JP2000262084A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急激な回転数変化が生じたときの位相変化に
対する追従性に優れ、小型化及び低価格化を図ることが
可能なブラシレスモータの制御装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】 複数のコミュテータ素子を有し各コミュ
テータ素子の相切り換えによりステータコイルに通電す
る電流の相切り換えを行うドライブ回路と、各ステータ
コイルの何れか一の端子電圧が基準電圧と交叉するゼロ
クロス点を検出するゼロクロス点検知部と、一定の時間
間隔のクロック信号を生成する基準信号発生部と、クロ
ック信号を計数するカウンタと、各コミュテータ素子の
相切り換えが行われた通電相切換点からその後最初に検
出されるゼロクロス点までのカウンタの計数値Ｎを検出
しそのゼロクロス点からカウンタが計数値Ｎだけ計数し
た時点に各コミュテータ素子の相切り換えを行う通電切
換部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
のステータコイルに誘起される誘起電圧のゼロクロス点
を検出することでロータの磁極位置を検出するブラシレ
スモータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のブラシレスモータの制御装置とし
ては、特許２６４２３５７号公報（以下イ号公報と呼
ぶ）に開示されたものが知られている。

【０００３】以下にイ号公報に開示のブラシレスモータ
の制御装置について、図面を用いて説明する。

【０００４】図２１はイ号公報に開示のブラシレスモー
タの制御装置の装置構成を表す図である。

【０００５】図２１において、１０１はブラシレスモー
タ、１０２はブラシレスモータのステータ、１０２ｕ，
１０２ｖ，１０２ｗは三相スター結線されたステータ１
０２のステータコイル、１０３は永久磁石により構成さ
れステータ１０２の作る駆動磁界により回転するブラシ
レスモータ１０１のロータ、１０４はステータコイル１
０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗの各端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続
されステータコイル１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗに流
す駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを生成するドライブ回路、
１０５〜１１０はステータコイル１０２ｕ，１０２ｖ，
１０２ｗに流す駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの切り換えを
行うコミュテータ素子、１１１〜１１６はコミュテータ
素子１０５〜１１０のスイッチングにより発生するサー
ジ電圧を解放するフリーホイーリングダイオード、１１
７はドライブ回路１０４に電圧を供給する直流電源、１
１８は直流電源１１７の正極側と負極側とに接続された
バイパスコンデンサ、１１９は直流電源１１７の正極側
に接続された正極側母線、１２０は直流電源１１７の負
極側に接続された負極側母線、１２１，１２２は正極側
母線１１９と負極側母線１２０とに直列に接続された中
性電位生成抵抗である。

【０００６】ハイサイドのコミュテータ素子１０５〜１
０７はＮＰＮ型トランジスタが用いられ、ローサイドの
コミュテータ素子１０８〜１１０はＰＮＰ型トランジス
タが用いられる。ステータコイル１０２ｕ，１０２ｖ，
１０２ｗの一端子Ｏ（以下、コモン端子と呼ぶ。）は共
通に接続され、他端子Ｕ，Ｖ，Ｗ（以下、駆動端子と呼
ぶ。）はそれぞれ、駆動端子Ｕはコミュテータ素子１０
５及び１０８の共通接続点Ｏ_U（両素子のコレクタ側）
に接続されており、駆動端子Ｖはコミュテータ素子１０
６及び１０９の共通接続点Ｏ_V（両素子のコレクタ側）
に接続されており、駆動端子Ｗはコミュテータ素子１０
７及び１１０の共通接続点Ｏ_W（両素子のコレクタ側）
に接続されている。また、ハイサイドのコミュテータ素
子１０５〜１０７のエミッタ側は正極側母線１１９に接
続され、ローサイドのコミュテータ素子１０８〜１１０
のコレクタ側は負極側母線１２０に接続されている。中
性電位生成抵抗１２１と中性電位生成抵抗１２２との接
続点Ｏ_Nにおいては、ステータコイル１０２ｕ，１０２
ｖ，１０２ｗの端子に発生する電圧の中性点の電位（以
下、中性電位Ｖ_Nと呼ぶ。）を生成するように各々の抵
抗値が調節されている。

【０００７】１２３，１２４及び１２５はコンパレータ
であり、これらの各非反転入力端子（＋側端子）はステ
ータ１０２の端子Ｕ，Ｖ及びＷに夫々接続され、各反転
入力端子（−側端子）は検出端子Ｏ_Nに接続されてい
る。

【０００８】３００は相切り換えを行うタイミングを得
るための時間計測の基準となるクロックＣ₁を出力する
発振回路、３０１，３０２は入力されるクロックを分周
し分周されたクロックを出力する分周回路である。分周
回路３０１には発振回路３００からクロックＣ₁が入力
され、クロックＣ₁を分周したクロックＣ₂を出力する。
また、分周回路３０２には分周回路３０１からクロック
Ｃ₂が入力され、クロックＣ₂を分周したクロックＣ₃を
出力する。分周回路３０２の分周回路３０１に対する分
周比は２対１に設定されている。

【０００９】３０３は分周回路３０２から入力されるク
ロックＣ３をカウントするアップカウンタからなる第１
タイマ、３０４は分周回路３０１から入力されるクロッ
クＣ２をカウントするダウンカウンタからなる第２タイ
マ、３０５はコミュテータ素子１０５〜１１０のスイッ
チングの制御を行うマイクロコンピュータである。マイ
クロコンピュータ３０５はコミュテータ素子１０５〜１
１０のベース入力端子に接続されコミュテータ素子１０
５〜１１０のスイッチングを行うことによりステータ１
０２に流す駆動電流の切り換え制御を行う。

【００１０】発振回路３００の出力端子は分周回路３０
１の入力端子に接続されている。又、分周回路３０１の
出力端子はマイクロコンピユータ３０５のクロック入力
端子、及び、分周回路３０２の入力端子に接続されてい
る。そして、分周回路３０２の出力端子は第１タイマ３
０３のクロック入力端子に接続され、分周回路３０１の
出力端子は第２タイマ３０４のクロック入力端子に接続
されている。更に、タイマ３０３において、クリア端子
及び制御端子はマイクロコンピュータ３０５の出力端子
及び入力端子に夫々接続され、複数ビット（ｎ＋１ビッ
ト）の出力端子は第２タイマ３０４の複数ビットの入力
端子に接続されている。

【００１１】以上のように構成された従来のブラシレス
モータの制御装置について、以下その動作を説明する。

【００１２】図２２は駆動端子Ｕ，Ｖ，Ｗに現れる端子
電圧の時間変化を示す図である。

【００１３】図２２（ａ）は駆動端子Ｕに現れるＵ相の
電圧波形、図２２（ｂ）は駆動端子Ｖに現れるＶ相の電
圧波形、図２２（ｃ）は駆動端子Ｗに現れるＷ相の電圧
波形である。

【００１４】図２２において、２０１は中性点の電圧、
２０２は各相の電圧波形が中性点の電圧をよぎる点であ
るゼロクロス点、Ａはコミュテータ素子１０５〜１１０
の何れかの切換時にステータコイル１０２ｕ、１０２
ｖ、１０２ｗに発生する逆起電圧によりフリーホイーリ
ングダイオード１１１〜１１６の何れかにサージ電流が
流れることにより発生するサージパルスを示す。また、
Ｔはゼロクロス点２０２の時間間隔であり、電気角で６
０度の大きさである。

【００１５】まず、ゼロクロス点が検出されると、第１
タイマ３０３はカウントアップを始め、次のゼロクロス
点が検出された時点で、その時点のカウント値（ゼロク
ロス点時間間隔Ｔに相当）を第２タイマ３０４にプリセ
ットする。第２タイマ３０４は、分周回路３０１からの
クロックＣ２をカウントするので、そのカウント速度は
第１タイマ３０３の２倍であり、従って、第１タイマ３
０３からロードされたカウント値（時間Ｔに相当）の１
／２のカウント値（時間Ｔ／２）をカウントダウンする
ことになる。その後、第２タイマ３０４がカウント値が
零となってボロア信号を出力すると、マイクロコンピュ
ータ３０５は、相切り換えのタイミングであると判断し
て通電相の切り換えを行う。

【００１６】すなわち、従来の技術では通電相切り換え
のタイミングから９０度前から３０度前までのゼロクロ
ス間隔を相対的に２分の１の周期の第１タイマ３０３で
計測し、その第１タイマ３０３のデータを第２タイマ３
０４に移して第２タイマ３０４のタイムアップのタイミ
ングを通電相切り換えのタイミングとするものである。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のブラシレスモータの制御装置では、以下のような課題
を有していた。

【００１８】（１）ポンプの自吸動作終了前後のよう
に、特に急激な回転数変化が生じたとき、その位相変化
に追従できず脱調を生じる。

【００１９】（２）また、２つの分周回路と２つのタイ
マとを必要とし、制御装置の構成が複雑であり、小型化
及びコストダウンを図ることが難しい。

【００２０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、急激な回転数変化が生じたときの位相変化に対する
追従性に優れ脱調が生じにくく、制御装置の構成が単純
であり小型化及びコストダウンを図ることが可能なブラ
シレスモータの制御装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のブラシレスモータの制御装置は、三相結線さ
れた複数のステータコイルと、各ステータコイルの発生
する磁界により回転駆動される永久磁石のロータと、を
備えたブラシレスモータの制御装置であって、複数のコ
ミュテータ素子を有し各コミュテータ素子の相切り換え
によりステータコイルに通電する電流の相切り換えを行
うドライブ回路と、各ステータコイルの何れかの端子電
圧が基準電圧と交叉するゼロクロス点を検出するゼロク
ロス点検知部と、一定の時間間隔のクロック信号を生成
する基準信号発生部と、クロック信号を計数するカウン
タと、各コミュテータ素子の相切り換えが行われた通電
相切換点からその後最初に検出されるゼロクロス点まで
のカウンタの計数値Ｎを検出しそのゼロクロス点からカ
ウンタが計数値Ｎだけ計数した時点に各コミュテータ素
子の相切り換えを行う通電切換部と、を備えた構成より
成る。

【００２２】この構成により、急激な回転数変化が生じ
たときの位相変化に対する追従性に優れ脱調が生じにく
く、制御装置の構成が単純であり小型化及びコストダウ
ンを図ることが可能なブラシレスモータの制御装置を提
供することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のブラシ
レスモータの制御装置は、三相結線された複数のステー
タコイルと、各ステータコイルの発生する磁界により回
転駆動される永久磁石のロータと、を備えたブラシレス
モータの制御装置であって、複数のコミュテータ素子を
有し各コミュテータ素子の相切り換えによりステータコ
イルに通電する電流の相切り換えを行うドライブ回路
と、各ステータコイルの何れかの端子電圧が基準電圧と
交叉するゼロクロス点を検出するゼロクロス点検知部
と、一定の時間間隔のクロック信号を生成する基準信号
発生部と、クロック信号を計数するカウンタと、各コミ
ュテータ素子の相切り換えが行われた通電相切換点から
その後最初に検出されるゼロクロス点までのカウンタの
計数値Ｎを検出しそのゼロクロス点からカウンタが計数
値Ｎだけ計数した時点に各コミュテータ素子の相切り換
えを行う通電切換部と、を備えた構成としたものであ
り、この構成により、以下の作用が得られる。

【００２４】（１）通電相切換えをカウンタのカウント
動作のみで確実に行うことができ、回転数によらず、常
に安定的な通電相切換えが可能になる。

【００２５】（２）直前の通電相切換点と直前のゼロク
ロス点とにより通電相切換のタイミングを決定するた
め、急激な負荷変動に伴う回転数変動が生じた場合であ
っても、電気角６０度以内で通電相切換えを実施でき、
回転数変化に対する相切り換えの位相の追従性が改善さ
れる。

【００２６】（３）単一の計数用パルスを用いる構成で
あるため、分周回路が不要となるため、制御装置の構成
が単純であり小型化及びコストダウンを図ることが可能
となる。

【００２７】（４）単一のクロックを使用するため、不
要なノイズが発生しにくく、回路構成が容易となる。

【００２８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシレスモータの制御装置であって、カウンタの動
作を切り換えるカウント動作切換部を有し、カウンタ
は、カウントアップ動作モード時にはクロック信号を検
出する毎にその計数値を一定量増加させ、カウントダウ
ン動作モード時にはクロック信号を検出する毎にその計
数値を一定量減少させ、カウント動作切換部は、通電切
換点においてカウンタをカウントアップ動作モードに設
定する手段と、ゼロクロス点においてカウンタをカウン
トダウン動作モードに設定する手段と、を有し、通電切
換部は、カウンタの計数値がカウントダウン動作モード
において所定の値に到達した時点で各コミュテータ素子
の相切り換えを行う構成としたものであり、この構成に
より、請求項１の作用に加え、相切り換えのタイミング
を得るための時間計測を、発信回路と１つのカウンタと
で構成することが可能で、制御装置の構成が単純であり
小型化及びコストダウンを図ることが可能となるという
作用が得られる。

【００２９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のブラシレスモータの制御装置であって、カウント動作
切換部は、通電切換点においてカウンタの計数値をゼロ
に設定する手段を有し、通電切換部は、カウンタの計数
値がカウントダウン動作モードにおいてゼロに到達した
時点で各コミュテータ素子の相切り換えを行う構成とし
たものであり、この構成により、請求項２の作用に加
え、カウンタのゼロクリア（計数値をゼロに設定する動
作）とカウンタの動作モードの切り換えのみの簡単な処
理で構成することが可能となり、小型化及びコストダウ
ンを図ることが可能となるという作用が得られる。

【００３０】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシレスモータの制御装置であって、カウンタの動
作を切り換えるカウント動作切換部を有し、カウンタ
は、クロック信号を検出する毎にその計数値を一定量増
加させ、カウント動作切換部は、カウンタの計数値を記
憶する計数値記憶部と、通電切換点においてカウンタの
計数値をゼロに設定後カウンタに計数を開始させる手段
と、ゼロクロス点においてカウンタの計数値を計数値記
憶部に記憶させた後カウンタの計数値をゼロに設定後カ
ウンタに計数を開始させる手段と、を有し、通電切換部
は、ゼロクロス点検出後に最初にカウンタの計数値が計
数値記憶部に記憶された値に一致した時点で各コミュテ
ータ素子の相切り換えを行う構成としたものであり、こ
の構成により、請求項１の作用に加え、相切り換えのタ
イミングを得るための時間計測を、発信回路と１つのカ
ウンタとで構成することが可能で、制御装置の構成が単
純であり小型化及びコストダウンを図ることが可能とな
るという作用が得られる。

【００３１】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシレスモータの制御装置であって、カウンタの動
作を切り換えるカウント動作切換部を有し、カウンタ
は、クロック信号を検出する毎にその計数値を一定量増
加させ、カウント動作切換部は、カウンタの計数値を記
憶する計数値記憶部と、通電切換点においてカウンタの
計数値をゼロに設定後カウンタに計数を開始させる手段
と、ゼロクロス点においてカウンタの計数値の２倍の値
を計数値記憶部に記憶させる手段と、を有し、通電切換
部は、カウンタの計数値が計数値記憶部に記憶された値
に一致した時点で各コミュテータ素子の相切り換えを行
う構成としたものであり、この構成により、請求項１の
作用に加え、相切り換えのタイミングを得るための時間
計測を、発信回路と１つのカウンタとで構成することが
可能であり、制御装置の構成が単純であり小型化及びコ
ストダウンを図ることが可能となるという作用が得られ
る。

【００３２】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシレスモータの制御装置であって、カウンタの動
作を切り換えるカウント動作切換部を有し、カウンタ
は、クロック信号を検出する毎にその計数値を一定量減
少させ、カウント動作切換部は、通電切換点においてカ
ウンタの計数値を最大値に設定後カウンタに計数を開始
させる手段と、ゼロクロス点においてカウンタの計数値
の補数をカウンタに設定後カウンタに計数を開始させる
手段と、を有し、通電切換部は、カウンタの計数値がゼ
ロとなった時点で各コミュテータ素子の相切り換えを行
う構成としたものであり、この構成により、請求項１の
作用に加え、相切り換えのタイミングを得るための時間
計測を、発信回路と１つのカウンタとで構成することが
可能で、制御装置の構成が単純であり小型化及びコスト
ダウンを図ることが可能となるという作用が得られる。

【００３３】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシレスモータの制御装置であって、カウンタは、
クロック信号を検出する毎にその計数値を一定量増加さ
せるアップカウンタと、クロック信号を検出する毎にそ
の計数値を一定量減少させるダウンカウンタと、を備
え、通電切換部は、通電切換点においてアップカウンタ
の計数値を所定の値に設定後アップカウンタに計数を開
始させる手段と、ゼロクロス点においてアップカウンタ
の計数値をダウンカウンタに設定後ダウンカウンタに計
数を開始させる手段とを有し、ダウンカウンタの計数値
が所定の値に一致した時点で各コミュテータ素子の相切
り換えを行う構成としたものであり、この構成により、
請求項１の作用に加え、アップカウンタとダウンカウン
タとを用いて計数値の引き渡しを行うのでカウンタ計数
値等の演算を行うことなしに負荷変動に対応させた相切
り換えができ、制御装置の構成が単純であり小型化及び
コストダウンを図ることが可能となるという作用が得ら
れる。

【００３４】以下に本発明の一実施の形態について、図
面を参照しながら説明する。

【００３５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１におけるブラシレスモータの制御装置の装置構成を
表す図であり、図２は実施の形態１におけるカウント動
作切換部の機能構成を表す図である。

【００３６】図１において、１０１はブラシレスモー
タ、１０２はステータ、１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗ
はステータコイル、１０３はロータ、１０４はドライブ
回路、１０５〜１１０はコミュテータ素子、ｉｕ，ｉ
ｖ，ｉｗは駆動電流、１１１〜１１６はフリーホイーリ
ングダイオード、１１７は直流電源、１１８はバイパス
コンデンサ、１１９は正極側母線、１２０は負極側母
線、１２１，１２２は中性電位生成抵抗、１２３，１２
４，１２５はコンパレータであり、これらは図２１に示
した従来のものと同様のものであるため、同一の符号を
付して説明を省略する。

【００３７】１３０はコミュテータ素子１０５〜１１０
のスイッチングの制御を行う演算制御部、１３１はコミ
ュテータ素子１０５〜１１０のベース入力端子に接続さ
れコミュテータ素子１０５〜１１０のスイッチングを行
うことによりステータ１０２に流す駆動電流の切り換え
制御を行う通電切換部、１３２はコンパレータ１２３〜
１２５の出力端子に接続されコンパレータ１２３〜１２
５から入力される信号からロータ１０３の磁極位置を検
出しゼロクロス信号を出力するゼロクロス検知部、１３
３はゼロクロス検知部１３２からのゼロクロス信号を受
けてカウント動作切換信号を出力するカウント動作切換
部、１３４は時間計測を行うための計数用パルスを生成
する発振回路（基準信号発生部）、１３５は発振回路１
３４から入力される計数用パルスをカウントし時間計測
を行うカウンタである。カウント動作切換部１３３は、
カウントアップ動作モードに設定する手段１３３ａと、
カウントダウン動作モードに設定する手段１３３ｂと、
相切換点でカウンタの計数をゼロにする手段１３３ｃを
有している（図２参照）。

【００３８】発振回路１３４の発振周波数はブラシレス
モータの回転を制御するに十分であればいかなる周波数
でも構わないが、代表的には１０ｋ〜１０ＭＨｚであ
る。発振回路１３４の出力波形はカウンタ１３５が計数
できるものであればいかなる波形でも構わないが、好ま
しくは矩形波信号を出力するように構成する。

【００３９】カウンタ１３５は、発振回路１３４から入
力される計数用パルスをカウントし、内部に記憶してい
るカウンタ計数値を１づつ変化させるが、カウント動作
モードがカウントアップ動作モードにあるときカウンタ
計数値を１づつ増加させ、カウント動作モードがカウン
トダウン動作モードにあるときカウンタ計数値を１づつ
減少させる。これらの動作モードの切り換えは、カウン
ト動作切換部１３３が行う。また、カウントダウン動作
モードにあるとき、カウンタ計数値が０となると、カウ
ンタ１３５はオーバーフローすることになるのでキャリ
ーフラグやゼロフラグ（以下、フラグ信号と呼ぶ。）を
通電切換部１３１に出力する。

【００４０】以上のように構成された本実施の形態のブ
ラシレスモータの制御装置において、以下その動作につ
いて説明する。

【００４１】図３は実施の形態１におけるブラシレスモ
ータの制御装置の各部の信号波形を表す図である。

【００４２】図３において、（ａ）はドライブ回路１０
４からステータコイル１０２ｕへの印加電圧波形、
（ｂ）はドライブ回路１０４からステータコイル１０２
ｖへの印加電圧波形、（ｃ）はドライブ回路１０４から
ステータコイル１０２ｗへの印加電圧波形、（ｄ）は駆
動端子Ｕに現れるＵ相端子電圧波形、（ｅ）は駆動端子
Ｖに現れるＶ相端子電圧波形、（ｆ）は駆動端子Ｗに現
れるＷ相端子電圧波形を表す。

【００４３】２０１は各相端子電圧の中性点の電圧、２
０２は前記各相の端子電圧と前記中性点電圧との比較結
果で各相の巻線に誘起される電圧のゼロクロス点、２０
３は通電相切換点、Ａはコミュテータ素子１０５〜１１
０の何れかの切換時にステータコイル１０２ｕ、１０２
ｖ、１０２ｗに発生する逆起電圧によりフリーホイーリ
ングダイオード１１１〜１１６の何れかにサージ電流が
流れることにより発生するサージパルスを示す。

【００４４】一定回転数で回転中のブラシレスモータ１
０１においては、ゼロクロス点２０２同士の間隔及び通
電相切換点２０３同士の間隔はどちらも電気角で６０度
で一定となり、また、ゼロクロス点２０２と通電相切換
点２０３との間隔は３０度の大きさとなる。このよう
に、通電相切換点２０３の間隔の中央に磁極位置として
のゼロクロス点２０２がくることになる。すなわち、通
電相切換点２０３を決定するためには、ゼロクロス点２
０２から電気角で３０度分遅れた時刻を決定することに
相当する。

【００４５】図４は図１のカウンタの動作を表すフロー
チャートである。

【００４６】まず、カウンタ１３５は、発振回路１３４
から計数用パルスの立ち上がりが入力されるまでカウン
ト動作は行わない（Ｓ１）。

【００４７】計数用パルスの立ち上がりが入力される
と、現在の動作モードがカウントダウン動作モードの場
合には（Ｓ２）、現在のカウンタ計数値を１だけくり下
げ（Ｓ３）、くり下げたカウンタ計数値が０でなければ
（Ｓ５）、処理を終了する（Ｓ７）。ステップＳ３にお
いてくり下げられたカウンタ計数値が０の場合（Ｓ
５）、フラグ信号を出力して（Ｓ６）、処理を終了する
（Ｓ７）。

【００４８】ステップＳ２において現在の動作モードが
カウントアップ動作モードの場合には（Ｓ２）、現在の
カウンタ計数値を１だけくり上げ（Ｓ４）、処理を終了
する（次のフローへ行く）（Ｓ７）。

【００４９】上記一連の動作によりカウンタは１だけア
ップカウント又はダウンカウントを行う。このフローチ
ャートは、一定周期又は他のイベントでの割り込み等で
繰り返し実行され、これによりカウンタは時間の計測を
行う。

【００５０】なお、本発明に示すフローチャートは全て
実行後は次のフローへ行く（フローチャート上では「ネ
クスト」と表示）もので示しているが、これらのフロー
チャートは、一定周期又は他のイベント（例えばゼロク
ロス検出）での割り込み等で繰り返し実行されることを
意味している。

【００５１】図５は図１の演算制御部の通電切り換え動
作を表すフローチャートである。

【００５２】まず、ゼロクロス検知部１３２は、コンパ
レータ１２３，１２４，１２５の何れか一つの出力が変
化したか否かを検出し、変化が検出された場合（Ｓ１
１）、その変化がゼロクロス点によるものかサージパル
スによるものかを判定し（Ｓ１２）、ゼロクロス点によ
るものであった場合には、カウント動作切換部１３３に
ゼロクロス信号を出力する（Ｓ１３）。カウント動作切
換部１３３は、ゼロクロス信号が入力されると、カウン
トダウン動作モードに設定する手段１３３ｂにより、カ
ウンタ１３５にカウント動作切り換え信号を出力し、こ
れにより、カウンタ１３５の動作モードがカウントアッ
プ動作モードからカウントダウン動作モードへ切り換え
られる。

【００５３】ステップＳ１２において、コンパレータ１
２３，１２４，１２５の何れか一つからの出力変化がサ
ージパルスによるものであると判定された場合には（Ｓ
１２）、ゼロクロス検知部１３２はゼロクロス信号を出
力せず、上記カウンタ１３５の動作モードの切り換えは
行われない。サージパルスかどうかの判断の一つの方法
としては、通電切換部１３１による通電相切換点のタイ
ミングから一定時間の間をサージパルス発生の期間とす
る方法がある。

【００５４】また、ステップＳ１１において、ゼロクロ
ス検知部１３２がコンパレータ１２３，１２４，１２５
の何れか一つの出力の変化を検出しなかった場合には、
上記ステップＳ１２，Ｓ１３の動作は行わない。

【００５５】次に、通電切換部１３１は、カウンタ１３
５から入力されるカウンタ計数値が０のフラグ信号を検
出し、フラグ信号が検出された場合には（Ｓ１４）、ド
ライブ回路１０４のスイッチングを行うことによりステ
ータ１０２に流す駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの相切り換
えを行い（Ｓ１５）、同じタイミングでカウント動作切
換部１３３のカウンタ計数値をゼロにする手段１３３ｃ
によりカウンタ１３５のカウンタ計数値を０に設定した
後（Ｓ１６）、カウントダウン動作モードに設定する手
段１３３ｂにより、カウンタ１３５のカウント動作モー
ドをカウントアップ動作モードに設定し（Ｓ１７）、カ
ウンタ１３５のカウントをスタートさせ（Ｓ１８）、処
理を終了する（次のフローへ行く）。

【００５６】ステップＳ１４において、フラグ信号が検
出されない場合には（Ｓ１４）、上記ステップＳ１５〜
Ｓ１８の動作を行うことなく、処理を終了する（次のフ
ローへ行く）。

【００５７】図６は図１の演算制御部の状態の時間変化
を表す図である。

【００５８】図６において、（ａ）はゼロクロス点及び
通電相切換点のタイミングを表し、（ｂ）は図１の発振
回路１３４が出力する計数用パルスの立ち上がりのタイ
ミングを表し、（ｃ）はカウンタ１３５のカウンタ計数
値の時間変化を表し、（ｄ）はカウンタ１３５のカウン
タ動作モードの切り換わるタイミングを表す。

【００５９】２０２はゼロクロス点、２０３は通電相切
換点、２０４は計数用パルス、２０５はカウンタ１３５
のカウンタ計数値、２０６はカウンタ１３５に計数用パ
ルス２０４が入力されるごとにカウンタ計数値２０５が
加算される動作モードであるカウントアップ動作モー
ド、２０７はカウンタ１３５に計数用パルス２０４が入
力されるごとにカウンタ計数値２０５が減算される動作
モードであるカウントダウン動作モードを示す。

【００６０】図６に示したのように、通電相切換点２０
３でカウンタ１３５のカウンタ計数値はゼロクリアさ
れ、カウントアップ動作モードに設定する手段１３３ａ
の作用でカウントアップ動作モード２０６でカウント動
作を開始する。そして、ゼロクロス点２０２において、
カウント動作切換部１３３のカウントダウン動作モード
に設定する手段１３３ｂによってカウンタ１３５の動作
モードはカウントダウン動作モード２０７に切換えられ
る。その後、カウンタ１３５のカウンタ計数値がゼロに
なると、カウンタ１３５は通電切換部１３１にオーバー
フローすることになるのでフラグ信号を出力する。この
フラグ信号を受けて、通電切換部１３１は、ドライブ回
路１０４のコミュテータ素子のスイッチングを行い、結
果として、ステータ１０２の通電相の切換え動作を実施
する。

【００６１】この結果、通電相切換えをカウンタ１３５
のカウント動作のみで確実に実施することができ、回転
数によらず、常に安定的な通電相切換えが可能になる。
また、前回の通電相切換点２０３と直前のゼロクロス点
２０２により通電相切換点２０３を決定するので、急激
な負荷変動に伴う回転数変動が生じた場合であっても、
電気角６０度以内で通電相切換えを実施できるので、回
転数変化に対して非常に位相の追従性の大きいブラシレ
スモータの制御装置を実現することができる。

【００６２】尚、本実施の形態において、カウンタ１３
５は、ハードウエアとしてのカウンタ素子、タイマ素子
を用いるもの、ソフトウエアとしてのプログラミングを
用いるもの等、上記に示すようなカウント機能を実現で
きるものであればいかなるものでも構わない。

【００６３】（実施の形態２）本実施の形態において、
ブラシレスモータの制御装置の装置構成は図１に示した
ものと同様なため、説明は省略する。

【００６４】図７は実施の形態２におけるカウント動作
切換部の機能構成を表す図であり、図８は実施の形態２
のブラシレスモータの制御装置のカウンタの動作を示す
フローチャートである。

【００６５】まず、カウンタ１３５は発振回路１３４か
ら入力される計数用パルスの立ち上がりが検出されるま
で実行ステップをとばし（Ｓ２１）、計数用パルスの立
ち上がりが検出されると、内部に記憶されたカウンタ計
数値を１だけ増加させ（Ｓ２２）、処理を終了する（次
のフローへ行く）。

【００６６】本実施の形態２のカウント動作切換部１３
３は、カウンタ計数値を記憶する計数値記憶部１３３ｄ
と、カウンタ計数値をゼロに設定後カウンタに計数を開
始させる手段１３３ｅと、ゼロクロス点においてカウン
タ計数値を計数値記憶部に記憶させた後カウンタ計数値
をゼロに設定後カウンタの計数を開始させる手段１３３
ｆを有している点で特徴を持つものである。

【００６７】すなわち、本実施の形態２においては、カ
ウンタ１３５は、発振回路１３４から計数用パルスの立
ち上がりが入力される毎に常にカウンタ計数値を１づつ
増加させる。

【００６８】図９は実施の形態２のブラシレスモータの
制御装置の動作を示すフローチャートである。

【００６９】まず、ゼロクロス検知部１３２は、コンパ
レータ１２３，１２４，１２５の何れか一つの出力が変
化したか否かを検出し、変化が検出された場合（Ｓ３
１）、その変化がゼロクロス点によるものかサージパル
スによるものかを判定し（Ｓ３２）、ゼロクロス点によ
るものであった場合には、カウント動作切換部１３３に
ゼロクロス信号を出力する（Ｓ３３）。カウント動作切
換部１３３は、ゼロクロス信号が入力されると、カウン
タ１３５のカウント値を取得し計数値記憶部１３３ｄの
変数Ｎ₁に記憶した後（Ｓ３３）、ゼロクロス点におい
てカウンタ計数値を計数値記憶部に記憶させた後カウン
タ計数値をゼロに設定後カウンタの計数を開始させる手
段１３３ｆにより、カウンタ１３５のカウンタ計数値を
０にリセット後（Ｓ３４）、カウンタを再スタートさせ
る（Ｓ３５）。

【００７０】ステップＳ３２において、コンパレータ１
２３，１２４，１２５の何れか一つからの出力変化がサ
ージパルスによるものであると判定された場合には（Ｓ
３２）、ゼロクロス検知部１３２はゼロクロス信号を出
力せず、上記ステップＳ３３〜Ｓ３５の動作は行われな
い。

【００７１】また、ステップＳ３１において、ゼロクロ
ス検知部１３２がコンパレータ１２３，１２４，１２５
の何れか一つの出力の変化を検出しなかった場合には、
上記ステップＳ３２〜Ｓ３５の動作は行われない。

【００７２】次に、通電切換部１３１は、カウンタ１３
５のカウント値を検出し、カウント値が変数Ｎ₁に記憶
された値と等しくなった場合には（Ｓ３６）、ドライブ
回路１０４のコミュテータ素子のスイッチングを行うこ
とによりステータ１０２に流す駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉ
ｗの相切り換えを行い（Ｓ３７）、カウンタ計数値をゼ
ロに設定後カウンタに計数を開始させる手段１３３ｅに
よりカウンタ１３５のカウンタ計数値を０に設定した後
（Ｓ３８）、カウンタ１３５のカウントをスタートさせ
（Ｓ３９）、処理を終了する（次のフローへ行く）。

【００７３】ステップＳ３６において、カウント値が変
数Ｎ₁に記憶された値に達していない場合には（Ｓ３
６）、上記ステップＳ３７〜Ｓ３９の動作を行うことな
く、処理を終了する（次のフローへ行く）。

【００７４】図１０は実施の形態２のブラシレスモータ
の制御装置の演算制御部の状態の時間変化を表す図であ
る。

【００７５】図１０において、（ａ）はゼロクロス点及
び通電相切換点のタイミングを表し、（ｂ）は図１の発
振回路１３４が出力する計数用パルスの立ち上がりのタ
イミングを表し、（ｃ）はカウンタ１３５のカウンタ計
数値の時間変化を表す。

【００７６】２０２はゼロクロス点、２０３は通電相切
換点、２０４は計数用パルス、２０５はカウンタ１３５
のカウンタ計数値を示す。

【００７７】図１０に示したのように、通電相切換点２
０３でカウンタ１３５のカウンタ計数値はカウンタ計数
値をゼロに設定後カウンタに計数を開始させる手段１３
３ｅによりゼロクリアされ、カウント動作を開始する。
そして、ゼロクロス点２０２において、ゼロクロス点に
おいてカウンタ計数値を計数値記憶部に記憶させた後カ
ウンタ計数値をゼロに設定後カウンタの計数を開始させ
る手段１３３ｆによりカウンタ計数値は計数値記憶部１
３３ｄの変数Ｎ₁に記憶され、再びカウンタ計数値がゼ
ロクリアされた後、カウント動作を開始する。その後、
カウンタ１３５のカウンタ計数値が変数Ｎ₁に記憶され
た値に達すると、通電切換部１３１は、ドライブ回路１
０４のスイッチングを行い、結果として、ステータ１０
２の通電相の切換え動作を実施する。

【００７８】この結果、通電相切換えをカウンタ１３５
のカウント動作のみで確実に実施することができ、回転
数によらず、常に安定的な通電相切換えが可能になる。
また、前回の通電相切換点２０３と直前のゼロクロス点
２０２により通電相切換点２０３を決定するので、急激
な負荷変動に伴う回転数変動が生じた場合であっても、
電気角６０度以内で通電相切換えを実施できるので、回
転数変化に対して非常に位相の追従性の大きいブラシレ
スモータの制御装置を実現することができる。

【００７９】また、カウンタ１３５はカウントアップの
動作のみ行うように構成すればよいため、カウンタ１３
５の構成が簡単化される。

【００８０】尚、本実施の形態において、カウンタ１３
５は、ハードウエアとしてのカウンタ素子、タイマ素子
を用いるもの、ソフトウエアとしてのプログラミングを
用いるもの等、上記に示すようなカウント機能を実現で
きるものであればいかなるものでも構わない。

【００８１】（実施の形態３）本実施の形態において、
ブラシレスモータの制御装置の装置構成は図１に示した
ものと同様なため、説明は省略する。

【００８２】また、本実施の形態のブラシレスモータの
制御装置のカウンタの動作は、図８で説明したものと同
様なため説明を省略する。

【００８３】図１１は実施の形態３におけるカウント動
作切換部の機能構成を表す図であり、図１２は実施の形
態３のブラシレスモータの制御装置の動作を示すフロー
チャートである。

【００８４】本実施の形態３のカウント動作切換部１３
３は、カウンタ計数値を記憶する計数値記憶部１３３ｄ
と、カウンタ計数値をゼロに設定後カウンタに計数を開
始させる手段１３３ｅと、ゼロクロス点においてカウン
タのカウンタ計数値の２倍の値を計数値記憶部に記憶さ
せる手段１３３ｇを有している点で特徴を持つものであ
る。

【００８５】まず、ゼロクロス検知部１３２は、コンパ
レータ１２３，１２４，１２５の何れか一つの出力が変
化したか否かを検出し、変化が検出された場合（Ｓ４
０）、その変化がゼロクロス点によるものかサージパル
スによるものかを判定し（Ｓ４１）、ゼロクロス点によ
るものであった場合には、カウント動作切換部１３３に
ゼロクロス信号を出力し、カウント動作切換部１３３は
ゼロクロス信号が入力されるとゼロクロス点においてカ
ウンタのカウンタ計数値の２倍の値を計数値記憶部に記
憶させる手段１３３ｇによってカウンタ１３５のカウン
タ計数値を読み出し（Ｓ４２）、読み出したカウンタ計
数値の２倍の値を計算し計数値記憶部１３３ｄの変数Ｎ
₂に記憶する（Ｓ４３）。

【００８６】尚、２倍の値の計算するには、２進数の場
合、桁上がり方向へ１ビットだけデータをシフトするだ
けで簡単に実行することができる。

【００８７】ステップＳ４１において、コンパレータ１
２３，１２４，１２５の何れか一つからの出力変化がサ
ージパルスによるものであると判定された場合には（Ｓ
４１）、ゼロクロス検知部１３２はゼロクロス信号を出
力せず、上記ステップＳ４２，Ｓ４３の動作は行われな
い。

【００８８】また、ステップＳ４０において、ゼロクロ
ス検知部１３２がコンパレータ１２３，１２４，１２５
の何れか一つの出力の変化を検出しなかった場合には、
上記ステップＳ４１〜Ｓ４３の動作は行われない。

【００８９】次に、通電切換部１３１は、カウンタ１３
５のカウント値を検出し、カウント値が変数Ｎ₂に記憶
された値と等しくなった場合には（Ｓ４４）、ドライブ
回路１０４のコミュテータ素子のスイッチングを行うこ
とによりステータ１０２に流す駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉ
ｗの相切り換えを行い（Ｓ４５）、カウンタ計数値をゼ
ロに設定後カウンタに計数を開始させる手段１３３ｅに
よりカウンタ１３５のカウンタ計数値を０に設定した後
（Ｓ４６）、カウンタ１３５のカウントを再スタートさ
せ（Ｓ４７）、処理を終了する（次のフローへ行く）。

【００９０】ステップＳ４４において、カウント値が変
数Ｎ₂に記憶された値に達していない場合には（Ｓ４
４）、上記ステップＳ４５〜Ｓ４７の動作を行うことな
く、処理を終了する（次のフローへ行く）。

【００９１】図１３は実施の形態３のブラシレスモータ
の制御装置の演算制御部の状態の時間変化を表す図であ
る。

【００９２】図１３において、（ａ）はゼロクロス点及
び通電相切換点のタイミングを表し、（ｂ）は図１の発
振回路１３４が出力する計数用パルスの立ち上がりタイ
ミングを表し、（ｃ）はカウンタ１３５のカウンタ計数
値の時間変化を表す。

【００９３】２０２はゼロクロス点、２０３は通電相切
換点、２０４は計数用パルス、２０５はカウンタ１３５
のカウンタ計数値を示す。

【００９４】図１３に示したのように、通電相切換点２
０３でカウンタ１３５のカウンタ計数値はゼロクリアさ
れ、カウント動作を開始する。そして、ゼロクロス点２
０２において、カウンタ計数値の２倍の値は変数Ｎ₂に
記憶され、カウント動作は継続される。その後、カウン
タ１３５のカウンタ計数値が変数Ｎ₂に記憶された値に
達すると、通電切換部１３１は、ドライブ回路１０４の
コミュテータ素子のスイッチングを行い、結果として、
ステータ１０２の通電相の切換え動作を実施する。

【００９５】この結果、通電相切換えをカウンタ１３５
のカウント動作のみで確実に実施することができ、回転
数によらず、常に安定的な通電相切換えが可能になる。
また、前回の通電相切換点２０３と直前のゼロクロス点
２０２により通電相切換点２０３を決定するので、急激
な負荷変動に伴う回転数変動が生じた場合であっても、
電気角６０度以内で通電相切換えを実施できるので、回
転数変化に対して非常に位相の追従性の大きいブラシレ
スモータの制御装置を実現することができる。

【００９６】尚、本実施の形態において、カウンタ１３
５は、ハードウエアとしてのカウンタ素子、タイマ素子
を用いるもの、ソフトウエアとしてのプログラミングを
用いるもの等、上記に示すようなカウント機能を実現で
きるものであればいかなるものでも構わない。

【００９７】また、カウンタ１３５はカウントアップの
動作のみ行うように構成すればよいため、カウンタ１３
５の構成が簡単化される。

【００９８】（実施の形態４）本実施の形態において、
ブラシレスモータの制御装置の装置構成は図１に示した
ものと同様なため、説明は省略する。

【００９９】図１４は実施の形態４におけるカウント動
作切換部の機能構成を表す図であり、図１５は実施の形
態４のブラシレスモータの制御装置のカウンタの動作を
示すフローチャートである。

【０１００】本実施の形態４のカウント動作切換部１３
３は、通電切換点においてカウンタの計数値を最大値に
設定後カウンタに計数を開始させる手段１３３ｈと、ゼ
ロクロス点においてカウンタの計数値の補数をカウンタ
に設定後カウンタに計数を開始させる手段１３３ｉを有
している点で特徴を持つものである。

【０１０１】まず、カウンタ１３５は発振回路１３４か
ら入力される計数用パルスの立ち上がりが検出されるま
でカウント動作をとばし（Ｓ５０）、計数用パルスの立
ち上がりが検出されると、内部に記憶されたカウンタ計
数値を１だけ減少させる（Ｓ５１）。ここで、カウンタ
計数値が０でない場合（Ｓ５２）、再びこのフローが実
行されるとステップＳ５０によって同様の動作を繰り返
すが、カウンタ計数値が０の場合（Ｓ５２）、通電切換
部１３１にフラグ信号を出力し（Ｓ５３）、処理を終了
する（次のフローへ行く）（Ｓ５４）。

【０１０２】すなわち、本実施の形態においては、カウ
ンタ１３５は、発振回路１３４から計数用パルスが入力
される毎に常にカウンタ計数値を１づつ減少させ、カウ
ンタ計数値が０に達した時点で、通電切換部１３１にフ
ラグ信号を出力する。

【０１０３】図１６は実施の形態４のブラシレスモータ
の制御装置の動作を示すフローチャートである。

【０１０４】まず、ゼロクロス検知部１３２は、コンパ
レータ１２３，１２４，１２５の何れか一つの出力が変
化したか否かを検出し、変化が検出された場合（Ｓ６
０）、その変化がゼロクロス点によるものかサージパル
スによるものかを判定し（Ｓ６１）、ゼロクロス点によ
るものであった場合には、カウント動作切換部１３３に
ゼロクロス信号を出力する（Ｓ６２）。カウント動作切
換部１３３は、ゼロクロス信号が入力されると、ゼロク
ロス点においてカウンタの計数値の補数をカウンタに設
定後カウンタに計数を開始させる手段１３３ｉによって
カウンタ１３５のカウント値を取得し（Ｓ６２）、その
補数を計算した後（Ｓ６３）、補数をカウンタ１３５に
プリセットし（Ｓ６４）、カウンタ１３５のカウント動
作を再スタートさせる（Ｓ６５）。

【０１０５】ここで、補数とは、２進数で表記された数
値において、各ビットデータが反転したものであり、元
の数とその補数とを互いに足し合わせると全ビットが１
となり、最大数値になるものである。

【０１０６】ステップＳ６１において、コンパレータ１
２３，１２４，１２５の何れか一つからの出力変化がサ
ージパルスによるものであると判定された場合には（Ｓ
６１）、ゼロクロス検知部１３２はゼロクロス信号を出
力せず、上記ステップＳ６２〜Ｓ６５の動作は行われな
い。

【０１０７】また、ステップＳ６０において、ゼロクロ
ス検知部１３２がコンパレータ１２３，１２４，１２５
の何れか一つの出力の変化を検出しなかった場合には、
上記ステップＳ６１〜Ｓ６５の動作は行われない。

【０１０８】次に、通電切換部１３１は、カウンタ１３
５のフラグ信号を検出し、フラグ信号が検出されなかっ
た場合には（Ｓ６６）、ドライブ回路１０４のコミュテ
ータ素子のスイッチングを行うことによりステータ１０
２に流す駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの相切り換えを行い
（Ｓ６７）、通電切換点においてカウンタの計数値を最
大値に設定後カウンタに計数を開始させる手段１３３ｈ
によってカウンタ１３５のカウンタ計数値を最大値に設
定した後（Ｓ６８）、カウンタ１３５のカウントを再ス
タートさせ（Ｓ６９）、処理を終了する（次のフローへ
行く）。

【０１０９】ここで、カウンタ計数値の最大値とは、例
えば、８ビットカウンタでは’ＦＦ’、１６ビットカウ
ンタでは’ＦＦＦＦ’である。

【０１１０】ステップＳ６６において、フラグ信号が検
出されなかった場合には（Ｓ６６）、上記ステップＳ６
７〜Ｓ６９の動作を行うことなく、処理を終了する（次
のフローへ行く）。

【０１１１】図１７は実施の形態４のブラシレスモータ
の制御装置の演算制御部の状態の時間変化を表す図であ
る。

【０１１２】図１７において、（ａ）はゼロクロス点及
び通電相切換点のタイミングを表し、（ｂ）は図１の発
振回路１３４が出力する計数用パルスのタイミングを表
し、（ｃ）はカウンタ１３５のカウンタ計数値の時間変
化を表す。

【０１１３】２０２はゼロクロス点、２０３は通電相切
換点、２０４は計数用パルスの立ち上がりのタイミン
グ、２０５はカウンタ１３５のカウンタ計数値を示す。

【０１１４】図１７に示したのように、通電相切換点２
０３でカウンタ１３５のカウンタ計数値は最大値に設定
され、カウント動作を開始する。そして、ゼロクロス点
２０２において、その時点でのカウンタ計数値の補数が
カウンタ１３５に設定された後、再びカウント動作を開
始する。その後、カウンタ１３５のカウンタ計数値が０
に達すると、カウンタ１３５は通電切換部１３１にフラ
グ信号を出力し、通電切換部１３１は、ドライブ回路１
０４のスイッチングを行い、結果として、ステータ１０
２の通電相の切換え動作を実施する。

【０１１５】この結果、通電相切換えをカウンタ１３５
のカウント動作のみで確実に実施することができ、回転
数によらず、常に安定的な通電相切換えが可能になる。
また、前回の通電相切換点２０３と直前のゼロクロス点
２０２により通電相切換点２０３を決定するので、急激
な負荷変動に伴う回転数変動が生じた場合であっても、
電気角６０度以内で通電相切換えを実施できるので、回
転数変化に対して非常に位相の追従性の大きいブラシレ
スモータの制御装置を実現することができる。

【０１１６】また、カウンタ１３５はカウントダウンの
動作のみ行うように構成すればよいため、カウンタ１３
５の構成が簡単化される。

【０１１７】尚、本実施の形態において、カウンタ１３
５は、ハードウエアとしてのカウンタ素子、タイマ素子
を用いるもの、ソフトウエアとしてのプログラミングを
用いるもの等、上記に示すようなカウント機能を実現で
きるものであればいかなるものでも構わない。

【０１１８】（実施の形態５）図１８は本発明の実施の
形態５におけるブラシレスモータの制御装置の装置構成
を表す図である。

【０１１９】図１８において、１０１はブラシレスモー
タ、１０２はステータ、１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗ
はステータコイル、１０３はロータ、１０４はドライブ
回路、１０５〜１１０はコミュテータ素子、１１１〜１
１６はフリーホイーリングダイオード、１１７は直流電
源、１１８はバイパスコンデンサ、１１９は正極側母
線、１２０は負極側母線、１２１，１２２は中性電位生
成抵抗、１２３，１２４，１２５はコンパレータ、１３
０は演算制御部、１３１は通電切換部、１３２はゼロク
ロス検知部、１３４は発振回路、であり、これらは図１
と同様のものであるため、同一の符号を付して説明は省
略する。

【０１２０】１３５ａ，１３５ｂは発振回路１３４から
入力される計数用パルスをカウントし時間計測を行うカ
ウンタである。

【０１２１】本実施の形態５のカウンタは、アップカウ
ンタであるカウンタ１３５ａとダウンカウンタであるカ
ウンタ１３５ｂとから構成される。そして、通電切換部
１３１は、通電切換点においてアップカウンタの計数値
を所定の値に設定後アップカウンタに計数を開始させる
手段１３１ａと、ゼロクロス点においてアップカウンタ
の計数値をダウンカウンタに設定後ダウンカウンタに計
数を開始させる手段１３１ｂを有している。

【０１２２】以上のように構成された本実施の形態のブ
ラシレスモータの制御装置において、以下その動作を説
明する。

【０１２３】カウンタ１３５ａは計数用パルスの立ち上
がりをカウントし、内部に記憶されたカウンタ計数値を
１づつ増加させるカウンタであり、そのカウント動作は
図８で説明したものと同様である。また、カウンタ１３
５ｂは計数用パルスの立ち上がりをカウントし、内部に
記憶されたカウンタ計数値を１づつ減少させるカウンタ
であり、そのカウント動作は図１５で説明したものと同
様である。

【０１２４】図１９は図１８の演算制御部の通電切り換
え動作を表すフローチャートである。

【０１２５】まず、ゼロクロス検知部１３２は、コンパ
レータ１２３，１２４，１２５の何れか一つの出力が変
化したか否かを検出し、変化が検出された場合（Ｓ７
０）、その変化がゼロクロス点によるものかサージパル
スによるものかを判定し（Ｓ７１）、ゼロクロス点によ
るものであった場合には、カウンタ１３５ａにゼロクロ
ス信号を出力する。カウンタ１３５ａは、ゼロクロス信
号が入力されると、ゼロクロス点においてアップカウン
タの計数値をダウンカウンタに設定後ダウンカウンタに
計数を開始させる手段１３１ｂによってその時点でのカ
ウンタ計数値をカウンタ１３５ｂにプリセットして（Ｓ
７２）、カウンタ１３５ｂのカウント動作をスタートさ
せる（Ｓ７３）。

【０１２６】ステップＳ７１において、コンパレータ１
２３，１２４，１２５の何れか一つからの出力変化がサ
ージパルスによるものであると判定された場合には（Ｓ
７１）、ゼロクロス検知部１３２はゼロクロス信号を出
力せず、ステップＳ７２，Ｓ７３の動作は行われない。

【０１２７】また、ステップＳ７０において、ゼロクロ
ス検知部１３２がコンパレータ１２３，１２４，１２５
の何れか一つの出力の変化を検出しなかった場合には、
上記ステップＳ７１〜Ｓ７３の動作は行わない。

【０１２８】次に、通電切換部１３１は、カウンタ１３
５ｂから入力されるフラグ信号を検出し、フラグ信号が
検出された場合には（Ｓ７４）、ドライブ回路１０４の
コミュテータ素子のスイッチングを行うことによりステ
ータ１０２に流す駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの相切り換
えを行い（Ｓ７５）、通電切換点においてアップカウン
タの計数値を所定の値に設定後アップカウンタに計数を
開始させる手段１３１ａによってカウンタ１３５ａのカ
ウンタ計数値を０に設定した後（Ｓ７６）、カウンタ１
３５ａのカウントをスタートさせ（Ｓ７７）、再びステ
ップＳ７０の動作に戻る。

【０１２９】ステップＳ７４において、フラグ信号が検
出されない場合には（Ｓ７４）、上記ステップＳ７５〜
Ｓ７７の動作を行うことなく、処理を終了する（次のフ
ローへ行く）。

【０１３０】図２０は図１８の演算制御部の状態の時間
変化を表す図である。

【０１３１】図２０において、（ａ）はゼロクロス点及
び通電相切換点のタイミングを表し、（ｂ）は図１８の
発振回路１３４が出力する計数用パルスの立ち上がりの
タイミングを表し、（ｃ）はカウンタ１３５ａのカウン
タ計数値の時間変化を表し、（ｄ）はカウンタ１３５ｂ
のカウンタ計数値の時間変化を表す。

【０１３２】２０２はゼロクロス点、２０３は通電相切
換点、２０４は計数用パルス、２０５ａはカウンタ１３
５ａのカウンタ計数値、２０５ｂはカウンタ１３５ｂの
カウンタ計数値を示す。

【０１３３】図２０に示したのように、通電相切換点２
０３でカウンタ１３５ａのカウンタ計数値はゼロクリア
され、カウント動作を開始する。そして、ゼロクロス点
２０２において、カウンタ１３５ｂにカウンタ１３５ａ
のその時点におけるカウンタ計数値がプリセットされ、
カウンタ１３５ｂのカウント動作が開始される。その
後、カウンタ１３５ｂのカウンタ計数値がゼロになる
と、カウンタ１３５ｂは通電切換部１３１にオーバーフ
ローすることになるのでフラグ信号を出力する。このフ
ラグ信号を受けて、通電切換部１３１は、ドライブ回路
１０４のスイッチングを行い、結果として、ステータ１
０２の通電相の切換え動作を実施する。

【０１３４】この結果、通電相切換えをカウンタ１３５
ａ、１３５ｂのカウント動作のみで確実に実施すること
ができ、回転数によらず、常に安定的な通電相切換えが
可能になる。また、前回の通電相切換点２０３と直前の
ゼロクロス点２０２により通電相切換点２０３を決定す
るので、急激な負荷変動に伴う回転数変動が生じた場合
であっても、電気角６０度以内で通電相切換えを実施で
きるので、回転数変化に対して非常に位相の追従性の大
きいブラシレスモータの制御装置を実現することができ
る。

【０１３５】尚、本実施の形態において、カウンタ１３
５は、ハードウエアとしてのカウンタ素子、タイマ素子
を用いるもの、ソフトウエアとしてのプログラミングを
用いるもの等、上記に示すようなカウント機能を実現で
きるものであればいかなるものでも構わない。

【０１３６】

【発明の効果】以上のように本発明のブラシレスモータ
の制御装置によれば、以下のような有利な効果が得られ
る。

【０１３７】請求項１に記載の発明によれば、 （１）通電相切換えをカウンタのカウント動作のみで確
実に行うことができ、回転数によらず、常に安定的な通
電相切換えが可能なブラシレスモータの制御装置を提供
することができる。

【０１３８】（２）急激な負荷変動に伴う回転数変動が
生じた場合であっても、電気角６０度以内で通電相切換
えを実施でき、回転数変化に対する相切り換えの位相の
追従性に優れたブラシレスモータの制御装置を提供する
ことができる。

【０１３９】（３）単一の計数用パルスを用いる構成で
あるため、分周回路が不要となるため、制御装置の構成
が単純であり小型化及びコストダウンを図ることが可能
なブラシレスモータの制御装置を提供することができ
る。

【０１４０】（４）単一のクロックを使用するため、不
要なノイズが発生しにくく、回路構成が容易なブラシレ
スモータの制御装置を提供することができる。

【０１４１】請求項２に記載の発明によれば、相切り換
えのタイミングを得るための時間計測を、発信回路と１
つのカウンタとで構成することが可能で、制御装置の構
成が単純であり小型化及びコストダウンを図ることが可
能なブラシレスモータの制御装置を提供することができ
る。

【０１４２】請求項３に記載の発明によれば、カウンタ
のゼロクリア（計数値をゼロに設定する動作）とカウン
タの動作モードの切り換えのみの簡単な処理で構成する
ことが可能となり、小型化及びコストダウンを図ること
が可能なブラシレスモータの制御装置を提供することが
できる。

【０１４３】請求項４に記載の発明によれば、相切り換
えのタイミングを得るための時間計測を、発信回路と１
つのカウンタとで構成することが可能で、制御装置の構
成が単純であり小型化及びコストダウンを図ることが可
能なブラシレスモータの制御装置を提供することができ
る。

【０１４４】請求項５に記載の発明によれば、相切り換
えのタイミングを得るための時間計測を、発信回路と１
つのカウンタとで構成することが可能であり、制御装置
の構成が単純であり小型化及びコストダウンを図ること
が可能なブラシレスモータの制御装置を提供することが
できる。

【０１４５】請求項６に記載の発明によれば、相切り換
えのタイミングを得るための時間計測を、発信回路と１
つのカウンタとで構成することが可能で、制御装置の構
成が単純であり小型化及びコストダウンを図ることが可
能なブラシレスモータの制御装置を提供することができ
る。

【０１４６】請求項７に記載の発明によれば、アップカ
ウンタとダウンカウンタとを用いて計数値の引き渡しを
行うのでカウンタ計数値等の演算を行うことなしに負荷
変動に対応させた相切り換えができ、制御装置の構成が
単純であり小型化及びコストダウンを図ることが可能な
ブラシレスモータの制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるブラシレスモー
タの制御装置の装置構成を表す図

【図２】実施の形態１におけるカウント動作切換部の機
能構成を表す図

【図３】実施の形態１におけるブラシレスモータの制御
装置の各部の信号波形を表す図

【図４】図１のカウンタの動作を表すフローチャート

【図５】図１の演算制御部の通電切り換え動作を表すフ
ローチャート

【図６】図１の演算制御部の状態の時間変化を表す図

【図７】実施の形態２におけるカウント動作切換部の機
能構成を表す図

【図８】実施の形態２のブラシレスモータの制御装置の
カウンタの動作を示すフローチャート

【図９】実施の形態２のブラシレスモータの制御装置の
動作を示すフローチャート

【図１０】実施の形態２のブラシレスモータの制御装置
の演算制御部の状態の時間変化を表す図

【図１１】実施の形態３におけるカウント動作切換部の
機能構成を表す図

【図１２】実施の形態３のブラシレスモータの制御装置
の動作を示すフローチャート

【図１３】実施の形態３のブラシレスモータの制御装置
の演算制御部の状態の時間変化を表す図

【図１４】実施の形態４におけるカウント動作切換部の
機能構成を表す図

【図１５】実施の形態４のブラシレスモータの制御装置
のカウンタの動作を示すフローチャート

【図１６】実施の形態４のブラシレスモータの制御装置
の動作を示すフローチャート

【図１７】実施の形態４のブラシレスモータの制御装置
の演算制御部の状態の時間変化を表す図

【図１８】本発明の実施の形態５におけるブラシレスモ
ータの制御装置の装置構成を表す図

【図１９】図１８の演算制御部の通電切り換え動作を表
すフローチャート

【図２０】図１８の演算制御部の状態の時間変化を表す
図

【図２１】イ号公報に開示のブラシレスモータの制御装
置の装置構成を表す図

【図２２】駆動端子Ｕ，Ｖ，Ｗに現れる端子電圧の時間
変化を示す図

【符号の説明】

１０１ ブラシレスモータ １０２ ステータ １０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗ ステータコイル １０３ ロータ １０４ ドライブ回路 １０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０ コ
ミュテータ素子 １１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６ フ
リーホイーリングダイオード １１７ 直流電源 １１８ バイパスコンデンサ １１９ 正極側母線 １２０ 負極側母線 １２１，１２２ 中性電位生成抵抗 １２３，１２４，１２５ コンパレータ １３０ 演算制御部 １３１ 通電切換部 １３１ａ 通電切換点においてアップカウンタの計数値
を所定の値に設定後アップカウンタに計数を開始させる
手段 １３１ｂ ゼロクロス点においてアップカウンタの計数
値をダウンカウンタに設定後ダウンカウンタに計数を開
始させる手段 １３２ ゼロクロス検知部 １３３ カウント動作切換部 １３３ａ カウントアップ動作モードに設定する手段 １３３ｂ カウントダウン動作モードに設定する手段 １３３ｃ 相切換点でカウンタの計数をゼロにする手段 １３３ｄ 計数値記憶部 １３３ｅ カウンタ計数値をゼロに設定後カウンタに計
数を開始させる手段 １３３ｆ ゼロクロス点においてカウンタ計数値を計数
値記憶部に記憶させた後カウンタ計数値をゼロに設定後
カウンタの計数を開始させる手段 １３３ｇ ゼロクロス点においてカウンタのカウンタ計
数値の２倍の値を計数値記憶部に記憶させる手段 １３３ｈ 通電切換点においてカウンタの計数値を最大
値に設定後カウンタに計数を開始させる手段 １３３ｉ ゼロクロス点においてカウンタの計数値の補
数をカウンタに設定後カウンタに計数を開始させる手段 １３４ 発振回路 １３５、１３５ａ、１３５ｂ カウンタ ２０１ 中性点の電圧 ２０２ ゼロクロス点 ２０３ 通電相切換点 ２０４ 計数用パルスの立ち上がりのタイミング ２０５，２０５ａ，２０５ｂ カウンタ計数値 ２０６ カウントアップ動作モード ２０７ カウントダウン動作モード ３００ 発振回路 ３０１，３０２ 分周回路 ３０３ 第１タイマ ３０４ 第２タイマ ３０５ マイクロコンピュータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三相結線された複数のステータコイルと、
   前記各ステータコイルの発生する磁界により回転駆動さ
   れる永久磁石のロータと、を備えたブラシレスモータの
   制御装置であって、複数のコミュテータ素子を有し前記
   各コミュテータ素子の相切り換えにより前記ステータコ
   イルに通電する電流の相切り換えを行うドライブ回路
   と、前記各ステータコイルの何れかの端子電圧が基準電
   圧と交叉するゼロクロス点を検出するゼロクロス点検知
   部と、一定の時間間隔のクロック信号を生成する基準信
   号発生部と、前記クロック信号を計数するカウンタと、
   前記各コミュテータ素子の相切り換えが行われた通電相
   切換点からその後最初に検出される前記ゼロクロス点ま
   での前記カウンタの計数値Ｎを検出しその前記ゼロクロ
   ス点から前記カウンタが前記計数値Ｎだけ計数した時点
   に前記各コミュテータ素子の相切り換えを行う通電切換
   部と、を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制
   御装置。
2. 【請求項２】前記カウンタの動作を切り換えるカウント
   動作切換部を有し、前記カウンタは、カウントアップ動
   作モード時にはクロック信号を検出する毎にその計数値
   を一定量増加させ、カウントダウン動作モード時にはク
   ロック信号を検出する毎にその計数値を一定量減少さ
   せ、前記カウント動作切換部は、前記通電切換点におい
   て前記カウンタをカウントアップ動作モードに設定する
   手段と、前記ゼロクロス点において前記カウンタをカウ
   ントダウン動作モードに設定する手段と、を有し、前記
   通電切換部は、前記カウンタの計数値が前記カウントダ
   ウン動作モードにおいて所定の値に到達した時点で前記
   各コミュテータ素子の相切り換えを行うことを特徴とす
   る請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
3. 【請求項３】前記カウント動作切換部は、前記通電切換
   点において前記カウンタの計数値をゼロに設定する手段
   を有し、前記通電切換部は、前記カウンタの計数値が前
   記カウントダウン動作モードにおいてゼロに到達した時
   点で前記各コミュテータ素子の相切り換えを行うことを
   特徴とする請求項２に記載のブラシレスモータの制御装
   置。
4. 【請求項４】前記カウンタの動作を切り換えるカウント
   動作切換部を有し、前記カウンタは、クロック信号を検
   出する毎にその計数値を一定量増加させ、前記カウント
   動作切換部は、前記カウンタの計数値を記憶する計数値
   記憶部と、前記通電切換点において前記カウンタの計数
   値をゼロに設定後前記カウンタに計数を開始させる手段
   と、前記ゼロクロス点において前記カウンタの計数値を
   前記計数値記憶部に記憶させた後前記カウンタの計数値
   をゼロに設定後前記カウンタに計数を開始させる手段
   と、を有し、前記通電切換部は、前記ゼロクロス点検出
   後に最初に前記カウンタの計数値が前記計数値記憶部に
   記憶された値に一致した時点で前記各コミュテータ素子
   の相切り換えを行うことを特徴とする請求項１に記載の
   ブラシレスモータの制御装置。
5. 【請求項５】前記カウンタの動作を切り換えるカウント
   動作切換部を有し、前記カウンタは、クロック信号を検
   出する毎にその計数値を一定量増加させ、前記カウント
   動作切換部は、前記カウンタの計数値を記憶する計数値
   記憶部と、前記通電切換点において前記カウンタの計数
   値をゼロに設定後前記カウンタに計数を開始させる手段
   と、前記ゼロクロス点において前記カウンタの計数値の
   ２倍の値を前記計数値記憶部に記憶させる手段と、を有
   し、前記通電切換部は、前記カウンタの計数値が前記計
   数値記憶部に記憶された値に一致した時点で前記各コミ
   ュテータ素子の相切り換えを行うことを特徴とする請求
   項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
6. 【請求項６】前記カウンタの動作を切り換えるカウント
   動作切換部を有し、前記カウンタは、クロック信号を検
   出する毎にその計数値を一定量減少させ、前記カウント
   動作切換部は、前記通電切換点において前記カウンタの
   計数値を最大値に設定後前記カウンタに計数を開始させ
   る手段と、前記ゼロクロス点において前記カウンタの計
   数値の補数を前記カウンタに設定後前記カウンタに計数
   を開始させる手段と、を有し、前記通電切換部は、前記
   カウンタの計数値がゼロとなった時点で前記各コミュテ
   ータ素子の相切り換えを行うことを特徴とする請求項１
   に記載のブラシレスモータの制御装置。
7. 【請求項７】前記カウンタは、クロック信号を検出する
   毎にその計数値を一定量増加させるアップカウンタと、
   クロック信号を検出する毎にその計数値を一定量減少さ
   せるダウンカウンタと、を備え、前記通電切換部は、前
   記通電切換点において前記アップカウンタの計数値を所
   定の値に設定後前記アップカウンタに計数を開始させる
   手段と、前記ゼロクロス点において前記アップカウンタ
   の計数値を前記ダウンカウンタに設定後前記ダウンカウ
   ンタに計数を開始させる手段とを有し、前記ダウンカウ
   ンタの計数値が前記所定の値に一致した時点で前記各コ
   ミュテータ素子の相切り換えを行うことを特徴とする請
   求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。