JP2000152687A - ブラシレスｄｃモータ制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスＤＣモータの運転状態に起因する
位置信号の誤差、検出不能を解消させる。 【解決手段】 差電圧を入力として、回転子の仮の予測
位置を出力する位置検出部４ａと、差電圧を入力として
予測位置の補正量を算出し、位置検出部４ａから出力さ
れる予測位置に対して補正量に基づく補正を施して補正
後の予測位置を出力する位置補正部４ｂとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はブラシレスＤＣモ
ータ制御方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモー
タの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電
圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検出し、検
出された位置信号に基づいてインバータを制御し、イン
バータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブ
ラシレスＤＣモータを制御する方法およびその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ブラシレスＤＣモータを制御
するに当たって、磁気突極を有する回転子の位置（磁極
位置）を検出し、検出された位置に基づいてインバータ
の出力波形を制御することが行われている。ここで、回
転子の位置を検出するための方法として、ロータリーエ
ンコーダを用いる方法、ホール素子などを用いる方法、
ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点電圧と固定
子巻線の端子電圧の平均値との差を用いる方法が知られ
ている。

【０００３】これらの方法のうち、ロータリーエンコー
ダを用いる方法は装置全体の著しいコストアップを招い
てしまうので、ブラシレスＤＣモータを動力源とする家
電製品などのように、コストダウンの要求が強いものに
は適用することができない。また、ホール素子などを用
いる方法は、コンプレッサーのように高温、高圧などの
過酷な環境を生成するものに組み込むことが著しく困難
もしくは不可能である。

【０００４】これらと異なり、ブラシレスＤＣモータの
固定子巻線の中性点電圧と固定子巻線の端子電圧の平均
値との差を用いる方法は、ロータリーエンコーダを用い
る方法、ホール素子などを用いる方法を適用することが
困難な用途であっても簡単に適用することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ブラシレスＤ
Ｃモータの固定子巻線の中性点電圧と固定子巻線の端子
電圧の平均値との差を用いる方法を採用した場合であっ
ても、回転子と中性点電圧との相対的位相関係がブラシ
レスＤＣモータの運転条件により変動し、この変動に起
因して以下の不都合を発生させることになってしまう。

【０００６】モータパラメータから最大効率となる電流
位相が分かっているにも拘わらず、最大効率制御時に
は、消費電力など他の情報により位相を調整する必要が
あり、最大効率に収束するまでに時間がかかり、ひいて
は、全体としての効率が劣化することになってしまう。

【０００７】瞬間的な制御を行う際には、上記した調整
速度との関係上、電流（電圧）位相がずれてしまうた
め、脱調、効率の低下、運転の不安定化などが発生する
ことになってしまう。

【０００８】また、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線
の中性点電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差を
用いる方法としては、差信号のゼロクロスを検出して位
置検出信号を生成することが一般的に採用されている
が、モータ電流、回転数などの運転条件によっては中性
点電圧が乱れ、ゼロクロスが発生しなくなってしまうと
いう不都合がある。この場合には、回転子の位置検出を
行うことができず、ブラシレスＤＣモータが脱調してし
まうことがある。また、差信号のゼロクロスによる回転
子の位置検出を行う場合には、電気角で６０°毎にしか
位置信号を得ることができないのであるから、緻密な制
御、高速な制御を行うことが困難である。

【０００９】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、ブラシレスＤＣモータの運転状態に起因
する位置信号の誤差、検出不能を解消させることができ
るブラシレスＤＣモータ制御方法およびその装置を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１のブラシレスＤ
Ｃモータ制御方法は、磁気突極のある回転子を有するブ
ラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固
定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置
を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータを
制御し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータ
に供給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たっ
て、検出された位置信号をブラシレスＤＣモータの運転
条件に基づいて補正し、補正された位置信号に基づいて
インバータを制御する方法である。

【００１１】請求項２のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、前記ブラシレスＤＣモータの運転条件として、ブラ
シレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と固定子
巻線の端子電圧の平均値との差電圧の振幅、ブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と固定子巻線の
端子電圧の平均値との差電圧の積分信号の振幅、ブラシ
レスＤＣモータの相電圧、ブラシレスＤＣモータの相電
流、インバータの入力側の直流電流、ブラシレスＤＣモ
ータの回転数から選択された少なくとも１つの値を採用
する方法である。

【００１２】請求項３のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、前記ブラシレスＤＣモータとして圧縮機を駆動する
ものを採用し、前記ブラシレスＤＣモータの運転条件と
して、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電
圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の振幅、
ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と固
定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の積分信号の振
幅、ブラシレスＤＣモータの相電圧、ブラシレスＤＣモ
ータの相電流、インバータの入力側の直流電流、ブラシ
レスＤＣモータの回転数、圧縮機の吐出管温度、凝縮温
度、圧縮機の吐出管圧力、蒸発温度、圧縮機の吸入管圧
力、圧縮機の吸入管温度から選択された少なくとも１つ
の値を採用する方法である。

【００１３】請求項４のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、前記補正を、マップ処理により行う方法である。

【００１４】請求項５のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、前記補正を、モータモデルを用いた演算処理により
行う方法である。

【００１５】請求項６のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、前記モータモデルとして、ブラシレスＤＣモータの
等価モデルを採用する方法である。

【００１６】請求項７のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、前記モータモデルとして、近似式を実測値により同
定したものを採用する方法である。

【００１７】請求項８のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、前記補正を、位置信号の誤差推定結果を用いて行う
方法である。

【００１８】請求項９のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモー
タの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電
圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出さ
れた位置信号に基づいてインバータを制御し、インバー
タからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラシ
レスＤＣモータを制御するに当たって、ブラシレスＤＣ
モータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端
子電圧の平均値との差を表す差電圧の位相に基づいて位
置信号を検出する方法である。

【００１９】請求項１０のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するに当たって、ブラシレスＤ
Ｃモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の
端子電圧の平均値との差を表す差電圧の振幅に基づいて
位置信号を検出する方法である。

【００２０】請求項１１のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するに当たって、ブラシレスＤ
Ｃモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の
端子電圧の平均値との差を表す差電圧の位相および振幅
に基づいて位置信号を検出する方法である。

【００２１】請求項１２のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するに当たって、ブラシレスＤ
Ｃモータの運転条件と、ブラシレスＤＣモータの固定子
巻線の中性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値と
の差電圧とに基づいて位置信号を検出する方法である。

【００２２】請求項１３のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、前記ブラシレスＤＣモータとして圧縮機を駆動す
るものを採用し、前記ブラシレスＤＣモータの運転条件
として、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の
電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の振
幅、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧
と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の積分信号
の振幅、ブラシレスＤＣモータの相電圧、ブラシレスＤ
Ｃモータの相電流、インバータの入力側の直流電流、ブ
ラシレスＤＣモータの回転数、圧縮機の吐出管温度、凝
縮温度、圧縮機の吐出管圧力、蒸発温度、圧縮機の吸入
管圧力、圧縮機の吸入管温度から選択された少なくとも
１つの値を採用する方法である。

【００２３】請求項１４のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、前記位置信号の検出を、マップ処理により行う方
法である。

【００２４】請求項１５のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、前記位置信号の検出を、モータモデルを用いた演
算処理により行う方法である。

【００２５】請求項１６のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、前記モータモデルとして、ブラシレスＤＣモータ
の等価モデルを採用する方法である。

【００２６】請求項１７のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、前記モータモデルとして、近似式を実測値により
同定したものを採用する方法である。

【００２７】請求項１８のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、前記位置信号の検出を、差電圧を用いることなく
得られた位置信号の推定結果と差電圧を用いて得られた
位置信号との差を算出し、算出された差を差電圧を用い
て得られた位置信号に対して加減算することにより行う
方法である。

【００２８】請求項１９のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、任意の時刻における回転子の位置を検出する方法
である。

【００２９】請求項２０のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、任意の電気角毎に回転子の位置を検出する方法で
ある。

【００３０】請求項２１のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、任意の時刻におけるブラシレスＤＣモータの回転
速度をさらに検出する方法である。

【００３１】請求項２２のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、任意の時刻における回転子の位置情報に基づいて
所望のインバータ出力波形を生成する方法である。

【００３２】請求項２３のブラシレスＤＣモータ制御方
法は、前記インバータ波形として、負荷トルク変動に対
応させて回転速度変動を減少させるものを採用する方法
である。

【００３３】請求項２４のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するものであって、検出された
位置信号をブラシレスＤＣモータの運転条件に基づいて
補正し、補正された位置信号に基づいてインバータを制
御するインバータ制御手段を含むものである。

【００３４】請求項２５のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するものであって、ブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値との差を表す差電圧の位相に基づい
て位置信号を検出し、検出された位置信号に基づいてイ
ンバータを制御するインバータ制御手段を含むものであ
る。

【００３５】請求項２６のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するものであって、ブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値との差を表す差電圧の振幅に基づい
て位置信号を検出し、検出された位置信号に基づいてイ
ンバータを制御するインバータ制御手段を含むものであ
る。

【００３６】請求項２７のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するものであって、ブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値との差を表す差電圧の位相および振
幅に基づいて位置信号を検出し、検出された位置信号に
基づいてインバータを制御するインバータ制御手段を含
むものである。

【００３７】請求項２８のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するものであって、ブラシレス
ＤＣモータの運転条件と、ブラシレスＤＣモータの固定
子巻線の中性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値
との差電圧とに基づいて位置信号を検出し、検出された
位置信号に基づいてインバータを制御するインバータ制
御手段を含むものである。

【００３８】

【作用】請求項１のブラシレスＤＣモータ制御方法であ
れば、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤＣモ
ータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の位置を検出し、検出
された位置信号に基づいてインバータを制御し、インバ
ータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラ
シレスＤＣモータを制御するに当たって、検出された位
置信号をブラシレスＤＣモータの運転条件に基づいて補
正し、補正された位置信号に基づいてインバータを制御
するのであるから、検出された位置信号がブラシレスＤ
Ｃモータの運転状態に起因する誤差を有していても、補
正により誤差をなくすることができ、この結果、任意の
動作点でブラシレスＤＣモータを動作させることがで
き、また、最大効率運転への収斂時間を短縮することが
でき、さらに、瞬時制御を行う場合であっても、脱調、
効率の低下、不安定化を防止することができる。

【００３９】請求項２のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、前記ブラシレスＤＣモータの運転条件とし
て、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧
と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の振幅、ブ
ラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と固定
子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の積分信号の振
幅、ブラシレスＤＣモータの相電圧、ブラシレスＤＣモ
ータの相電流、インバータの入力側の直流電流、ブラシ
レスＤＣモータの回転数から選択された少なくとも１つ
の値を採用するのであるから、選択された値に基づいて
誤差をなくすることができ、ひいては、請求項１と同様
の作用を達成することができる。

【００４０】請求項３のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、前記ブラシレスＤＣモータとして圧縮機を駆
動するものを採用し、前記ブラシレスＤＣモータの運転
条件として、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性
点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の
振幅、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電
圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の積分信
号の振幅、ブラシレスＤＣモータの相電圧、ブラシレス
ＤＣモータの相電流、インバータの入力側の直流電流、
ブラシレスＤＣモータの回転数、圧縮機の吐出管温度、
凝縮温度、圧縮機の吐出管圧力、蒸発温度、圧縮機の吸
入管圧力、圧縮機の吸入管温度から選択された少なくと
も１つの値を採用するのであるから、選択された値に基
づいて誤差をなくすることができ、ひいては、請求項１
と同様の作用を達成することができる。

【００４１】請求項４のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、前記補正を、マップ処理により行うのである
から、請求項１から請求項３の何れかの作用に加え、演
算処理を簡素化することができる。

【００４２】請求項５のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、前記補正を、モータモデルを用いた演算処理
により行うのであるから、請求項１から請求項３の何れ
かの作用に加え、補正処理の精度を高めることができ
る。

【００４３】請求項６のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、前記モータモデルとして、ブラシレスＤＣモ
ータの等価モデルを採用するのであるから、請求項５の
作用に加え、モータモデルの設定を簡単化することがで
きる。

【００４４】請求項７のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、前記モータモデルとして、近似式を実測値に
より同定したものを採用するのであるから、請求項５の
作用に加え、モータモデルの設定の簡単化、および設定
されたモータモデルの高精度化を両立させることができ
る。

【００４５】請求項８のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、前記補正を、位置信号の誤差推定結果を用い
て行うのであるから、計算量／時間、不安定性などの不
都合を抑制し、しかもブラシレスＤＣモータの固定子巻
線の中性点の電圧に基づく簡単な処理で、請求項１から
請求項３の何れかと同様の作用を達成することができ
る。

【００４６】請求項９のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレスＤ
Ｃモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の
端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検出
し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、ブ
ラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固
定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電圧の位相
に基づいて位置信号を検出するのであるから、位置情報
をいつでも得ることができるとともに、得られる位置情
報が正確であるから、ブラシレスＤＣモータの相電流／
電圧の位相制御、速度制御などを精度よく、かつ安定に
行うことができる。

【００４７】請求項１０のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、ブ
ラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固
定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電圧の振幅
に基づいて位置信号を検出するのであるから、位置情報
をいつでも得ることができるとともに、得られる位置情
報が正確であるから、ブラシレスＤＣモータの相電流／
電圧の位相制御、速度制御などを精度よく、かつ安定に
行うことができる。

【００４８】請求項１１のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、ブ
ラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固
定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電圧の位相
および振幅に基づいて位置信号を検出するのであるか
ら、位置情報をいつでも高精度に得ることができるとと
もに、得られる位置情報が正確であるから、ブラシレス
ＤＣモータの相電流／電圧の位相制御、速度制御などを
精度よく、かつ安定に行うことができる。

【００４９】請求項１２のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、ブ
ラシレスＤＣモータの運転条件と、ブラシレスＤＣモー
タの固定子巻線の中性点の電圧と固定子巻線の端子電圧
の平均値との差電圧とに基づいて位置信号を検出するの
であるから、運転条件による誤差の影響を排除して、位
置情報をいつでも高精度に得ることができるとともに、
得られる位置情報が正確であるから、ブラシレスＤＣモ
ータの相電流／電圧の位相制御、速度制御などを精度よ
く、かつ安定に行うことができる。

【００５０】請求項１３のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、前記ブラシレスＤＣモータとして圧縮機を
駆動するものを採用し、前記ブラシレスＤＣモータの運
転条件として、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中
性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧
の振幅、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点の
電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧の積分
信号の振幅、ブラシレスＤＣモータの相電圧、ブラシレ
スＤＣモータの相電流、インバータの入力側の直流電
流、ブラシレスＤＣモータの回転数、圧縮機の吐出管温
度、凝縮温度、圧縮機の吐出管圧力、蒸発温度、圧縮機
の吸入管圧力、圧縮機の吸入管温度から選択された少な
くとも１つの値を採用するのであるから、選択された値
に基づいて誤差をなくすることができ、ひいては請求項
１２と同様の作用を達成することができる。

【００５１】請求項１４のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、前記位置信号の検出を、マップ処理により
行うのであるから、請求項１２または請求項１３の作用
に加え、演算処理を簡素化することができる。

【００５２】請求項１５のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、前記位置信号の検出を、モータモデルを用
いた演算処理により行うのであるから、請求項１２また
は請求項１３の作用に加え、検出処理の精度を高めるこ
とができる。

【００５３】請求項１６のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、前記モータモデルとして、ブラシレスＤＣ
モータの等価モデルを採用するのであるから、請求項１
５の作用に加え、モータモデルの設定を簡単化すること
ができる。

【００５４】請求項１７のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、前記モータモデルとして、近似式を実測値
により同定したものを採用するのであるから、請求項１
５の作用に加え、モータモデルの設定の簡単化、および
設定されたモータモデルの高精度化を両立させることが
できる。

【００５５】請求項１８のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、前記位置信号の検出を、差電圧を用いるこ
となく得られた位置信号の推定結果と差電圧を用いて得
られた位置信号との差を算出し、算出された差を差電圧
を用いて得られた位置信号に対して加減算することによ
り行うのであるから、請求項１２または請求項１３の作
用に加え、正確で、かつ全領域での位置信号の検出を達
成することができる。

【００５６】請求項１９のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、任意の時刻における回転子の位置を検出す
るのであるから、請求項９から請求項１８の何れかの作
用に加え、位置検出における時間的制約を解消すること
ができ、しかも高精度の制御を達成することができる。

【００５７】請求項２０のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、任意の電気角毎に回転子の位置を検出する
のであるから、請求項９から請求項１８の何れかの作用
に加え、位置検出における時間的制約を解消することが
でき、しかもロータリーエンコーダと同様の機能を達成
することができる。

【００５８】請求項２１のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、任意の時刻におけるブラシレスＤＣモータ
の回転速度をさらに検出するのであるから、請求項１９
の作用に加え、回転速度を利用して周波数検出器の機能
を達成することができる。

【００５９】請求項２２のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、任意の時刻における回転子の位置情報に基
づいて所望のインバータ出力波形を生成するのであるか
ら、請求項２１の作用に加え、所望のインバータ出力波
形に基づいてブラシレスＤＣモータを駆動することがで
きる。

【００６０】請求項２３のブラシレスＤＣモータ制御方
法であれば、前記インバータ波形として、負荷トルク変
動に対応させて回転速度変動を減少させるものを採用す
るのであるから、請求項２２の作用に加え、負荷トルク
変動に拘わらず、ブラシレスＤＣモータをなめらかに動
作させることができる。

【００６１】請求項２４のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、イ
ンバータ制御手段によって、検出された位置信号をブラ
シレスＤＣモータの運転条件に基づいて補正し、補正さ
れた位置信号に基づいてインバータを制御することがで
きる。

【００６２】したがって、検出された位置信号がブラシ
レスＤＣモータの運転状態に起因する誤差を有していて
も、補正により誤差をなくすることができ、この結果、
任意の動作点でブラシレスＤＣモータを動作させること
ができ、また、最大効率運転への収斂時間を短縮するこ
とができ、さらに、瞬時制御を行う場合であっても、脱
調、効率の低下、不安定化を防止することができる。

【００６３】請求項２５のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、イ
ンバータ制御手段によって、ブラシレスＤＣモータの固
定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電圧の平
均値との差を表す差電圧の位相に基づいて位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
することができる。

【００６４】したがって、位置情報をいつでも得ること
ができるとともに、得られる位置情報が正確であるか
ら、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相制御、
速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことができ
る。

【００６５】請求項２６のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、イ
ンバータ制御手段によって、ブラシレスＤＣモータの固
定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電圧の平
均値との差を表す差電圧の振幅に基づいて位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
することができる。

【００６６】したがって、位置情報をいつでも得ること
ができるとともに、得られる位置情報が正確であるか
ら、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相制御、
速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことができ
る。

【００６７】請求項２７のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、イ
ンバータ制御手段によって、ブラシレスＤＣモータの固
定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電圧の平
均値との差を表す差電圧の位相および振幅に基づいて位
置信号を検出し、検出された位置信号に基づいてインバ
ータを制御することができる。

【００６８】したがって、位置情報をいつでも高精度に
得ることができるとともに、得られる位置情報が正確で
あるから、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相
制御、速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことが
できる。

【００６９】請求項２８のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、磁気突極のある回転子を有するブラシレス
ＤＣモータの固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻線
の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置信号を検
出し、検出された位置信号に基づいてインバータを制御
し、インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供
給してブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、イ
ンバータ制御手段によって、ブラシレスＤＣモータの運
転条件と、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の中性点
の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧とに
基づいて位置信号を検出し、検出された位置信号に基づ
いてインバータを制御することができる。

【００７０】したがって、運転条件による誤差の影響を
排除して、位置情報をいつでも高精度に得ることができ
るとともに、得られる位置情報が正確であるから、ブラ
シレスＤＣモータの相電流／電圧の位相制御、速度制御
などを精度よく、かつ安定に行うことができる。

【００７１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明のブラシレスＤＣモータ制御方法およびその装置の
実施の態様を詳細に説明する。

【００７２】図１はこの発明のブラシレスＤＣモータ制
御装置の一実施態様を概略的に示すブロック図である。

【００７３】このブラシレスＤＣモータ制御装置は、イ
ンバータ２の出力電圧を、負荷（図示せず）を駆動する
ブラシレスＤＣモータ３に印加している。そして、ブラ
シレスＤＣモータ３の各相の固定子巻線をＹ結線するこ
とにより得られる第２中性点電圧とインバータ２の各相
の出力端子間に抵抗をＹ結線することにより得られる第
１中性点電圧（固定子巻線の端子電圧の平均値）との差
電圧を入力とする位置検出回路４からの出力信号を制御
回路５に供給し、制御回路５により制御指令を生成して
インバータ２に供給している。

【００７４】図２は表面磁石構造のブラシレスＤＣモー
タの構成を概略的に示す図であり、回転子３ａの表面所
定位置に永久磁石３ｂが装着されてある。また、固定子
３ｃは、図示しない固定子巻線が巻回された多数のスロ
ット３ｄを有している。また、図中矢印で示されたｄ軸
は、永久磁石３ｂが発生する磁束の方向を示す軸であ
り、ｑ軸はｄ軸と電気的に９０°ずれた軸である。

【００７５】図３は埋込磁石構造のブラシレスＤＣモー
タの構成を概略的に示す図であり、回転子３ｅの表面に
露呈しない状態で永久磁石３ｆが装着されてある。但
し、隣合う永久磁石３ｆ同士の間には非磁性体３ｇが装
着されてあり、隣合う永久磁石３ｆ同士の間で磁束短絡
が生じることを防止している。尚、固定子３ｃの構成は
図２のブラシレスＤＣモータと同様であるから、説明を
省略する。

【００７６】図４は位置検出回路４の一例の構成を示す
ブロック図である。

【００７７】この位置検出回路４は、差電圧を入力とし
て、回転子の仮の予測位置を出力する位置検出部４ａ
と、差電圧を入力として予測位置の補正量を算出し、位
置検出部４ａから出力される予測位置に対して補正量に
基づく補正を施して補正後の予測位置を出力する位置補
正部４ｂとを有している。

【００７８】ここで、位置検出部４ａは、例えば、差電
圧のゼロクロスを検出し、検出されたゼロクロスから回
転子の予測位置を得て出力するものであり、位置補正部
４ｂは、例えば、図５に示すように、差電圧の振幅と差
電圧の位相誤差との関係を予め求めておき、それを打ち
消すように、位置検出部４ａから出力される予測位置を
補正するものである。

【００７９】上記の構成のブラシレスＤＣモータ制御装
置の作用は次のとおりである。

【００８０】インバータ２によってブラシレスＤＣモー
タ３の固定子巻線に電圧を与えることにより回転磁界を
発生させ、ブラシレスＤＣモータ３を強制的に起動させ
る。

【００８１】そして、ブラシレスＤＣモータ３が回転し
始めた後は、第２中性点電圧と第１中性点電圧との差電
圧が位置検出回路４に供給される。この回転位置検出回
路４においては、位置検出部４ａにより回転子の仮の予
測位置を出力し、位置補正部４ｂにより補正量を算出し
て仮の予測位置を補正して補正後の予測位置を得て出力
する。この補正後の予測位置は誤差がなくなっているの
で、制御回路５においては、補正後の予測位置に基づい
て制御指令を生成し、インバータ２のスイッチ（図示せ
ず）を、所定の通電幅となるように制御する。

【００８２】この結果、位置情報のみから、任意の動作
点でブラシレスＤＣモータを動作させることができる。
また、最大効率運転への収斂時間を短縮することができ
る。さらに、瞬時制御においても脱調、効率低下、不安
定化を防止することができる。図６は位置検出回路４の
他の例の構成を示すブロック図である。

【００８３】この位置検出回路４が図４の位置検出回路
と異なる点は、位置補正部４ｂに代えて、差電圧の振
幅、差電圧の積分信号の振幅、ブラシレスＤＣモータの
相電流、ブラシレスＤＣモータの相電圧、インバータの
入力電流（ＤＣ電流）、インバータの入力電圧（ＤＣ電
圧）、ブラシレスＤＣモータの回転数、インバータ内部
情報｛パルス幅変調（ＰＷＭ）指令、回転速度など｝か
ら選択された少なくとも１つの値を入力として補正量を
算出し、算出された補正量に基づいて位置検出部４ａか
ら出力される仮の予測位置を補正して、補正後の予測位
置として出力する位置補正部４ｃを採用した点のみであ
る。

【００８４】図７はＤＣ電流と差電圧の位相誤差との関
係を示す図、図８はブラシレスＤＣモータの相電圧の振
幅と差電圧の位相誤差との関係を示す図である。もちろ
ん、他の値と差電圧の位相誤差との関係も、実測データ
または計算値から予め得ておくことが可能である。具体
的には、例えば、相電流からＤＣ電流が算出でき、ＰＷ
Ｍのデューティから相電圧がほぼ推定でき、ＤＣ電圧を
加味することにより相電圧が高精度に推定できるので、
これらの処理を行うことにより、差電圧の位相誤差との
関係を得ることができる。また、差電圧は回転数によっ
て直線的に増大するのであるから、差電圧の積分信号の
振幅を用いることによって、回転数によらない振幅の信
号が得られ、Ａ／Ｄ変換や信号処理系のダイナミックレ
ンジを小さくすることができるので、処理上、好都合で
ある。もちろん、差電圧の持つ情報が損なわれないこと
はいうまでもない。

【００８５】したがって、この場合にも、ブラシレスＤ
Ｃモータ３が回転し始めた後において、第２中性点電圧
と第１中性点電圧との差電圧と、ブラシレスＤＣモータ
の運転情報とが位置検出回路４に供給され、位置検出部
４ａにより回転子の仮の予測位置を出力し、位置補正部
４ｃにより補正量を算出して仮の予測位置を補正して補
正後の予測位置を得て出力する。この補正後の予測位置
は誤差がなくなっているので、制御回路５においては、
補正後の予測位置に基づいて制御指令を生成し、インバ
ータ２のスイッチ（図示せず）を、所定の通電幅となる
ように制御する。

【００８６】この結果、位置情報およびブラシレスＤＣ
モータの運転情報から、任意の動作点でブラシレスＤＣ
モータを動作させることができる。また、最大効率運転
への収斂時間を短縮することができる。さらに、瞬時制
御においても脱調、効率低下、不安定化を防止すること
ができる。

【００８７】もちろん、複数の運転情報を用いて補正量
を算出することが可能であり、補正量の算出精度を高め
ることができる。

【００８８】図９は位置検出回路４のさらに他の例の構
成を示すブロック図である。

【００８９】この位置検出回路４が図４の位置検出回路
と異なる点は、位置補正部４ｂに代えて、差電圧の振幅
およびブラシレスＤＣモータの相電流の振幅を入力とし
て補正量（補正角度）を出力する補正マップ４ｄと、位
置検出部４ａから出力される回転子の仮の予測位置に対
して補正量を加算して補正後の予測位置を得て出力する
加算部４ｅとを採用した点のみである。

【００９０】したがって、この場合にも、ブラシレスＤ
Ｃモータ３が回転し始めた後において、第２中性点電圧
と第１中性点電圧との差電圧の振幅と、ブラシレスＤＣ
モータの相電流とが位置検出回路４に供給され、位置検
出部４ａにより回転子の仮の予測位置を出力し、補正マ
ップ４ｄから補正量を出力して加算部４ｅにより仮の予
測位置を補正して補正後の予測位置を得て出力する。こ
の補正後の予測位置は誤差がなくなっているので、制御
回路５においては、補正後の予測位置に基づいて制御指
令を生成し、インバータ２のスイッチ（図示せず）を、
所定の通電幅となるように制御する。

【００９１】この結果、位置情報およびブラシレスＤＣ
モータの相電流から、任意の動作点でブラシレスＤＣモ
ータを動作させることができる。また、最大効率運転へ
の収斂時間を短縮することができる。さらに、瞬時制御
においても脱調、効率低下、不安定化を防止することが
できる。

【００９２】図１０は位置検出回路４のさらに他の例の
構成を示すブロック図である。

【００９３】この位置検出回路４は、差電圧を入力とし
て回転子の第１の仮の予測位置を出力する第１位置検出
部４１と、相電圧ＰＷＭ指令および回転子位置を入力と
してモデル化された差電圧を出力するモータモデル４２
と、モデル化された差電圧を入力として回転子の第２の
仮の予測位置を出力する第２位置検出部４３と、第１の
仮の予測位置と第２の仮の予測位置との差を算出する差
算出部４４と、予測位置どうしの差を入力としてこれを
０にする補正量（補正角度）を得て出力する補正量出力
部４５と、第１の仮の予測位置から補正量を減算して補
正後の予測位置（上記回転子位置）を得て出力する減算
部４６とを有している。

【００９４】前記モータモデル４２は、モータの等価モ
デルを利用したものであってもよく、また近似式を実測
値により同定したものであってもよい。

【００９５】したがって、この場合には、実際の差電圧
から得られる第１の仮の予測位置と、モデル化された差
電圧から得られる第２の仮の予測位置との差を算出し、
この差を０とする補正量を勾配法などによって探し、こ
の補正量によって第１の仮の予測位置を補正することに
より、補正後の予測位置を得ることができる。

【００９６】ただし、この構成例において、差電圧に代
えて差電圧の積分信号を採用してもよい。

【００９７】図１１は位置検出回路４のさらに他の例の
構成を示すブロック図である。

【００９８】この位置検出回路４が図１０の位置検出回
路と異なる点は、差電圧の振幅を検出する第１振幅検出
部４７と、モデル化された差電圧の振幅を検出する第２
振幅検出部４８と、両振幅の差を算出する差振幅算出部
４９とをさらに有する点、および、補正量出力部４５に
代えて、予測位置どうしの差および両振幅の差を入力と
してこれらを０にする補正量（補正角度）を得て出力す
る補正量出力部４５’を採用した点のみである。

【００９９】したがって、この場合には、予測位置どう
しの差のみならず両振幅の差をも用いて、これらを０に
する補正量を探すことにより、高精度の補正量を出力す
ることができ、高精度の補正後の予測位置を得ることが
できる。

【０１００】なお、図１０、図１１の構成例において、
相電圧ＰＷＭ指令に代えて、相電圧、相電流、ＤＣ電
流、回転数の少なくとも１つを採用することが可能であ
り、同様の作用を達成することができる。

【０１０１】次いで、モータモデルについて説明する。

【０１０２】例えば、ブラシレスＤＣモータのモータ構
造から差電圧（中性点電位差）Ｖｍｎの等価モデルを求
めると、次の式で表される。 Ｖｍｎ＝ω（１−ｋ）（Ｌｑ−Ｌｄ）Ｉｃｏｓ（３θ＋
φ）／２＋（１／３）ｄ｛Φａ（θ）＋Φｂ（θ）＋Φ
ｃ（θ）｝／ｄｔ ここで、ｄ｛Φａ（θ）＋Φｂ（θ）＋Φｃ（θ）｝／
ｄｔ＝ω｛（２ＬｆＬｄ）／３｝^0.5Ｉｆ・（９／４）
｛（Ｌｑ／Ｌｄ）^0.5−１｝ｓｉｎ３θ ただし、ωは回転数、θは回転子位置、ｋは相互インダ
クタンスの結合係数、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑ
はｑ軸インダクタンス、Ｉは電流振幅、φは電流位相、
Φａ（θ）はａ相の永久磁石による鎖交磁束、Φｂ
（θ）はｂ相の永久磁石による鎖交磁束、Φｃ（θ）は
ｃ相の永久磁石による鎖交磁束、Ｌｆは磁石の等価自己
インダクタンス、Ｉｆは界磁電流である。

【０１０３】また、ｋ、Ｌｄ、Ｌｑ、Φａ（θ）、Φｂ
（θ）、Φｃ（θ）、Ｌｆ、Ｉｆはモータによって定ま
る機器定数で、Ｉは前述したように、測定などで求めら
れる。さらに、ω、φはθが求まれば算出できる。

【０１０４】したがって、あるθを仮定した上で、モー
タ入力電流から差電圧を算出し、実測値と比較して位置
信号の誤差を算出し、この誤差を０に収束させること
で、正確な回転子位置を求めることができる。

【０１０５】また、例えば、以下に示す方法によって、
モータモデルの近似式を実測値により同定することがで
きる。

【０１０６】モータモデルの構造の決定は、差電圧（中
性点電位差）Ｖｍｎが既知であれば 、Ｖｍｎ＝Ａｓｉｎ（３θ＋Ｂ） ただし、θは電気角で達成でき、差電圧（中性点電位
差）Ｖｍｎが未知であれば、振幅Ａ、位相Ｂと、電気角
θ、相電圧ＰＷＭ指令ｖｄ、ｖｑの構造として達成でき
る。

【０１０７】後者の場合において、ｋをサンプル数と
し、ｖｕ、ｖｖをそれぞれＵ相電圧、Ｖ相電圧とし、ｖ
ｄ、ｖｑを ｖｄ＝ｖｕｃｏｓ（θ）＋ｖｖｃｏｓ（θ−２π／３）
＋（−ｖｕ−ｖｖ）ｃｏｓ（θ＋２π／３） ｖｑ＝−ｖｕｓｉｎ（θ）＋ｖｖｓｉｎ（θ−２π／
３）＋（−ｖｕ−ｖｖ）ｓｉｎ（θ＋２π／３） とする。

【０１０８】そして、例えば、次の構造を採用する。 Ａ（ｋ＋１）＝ａｄ１１ｖｄ（ｋ）＋ａｄ１２ｖｄ（ｋ
−１）＋・・・＋ａｄ１ｎｄ１ｖｄ（ｋ−ｎｄ１）＋ａ
ｄ２１ｖｄ²（ｋ）＋ａｄ２２ｖｄ²（ｋ−１）＋・・・
＋ａｄ２ｎｄ２ｖｄ ²（ｋ−ｎｄ２）＋・・・＋ａｄｍ
ｄ１ｖｄ^md（ｋ）＋ａｄｍｄ２ｖｄ^md（ｋ−１）＋・・
・＋ａｄｍｄｎｄ２ｖｄ^md（ｋ−ｎｄｍｄ）＋ａｑ１１
ｖｑ（ｋ）＋ａｑ１２ｖｑ（ｋ−１）＋・・・＋ａｑ１
ｎｖ１ｖｑ（ｋ−ｎｖ１）＋ａｑ２１ｖｑ²（ｋ）＋ａ
ｑ２２ｖｑ²（ｋ−１）＋・・・＋ａｑ２ｎｖ２ｖｑ
²（ｋ−ｎｖ２）＋・・・＋ａｑｍｖ１ｖｑ^mv（ｋ）＋
ａｑｍｖ２ｖｑ^mv（ｋ−１）＋・・・＋ａｑｍｖｎｖ２
ｖｑ^mv（ｋ−ｎｖｍｖ）＋ａａ１１Ａ（ｋ）＋ａａ１２
Ａ（ｋ−１）＋・・・＋ａａ１ｎａ１Ａ（ｋ−ｎａ１）
＋ａａ２１Ａ²（ｋ）＋ａａ２２Ａ²（ｋ−１）＋・・・
＋ａａ２ｎａ２Ａ²（ｋ−ｎａ２）＋・・・＋ａａｍａ
１Ａ^ma（ｋ）＋ａａｍａ２Ａ^ma（ｋ−１）＋・・・＋ａ
ａｍａｎａｍａＡ^ma（ｋ−ｎａｍａ）＝θａ^Tφａ
（ｋ） とおく。ただし、θａ＝（ａｄ１１・・・ａａｍａｎａ
ｍａ）^T、φａ（ｋ）＝｛ｖｄ（ｋ）・・・Ａ^ma（ｋ−
ｎａｍａ）｝^T Ｂ（ｋ＋１）＝ｂｄ１１ｖｄ（ｋ）＋ｂｄ１２ｖｄ（ｋ
−１）＋・・・＋ｂｄ１ｎｄ１ｖｄ（ｋ−ｎｄ１）＋ｂ
ｄ２１ｖｄ²（ｋ）＋ｂｄ２２ｖｄ²（ｋ−１）＋・・・
＋ｂｄ２ｎｄ２ｖｄ ²（ｋ−ｎｄ２）＋・・・＋ｂｄｍ
ｄ１ｖｄ^md（ｋ）＋ｂｄｍｄ２ｖｄ^md（ｋ−１）＋・・
・＋ｂｄｍｄｎｄ２ｖｄ^md（ｋ−ｎｄｍｄ）＋ｂｑ１１
ｖｑ（ｋ）＋ｂｑ１２ｖｑ（ｋ−１）＋・・・＋ｂｑ１
ｎｖ１ｖｑ（ｋ−ｎｖ１）＋ｂｑ２１ｖｑ²（ｋ）＋ｂ
ｑ２２ｖｑ²（ｋ−１）＋・・・＋ｂｑ２ｎｖ２ｖｑ
²（ｋ−ｎｖ２）＋・・・＋ｂｑｍｖ１ｖｑ^mv（ｋ）＋
ｂｑｍｖ２ｖｑ^mv（ｋ−１）＋・・・＋ｂｑｍｖｎｖ２
ｖｑ^mv（ｋ−ｎｖｍｖ）＋ｂｂ１１Ｂ（ｋ）＋ｂｂ１２
Ｂ（ｋ−１）＋・・・＋ｂｂ１ｎｂ１Ｂ（ｋ−ｎｂ１）
＋ｂｂ２１Ｂ²（ｋ）＋ｂｂ２２Ｂ²（ｋ−１）＋・・・
＋ｂｂ２ｎｂ２Ｂ²（ｋ−ｎｂ２）＋・・・＋ｂｂｍｂ
１Ｂ^mb（ｋ）＋ｂｂｍｂ２Ｂ^mb（ｋ−１）＋・・・＋ｂ
ｂｍｂｎｂｍｂＢ^mb（ｋ−ｎｂｍｂ）＝θｂ^Tφｂ
（ｋ） とおく。ただし、θｂ＝（ｂｄ１１・・・ｂｂｍｂｎｂ
ｍｂ）^T、φｂ（ｋ）＝｛ｖｄ（ｋ）・・・Ｂ^mb（ｋ−
ｎｂｍｂ）｝^T 次いで、パラメータの同定（実機の入出力信号に基づく
ａｄ、ａｑ、ａａ、ｂｄ、ｂｑ、ｂｂの決定）を行うた
めに、実機の入出力信号θ、ｖｕ、ｖｖ、Ｖｍｎを取得
し（ステップＳＰ１）、Ｖｍｎから振幅Ａ、位相Ｂを計
算し（ステップＳＰ２）、最急降下法などの公知の技術
によってパラメータを同定する（ステップＳＰ３）。

【０１０９】ここで、振幅Ａに対するステップＳＰ３の
実行手順は、例えば、先ず、モデルにより算出される
Ａ、θａをＡｍ、θａｍとおき、評価関数Ｓ（ｋ）を、
Ｓ（ｋ）＝｛Ａ−Ａｍ（ｋ）｝²とおく。

【０１１０】そして、θａｍ（ｋ）を次式で推定するも
のとして、最急降下法を適用してＡ（ｋ＋１）を同定す
る。 θａｍ（ｋ＋１）＝θａｍ（ｋ）−γｇ（ｋ） ｇ（ｋ）＝｛Ｓ（ｋ）−Ｓ（ｋ−１）｝／｛θａｍ
（ｋ）−θａｍ（ｋ−１）｝ ただし、γはチューニングパラメータである。

【０１１１】位相Ｂについても同様にしてＢ（ｋ＋１）
を同定することができる。

【０１１２】図１２は位置検出回路４のさらに他の例の
構成を示すブロック図である。

【０１１３】この位置検出回路４は、差電圧を入力とし
て、回転子の第１の仮の予測位置を出力する第１位置検
出部４ａと、ブラシレスＤＣモータの相電圧および相電
流を入力として回転子の第２の仮の予測位置を出力する
第２位置検出部４ｆと、第１の仮の予測位置と第２の仮
の予測位置との差を算出する差算出部４ｇと、算出され
た差を入力として記憶する誤差記憶部４ｈと、第１の仮
の予測位置に対して誤差記憶部４ｈに記憶されている誤
差を加算して補正後の予測位置として出力する加算部４
ｉとを有している。

【０１１４】この構成を採用した場合の作用は次の通り
である。

【０１１５】第２位置検出部４ｆは、固定子巻線の中性
点電圧を用いることなく回転子の磁極位置を検出するも
のであり、極低速での位置検出が可能であり、しかも、
回転子の回転位置の正確な推定が可能であるが、計算量
が多いという不都合、入力点数が少ないと推定ができな
いという不都合があるので、ブラシレスＤＣモータの運
転範囲全域をカバーすることが困難である。他方、第１
位置検出部４ａは、固定子巻線の中性点電圧を用いて回
転子の磁極位置を検出するものであり、最小限、差電圧
のゼロクロスを検出することによっても位置検出を行う
ことが可能であり、計算量が少なく、運転範囲全域をカ
バーすることが可能である。

【０１１６】そこで、図１２の構成は、差電圧に基づく
位置検出を基本とし、固定子巻線の中性点電圧を用いな
い回転子の磁極位置検出を粗い時間間隔で行って誤差算
出、誤差補正のために用いるようにしている。

【０１１７】したがって、第１の仮の予測位置と第２の
仮の予測位置との差を時間的に粗く算出して誤差記憶部
４ｈに記憶しておき、制御情報として位置情報が必要な
場合にのみ、誤差記憶部４ｈから差を出力して第１の仮
の予測位置を補正することにより、補正後の予測位置を
得ることができ、しかも、運転範囲全域をカバーするこ
とができる。

【０１１８】以上の説明においては、位置検出法を詳細
には説明していないが、差電圧のゼロクロスなどに基づ
いて検出する方法などを採用することができる。

【０１１９】さらに、補正後の予測位置を得るために、
図９の構成、図１０の構成、図１１の構成の少なくとも
２つの構成を併用することが可能であり、この場合には
補正処理の高精度化を達成することができる。

【０１２０】また、ブラシレスＤＣモータを空気調和
機、冷凍機などの圧縮機の駆動源として採用する場合に
は、第１中性点電圧と第２中性点電圧から得られる位置
情報を、両中性点電圧の差電圧の振幅、ブラシレスＤＣ
モータの相電圧、相電流、ＤＣ電流、回転数、圧縮機の
吐出管温度、凝縮温度、吐出管圧力、蒸発温度、吸入管
圧力、吸入管温度から選択された少なくとも１つの値を
用いて補正するようにしてもよい。ただし、後述するよ
うに回転子の位置を直接検出する場合にも同様に適用す
ることができる。その理由は次のとおりである。

【０１２１】空気調和機の場合には、圧縮機の吐出管圧
力と吸入管圧力との差によりモータのトルクが決まるた
め、これらを見ることによってモータトルクを算出する
ことができる。モータトルクＴはほぼ相電流の振幅に対
応する（次式参照）ため、これを用いて位置検出のため
の運転状態が分かる。Ｔ＝Ｐｎ｛φａＩａｃｏｓβ＋
（１／２）（Ｌｑ−Ｌｄ）Ｉａ²ｓｉｎ（２β）｝ただ
し、Ｐｎは極対数、φａは鎖交磁束、Ｉａは電流、βは
電流位相、Ｌｑはｑ軸インダクタンス、Ｌｄはｄ軸イン
ダクタンスである。

【０１２２】また、吐出管温度、凝縮温度は吐出管圧力
に対応し、蒸発温度、吸入管温度は吸入管圧力に対応す
る。そして、空気調和機の運転時には、吐出管圧力が３
０ｋｇ／ｃｍ²程度になるのに対し、吸入管圧力は数ｋ
ｇ／ｃｍ²であるため、吸入管圧力は無視して吐出管圧
力のみで概略トルクを予測することもできる。

【０１２３】図１５は位置検出回路４のさらに他の例の
構成を示すブロック図である。

【０１２４】この位置検出回路４は、差電圧の位相を入
力として位置信号を出力する位置検出部４ｊを有してい
る。

【０１２５】この位置検出部４ｊによる位置検出動作は
次のとおりである。

【０１２６】先ず、第１の位置検出方法を図１３を参照
して説明する。

【０１２７】第１中性点電圧と第２中性点電圧との差電
圧Ｖ_MN、差電圧の推定値Ｖ’_MNを正弦波と考え、 Ｖ_MN＝Ａ・ｓｉｎ（θ） Ｖ’_MN＝Ａ’・ｓｉｎ（θ’） で表す。ただし、Ａは振幅の真値、Ａ’は振幅の推定
値、θは位相の真値、θ’は位相の推定値である。

【０１２８】また、Ｖ’_MNより９０°進んだ信号Ｖ’
_MN90 Ｖ’_MN90＝Ａ’・ｃｏｓ（θ’） を考え、ｘ−ｙ座標上に（Ｖ’_MN90，Ｖ’_MN）をとる
と、その軌跡は半径Ａ’の円を描く。したがって、Ｖ’
_MN90が正しく推定されていれば、Ｖ_MNをｘ軸にとった場
合にも、半径Ａ’＝Ａの円上を動く。Ｖ’_MNに誤差が含
まれている場合には、推定値のベクトル（Ｖ’_MN90，
Ｖ’_MN）と（Ｖ’_MN90，Ｖ_MN）の２本のベクトルには誤
差を生じるので、これらが重なるように推定値を制御す
ることで、推定値を真値に合わせ込むことができる。

【０１２９】いま、２本のベクトルの長さの偏差をΔ
Ａ、位相の偏差をΔθとすれば、 ΔＡ＝Ａ’−（Ｖ_MN ²＋Ｖ’_MN90 ²）^0.5 Δθ＝θ’−ｔａｎ^-1（Ｖ_MN／Ｖ’_MN90） で表される。

【０１３０】これら偏差をなくするようにＡ’、θ’
を、例えば、次式のようにして求めることができる。 Ａ’_(n+1)＝Ａ’_(n)−Ｇ_A・ΔＡ_(n) θ’_(n+1)＝θ’_(n)＋ω’_(n)・Δｔ ω’_(n+1)＝ω’_(n)−Ｇω・Δθ_(n)／Δｔ ただし、Ｇ_Aは振幅のフィードバックゲイン、Ｇωは角
速度のフィードバックゲイン、ωは角速度の推定値、Δ
ｔはサンプル時間である。

【０１３１】実機の中性点差電圧Ｖ_MN（回転数が２７ｒ
ｐｓ、サンプル周期が１０ｋＨｚ）１０００サンプル分
のデータを用いて上記の演算を行った。ただし、初期位
相、初期振幅、初期角速度は測定から求めた値を与え
た。シミュレーション結果を図１４中（Ａ）〜（Ｆ）に
示す。このシミュレーション結果から分かるように、位
相、振幅共に実機データに追従できている。また、測定
ノイズに対しても、推定値の大きな乱れは見られなかっ
た。

【０１３２】次いで、第２の位置検出法を説明する。

【０１３３】中性点差電圧Ｖ_MNの推定モデルをＡ’ｃｏ
ｓ｛θ’_(k)＋β｝とする。ここで、θ_(k)はｋサンプル
目の回転子の位置（磁極位置）を示し、’は推定値であ
ることを示す。

【０１３４】サンプリング周期ＴがＡ’、ｄθ’／ｄｔ
の変化より十分小さいとき、ｋサンプル目の位相は、ｋ
サンプル目までのＶ_MNの値Ｓ_(k)とＶ_MN推定値Ｓ’_(k)を
用いて次のように算出できる。 Ｓ’_(k)＝Ａ’ｃｏｓ｛θ’_(k)＋β｝ Ｓ’_(k-1)＝Ａ’ｃｏｓ｛θ’_(k)−Ｔｄθ’／ｄｔ＋
β｝・・・ Ｓ’_(k-i)＝Ａ’ｃｏｓ｛θ’_(k)−Ｔｉｄθ’／ｄｔ＋
β｝ ただし、ｉ≧３である。

【０１３５】そして、推定値とサンプル値との誤差ｅ
_(k)をｅ_(k)＝Ｓ_(k)−Ｓ’_(k)として、ｅ² _(k)＋ｅ² _(k-1)
＋・・・＋ｅ² _(k-i)を最小にするＡ’、θ’、ｄθ’／
ｄｔを、例えば、ニュートン法などで求めることで、中
性点の位相、振幅が得られる。

【０１３６】また、回転子の位置検出法として、例え
ば、次の方法が適用可能である。

【０１３７】通常、Ｖ_MNには回転子の電気的１周期の３
倍調波が最も強く出力される。このため、上記したよう
に、中性点差電圧を正弦波状としてその位相から回転子
角度を求める方法では、３次調波成分から位置を算出す
ることになる。

【０１３８】この場合、Ｖ_MNの位相θは回転子の電気角
１２０°毎の３つの角度（θ_r、θ_r＋１２０°、θ_r＋
２４０°）を採りうることになるが、このうち、何れで
あるかは相電圧ＰＷＭ指令などから容易に推測できる
（通常１２０°ずれると回らないか、またはトルクなど
が大きく異なる。回転開始時点に容易に推測することも
可能）。

【０１３９】なお、θとθ_rとの関係は、予め実測する
か、モータモデルにより推測することで容易に得られる
（実際には電流などの運転条件により変化するが、電流
が小さければ無視できる）。

【０１４０】さらに、ここではＶ_MNを３次調波のみ（正
弦波）として扱ったが、その他の調波成分を考慮しても
よいことは明らかである。

【０１４１】図１６は位置検出回路４のさらに他の例の
構成を示すブロック図である。

【０１４２】この位置検出回路４は、差電圧の振幅を入
力として位置信号を出力する位置検出部４ｋを有してい
る。

【０１４３】この位置検出部４ｋによる位置検出動作は
次のとおりである。

【０１４４】差電圧の振幅Ａは、ブラシレスＤＣモータ
の回転数ｒ、ブラシレスＤＣモータの相電圧の振幅Ｖｕ
ｍを媒介変数としたとき、ブラシレスＤＣモータの相電
圧の（初期）位相δと強い相関がある。図１７に、ある
電圧のブラシレスＤＣモータの差電圧の振幅と相電圧の
位相との関係（実測値）を示す。

【０１４５】相電圧は次のように表されるものとする。 Ｖｕ＝Ｖｕｍｓｉｎ（θ＋δ） ここで、ＶｕはＵ相電圧、ＶｕｍはＵ相電圧の振幅、θ
は電流０の力のＵ相誘起電圧の基本波成分を基準とした
位相、δはＵ相誘起電圧の基本波からＵ相電圧の基本波
成分までの位相差を示している。

【０１４６】そして、δとＡとの関係を δ＝ｆ（ｒ，Ｖｕｍ，Ａ） とすれば、回転子の位置はθ＋ｆ（ｒ，Ｖｕｍ，Ａ）と
表される。ここで、ｒ、Ｖｕｍ、θは、インバータ内部
で生成されるＰＷＭ指令として知ることができるため、
予めｆ（δ，Ｖｕｍ，Ａ）を測定し、またはモデルを用
いた関係式より導出しておくことにより、差電圧の振幅
Ａのみを測定することにより、回転子の位置を検出する
ことができる。

【０１４７】図１８は位置検出回路４のさらに他の例の
構成を示すブロック図である。

【０１４８】この位置検出回路４は、差電圧の振幅およ
び差電圧の位相を入力として位置信号を出力する位置検
出部４ｌを有している。

【０１４９】この実施態様を採用すれば、差電圧の振幅
と位相とを組み合わせて用いることにより、前記実施態
様と比較して、より高精度の位置検出を達成することが
できる、具体的には、例えば、差電圧の振幅により得ら
れた回転子の位置と差電圧の位相により得られた回転子
の位置とを平均して位置検出精度を高めることができ
る。また、ＰＷＭ電圧指令および差電圧の振幅から運転
状態を判別し、各運転状態毎に、差電圧の位相から求ま
る位置情報と差電圧の振幅から求まる位置情報とを選択
して用いる。この場合において、選択の切り替わり付近
では、平均化処理を行うか、または徐々に変化させるな
どの処理を行うようにすればよい。さらに、差電圧の位
相から求まる位置情報の誤差のうち、差電圧の振幅と依
存性がある部分を予め測定しておき（図１９参照）、そ
の情報に基づく補正を行って高精度の位置検出を行うこ
とができる。

【０１５０】図２０は位置検出回路４のさらに他の例の
構成を示すブロック図である。

【０１５１】この位置検出回路４は、差電圧およびブラ
シレスＤＣモータの相電圧、相電流、ＤＣ電流、ＤＣ電
圧などから選択された少なくとも１つの値を入力として
位置信号を出力する位置検出部４ｍを有している。

【０１５２】この位置検出部４ｍによる位置検出動作を
行えば、前述の実施態様のＰＷＭ指令を同様に利用して
位置検出の高精度化を達成することができる。

【０１５３】ブラシレスＤＣモータの相電圧はＰＷＭ指
令とほぼ同様な信号で、ＰＷＭ指令を用いた場合の誤差
要因となるデッドタイムやＤＣ電圧の変動による誤差を
取り除いた真値である。

【０１５４】ＤＣ電圧は通常あまり変化しないが、負荷
や電源変動で変動する場合、ＤＣ電圧を測定すること
で、ＰＷＭ指令による相電圧の算出の精度を向上させる
ことができる。なぜならば、相電圧はＰＷＭのデューテ
ィとＤＣ電圧とを乗算した値で近似できるからである。

【０１５５】この場合、デッドタイムの影響が残るが、
これについては、解析結果が知られている。したがっ
て、例えば、前述の方法をより精度アップさせるために
ＤＣ電圧、相電圧を用いることができる。

【０１５６】また、ブラシレスＤＣモータの相電流を用
いると、相電圧を用いるのと同様に、次のような位置算
出が可能である。

【０１５７】相電流と差電圧の振幅との関係の場合に
は、電流振幅、回転数など他の要因による影響が少ない
ため、差電圧の振幅と電流位相のみで議論する。

【０１５８】ある運転状態にあるブラシレスＤＣモータ
の電流位相と差電圧の振幅との関係は図２１に示すとお
りである。

【０１５９】ブラシレスＤＣモータの相電流が次のよう
に表されるものとする。 Ｉｕ＝Ｉｕｍｓｉｎ（θ＋β） ここで、ＩｕはＵ相電流、ＩｕｍはＵ相電流の振幅、θ
は電流０の時のＵ相誘起電圧の基本波成分を基準とした
位相、βはＵ相誘起電圧の基本波からＵ相電流の基本波
成分までの位相差である。

【０１６０】そして、βと差電圧の振幅Ａとの関係をβ
＝Ｇ（Ａ）とすれば、回転子の位置はθ＋Ｇ（Ａ）と表
される。ここで、予めＧ（Ａ）を測定し、またはモデル
を用いた関係式より導出しておくことにより、差電圧の
振幅Ａのみを測定することができる、もちろん、回転数
などの情報も考慮すれば、より詳細な位置検出を行うこ
とができる。

【０１６１】また、ＤＣ電流を用いると、差電圧の持つ
位相誤差を図２２に示すような関係から算出でき、より
高精度の位置検出を達成することができる。

【０１６２】図２３は位置検出回路４のさらに他の例の
構成を示すブロック図である。

【０１６３】この位置検出回路４は、相電圧（または相
電流）を入力として第１中性点電圧と第２中性点電圧と
の差電圧の予測値を出力するモータモデル５０と、相電
圧（または相電流）を実際のブラシレスＤＣモータ３に
供給することにより得られる第１中性点電圧と第２中性
点電圧との差電圧とモータモデル５０から出力される予
測値との差を誤差として算出する減算部５１とを有し、
算出された誤差をモータモデル５０にフィードバック
し、モータモデル５０から回転子の予測位置を出力して
いる。

【０１６４】この構成を採用すれば、相電圧（または相
電流）、差電圧とこの予測値との差を入力モータモデル
５０に供給することにより、回転子の高精度の予測位置
を出力することができる。

【０１６５】さらに説明する。

【０１６６】モータモデルが実現できれば、オブザーバ
ーを構成することにより回転子位置を予測することは容
易である。この際、入力には、実モータの入力となり得
る相電圧、相電流などが用いられる。また、前述したよ
うにＰＷＭ指令などの情報を用いれば、ＤＣ電圧、ＤＣ
電流などにより相電圧、相電流を算出して利用すること
ができることも明らかである。もちろん、モータモデル
に代えてマップを用いても回転子の正確な位置を検出す
ることが可能である。

【０１６７】また、モータモデルを実現する方法として
は、前述のように、モータの等価モデルを利用する方
法、近似式を実測値により同定する方法が例示できる。

【０１６８】さらに、前記の位置検出法によれば、第１
中性点電圧と第２中性点電圧との差電圧のゼロクロスを
待つ必要がないので、位置検出に時間的制約がない。し
たがって、位置検出機構をフリーランさせておけば、任
意の時間に回転子の位置が得られることになり、精密な
制御が可能になり、従来行われていたゼロクロス間の補
間などが不要になる。この場合において、位置検出結果
を時間微分すれば回転速度が求められるので、この速度
を用いることにより、従来用いられていた周波数検出器
の機能を持たせることができる。また、インバータのキ
ャリア信号毎に回転子の位置情報を得、位置情報に従っ
て駆動波形を生成することで、容易に任意の波形を生成
することができる。そして、この波形として、角度依存
性（周期性）のある負荷トルク変動を打ち消すような波
形を採用すれば、回転速度変動を減少させてブラシレス
ＤＣモータをなめらかに回転させることができる。した
がって、圧縮機の駆動源としてブラシレスＤＣモータを
採用する場合に好適であり、回転変動を小さく押さえる
ことができる。

【０１６９】また、位置検出機構をフリーランさせてお
き、任意の回転子位置毎に信号を発生するように構成す
れば、従来から高精度な位置検出のために用いられてい
たロータリーエンコーダの機能を持たせることができ
る。

【０１７０】さらに、予測位置を得るために、マップ処
理、モータモデルを用いた演算処理、差電圧を用いるこ
となく得られた位置信号の推定結果と差電圧を用いて得
られた位置信号との差を算出し、算出された差を差電圧
を用いて得られた位置信号に対して加減算することによ
り行う処理の少なくとも２つの構成を併用することが可
能であり、この場合には位置検出処理の高精度化を達成
することができる。

【０１７１】

【発明の効果】請求項１の発明は、検出された位置信号
がブラシレスＤＣモータの運転状態に起因する誤差を有
していても、補正により誤差をなくすることができ、こ
の結果、任意の動作点でブラシレスＤＣモータを動作さ
せることができ、また、最大効率運転への収斂時間を短
縮することができ、さらに、瞬時制御を行う場合であっ
ても、脱調、効率の低下、不安定化を防止することがで
きるという特有の効果を奏する。

【０１７２】請求項２の発明は、選択された値に基づい
て誤差をなくすることができ、ひいては、請求項１と同
様の効果を奏する。

【０１７３】請求項３の発明は、選択された値に基づい
て誤差をなくすることができ、ひいては、請求項１と同
様の効果を奏する。

【０１７４】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
の何れかの効果に加え、演算処理を簡素化することがで
きるという特有の効果を奏する。

【０１７５】請求項５の発明は、請求項１から請求項３
の何れかの効果に加え、補正処理の精度を高めることが
できるという特有の効果を奏する。

【０１７６】請求項６の発明は、請求項５の効果に加
え、モータモデルの設定を簡単化することができるとい
う特有の効果を奏する。

【０１７７】請求項７の発明は、請求項５の効果に加
え、モータモデルの設定の簡単化、および設定されたモ
ータモデルの高精度化を両立させることができるという
特有の効果を奏する。

【０１７８】請求項８の発明は、計算量／時間、不安定
性などの不都合を抑制し、しかもブラシレスＤＣモータ
の固定子巻線の中性点の電圧に基づく簡単な処理で、請
求項１から請求項３の何れかと同様の効果を奏する。

【０１７９】請求項９の発明は、位置情報をいつでも得
ることができるとともに、得られる位置情報が正確であ
るから、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相制
御、速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことがで
きるという特有の効果を奏する。

【０１８０】請求項１０の発明は、位置情報をいつでも
得ることができるとともに、得られる位置情報が正確で
あるから、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相
制御、速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことが
できるという特有の効果を奏する。

【０１８１】請求項１１の発明は、位置情報をいつでも
高精度に得ることができるとともに、得られる位置情報
が正確であるから、ブラシレスＤＣモータの相電流／電
圧の位相制御、速度制御などを精度よく、かつ安定に行
うことができるという特有の効果を奏する。

【０１８２】請求項１２の発明は、運転条件による誤差
の影響を排除して、位置情報をいつでも高精度に得るこ
とができるとともに、得られる位置情報が正確であるか
ら、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相制御、
速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことができる
という特有の効果を奏する。

【０１８３】請求項１３の発明は、選択された値に基づ
いて誤差をなくすることができ、ひいては請求項１２と
同様の効果を奏する。

【０１８４】請求項１４の発明は、請求項１２または請
求項１３の効果に加え、演算処理を簡素化することがで
きるという特有の効果を奏する。

【０１８５】請求項１５の発明は、請求項１２または請
求項１３の効果に加え、検出処理の精度を高めることが
できるという特有の効果を奏する。

【０１８６】請求項１６の発明は、請求項１５の効果に
加え、モータモデルの設定を簡単化することができると
いう特有の効果を奏する。

【０１８７】請求項１７の発明は、請求項１５の効果に
加え、モータモデルの設定の簡単化、および設定された
モータモデルの高精度化を両立させることができるとい
う特有の効果を奏する。

【０１８８】請求項１８の発明は、請求項１２または請
求項１３の効果に加え、正確で、かつ全領域での位置信
号の検出を達成することができるという特有の効果を奏
する。

【０１８９】請求項１９の発明は、請求項９から請求項
１８の何れかの効果に加え、位置検出における時間的制
約を解消することができ、しかも高精度の制御を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。

【０１９０】請求項２０の発明は、請求項９から請求項
１８の何れかの効果に加え、位置検出における時間的制
約を解消することができ、しかもロータリーエンコーダ
と同様の機能を達成することができるという特有の効果
を奏する。

【０１９１】請求項２１の発明は、請求項１９の効果に
加え、回転速度を利用して周波数検出器の機能を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。

【０１９２】請求項２２の発明は、請求項２１の効果に
加え、所望のインバータ出力波形に基づいてブラシレス
ＤＣモータを駆動することができるという特有の効果を
奏する。

【０１９３】請求項２３の発明は、請求項２２の効果に
加え、負荷トルク変動に拘わらず、ブラシレスＤＣモー
タをなめらかに動作させることができるという特有の効
果を奏する。

【０１９４】請求項２４の発明は、検出された位置信号
がブラシレスＤＣモータの運転状態に起因する誤差を有
していても、補正により誤差をなくすることができ、こ
の結果、任意の動作点でブラシレスＤＣモータを動作さ
せることができ、また、最大効率運転への収斂時間を短
縮することができ、さらに、瞬時制御を行う場合であっ
ても、脱調、効率の低下、不安定化を防止することがで
きるという特有の効果を奏する。

【０１９５】請求項２５の発明は、位置情報をいつでも
得ることができるとともに、得られる位置情報が正確で
あるから、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相
制御、速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことが
できるという特有の効果を奏する。

【０１９６】請求項２６の発明は、位置情報をいつでも
得ることができるとともに、得られる位置情報が正確で
あるから、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相
制御、速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことが
できるという特有の効果を奏する。

【０１９７】請求項２７の発明は、位置情報をいつでも
高精度に得ることができるとともに、得られる位置情報
が正確であるから、ブラシレスＤＣモータの相電流／電
圧の位相制御、速度制御などを精度よく、かつ安定に行
うことができるという特有の効果を奏する。

【０１９８】請求項２８の発明は、運転条件による誤差
の影響を排除して、位置情報をいつでも高精度に得るこ
とができるとともに、得られる位置情報が正確であるか
ら、ブラシレスＤＣモータの相電流／電圧の位相制御、
速度制御などを精度よく、かつ安定に行うことができる
という特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のブラシレスＤＣモータ制御装置の一
実施態様を概略的に示すブロック図である。

【図２】表面磁石構造のブラシレスＤＣモータの構成を
概略的に示す図である。

【図３】埋込磁石構造のブラシレスＤＣモータの構成を
概略的に示す図である。

【図４】位置検出回路の一例の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】差電圧の振幅と差電圧の位相誤差との関係を示
す図である。

【図６】位置検出回路の他の例の構成を示すブロック図
である。

【図７】ＤＣ電流と差電圧の位相誤差との関係を示す図
である。

【図８】相電圧の振幅と差電圧の位相誤差との関係を示
す図である。

【図９】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブ
ロック図である。

【図１１】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブ
ロック図である。

【図１２】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブ
ロック図である。

【図１３】ベクトル（Ｖ’_mn90，Ｖ’_mn）を説明する図
である。

【図１４】シミュレーション結果を示す図である。

【図１５】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブ
ロック図である。

【図１６】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブ
ロック図である。

【図１７】差電圧の振幅と相電圧の位相との関係を示す
図である。

【図１８】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブ
ロック図である。

【図１９】差電圧の振幅と差電圧の位相誤差との関係を
示す図である。

【図２０】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブ
ロック図である。

【図２１】差電圧の振幅とモータ電流位相との関係を示
す図である。

【図２２】ＤＣ電流と差電圧の位相誤差との関係を示す
図である。

【図２３】位置検出回路のさらに他の例の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

２ インバータ ３ ブラシレスＤＣモータ ４ 位置検出回路 ５ 制御回路

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H045 AA09 AA27 BA28 BA33 CA02 CA03 CA21 DA07 EA38 5H560 BB04 BB12 DA13 DB13 DC12 EB01 GG04 JJ15 XA04 XA05 XA12 XB05 XB09

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気突極のある回転子を有するブラシレ
   スＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、固
   定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置
   を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
   （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
   レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
   （３）を制御する方法において、 検出された位置信号をブラシレスＤＣモータ（３）の運
   転条件に基づいて補正し、補正された位置信号に基づい
   てインバータ（２）を制御することを特徴とするブラシ
   レスＤＣモータ制御方法。
2. 【請求項２】 前記ブラシレスＤＣモータ（３）の運転
   条件は、ブラシレスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中
   性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧
   の振幅、ブラシレスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中
   性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差電圧
   の積分信号の振幅、ブラシレスＤＣモータ（３）の相電
   圧、ブラシレスＤＣモータ（３）の相電流、インバータ
   （２）の入力側の直流電流、ブラシレスＤＣモータ
   （３）の回転数から選択された少なくとも１つの値であ
   る請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ制御方法。
3. 【請求項３】 前記ブラシレスＤＣモータ（３）は圧縮
   機を駆動するものであり、前記ブラシレスＤＣモータ
   （３）の運転条件は、ブラシレスＤＣモータ（３）の固
   定子巻線の中性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均
   値との差電圧の振幅、ブラシレスＤＣモータ（３）の固
   定子巻線の中性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均
   値との差電圧の積分信号の振幅、ブラシレスＤＣモータ
   （３）の相電圧、ブラシレスＤＣモータ（３）の相電
   流、インバータ（２）の入力側の直流電流、ブラシレス
   ＤＣモータ（３）の回転数、圧縮機の吐出管温度、凝縮
   温度、圧縮機の吐出管圧力、蒸発温度、圧縮機の吸入管
   圧力、圧縮機の吸入管温度から選択された少なくとも１
   つの値である請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ制
   御方法。
4. 【請求項４】 前記補正は、マップ処理により行われる
   請求項１から請求項３の何れかに記載のブラシレスＤＣ
   モータ制御方法。
5. 【請求項５】 前記補正は、モータモデルを用いた演算
   処理により行われる請求項１から請求項３の何れかに記
   載のブラシレスＤＣモータ制御方法。
6. 【請求項６】 前記モータモデルは、ブラシレスＤＣモ
   ータ（３）の等価モデルである請求項５に記載のブラシ
   レスＤＣモータ制御方法。
7. 【請求項７】 前記モータモデルは、近似式を実測値に
   より同定したものである請求項５に記載のブラシレスＤ
   Ｃモータ制御方法。
8. 【請求項８】 前記補正は、位置信号の誤差推定結果を
   用いて行われる請求項１から請求項３の何れかに記載の
   ブラシレスＤＣモータ制御方法。
9. 【請求項９】 磁気突極のある回転子を有するブラシレ
   スＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、固
   定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位置
   を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
   （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
   レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
   （３）を制御する方法において、 ブラシレスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電
   圧と、固定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電
   圧の位相に基づいて位置信号を検出することを特徴とす
   るブラシレスＤＣモータ制御方法。
10. 【請求項１０】 磁気突極のある回転子を有するブラシ
    レスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、
    固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位
    置を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
    レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
    （３）を制御する方法において、 ブラシレスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電
    圧と、固定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電
    圧の振幅に基づいて位置信号を検出することを特徴とす
    るブラシレスＤＣモータ制御方法。
11. 【請求項１１】 磁気突極のある回転子を有するブラシ
    レスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、
    固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位
    置を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
    レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
    （３）を制御する方法において、 ブラシレスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電
    圧と、固定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電
    圧の位相および振幅に基づいて位置信号を検出すること
    を特徴とするブラシレスＤＣモータ制御方法。
12. 【請求項１２】 磁気突極のある回転子を有するブラシ
    レスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、
    固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位
    置を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
    レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
    （３）を制御する方法において、 ブラシレスＤＣモータ（３）の運転条件と、ブラシレス
    ＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と固定子
    巻線の端子電圧の平均値との差電圧とに基づいて位置信
    号を検出することを特徴とするブラシレスＤＣモータ制
    御方法。
13. 【請求項１３】 前記ブラシレスＤＣモータ（３）は圧
    縮機を駆動するものであり、前記ブラシレスＤＣモータ
    （３）の運転条件は、ブラシレスＤＣモータ（３）の固
    定子巻線の中性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均
    値との差電圧の振幅、ブラシレスＤＣモータ（３）の固
    定子巻線の中性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均
    値との差電圧の積分信号の振幅、ブラシレスＤＣモータ
    （３）の相電圧、ブラシレスＤＣモータ（３）の相電
    流、インバータ（２）の入力側の直流電流、ブラシレス
    ＤＣモータ（３）の回転数、圧縮機の吐出管温度、凝縮
    温度、圧縮機の吐出管圧力、蒸発温度、圧縮機の吸入管
    圧力、圧縮機の吸入管温度から選択された少なくとも１
    つの値である請求項１２に記載のブラシレスＤＣモータ
    制御方法。
14. 【請求項１４】 前記位置信号の検出は、マップ処理に
    より行われる請求項１２または請求項１３に記載のブラ
    シレスＤＣモータ制御方法。
15. 【請求項１５】 前記位置信号の検出は、モータモデル
    を用いた演算処理により行われる請求項１２または請求
    項１３に記載のブラシレスＤＣモータ制御方法。
16. 【請求項１６】 前記モータモデルは、ブラシレスＤＣ
    モータ（３）の等価モデルである請求項１５に記載のブ
    ラシレスＤＣモータ制御方法。
17. 【請求項１７】 前記モータモデルは、近似式を実測値
    により同定したものである請求項１５に記載のブラシレ
    スＤＣモータ制御方法。
18. 【請求項１８】 前記位置信号の検出は、差電圧を用い
    ることなく得られた位置信号の推定結果と差電圧を用い
    て得られた位置信号との差を算出し、算出された差を差
    電圧を用いて得られた位置信号に対して加減算すること
    により行われる請求項１２または請求項１３に記載のブ
    ラシレスＤＣモータ制御方法。
19. 【請求項１９】 任意の時刻における回転子の位置を検
    出する請求項９から請求項１８の何れかに記載のブラシ
    レスＤＣモータ制御方法。
20. 【請求項２０】 任意の電気角毎に回転子の位置を検出
    する請求項９から請求項１８の何れかに記載のブラシレ
    スＤＣモータ制御方法。
21. 【請求項２１】 任意の時刻におけるブラシレスＤＣモ
    ータ（３）の回転速度をさらに検出する請求項１９に記
    載のブラシレスＤＣモータ制御方法。
22. 【請求項２２】 任意の時刻における回転子の位置情報
    に基づいて所望のインバータ出力波形を生成する請求項
    １９に記載のブラシレスＤＣモータ制御方法。
23. 【請求項２３】 前記インバータ波形は、負荷トルク変
    動に対応させて回転速度変動を減少させるものである請
    求項２２に記載のブラシレスＤＣモータ制御方法。
24. 【請求項２４】 磁気突極のある回転子を有するブラシ
    レスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、
    固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位
    置を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
    レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
    （３）を制御する装置において、 検出された位置信号をブラシレスＤＣモータ（３）の運
    転条件に基づいて補正し、補正された位置信号に基づい
    てインバータ（２）を制御するインバータ制御手段
    （４）（５）を含むことを特徴とするブラシレスＤＣモ
    ータ制御装置。
25. 【請求項２５】 磁気突極のある回転子を有するブラシ
    レスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、
    固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位
    置を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
    レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
    （３）を制御する装置において、 ブラシレスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電
    圧と、固定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電
    圧の位相に基づいて位置信号を検出し、検出された位置
    信号に基づいてインバータ（２）を制御するインバータ
    制御手段（４）（５）を含むことを特徴とするブラシレ
    スＤＣモータ制御装置。
26. 【請求項２６】 磁気突極のある回転子を有するブラシ
    レスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、
    固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位
    置を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
    レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
    （３）を制御する装置において、 ブラシレスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電
    圧と、固定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電
    圧の振幅に基づいて位置信号を検出し、検出された位置
    信号に基づいてインバータ（２）を制御するインバータ
    制御手段（４）（５）を含むことを特徴とするブラシレ
    スＤＣモータ制御装置。
27. 【請求項２７】 磁気突極のある回転子を有するブラシ
    レスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、
    固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位
    置を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
    レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
    （３）を制御する装置において、 ブラシレスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電
    圧と、固定子巻線の端子電圧の平均値との差を表す差電
    圧の位相および振幅に基づいて位置信号を検出し、検出
    された位置信号に基づいてインバータを制御するインバ
    ータ制御手段（４）（５）を含むことを特徴とするブラ
    シレスＤＣモータ制御装置。
28. 【請求項２８】 磁気突極のある回転子を有するブラシ
    レスＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と、
    固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の位
    置を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御し、インバータ（２）からの出力をブラシ
    レスＤＣモータ（３）に供給してブラシレスＤＣモータ
    （３）を制御する装置において、 ブラシレスＤＣモータ（３）の運転条件と、ブラシレス
    ＤＣモータ（３）の固定子巻線の中性点の電圧と固定子
    巻線の端子電圧の平均値との差電圧とに基づいて位置信
    号を検出し、検出された位置信号に基づいてインバータ
    （２）を制御するインバータ制御手段（４）（５）を含
    むことを特徴とするブラシレスＤＣモータ制御装置。