JPH08237988A

JPH08237988A - ブラシレスモータの制御方法

Info

Publication number: JPH08237988A
Application number: JP7061911A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Shinozaki; 嘉輝篠崎
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ブラシレスモータの制御方法において、負荷
にかからわず回転子の位置を常に正確に検出し、運転効
率の向上を図る。【構成】位置検出部４においてブラシレスモータ３の
電機子巻線に発生する誘起電圧と基準電圧とを比較して
回転子の位置検出信号を制御回路１０に入力し、これに
基づいてインバータ部４のスイッチング素子をオン、オ
フして電機子巻線電流を切り替え、インバータ部３のス
イッチング素子をチョッピング制御して回転制御、速度
制御を行う。制御回路１０は、電機子巻線電流の切り替
え時に発生したスパイク電圧の終了のタイミングを検出
し、誘起電圧と基準電圧との交点までの時間を算出し、
少なくともその算出時間をもとにして電機子巻線の電流
切り替えタイミングを得、ブラシレスモータ３の電機子
巻線の電流を切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気調和機の圧縮機等
に用いるセンサレス直流ブラシレスモータ（以下ブラシ
レスモータと記す）の回転制御技術に係り、特に詳しく
はブラシレスモータの巻線電流を最適に切り替え、ブラ
シレスモータの運転効率向上を図るブラシレスモータの
制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のブラシレスモータを回転制御す
るには、例えば三相モータである場合図８に示す制御装
置を必要とする。

【０００３】図８において、この制御装置は、交流電源
１をコンバータ部２で直流に変換し、この変換された直
流電源をスイッチング素子（トランジスタ）Ｕ，Ｖ，
Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚをブリッジ接続したインバータ部（イン
バータ手段）４でスイッチングしてブラシレスモータ３
に供給する。

【０００４】ブラシレスモータ３の端子電圧（例えば１
２０度位相の異なる電圧；誘起電圧を含む）Ｒ，Ｓ，Ｔ
を位置検出部５に入力して回転子３ａの位置を検出す
る。なお、位置検出部５は、インバータ部４の電源電圧
を１／２に分圧して基準電圧ａを発生する基準電圧発生
回路５ａと、各相の端子電圧（誘起電圧）Ｒ，Ｓ，Ｔと
基準電圧とを比較してブラシレスモータ３の回転に同期
した位置検出信号Ｒ０，Ｓ０，Ｔ０を出力する比較回路
５ｂ，５ｃ，５ｄとをからなる。また、抵抗回路５ｅ，
５ｆ，５ｇは端子電圧Ｒ，Ｓ，Ｔのレベルを調整する。

【０００５】この位置検出信号Ｒ０，Ｓ０，Ｔ０を制御
回路６に入力してブラシレスモータ３の各電機子巻線の
電流を所定に切り替えるための駆動信号を得る。また、
制御回路６は各電機子巻線の印加電圧を可変するための
チョッピング信号（ＰＷＭ信号）および上記駆動信号を
チョッピング部７に出力する。

【０００６】この駆動信号およびチョッピング信号によ
りチョッピング部７は所定駆動信号をチョッピングし、
ドライバ部８はチョッピング部７で得られた駆動信号
（チョッピングされた駆動信号を含む）によりインバー
タ部４のトランジスタＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを駆動す
る。

【０００７】上記構成の制御装置において、ブラシレス
モータ３の起動時には例えば同ブラシレスモータ３を所
定時間同期運転するが、所定時間経過後には上記位置検
出信号Ｒ０，Ｓ０，Ｔ０に基づいて同ブラシレスモータ
３を運転を行う。

【０００８】上記位置検出による運転においては、回転
子３ａの位置を検出し、この位置検出（誘起電圧と基準
電圧ａとの交点）に基づいて各電機子巻線の電流を切り
替える。そのために、上記位置検出部５は、例えば図９
（ａ）に示す端子電圧Ｒと基準電圧ａとを比較し、その
交点で変化する位置検出信号Ｒ０を出力する（図９
（ｂ）を参照）。なお、図示しないが、他の位置検出信
号Ｓ０，Ｔ０についても、同様にして得る。

【０００９】上記位置検出信号Ｒ０，Ｓ０，Ｔ０が制御
回路６に入力し、この制御回路６は端子電圧の誘起電圧
区間の波形と基準電圧ａとの交点（位置検出点）を検出
するとともに、この位置検出点間により１周期（電気角
３６０度）の時間を算出する。そして、その交点の時
刻、１周期の時間をもとにしてその交点から電気角６０
度に相当する時間を得、それら交点からその得られた時
間の１／２経過後にインバータ部４の各トランジスタ
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚの導通状態を切り替える駆動信
号を発生する。

【００１０】また、ＰＷＭ制御方式を採用していること
から、制御回路６はインバータ部４の上アームのトラン
ジスタＵ，Ｖ，Ｗおよび下アームのトランジスタＸ，
Ｙ，Ｚの駆動信号の所定部分を所定デューティ比（オ
ン、オフ比）でチョッピングするためのチョッピング信
号をチョッピング部７に出力する。

【００１１】このように、チョッピングされた駆動信号
（図９（ｃ）ないし（ｈ）を参照）により、ブラシレス
モータ３の電機子巻線電流が切り替えられ、ブラシレス
モータ３が回転制御される。また、チョッピング信号
（図９（ｊ）を参照）のオン、オフ比の可変によりブラ
シレスモータ３の印加電圧が可変され、ブラシレスモー
タ３が所定回転数に制御される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記ブラシレスモータ
の制御方法においては、電機子巻線に発生する誘起電圧
と基準電圧ａとの交点（位置検出点）をもとにして電機
子巻線電流を切り替える。

【００１３】このようにして電機子巻線電流を切り替え
た場合、図９（ａ）に示すように、電機子巻線の電流切
り替え時に必ずスパイク電圧ｂが発生し、しかも負荷の
重さが大きいほど、そのスパイク電圧（幅）が大きくな
り、スパイク電圧ｂが誘起電圧と基準電圧ａとの交点近
い微妙な位置まで達し、最悪としてそのスパイク電圧ｂ
がその交点にかかることがある。

【００１４】スパイク電圧ｂが位置検出点にかかると、
位置検出点がチョッピング信号の１周期分だけ遅れ（位
置検出に誤差が生じ）、最悪としては次の誘起電圧と基
準電圧ａとの交点まで位置検出点が得られない（位置検
出に大きいな誤差が生じる）。

【００１５】また、位置検出に誤差が生じると、ブラシ
レスモータ３の電機子巻線の電流切り替えタイミングが
ずれることになり、ひいてはスパイク電圧ｂの終了時点
から電機子巻線の電圧（端子電圧）のゼロクロス点（誘
起電圧と基準電圧ａとの交点）まで時間と、このゼロク
ロス点から図９（ｉ）に示す電機子巻線の電流ゼロクロ
ス点までの時間との間に誤差が生じる。この誤差が生じ
ると、ブラシレスモータ３の運転効率が低下するといわ
れている。

【００１６】さらに、位置検出に大きな誤差が生じる
と、上記欠点だけなく、ブラシレスモータ３の振動、騒
音の増大を招き、最悪として脱調停止、ブラシレスモー
タ３の損傷、制御部品の損傷を招く恐れがある。

【００１７】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は負荷の重さにかからわず回転子の位置
を常に正確に検出することができ、ひいては運転効率の
向上を図ることができ、また振動、騒音を低減し、モー
タや部品の破損を防止することができるようにしたブラ
シレスモータの制御方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明はブラシレスモータを駆動するためにスイ
ッチング素子をブリッジ接続したインバータ手段を有
し、前記ブラシレスモータの電機子巻線に発生する誘起
電圧と基準電圧とを比較して同ブラシレスモータの回転
子の位置を検出し、該検出位置に基づいて前記インバー
タ手段のスイッチング素子をオン、オフすることによ
り、前記ブラシレスモータの電機子巻線電流を切り替え
て同ブラシレスモータを回転させるとともに、前記イン
バータ手段のスイッチング素子をチョッピング制御して
速度制御を行うブラシレスモータの制御方法において、
前記電機子巻線電流の切り替え時に発生したスパイク電
圧の終了タイミングを検出し、該スパイク電圧の終了タ
イミングから前記誘起電圧と基準電圧との交点までの時
間を算出し、該算出時間をもとにして前記電機子巻線の
電流切り替えタイミングを得、該得られたタイミングで
前記ブラシレスモータの電機子巻線の電流を切り替える
ようにしたことを要旨とする。

【００１９】また、この発明は、前記電機子巻線電流の
切り替え時に発生したスパイク電圧の終了タイミングを
検出し、該スパイク電圧の終了タイミングから前記誘起
電圧と基準電圧との交点（位置検出点）までの時間を算
出するとともに、前記位置検出点間により１周期の時間
を算出し、該算出時間をもとにして前記電機子巻線の電
流切り替えタイミングを得ており、前記算出時間と前記
位置検出点から最短の電機子巻線電流の切り替えまでの
時間とが等しくなるように前記ブラレスモータの電機子
巻線電流を切り替えるようにしたものである。

【００２０】さらに、この発明は、前記ブラシレスモー
タを三相モータとしており、前記ブラシレスモータの電
機子巻線に発生したスパイク電圧の終了タイミングを検
出し、該スパイク電圧の終了タイミングから前記誘起電
圧と基準電圧との交点（位置検出点）までの時間を算出
し、該算出時間をもとにして前記ブラシレスモータの三
相の電機子巻線の電流切り替えタイミングを得、該得れ
らたタイミングで前記ブラレスモータの電機子巻線の電
流を切り替えるようにしたものである。

【００２１】

【作用】上記手段によれば、ブラシレスモータの電機子
巻線に発生する誘起電圧と基準電圧とを比較して位置検
出信号を得る際、誘起電圧が上昇時にある場合電機子巻
線電流の切り替え後における位置検出信号の最初の立ち
下がりエッジによりスパイク電圧の終了時点が検出され
る。続いて、上記位置検出信号の最初の立ち上がりエッ
ジにより誘起電圧と基準電圧との交点（位置検出点）が
検出される。

【００２２】上記位置検出点の時刻ｔｂとスパイク電圧
の終了時点の時刻ｔａとの差をもとにして次の電機子巻
線の電流切り替えタイミングが得られる。

【００２３】例えば、三相のブラシレスモータの電機子
巻線のうち一相の電機子巻線の端子電圧（誘起電圧）の
みを用い場合、各相の電機子巻線の電流を切り替えため
に、ｔ（３０）＝ｔｂ＋（ｔｂ−ｔａ），ｔ（９０）＝ｔｂ＋Ｔ×６０／３６０＋（ｔｂ−ｔａ）およびｔ（１５０）＝ｔｂ＋Ｔ×１２０／３６０＋（ｔｂ−ｔａ）式により電機子巻線の電流切り替え時刻が算出される。
なお、Ｔは１周期（電気角３６０度）の時間である。

【００２４】あるいは、三相のブラシレスモータの電機
子巻線の端子電圧（誘起電圧）を用いる場合、それぞれ
位置検出点の時刻ｔｂから（ｔｂ−ｔａ）が経過した時
点をそれぞれの電機子巻線の電流切り替えタイミングと
される。

【００２５】このようにして、電機子巻線の電流切り替
えタイミングを得る場合、スパイク電圧の終了時点が加
味されることから、スパイク電圧が誘起電圧と基準電圧
との交点にかかるようなこもなくなる。

【００２６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１ないし図７を
参照して詳しく説明する。なお、図中、図８と同一部分
には同一符号を付し重複説明を省略する。

【００２７】図１おいて、この発明のブラシレスモータ
の制御方法が適用される制御装置は位置検出部５からの
位置検出信号のエッジにより所定時間を得るための第１
のタイマ１０ａ、その位置検出信号によりスパイク電圧
ｂの終了時点を検出するスパイク検出部１０ｂ、第１の
タイマ１０ａによって得た所定時間およびスパイク電圧
の終了時点をもとにしてブラシレスモータ３の電機子巻
線電流を切り替えるための時刻を算出する一方、ブラシ
レスモータ３を所定回転数とするためのチョッピング情
報（ＰＷＭのオン、オフ比情報）を算出する演算部１０
ｃ、この算出された時刻を計時する第２のタイマ１０
ｄ、この計時された時刻に電機子巻線電流を切り替える
ためにインバータ部２を駆動する駆動信号をチョッピン
グ回路７に出力する駆動信号切替部１０ｅおよび上記チ
ョッピング情報によりブラシレスモータ３の印加電圧を
可変するためのチョッピング信号（ＰＷＭ信号）をチョ
ッピング部７に出力する印加電圧出力部１０ｆを有する
制御回路１０を備えている。なお、制御回路１０は他に
図８に示す制御回路６と同様の機能を有している。

【００２８】次に、上記制御装置の動作を図２のタイム
チャート図と、図３ないし図７のフローチャート図とを
参照して詳しく説明すると、まずブラシレスモータ３が
位置検出運転モードに入っているものとする。

【００２９】このとき、位置検出部５は端子電圧Ｒの誘
起電圧（図２（ａ）を参照）と基準電圧発生回路５ａか
らの基準電圧ａとを比較回路５ｂで比較し、この比較結
果の位置検出信号Ｒ０を出力する（図２（ｄ）に示
す）。

【００３０】すると、制御回路１０のスパイク検出部１
０ｂが電機子巻線の電流切り替えによって発生するスパ
イク電圧ｂの終了時点を検出する（ステップＳＴ１）。
この場合、誘起電圧が上昇時になる場合、演算部１０ｃ
は第１のタイマ１０ａの時間をもとにしてそのスパイク
電圧ｂの終了時点（例えばスパイク電圧ｂ後の位置検出
信号Ｒ０の最初の立ち下がりエッジ）の時刻ｔａ（図２
（ａ）を参照）を算出し、内部のメモリに記憶する。

【００３１】なお、その電機子巻線電流の切り替え後に
発生する誘起電圧が下降時になる場合には例えばスパイ
ク電圧ｂ後の位置検出信号Ｒ０の最初の立ち上がりエッ
ジの時刻ｔａを算出して記憶する。

【００３２】続いて、演算部１０ｃは第１のタイマ１０
ａの時間をもとにして回転子３ａの位置検出点（誘起電
圧と基準電圧ａとの交点）の時刻ｔｂを検出する（図２
（ａ）に示す）。例えば、スパイク電圧ｂの終了後の位
置検出信号Ｒ０の最初の立ち上がりエッジの時刻ｔｂを
算出し、内部のメモリに記憶する（ステップＳＴ２）。
なお、電機子巻線電流の切り替え後に発生する誘起電圧
が下降時である場合には例えばスパイク電圧ｂの終了後
の位置検出信号Ｒ０の最初の立ち上がりエッジの時刻ｔ
ｂを算出する。

【００３３】また、演算部１０ｃは第１のタイマ１０ａ
の時間をもとにして位置検出点間の時間（回転子３ａの
１周期の時間）Ｔを算出する（ステップＳＴ３）。この
場合、スパイク電圧の終了後の位置検出信号Ｒ０の立ち
上がりエッジ時刻Ｔｂ，Ｔｄを第１のタイマ１０ａで
得、この前々回の時刻Ｔｄおよび今回の時刻Ｔｂにより
１周期の時間Ｔ（＝Ｔｂ−Ｔｄ）を算出する。

【００３４】続いて、上記時刻ｔａ，ｔｂをもとにして
次の電機子巻線電流を切り替えるためのタイミングｔ
（３０）を算出する。この場合、ｔ（３０）＝ｔｂ＋
（ｔｂ−ｔａ）の式により時刻ｔ（３０）、いわゆる時
刻ｔｂから電気角３０度に対応する時刻を算出する。

【００３５】続いて、その時刻ｔ（３０）を演算部１０
ｃに予め設定されてい第２のタイマ１０ｄ（以下フリー
ランニングタイマと記す）のコンペアレジスタＡにセッ
トする（ステップＳＴ４）。しかる後、位置検出信号Ｒ
０のエッジ検出が立ち上がりであったか否かを判断し
（ステップＳＴ５）、位置検出信号Ｒ０の立ち上がりエ
ッジで動作しているときにはフラグをセットし（ステッ
プＳＴ６）、位置検出信号Ｒ０の立ち下がりエッジで動
作しているときにはフラグをクリアする（ステップＳＴ
７）。

【００３６】このフラグをセットまたはクリアした後に
図４に示す割り込み処理を実行する。この場合、上記コ
ンペアレジスタＡとフリーランニングタイマの値とが一
致すると、図４に示すｔ（３０）割り込みルーチンを実
行する。

【００３７】上記フラグがセットされているときには、
ステップＳＴ２０からＳＴ２１に進み、インバータ部４
のトランジスタＷを駆動する信号をオフし、トランジス
タＵを駆動する信号をオンするための信号を駆動信号切
替部１０ｅに出力する。これと同時に、インバータ部４
の下アームを構成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚを駆動す
る信号をチョッピングするために、チョッピング情報お
よび上アームから下アームのチョッピングに切り替える
ための制御信号を印加電圧出力部１０ｆに出力する。

【００３８】そして、駆動信号切替部１０ｅが所定駆動
信号をチョッピング部７に出力し、印加電圧出力部１０
ｆが所定チョッピング信号をチョッピング部７に出力す
る（ステップＳＴ２２）。これにより、インバータ部２
の所定トランジスタが図２（ｅ）ないし（ｊ）にしたが
って駆動される。

【００３９】一方、上記フラグがクリアされているとき
には、ステップＳＴ２０からＳＴ２３に進み、インバー
タ部４のトランジスタＺを駆動する信号をオフし、トラ
ンジスタＸを駆動する信号をオンにする。これと同時
に、インバータ部４の上アームを構成するトランジスタ
Ｕ，Ｖ，Ｗを駆動するための信号をチョッピングするよ
うに、下アームから上アームのチョッピングに切り替え
る（ステップＳＴ２４）。

【００４０】上記割り込み処理が終了すると、メインル
ーチンに戻る。メインルーチンでは、上記ｔ（３０）の
次に電機子巻線電流の切り替える時刻ｔ（９０）、いわ
ゆる時刻ｔｂから電気角９０度に対応する時刻を算出す
るため、ｔ（９０）＝ｔｂ＋Ｔ×９０／３６０＋（ｔｂ
−ｔａ）の式をもちいる（ステップＳＴ９）。このよう
して算出された時刻ｔ（９０）をコンペアレジスタＢに
セットする（ステップＳＴ１０）。

【００４１】この後、上記コンペアレジスタＢとフリー
ランニングタイマの値とが一致すると、（９０）割り込
みルーチンを実行する。上記フラグがセットされている
ときには、ステップＳＴ３０からＳＴ３１に進み、イン
バータ部４のトランジスタＹを駆動する信号をオフにす
るとともに（図２（ｉ）に示す）、トランジスタＺを駆
動する信号をオンにする（図２（ｊ）に示す）。これと
同時に、インバータ部４の上アームを構成するトランジ
スタＵ，Ｖ，Ｗを駆動するための信号をチョッピングす
るように、下アームから上アームのチョッピングに切り
替えるための制御信号を印加電圧出力部１０ｆに出力す
る（ステップＳＴ３２）。

【００４２】一方、上記フラグがクリアされているとき
には、ステップＳＴ３０からＳＴ３３に進み、インバー
タ部４のトランジスタＶを駆動する信号をオフし、トラ
ンジスタＷを駆動する信号をオンにする。これと同時
に、インバータ部４の下アームを構成するトランジスタ
Ｘ，Ｙ，Ｚを駆動するための信号をチョッピングするよ
うに、上アームから下アームのチョッピングに切り替え
る（ステップＳＴ３４）。

【００４３】上記割り込み処理が終了すると、メインル
ーチンに戻る。メインルーチンでは、上記ｔ（９０）の
次に電機子巻線電流の切り替える時刻ｔ（１５０）、い
わゆる時刻Ｔｂから電気角１５０度に対応する時刻を算
出するため、ｔ（１５０）＝ｔｂ＋Ｔ×１２０／３６０
＋（ｔｂ−ｔａ）の式をもちいる（ステップＳＴ１
１）。このようして算出された時刻ｔ（９０）をコンペ
アレジスタＣにセットする（ステップＳＴ１２）。

【００４４】この後、上記コンペアレジスタＣとフリー
ランニングタイマの値とが一致すると、図６に示すｔ
（１５０）割り込みルーチンを実行する。上記フラグが
セットされているときには、ステップＳＴ４０からＳＴ
４１に進み、インバータ部４のトランジスタＵを駆動す
る信号をオフにするとともに（図２（ｅ）に示す）、ト
ランジスタＶを駆動する信号をオンにする（図２（ｆ）
に示す）。これと同時に、インバータ部４の下アームを
構成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚを駆動するための信号
をチョッピングするように、上アームから下アームのチ
ョッピングに切り替えるための制御信号を印加電圧出力
部１０ｆに出力する（ステップＳＴ４２）。

【００４５】一方、上記フラグがクリアされているとき
には、ステップＳＴ４０からＳＴ４３に進み、インバー
タ部４のトランジスタＸを駆動する信号をオフし、トラ
ンジスタＹを駆動する信号をオンにする。これと同時
に、インバータ部４の上アームを構成するトランジスタ
Ｕ，Ｖ，Ｗを駆動するための信号をチョッピングするよ
うに、下アームから上アームのチョッピングに切り替え
る（ステップＳＴ４４）。

【００４６】上記割り込み処理が終了すると、メインル
ーチンに戻る。メインルーチンでは、前回の位置検出信
号Ｒ０のエッジ検出時刻を前々回の位置検出信号Ｒ０の
エッジ検出時刻ｔｄ（＝Ｔｄ）を記憶しているメモリに
書き込む（ステップＳＴ１３）。

【００４７】また、今回の位置検出信号Ｒ０のエッジ時
刻ｔｂを前回の位置検出信号Ｒ０のエッジ時刻ｔｃを記
憶しているメモリに書き込む（ステップＳＴ１４）。つ
まり、次の位置検出信号Ｒ０のエッジを検出するため
に、時刻ｔｂ用のメモリを確保する。

【００４８】さらに、今回の位置検出信号Ｒ０のエッジ
時刻ｔａ、つまり今回のスパイク電圧ｂの終了時点を記
憶しているメモリをクリアする（ステップＳＴ１５）。
つまり、次のスパイク電圧ｂの終了時刻を検出するため
に、時刻ｔａ用のメモリを確保する。

【００４９】そして、スパイク電圧ｂの終了時点（入力
位置検出信号Ｒ０の立ち上がりエッジ）を検出すると、
再び当該メインルーチンを実行する。すなわち、誘起電
圧が下降し、入力位置検出信号Ｒ０の立ち上がりエッジ
がスパイク電圧ｂの終了時点となるからである。

【００５０】このように、例えば誘起電圧が上昇である
場合、スパイク電圧ｂの終了時点（位置検出信号Ｒ０の
最初の立ち下がりエッジ時刻）ｔａと位置検出信号Ｒ０
の最初の立ち上がりエッジ時刻ｔｂとの差（ｔｂ−ｔ
ａ）を算出し、この演算結果に現位置検出信号Ｒ０の最
初の立ち上りエッジ時刻ｔｂを加算して電機子巻線電流
の切り替えタイミングを算出する。

【００５１】また、時刻ｔ（９０）やｔ（１５０）につ
いても同様に、６０／３６０（または１２０／３６０）
に周期Ｔをかけて得た値に上記演算結果の（ｔｂ−ｔ
ａ）を加算し、この演算結果に位置検出信号Ｒ０の最初
の立ち上りエッジ時刻ｔｂを加算して電機子巻線電流の
切り替えタイミングを算出する。

【００５２】したがって、負荷の重さが大きくなり、ス
パイク電圧（幅）ｂが大きくなったとしても、スパイク
電圧ｂが誘起電圧と基準電圧ａとの交点近い微妙な位置
に達することもなく、かつ、スパイク電圧ｂが誘起電圧
と基準電圧ａとの交点にかかることもなくなり、換言す
れば誘起電圧と基準電圧ａとの交点（位置検出点）を常
に正確に検出することができる。

【００５３】この結果、スパイク電圧ｂの終了時点から
電機子巻線の電圧（端子電圧）のゼロクロス点（誘起電
圧と基準電圧ａとの交点；図２（ａ）を参照））まで時
間と、このゼロクロス点から電機子巻線の電流ゼロクロ
ス点（図２（ｃ）を参照）までの時間との間に誤差が小
さくなり、ブラシレスモータ３の運転効率の低下を抑え
ることができる。また、ブラシレスモータ３の回転む
ら、振動や騒音を抑えることができ、また脱調、回路の
破損を防止することができる。

【００５４】なお、上記実施例においては、一相の位置
検出信号Ｒ０をもとにして各電機子巻線電流の切り替え
タイミングを得ているが、三相の位置検出信号をもとに
して各電機子巻線電流の切り替えタイミングを得るよう
にしてもよい。

【００５５】この場合、図１の破線に示す回路が増える
ことになる。図７のタイムチャートを参照して簡単に説
明すると、誘起電圧が上昇である場合スパイク電圧ｂの
終了時刻ｔａを検出し、例えば位置検出信号Ｒ０（また
はＳ０もしくはＴ０）の最初の立ち下がりエッジをその
時刻ｔａで得る（ステップＳＴ５０）。

【００５６】続いて、誘起電圧と基準電圧ａとの交点
（位置検出点）の時刻ｔｂを検出し、例えば位置検出信
号Ｒ０（またはＳ０もしくはＴ０）の最初の立ち上がり
エッジ時刻ｔｂを検出する（ステップＳＴ５１）。

【００５７】続いて、上記演算結果によりｔｂ−ｔａ＝
ｔθを算出し、かつこの算出値ｔθを時刻ｔｂに加算し
てコンペアレジスタにセットする（ステップＳＴ５
２）。

【００５８】続いて、その時間ｔθが経過した時点を当
該電機子巻線の電流切り替えタイミングとし、電機子巻
線電流を切り替える（ステップＳＴ５３）。

【００５９】このように、スパイク電圧ｂの終了時点を
加味して電機子巻線の電流を切り替えていることから、
前実施例同様の効果を得ることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のブラシ
レスモータの制御方法によれば、ブラシレスモータをＰ
ＷＭ制御方式で回転制御する場合、電機子巻線の電流切
り替えによって発生するスパイク電圧の終了時点を検出
し、少なくともそのスパイク電圧の終了時点の時刻およ
び誘起電圧と基準電圧との交点（位置検出点）の時刻を
もとにして電機子巻線の電流切り替えタイミングを得る
ようにしたので、負荷の変動によりスパイク電圧が変わ
っても、スパイク電圧が位置検出点にかかることもなく
なり、つまり負荷の重さにかからわず回転子の位置を常
に正確に検出することができ、ひいては運転効率の向上
を図ることができ、また振動、騒音を低減し、モータや
部品の破損を防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示し、ブラシレスモータ
の制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線
図。

【図２】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的タイムチャート図。

【図３】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的フローチャート図。

【図４】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的フローチャート図。

【図５】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的フローチャート図。

【図６】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的フローチャート図。

【図７】この発明の他の実施例を説明する概略的フロー
チャート図。

【図８】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的ブ
ロック線図。

【図９】図８に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的タイムチャート図。

【符号の説明】

１交流電源（商用の）２コンバータ部３ブラシレスモータ（センサレス直流ブラシレスモー
タ）３ａ回転子４インバータ部（インバータ手段）５位置検出部５ａ基準電圧発生回路５ｂ，５ｃ，５ｄ比較回路６，１０制御回路１０ａ第１のタイマ１０ｂスパイク検出部１０ｃ演算部１０ｄ第２のタイマ１０ｅ駆動信号切替部１０ｆ印加電圧出力部Ｒ，Ｓ，Ｔ電機子巻線の端子電圧Ｒ０，Ｓ０，Ｔ０位置検出信号Ｕ，Ｖ，Ｗスイッチング素子（上アームのトランジス
タ）Ｘ，Ｙ，Ｚスイッチング素子（下アームのトランジス
タ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラシレスモータを駆動するためにスイ
ッチング素子をブリッジ接続したインバータ手段を有
し、前記ブラシレスモータの電機子巻線に発生する誘起
電圧と基準電圧とを比較して同ブラシレスモータの回転
子の位置を検出し、該検出位置に基づいて前記インバー
タ手段のスイッチング素子をオン、オフすることによ
り、前記ブラシレスモータの電機子巻線電流を切り替え
て同ブラシレスモータを回転させるとともに、前記イン
バータ手段のスイッチング素子をチョッピング制御して
速度制御を行うブラシレスモータの制御方法において、前記電機子巻線電流の切り替え時に発生したスパイク電
圧の終了タイミングを検出し、該スパイク電圧の終了タ
イミングから前記誘起電圧と基準電圧との交点までの時
間を算出し、少なくとも前記算出された時間をもとにし
て前記電機子巻線の電流切り替えタイミングを得、該得
られたタイミングで前記ブラシレスモータの電機子巻線
の電流を切り替えるようにしたことを特徴とするブラシ
レスモータの制御方法。
【請求項２】ブラシレスモータを駆動するためにスイ
ッチング素子をブリッジ接続したインバータ手段を有
し、前記ブラシレスモータの電機子巻線に発生する誘起
電圧と基準電圧とを比較して同ブラシレスモータの回転
子の位置を検出し、該検出位置に基づいて前記インバー
タ手段のスイッチング素子をオン、オフすることによ
り、前記ブラシレスモータの電機子巻線電流を切り替え
て同ブラシレスモータを回転させるとともに、前記イン
バータ手段のスイッチング素子をチョッピング制御して
速度制御を行うブラシレスモータの制御方法において、前記電機子巻線電流の切り替え時に発生したスパイク電
圧の終了タイミングを検出し、該スパイク電圧の終了タ
イミングから前記誘起電圧と基準電圧との交点（位置検
出点）までの時間を算出するとともに、前記位置検出間
により１周期の時間を算出し、該算出されてた時間をも
とにして前記電機子巻線の電流切り替えタイミングを得
ており、前記算出時間と前記位置検出点から最短の電機
子巻線電流の切り替えまでの時間とが等しくなるように
前記ブラレスモータの電機子巻線電流を切り替えるよう
にしたことを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
【請求項３】三相のブラシレスモータを駆動するため
にスイッチング素子をブリッジ接続したインバータ手段
を有し、前記ブラシレスモータの電機子巻線に発生する
誘起電圧と基準電圧とを比較して同ブラシレスモータの
回転子の位置を検出し、該検出位置に基づいて前記イン
バータ手段のスイッチング素子をオン、オフすることに
より、前記ブラシレスモータの電機子巻線電流を切り替
えて同ブラシレスモータを回転させるとともに、前記イ
ンバータ手段のスイッチング素子をチョッピング制御し
て速度制御を行うブラシレスモータの制御方法におい
て、前記ブラシレスモータの電機子巻線に発生したスパイク
電圧の終了タイミングを検出し、該スパイク電圧の終了
タイミングから前記誘起電圧と基準電圧との交点（位置
検出点）までの時間を算出し、該算出時間をもとにして
前記ブラシレスモータの三相の電機子巻線の電流切り替
えタイミングを得、該得れらたタイミングで前記ブラレ
スモータの電機子巻線の電流を切り替えるようにしたこ
とを特徴とするブラシレスモータの制御方法。