JP2000278984A - ブラシレスｄｃモータ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスＤＣモータのトルク変動を大幅に
低減することができるブラシレスＤＣモータ駆動制御装
置を提供する。 【解決手段】 位置検出器を用いてロータの回転角度又
はその一部を高分解能で示す回転角度信号を生成し、当
該回転角度信号を用いて矩形波駆動をするブラシレスＤ
Ｃモータ駆動制御装置において、前記回転角度信号を用
いて、ブラシレスＤＣモータの電機子反作用による矩形
波駆動の転流位置のずれに相当する電気角度を補償す
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ＤＣモ
ータを駆動制御するブラシレスＤＣモータ駆動制御装置
に関し、特にブラシレスＤＣモータのトルクの変動を良
好に抑えるブラシレスＤＣモータ駆動制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブラシレスＤＣモータを矩形波で
駆動する場合は、例えば、三相の場合は３個のホール素
子、五相の場合は５個のホール素子というように、ロー
タの位置を少ない数のホール素子等で検出して位置検出
信号を生成し、その少ない位置検出信号を用いてロータ
と電機子コイルの相対的な位置関係を検出し、この位置
関係から転流位置を決めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブラシレスＤＣモータでは、低コスト化、小形化及び高
出力化に伴い、ブラシレスＤＣモータのトルク定数及び
アンペアターンが大きくなってしまう。このアンペアタ
ーン増大するほど、ブラシレスＤＣモータの電機子電流
の起磁力が大きくなり、各相のトルク形状の歪みを大き
くしてしまう。

【０００４】少ない数のホール素子等を用いて転流位置
を決めて矩形波駆動される従来のブラシレスＤＣモータ
では、相電流の転流位置が固定されているので、図１２
（ｂ）に示すような各相の歪んだトルクを加え合わせる
と、２相の電流の転流位置でのトルクのつなぎは不連続
になる。その不連続性により、図１２（ａ）に示すよう
なトルク変動が起きてしまう。このトルク変動は、ブラ
シレスＤＣモータの運転時における騒音の発生原因にな
ってしまう。

【０００５】一方、このようなトルク変動のある従来の
ブラシレスＤＣモータを車輌における電動パワーステア
リングの動力源とした場合は、ハンドルをゆっくり回転
させた時に、そのトルク変動が操舵フィーリングに影響
すると共に、ハンドルを早く回転させた時の騒音の発生
原因になってしまう。

【０００６】本発明は上述のような事情からなされたも
のであり、本発明の第１の目的は、ブラシレスＤＣモー
タのトルク変動を大幅に低減することができるブラシレ
スＤＣモータ駆動制御装置を提供することにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、電動パワーステア
リングにおける操舵フィーリングを良好にするととも
に、騒音の発生を低減することができるブラシレスＤＣ
モータ駆動制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、位置検出器を
用いてロータの回転角度又はその一部を高分解能で示す
回転角度信号を生成し、当該回転角度信号を用いて矩形
波駆動をするブラシレスＤＣモータ駆動制御装置に関
し、本発明の上記第１の目的は、前記回転角度信号を用
いて、ブラシレスＤＣモータの電機子反作用による矩形
波駆動の転流位置のずれに相当する電気角度を補償する
ことによって達成される。

【０００９】また、本発明の上記第２の目的は、前記回
転角度信号を用いてブラシレスＤＣモータの電機子反作
用による矩形波駆動の転流位置のずれに相当する電気角
度を補償することを特徴とするブラシレスＤＣモータ駆
動制御装置が、車輌の舵輪操作に要する力をブラシレス
ＤＣモータの回転力により補助する電動式パワーステア
リング装置における、当該ブラシレスＤＣモータを駆動
制御するものとすることによって達成される。

【００１０】また、本発明の上記第１及び第２目的は、
前記ブラシレスＤＣモータの電機子反作用による矩形波
駆動の転流位置のずれに相当する電気角度を、正転駆
動、逆転駆動、正転回生制動及び逆転回生制動からなる
４つの運転状態とブラシレスＤＣモータの電機子反作用
の影響を示す値との関数を用いて決定することによっ
て、より効果的に達成される。

【００１１】このような本発明に係るブラシレスＤＣモ
ータ駆動制御装置によれば、ロータの細かな回転角度を
示すことができる回転角度信号を用いて、矩形波駆動を
するので、相電流転流位置の細かな調整ができる。

【００１２】さらに、本発明に係るブラシレスＤＣモー
タ駆動制御装置によれば、ロータの細かな回転角度を示
すことができる回転角度信号を用いて、ブラシレスＤＣ
モータの４つの運転状態とブラシレスＤＣモータの電機
子反作用のトルク歪みに対する影響とを、相電流の転流
位置の細かな進み又は遅れ調整により補償することで、
ブラシレスＤＣモータのトルク変動を大幅に低減するこ
とができる。

【００１３】さらにまた、本発明に係るブラシレスＤＣ
モータ駆動制御装置を、電動式パワーステアリング装置
の動力源となるブラシレスＤＣモータを駆動制御するも
のとすることにより、操舵フィーリングが良く、振動と
ノイズの少ない電動式パワーステアリング装置を構築す
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１５】本実施の形態のブラシレスＤＣモータ駆動
制御装置は、電機子反作用によるトルク変動の補償をす
る。

【００１６】図１は、本発明の装置で駆動制御されるモ
ータの一例の５相ブラシレスモー夕の内部構造を示す縦
断面図である。

【００１７】この５相のブラシレスＤＣモータ１は、円
筒形のハウジング２と、このハウジング２の軸心に沿っ
て配設され、軸受３ａ，３ｂにより回転自在に支持され
た回転軸４と、この回転軸４に固定されたモータ駆動用
の永久磁石５と、この永久磁石５を包囲するようにハウ
ジング２の内周面に固定され且つ５相の励磁コイル６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び６ｅが巻き付けられた固定子
（ステータ）６とを具備し、回転軸４及び永久磁石５に
よって回転子（ロータ）７を構成している。

【００１８】ロータ７の回転軸４の一端部の近傍には、
位相検出用のリング状永久磁石８が固定され、この永久
磁石８は、周方向に等間隔で交互にＳ極とＮ極に着磁さ
れている。また、ロータ７の永久磁石５も、Ｓ極及びＮ
極が周方向に交互に等問隔で着磁されている。

【００１９】ハウジング２内の軸受３ｂが配設された側
の端面には、ステー９を介して、リング状の薄板からな
る支持基板１０が、その内側の絶縁部分が上記永久磁石
８に対向するように配設されている。この支持基板１０
の永久磁石８側の面には、永久磁石８に対向するよう
に、例えばホール素子からなる位相検出素子１１が固定
されている。なお、位相検出素子１１は、実際には励磁
コイル６ａ〜６ｅの駆動タイミングに対応して周方向に
適宜離間して５個（１１ａ〜１１ｅ）設けられている
が、図１はそのうちの一つのみ示している。

【００２０】上記位相検出素子１１ａ〜１１ｅは、各々
に対向する永久磁石８の磁極が、Ｎ極の場合には、位置
検出信号として“Ｈ”のセンサ信号を、Ｓ極の場合には
“Ｌ”のセンサ信号をそれぞれ出力する。これら各位相
検出素子１１ａ〜１１ｅの出力は、各素子に対向する永
久磁石８の磁極によって変化することを利用して、ロー
タ７の回転位置を検知できる。その回転位置に応じて、
後述のモータ駆動制御装置２０（図２）が、上記５相の
励磁コイル６ａ〜６ｅに対し、４相同時に通電しなが
ら、通電する励磁コイルを１相ずつ順次切り換える４相
励磁方式により、ロータ７を回転駆動するようになって
いる。

【００２１】一方、５相の励磁コイル６ａ〜６ｅは、ロ
ータ７の外周面を電気角で７２度ずつ離隔して取り囲む
ように配設され、図２に示すように、Ｙ字型にスター結
線されて、このモータのコイル回路１２を構成してい
る。なお、上記４相励磁方式ではモータ電流は４つの相
に流れることになるが、電流はコイル抵抗に反比例する
ので、各相にバランスよく電流を流すために、各励磁コ
イル６ａ〜６ｅのコイル抵抗は全て等しくなるように形
成されている。

【００２２】また、上記ステータ６は、例えば、図示し
ないステータコア内周面に等間隔に３０個のスロットを
有すると共に、これらのスロット間に同数の凸部を有
し、そのうち５個の凸部を１組として、各組に各励磁コ
イル６ａ〜６ｅを巻き付けるように構成されている。各
励磁コイル６ａ〜６ｅの一端はまとめて結線され、他端
はモータ駆動制御装置２０に接続されている。

【００２３】モータ駆動制御装置２０は、図２に示すよ
うに、制御回路２１、ＦＥＴゲート駆動回路２２、モー
タ駆動回路２３、電流検出回路２４及びロータ位置検出
回路２５で構成されている。

【００２４】制御回路２１は、例えばマイクロコンピュ
ータで構成され、定電圧源２６から一定電圧が供給され
る。制御回路２１には、外部回路２７から出力された電
流指令信号Ｉ_ｒｅｆが入力され、電流検出回路２４から
モータ電流検出値Ｉ、ロータ位置検出回路２５からロー
タ位置信号S_a-e（＝Ｓ_ａ，・・・・，Ｓ_ｅ）がそれぞれ入力
される。制御回路２１は、これらの入力信号に基づい
て、モータ駆動回路２３からモータのコイル回路１２に
供給される駆動電流を制御する。

【００２５】ここで、前述の電動パワーステアリング装
置の駆動源として上記５相ブラシレスモータが用いられ
る場合、外部回路２７は、自動車の変速機の出力軸の回
転数に応じたパルス信号を発生する車速センサの出力か
ら求められる車速検出値Ｖと、ステアリングホィールの
入力軸に加えられた操蛇トルクを検出するトルクセンサ
の出力から求められるトルクの方向を含む検出値Ｔとか
ら、特性線図を参照して対応するモータ電流値を検索
し、これを電流指令信号Ｉ_ｒｅｆとして出力するように
構成される。これは、上記動作を実行するＣＰＵなどの
回路で構成可能であるが、この回路に代えて、上記車速
センサ及びトルクセンサの各出力を制御回路２１に入力
し、ここで電流指令信号Ｉ_ｒｅｆを生成するように構成
してもよい。

【００２６】上記モータ駆動回路２３は、電源供給側
（上段側）に５個，アース側（下段側）に５個の合計１
０個のトランジスタ（電界効果トランジスタＦＥＴ）Ｔ
a1〜Ｔe1，Ｔa2〜Ｔe2で構成されている。これら１０個
のトランジスタＴa1〜Ｔe1，Ｔa2〜Ｔe2は、上段側と下
段側とで対応するトランジスタが直列接続され、これら
直列接続のトランジスタ対（Ta1−Ta2，Ｔb1−Ｔb2，Ｔ
c1−Ｔc2，Ｔd1−Ｔd2，Ｔe1−Ｔe2）の各々の上段側端
子は制御回路２１に、下段側端子は電流検出回路２４
に、それぞれ接続されると共に、各トランジスタ対の接
続部は、各励磁コイル６ａ〜６ｅの外端（スター結線の
中心側とは逆側）と接続されている。そして、トランジ
スタＴa1−Ｔe2の各々のゲート電圧は、ロータ位置検出
回路２５からの検出信号Ｓ_a-eに基づいて、制御回路２
１により制御される。

【００２７】これらにより、制御回路２１は、ＦＥＴゲ
ート駆動回路２２を介して各トランジスタを駆動制御
し、順次１相ずつ励磁コイルを切り換えながら励磁す
る。これにより、ステータ６に発生するＮ極又はＳ極が
順次移動し、ロータ７が連続回転する。

【００２８】また、制御回路２１は、ロータ位置検出回
路２５からの検出信号Ｓ_a-eについて予め設定した組み
合わせと、上段側及び下段側のゲート信号との対応を表
すゲート設定テーブルを、所定の記憶部に格納してい
る。

【００２９】さらにまた、制御回路２１は、ロータ位置
検出回路２５から送られる検出信号Ｓ_a-eの組み合わせ
に対し、上記ゲート設定テーブルに基づいて、対応する
ゲート信号Ｇa1〜Ｇe2をＦＥＴゲート駆動回路２２に送
る。また、制御回路２１は、前述した入力信号に基づい
て電流制御によりモータ駆動用電圧指令信号を生成し、
この電圧指令信号に基づいてパルス幅変調（Pulse Wid
th Modulation）信号及びゲート駆動信号T1_10（＝Ｇa
1〜Ｇe2）を生成し、ＦＥＴゲート駆動回路２２に供給
する。

【００３０】次に、本発明の主要部であって、ブラシレ
スＤＣモータにおける電機子反作用によるトルク変動を
補償する手段について、具体的に説明する。

【００３１】（１）第１の電動状態＜正転駆動＞ この第１の電動状態では、ロータの回転方向をＣＷとし
て、トルクの方向もＣＷとする。

【００３２】図３は、電機子反作用を無視した場合のブ
ラシレスＤＣモータ１におけるロータ７の永久磁石５の
表面とエアギャップの磁束密度分布状態を示す特性図で
ある。

【００３３】ブラシレスＤＣモータ１における電機子反
作用を無視する場合は、エアギャップにおける磁束密度
の分布状態は主に永久磁石５の表面の磁束密度の分布状
態で決まる。図３（ｃ）は、エアギャップにおける磁束
密度の分布状態を示し、図３（ａ）は、永久磁石５の表
面の磁束密度の分布状態を示している。

【００３４】図４は、ブラシレスＤＣモータ１における
電機子反作用を無視した場合の各相の電流、各相の定常
電流トルク及び合成トルクの各波形を示す特性図であ
る。

【００３５】ブラシレスＤＣモータ１の各相に定常電流
を流すと、各相の電磁トルクの状態はエアギャップにお
ける磁束密度の分布状態とほぼ同じで、図４（ｂ）に示
すようになる。図１に示すような５相のブラシレスＤＣ
モータ１を４相励磁矩形波で駆動するときは、各相の電
流を図４（ｃ）に示すように転流させる。これにより、
各相の電流によって合成したモータの電磁トルクの状態
は、図４（ａ）に示すようになる。

【００３６】図５は、第１の電動状態における、電機子
反作用を考慮した場合のブラシレスＤＣモータ１におけ
るロータ７の永久磁石５の表面とエアギャップの磁束密
度分布状態を示す特性図である。

【００３７】電機子反作用を考慮した場合は、エアギャ
ップにおける磁束密度の分布状態は永久磁石５の表面の
磁束密度の分布と電機子電流で生じたエアギャップにお
ける磁束密度分布との合成波形で決まる。図５（ｃ）に
示すように、エアギャップにおける磁束密度の合成波形
は歪んでいる。その歪んだエアギャップの磁束密度分布
により、各相の定常電流での電磁トルク状態は図６
（ｂ）に示すように歪んでしまう。

【００３８】図６は、第１の電動状態における、ブラシ
レスＤＣモータ１の電機子反作用を考慮した場合の各相
の電流、各相の定常電流トルク及び合成トルクの各波形
を示す特性図である。ここで、図４（ｃ）に示す矩形波
と同じ矩形波の電流（図６（ｃ）に示す矩形波電流）で
励磁する場合は、電流の転流位置での２つの相の電磁ト
ルクは電機子反作用により歪んだため、不連続になり、
その合成したモータの電磁トルクの状態は図６（ａ）に
示す状態となる。

【００３９】電流をIとした場合は、電機子反作用によ
る転流位置のずれ電気角度を下記数１に示す。

【００４０】

【数１】δa cwcw＝ｆcwcw（Ｉ） ここで、δa cwcwは転流位置のずれ量を電気角度で示し
たものである。

【００４１】として、従来の転流位置の電気角度δｂと
すると、その転流位置のずれによるトルクの変化を補償
するために、本実施形態のブラシレスＤＣモータ１駆動
制御装置の転流位置は、従来のブラシレスＤＣモータ１
駆動制御装置の転流位置の電気角度δｂから電気角度δ
ｂａにシフトしたものとする。電気角度δｂａは、下記
数２から求める。

【００４２】

【数２】 δba＝δb−δa cwcw （δa cwcw＝ｆcwcw（Ｉ）≧０） ここで、電流Ｉと転流のずれ電気角度との関係「（δa
cwcw＝ｆcwcw（Ｉ））」は磁界解析又は実験から求め
る。

【００４３】図１１は、本実施形態のブラシレスＤＣモ
ータ駆動制御装置における電機子反作用の補償方法を示
すブロック図である。図１１に示すように、本実施形態
のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置は、電流Ｉの時に
ロータ７の位置が電気角度δbaとすると、矩形波による
駆動パターンは、電気角度δb＝δba＋δa cwcwに基づ
いて従来のホール素子パターンテーブルSa e＝Tbls(δ
b)を参照して、ホール素子信号Sa eを発生し、そのホー
ル素子信号Sa eにより、駆動パターンテーブルT1_10＝T
blt(Sa e,mtdir)を参照してスイッチング素子（例え
ば、ＦＥＴ）のON-OFF信号であるゲート駆動信号T1_10
を決める。ここで、mtdirは電磁トルクの方向：ＣＷで
ある。テーブルTblsとテーブルTbltを１つのテーブルT1
_10＝Tblst(δb,mtdir)にまとめて、電気角度δbに基づ
いて直接駆動パターンであるゲート駆動信号T1_10を求
めることもできる。

【００４４】図７は、本実施形態のブラシレスＤＣモー
タの第１の電動状態における、電機子反作用の影響を補
償した場合の各相の電流、各相の定常電流トルク及び合
成トルクの各波形を示す特性図である。転流位置を電気
角度δbから電気角度δｂaにシフトした結果、転流位置
でのトルク変化が大きく低減し、合成トルクは図７
（ａ）に示すようになる。

【００４５】（２）第２の電動状態＜逆転駆動＞ この第２の電動状態では、ロータ７の回転方向をＣＣＷ
として、トルクの方向もＣＣＷとする。

【００４６】上述の第１の電動状態の場合は、ロータ７
の回転方向はＣＷであり、電機子反作用によるトルク変
化を補償するため、転流位置を従来の転流位置からＣＷ
方向に進ませる必要がある。この第２の電動状態では、
ロータ７の回転方向はＣＣＷであるので、電機子反作用
のトルク変化を補償するために、転流位置を従来の転流
位置からＣＣＷ方向に進ませる必要がある。したがっ
て、本実施形態のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置の
電流転流位置は、従来のブラシレスＤＣモータ駆動制御
装置の転流位置の電気角度δｂから電気角度δｂａにシ
フトさせる。この電気角度δｂａは、下記数３から求め
られる。

【００４７】

【数３】 δba＝δb＋δa ccwccw （δa ccwccw＝ｆccwccw（Ｉ）≧０） ここで、電機子反作用による転流位置のずれ量の電気角
度δa ccwccwは関数ｆccwccw（Ｉ）で表している。

【００４８】（３）第１の回生制動状態＜正転回生制動
＞ この第１の回生状態では、ロータ７の回転方向をＣＷと
して、トルクの方向はＣＣＷとする。

【００４９】図８は、第１の回生状態における、電機子
反作用を考慮した場合のブラシレスＤＣモータ１のロー
タ７の永久磁石５の表面とエアギャップの磁束密度分布
状態を示す特性図である。

【００５０】この第１の回生状態の場合は、電流の方向
は電動状態１の場合と逆方向なので、電機子電流で生じ
たエアギャップにおける磁束密度の分布状態は図８
（ｂ）に示すようになる。電機子と永久磁石５の合成磁
束密度分布は、図８（ｃ）に示すように歪んでしまう。

【００５１】その歪んだ合成磁束密度分布により、従来
のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置の転流位置で転流
する場合は、各相の定常電流での電磁トルク状態が図９
（ｂ）に示すように歪んでしまう。図９は、第１の回生
状態における、ブラシレスＤＣモータ１の電機子反作用
を考慮した場合の各相の電流、各相の定常電流トルク及
び合成トルクの各波形を示す特性図である。

【００５２】これらの電機子反作用によるトルク変化を
補償するためには、転流位置を従来のブラシレスＤＣモ
ータ駆動制御装置の転流位置よりもＣＷ方向に遅らせる
必要がある。そこで、その電機子反作用によるトルク変
化を補償するために、本実施形態のブラシレスＤＣモー
タ駆動制御装置の転流位置は、従来のブラシレスＤＣモ
ータ駆動制御装置の転流位置の電気角度δｂから電気角
度δｂａにシフトしたものとする。電気角度δｂａは、
下記数４から求める。

【００５３】

【数４】 δba＝δb＋δa cwccw （δa cwccw＝ｆcwccw（Ｉ）≧０） ここで、電機子反作用による転流位置のずれ量の電気角
度δa cwccwは、関数ｆcwccw（Ｉ）で表す。

【００５４】図１０は、本実施形態のブラシレスＤＣモ
ータの第１の回生状態における、電機子反作用の影響を
補償した場合の各相の電流、各相の定常電流トルク及び
合成トルクの各波形を示す特性図である。転流位置を電
気角度δbから電気角度δｂaにシフトした結果、転流位
置でのトルク変化が大きく低減し、合成トルクは図１０
（ａ）に示すようになる。

【００５５】（４）第２の回生制動状態＜逆転回生制動
＞ この第２の回生状態では、ロータ７の回転方向をＣＣＷ
として、トルクの方向はＣＷとする。

【００５６】上述の第１の回生状態の場合は、ロータ７
の回転方向はＣＷであり、電機子反作用によるトルク変
化を補償するため、転流位置を従来の転流位置からＣＷ
方向に遅らせる必要がある。この第２の回生状態では、
ロータ７の回転方向はＣＣＷであるので、電機子反作用
のトルク変化を補償するために、転流位置を従来の転流
位置からＣＣＷ方向に遅らせる必要がある。したがっ
て、本実施形態のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置の
電流転流位置は、従来のブラシレスＤＣモータ駆動制御
装置の転流位置の電気角度δｂから電気角度δｂａにシ
フトさせる必要がある。この電気角度δｂａは、下記数
５から求められる。

【００５７】

【数５】 δba＝δb−δa ccwcw （δa ccwcw＝ｆccwcw（Ｉ）≧０） ここで、電機子反作用による転流位置のずれ量の電気角
度δa ccwcwは、関数ｆccwcw（Ｉ）で表している。

【００５８】これらにより、本実施形態のブラシレスＤ
Ｃモータ駆動制御装置によれば、ロータ７についての細
かな位置信号を利用して矩形波駆動する場合に、電機子
反作用の影響によるの電流転流位置のずれの補償ができ
るので、それら電機子反作用の影響による転流時のトル
ク変動を大幅に低減することができる。

【００５９】

【発明の効果】これらにより本発明によれば、ロータ７
についての細かな位置信号を利用して矩形波駆動する場
合に、電機子反作用の影響によるの電流転流位置のずれ
の補償ができるので、それら電機子反作用の影響による
転流時のトルク変動を大幅に低減することができるブラ
シレスＤＣモータ駆動制御装置を提供することができ
る。

【００６０】また、本発明によれば、電機子反作用の影
響による転流時のトルク変動を大幅に低減することがで
きるので、本発明に係るブラシレスＤＣモータ駆動制御
装置を電動パワーステアリング装置に組み込めば、電動
パワーステアリングにおける操舵フィーリングを良好に
するとともに、騒音の発生を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】５相のブラシレスＤＣモータの断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係るブラシレスＤＣモータ
駆動制御装置のブロック図である。

【図３】電機子反作用を無視した場合のブラシレスＤＣ
モータのロータの磁石表面とエアギャップの磁束密度分
布状態を示す特性図である。

【図４】ブラシレスＤＣモータにおける電機子反作用を
無視した場合の各相の電流、各相の定常電流トルク及び
合成トルクの各波形を示す特性図である。

【図５】第１の電動状態における、ブラシレスＤＣモー
タの電機子反作用を考慮した場合のロータの磁石表面と
エアギャップの磁束密度分布状態を示す特性図である。

【図６】第１の電動状態における、ブラシレスＤＣモー
タの電機子反作用を考慮した場合の各相の電流、各相の
定常電流トルク及び合成トルクの各波形を示す特性図で
ある。

【図７】本実施形態のブラシレスＤＣモータの第１の電
動状態における、電機子反作用の影響を補償した場合の
各相の電流、各相の定常電流トルク及び合成トルクの各
波形を示す特性図である。

【図８】第１の回生状態における、電機子反作用を考慮
した場合のブラシレスＤＣモータのロータの磁石表面と
エアギャップの磁束密度分布状態を示す特性図である。

【図９】第１の回生状態における、ブラシレスＤＣモー
タの電機子反作用を考慮した場合の各相の電流、各相の
定常電流トルク及び合成トルクの各波形を示す特性図で
ある。

【図１０】本実施形態のブラシレスＤＣモータの第１の
回生状態における、電機子反作用の影響を補償した場合
の各相の電流、各相の定常電流トルク及び合成トルクの
各波形を示す特性図である。

【図１１】本実施形態のブラシレスＤＣモータ駆動制御
装置における電機子反作用の補償方法を示すブロック図
である。

【図１２】従来のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置に
おける電機子反作用の影響によるトルク変動を示す特性
図である。

【符号の説明】

１ ブラシレスＤＣモータ ２ ハウジング ３ 軸受 ４ 回転軸 ５ 永久磁石 ６ ステータ ７ ロータ ８ 永久磁石 １１ 位相検出素子 １２ コイル回路 ２０ モータ駆動制御装置 ２１ 制御回路 ２２ ＦＥＴゲート駆動回路 ２３ モータ駆動回路 ２４ 電流検出回路 ２５ ロータ位置検出回路 ２６ 定電圧源 ２７ 外部回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置検出器を用いてロータの回転角度又
   はその一部を高分解能で示す回転角度信号を生成し、当
   該回転角度信号を用いて矩形波駆動をするブラシレスＤ
   Ｃモータ駆動制御装置において、前記回転角度信号を用
   いて、ブラシレスＤＣモータの電機子反作用による矩形
   波駆動の転流位置のずれに相当する電気角度を補償する
   ことを特徴とするブラシレスＤＣモータ駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記ブラシレスＤＣモータの電機子反作
   用による矩形波駆動の転流位置のずれに相当する電気角
   度は、正転駆動、逆転駆動、正転回生制動及び逆転回生
   制動からなる４つの運転状態とブラシレスＤＣモータの
   電機子反作用の影響を示す値との関数を用いて決定する
   請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置。
3. 【請求項３】 モータ電流をＩ、従来の転流位置の電気
   角度をδbとした場合、前記関数をδa＝ｆ(I,mtdir,mdi
   r）として新たな転流位置の電気角度をδba＝δb−δa
   で表わすようにした請求項２に記載のブラシレスＤＣモ
   ータ駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記回転角度信号を用いてブラシレスＤ
   Ｃモータの電機子反作用による矩形波駆動の転流位置の
   ずれに相当する電気角度を補償することを特徴とするブ
   ラシレスＤＣモータ駆動制御装置は、車輌の舵輪操作に
   要する力をブラシレスＤＣモータの回転力により補助す
   る電動式パワーステアリング装置における、当該ブラシ
   レスＤＣモータを駆動制御するものである請求項１に記
   載のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置。
5. 【請求項５】 前記回転角度信号を用いてブラシレスＤ
   Ｃモータの電機子反作用による矩形波駆動の転流位置の
   ずれに相当する電気角度を補償することを特徴とするブ
   ラシレスＤＣモータ駆動制御装置は、車輌の舵輪操作に
   要する力をブラシレスＤＣモータの回転力により補助す
   る電動式パワーステアリング装置における、当該ブラシ
   レスＤＣモータを駆動制御するものである請求項２に記
   載のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置。
6. 【請求項６】 前記ブラシレスＤＣモータの電機子反作
   用による矩形波駆動の転流位置のずれに相当する電気角
   度は、正転駆動、逆転駆動、正転回生制動及び逆転回生
   制動からなる４つの運転状態とブラシレスＤＣモータの
   電機子反作用の影響を示す値との関数を用いて決定する
   請求項４に記載のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置。
7. 【請求項７】 前記転流位置の電気角度のずれδａを、
   モータ電流Ｉ、トルク方向ｍｔｄｉｒ、ロータ回転方向
   ｍｄｉｒからｆ（Ｉ，ｍｔｄｉｒ，ｍｄｉｒ）として求
   めるようになっている請求項１に記載のブラシレスＤＣ
   モータ駆動制御装置。
8. 【請求項８】 前記ロータの回転電気角度信号をδbaと
   した場合、駆動パターン選択用転流位置電気角度δbを
   ｇ（δａ，δba，ｍｔｄｉｒ，ｍｄｉｒ）で求めるよう
   になっている請求項７に記載のブラシレスＤＣモータ駆
   動制御装置。
9. 【請求項９】 前記駆動パターン選択用転流位置電気角
   度δb及び前記トルク方向からＴｂｌｓｔ（δb，ｍｔｄ
   ｉｒ）によりモータ駆動信号を得るようになっている請
   求項８に記載のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置。