JPH0847290A - ブラシレスモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスモータの制御方法において、最適
な電機子巻線の通電切り替えを可能とし、振動や騒音の
低減、回転の安定化を可能とする。 【構成】 直流電源をインバータ部２でスイッチングし
てブラシレスモータ１の電機子巻線に印加する際、ブラ
シレスモータ１の回転子の位置検出に基づいてインバー
タ部２を駆動して電機子巻線の通電を切り替えるブラシ
レスモータの制御方法であって、電機子巻線の端子電圧
（誘起電圧）と基準電圧とを比較回路１０ａで比較し、
この比較結果による交点で変化する位置信号Ｄを制御回
路１１に入力しており、この制御回路１１はその位置信
号Ｄの変化を検出するとともに、この変化から電気角６
０度より大きい電気角に相当する時間を計時し、かつこ
の計時時間をもとにして各電気角３０度、９０度、１５
０度に相当する時間を算出する。また、上記位置信号Ｄ
の変化点から電気角３０度、９０度、１５０度に相当す
る時間を計時し、この計時終了点でブラシレスモータ１
の電機子巻線の通電を切り替える。

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
タの回転制御の安定化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
を交流／直流変換器で直流に変換して得た電源Ｖｄｃを
スイッチングしてブラシレスモータ１の電機子巻線に印
加するために複数のスイッチング素子（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
回路２と、ブラシレスモータ１の端子電圧（例えば１２
０度位相の異なる電圧；誘起電圧を含む）Ｒ，Ｓ，Ｔを
もとにして回転子１ａの位置を検出する位置検出部３
と、ブラシレスモータ１の各電機子巻線の通電を所定に
切り替え、かつ位置検出部３からの位置検出信号Ａ，
Ｂ，Ｃをもとにして各電機子巻線の通電を所定に切り替
えるためにインバータ部２の駆動信号を出力する制御回
路４とを備えている。

【０００４】位置検出部３は、インバータ回路２の電源
電圧Ｖｄｃを１／２に分圧して基準電圧を発生する基準
電圧発生回路３ａと、各相の端子電圧（誘起電圧）と基
準電圧Ｖｄｃ／２とを比較してブラシレスモータ１の回
転に同期した位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃを出力する比較回
路３ｂ，３ｃ，３ｄとをからなる。

【０００５】制御回路４は、マイクロコンピュータおよ
び駆動回路等からなり、駆動信号を出力してインバータ
部２のトランジスタＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを駆動す
る。

【０００６】上記構成の制御装置において、ブラシレス
モータ１の起動時には例えば同ブラシレスモータ１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Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて同ブラシレスモータ１を回
転制御する（いわゆる位置検出による運転に切り替え
る）。

【０００７】上記位置検出による運転においては、回転
子１ａの位置を検出し、この位置検出に基づいて各電機
子巻線の通電を切り替えるため、上記位置検出部３は、
例えば図９（ａ）ないし（ｃ）に示す各電機子巻線の端
子電圧Ｒ，Ｓ，Ｔと基準電圧Ｖｄｃ／２とを比較し、そ
の交点で変化する位置検出信号（図９（ｄ）ないし
（ｆ）に示す）Ａ，Ｂ，Ｃを出力する。

【０００８】上記位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃが制御回路４
に入力し、この制御回路４は端子電圧の誘起電圧区間ａ
の波形と基準電圧Ｖｄｃ／２との交点を検出し、これら
交点から電気角６０度に相当する時間Ｔ（図９に示すＴ
０ないしＴ４）を得る。さらに、それら交点からＴ／２
時間（図９に示すＴ０／２ないしＴ４／２）経過後にイ
ンバータ部２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（図９（ｇ）ないし
（ｌ）に示す）を発生する。

【０００９】各駆動信号により各トランジスタＵ，Ｖ，
Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚが駆動されるため、ブラシレスモータ１
の電機子巻線電流が切り替えられ、ブラシレスモータ１
が回転制御される。

【００１０】また、空気調和機の圧縮機等においてはＰ
ＷＭ制御方式を採用しており、この場合制御回路４はイ
ンバータ部２の一方のアーム（下アームまたは上アー
ム）のトランジスタの駆動信号のオン部分を所定デュー
ティ比（オン、オフ比）でチョッピングする。

【００１１】このように、位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃに基
づいてブラシレスモータ１の各電機子巻線電流を切り替
えて同ブラシレスモータ１を回転制御し、またチョッピ
ングのオン、オフ比を可変してブラシレスモータ１を所
定回転数に制御する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ブラシ
レスモータの制御方法を圧縮機等に使用し、ＰＷＭ制御
する場合、各端子電圧Ｒ，Ｓ，Ｔはチョッピングされた
波形となり、したがって端子電圧Ｒ，Ｓ，Ｔの誘起電圧
もチョピングされた波形となる（図１０を参照）。この
誘起電圧の波形がトランジスタＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ
のオン時にのみ現れるため、図１０に示すように、トラ
ンジスタＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚのオフ時においては誘
起電圧と基準電圧Ｖｄｃ／２との交点が検出されない。

【００１３】この場合、上記交点の検出タイミングがそ
の交点の直前の立ち下がりあるいは直後の立ち上がり
（チョッピングの立ち下がりあるいは立ち上がり）とな
り、結果トランジスタのオフ範囲（Ｔｏｆｆ時間の範
囲）内で検出誤差が発生することになる。このＴｏｆｆ
時間が電気角６０度に相当する時間Ｔ（６０）に対して
決して小さくないことから、時間Ｔ（６０）には誤差が
生じる。

【００１４】これは、通電切り替えタイミングである電
気角３０度に相当する時間Ｔ／２に影響を与えるため、
図９に示す算出時間Ｔ／２（Ｔ０／２，Ｔ１／２，Ｔ２
／２，Ｔ３／２，Ｔ４／２）にも誤差発生する。

【００１５】そして、上記算出時間Ｔ／２の計時を開始
する検出タイミング（交点のタイミング）においてもＴ
ｏｆｆ時間の範囲で誤差が生じていることから、そのＴ
／２時間経過後にトランジスタの導通を切り替えるタイ
ミングには大きい誤差が含まれる。この大きな誤差によ
りブラシレスモータ１の通電切り替えタイミングが適切
でなくなり、回転トルクむら、振動や騒音の増大を招く
だけでなく、最悪として脱調して停止し、さらにはその
停止と同時に過電流が流れてトランジスタの破損を招く
ことがある。

【００１６】また、ブラシレスモータ１を空気調和機の
圧縮機に用いた場合、定速運転中であっても冷媒の吸
入、圧縮および吐出動作による負荷変動により周期的な
トルク変動を発生する（図１１に示す）。

【００１７】この周期的なトルク変動によりブラシレス
モータ１の回転速度が変動するため、上記電気角６０度
区間の時間Ｔがそれぞれ一定でなく、つまり隣合う電気
角６０区間の時間Ｔが異なり、上述同様にＴ／２時間経
過後にトランジスタの導通を切り替えるタイミングに誤
差が生じ、結果同様の問題点を生じることとなる。

【００１８】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的はブラシレスモータの通電切り替えタイ
ミングを適切なものとすることができ、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
止して回転制御の安定化、効率のよい運転を可能とする
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。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は直流電源をインバータ手段でスイッチン
グしてブラシレスモータの電機子巻線に印加し、かつ該
ブラシレスモータの回転子の位置検出に基づいて前記イ
ンバータ手段を駆動して前記電機子巻線の通電を切り替
えるブラシレスモータの制御方法であって、前記電機子
巻線に発生する誘起電圧と基準電圧とを比較して前記ブ
ラシレスモータの回転に同期した位置信号を得、該位置
信号の変化により電気角６０度より大きい電気角に相当
する時間を計時し、該計時された時間をもとにして前記
位置信号の変化点から前記電機子巻線の通電切り替えタ
イミングに相当する時間を演算する一方、前記位置信号
の変化点から前記演算された時間を計時し、該計時の終
了時点で前記電機子巻線の通電切り替えるようにしたこ
とを要旨とする。

【００２０】また、この発明では、前記電気角６０度よ
り大きい電気角に相当する時間を前記ブラシレスモータ
の周期的な速度変動の１周期分に相当する時間としてい
る。

【００２１】さらに、この発明では、前記ブラシレスモ
ータを空気調和機の圧縮機モータに用い、冷媒の吸入、
圧縮、吐出による周期的な速度変動（電気角３６０度の
周期的変動）に対応し、前記電気角６０度より大きい電
気角に相当する時間を電気角３６０度に相当する時間と
している。

【００２２】

【作用】上記手段によれば、ブラシレスモータの電機子
巻線の端子電圧（誘起電圧）と基準電圧とが比較され、
少なくともその比較結果による交点で変化する回転子の
回転に同期した位置信号が得られる。

【００２３】上記位置信号の変化（立ち上がり、立ち下
がり）により電気角６０度より大きい電気角に相当する
時間が計時される。この計時時間をもとにして上記位置
信号の変化点から上記電機子巻線の通電を切り替えるタ
イミングまでに相当する時間（所定位相角）が算出され
るとともに、上記位置信号の変化点からその算出時間が
計時される。この計時終了時点でブラシレスモータの電
機子巻線電流の通電状態が切り替えられる。

【００２４】このようにすることで、ＰＷＭ制御時に誘
起電圧と基準電圧との交点がチョッピングのオフ部分
（Ｔｏｆｆ時間）に該当し、結果その交点検出タイミン
グに誤差が含まれるが、この誤差は電気角６０度より大
きい電気角に相当する時間を使用することにより相対的
に小さくなり、上記算出される時間（所定位相角）に与
える影響が小さくされ、つまり結果的に誤差が小さくさ
れる。したがって、上記電機子巻線電流の切り替えタイ
ミングの誤差が小さくなり、最適な通電切り替えタイミ
ングが得られる。

【００２５】また、上記電気角６０度より大きい電気角
に相当する時間が空気調和機の圧縮機の負荷変動に伴う
トルク変動の周期的な速度変動の１周期分とされるた
め、周期的な速度変動による算出時間（所定位相角）の
誤差が平均化される。

【００２６】さらに、上記電気角６０度より大きい電気
角が３６０度とされ、この電気角３６０度に相当する時
間がＴｏｆｆ時間よりも十分大きく、周期的な速度変動
の１周期分の時間と同じにされるため、算出時間（所定
位相角）の誤差が小さくされる。

【００２７】

【実施例】この発明のブラシレスモータの制御方法は、
例えば三相の直流ブラシレスモータ（以下ブラシレスモ
ータと記す）の１相の端子電圧（誘起電圧）と基準電圧
とを比較し、この比較結果による交点の変化を検出する
とともに、この交点の変化から所定位相角（電気角３０
度、９０度、１５０度）遅れ点に相当する時間を算出す
る際、電気角６０度より大きい電気角に相当する時間を
計時し、この計時時間をもとにして各電気角３０度、９
０度、１５０度に相当する時間を算出する。

【００２８】これにより、ブラシレスモータをＰＷＭ制
御方式で回転制御する場合、誘起電圧と基準電圧との交
点が図１０に示すＴｏｆｆ時間内に該当し、その交点検
出タイミングが最大Ｔｏｆｆ時間だけ誤差を含むことに
なっても、そのＴｏｆｆ時間が電気角３６０度に相当す
る時間と比較して極めて小さく、上記算出される所定位
相角（電気角３０度、９０度、１５０度）に相当する時
間はその誤差による影響が極めて小さくなる。

【００２９】そのため、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例えば図１に示す構成
をしている。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。

【００３０】図１において、この制御装置は、三相四極
のブラシレスモータ１の３つの電機子巻線の端子電圧
（誘起電圧）Ｒ，Ｓ，Ｔのうち１つ、例えば端子電圧Ｒ
と基準電圧Ｖｄｃ／２とを比較して位置信号Ｄを出力す
る位置検出部１０と、この位置信号Ｄの変化（立ち上が
りエッジまたは立ち下がりエッジ）により電気角３６０
度に相当する時間を計時し、この計時時間をもとにして
所定位相角（例えば電気角３０度、９０度および１５０
度）に相当する時間を算出し、その位置信号のエッジか
ら算出時間経過点でブラシレスモータ１の電機子巻線の
通電をそれぞれ切り替える制御回路（マイクロコンピュ
ータ）１１を備えている。なお、位置検出部１０は、図
８と同様に所定の基準電圧（Ｖｄｃ／２）を発生する基
準電圧発生回路３ａと、比較回路１０ａとを備えてい
る。制御回路１１は、ＰＷＭ制御時にインバータ部２の
上アームのトランジスタＵ，Ｖ，Ｗまたは下アームのト
ランジスタＸ，Ｙ，Ｚをオン、オフする駆動信号、この
駆動信号のオン部分をチョッピングするチョッピング信
号およびこのチョッピングを上アームまたは下アームに
切り替える制御信号を出力する機能を有している。

【００３１】また、上記制御装置は、制御回路１１から
の駆動信号、チョッピング信号および制御信号を入力
し、駆動信号のオン部分をチョッピングし、このチョッ
ピングされた駆動信号を含む駆動信号によりインバータ
部２の各トランジスタＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを駆動す
る駆動回路１２を備えている。

【００３２】さらに、上記制御装置を空気調和機の圧縮
機の制御に用いた場合、制御装置は、交流電源１３を交
流／直流変換するコバータ回路１４と、このコンバータ
回路１４の出力直流を平滑化するコンデンサ１５と、交
流電源１３とコンバータ回路１４の間に設けられる力率
改善用リアクタ１６とを備えている。

【００３３】次に、上記制御装置の動作を図２のタイム
チャート図および図３ないし図６のフローチャート図を
参照して詳しく説明すると、まずブラシレスモータ１の
起動時には誘起電圧が発生しないことから、制御回路１
１は既に公知の同期運転を実行する。

【００３４】この同期運転によりブラシレスモータ１を
低周波から徐々に加速し、位置検出部１０において出力
する位置信号Ｄにより誘起電圧と基準電圧との交点の検
出が可能となるまで、つまり適切な位置信号Ｄが得られ
るまで上記処理を実行する。

【００３５】そして、位置検出部１０にはブラシレスモ
ータ１のＲ相の端子電圧Ｒが正常に入力し（図２（ｂ）
示す）、位置検出部１０は端子電圧Ｒの誘起電圧と基準
電圧発生回路３ａからの基準電圧とを比較回路１０ａで
比較し、この比較結果の位置信号Ｄを出力する（図２
（ｃ）に示す）。なお、図２中においては誘起電圧と基
準電圧と交点がトランジスタのオン部分にあるが、その
交点がオフ部分にある場合にはチョッピング信号の立ち
上がり、あるいは立ち下がりエッジがその交点となる。

【００３６】ここで、制御回路１１は入力位置信号によ
りその変化点（立ち上がりあるいは立ち下がりエッジ）
を検出するが、例えば誘起電圧が上昇時である場合イン
バータ部２の上アームトランジスタＵ，Ｖ，ＷをＰＷＭ
制御しており、通電切り替えタイミング後の位置信号Ｄ
の最初の立ち上がりエッジ（図２に示すｔ１，ｔ３）を
検出し、また誘起電圧が下降時である場合インバータ部
２の下アームトランジスタＸ，Ｙ，ＺをＰＷＭ制御して
おり、通電切り替えタイミング後の最初の立ち下がりエ
ッジ（図２に示すｔ２，ｔ７）を検出する。なお、ＰＷ
Ｍ制御において、制御回路１１からの駆動信号、チョッ
ピング信号および制御信号を駆動回路１２に入力し、こ
の駆動回路１２はその制御信号にしたがって所定駆動信
号とチョッピング信号とを合成し、この合成された駆動
信号を含む駆動信号によりインバータ部２を駆動する。

【００３７】上記入力位置信号Ｄの上記エッジ検出毎に
図３ないし図６に示すルーチンを実行し、まずそのエッ
ジ検出がｔ３時点であるとすると、この検出の現在の時
刻ｔａをフリーランニングタイマで検出し、この時刻ｔ
ａを内部のメモリに一時記憶する（ステップＳＴ１）。

【００３８】続いて、この時刻ｔａに前回算出の電気角
３０度に相当する時間Ｔ（３０）＝Ｔ２×（３０／３６
０）を加算し（ステップＳＴ２）、この時刻ｔａ＋Ｔ
（３０）＝ｔ（３０）を制御回路１１のフリーランニン
グタイマのコンペアレジスタＡにセットする（ステップ
ＳＴ３）。なお、時間Ｔ（３０）＝Ｔ２×（３０／３６
０）の算出については後に説明する。

【００３９】続いて、上記位置信号Ｄの検出エッジが立
ち上がり、立ち下がりの何れかを判断し（ステップＳＴ
４）、立ち上がりエッジであるときにはステップＳＴ５
に進み制御回路１１の内部に予め設定されているフラグ
をセットし（“１”とし）、立ち下がりエッジであると
きにはステップＳＴ６に進みそのフラグをクリアする
（“０”にする）。

【００４０】この後、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し、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２のトランジスタＷを駆動する信
号をオフにするとともに（図２（ｆ）に示す）、トラン
ジスタＵを駆動する信号をオンにする（図２（ｄ）に示
す）。これと同時に、インバータ部２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駆動回路１２に出
力する（ステップＳＴ２２）。

【００４１】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２のトランジスタＺ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Ｘを駆動す
る信号をオンにする（図２（ｇ）に示す）。これと同時
に、インバータ部２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駆動回路１２に出力する（ステップ
ＳＴ２４）。

【００４２】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、電気角９０度に相
当する時間Ｔ（９０）を算出するため、ｔ１時点とｔ３
時点との間の時間（電気角３６０度に相当する時間）Ｔ
３を算出する（ステップＳＴ７）。この場合、ｔ３時点
の時刻ｔａからｔ１時点の時刻ｔｃを減算してその時間
Ｔ３を算出する。

【００４３】続いて、上記算出時間Ｔ３を用いて上記位
置信号Ｄの検出エッジから位相角９０度に相当する時間
Ｔ（９０）＝Ｔ３×（９０／３６０）を算出するととも
に、この算出時間Ｔ（９０）を時刻ｔａに加算してその
電気角９０度の時刻を算出し（ステップＳＴ８）、この
算出時刻ｔ（９０）＝ｔａ＋Ｔ（９０）をコンペアレジ
スタＢにセットする（ステップＳＴ９）。

【００４４】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（図２に示すｔ５
時点）、図５に示すｔ（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２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
（ｈ）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（ｉ）に示す）。これと同時に、インバー
タ部２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
信号を駆動回路１２に出力する（ステップＳＴ３２）。

【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ＳＴ３０からＳＴ３３に進み、インバー
タ部２のトランジスタＶ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Ｗ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２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駆動回路１２に出力する（ステップ
ＳＴ３４）。

【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、電気角１５０度に
相当する時間Ｔ（１５０）を算出するため、上記時間Ｔ
３を用いて位置信号Ｄのエッジから電気角１５０度に相
当する時間Ｔ（１５０）＝Ｔ３×（１５０／３６０）を
算出するとともに、この算出時間Ｔ（１５０）を時刻ｔ
ａに加算してその電気角１５０度の時刻ｔ（１５０）を
算出し（ステップＳＴ１０）、この算出時刻ｔ（１５
０）＝ｔａ＋Ｔ（１５０）をコンペアレジスタＣにセッ
トする（ステップＳＴ１１）。

【００４７】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２に示すｔ６
時点）で、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ＳＴ４１に進み、インバータ部２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（ｄ）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（ｅ）に示す）。これと同時に、イ
ンバータ部２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
ための制御信号を駆動回路１２に出力する（ステップＳ
Ｔ４２）。

【００４８】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２のトランジスタＸを駆動する信号をオフにすると
ともに（図２（ｇ）に示す）、トランジスタＹを駆動す
る信号をオンにする（図２（ｈ）に示す）。これと同時
に、インバータ部２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駆動回路１２に出力する（ステップ
ＳＴ４４）。

【００４９】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、電気角３６０度に
相当する時間Ｔ３を用いて電気角３０度に相当する時間
Ｔ（３０）＝Ｔ３×（３０／３６０）を算出してメモリ
に記憶する（ステップＳＴ１２）。この時間Ｔ（３０）
の算出は当該メインルーチンを繰り返した際に上記ステ
ップＳＴ２で用いるためである。

【００５０】続いて、前々回の位置信号Ｄのエッジを検
出した時刻ｔｃ（図２に示すｔ１時点）を記憶している
メモリに前回検出の位置信号Ｄのエッジを検出した時刻
ｔｂ（図２に示すｔ２時点）を書き込み、つまり前々回
の時刻ｔｃに変えて前回の時刻ｔｂを記憶する（ステッ
プＳＴ１３）。また、前回検出の位置信号Ｄのエッジの
時刻ｔｂ（図２に示すｔ２時点）を記憶しているメモリ
に今回検出の位置信号Ｄのエッジ時刻ｔａ（図２に示す
ｔ３）を書き込む、つまり次の位置信号Ｄのエッジの時
刻を得るために、メモリを１つ確保しておく必要がある
からである。

【００５１】そして、入力位置信号Ｄの上記エッジを検
出すると、再び当該メインルーチンを実行し、そのエッ
ジ検出の現時刻ｔａ（図２に示すｔ７時点）をメモリに
記憶する（ステップＳＴ１）。上記ステップＳＴ１２に
おいて算出された電気角３０度に相当する時間Ｔ（３
０）＝Ｔ３×（３０／３６０）をその現時刻ｔａに加算
し（ステップＳＴ２）、この時刻ｔａ＋Ｔ（３０）＝ｔ
（３０）をコンペアレジスタＡにセットする（ステップ
ＳＴ３）。次にフラグを処理し（ステップＳＴ４ないし
ＳＴ６）、この後に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、上述した処理を実
行する。

【００５２】このようにして、図３のメインルーチンを
実行し、かつコンペアレジスタＡ，Ｂ，Ｃとフリーラン
ニングタイマの値とが一致すると、図４ないし図６の割
り込みルーチンを実行し、かつ繰り返す。

【００５３】図２のタイムチャートを参照して具体的に
説明すると、ｔ７時点では位置信号Ｄのエッジが立ち下
がりであることから、フラグをクリアし（ステップＳＴ
６）、その後上記コンペアレジスタＡにセットされてい
る時刻ｔ（３０）が経過した時点（図２に示すｔ８時
点）で図４に示すｔ（３０）割り込みルーチンを実行す
る。

【００５４】この場合、フラグが立っていないため、上
述したようにインバータ部２のトランジスタＺ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Ｘを駆動する信号をオンにする（図２（ｇ）
に示す）。これと同時に、インバータ部２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駆動回路１２
に出力する。

【００５５】また、位置信号Ｄのエッジから位相角９０
度の時刻ｔ（９０）＝ｔ７＋Ｔ４×（９０／３６０）を
算出し、この時刻ｔ（９０）が経過した時点（図２に示
すｔ９時点）で図５に示す（９０）割り込みルーチンを
実行する。

【００５６】この場合、フラグが立っていないため、上
述したようにインバータ部２のトランジスタＶを駆動す
る信号をオフにするとともに、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２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駆
動回路１２に出力する。

【００５７】さらに、位置信号Ｄのエッジから位相角１
５０度の時刻ｔ（１５０）＝Ｔ７＋Ｔ４×（１５０／３
６０）を算出し、この時刻ｔ（１５０）が経過した時点
で図６に示す割り込みルーチンを実行する。

【００５８】この場合、フラグが立っていないため、上
述したようにインバータ部２のトランジスタＸを駆動す
る信号をオフにするとともに（図２（ｇ）に示す）、ト
ランジスタＹを駆動する信号をオンにする（図２（ｈ）
に示す）。これと同時に、インバータ部２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駆動回路１２
に出力する。

【００５９】このように、誘起電圧と基準電圧Ｖｄｃ／
２との交点を検出し、この交点から所定位相角（電気角
３０度、９０度および１５０度）遅れ点に相当する時間
を電気角６０度より大きい電気角に相当する時間をもと
にして算出する。そして、上記交点から算出時間経過後
にブラシレスモータ１の通電を切り替える駆動信号を発
生する。

【００６０】したがって、誘起電圧と基準電圧Ｖｄｃ／
２との交点がスイッチング素子のオフ時（図１０に示す
Ｔｏｆｆ時間）に該当する場合、そのＴｏｆｆ時間に誘
起電圧波形がなく、その交点検出タイミングには最大で
Ｔｏｆｆ時間だけ誤差が生じるが、その誤差が電気角６
０度より大きい電気角に相当する時間と比較して極めて
小さく、つまり上記算出される電気角３０度、９０度、
１５０度に相当する時間に対する影響が極めて小さくす
ることができる。

【００６１】これにより、ブラシレスモータ１の通電を
適切に切り替えることができ、回転むら、振動や騒音を
抑えることができ、また脱調、回路の破損を防止して回
転制御の安定化、効率のよい運転を可能とすることがで
きる。

【００６２】また、３相４極のブラシレスモータ１を空
気調和機の圧縮機（例えば２シリンダ型ロータリコンプ
レッサ）に用いた場合、図７に示すように、負荷変動
（冷媒の吸入、圧縮および吐出による負荷変動）による
トルク変動に伴う周期的な速度変動の周期が電気角３６
０度と一致する。

【００６３】この場合、上述したように、所定位相角
（電気角３０度、９０度および１５０度）に相当する時
間Ｔ（３０），Ｔ（９０），Ｔ（１５０）を電気角６０
度より大きい電気角３６０度に相当する時間をもとにし
て得ることにより、上記同様の効果の他に、周期的な速
度変動による誤差が平均化されるため、ブラシレスモー
タ１の通電切り替えタイミングの誤差も平均化されて小
さくなり、周期的なトルク変動に対応してその通電切り
替えタイミングを適切なものとすることができる。

【００６４】なお、所定位相角（電気角３０度、９０度
および１５０度）に相当する時間Ｔ（３０），Ｔ（９
０），Ｔ（１５０）を算出する際、電気角６０度より大
きい電気角に相当する時間としては電気角３６０度に相
当する時間でなくとも、ブラシレスモータ１の速度変動
が周期的である場合その周期的な速度変動の１周期分の
時間でもよく、ただ電気角６０より大きい電気角に相当
する時間であればよい。

【００６５】また、上記実施例において、１相の位置信
号Ｄをもとにして各電機子巻線の通電切り替えタイミン
グを得ているが、２相あるいは３相の位置信号をもとに
して各通電切り替えタイミングを得るようにしてもよ
い。

【００６６】

【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、誘起電圧と基準電圧
との交点検出で誤差が生じても、ブラシレスモータの通
電切り替えタイミングの時間算出を電気角６０度より大
きい電気角に相当する時間を用いるようにしたので、通
電切り替えタイミングに与えるその誤差の影響を小さく
でき、ブラシレスモータの通電切り替えを最適に行うこ
とができ、回転むら、振動や騒音を抑えることができ、
また脱調、回路の破損を防止して回転制御の安定化、効
率のよい運転を可能とすることができる。

【００６７】また、ブラシレスモータを空気調和機の圧
縮機を駆動するモータとして用いた場合、周期的な速度
変動の１周期分に相当する時間をもとにしてブラシレス
モータの通電切り替えタイミングの時間を算出するよう
にしたので、この周期的な速度変動による誤差（上記交
点検出の誤差）を平均化することになり、ブラシレスモ
ータ１の通電切り替えタイミングの誤差も平均化されて
小さくなり、周期的なトルク変動に対応してその通電切
り替えタイミングを適切なものとすることができ、上述
同じ効果を得ることができる。

【００６８】さらに、冷媒の吸入、圧縮、吐出による周
期的な速度変動による誤差（上記交点検出の誤差）が電
気角３６０度であることから、この電気角３６０に相当
する時間をもとにしてブラシレスモータの通電切り替え
タイミングの時間を算出するようにしたので、この周期
的な速度変動による誤差（上記交点検出の誤差）を平均
化することになり、ブラシレスモータ１の通電切り替え
タイミングの誤差も平均化されて小さくなり、周期的な
トルク変動に対応してその通電切り替えタイミングを適
切なものとすることができ、上述と同じ効果を得ること
ができる。

【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】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。

【図１０】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。

【図１１】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 ブラシレスモータ（直流ブラシレスモータ） １ａ 回転子（ブラシレスモータ１の） ２ インバータ部 ３ａ 基準電圧発生回路 １０ 位置検出部 １０ａ 比較回路 １１ 制御回路（マイクロコンピュータ） １２ 駆動回路 １３ 交流電源 １４ コンバータ回路 １５ 平滑用コンデンサ １６ リアクタ Ｒ，Ｓ，Ｔ 電機子巻線の端子電圧 Ｄ 位置信号 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源をインバータ手段でスイッチン
   グしてブラシレスモータの電機子巻線に印加し、かつ該
   ブラシレスモータの回転子の位置検出に基づいて前記イ
   ンバータ手段を駆動して前記電機子巻線の通電を切り替
   えるブラシレスモータの制御方法であって、 前記電機子巻線に発生する誘起電圧と基準電圧とを比較
   して前記ブラシレスモータの回転に同期した位置信号を
   得、該位置信号の変化により電気角６０度より大きい電
   気角に相当する時間を計時し、該計時された時間をもと
   にして前記位置信号の変化点から前記電機子巻線の通電
   切り替えタイミングに相当する時間を演算する一方、前
   記位置信号の変化点から前記演算された時間を計時し、
   該計時の終了時点で前記電機子巻線の通電切り替えるよ
   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。
2. 【請求項２】 空気調和機の圧縮機を駆動するブラシレ
   スモータを回転制御する際、直流電源をインバータ手段
   でスイッチングして前記ブラシレスモータの電機子巻線
   に印加し、かつ該ブラシレスモータの回転子の位置検出
   に基づいて前記インバータ手段を駆動して前記電機子巻
   線の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法であ
   って、 前記電機子巻線に発生する誘起電圧と基準電圧とを比較
   して前記ブラシレスモータの回転に同期した位置信号を
   得、該位置信号の変化により電気角６０度より大きい電
   気角に相当する時間を計時し、該計時された時間をもと
   にして前記位置信号の変化点から前記電機子巻線の通電
   切り替えタイミングに相当する時間を演算する一方、前
   記位置信号の変化点から前記演算された時間を計時し、
   該計時の終了時点で前記電機子巻線の通電切り替えるよ
   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。
3. 【請求項３】 空気調和機の圧縮機を駆動するブラシレ
   スモータを回転制御する際、直流電源をインバータ手段
   でスイッチングして前記ブラシレスモータの電機子巻線
   に印加し、かつ該ブラシレスモータの回転子の位置検出
   に基づいて前記インバータ手段を駆動して前記電機子巻
   線の通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法であ
   って、 前記電機子巻線に発生する誘起電圧と基準電圧とを比較
   して前記ブラシレスモータの回転に同期した位置信号を
   得、該位置信号の変化により前記ブラシレスモータの周
   期的な速度変動の１周期分に相当する時間を計時し、該
   計時された時間をもとにして前記位置信号の変化点から
   前記電機子巻線の通電切り替えタイミングに相当する時
   間を演算する一方、前記位置信号の変化点から前記演算
   された時間を計時し、該計時の終了時点で前記電機子巻
   線の通電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。
4. 【請求項４】 空気調和機の圧縮機モータを駆動するブ
   ラシレスモータを回転制御する際、直流電源をインバー
   タ手段でスイッチングして前記ブラシレスモータの電機
   子巻線に印加し、かつ前記ブラシレスモータの回転子の
   位置検出に基づいて前記インバータ手段を駆動して前記
   電機子巻線の通電を切り替えるブラシレスモータの制御
   方法であって、 前記電機子巻線に発生する誘起電圧と基準電圧とを比較
   して前記ブラシレスモータの回転に同期した位置信号を
   得、該位置信号の変化により電気角３６０度に相当する
   時間を計時し、該計時された時間をもとにして前記位置
   信号の変化点から前記電機子巻線の通電切り替えタイミ
   ングに相当する時間を演算する一方、前記位置信号の変
   化点から前記演算された時間を計時し、該計時の終了時
   点で前記電機子巻線の通電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。