JPH09101173A

JPH09101173A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH09101173A
Application number: JP25758195A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Murai; 井繁樹村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】誤検出防止及び制動開始タイミングのばらつ
き低減。【解決手段】ホールモータのホール素子から複数の回
転角度検出信号を得る。各フリップフロップ１〜６は複
数の回転角度検出信号のうち一つの回転角度検出信号の
エッジをクロックとして他の回転検出信号のレベルを保
持し、これら複数のフリップフロップ１〜６の出力につ
いてＮＯＲゲート１６，１８，２０及びインバータ１
７，１９により論理積演算を行い、その結果を制動開始
信号とする。【効果】回転検出信号にノイズが発生しても誤検出を
防止できる。また、回転子が逆転し始めてから制動開始
までの時間のばらつきを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はホールモータ（ブラ
シレスモータ）やエンコーダ等の逆転検出装置を構成す
る半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータのブレーキシステムとして
回転子の回転方向とは逆方向のトルクをその回転子にか
けることでこれを制動するトルクブレーキシステムが知
られている。このトルクブレーキシステムでは、まず、
ユーザの停止命令に応答して現在の回転方向とは逆方向
のトルク（逆トルク）を回転子にかけることにより正転
制動を行い、次いで、回転子が逆トルクによって逆転を
開始したとき、これを止めるべく正トルクを回転子にか
けることにより、逆転制動を行う、という２段階のトル
ク制御を行うようになっている。

【０００３】このようなトルクブレーキシステムを採用
するモータにはその逆転制動を行うための逆転検出装置
が具備される。この逆転検出装置は、回転子の回転方向
を検出するためのホール素子やエンコーダが具備され、
それらから回転子の回転方向によって位相関係が変化す
る複数の回転角度検出信号を得、回転子の逆転によるそ
れら相互の位相関係の変化を捕捉するようになってい
る。

【０００４】一般に、この種の装置は、一つの回転角度
検出信号のエッジにおける他の回転角度検出信号のレベ
ルが上記位相関係の変化によって反転することを利用し
ている。回転角度検出信号にはこのような変化を示すポ
イントが複数存在するが、従来は、その複数のポイン
トのうち特定の一つを監視し、これが逆転モードを示し
たことを逆転検出とするか、あるいは複数のポイント
の全てを監視し、その中のいずれか一つが逆転モードを
示したときを逆転検出とする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の、のシステムの場合、回転子が正転していると
きに回転検出信号にノイズが発生し、その一点を捕らえ
ると逆転モードを示すような状態となった場合、逆転の
誤検出が発生するという問題がある。

【０００６】また、特にの複数の回転検出信号のうち
特定の一つのエッジを捕らえて制動開始タイミングとす
るブレーキシステムの場合、回転子が逆転し始めてから
制動開始までの時間のばらつきが問題となっている。

【０００７】なお、これらの問題点は実施例における動
作の説明の欄でより具体的に明らかにされる。

【０００８】本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、回転検
出信号にノイズが発生しても誤検出を防止することがで
きる逆転検出装置を提供することにある。

【０００９】また、本発明の目的は、回転子が逆転し始
めてから制動開始までの時間のばらつきを低減すること
ができる逆転検出装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の逆転検出装置
は、回転子の回転方向によって相互の位相関係が変化す
る複数の回転角度検出信号を発生する回転角度検出手段
と、それぞれ上記位相関係を有する二つの回転角度検出
信号のうち一つの回転角度検出信号のエッジをクロック
として他の回転検出信号のレベルを保持する複数のフリ
ップフロップと、該複数のフリップフロップの出力につ
いて論理積演算を行う論理積回路とを備えている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について図
面を参照しつつ説明する。図３は逆転検出の対象となる
システムを説明するためのもので、同図（ａ）はホール
モータ、同図（ｂ）はエンコーダ、同図（ｃ）は当該ホ
ールモータあるいはエンコーダが取り付けられたＣＤ
（コンパクトディスク）ドライブのトルクブレーキシス
テムのシーケンスを示すものである。まず、図３（ａ）
において、２１はホールモータの回転子、２２はその
軸、２３〜２５は固定子巻線、２６〜２８はホール素子
であり、各ホール素子２６〜２８は回転子２１からの磁
束を検出する。

【００１２】また、図３（ｂ）において、２９は回転駆
動されるスリット盤であり、このスリット盤２９の周縁
部にはスリット３０〜３２が周方向に関して等間隔に配
設されている。各スリット３０〜３２にはフォトインタ
ラプタ３３〜３５が配設されている。フォトインタラプ
タ３３は発光部３６と受光部３７とを備え、他のフォト
インタラプタ３４，３５も同一の構成を有している。

【００１３】次に、図３（ｃ）において、ＣＤドライブ
のトルクブレーキシステムは上記ホールモータあるいは
上記エンコーダ付きのモータを具備し、上記ホール素子
からの出力に基づくトルク制御が司っている。

【００１４】図３（ｃ−１）はＣＤ３８の実線矢印方向
に正転動作中を示しており、ユーザが停止命令を入力す
ると当該ブレーキシステムが作動し、モータの回転子に
図３（ｃ−２）に破線矢印で示すような逆トルク制動が
かかり、ＣＤ３８は減速され、やがて図３（ｃ−３）に
示すように一瞬停止し、図３（ｃ−４）に実線矢印で示
すように逆転を開始する。すると、回転子に対し図３
（ｃ−５）に破線矢印で示すような正トルク制動がかか
り、ＣＤ３８は図３（ｃ−６）に示すように静止するこ
ととなるのである。因みに、この逆転を静止するための
制動トルク量がはずみ量である。

【００１５】図１は本発明の一実施例に係る逆転検出装
置の構成を示すものである。ここでは逆転検出の対象が
図３（ａ）に示すホールモータであるものとして説明す
る。同図において、Ｄフリップフロップ１のＤ（デー
タ）入力端子には３相ホールモータのｘ相ホール素子２
６の出力を整形した電圧Ｖx が縦列接続インバータ７，
８を介して入力され、ＣＫ（クロック）入力端子には同
モータのｙ相ホール素子２７の出力を整形した電圧Ｖy
が縦列接続インバータ１０，１１を介して入力されてい
る。Ｄフリップフロップ２のＤ入力端子には３相ホール
モータのｘ相ホール素子２６の出力を整形した電圧Ｖx
が縦列接続インバータ７〜９を介して入力され、ＣＫ入
力端子には同モータのｙ相ホール素子２７の出力を整形
した電圧Ｖy がインバータ１０〜１２を介して入力され
ている。Ｄフリップフロップ３のＤ入力端子には３相ホ
ールモータのｙ相ホール素子２７の出力を整形した電圧
Ｖyが縦列接続インバータ１０，１１を介して入力さ
れ、ＣＫ入力端子には同モータのｚ相ホール素子２８の
出力を整形した電圧Ｖz が縦列接続インバータ１３，１
４を介して入力されている。Ｄフリップフロップ４のＤ
入力端子には３相ホールモータのｙ相ホール素子２７の
出力を整形した電圧Ｖy が縦列接続インバータ１０〜１
２を介して入力され、ＣＫ入力端子には同モータのｚ相
ホール素子２８の出力を整形した電圧Ｖz がインバータ
１０〜１２を介して入力されている。Ｄフリップフロッ
プ５のＤ入力端子には３相ホールモータのｚ相ホール素
子２８の出力を整形した電圧Ｖz が縦列接続インバータ
１３，１４を介して入力され、ＣＫ入力端子には同モー
タのｘ相ホール素子２６の出力を整形した電圧Ｖx が縦
列接続インバータ７，８を介して入力されている。Ｄフ
リップフロップ６のＤ入力端子には３相ホールモータの
ｚ相ホール素子２６の出力を整形した電圧Ｖz が縦列接
続インバータ３〜５を介して入力され、ＣＫ入力端子に
は同モータのｘ相ホール素子２６の出力を整形した電圧
Ｖx がインバータ７〜９を介して入力されている。

【００１６】フリップフロップ１，３，５はＮＯＲゲー
ト１６に入力され、このＯＲゲート１６の出力はインバ
ータ１７を介してＯＲゲート２０に入力されている。フ
リップフロップ２，４，６はＮＯＲゲート１８に入力さ
れ、このＮＯＲゲート１８の出力はインバータ１９を介
してＯＲゲート２０に入力されている。このＯＲゲート
２０の出力は正転状態及び逆転状態の検出信号として使
用される。

【００１７】以下に本実施例の動作を図２をも参照しつ
つ説明する。同図はモータの回転子２１がタイミングｔ
0 で正転を開始すると、電圧Ｖx 〜Ｖz が正転モードを
示すようになり、これらによってフリップフロップ１〜
６の出力Ｑ1 〜Ｑ6 がタイミングｔ1 〜ｔ6 で立ち上が
る。ＯＲゲート２０の出力Ｖout はタイミングｔ1 にお
いて立ち上がり、“Ｈ”（ハイレベル）になる。これは
正転状態の検出を意味する。

【００１８】そして、同モータに停止命令が与えられる
と、回転子２１に対し逆トルク制動がかかり減速され、
タイミングｔ7 において一旦静止した後、逆転し始め
る。すると、電圧Ｖx 〜Ｖz が逆転モードを示すように
なり各フリップフロップ１〜６の出力Ｑ1 〜Ｑ6 がそれ
ぞれタイミングｔ8 〜ｔ13の順で立ち下がる。このよう
にして全フリップフロップ１〜６の出力Ｑ1 〜Ｑ6 が
“Ｌ”になる、すなわちタイミングｔ13になると出力Ｖ
out が“Ｌ”（ローレベル）になると、回転子２１の逆
転が検出されることとなる。

【００１９】ここで、例えば、電圧Ｖx に破線で示すよ
うなノイズが発生したとする。従来のシステムが電圧Ｖ
y の立ち上がりにおける電圧Ｖx のレベルを捕捉するこ
とで逆転検出を行っているとすれば、回転子２１が正転
中であるタイミングｔ14で逆転検出がなされてしまうこ
ととなる。

【００２０】これに対し、本実施例の装置において、フ
リップフロップ１の出力Ｑ1 がタイミングｔ14において
“Ｌ”になり、逆転検出モードになったとしても他のフ
リップフロップ２〜６の出力Ｑ2 〜Ｑ6 が“Ｈ”である
ため、出力Ｖout の“Ｈ”は維持され、誤検出は回避さ
れる。なお、当該フリップフロップ１以外のフリップフ
ロップ２〜６のいずれかに対するノイズが当該ノイズと
同時に発生していても、フリップフロップ２〜６のうち
いずれか１つでもノイズなしの正常出力を発生していれ
ば誤検出は防止される。

【００２１】次に、フリップフロップ１の出力Ｑ1 のタ
イミングｔ14からの“Ｌ”状態はタイミングｔ15で
“Ｈ”に回復される。

【００２２】また、上記ＣＤのトルクブレーキシステム
では、このような装置の逆転検出信号が逆トルク制動を
かけるトリガとされる。よって、制動は、回転子の逆転
開始タイミングｔ7 から全てのフリップフロップ１〜６
の出力Ｑ1 〜Ｑ6 が立ち下がるまでの時間Ｔ0 経過後に
行われる。この時間Ｔ0 はフリップフロップ１〜６の出
力Ｑ1 〜Ｑ6 の最初の一つ（上記実施例ではフリップフ
ロップ３の出力Ｑ3 ）が立ち下がった時から最後の一つ
（上記実施例ではフリップフロップ５の出力Ｑ5 ）が立
ち下がった時までの時間Ｔ1 とホール素子出力の整形電
圧Ｖx 〜Ｖz の半周期分の時間Ｔ2 とを加算した時間、
すなわちＴ0 ＝Ｔ1 ＋Ｔ2 となる。よって、本実施例で
は時間Ｔ1 は一定の時間であり、時間Ｔ2 が逆転開始タ
イミングｔ7 によってばらつく時間となる。

【００２３】これに対し、複数の回転検出信号のうち特
定の一つのエッジを捕らえて制動開始タイミングとする
ブレーキシステムの場合、時間Ｔ0 全体がばらつくこと
となる。すなわち、その特定の一つが電圧Ｖx の立ち上
がりである場合と電圧Ｖz の立ち下りである場合とで時
間Ｔ1 分の時間差が生ずることとなるのである。

【００２４】ゆえに、本実施例による場合、逆転開始か
ら制動開始までの時間のばらつきが当該従来のシステム
に比べ、時間Ｔ1 が一定である分だけ小さいこととなる
ので、それだけ、はずみ量を固定し易くなる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の回転角度検出信号における回転方向表示部分の論理
積演算結果を逆転検出信号としているため、回転検出信
号にノイズが発生しても誤検出を防止することができる
逆転検出装置を提供することにある。

【００２６】また、本発明によれば、回転子が逆転し始
めてから制動開始までの時間のばらつきを低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る逆転検出装置の構成を
示すブロック図。

【図２】図１に示す装置の動作を示すタイムチャート。

【図３】本発明の逆転検出装置が採用されるトルクブレ
ーキシステムを示す説明図。

【符号の説明】

１〜６Ｄフリップフロップ７〜１５，１７，１９インバータ１６，１８ＮＯＲゲート２０ＯＲゲート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子の回転方向によって相互の位相関係
が変化する複数の回転角度検出信号を発生する回転角度
検出手段と、それぞれ上記位相関係を有する二つの回転角度検出信号
のうち一つの回転角度検出信号のエッジをクロックとし
て他の回転検出信号のレベルを保持する複数のフリップ
フロップと、該複数のフリップフロップの出力について論理積演算を
行う論理積回路とを備えている逆転検出装置。