待つ
。（Ｆ８）Ｓｎ信号、即ち、Ｓ１信号をＬにする。（Ｆ９）状態カウンタｎを１つインクリメントしてｎ＝
ｎ＋１＝２とする。

【００３２】（Ｆ１０）状態カウンタｎがｎ＝７に達し
たか判別する。このときｎ＝２であることからＦ２に戻
り、状態２におけるＳ３信号の処理に入る。一方、状態
６の処理が済んだ時、ｎ＝７であることからＦ１１に進
む。（Ｆ１１）　状態カウンタｎをｎ＝１に初期設定し、Ｆ
２に戻って再び状態１からの処理を繰り返す。尚、状態カウンタｎの値に基づいて処理する信号Ｓ１〜
Ｓ３は図３のデコードテーブルを参照して指定する。

【００３３】即ち、（１）状態カウンタｎ＝１，６では
Ｓ１信号を指定し、（２）状態カウンタｎ＝４，５では
Ｓ２信号を指定し、（３）更に状態カウンタｎ＝２，３
ではＳ３信号を指定する。［第２発明の実施例］次に本願の第２発明にあっては、
図２に示したＭＰＵ５の制御部２により、コイル切替相
毎に各相内でパルス波形がオンからオフ及びオフからオ
ンに切替わる部分に僅かな時間幅の微小パルスを付加し
た駆動パルスを発生するようにしたことを特徴とする。

【００３４】図９（ａ）は第２発明の一実施例によるＳ
１信号の信号波形を状態１，６について示したもので、
１つの相Ｔ１内の中央にもってきたパルス波形の前後に
短い時間幅の微小パルスを付加している。この微小パル
スの付加により図９（ｂ）のステータコイルに流れる電
流波形は、微小パルスではステータコイルのインダクタ
ンスにより電流が追従せず、本来のパルス波形により流
れる電流との合成により電流波形が滑らかとなる。

【００３５】このように電流波形を滑らかにできれば、
電流波形の急俊な立上がりと立下がりに起因した騒音成
分を少なくすることができる。図９（ｃ）は本来のパル
ス波形を１つの相Ｔ１内の始めにもってきた場合であり
、また図９（ｄ）は１つの相Ｔ１の内の終りにもってき
た場合であり、同様に本来のパルス波形の前後に微小パ
ルスを付加している。

【００３６】図１０及び図１１は第２発明の微小パルス
を付加したＳ１〜Ｓ３信号の発生処理を示したフローチ
ャートである。尚、図１０，図１１の処理に使用する波
形を特定する時間Ｔｄ，Ｔｏｎ，Ｔｏｆｆは図１２に示
すように定義している。図１０，図１１の処理は次のよ
うになる。（Ｆ１）初期状態を検出して状態カウンタｎにセットす
る。例えば最初に図６の状態１がホール素子の回転検出
信号Ｈ１〜Ｈ３から検出された場合には、状態カウンタ
ｎをｎ＝１にセットする。

【００３７】（Ｆ２）内部タイマーを０からスタートす
る。（Ｆ３）内部タイマーがＴｄ　になるまで待つ。（Ｆ４）状態カウンタｎ＝１であることからＳｎ信号、
例えばＳ１信号をＨにして、内部タイマーを０からスタ
ートする。（Ｆ５）内部タイマーがＴｏｎになるまで待つ。

【００３８】（Ｆ６）Ｓｎ信号、例えばＳ１信号をＬに
して、内部タイマーを０からスタートする。（Ｆ７）内部タイマーがＴｏｆｆ　になるまで待つ。（Ｆ８）Ｓｎ信号、例えばＳ１信号をＨにして、内部タ
イマーがＴ４になるまで待つ。

【００３９】（Ｆ９）Ｓｎ信号、例えばＳ１信号をＬに
して、内部タイマーを０からスタートする。（Ｆ１０）内部タイマーがＴｏｎになるまで待つ。（Ｆ１１）Ｓｎ信号、例えばＳ１信号をＨにして、内部
タイマーを０からスタートする。

【００４０】（Ｆ１２）内部タイマーがＴｏｆｆ　にな
るまで待つ。（Ｆ１３）Ｓｎ信号、例えばＳ１信号をＬにして、次の
状態２になるまで待つ。（Ｆ１４）状態カウンタｎを１つインクリメントしてｎ
＝ｎ＋１＝２とする。（Ｆ１５）状態カウンタｎがｎ＝７に達したか判別する
。このときｎ＝２であることからＦ２に戻り、状態２にお
けるＳ３信号の処理に入る。一方、状態６の処理が済ん
だ時、ｎ＝７であることからＦ１１に進む。

【００４１】（Ｆ１６）　状態カウンタｎをｎ＝１に初
期設定し、Ｆ２に戻って再び状態１からの処理を繰り返
す。尚、状態カウンタｎの値に基づいて処理する信号Ｓ１〜
Ｓ３は図３のデコードテーブルを参照して指定する。

【００４２】即ち、（１）状態カウンタｎ＝１，６では
Ｓ１信号を指定し、（２）状態カウンタｎ＝４，５では
Ｓ２信号を指定し、（３）更に状態カウンタｎ＝２，３
ではＳ３信号を指定する。［第３発明の実施例］本願の第３発明にあっては、図２
に示したＭＰＵ５の制御部２により、各相毎に駆動パル
ス信号のデューティを制御するのではなく、モータ１回
転を構成する２４のコイル切替相の中でのオンパルスの
相数とオフパルスの相数によりデューティを制御するこ
とを特徴とする具体的には、１回転を構成する２４のコ
イル切替相毎にデューティ比（ｄｕｔｙ）を累積加算し
て累積加算値（ｓｕｍ）を求め、この累積加算値（ｓｕ
ｍ）の整数部が変化した相をオンとし、整数部の変化し
ない相をオフとする。

【００４３】具体的に説明すると、いまデューティ比（
ｄｕｔｙ）＝０．５であったとすると、各相毎にデュー
ティ比率（ｄｕｔｙ）を加算してくと、その累積加算値
（ｓｕｍ）は図１３の合計に示すように増加する。尚、回数は相数を示し、１回転で回数１〜２４を繰り返
す。このデューティ比率の累積加算値（ｓｕｍ）につき
、１つ前の相に対し整数部が変化しない相はオフとし、
整数部が変化した相はオンとする。勿論、デューティ比
（ｄｕｔｙ）の値は１回転毎に決められる。

【００４４】またデューティ比（ｄｕｔｙ）＝０．８で
あった場合は、図１４に示すようになる。このようなデ
ューティ比の相毎の累積加算に基づくコイル切替相単位
のオン、オフにより、駆動パルス信号の周期性が緩和さ
れ、騒音を発生しにくくすることができる。

【００４５】図１５は図１３，１４に示した相毎のオン
、オフを制御する第３発明の処理を示したフローチャー
トであり、次のようにして行われる。（Ｆ１）初期状態を検出して状態カウンタｎにセットす
る。例えば最初に図６の状態１がホール素子の回転検出
信号Ｈ１〜Ｈ３から検出された場合には、状態カウンタ
ｎを例えばｎ＝１にセットする。

【００４６】（Ｆ２）累積加算値ｓｕｍ＝０　とする。（Ｆ３）現在設定されているデューティ比ｄｕｔｙを使
用してｓｕｍ＝ｓｕｍ＋ｄｕｔｙを求める。（Ｆ４）１≦ｓｕｍ　を判別する。１以上であればＦ５
に進む。１より小さければＦ６に進む。

【００４７】（Ｆ５）１以上であったのでＳｎ信号、例
えばＳ１信号をＯＮし、更にｓｕｍ＝ｓｕｍ−１　とし
て少数に戻す。（Ｆ６）１以下であったのでＳｎ信号、例えばＳ１信号
をＯＦＦする。（Ｆ７）ホール素子の状態が変化するまで待つ。（Ｆ８）状態カウンタｎを１つインクリメントしてｎ＝
ｎ＋１＝２とする。

【００４８】（Ｆ９）状態カウンタｎがｎ＝７に達した
か判別する。このときｎ＝２であることからＦ３に戻り
、状態２におけるＳ３信号の処理に入る。一方、状態６
の処理が済んだ時、ｎ＝７であることからＦ１０に進む
。（Ｆ１０）　状態カウンタｎをｎ＝１に初期設定し、Ｆ
２に戻って再び状態１からの処理を繰り返す。尚、Ｆ５，Ｆ６でオン又はオフする信号Ｓｎは、状態カ
ウンタｎの値により図３のデコードテーブルに従って決
められる。

【００４９】即ち、状態カウンタｎ＝１〜６に対するＳ
１〜Ｓ６信号の処理は次のようになる。状態１；　　Ｓ１，Ｓ５状態２；　　Ｓ３，Ｓ５状態３；　　Ｓ３，Ｓ４状態４；　　Ｓ２，Ｓ４状態５；　　Ｓ２，Ｓ６状態６；　　Ｓ１，Ｓ６［第４発明の実施例］本願の第４発明にあっては、図２
に示したＭＰＵ５の制御部２により、１回転を構成する
コイル切替相毎に０以上１未満の乱数（ｒｎｄ）を設定
し、この乱数（ｒｎｄ）とデューティ比（ｄｕｔｙ）と
を比較する。そして、（ｒｎｄ）＜（ｄｕｔｙ）であれば、その相をオンとし、（ｒｎｄ）≧（ｄｕｔｙ）であればその相をオフとする。

【００５０】この第４発明も第３発明と同様に２４のコ
イル切替相の中でのオンパルスの相数とオフパルスの相
数によりデューティ制御するものである。例えばデュー
ティ比（ｄｕｔｙ）＝０．８であったときの各相のオン
、オフ状態は図１６に示すようになる。図１６のスイッ
チで示すオン、オフ状態をみると、１０回の中の３回が
オフ、７回がオンとなっており、デューティ比は０．７
となるが、１回転の相切替えは２４回発生するため、デ
ューティ（ｄｕｔｙ）＝０．８との誤差はさらに小さく
なる。

【００５１】また数回転にわたりデューティ比にずれが
あったとしても、インデックスパルスと基準クロックパ
ルスとの位相比較に基づくデューティ比の制御により補
正されるため、問題となることはない。図１７は図１６
の乱数のデューティ比の比較に基づくオン、オフ制御で
得られる実際のＳ１〜Ｓ６信号の波形をホール素子から
得られた回転検出信号Ｈ１〜Ｈ３と共に示す。

【００５２】図１７の状態１〜６で１／４回転となり、
この状態１〜６を４回繰り返すことでモータが１回転す
る。この図１７の駆動波形から明らかなように、ＤＣモ
ータ１を駆動するＳ１〜Ｓ６信号のオン、オフは周期性
をもたずにランダムに行われるため、特定の周期をもっ
た騒音は発生せず、ノイズレベルの低いホワイトノイズ
に近づき、騒音を低減できる。

【００５３】図１８は図１７のＳ１〜Ｓ６波形を発生す
るための処理を示したフローチャートであり、次のよう
にして行われる。（Ｆ１）初期状態を検出して状態カウンタｎにセットす
る。例えば最初に図６の状態１がホール素子の回転検出
信号Ｈ１〜Ｈ３から検出された場合には、状態カウンタ
ｎをｎ＝１にセットする。

【００５４】（Ｆ２）０以上１未満の乱数を発生し、ｒ
ｎｄとする。（Ｆ３）乱数ｒｎｄと現在設定されているデューティ比
率ｄｕｔｙを、ｒｎｄ＜ｄｕｔｙとして比較する。（Ｆ４）ｒｎｄがｄｕｔｙより小さければ、Ｓｎ信号、
例えばＳ１信号をオンする。

【００５５】（Ｆ５）ｒｎｄがｄｕｔｙ以上であれば、
Ｓｎ信号、例えばＳ１信号をオフする。（Ｆ６）ホール素子の状態が変化するまで待つ。（Ｆ７）状態カウンタｎを１つインクリメントしてｎ＝
ｎ＋１＝２とする。（Ｆ８）状態カウンタｎがｎ＝７に達したか判別する。このときｎ＝２であることからＦ２に戻り、状態２にお
けるＳ３信号の処理に入る。一方、状態６の処理が済ん
だ時、ｎ＝７であることからＦ９に進む。

【００５６】（Ｆ９）　状態カウンタｎをｎ＝１に初期
設定し、Ｆ２に戻って再び状態１からの処理を繰り返す
。尚、Ｆ４，Ｆ５でオン又はオフするＳｎ信号は、状態カ
ウンタｎの値により図３のデコードテーブルに従って決
められる。

【００５７】即ち、状態カウンタｎ＝１〜６に対するＳ
１〜Ｓ６信号の処理は次のようになる。状態１；　　Ｓ１，Ｓ５状態２；　　Ｓ３，Ｓ５状態３；　　Ｓ３，Ｓ４状態４；　　Ｓ２，Ｓ４状態５；　　Ｓ２，Ｓ６状態６；　　Ｓ１，Ｓ６［第５発明の実施例］本願の第５発明は、第１発明と第
２発明とを組合せたものである。

【００５８】即ち第５発明は図２に示したＭＰＵ５の制
御部２により、図６、図７に示すように、コイル切替相
内でコイル電流のオン、オフを２回行うＳ１〜Ｓ６信号
を発生する機能と、図９に示したように、Ｓ１〜Ｓ６信
号がオンからオフ及びオフからオンに切替わる部分に僅
かな時間幅の微小パルスを付加した信号を発生する機能
とを設け、この２種のＳ１〜Ｓ６信号を各相毎に交互に
出力するように切替える。［第６発明の実施例］本願の第６発明は、第１発明と第
２発明を第４発明の乱数により交互に切替えることを特
徴とする。

【００５９】即ち第６発明は図２に示したＭＰＵ５の制
御部２により、図６、図７に示すように、コイル切替相
内でコイル電流のオン、オフを２回行うＳ１〜Ｓ６信号
を発生する機能と、図９に示したように、Ｓ１〜Ｓ６信
号がオンからオフ及びオフからオンに切替わる部分に僅
かな時間幅の微小パルスを付加した信号を発生する機能
とを設ける。

【００６０】そして図１８のフローチャートに示したと
同様にして相切替え毎に乱数（ｒｎｄ）を設定してデュ
ーティ比（ｄｕｔｙ）とを比較し、乱数（ｒｎｄ）がデ
ューティ比（ｄｕｔｙ）より小さければ相内でオン、オ
フを２回行うＳ１〜Ｓ６を発生し、乱数（ｒｎｄ）がデ
ューティ比（ｄｕｔｙ）以上であれば前後に微小パルス
を付加したＳ１〜Ｓ６信号を出力することを特徴とする
。［第７発明の実施例］本願の第７発明は、第２発明と第
３発明を組合せたことを特徴とする。

【００６１】即ち第７発明は図２に示したＭＰＵ５の制
御部２により、図９に示したコイル切替相毎に各相内で
パルス波形がオンからオフ及びオフからオンに切替わる
部分に僅かな時間幅の微小パルスを付加したＳ１〜Ｓ６
信号を発生する機能を備え、図１５のフローチャートに
示したように、コイル切替相毎にデューティ比（ｄｕｔ
ｙ）を累積加算した累積加算値（ｓｕｍ）を求め、この
累積加算値（ｓｕｍ）の整数部が変化したコイル切替相
で微小パルスを付加したＳ１〜Ｓ６信号を出力し、整数
部の変化しないコイル切替相ではＳ１〜Ｓ６の出力を停
止することを特徴とする。［第８発明の実施例］最後に、本願の第８発明は、第２
発明と第４発明とを組合せたことを特徴とする。

【００６２】即ち第８発明は図２に示したＭＰＵ５の制
御部２により、図９に示したコイル切替相毎に各相内で
パルス波形がオンからオフ及びオフからオンに切替わる
部分に僅かな時間幅の微小パルスを付加する機能を設け
、更に、図１８のタイムチャートに示したように、１回
転を構成するコイル切替相毎に乱数（ｒｎｄ）を設定し
、乱数（ｒｎｄ）とデューティ比（ｄｕｔｙ）とを比較
して乱数がデューティ比より小さければ微小パルスを付
加したＳ１〜Ｓ６信号を出力し、乱数がデューティ比以
上であればＳ１〜Ｓ６信号の出力を停止することを特徴
とする。

【００６３】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれば
、３相８極のＤＣモータを駆動する際の騒音として感じ
やすかった可聴帯域にあった基本周波数１７４０Ｈｚに
起因した騒音を、駆動パルス波形の処理により十分にて
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の実施例構成図

【図３】図２の実施例で用いる回転検出信号で決まる状
態１〜６からＳ１〜Ｓ６信号を得るデコーダテーブルの
説明図

【図４】図３の状態１〜６のＳ１〜Ｓ６信号に対応した
コイル通電を示した説明図

【図５】図３、図４の状態１〜６を与えるホール素子か
らの回転検出信号のパターン説明図

【図６】第１発明の駆動波形説明図

【図７】第１発明によるＳ１〜Ｓ６信号を示した波形説
明図

【図８】第１発明による波形発生処理を示したフローチ
ャート

【図９】第２発明の駆動波形説明図

【図１０】第２発明による波形発生処理を示した説明図

【図１１】第２発明による波形発生処理を示した説明図
（続き）

【図１２】図１０、図１１の処理で行なう波形の各部の
時間を示した説明図

【図１３】第３発明によるデューティ比が０．５の場合
の各相のオンオフパターンを示した説明図

【図１４】第
３発明によるデューティ比が０．８の場合の各相のオン
オフパターンを示した説明図

【図１５】第３発明の信号
処理を示したフローチャート

【図１６】第４発明の乱数
とデューティ比の比較で決まる各相のオンオフパターン
を示した説明図

【図１７】第４発明で発生されるＳ１〜
Ｓ６信号の波形説明図

【図１８】第４発明の信号処理を示したフローチャート

【図１９】従来の駆動波形を示した説明図

【符号の説明】

１：ＤＣモータ２：制御部３：ロータ４−１〜４−３：ホール素子５：マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）６，１０：入力レジスタ７：出力レジスタ８：レベル変換回路９：切替回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎ相Ｍ極のＤＣモータ（１）と、該ＤＣモ
ータ（１）の１回転を（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相に分け
、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番に従って
切替えるコイル相切替えを（２×Ｎ）相単位に繰り返し
て回転磁界を生成し、且つ各相内の駆動パルス信号によ
るコイル通電期間をデューティ制御して前記ＤＣモータ
（１）を駆動する制御部（２）とを備えたモータ制御方
式に於いて、前記制御部（２）は、各コイル切替相内で
コイル電流のオン、オフを２回行う駆動パルス信号を発
生する手段を備えたことを特徴とするモータ制御方式。
【請求項２】Ｎ相Ｍ極のＤＣモータ（１）と、該ＤＣモ
ータ（１）の１回転を（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相に分け
、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番に従って
切替えるコイル相切替えを（２×Ｎ）相単位に繰り返し
て回転磁界を生成し、且つ各相内の駆動パルス信号によ
るコイル通電期間をデューティ制御して前記ＤＣモータ
（１）を駆動する制御部（２）とを備えたモータ制御方
式に於いて、前記制御部（２）は、コイル切替相毎に各
相内でパルス波形がオンからオフ及びオフからオンに切
替わる部分に僅かな時間幅の微小パルスを付加した駆動
パルスを発生する手段を備えたことを特徴とするモータ
制御方式。
【請求項３】Ｎ相Ｍ極のＤＣモータ（１）と、該ＤＣモ
ータ（１）の１回転を（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相に分け
、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番に従って
切替えるコイル相切替えを（２×Ｎ）相単位に繰り返し
て回転磁界を生成し、且つ各相内の駆動パルス信号によ
りコイル通電期間をデューティ制御して前記ＤＣモータ
（１）を駆動する制御部（２）とを備えたモータ制御方
式に於いて、前記制御部（２）は、１回転を構成するコ
イル切替相毎にデューティ比を累積加算し、該累積加算
値の整数部が変化したコイル切替相の駆動パルス信号を
オンパルスとし、整数部の変化しないコイル切替相の駆
動パルス信号をオフパルスとする手段を備え、モータ１
回転を構成する（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相の中でのオン
パルスの相数とオフパルスの相数によりデューティ制御
することを特徴とするモータ制御方式。
【請求項４】Ｎ相Ｍ極のＤＣモータ（１）と、該ＤＣモ
ータ（１）の１回転を（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相に分け
、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番に従って
切替えるコイル相切替えを（２×Ｎ）相単位に繰り返し
て回転磁界を生成し、且つ各相内の駆動パルス信号によ
りコイル通電期間をデューティ制御して前記ＤＣモータ
（１）を駆動する制御部（２）とを備えたモータ制御方
式に於いて、前記制御部（２）は、１回転を構成するコ
イル切替相毎に乱数を設定し、該乱数とデューティ比と
を比較し、乱数がデューティ比より小さければ駆動パル
ス信号をオンパルスとし、乱数がデューティ比以上であ
れば駆動パルス信号をオフパルスとする手段を備え、モ
ータ１回転を構成する（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相の中で
のオンパルスの相数とオフパルスの相数によりデューテ
ィ制御することを特徴とするモータ制御方式。
【請求項５】Ｎ相Ｍ極のＤＣモータ（１）と、該ＤＣモ
ータ（１）の１回転を（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相に分け
、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番に従って
切替えるコイル相切替えを（２×Ｎ）相単位に繰り返し
て回転磁界を生成し、且つ各相内の駆動パルス信号によ
りコイル通電期間をデューティ制御して前記ＤＣモータ
（１）を駆動する制御部（２）とを備えたモータ制御方
式に於いて、前記制御部（２）は、コイル切替相内でコ
イル電流のオン、オフを２回行う駆動パルス信号を発生
する第１手段と、駆動パルス信号がオンからオフ及びオ
フからオンに切替わる部分に僅かな時間幅の微小パルス
を付加した駆動パルス信号を発生する第２手段と、コイ
ル切替相毎に第１手段と第２手段の駆動パルス信号を交
互に出力する切替手段とを備えたことを特徴とするモー
タ制御方式。
【請求項６】Ｎ相Ｍ極のＤＣモータ（１）と、該ＤＣモ
ータ（１）の１回転を（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相に分け
、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番に従って
切替えるコイル相切替えを（２×Ｎ）相単位に繰り返し
て回転磁界を生成し、且つ各相内の駆動パルス信号によ
りコイル通電期間をデューティ制御して前記ＤＣモータ
（１）を駆動する制御部（２）とを備えたモータ制御方
式に於いて、前記制御部（２）は、コイル切替相毎にコ
イル電流のオン、オフを２回行う駆動パルス信号を発生
する第１手段と、駆動パルス信号がオンからオフ及びオ
フからオンに切替わる部分に僅かな時間幅の微小パルス
を付加した駆動パルス信号を発生する第２手段と、１回
転を構成するコイル切替相毎に乱数を設定し該乱数とデ
ューティ比とを比較して乱数がデューティ比より小さけ
れば前記第１手段の駆動パルス信号を出力し、乱数がデ
ューティ比以上であれば前記第２手段の駆動パルス信号
を出力する切替手段を設けたことを特徴とするモータ制
御方式。
【請求項７】Ｎ相Ｍ極のＤＣモータ（１）と、該ＤＣモ
ータ（１）の１回転を（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相に分け
、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番に従って
切替えるコイル相切替えを（２×Ｎ）相単位に繰り返し
て回転磁界を生成し、且つ各相内の駆動パルス信号によ
りコイル通電期間をデューティ制御して前記ＤＣモータ
（１）を駆動する制御部（２）とを備えたモータ制御方
式に於いて、前記制御部（２）は、コイル切替相毎に各
相内でパルス波形がオンからオフ及びオフからオンに切
替わる部分に僅かな時間幅の微小パルスを付加した駆動
パルスを発生する手段と、１回転を構成するコイル切替
相毎にデューティ比を累積加算し、該累積加算値の整数
部が変化したコイル切替相で前記微小パルスを付加した
駆動パルス信号を出力し、整数部の変化しないコイル切
替相で駆動パルス信号の出力を停止する手段とを備えた
ことを特徴とするモータ制御方式。
【請求項８】Ｎ相Ｍ極のＤＣモータ（１）と、該ＤＣモ
ータ（１）の１回転を（Ｎ×Ｍ）のコイル切替相に分け
、ステータコイルに流す電流方向を所定の順番に従って
切替えるコイル相切替えを（２×Ｎ）相単位に繰り返し
て回転磁界を生成し、且つ各相内の駆動パルス信号によ
りコイル通電期間をデューティ制御して前記ＤＣモータ
（１）を駆動する制御部（２）とを備えたモータ制御方
式に於いて、前記制御部（２）は、コイル切替相毎に各
相内で駆動パルス信号がオンからオフ及びオフからオン
に切替わる部分に僅かな時間幅の微小パルスを付加する
微小パルス付加手段と、１回転を構成するコイル切替相
毎に乱数を設定し、該乱数とデューティ比とを比較して
乱数がデューティ比より小さければ前記微小パルスを付
加した駆動パルス信号を出力し、乱数がデューティ比以
上であれば駆動パルス信号の出力を停止する手段とを備
えたことを特徴とするモータ制御方式。
【請求項９】請求項１乃至８記載のモータ制御方式に於
いて、ＤＣモータ（１）として３相８極のＤＣモータを
使用したことを特徴とするモータ制御方式。