JPH10108492A - ブラシレスモータの制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスモータの回転子の位置検出の回路
の簡略化、部品点数の削減を図り、かつ回転子の位置を
正確に検出し、電機子巻線電流の通電を適切に切り替
え、効力向上を図る。 【解決手段】 ブラシレスモータ4の各相の電機子巻線
電圧R,S,Tを第1の分圧回路10aで所定に分圧する一方、1
つの電機子巻線電圧Ｒを第2の分圧回路10bで所定に分圧
するとともに、この分圧電圧Ｒ2の最大値検出回路10cで
検出して基準電圧kとする。第1の分圧回路10aで分圧さ
れた各相の分圧巻線電圧R1,S1,T1と基準電圧kとを比較
回路10dで比較し、これら比較結果の信号a,b,cを制御回
路11に入力する。制御回路11は、インバータ回路3を所
定に駆動してブラシレスモータ4を所定に回転制御する
一方、比較結果の信号a,b,cにより各相の分圧巻線電圧R
1,S1,T1に含まれている誘起電圧と基準電圧kとの交点を
得る。また、前回得た交点と今回得た交点との時間差を
もとにして30度に相当する時間を算出し、今回得た交点
から算出時間経過後にブラシレスモータ4の通電を切り
替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機等のモ
ータに用いる直流センサレスブラシレスモータ（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
しくは回転数によらず正確な位置検出を可能とし、効率
向上を図るブラシレスモータの制御方法およびその装置
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、例えば図８に示す制御装置を必要とする。同図
において、この制御装置は、交流電源１を交流／直流変
換器２で直流に変換して得た電源Ｖｄｃをインバータ回
路３でスイッチングしてブラシレスモータ（例えば三相
モータ）４に供給する。

【０００３】また、この制御装置は、ブラシレスモータ
４の電機子巻線電圧（１２０度位相の異なる巻線電圧
（誘起電圧を含む））Ｒ，Ｓ，Ｔに基づいて回転子４ａ
の位置を検出する位置検出部５と、この位置検出部５か
らの位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃをもとにしてブラシレスモ
ータ４の電機子巻線電流の通電を所定に切り替えるため
にインバータ回路３の制御信号（駆動信号）を出力する
一方、同制御信号のうち所定制御信号を所定周波数でチ
ョッピングするチョッピング信号を出力する制御回路
（マイクロコンピュータ）６と、その制御信号をチョッ
ピングして出力するチョッピング部７と、このチョッピ
ングされた信号を含む制御信号によりインバータ回路３
のスイッチ手段（トランジスタ；Ｔｒ）Ｕ，Ｖ，Ｗ，
Ｘ，Ｙ，Ｚを駆動する駆動回路８とを備えている。

【０００４】前記構成の制御装置において、ブラシレス
モータ４の起動時には同ブラシレスモータ４を所定時間
同期運転とするが、所定時間経過後にはブラシレスモー
タ４の回転子４ａの位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて
同ブラシレスモータ４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）。前記位置検出による運転
においては、回転子４ａの位置を検出し、この位置検出
に基づいて各電機子巻線電流の通電を切り替えるが、こ
の切り替えタイミングは各電機子巻線に発生する誘起電
圧の中性点電位から位相３０度あるいは９０度遅らせた
点とするのが一般的である。

【０００５】そのため、前記位置検出部５は、例えば図
９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す各巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔ
を分圧回路５ａで所定に分圧し、これら分圧された電圧
を微分回路５ｂおよび積分回路５ｃで平滑化し、かつ位
相９０度遅らせる（同図（ｄ），（ｅ），（ｆ）参
照）。また、これら位相９０度遅れの信号を各コンパレ
ータの比較回路５ｅで所定基準電圧（中性点電圧；Ｖ
ｎ）と比較して位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃを得る（図９
（ｇ），（ｈ），（ｉ）参照）。なお、その基準電圧Ｖ
ｎは積分回路５ｃの出力を抵抗回路５ｄで合成して得る
ことができる。

【０００６】前記位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃを入力した制
御回路６は回転子４ａの位置を検出するとともに、各位
置検出のタイミングに基づいて各電機子巻線電流の通電
を切り替えるためにインバータ回路３の各スイッチング
素子をオン、オフする制御信号を出力する。この制御信
号は図９（ｊ）ないし（ｏ）に示す上アーム信号および
下アーム信号であり、上アーム信号はインバータ回路３
の上アームを構成するトランジスタＵ，Ｖ，Ｗをオン、
オフし、下アーム信号はインバータ回路３の下アームを
構成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚをオン、オフする。

【０００７】また、制御回路６は例えば上アーム信号を
チョッピングするチョッピング信号をチョッピング部７
に出力し、チョッピング回路７は上アーム信号のＬレベ
ルをチョッピングする（図９（ｑ），（ｒ），（ｓ）参
照）。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４の各電機子巻線電流の通電を切り替
えて同ブラシレスモータ４を回転制御し、またチョッピ
ング信号の周波数（オン時間、オフ時間）を可変するこ
とにより、ブラシレスモータ４を所定に回転制御するこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ブラシ
レスモータの制御方法にあっては、各巻線電圧Ｒ，Ｓ，
Ｔを微分回路５ｂおよび積分回路５ｃに通し、回転子４
ａの位置を検出して各電機子巻線電流の通電切り替えタ
イミング（位相９０度遅れのタイミング）を得る。しか
し、積分回路５ｃの積分特性上、ブラシレスモータ４の
回転数の変化に応じて位相９０度遅れ誤差が生じ、また
各巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔの波形には種々の周波数成分が含
まれるため、正確に位相９０度遅れを得ることができな
い。すなわち、周波数に対する積分フィルタの定数が決
っているからである。

【０００９】したがって、回転数の範囲が広い用途に使
用した場合、回転数に応じて回転子４ａの位置検出タイ
ミング（位相９０度遅れタイミング）が異なり、つまり
位置検出に誤差が生じるという問題点があった。また、
三相の場合、微分回路および積分回路をそれぞれ３回路
必要とするため、コスト面でも好ましくない。さらに、
各回転数毎に、ブラシレスモータ４の回転効率が最大と
なる通電切り替えタイミングは負荷状態に応じて異な
り、従来の制御方法では効率の向上がはかれないとう問
題点がある。

【００１０】この発明は前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回転子の位置検出
の回路の簡略化や部品点数の削減を図ることができ、ま
た正確な位置検出を可能とし、電機子巻線電流の通電を
適切に切り替えることができ、ひいては回転の効率向
上、省電力化（省エネルギー化）が図れるようにしたブ
ラシレスモータの制御方法およびその装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は直流電源を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て同ブラシレスモータを回
転制御する一方、前記ブラシレスモータの回転子の位置
を検出し、該位置検出をもとにして前記ブラシレスモー
タの電機子巻線電流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、前記ブラシレスモータの各相の
電機子巻線電圧を所定に分圧する一方、前記ブラシレス
モータの各相の電機子巻線電圧のうち少なくとも１つの
電機子巻線電圧を所定に分圧するとともに、該分圧した
電機子巻線電圧の最大値を検出し、該検出した最大値を
基準電圧とし、前記分圧した各相の電機子巻線電圧と基
準電圧とを比較し、これら比較結果により前記回転子の
位置を検出し、該位置検出をもとにして前記ブラシレス
モータの電機子巻線電流の通電を切り替えるようにした
ことを特徴としている。

【００１２】この場合、前記ブラシレスモータは三相四
極モータであり、前記比較結果により前記各相の電機子
巻線電圧に含まれている誘起電圧と基準電圧との交点を
得るとともに、前回得た交点と今回得た交点との時間を
もとにして３０度に相当する時間を算出し、今回得た交
点から前記算出時間経過後に前記ブラシレスモータの電
機子巻線電流の通電を切り替えるとよい。

【００１３】この発明は直流電源を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て同ブラシレスモ
ータを回転制御する一方、前記ブラシレスモータの回転
子の位置を検出し、該位置検出をもとにして前記ブラシ
レスモータの電機子巻線電流の通電を切り替えるブラシ
レスモータの制御装置であって、前記ブラシレスモータ
の各相の電機子巻線電圧を所定に分圧する第１の分圧手
段と、前記各相の電機子巻線電圧のうちの１つの電機子
巻線電圧を所定に分圧する第２の分圧手段と、該分圧し
た電機子巻線電圧の最大値を検出して基準電圧とする最
大値検出手段と、前記分圧した各相の電機子巻線電圧と
基準電圧とを比較する比較手段とを備え、これら比較結
果により前記回転子の位置を検出し、該位置検出をもと
にして前記ブラシレスモータ電機子巻線電流の通電を切
り替えるようにしたことを特徴としている。

【００１４】この発明のブラシレスモータの制御装置
は、前記ブラシレスモータの各相の電機子巻線電圧を所
定に分圧する第１の分圧手段と、前記各相の電機子巻線
電圧を所定に分圧する第３の分圧手段と、該分圧した電
機子巻線電圧の最大値を検出してそれぞれ基準電圧とす
る第１の最大値検出手段と、前記分圧した各相の電機子
巻線電圧と各基準電圧とを比較する比較手段とを備え、
これら比較結果により前記回転子の位置を検出し、該位
置検出をもとにして前記ブラシレスモータ電機子巻線電
流の通電を切り替えるようにしたことを特徴としてい
る。

【００１５】この場合、前記ブラシレスモータは三相四
極モータであり、前記比較結果により前記各相の電機子
巻線電圧に含まれている誘起電圧と基準電圧との交点を
得るとともに、前回得た交点と今回得た交点との時間を
もとにして３０度に相当する時間を算出し、今回得た交
点から前記算出時間経過後に前記ブラシレスモータの電
機子巻線電流の通電を切り替えるとよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１ないし図７を参照して説明する。なお、図１中、図８
と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００１７】図１において、こ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、三相のブラシレスモー
タ４の電機子巻線電圧（巻線電圧）Ｒ，Ｓ，Ｔを所定に
分圧する一方、一相の巻線電圧Ｒを所定に分圧し、この
分圧した巻線電圧Ｒ２の最大値を検出し、この最大値を
基準電圧ｋとし、前記分圧した巻線電圧Ｒ１，Ｓ１，Ｔ
１と基準電圧ｋとを比較し、これら比較結果を位置信号
ａ，ｂ，ｃとして出力する位置検出部１０と、これら位
置信号ａ，ｂ，ｃにより各巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔに含まれ
ている誘起電圧の１／２点を検出し（回転子４ａの位置
を検出し）、この位置検出時刻と前回の位置検出時刻を
もとに算出した所定時間をもとにして電機子巻線電流の
通電を切り替える制御回路１１とを備えている。

【００１８】そのため、位置検出回路１０は、各巻線電
圧Ｒ，Ｓ，Ｔを分圧する抵抗回路１０ａ１，１０ａ２，
１０ａ３からなる第１の分圧回路１０ａと、巻線電圧Ｒ
を分圧する抵抗回路１０ｂ１からなる第２の分圧回路１
０ｂと、この巻線電圧Ｒを分圧した電圧Ｒ２の最大値を
検出し、この最大値を基準電圧ｋとして出力する最大値
検出回路１０ｃと、前記各巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔを分圧し
た電圧Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１と基準電圧ｋとを比較するコン
パレータ回路１０ｄ１，１０ｄ２，１０ｄ３からなる比
較回路１０ｄとを備えている。

【００１９】なお、抵抗回路１０ａ１，１０ａ２，１０
ａ３の抵抗比は同じであり、この抵抗比と抵抗回路１０
ｂ１の抵抗比（第１の分圧回路１０ａの抵抗値と第２の
分圧回路１０ｂの抵抗値）は電圧Ｒ２が電圧Ｒ１，Ｓ
１，Ｔの２倍になるように設定されている。また、最大
値検出回路１０ｃは、図から明かなようにピーク値ホー
ルド回路であり、ダイオードおよび電解コンデンサによ
り急峻な充電が行われる一方、緩やかな放電が行われる
ために電圧Ｒ２の最大値のみを検出して出力する。

【００２０】制御回路１１は、図８に示す制御回路６の
機能を有する他に、インバータ回路３の上下アームのチ
ョッピングを通電切替タミングで切り替える切替信号を
チョッピング回路１２に出力する。チョッピング回路１
２は図８に示すチョッピング部７の機能の他に、前記切
替信号に基づいてインバータ回路３の駆動信号をチョッ
ピングして駆動回路８に出力する。

【００２１】次に、前記制御装置の動作を図２、図３の
タイムチャート図および図４、図５のフローチャート図
を参照して詳しく説明すると、まず三相のブラシレスモ
ータ４が起動、同期運転から位置検出運転にモード移行
しているものとする。なお、起動、同期運転時の制御は
既に公知であることから、その詳細な説明を省略する。

【００２２】前記位置検出運転において、位置検出部１
０はブラシレスモータ４の巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔを第１の
分圧回路１０ａで所定に分圧する一方、巻線電圧Ｒを第
２の分圧回路１０ｂで所定に分圧する。この場合、前述
したように、第１および第２の分圧回路１０ａ，１０ｂ
の抵抗比は第２の分圧回路１０ｂで分圧された巻線電圧
Ｒ２が第１の分圧回路１０ａで分圧された巻線電圧の２
倍になるように設定されている。したがって、図２
（ａ）および（ｄ）に示すように、分圧された巻線電圧
Ｒ１のピーク値がＶａであれば、分圧された巻線電圧Ｒ
２の電圧はＶａ／２となる。

【００２３】前記分圧された巻線電圧Ｒ２は最大値検出
回路１０ｃに入力する。前述したように、最大値検出回
路１０ｃはピーク値ホールド回路であることから、その
巻線電圧Ｒ２のピーク値を検出し、このピーク値をホー
ルドする。したがって、最大値検出回路１０ｃの出力は
図２（ｅ）に示すように、ほぼ一定の電圧（Ｖａ／２）
となる。この一定電圧を基準電圧ｋとして比較回路１０
ｄに入力する。

【００２４】比較回路１０ｄには前記分圧された巻線電
圧Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１が入力しており、比較回路１０ｄは
各コンパレータ回路１０ｄ１，１０ｄ２，１０ｄ３で巻
線電圧Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１と基準電圧ｋとを比較する。コ
ンパレータ回路１０ｄ１は巻線電圧Ｒ１と基準電圧ｋと
を比較する（図３（ａ）参照）。すると、その比較結果
は図３（ｄ）に示す位置信号ａとなる。また、図３
（ｂ）および（ｃ）に示すように、コンパレータ回路１
０ｄ２，１０ｄ３は巻線電圧Ｓ１，Ｔ１と基準電圧ｋと
を比較する。すると、それら比較結果は図３（ｅ）およ
び（ｆ）に示す位置信号ｂ，ｃとなる。

【００２５】各相の巻線電圧に含まれている誘起電圧が
上昇時にある場合、誘起電圧と基準電圧ｋとの交点が位
置信号ａ，ｂ，ｃの立ち上がりエッジとなり（図３
（ｄ）ないし（ｆ）の矢印参照）、誘起電圧が下降時に
ある場合、誘起電圧と基準電圧ｋとの交点が位置信号
ａ，ｂ，ｃの立ち上がりエッジとなる（図３（ｄ）ない
し（ｆ）の矢印参照）。

【００２６】したがって、前記位置信号ａ，ｂ，ｃを入
力している制御回路１１は、その立ち上がりエッジ、立
ち下がりエッジにより各相の分圧巻線電圧（誘起電圧）
Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１と基準電圧（巻線電圧Ｒ１の最大値の
１／２）ｋとの交点（図３（ａ）ないし（ｃ）の黒丸参
照）を検出することができる。

【００２７】そこで、制御回路１１は図５および図６に
示すルーチンを実行し、まず位置検出部１０からの位置
信号ａにより分圧巻線Ｒ１と基準電圧ｋとの交点を検出
し、この検出時刻ｔａｎを得る（ステップＳＴ１）。な
お、通電切り替え後の最初の位置信号ａの立ち上がりエ
ッジを交点とし、この交点の時刻ｔａｎを図３（ａ）に
示すタイミングとする。

【００２８】続いて、前回の交点時刻ｔｆｎ−１（図示
せず）および今回の交点時刻ｔａｎをもとにして位相３
０度に相当する時間ｔ３０（次の通電切り替えまでの時
間）を算出し、かつこの算出時間ｔ３０の計測を開始す
る（ステップＳＴ２）。この場合、（ｔａｎ−ｔｆｎ−
１）×３０／６０の式を用いて時間ｔ３０を算出する。
なお、この時間ｔ３０の算出に際し、ブラシレスモータ
４の用途（負荷）、ブラシレスモータ４の現回転数を加
味して決定するとよい（時間ｔ３０を補正するとよ
い）。すなわち、ブラシレスモータ４の回転状態や回転
数によっては、通電切り替え時間ｔ３０が最適な通電切
り替えタイミングでないこともあるからである。

【００２９】続いて、前記算出時間ｔ３０が経過したか
否か、つまり時刻ｔａｎから時間ｔ３０が経過したか否
かを判断する（ステップＳＴ３）。前記算出時間ｔ３０
が経過したときにはステップＳＴ４に進み、インバータ
回路３のトランジスタＷをオフし、トランジスタＵをオ
ンする一方（電機子巻線電流の通電を切り替える一方；
図２（ｉ）および（ｇ）参照）、この通電切り替えタイ
ミングでインバータ回路３の下アームを構成するトラン
ジスタＸ，Ｙ，Ｚのチョッピング駆動に切り替える。

【００３０】続いて、位置検出部１０からの位置信号ｃ
により分圧巻線電圧Ｔ１と基準電圧ｋとの交点を検出
し、この検出時刻ｔｂｎを得る（ステップＳＴ５）。な
お、通電切り替え後の最初の位置信号ｃの立ち下がりエ
ッジを交点とし、この交点の時刻ｔｂｎを図３（ｃ）に
示すタイミングとする。

【００３１】続いて、前回の交点時刻ｔａｎおよび今回
の交点時刻ｔｂｎをもとにして位相３０度に相当する時
間ｔ３０を算出し、かつこの算出時間ｔ３０の計測を開
始する（ステップＳＴ６）。この場合、前述同様に、
（ｔｂｎ−ｔａｎ）×３０／６０＝ｔ３０の算出に際
し、ブラシレスモータ４の用途（負荷）、ブラシレスモ
ータ４の現回転数を加味するとよい。

【００３２】続いて、前記算出時間ｔ３０が経過したか
否か、つまり時刻ｔｂｎから時間ｔ３０が経過したか否
かを判断する（ステップＳＴ７）。前記算出時間ｔ３０
が経過したときにはステップＳＴ８に進み、インバータ
回路３のトランジスタＹをオフし、トランジスタＺをオ
ンする一方（図３（ｋ）および（ｌ）参照）、この通電
切り替えタイミングでインバータ回路３の上アームを構
成するトランジスタＵ，Ｖ，Ｗのチョッピング駆動に切
り替える（図３参照）。

【００３３】続いて、位置検出部１０からの位置信号ｂ
により分圧巻線電圧Ｓ１と基準電圧ｋとの交点を検出
し、この検出時刻ｔｃｎを得る（ステップＳＴ９）。な
お、通電切り替え後の最初の位置信号ｃの立ち上がりエ
ッジを交点とし、この交点の時刻ｔｃｎを図３（ｂ）に
示すタイミングとする。

【００３４】続いて、前回の交点時刻ｔｂｎおよび今回
の交点時刻ｔｃｎをもとにして位相３０度に相当する時
間ｔ３０を算出し、かつこの算出時間ｔ３０の計測を開
始する（ステップＳＴ１０）。この場合、前述同様に、
（ｔｃｎ−ｔｂｎ）×３０／６０＝ｔ３０の算出に際
し、ブラシレスモータ４の用途（負荷）、ブラシレスモ
ータ４の現回転数を加味するとよい。

【００３５】続いて、前記算出時間ｔ３０が経過したか
否か、つまり時刻ｔｃｎから時間ｔ３０が経過したか否
かを判断する（ステップＳＴ１１）。前記算出時間ｔ３
０が経過したときにはステップＳＴ１２に進み、インバ
ータ回路３のトランジスタＵをオフし、トランジスタＶ
をオンする一方（図２（ｇ）および（ｈ）参照）、この
通電切り替えタイミングでインバータ回路３の下アーム
を構成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚのチョッピング駆動
に切り替える。

【００３６】続いて、位置検出部１０からの位置信号ａ
により分圧巻線電圧Ｒ１と基準電圧ｋとの交点を検出
し、この検出時刻ｔｄｎを得る（ステップＳＴ１３）。
なお、通電切り替え後の最初の位置信号ａの立ち下がり
エッジを交点とし、この交点の時刻ｔｄｎを図３（ａ）
に示すタイミングとする。

【００３７】続いて、前回の交点時刻ｔｃｎおよび今回
の交点時刻ｔｄｎをもとにして位相３０度に相当する時
間ｔ３０を算出し、かつこの算出時間ｔ３０の計測を開
始する（ステップＳＴ１４）。この場合、前述同様に、
（ｔｄｎ−ｔｃｎ）×３０／６０＝ｔ３０の算出に際
し、ブラシレスモータ４の用途（負荷）、ブラシレスモ
ータ４の現回転数を加味するとよい。

【００３８】続いて、前記算出時間ｔ３０が経過したか
否か、つまり時刻ｔｄｎから時間ｔ３０が経過したか否
かを判断する（ステップＳＴ１５）。前記算出時間ｔ３
０が経過したときにはステップＳＴ１６に進み、インバ
ータ回路３のトランジスタＺをオフし、トランジスタＸ
をオンする一方（図２（ｌ）および（ｊ）参照）、この
通電切り替えタイミングでインバータ回路３の上アーム
を構成するトランジスタＵ，Ｖ，Ｗのチョッピング駆動
に切り替える。

【００３９】続いて、位置検出部１０からの位置信号ｃ
により分圧巻線電圧Ｔ１と基準電圧ｋとの交点を検出
し、この検出時刻ｔｅｎを得る（ステップＳＴ１７）。
なお、通電切り替え後の最初の位置信号ｃの立ち上がり
エッジを交点とし、この交点の時刻ｔｅｎを図３（ｃ）
に示すタイミングとする。

【００４０】続いて、前回の交点時刻ｔｄｎおよび今回
の交点時刻ｔｅｎをもとにして位相３０度に相当する時
間ｔ３０を算出し、かつこの算出時間ｔ３０の計測を開
始する（ステップＳＴ１８）。この場合、上述同様に、
（ｔｅｎ−ｔｄｎ）×３０／６０＝ｔ３０の算出に際
し、ブラシレスモータ４の用途（負荷）、ブラシレスモ
ータ４の現回転数を加味するとよい。

【００４１】続いて、前記算出時間ｔ３０が経過したか
否か、つまり時刻ｔｅｎから時間ｔ３０が経過したか否
かを判断する（ステップＳＴ１９）。前記算出時間ｔ３
０が経過したときにはステップＳＴ２０に進み、インバ
ータ回路３のトランジスタＶをオフし、トランジスタＷ
をオンする一方（図３（ｈ）および（ｉ））、この通電
切り替えタイミングでインバータ回路３の下アームを構
成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚのチョッピング駆動に切
り替える。

【００４２】続いて、位置検出部１０からの位置信号ｂ
により分圧巻線電圧Ｓ１と基準電圧ｋとの交点を検出
し、この検出時刻ｔｆｎを得る（ステップＳＴ２１）。
なお、通電切り替え後の最初の位置信号ｂの立ち下がり
エッジを交点とし、この交点の時刻ｔｆｎを図３（ｂ）
に示すタイミングとする。

【００４３】続いて、前回の交点時刻ｔｅｎおよび今回
の交点時刻ｔｆｎをもとにして位相３０度に相当する時
間ｔ３０を算出し、かつこの算出時間ｔ３０の計測を開
始する（ステップＳＴ２２）。この場合、前述同様に、
（ｔｆｎ−ｔｅｎ）×３０／６０＝ｔ３０の算出に際
し、ブラシレスモータ４の用途（負荷）、ブラシレスモ
ータ４の現回転数を加味するとよい。

【００４４】続いて、前記算出時間ｔ３０が経過したか
否か、つまり時刻ｔｆｎから時間ｔ３０が経過したか否
かを判断する（ステップＳＴ２３）。前記算出時間ｔ３
０が経過したときにはステップＳＴ２４に進み、インバ
ータ回路３のトランジスタＸをオフし、トランジスタＹ
をオンする一方（図２（ｊ）および（ｈ）参照）、この
通電切り替えタイミングでインバータ回路３の上アーム
を構成するトランジスタＵ，Ｖ，Ｗのチョッピング駆動
に切り替える。

【００４５】制御回路１１は、前述した処理を繰り返し
実行して必要な駆動信号、チョッピング信号および切替
信号をチョッピング回路１２に出力し、図３（ｇ）ない
し（ｌ）に示す信号でインバータ回路３の各トランジス
タＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを駆動する。

【００４６】このように、２種類の分圧回路および比較
回路により回転子４ａの位置を検出することができるた
め、従来の微分回路や積分回路を必要とせず、結果回路
構成の簡略化、製造工程の工程数の削減が可能となり、
結果コスト低下が図れる。

【００４７】また、前記各交点（位置検出点）をもとに
してブラシレスモータ４の電機子巻線電流の通電を切り
替えるため、交点の時刻を計測するとともに、前回の交
点時刻と今回の時刻との差に３０／６０を掛けて位相３
０度に相当する時間ｔ３０を算出し、今回の交点時刻か
らその算出時間ｔ３０の経過後に通電を切り替える。

【００４８】したがって、回転数にかからわず、回転子
４ａの位置検出に誤差が生じることもなく、常に通電切
り替えが最適なもとのとなり、換言すれば最も効率よく
回転するように、通電を切り替えることができ、結果省
電力化（省エネルギー化）も図れる。また、前記時間ｔ
３０の算出に際し、ブラシレスモータ４の用途や現回転
数を加味して補正することにより、さらに最適な通電切
り替えが可能となる。

【００４９】なお、前記実施の形態では、巻線電圧Ｒを
所定に分圧し、この分圧巻線電圧Ｒ１の最大値を検出し
て基準電圧ｋとしているが、他の巻線電圧Ｓ，Ｔを用い
て基準電圧を得るようにしてもよく、また３つの巻線電
圧Ｒ，Ｓ，Ｔ、あるいは２つの巻線電圧を用いて基準電
圧を得るようにしてもよい。

【００５０】図６および図７はこの発明の他の実施の形
態を説明するブロック線図である。なお、図中、図１と
同一部分および相当部分には同一符号を付して重複説明
を省略する。

【００５１】この発明では、第１の分圧回路１０ａで分
圧された各相の巻線電圧Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１と比較する基
準電圧を各相の巻線電圧Ｒ，Ｓ，Ｔを用いて得ている。
そのために、図１に示す第２の分圧回路１０ｂに代えて
図７に示す第３の分圧回路１０ｅを用い、また図１に示
す最大値検出回路１０ｃに代えて図７に示す第１の最大
値検出回路１０ｆを用いている。

【００５２】第３の分圧回路１０ｅは、巻線電圧Ｒを分
圧巻線電圧Ｒ１の１／２の電圧Ｒ３に分圧する抵抗回路
１０ｅ１、巻線電圧Ｓを分圧巻線電圧Ｓ１の１／２の電
圧Ｓ３に分圧する抵抗回路１０ｅ２および巻線電圧Ｔを
分圧巻線電圧Ｔ１の１／２の電圧Ｒ３に分圧する抵抗回
路１０ｅ３からなっている。

【００５３】第１の最大値検出回路１０ｆは、前記３つ
の電圧Ｒ３，Ｓ３，Ｔ３の最大値を検出して基準電圧ｋ
１，ｋ２，ｋ３をコンパレータ回路１０ｄ１，１０ｄ
２，１０ｄ３に出力するピーク値ホールド回路１０ｆ
１，１０ｆ２，１０ｆ３からなっている。なお、各ピー
ク値ホールド回路１０ｆ１，１０ｆ２，１０ｆ３の構成
は図１に示す最大値検出回路１０ｃと同じである。

【００５４】前記構成によると、分圧巻線電圧Ｒ１と比
較する基準電圧ｋ１は同相の巻線電圧Ｒから得たもので
あり、分圧巻線電圧Ｓ１と比較する基準電圧ｋ２は同相
の巻線電圧Ｓから得たものであり、分圧巻線電圧Ｔ１と
比較する基準電圧ｋ３は同相の巻線電圧Ｔから得たもの
である。

【００５５】したがって、比較回路１０ｄの位置信号
ａ，ｂ，ｃに含まれる誘起電圧波形と基準電圧ｋ１，ｋ
２，ｋ３との交点、いわゆる位置検出点はより正確なも
のとなる。つまり、制御回路１１が前実施の形態と同じ
く図４および図５に示すフローチャート図にしたがって
動作し、前実施の形態よりも正確な位置検出点が可能と
なり、結果、より最適な通電切り替えタイミングを得る
ことができる。

【００５６】このようなことから、前実施の形態の場合
と比べて、位置検出のための回路が増加するが、ブラシ
レスモータ４の通電切り替えがより最適なものとなり、
結果より効率的な回転制御が可能となり、ひいては消費
電力の軽減、より省エネルギー化が図れる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、このブラシレスモ
ータの制御方法の請求項１の発明によると、各相の電機
子巻線電圧を所定に分圧する一方、１つの電機子巻線電
圧を所定（前記分圧した電圧の１／２）に分圧するとと
もに、この分圧電圧の最大値を検出して基準電圧とし、
前記各相の分圧電圧と基準電圧とを比較し、これら比較
結果により回転子の位置を検出するようにしたので、回
転子の位置検出回路の簡略化、部品点数の削減を図るこ
とができ、結果また製造工程の工程数を減らすことがで
き、また回転子の位置を正確に検出することができ、結
果電機子巻線電流の通電を適切に切り替えることがで
き、効率向上を図ることができるという効果がある。

【００５８】請求項２の発明によると、請求項１におけ
るブラシレスモータを三相四極モータとし、前記比較結
果により前記各相の電機子巻線電圧に含まれている誘起
電圧と基準電圧との交点を得、前回得た交点と今回得た
交点との時間をもとにしてブラシレスモータの電機子巻
線電流の通電を切り替えるようにしたので、請求項１の
効果に加え、回転数にかかわらず電機子巻線電流をより
適切に切り替えることができ、より効率向上を図ること
ができ、ひいては省電力化（省エネルギー化）を図るこ
とができるという効果がある。

【００５９】このブラシレスモータの制御装置の請求項
３の発明によると、第１および第２の分圧回路、最大値
検出回路および比較回路で位置検出手段を構成するよう
にしたので、請求項１と同じ効果を奏する。

【００６０】請求項４の発明によると、請求項３と比較
して第３の分圧回路および第１の最大値検出回路の部品
点数が多くなるが、位置検出点はより正確なものとな
り、請求項３よりも最適な通電切り替えができ、より効
率向上を図ることができる。

【００６１】請求項５の発明によると、請求項３または
４におけるブラシレスモータを三相四極モータとし、前
記比較結果により前記各相の電機子巻線電圧に含まれて
いる誘起電圧と基準電圧との交点を得、前回得た交点と
今回得た交点との時間をもとにしてブラシレスモータの
電機子巻線電流の通電を切り替えるようにしたので、請
求項１の効果に加え、回転数にかかわらず電機子巻線電
流をより適切に切り替えることができ、より効率向上を
図ることができ、ひいては省電力化（省エネルギー化）
を図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】この発明の一実施の形態を示すブラシレスモー
タの制御装置の概略的ブロック線図。

【図２】この発明のブラシレスモータの制御方法および
その装置を説明するための概略的タイムチャート図。

【図３】この発明のブラシレスモータの制御方法および
その装置を説明するための概略的タイムチャート図。

【図４】この発明のブラシレスモータの制御方法および
その装置を説明するための概略的フロームチャート図。

【図５】この発明のブラシレスモータの制御方法および
その装置を説明するための概略的フローチャート図。

【図６】この発明の他の実施の形態を示すブラシレスモ
ータの制御装置の概略的ブロック線図。

【図７】図６に示す制御装置の概略的部分ブロック線
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 ２ 交流／直流変換器 ３ インバータ回路 ４ ブラシレスモータ（直流ブラシレスモータ） ４ａ 回転子（ブラシレスモータ３の） ６，１１ 制御回路（マイクロコンピュータ；制御手
段） ８ 駆動回路 １０ 位置検出部 １０ａ 第１の分圧回路（分圧手段） １０ｂ 第２の分圧回路（分圧手段） １０ｃ 最大値検出回路（ピーク値ホールド回路） １０ｄ 比較回路（比較手段） １０ｅ 第３の分圧回路（分圧手段） １０ｆ 第１の最大値検出回路（ピーク値ホールド回
路） １２ チョッピング回路 ａ，ｂ，ｃ 位置信号 ｋ，ｋ１，ｋ２，ｋ３ 基準電圧 Ｒ，Ｓ，Ｔ 電機子巻線電圧（巻線電圧） 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源を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て同ブラシレスモータを回
   転制御する一方、前記ブラシレスモータの回転子の位置
   を検出し、該位置検出をもとにして前記ブラシレスモー
   タの電機子巻線電流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、 前記ブラシレスモータの各相の電機子巻線電圧を所定に
   分圧する一方、前記ブラシレスモータの各相の電機子巻
   線電圧のうち少なくとも１つの電機子巻線電圧を所定に
   分圧するとともに、該分圧した電機子巻線電圧の最大値
   を検出し、該検出した最大値を基準電圧とし、前記分圧
   した各相の電機子巻線電圧と基準電圧とを比較し、これ
   ら比較結果により前記回転子の位置を検出し、該位置検
   出をもとにして前記ブラシレスモータの電機子巻線電流
   の通電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。
2. 【請求項２】 前記ブラシレスモータは三相四極モータ
   であり、前記比較結果により前記各相の電機子巻線電圧
   に含まれている誘起電圧と基準電圧との交点を得るとと
   もに、前回得た交点と今回得た交点との時間をもとにし
   て３０度に相当する時間を算出し、今回得た交点から前
   記算出時間経過後に前記ブラシレスモータの電機子巻線
   電流の通電を切り替えるようにした請求項１記載のブラ
   シレスモータの制御方法。
3. 【請求項３】 直流電源を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て同ブラシレスモータを回
   転制御する一方、前記ブラシレスモータの回転子の位置
   を検出し、該位置検出をもとにして前記ブラシレスモー
   タの電機子巻線電流の通電を切り替えるブラシレスモー
   タの制御装置であって、 前記ブラシレスモータの各相の電機子巻線電圧を所定に
   分圧する第１の分圧手段と、前記各相の電機子巻線電圧
   のうちの１つの電機子巻線電圧を所定に分圧する第２の
   分圧手段と、該分圧した電機子巻線電圧の最大値を検出
   して基準電圧とする最大値検出手段と、前記分圧した各
   相の電機子巻線電圧と基準電圧とを比較する比較手段と
   を備え、これら比較結果により前記回転子の位置を検出
   し、該位置検出をもとにして前記ブラシレスモータ電機
   子巻線電流の通電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装置。
4. 【請求項４】 直流電源を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て同ブラシレスモータを回
   転制御する一方、前記ブラシレスモータの回転子の位置
   を検出し、該位置検出をもとにして前記ブラシレスモー
   タの電機子巻線電流の通電を切り替えるブラシレスモー
   タの制御装置であって、 前記ブラシレスモータの各相の電機子巻線電圧を所定に
   分圧する第１の分圧手段と、前記各相の電機子巻線電圧
   を所定に分圧する第３の分圧手段と、該分圧した電機子
   巻線電圧の最大値を検出してそれぞれ基準電圧とする第
   １の最大値検出手段と、前記分圧した各相の電機子巻線
   電圧と各基準電圧とを比較する比較手段とを備え、これ
   ら比較結果により前記回転子の位置を検出し、該位置検
   出をもとにして前記ブラシレスモータ電機子巻線電流の
   通電を切り替えるようにしたことを特徴とするブラシレ
   スモータの制御装置。
5. 【請求項５】 前記ブラシレスモータは三相四極モータ
   であり、前記比較結果により前記各相の電機子巻線電圧
   に含まれている誘起電圧と基準電圧との交点を得るとと
   もに、前回得た交点と今回得た交点との時間をもとにし
   て３０度に相当する時間を算出し、今回得た交点から前
   記算出時間経過後に前記ブラシレスモータの電機子巻線
   電流の通電を切り替えるようにした請求項３または４記
   載のブラシレスモータの制御装置。