JP2003061385A - 永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石同期モータの位置センサレス制御装
置において、起動時にモータが回転している場合でも、
スムーズに起動させることができる装置を得ること。 【解決手段】 ブート・ストラップ型チャージ・ポンプ
を利用した制御装置において、相電流の大きさが小さい
とき充電し相電流の大きさが大きいとき充電しないよう
に下側スイッチング素子の通電を制御する充電制御手段
と、相電流に基づき複数の起動手段から１つを選択する
起動手段選択手段と、から構成し、起動時にロータが回
転していても、ブラシレスモータをスムーズに起動させ
ることができる永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置センサを用い
ずに永久磁石同期モータを駆動制御する位置センサレス
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータに永久磁石を有する永久磁石同期
モータは、界磁に永久磁石を使用するため高効率である
とともに、機械的な転流機構を用いないため保守性に優
れており、ファン用やポンプ用など様々な用途に使用さ
れている。しかしながら、永久磁石同期モータでは、ロ
ータの回転に同期してステータ巻線に電流を流す必要が
ある。永久磁石同期モータを駆動制御する従来のモータ
制御装置においては、永久磁石同期モータに取り付けら
れたホール素子、レゾルバあるいは光エンコーダなどの
位置センサを用いてロータの角度情報を得ていた。その
ため、従来の永久磁石同期モータはこの位置センサの分
だけ製造コストが上昇し大型化していた。位置センサを
省略することにより、低コスト化と小型化とを実現した
従来の永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置と
して、電気学会論文集、Ｄ１１７巻、１号、平成９年、
９８頁〜１０４頁に記載されたもの（以下、従来例１と
呼ぶ）、及び電気学会研究会資料、半導体電力変換研究
会、ＳＰＣ−９７−７、３７頁〜４２頁に記載されたも
の（以下、従来例２と呼ぶ）が知られている。以下、こ
れらの従来例１及び２について説明する。

【０００３】従来例１は、ある程度の高速回転時におい
て、永久磁石同期モータのロータ角度を推定するもので
ある。まず、相巻線に流れる相電流を検知し、これらの
相電流値を座標変換し、γ軸電流値ｉγとδ軸電流値ｉ
δとを得る。次に、永久磁石同期モータのモデルを示す
ｄ軸とｑ軸の電圧方程式にパラメータ（巻線抵抗値、イ
ンダクタンス値、誘起電圧定数など）をあてはめ、γ軸
電流モデル値ｉγｍとδ軸電流モデル値ｉδｍとを作成
する。さらに、各電流値と各電流モデル値との誤差であ
るγ軸電流誤差値Δｉγとδ軸電流誤差値Δｉδとを求
める。そして、これらの電流誤差値に基づきロータの推
定角度と推定誘起電圧とを補正する。このようにして生
成した推定角度を用いて相巻線に所定の電流を流し、ロ
ータを所定の向きに回転させる。

【０００４】従来例２は、永久磁石同期モータを停止状
態から起動する場合の制御に関する。モータの停止時、
あるいは低速回転時において、ｄ軸インダクタンスとｑ
軸インダクタンスの差がある突極性を有する永久磁石同
期モータのロータの回転角度を推定するものである。ま
ず、γ軸に電圧パルスを印加する。次に、この電圧パル
スによる相電流の電流応答値を検知し、これらの相電流
の電流応答値を座標変換して、γ軸電流応答値Δｉγと
δ軸電流応答値Δｉδとを作成する。突極性を有する永
久磁石同期モータはロータの回転に応じてインダクタン
スが変化する。このインダクタンスの変化により電流応
答値が変化することを利用し、これらのγ軸電流応答値
Δｉγとδ軸電流応答値Δｉδとに基づき推定角度を求
める。求めた推定角度を用いて相巻線に電流を流しロー
タを所定の向きに回転させる。起動時にロータが停止し
ているモータを高速で回転始動させるためには、まず、
従来例２の方式で起動し、適時に従来例１の方式に切り
替えて加速させ、高速で回転させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置は、以下
の問題点を有する。永久磁石同期モータをファンに使用
したとき、ファンの起動直前に強い外の風がファンに当
たると、その風の力でロータが回転する場合がある。ま
た、永久磁石同期モータを用いた他の回転機械におい
て、起動時にすでにロータが回転している場合がある。
このようにモータの起動時にすでにロータが回転してい
る場合に、起動時にロータが停止していることを前提に
した従来例２の方式により起動すると、モータをスムー
ズに起動させることができなかった。これを解決するこ
とがこのような永久磁石同期モータにおける課題であっ
た。本発明は、上記の課題を解決するため、永久磁石同
期モータの起動時にすでにロータが回転している場合で
あっても、支障なく起動させることができる位置センサ
レス制御装置を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石同期モ
ータの位置センサレス制御装置は、複数相のステータ巻
線が配置されたステータと永久磁石が配置されたロータ
とを有する永久磁石同期モータの制御装置であって、前
記ステータ巻線に流れる相電流を検知する電流センサ、
前記相電流の大きさが所定値より小さいときは前期ステ
ータ巻線を短絡させ、前記相電流の大きさが前記所定値
以上のときは前期ステータ巻線を短絡させないように制
御する短絡制御部、前記永久磁石同期モータを起動する
ための複数の起動部、及び前記相電流に応じて前記複数
の起動部の１つを選択する起動部選択部を有する。

【０００７】本発明は以下の効果を有する。永久磁石同
期モータでは、ロータが回転しているとき永久磁石によ
り各相のステータ巻線に誘起電圧が発生する。このとき
ステータ巻線を短絡すると、誘起電圧の大きさに比例し
た相電流が流れる。この状態でモータをスムーズに起動
させるためには、誘起電圧の大きさに応じて、起動方式
を切り替える必要がある。そこで、上記の構成により、
ステータ巻線の短絡時の相電流の大きさに応じて起動方
式を選択する。これにより起動時にロータがすでに回転
している場合であっても、永久磁石同期モータをスムー
ズに起動させることができる位置センサレス制御装置を
実現できる。また、ロータが回転していると、ステータ
巻線を短絡したときに流れる相電流によりロータの回転
にブレーキがかかる。そこで、上記の構成により、ステ
ータ巻線を短絡したときの相電流を検出して過大な相電
流が流れないように制御する。これにより、起動時にロ
ータが回転している場合であっても、過大なブレーキが
かかるのを防止しつつ永久磁石同期モータをスムーズに
起動させることができる位置センサレス制御装置を実現
できる。

【０００８】本発明の永久磁石同期モータの位置センサ
レス制御装置の前記起動部選択部は、前記短絡制御部が
前記ステータ巻線を短絡させない期間が所定値より短い
ときは前記低速用起動部を選択し、前記短絡制御部が前
記ステータ巻線を短絡させない期間が所定値以上に長い
ときは前記高速用起動部を選択する。永久磁石同期モー
タにおいてロータが回転しているとき、永久磁石により
各相のステータ巻線に誘起電圧が発生する。ステータ巻
線を短絡すると、誘起電圧の大きさに比例した相電流が
流れる。この状態でモータをスムーズに起動させるため
には、誘起電圧の大きさに応じて起動方式を切り替える
必要がある。そこで、上記の構成により、ステータ巻線
の短絡時の相電流の大きさを、前記短絡制御部が前記短
絡手段を動作させない期間の長さで判定して、起動方式
を選択する。これにより、起動時にロータが回転してい
る場合であっても、永久磁石同期モータをスムーズに起
動させることができる制御装置を実現できる。

【０００９】本発明の永久磁石同期モータの位置センサ
レス制御装置の前記起動部選択部は、前記短絡制御部が
前記ステータ巻線を短絡中の前記相電流の変化の割合が
所定値より小さいときは前記低速用起動部を選択し、前
記短絡制御部が前記ステータ巻線を短絡中の前記相電流
の変化の割合が所定値以上のときは前記高速用起動部を
選択する。永久磁石同期モータのロータが回転している
とき、永久磁石により各相のステータ巻線に誘起電圧が
発生する。ステータ巻線を短絡すると誘起電圧の大きさ
に比例した大きさの相電流が流れる。この状態でモータ
をスムーズに起動するためには、誘起電圧の大きさに応
じて、起動方式を切り替える必要がある。そこで、上記
の構成により、ステータ巻線の短絡時の電流の大きさ
を、前記短絡制御部が動作中の前記相電流の変化の割合
で判定して、起動方式を選択する。これにより、起動時
にロータが回転している場合であっても、永久磁石同期
モータをスムーズに起動させることができる永久磁石同
期モータの位置センサレス制御装置を実現できる。

【００１０】本発明の永久磁石同期モータの位置センサ
レス制御装置の前記起動部選択部は、前記短絡制御部が
前記ステータ巻線を短絡する前の前記相電流が実質的に
零でないときは起動を中止する。ロータが高速で回転し
ていて、ステータ巻線の誘起電圧が主電源の電圧よりも
大きいときは、ステータ巻線を短絡しないときでも相電
流が流れる。このようにロータが高速で回転していると
きにモータを起動すると、過大な電流がスイッチング素
子を流れ、スイッチング素子を破損するおそれがあるな
ど危険である。そこで、この構成により、ステータ巻線
の短絡前に相電流が流れているときは、回転速度が大き
いと判定し起動を中止する。これにより、高速回転中の
起動による危険を回避することができる永久磁石同期モ
ータの位置センサレス制御装置を実現できる。

【００１１】本発明の他の観点の永久磁石同期モータの
位置センサレス制御装置は、それぞれの一方の端部が中
性点に接続された複数相のステータ巻線が配置されたス
テータと永久磁石が配置されたロータとを有する永久磁
石同期モータの制御装置であって、主電源の正極と、前
記ステータ巻線のそれぞれの他方の端部との間にそれぞ
れ接続された上側スイッチング素子、前記主電源の負極
と、前記ステータ巻線のそれぞれの他方の端部との間に
それぞれ接続された下側スイッチング素子、前記上側ス
イッチング素子を駆動する駆動回路にそれぞれ電力を供
給する独立した上側電源、及び前記下側スイッチング素
子を駆動する駆動回路にそれぞれ電力を供給する下側電
源を有する。前記上側電源は、ダイオードとコンデンサ
とを有し、前記下側スイッチング素子が通電することに
より前記下側電源により前記ダイオードを通じ前記コン
デンサが充電される。上記の構成の永久磁石同期モータ
の位置センサレス制御装置において、前記ステータ巻線
に流れる相電流を検知する電流センサ、前記相電流の大
きさが所定値より小さいときは前記上側電源を充電し、
前記相電流の大きさが前記所定値以上のときは前期上側
電源が充電されないように前記下側スイッチング素子の
通電を制御する充電制御手段、永久磁石同期モータを起
動する複数の起動手段、及び前記相電流に基づき前記複
数の起動手段から１つを選択する起動部選択部を有す
る。

【００１２】永久磁石同期モータにおいて、ロータが回
転しているとき、永久磁石によりステータ巻線に誘起電
圧が発生する。この状態で、下側スイッチング素子を通
電状態にすることにより上側電源を充電すると、ステー
タ巻線が短絡されるため、誘起電圧の大きさに比例した
相電流が流れる。この状態でモータをスムーズに起動さ
せるためには、誘起電圧の大きさに応じて、起動方式を
切り替える必要がある。そこで、上記の構成により、上
側電源を充電時の相電流の大きさにより起動方式を選択
する。これにより、起動時にロータが回転している場合
であっても、永久磁石同期モータをスムーズに起動させ
ることができる制御装置を実現できる。

【００１３】ロータが回転しているとき、下側スイッチ
ング素子を通電状態にすることにより上側電源を充電す
ると、ステータ巻線が短絡されるため相電流が流れ、ブ
レーキがかかる。そこで、上記の構成により、上側電源
を充電時に流れる相電流を監視し、過大な相電流が流れ
ないように制御する。これにより、起動時にロータが回
転している場合であっても、過大なブレーキがかかるの
を防止しつつ永久磁石同期モータをスムーズに起動させ
ることができる永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置を実現できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の永久磁石同期モータの位
置センサレス制御装置の好適な実施例を図１から図１４
を参照して説明する。

【００１５】《第１実施例》以下、本発明の第１実施例
の永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置を図１
から図１１を参照して説明する。第１実施例の概要を図
１及び図４を参照して以下に説明する。第１実施例の永
久磁石同期モータの位置センサレス制御装置は、図４に
示す上側ＩＧＢＴ５２ｕ、５２ｖ、５２ｗの駆動回路５
４ｕ、５４ｖ、５４ｗの電源である上側電源５５ｕ、５
５ｖ、５５ｗを充電するときの相電流を監視する。相電
流が所定値より大きいとき上側電源の充電を中止して、
過大な電流が流れないように制御する。これにより、起
動時にロータが回転している場合であっても、過大なブ
レーキがかかるのを防止しつつ永久磁石同期モータをス
ムーズに起動させる。

【００１６】また、第１実施例の永久磁石同期モータの
位置センサレス制御装置は、上側ＩＧＢＴ５２ｕ、５２
ｖ、５２ｗの駆動回路５４ｕ、５４ｖ、５４ｗの電源で
ある上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電するときの
相電流の大きさに基づき起動部３５内のいずれかを選択
する。これにより、起動時にロータが回転している場合
であっても、永久磁石同期モータをスムーズに起動させ
ることができる。なお、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５
ｗを充電するときの相電流の大きさは、充電を中止する
期間の長さで判定する。さらに、第１実施例の永久磁石
同期モータの位置センサレス制御装置は、上側電源５５
ｕ、５５ｖ、５５ｗの充電前の相電流を監視し、相電流
が流れているときは、回転速度が非常に大きいと判定し
起動を中止する。これにより、高速回転時の起動動作を
起こすことによる危険を回避する。

【００１７】［永久磁石同期モータの構造］第１実施例
の永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置によっ
て制御される永久磁石同期モータ（Interior Permanent
Magnet Synchronous Motor、以後ＩＰＭＳＭと略記す
る）の構造を説明する。図１は、本発明の第１実施例に
おける永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置の
ブロック図である。ＩＰＭＳＭ１０は、電磁鋼板の積層
体のティースを有するステータ（図示せず）と、ステー
タのティースに巻回された被覆銅線の相電流が流れるス
テータ巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗと、ステータに対向
し近接して配置されたロータ１２とを有する。ステータ
巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗはスター結線（各ステータ
巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの一方の端部が点Ｐで接続
される結線方法であり、この点Ｐは中性点と呼ばれる）
されている。

【００１８】図２は、ＩＰＭＳＭ１０のロータ１２の断
面図である。図２では図を見易くするためハッチングを
施していない。ロータ１２は、シャフト１３で回転可能
に支持され、シャフト１３と回転中心が同一であり電磁
鋼板の積層体であるロータヨーク１４と、ロータヨーク
１４の内部に配置された８個の永久磁石１５を有する。
ロータ１２の外周部に８つの磁極が形成されるため、磁
極数は８である。ロータヨーク１４の外周部において、
隣り合う永久磁石１５の間にくぼみ１４Ａが形成されて
いる。この構成のＩＰＭＳＭ１０は、ロータヨーク１４
の外周が円筒状のものと比較して、誘起電圧の波形が滑
らかになり、コギング・トルク、及びトルク・リップル
が小さく、低騒音、低振動が要求される産業用用途に適
する。

【００１９】図２において、ｄ軸、ｑ軸を以下のように
定める。ｄ軸を永久磁石１５の磁束と同じ向きに定義す
る。また、ｑ軸をｄ軸から電気角で９０°進んだ向きに
定義する。ｄ軸方向の磁束を点線で、ｑ軸方向の磁束を
一点鎖線で示す。図２の紙面上ではｑ軸はｄ軸から２
２．５°進んだ向きに定義されている。このような位置
関係を表す角度を機械角という。一方、電気的な変化に
着目した位置関係を表す角度を電気角という。よく知ら
れているように、電気角と機械角との間には（電気角）
＝（機械角×極数／２）の関係がある。以下、特に明示
しないとき、位置関係を表す角度は電気角である。

【００２０】永久磁石同期モータであるＩＰＭＳＭ１０
は、突極性が比較的小さい。突極性を以下に説明する。
ＩＰＭＳＭ１０において、図２のように、ｄ軸方向の磁
束は、空気中（ロータ１２の外部）と電磁鋼鈑部（ロー
タヨーク１４）と永久磁石１５とを通る。一方、ｑ軸方
向の磁束は、空気中（ロータ１２の外部）と電磁鋼鈑部
（ロータヨーク１４）とを通る。電磁鋼鈑の透磁率は大
きく、空気及び永久磁石の透磁率は小さい。したがっ
て、ｄ軸方向の磁束の経路に永久磁石１５が配置される
と、ｄ軸方向の磁束は通りにくく、ｄ軸インダクタンス
Ｌｄは小さい。一方、ロータヨーク１４の外周部の永久
磁石１５の間にくぼみ１４Ａが形成されているため、ｑ
磁方向の磁束の経路においては空気の占める割合が大き
い。そのため、ｑ軸方向の磁束は通りにくく、ｑ軸イン
ダクタンスＬｑは小さい。このように、図２のロータヨ
ーク１４を有する永久磁石同期モータは、外周部が円筒
状であるロータヨークを有する永久磁石同期モータに比
較して、ｑ軸インダクタンスＬｑが小さいため、突極性
が比較的小さい。

【００２１】図１のＩＰＭＳＭ１０において、ステータ
巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗに流れる相電流により発生
する回転磁界と永久磁石１５により発生する界磁との相
互作用によりトルク（マグネット・トルク）が発生す
る。また、磁束のとおりやすさの違いを利用し、相電流
による回転磁束を発生させることにより、トルク（リラ
クタンス・トルク）が発生する。

【００２２】［座標系］次に、座標系について説明す
る。図３は本発明の第１実施例における座標系の説明を
するためのモータの略図である。図３において、説明を
簡単にするために、磁極数が２のＩＰＭＳＭ１０Ａを例
にして説明する。ｄ軸及びｑ軸は、ロータ１２Ａと共に
回転する座標軸である。ｄ軸の向きを、ロータ１２に配
置された永久磁石１５による磁束と同じ向きとし、ｑ軸
をｄ軸に対して電気角で９０°進んだ向きとする。ステ
ータ巻線１１ｕとｄ軸のなす角度を角度θとする。正の
向きは、反時計回りであり、ｕ相、ｖ相、ｗ相の順とす
る。

【００２３】［永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置２０の構成］図１を参照して第１実施例の永久磁
石同期モータの位置センサレス制御装置２０の構成を説
明する。永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置
２０は、ＩＰＳＭＳ１０のステータ巻線１１ｕ、１１ｖ
の電流を検出する電流センサ２３ｕ、２３ｖを有し、そ
れぞれアナログｕ相電流値ｉｕａとアナログｖ相電流値
ｉｖａとを検出する。アナログｕ相電流値ｉｕａ、アナ
ログｖ相電流値ｉｖａはワンチップマイクロコンピュー
タ（以下、マイコンという）２１のＡＤＣ３３ｕ、ＡＤ
Ｃ３３ｖにそれぞれ入力される。マイコン２１は、駆動
部２２に対して、スイッチング信号ｇｕｈｖ、ｇｕｌ
ｖ、ｇｖｈｖ、ｇｖｌｖ、ｇｗｈｖ、ｇｗｌｖ（図４に
図示）を出力する。スイッチング信号ｇｕｈｖ、ｇｕｌ
ｖ、ｇｖｈｖ、ｇｖｌｖ、ｇｗｈｖ、ｇｗｌｖはステー
タ巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗに接続された駆動部２２
を制御する。

【００２４】マイコン２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ、タイマ、ＡＤＣ、ポート、及びこれらをつなぐバス
などのハードウェアにより構成され、ソフトウェアによ
り所定の処理を行うが、図１では前記所定の処理を行う
機能要素によって表している。すなわち、マイコン２１
は、アナログｕ相電流値ｉｕａ、アナログｖ相電流値ｉ
ｖａがそれぞれ入力され、ディジタルのｕ相電流値ｉ
ｕ、ｖ相電流値ｉｖをそれぞれ出力するアナログ・ディ
ジタル・コンバータ（Analog Digital Converter。以
後、ＡＤＣと略記する）３３ｕ、３３ｖと、ｕ相電流値
ｉｕとｖ相電流値ｉｖとが入力され、スイッチング指令
ｇｕｈ、ｇｕｌ、ｇｖｈ、ｇｖｌ、ｇｗｈ、ｇｗｌと充
電中止回数ηとを出力する充電制御部３１とを有する。
マイコン２１はさらに、スイッチング指令ｇｕｈ、ｇｕ
ｌ、ｇｖｈ、ｇｖｌ、ｇｗｈ、ｇｗｌが入力され、スイ
ッチング信号ｇｕｈｖ、ｇｕｌｖ、ｇｖｈｖ、ｇｖｌ
ｖ、ｇｗｈｖ、ｇｗｌｖを出力するポート３２と、ｕ相
電流値ｉｕとｖ相電流値ｉｖと充電中止回数ηとが入力
され、起動部指標値ζを出力する起動部選択部３４と、
起動部指標値ζが入力されスイッチング指令ｇｕｈ、ｇ
ｕｌ、ｇｖｈ、ｇｖｌ、ｇｗｈ、ｇｗｌを出力する起動
部３５とを有する。起動部３５は、低速用起動部４１、
高速用起動部４２及び起動中止処理部４３を有する。駆
動部２２、充電制御部３１及びポート３２により、ステ
ータ巻線を短絡・制御する短絡制御部４９を構成してい
る。

【００２５】図４は、図１に示す駆動部２２の詳細な構
成を示す回路図である。駆動部２２は、コレクタが主電
源５１の正極に接続され、エミッタがステータ巻線１１
ｕ、１１ｖ、１１ｗにそれぞれ接続された上側ＩＧＢＴ
（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート・
バイポーラ・トランジスタ）５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ
と、上側ＩＧＢＴ５２ｕ、５２ｖ、５２ｗのそれぞれに
逆並列接続された上側フライホイール・ダイオード５３
ｕ、５３ｖ、５３ｗを含んでいる。

【００２６】駆動部２２はさらに、スイッチング信号ｇ
ｕｈｖ、ｇｖｈｖ、ｇｗｈｖがそれぞれ入力され、上側
ＩＧＢＴ５２ｕ、５２ｖ、５２ｗのゲート電圧をそれぞ
れ制御する、フォトカプラを含む上側駆動部５４ｕ、５
４ｖ、５４ｗと、負極が上側ＩＧＢＴ５２ｕ、５２ｖ、
５２ｗのエミッタにそれぞれ接続され、上側駆動部５４
ｕ、５４ｖ、５４ｗのそれぞれの電源として働く上側電
源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗとを含んでいる。駆動部２２
はさらに、コレクタがステータ巻線１１ｕ、１１ｖ、１
１ｗにそれぞれ接続され、エミッタが主電源５１の負極
に接続された下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗと、
下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗのそれぞれに逆並
列接続された下側フライホイール・ダイオード５７ｕ、
５７ｖ、５７ｗを含んでいる。

【００２７】駆動部２２はさらに、スイッチング信号ｇ
ｕｌｖ、ｇｖｌｖ、ｇｗｌｖがそれぞれ入力され、下側
ＩＧＢＴ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗのゲート電圧をそれぞ
れ制御する、フォトカプラを含む下側駆動部５８ｕ、５
８ｖ、５８ｗと、主電源５１に接続され負極が主電源５
１の負極と共通であり下側駆動部５８ｕ、５８ｖ、５８
ｗの共通な電源である下側電源５９とを含んでいる。駆
動部２２はさらに、一端が下側電源５９の正極に接続さ
れ、他端が上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗに接続され
た抵抗６０を含んでいる。上側電源５５ｕ、５５ｖ、５
５ｗは、当技術分野ではよく知られたブート・ストラッ
プ型チャージ・ポンプであり、それぞれのアノードが抵
抗６０に接続され、それぞれのカソードが上側駆動部５
４ｕ、５４ｖ、５４ｗのそれぞれの正極に接続されたダ
イオードと、上側駆動部５４ｕ、５４ｖ、５４ｗの正極
と負極との間にそれぞれ接続されたコンデンサとを有す
る。

【００２８】［永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置２０の動作原理］第１実施例の永久磁石同期モー
タの位置センサレス制御装置２０の動作原理を図４を参
照して説明する。まず、第１動作を説明する。上側電源
５５ｕ、５５ｖ、５５ｗのコンデンサを充電するとき
（以下、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電すると
き、と略記する）の相電流振幅が永久磁石同期モータの
安全運転の見地から定められた所定値より大きいときは
充電を中止して過大な電流が流れないように制御する。
そして、ロータ１２が回転している場合であっても、過
大なブレーキがかかるのを防止しつつ永久磁石同期モー
タをスムーズに起動させる。下側電源５９は、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータで構成され、常に下側駆動部５８ｕ、５８
ｖ、５８ｗに電力を供給する。

【００２９】上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗは、それ
ぞれの下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗをオンにし
てが通電すると下側電源５９により充電される。下側Ｉ
ＧＢＴ５６ｕが通電すると、下側ＩＧＢＴ５６ｕのコレ
クタの電圧が主電源５１の負極電位と同一となる（厳密
には、コレクタ・エミッタ間飽和電圧Ｖｃｅｓａｔだけ
電位が高い）。上側電源５５ｕの負極は下側ＩＧＢＴ５
６ｕのコレクタと共通に接続されているため、上側電源
５５ｕの負極電位は、主電源５１の負極電位と同一であ
り、かつ下側電源５９の負極と同一である。上側電源５
５ｕのコンデンサに電荷が蓄積されていないときは、下
側電源５９の正極電位に比べて、上側電位５５ｕの正極
電位が低い。そのため、下側電源５９の正極から上側電
源５５ｕの正極に向かって電流が流れる。すなわち、下
側電源５９の正極から抵抗６０を通って電流が流れ、さ
らに上側電源５５ｕのダイオードを電流が流れて上側電
源５５ｕのコンデンサが充電される。電流は、上側電源
５５ｕの正極電位が下側電源５９の正極電位と同一とな
るまで流れ続ける（厳密には、ダイオードによる電圧降
下分だけ、上側電源５５ｕの正極電位が低い）。上記の
動作はｖ相、及びｗ相についても同様である。

【００３０】このように、ＩＰＭＳＭ１０の起動前に、
あらかじめ下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗを通電
することにより、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充
電する必要がある。図５の（ａ）〜（ｃ）は、第１実施
例において、ロータ１２が停止しているときの、スイッ
チング信号ｇｕｌｖと充電電圧と相電流振幅ｉａとの関
係を示す波形図である。初期の充電電圧は０である。図
４において、下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗをオ
ンにして通電すると、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗ
が充電される。図５の（ａ）のように、高電位Ｈのスイ
ッチング信号ｇｕｌｖを期間Ｔ後低電位Ｌにし、期間Ｔ
だけ下側ＩＧＢＴ５６ｕを通電させる。すると、図５の
（ｂ）のように、上側電源５５ｕの充電電圧は徐々に上
昇し、最終的に下側電源５９の電源電圧値と同一になる
（厳密には、下側ＩＧＢＴ５６ｕのコレクタ・エミッタ
間飽和電圧Ｖｃｅｓａｔや、上側電源５５ｕのダイオー
ドの電圧降下の影響で多少異なる）。このとき、相電流
は図５の（ｃ）に示すように流れない。この動作はｖ
相、及びｗ相についても同様である。

【００３１】ロータ１２が回転しているときに上側電源
５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電すると相電流が流れ、ブ
レーキがかかる。上記のように、上側電源５５ｕ、５５
ｖ、５５ｗを充電するために、下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５
６ｖ、５６ｗをオンにして通電すると、下側ＩＧＢＴ５
６ｕ、５６ｖ、５６ｗのコレクタ電位が同一となるた
め、ステータ巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの端子電圧も
同一となる。これは、ステータ巻線１１ｕ、１１ｖ、１
１ｗを短絡したことと等価である。ロータ１２が回転し
ているときには、ステータ巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ
に誘起電圧が発生している。このため、ステータ巻線１
１ｕ、１１ｖ、１１ｗを短絡すると、この誘起電圧によ
り相電流が流れ、ブレーキトルクが発生する。この状態
で、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電すると、過
大な相電流が流れて駆動素子（下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５
６ｖ、５６ｗなど）の破壊や、過大なブレーキトルクに
よる使用機器の不具合が発生する。そこで、相電流を監
視し、過大な電流が流れないように、充電の実行及び中
止を行う。

【００３２】図６は、第１実施例において、ロータ１２
が回転しているときのスイッチング信号ｇｕｌｖと充電
電圧と相電流振幅ｉａとの関係を示す波形図である。Ｉ
ＰＭＳＭ１０の起動前に、図６の（ａ）のように、スイ
ッチング信号ｇｕｌｖを高電位Ｈから低電位Ｌにする
と、下側ＩＧＢＴ５６ｕが通電する。その結果、図６の
（ｂ）のように、上側電源５５ｕの充電電圧が徐々に上
昇する。誘起電圧により相電流が流れるため、図６の
（ｃ）のように相電流振幅ｉａが増加する。相電流振幅
ｉａに閾値（図６の（ｃ）の点線で示される値）を設定
し、この閾値に達すると、図６の（ａ）のように、スイ
ッチング信号ｇｕｌｖを高電位Ｈにし、下側ＩＧＢＴ５
６ｕの通電を中止し、充電を中止する。相電流振幅ｉａ
が閾値以下になったら、再び充電を開始する。

【００３３】このように、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５
５ｗの充電時に相電流振幅ｉａが閾値以上になると充電
を中止し、過大な電流が流れないように制御する。すな
わち、第１の動作では、誘起電圧の大きさにより充電を
中止する期間を変化させる。これにより、起動前にロー
タ１２が回転している場合であっても、過大なブレーキ
がかかるのを防止しつつ永久磁石同期モータをスムーズ
に起動させることができる。第２の動作では、上側電源
５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電しているときの相電流の
大きさ（具体的には、充電を中止する期間の長さ）によ
り複数の起動部のいずれかを選択する。これにより、起
動時にロータ１２が回転している場合であっても、永久
磁石同期モータをスムーズに起動させることができる。

【００３４】第２の動作においては、誘起電圧の大きさ
により、充電を中止する期間を変化させる。前記のよう
に、ロータ１２が回転しているときには誘起電圧が発生
するため、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電する
と相電流が流れる。回転数が大きいと、誘起電圧も大き
くなるため相電流が大きくなる。図７は、第１実施例に
おいて、ロータが比較的高速で回転しているときの、ス
イッチング信号ｇｕｌｖ、充電電圧及び相電流振幅ｉａ
の波形を示す波形図である。図６と比較すると、図７で
は、ロータ１２が比較的高速で回転しているので誘起電
圧が大きくなり、相電流振幅ｉａが増加するときの傾き
が大きくなるため、充電を中止する合計の期間が長くな
る。図８は、第１実施例における誘起電圧の大きさと充
電中止期間との関係を示すグラフである。図８に示すよ
うに、誘起電圧と充電中止期間はほぼ比例する。

【００３５】前記従来例１の、高速回転時において永久
磁石同期モータのロータの角度を推定するものでは、高
速回転時の高い誘起電圧を利用してロータ１２の角度θ
を推定する（高速用推定方式）。そのため、誘起電圧が
低い低速域では、高速用推定方式を用いて起動すること
ができない。前記従来例２の、停止時あるいは低速回転
時においてロータの角度を推定するものでは（低速用推
定方式）、設定された所定の時間ごとに電圧パルスを印
加し、その電流応答によりロータ１２の角度θを推定す
る。そのため、高速回転時には１回の電圧パルスを印加
する間に変化するロータ１２の回転角度が大きく、制御
性が悪い。また、低速用推定方式は、電圧パルスの印加
により電流が急峻に変化する。このため騒音が発生し、
電流波形が歪んで損失が増加する。このことから、低速
推定方式で起動する領域を最小限にし、高速用推定方式
で起動できる領域では、出来るだけ高速用推定方式で起
動したほうがよい。そこで、誘起電圧が十分大きいとき
は、高速用推定方式を用いて起動し、それ以外の誘起電
圧が小さいときは、低速用推定方式を用いて起動する。
このように、第２の動作では誘起電圧の大きさに応じて
起動方式を切り替えることにより、低速推定方式を用い
た起動を最大限回避し、騒音及び損失の発生を回避す
る。

【００３６】第２の動作では、上側電源５５ｕ、５５
ｖ、５５ｗの充電を中止する期間の長さにより、起動方
式を切り替える。これにより、起動時においてロータ１
２が回転している場合であっても、永久磁石同期モータ
をスムーズに起動させることができる。

【００３７】第３の動作では、上側電源５５ｕ、５５
ｖ、５５ｗを充電する前に相電流を監視する。相電流が
流れているときは、回転数が非常に大きいと判定し起動
をしない。これにより、高速回転時の起動による危険を
回避する。回転数が非常に大きいときは、誘起電圧が主
電源５１の電圧より高いため、上側フライホイール・ダ
イオード５３ｕ、５３ｖ、５３ｗ、及び下側フライホイ
ール・ダイオード５７ｕ、５７ｖ、５７ｗを通じて相電
流が流れる。すなわち、上側ＩＧＢＴ５２ｕ、５２ｖ、
５２ｗ、及び下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗが非
通電であるのに相電流が流れるときは、ロータ１２が非
常に高速で回転していることを示す。一般に、ロータ１
２が高速で回転しているときに起動すると、過大な電流
が駆動部２２のＩＧＢＴを流れＩＧＢＴを破損するおそ
れがあるなど危険である。そこで、充電前に相電流が流
れているときは、回転数が非常に大きいと判定して起動
を中止する。

【００３８】［永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置２０の動作の詳細］以下、第１実施例の永久磁石
同期モータの位置センサレス制御装置２０の動作を詳細
に説明する。まず、図１に示す電流センサ２３ｕ、２３
ｖの動作を説明する。電流センサ２３ｕ、２３ｖは、そ
れぞれステータ巻線１１ｕ、１１ｖに流れる電流を検知
し、アナログ電圧信号であるアナログｕ相電流値ｉｕ
ａ、アナログｖ相電流値ｉｖａを出力する。電流センサ
２２ｕ、２２ｖは、ホール電流検出器を備えている。ホ
ール電流検出器は、半導体磁電変換素子の一種であるホ
ール素子を内蔵し、外部磁界の強弱を電圧信号に変換し
て出力する。電流センサ２２ｕは、ｕ相電流によりステ
ータ巻線１１ｕの周囲に発生する磁界の強さを検出す
る。検出された磁界の強さについての情報は一旦、電圧
信号に変換される。この電圧信号は、電流センサ２２ｕ
内の電気回路で更に処理され、アナログ電圧信号である
アナログｕ相電流値ｉｕａとして出力される。また、ｖ
相に関しても同様に、電流センサ２２ｖはステータ巻線
１１ｖに流れる電流を検知し、アナログ電圧信号である
アナログｖ相電流値ｉｖａを出力する。

【００３９】次に、図４に示す駆動部２２の動作を説明
する。駆動部２２は、図１のポート３２から入力される
スイッチング信号ｇｕｈｖ、ｇｕｌｖ、ｇｖｈｖ、ｇｖ
ｌｖ、ｇｗｈｖ、ｇｗｌｖに基づきステータ巻線１１
ｕ、１１ｖ、１１ｗの端子電圧を制御する。スイッチン
グ信号ｇｕｈｖ、ｇｕｌｖ、ｇｖｈｖ、ｇｖｌｖ、ｇｗ
ｈｖ、ｇｗｌｖは、高電位Ｈ（ＩＧＢＴ５３ｕから５６
ｗのオフによる非通電）、及び低電位Ｌ（ＩＧＢＴ５３
ｕから５６ｗのオンによる通電）のいずれかの電位をと
る。主電源５１は、駆動部２２に電力を供給する例えば
２８０Ｖ程度の直流電源である。主電源５１は、３相商
用電源を図示を省略した３相ダイオード・ブリッジによ
り整流し、電解コンデンサとフィルム・コンデンサ等に
より平滑した直流を出力する。下側電源５９は、降圧Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータから構成され、主電源５１の電圧を
降圧して下側駆動部５８ｕ、５８ｖ、５８ｗ用の１５Ｖ
程度の電圧を出力する。下側電源５９の負極は、主電源
５１の負極に接続されるとともに、下側ＩＧＢＴ５６
ｕ、５６ｖ、５６ｗのエミッタに接続されている。

【００４０】下側駆動部５８ｕ、５８ｖ、５８ｗは、そ
れぞれのスイッチング信号ｇｕｌｖ、ｇｖｌｖ、ｇｗｌ
ｖに応じて下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗのゲー
ト電圧を制御する。フォトカプラを有する下側駆動部５
８ｕには下側電源５９からの電力がアンプ部に供給され
ている。所定の高電位Ｈの電圧がダイオード部のアノー
ド端子に与えられ、スイッチング信号ｇｕｌｖがカソー
ド端子に与えられている。スイッチング信号ｇｕｌｖが
高電位Ｈのときはダイオード部には電流が流れず、下側
ＩＧＢＴ５６ｕのゲートに接続されたアンプ部の出力の
電位は下側電源５９の負極と同一となる。従って、スイ
ッチング信号ｇｕｌｖが高電位Ｈのとき、下側ＩＧＢＴ
５６ｕのゲート−エミッタ間電圧は約０Ｖであり、下側
ＩＧＢＴ５６ｕはオフとなり非通電状態になる。一方、
スイッチング信号ｇｕｌｖが低電位Ｌのとき、ダイオー
ド部には電流が流れ、下側ＩＧＢＴ５６ｕのゲートに接
続されたアンプ部の出力の電位は下側電源５９の正極と
同一となる。従って、スイッチング信号ｇｕｌｖが低電
位Ｌのときは下側ＩＧＢＴ５６ｕのゲート−エミッタ間
電圧は約１５Ｖであり、下側ＩＧＢＴ５６ｕはオンとな
り通電状態になる。なお、図示を省略したが、ダイオー
ド部に流れる電流を制御するための抵抗がマイコン２１
から駆動部２２の間に挿入されている。上記の動作は、
ｖ相、及びｗ相についても同様である。

【００４１】上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗは、それ
ぞれ上側駆動部５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ用の電源（１５
Ｖ程度）として働く。上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗ
の負極は、それぞれ上側ＩＧＢＴ５２ｕ、５２ｖ、５２
ｗのエミッタに接続されている。下側ＩＧＢＴ５６ｕ、
５６ｖ、５６ｗがオンになり通電状態になると、上側電
源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗの各コンデンサが抵抗６０を
経て充電される。上側駆動部５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ
は、それぞれのスイッチング信号ｇｕｈｖ、ｇｖｈｖ、
ｇｗｈｖに応じて下側ＩＧＢＴ５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ
のゲート電圧を制御する。フォトカプラを有する上側駆
動部５４ｕは、上側電源５５ｕからの電力がアンプ部に
供給されている。所定の高電位Ｈの電圧がダイオード部
のアノード端子に与えられ、スイッチング信号ｇｕｈｖ
がダイオード部のカソード端子に与えられている。スイ
ッチング信号ｇｕｈｖが高電位Ｈのときは、ダイオード
部には電流が流れず、下側ＩＧＢＴ５２ｕのゲートに接
続されたアンプ部の出力の電位は上側電源５５ｕの負極
と同一となる。従って、スイッチング信号ｇｕｈｖが高
電位Ｈのときは、上側ＩＧＢＴ５２ｕのゲート−エミッ
タ間電圧は約０Ｖであり、上側ＩＧＢＴ５２ｕはオフと
なり非通電状態になる。一方、スイッチング信号ｇｕｈ
ｖが低電位Ｌのときは、ダイオード部には電流が流れ、
上側ＩＧＢＴ５２ｕのゲートに接続されたアンプ部の出
力の電位は上側電源５５ｕの正極と同一となる。従っ
て、スイッチング信号ｇｕｈｖが低電位Ｌのときは、上
側ＩＧＢＴ５２ｕのゲート−エミッタ間電圧は約１５Ｖ
であり、上側ＩＧＢＴ５２ｕはオンとなり通電状態にな
る。なお、図示を省略したが、ダイオード部に流れる電
流を制御するための抵抗がマイコン２１から駆動部２２
の間に挿入されている。上記の動作は、ｖ相、及びｗ相
についても同様である。

【００４２】次に、図１を参照してマイコン２１の動作
を説明する。マイコン２１は、永久磁石同期モータの位
置センサレス制御装置２０を制御するための様々な処理
を行う。ＡＤＣ３３ｕ、３３ｖは、所定のタイミングで
起動され、アナログ電圧信号であるアナログｕ相電流値
ｉｕａ、アナログｖ相電流値ｉｖａをマイコン２１内の
数値データであるｕ相電流値ｉｕ、ｖ相電流値ｉｖにそ
れぞれ変換する。ポート３２は、マイコン２１内の数値
データであるスイッチング指令ｇｕｈ、ｇｕｌ、ｇｖ
ｈ、ｇｖｌ、ｇｗｈ、ｇｗｌに基づきディジタル電圧信
号であるスイッチング信号ｇｕｈｖ、ｇｕｌｖ、ｇｖｈ
ｖ、ｇｖｌｖ、ｇｗｈｖ、ｇｗｌｖの電位を制御する。
スイッチング指令ｇｕｈが０（非通電）のとき、スイッ
チング信号ｇｕｈｖはＨ（高電位）になる。一方、スイ
ッチング指令ｇｕｈが１（通電）のとき、スイッチング
信号ｇｕｈｖはＬ（低電位）になる。他のスイッチング
信号ｇｕｌｖ、ｇｖｈｖ、ｇｖｌｖ、ｇｗｈｖ、ｇｗｌ
ｖについても同様に、それぞれスイッチング指令ｇｕ
ｌ、ｇｖｈ、ｇｖｌ、ｇｗｈ、ｇｗｌに基づき制御され
る。

【００４３】図１、図４、図９、図１０、図１１を参照
して動作を説明する。図９は、本発明の第１実施例にお
けるマイコンの動作を示すフローチャートである。ステ
ップＳ１００において動作を開始し、ステップＳ２００
に進む。ステップＳ２００において、上側電源５５ｕ、
５５ｖ、５５ｗの充電前の相電流振幅ｉａを検知する。
ステップＳ３００、及びステップＳ５００で、起動部選
択部３４の処理を行う。また、Ｓ６１１、Ｓ６２１、及
びＳ６３１で、それぞれ低速用起動部４１、高速用起動
部４２、起動中止処理部４３の処理を行う。

【００４４】図１０は、相電流振幅ｉａの検知ステップ
Ｓ２００の詳細な処理を示すフローチャートである。ス
テップＳ２０１において、相電流振幅ｉａの検知ステッ
プＳ２００の動作を開始し、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２において、ＡＤＣ３３ｕ、３３ｖを起
動してステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３にお
いて、ｗ相電流値ｉｗを演算する。演算では、ｗ相電流
値ｉｗを、ｕ相電流値ｉｕとｖ相電流値ｉｖとの和に−
１を乗じて求める。ＡＤＣ３３ｕ、３３ｖの変換には所
定の時間を要するときは、ｕ相電流値ｉｕ及びｖ相電流
値ｉｖが生成されるまで演算を待つ。変換終了時に割り
込み動作によりステップＳ２０３の処理をしてもよい。
ステップＳ２０３の終了後、ステップＳ２０４に進む。

【００４５】ステップＳ２０４において、相電流振幅ｉ
ａを演算する。演算では、ｕ相電流値ｉｕ、ｖ相電流値
ｉｖ及びｗ相電流値ｉｗのそれぞれの二乗の値の和に
（２／３）を乗じたものの平方根により相電流振幅ｉａ
を求める。ステップＳ２０４が終了後、ステップＳ２０
５に進み、相電流振幅ｉａの検知ステップＳ２００の処
理を終了する。ステップＳ２００の終了後、図９に示す
ステップＳ３００に進む。ステップＳ３００において、
相電流振幅ｉａを、所定の設定値εｉａと比較をする。
相電流振幅ｉａが設定値εｉａ未満のとき、ステップＳ
４００に進み、相電流振幅ｉａが設定値εｉａ以上のと
き、ステップＳ６３０に進む。

【００４６】ステップＳ４００は充電制御部３１の処理
を示す。ステップＳ４００において、上側電源５５ｕ、
５５ｖ、５５ｗを充電する。図１１は、充電制御のステ
ップＳ４００の処理を示すフローチャートである。ステ
ップＳ４０１において、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５
ｗの充電制御ステップＳ４００の処理を開始し、ステッ
プＳ４１１に進む。ステップＳ４１１において、充電中
止回数ηを０にリセットして、ステップＳ４１２に進
む。ステップＳ４１２において、カウンタ値ｉを０にリ
セットし、ステップＳ４２１に進む。ステップＳ４２１
において、相電流振幅ｉａを検知する。この処理は前記
のステップＳ２００の処理と同様であるので説明を省略
する。ステップＳ４２１の処理の終了後、ステップＳ４
２２に進む。ステップＳ４２２において、相電流振幅ｉ
ａを、あらかじめ設定された閾値ｉａ０と比較する。閾
値ｉａ０は図６の（ｃ）及び図７の（ｃ）に点線で示さ
れた値である。相電流振幅ｉａが閾値ｉａ０以上のと
き、ステップＳ４３１に進み、相電流振幅ｉａが閾値ｉ
ａ０未満のとき、ステップＳ４４１に進む。

【００４７】相電流振幅ｉａが閾値ｉａ０以上のとき、
ステップＳ４３１において、下側ＩＧＢＴ５６ｕ、５６
ｖ、５６ｗの通電を停止し、ステップＳ４３２で充電中
止回数ηを１だけ増やす。相電流振幅ｉａが閾値ｉａ０
未満のとき、ステップＳ４４１において、下側ＩＧＢＴ
５６ｕ、５６ｖ、５６ｗをオンにして通電する。ステッ
プＳ４３１、ステップＳ４３２、ステップＳ４４１及び
それ以後の処理を詳しく説明する。ステップＳ４３１に
おいて、下側のスイッチング指令ｇｕｌ、ｇｖｌ、ｇｗ
ｌを全て０（非通電）にする。ステップＳ４３１の処理
の終了後、ステップＳ４３２に進む。ステップＳ４３２
において、充電中止回数ηを１だけ増加させる。ステッ
プＳ４３２の処理の終了後、ステップＳ４５１に進む。
ステップＳ４４１において、下側のスイッチング指令ｇ
ｕｌ、ｇｖｌ、ｇｗｌを全て１（通電）にする。ステッ
プＳ４４１の処理の終了後、ステップＳ４５１に進む。
ステップＳ４５１において、カウンタ値ｉを１だけ増加
させる。ステップＳ４５１の処理の終了後、ステップＳ
４５２に進む。ステップＳ４５２において、カウンタ値
ｉを、所定の設定値ｉ０と比較する。カウンタ値ｉが設
定値ｉ０以上のとき、ステップＳ４７１に進む。カウン
タ値ｉが設定値ｉ０未満のとき、ステップＳ４６１に進
む。

【００４８】以上の処理により、ステップＳ４１２にお
いてカウンタ値ｉを０にし、ステップＳ４５１において
カウンタ値ｉを１だけ増加させる。ステップＳ４５２に
おいてカウンタ値ｉに基づきステップＳ４６１を経てス
テップＳ４２１に戻る。これにより、ステップＳ４２１
からステップＳ４５１までの処理を設定値ｉ０回だけ繰
り返す。ステップＳ４６１は、所定の設定時間だけ待機
する処理を行う。ステップＳ４６１の処理の終了後、ス
テップＳ４２１に戻る。ステップＳ４７１において、下
側のスイッチング指令ｇｕｌ、ｇｖｌ、ｇｗｌを全て０
（非通電）にして充電を終了する。ステップＳ４７１の
処理の終了後、ステップＳ４８１に進み、上側電源５５
ｕ、５５ｖ、５５ｗの充電制御ステップＳ４００の処理
を終了する。図９に示すステップＳ４００の処理の終了
後、ステップＳ５００に進む。ステップＳ５００におい
て、充電中止回数ηを、所定の設定値η０と比較する。
充電中止回数ηが設定値η０未満のときはステップＳ６
１０に進む。充電中止回数ηが設定値η０以上のときは
ステップＳ６２０に進む。

【００４９】ステップＳ６１０において、起動部指標値
ζを１とし、次に、ステップＳ６１１において、低速用
起動方式（例えば、従来例２）を用いて起動する。この
ように、誘起電圧が小さく、上側電源５５ｕ、５５ｖ、
５５ｗを充電するときの相電流振幅ｉａが小さく、かつ
充電中止回数ηが小さいときは低速用起動方式を用い
る。ステップＳ６２０において、起動部指標値ζを２と
し、次に、ステップＳ６２１において、高速用起動方式
（例えば、従来例１）を用いて起動する。このように、
誘起電圧が大きく、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを
充電するときの相電流振幅ｉａが大きく、かつ充電中止
回数ηが大きいときは高速用起動方式を用いる。ステッ
プＳ６３０において、起動部指標値ζを３とし、次に、
ステップＳ６３１において、起動中止処理（例えば、パ
ネルによる表示）を行う。このように、誘起電圧が非常
に大きく、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電する
前に相電流が流れているとき、起動を中止する。

【００５０】［永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置２０の効果］第１実施例の永久磁石同期モータの
位置センサレス制御装置２０は、以下の３つの効果を有
する。第１の効果は以下の通りである。上側電源５５
ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電するときの相電流を監視し、
相電流振幅ｉａが大きいとき、上側電源５５ｕ、５５
ｖ、５５ｗの充電を中止する。これにより過大な電流が
流れないように制御して、起動時にロータが回転してい
る場合であっても、過大なブレーキがかかるのを防止し
つつ永久磁石同期モータをスムーズに起動させることが
できる永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置を
実現できる。

【００５１】第２の効果は以下の通りである。上側電源
５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電するときの相電流振幅ｉ
ａに基づき起動部を選択する。具体的には、充電を中止
する期間の長さで判定する。これにより、起動時におい
てロータが回転している場合であっても、永久磁石同期
モータをスムーズに起動させることができる永久磁石同
期モータの位置センサレス制御装置を実現できる。

【００５２】第３の効果は以下の通りである。上側電源
５５ｕ、５５ｖ、５５ｗの充電前に相電流を監視し、相
電流が流れているときは、回転速度が非常に大きいと判
定し、起動を中止する。これにより、高速回転時の起動
による危険を回避することができる永久磁石同期モータ
の位置センサレス制御装置を実現できる。

【００５３】≪第２実施例≫本発明の第２実施例の永久
磁石同期モータの位置センサレス制御装置を図１２から
図１４を参照して説明する。第２実施例は、前記の第１
実施例のものと以下の点で異なる。第１実施例では、上
側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗの充電を中止する合計期
間（充電中止回数η）に基づき、起動部を選択した。第
２実施例では、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電
するとき相電流の変化の割合（変化割合ρ）に基づき、
起動部を選択する。

【００５４】［永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置２０２０の構成］図１２は、本発明の第２実施例
における永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置
２０２０の構成を示すブロック図である。図１２を図１
と比較すると、図１２のマイコン２０２１に含まれる充
電制御部２０３１と起動部選択部２０３４が、図１の充
電制御部３１及び起動部選択部３４と異なる。その他の
構成は、第１実施例の図１と同様であるので同じ符号を
付し、重複する説明は省略する。

【００５５】充電制御部２０３１は、ｕ相電流値ｉｕと
ｖ相電流値ｉｖとが入力され、スイッチング指令ｇｕ
ｈ、ｇｕｌ、ｇｖｈ、ｇｖｌ、ｇｗｈ、ｇｗｌと変化割
合ρとを出力する。起動部選択部２０３４は、ｕ相電流
値ｉｕとｖ相電流値ｉｖと変化割合ρとが入力され、起
動部指標値ζを出力する。

【００５６】［永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置２０２０の動作］第１実施例では、上側電源５５
ｕ、５５ｖ、５５ｗの充電を中止する合計期間（充電中
止回数η）に基づき起動手段を選択した。第２実施例で
は、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電するときの
相電流の変化の割合（変化割合ρ）に基づき起動手段を
選択する。ロータ１２が回転しているときには誘起電圧
が発生するため、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充
電するときは相電流が流れる。誘起電圧の大きさに応じ
て、充電中の相電流の変化する割合が変化する。回転数
が大きくなると、誘起電圧も大きくなるため、相電流も
大きくなる。図６の（ｃ）と図７の（ｃ）の波形を比較
すると、図７の（ｃ）では、ロータ１２が高速で回転し
ているため、誘起電圧が大きく、相電流振幅ｉａが増加
するときの傾きが大きくなる。

【００５７】第１実施例で説明したものと同じ理由で、
誘起電圧の大きさに応じて起動方式を切り替える必要が
ある。そこで第２実施例では、相電流振幅ｉａが変化す
る割合（以後、変化割合ρと呼ぶ）に基づいて起動方式
を切り替える。すなわち、変化割合ρが小さいときは低
速用起動方式により起動する。変化割合ρが大きいとき
は高速用起動方式により起動する。

【００５８】以下、第２実施例の永久磁石同期モータの
位置センサレス制御装置２０２０の動作を詳細に説明す
る。図１３は、本発明の第２実施例におけるマイコン２
０２１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ
１００、Ｓ２００及びＳ３００の処理は図９のものと同
じであるので重複する説明は省略する。ステップＳ２４
００の処理は、充電制御部２０３１で行われる。ステッ
プＳ３００及びステップＳ２５００の処理は、起動部選
択部２０３４で行われる。

【００５９】ステップＳ２４００において、上側電源５
５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電する。図１４は、充電制御
のステップＳ２４００の処理を示すフローチャートであ
る。ステップＳ２４０１において、上側電源５５ｕ、５
５ｖ、５５ｗの充電制御ステップＳ２４００の処理を開
始し、ステップＳ４１２に進む。ステップＳ４１２にお
いて、カウンタ値ｉを０にして、ステップＳ２４９１に
進む。相電流振幅ｉａ１を０にして、ステップＳ２４１
に進む。ステップＳ４２１において、図９のステップＳ
２００と同じ処理により、相電流振幅ｉａを検知する。
ステップＳ４２１の処理の終了後、ステップＳ４２９２
に進む。ステップＳ２４９２において、スイッチング指
令ｇｕｌが１（通電）かどうか判定する。スイッチング
指令ｇｕｌが１（通電）のときはステップＳ２４９３に
進む。スイッチング指令ｇｕｌが０（非通電）のときは
ステップＳ２４９４に進む。

【００６０】ステップＳ２４９３において、変化割合ρ
を求める。変化割合ρは、今回の相電流振幅ｉａから前
回の相電流振幅ｉａ１を減算したものにロー・パス・フ
ィルタの係数ｋ１を掛けたものと、１から係数ｋ１を減
算したものに変化割合ρを掛けたものの和で表される。
ロー・パス・フィルタは１次のディジタル・ロー・パス
・フィルタを使用する。係数ｋ１は、０から１の間の値
をとり、小さくなるほどロー・パス・フィルタの作用が
大きくなる。ステップＳ２４９３の処理の終了後、ステ
ップＳ２４９４に進む。ステップＳ２４９４において、
今回の相電流振幅ｉａを前回の相電流振幅ｉａ１に代え
て保存する。ステップＳ２４９４の処理の終了後、ステ
ップＳ４２２に進む。ステップＳ２４９２、Ｓ２４９
３、Ｓ２４９４の処理により、上側電源５５ｕ、５５
ｖ、５５ｗを充電するときのみ、ステップＳ２４９３に
おいて変化割合ρを生成する。なお、前回の相電流振幅
ｉａ１は、ステップＳ２４９１において０に初期化さ
れ、ステップＳ２４９４において更新される。

【００６１】ステップＳ４２２、ステップＳ４３１、ス
テップＳ４４１、ステップＳ４５１、ステップＳ４５
２、ステップＳ４６１及びステップＳ４７１の処理は、
前記の第１実施例における処理と同様であるので重複す
る説明は省略する。ただし、図１１に含まれているステ
ップＳ４３２は設けられていないため、ステップＳ４３
１の処理の終了後、ステップＳ４５１に進む。ステップ
Ｓ４７１の処理の終了後、ステップＳ２４８１に進む。
ステップＳ２４８１において、上側電源５５ｕ、５５
ｖ、５５ｗの充電制御ステップＳ２４００の処理を終了
する。図１３において、ステップＳ２４００の処理の終
了後、ステップＳ２５００に進む。

【００６２】ステップＳ２５００において、変化割合ρ
を、所定の設定値ρ０と比較する。変化割合ρが設定値
ρ０未満のときはステップＳ６１０に進む。変化割合ρ
が設定値ρ０以上のとき、ステップＳ６２０に進む。ス
テップＳ６１０において、起動部指標値ζを１とし、次
に、ステップＳ６１１に進み、低速用起動方式（例え
ば、従来例２）を用いて起動する。誘起電圧が小さく、
上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電するときの相電
流振幅ｉａが小さく、かつ変化割合ρが小さいときは低
速用起動方式を用いる。ステップＳ６２０において、起
動部指標値ζを２とし、次に、ステップＳ６２１に進
み、高速用起動方式（例えば、従来例１）を用いて起動
する。誘起電圧が大きく、上側電源５５ｕ、５５ｖ、５
５ｗを充電するときの相電流振幅ｉａが大きく、かつ変
化割合ρが大きいとき高速用起動方式を用いる。

【００６３】ステップＳ６３０において、起動部指標値
ζを３とし、次に、ステップＳ６３１において、起動中
止処理（例えば、起動中止をパネルに表示する）を行
う。このように、誘起電圧が非常に大きく、上側電源５
５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電する前に相電流が流れてい
るときは起動を中止する。

【００６４】［永久磁石同期モータの位置センサレス制
御装置２０２０の効果］第２実施例の永久磁石同期モー
タの位置センサレス制御装置２０２０は、以下の３つの
効果を有する。第１の効果は以下の通りである。上側電
源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電するときの相電流を監
視し、相電流振幅ｉａが大きいときは上側電源５５ｕ、
５５ｖ、５５ｗの充電を中止することにより、過大な電
流が流れないように制御する。これにより、起動時にロ
ータが回転している場合であっても、過大なブレーキが
かかるのを防止しつつ永久磁石同期モータをスムーズに
起動させることができる永久磁石同期モータの位置セン
サレス制御装置を実現できる。

【００６５】第２の効果は以下の通りである。上側電源
５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電するときの相電流振幅ｉ
ａに基づき起動部３５を選択する。具体的には、相電流
振幅ｉａの変化割合ρで判定する。これにより、起動時
にロータが回転している場合であっても、永久磁石同期
モータをスムーズに起動させることができる永久磁石同
期モータの位置センサレス制御装置を実現できる。

【００６６】第３の効果は以下の通りである。上側電源
５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電する前に相電流を監視
し、相電流が流れているときは、回転速度が非常に大き
いと判定し起動を中止する。これにより、高速回転時の
起動による危険を回避することができる永久磁石同期モ
ータの位置センサレス制御装置を実現できる。第１実施
例及び第２実施例において、低速用起動方式として従来
例２のものを用いているが、これに限定されるものでは
ない。例えば、初期位置を検知し、特願平11-327976号
公報に示されたもので駆動してもよい。また、高速用起
動方式を従来例１としたが、本発明はこれに限定されな
い。例えば、特願2000-017639に示されたものでもよ
い。本発明において上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを
充電するときの電流の大きさに基づいて選択する起動方
式は、特定の起動方式に限定されるものではなく、他の
種々の起動方式を適用することができる。上側電源５５
ｕ、５５ｖ、５５ｗとして、ブート・ストラップ型チャ
ージ・ポンプを用いているが、これらをＤＣ／ＤＣコン
バータによる３つの独立した電源で構成してもよい。こ
の場合には、充電は不要だが、ステータ巻線を短絡した
ときの電流の大きさに基づき起動方式を選択することに
より、ロータ１２が回転中であってもスムーズな起動を
実現する。

【００６７】上側電源の充電前に相電流を１度だけ検知
したが、複数回検知してもよい。電流センサ２３ｕ、２
３ｖがオフセットを持つ場合、起動前に電流センサ２３
ｕ、２３ｖのオフセットを検知する必要がある。オフセ
ットの検出は、電流センサ２３ｕ、２３ｖの検出出力
（アナログｕ相電流値ｉｕ、及びアナログｖ相電流値ｉ
ｖ）を複数回入力し、これらの平均を取ることにより、
高精度で電流センサのオフセットを検知できる。この検
出値に基づき、充電前に相電流が流れているかどうかを
判定してもよい。検知されたオフセットが非常に大きい
ときは、充電前に相電流が流れているため、高速回転し
ていると判定する。高速回転からの起動の危険を防止す
るために起動を中止する。また、充電前に相電流が流れ
ているときは電流センサの正しいオフセット補正ができ
ないため、起動を中止する。

【００６８】図１１及び図１４のステップＳ４６１にお
いて、待機の処理をしたが、割り込みにより次のステッ
プＳ４２１に移行してもよい。また、さらにソフトウェ
アによる制御効率を上げるために、割り込み処理を適宜
変更してもよい。例えば、一定の間隔での割り込み処理
においてＡＤＣ３３ｕ、３３ｖを起動し、ＡＤＣ３３
ｕ、３３ｖの終了割り込み処理で一連の処理を実行して
もよい。第１及び第２実施例において、マイコン２１、
２０２１のＡＤＣ３３ｕ、３３ｖを用いて、ディジタル
のｕ相電流値ｉｕ、ｖ相電流値ｉｖを検知し、相電流の
大きさに応じて、充電の実行及び中止をしたが、アナロ
グの相電流の大きさを検知してもよい。例えば、絶対値
回路により、それぞれアナログｕ相電流値ｉｕａ、及び
アナログｖ相電流値ｉｖａの絶対値を生成し、コンパレ
ータを用いて閾値と比較してもよい。このときは、適宜
ヒステリシスを設けるとよい。

【００６９】第１及び第２実施例において、相電流振幅
ｉａを検知し、その都度、充電の実行及び中止を行った
が、変化割合ρを用いて相電流振幅ｉａが閾値ｉａ０を
超える時刻を予測し充電を中止してもよい。また、上側
電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを充電するときの相電流に
より、ロータ１２の角度θを推定し、起動に利用するこ
とにより、起動時ショックを小さくすることができる。
さらに、回転数ωを推定し、起動に利用することによ
り、起動時のショックを小さくすることができる。回転
数ωは、推定した角度θの微分、あるいは、充電時の電
流の大きさが回転数ωに比例することから求めてもよ
い。

【００７０】第１及び第２実施例において、全ての相の
上側電源５５ｕ、５５ｖ、５５ｗを同時に充電している
が、これらを選択的に充電してもよい。上述の方法で角
度θ、速度ωを推定後、最小の誘起電圧である相のみの
充電を行えば、相電流が流れることはなくブレーキトル
クの発生を防止できる。主電源５１は、商用３相電源を
３相ブリッジで整流し、コンデンサで平滑したが、これ
に限定されない。商用単相電源を同様に用いてもよい。
また、電池、あるいはＰＦＣを用いてもよい。さらに、
主電源５１が回生機能を持ってもよい。

【００７１】スイッチング素子としてＩＧＢＴを使用し
たが、これに限定されるものではなく、ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ、あるいはバイポーラ・トランジスタを用いてもよ
い。また、フライ・ホイール・ダイオードは、ＩＧＢＴ
の寄生ダイオードを利用してもよい。第１及び第２実施
例において、図２のようなロータ形状を持つＩＰＭＳＭ
を制御する例を示したが、本発明はこれに限定されな
い。ロータの外周が円筒形のＩＰＭＳＭを制御してもよ
い。また、永久磁石をロータの表面に配置した表面磁石
型同期モータ（Surface Permanent Magnet Synchronous
Motor)や、永久磁石をロータの表面に埋め込んだイン
セット型永久磁石同期モータを制御してもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上の各実施例で詳細に説明したよう
に、本発明によれば、上側スイッチング素子の駆動回路
の電源である上側電源の充電時の相電流を監視する。そ
して、相電流の大きさが大きいときは上側電源の充電を
中止することにより、過大な電流が流れないように制御
する。これにより、起動時においてロータが回転してい
る場合であっても、過大なブレーキを防止しつつ永久磁
石同期モータをスムーズに起動する永久磁石同期モータ
の位置センサレス制御装置を実現できる。また、上側ス
イッチング素子の駆動回路の電源である上側電源の充電
時の相電流の大きさに基づき起動部を選択する。これに
より、起動時においてロータが回転している場合であっ
ても、永久磁石同期モータをスムーズに起動する永久磁
石同期モータの位置センサレス制御装置を実現できる。
なお、上側電源を充電するときの相電流の大きさは、充
電を中止する期間の長さで判定する。あるいは、上側電
源を充電するときの相電流の大きさは、充電中の相電流
が変化する割合で判定する。また、上側電源を充電する
前に相電流を監視し、相電流が流れているときは、回転
速度が非常に大きいと判定し、起動を中止することによ
り、高速回転時の起動による危険を回避する永久磁石同
期モータの位置センサレス制御装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における永久磁石同期モー
タの位置センサレス制御装置のブロック図

【図２】本発明の第１実施例におけるＩＰＭＳＭのロー
タの断面図

【図３】本発明の第１実施例における座標系の説明図

【図４】本発明の第１実施例における駆動部の回路図

【図５】（ａ）は本発明の第１実施例におけるロータが
停止したときのスイッチング信号のレベルを示す図、
（ｂ）は同充電電圧の図、（ｃ）は同相電流振幅を示す
図

【図６】（ａ）は本発明の第１実施例におけるロータが
回転するときのスイッチング信号のレベルを示す図、
（ｂ）は同充電電圧の図、（ｃ）は同相電流振幅を示す
図

【図７】（ａ）は本発明の第１実施例におけるロータが
比較的高速で回転しているときのスイッチング信号のレ
ベルを示す図、（ｂ）は同充電電圧の図、（ｃ）は同相
電流振幅を示す図

【図８】本発明の第１実施例における誘起電圧の大きさ
と充電中止期間との関係を示す図

【図９】本発明の第１実施例におけるマイコンの動作を
示すフローチャート

【図１０】本発明の第１実施例における相電流振幅検知
の処理の各ステップを示すフローチャート

【図１１】本発明の第１実施例における充電制御の処理
の各ステップを示すフローチャート

【図１２】本発明の第２実施例における永久磁石同期モ
ータの位置センサレス制御装置のブロック図

【図１３】本発明の第２実施例におけるマイコンの動作
を示すフローチャート

【図１４】本発明の第２実施例における充電制御の処理
の各ステップを示すフローチャート

【符号の説明】

１０ ＩＰＭＳＭ １１ｕ、１１ｖ、１１ｗ ステータ巻線 １２ ロータ １５ 永久磁石 ２０、２０２０ 永久磁石同期モータの位置センサレス
制御装置 ２２ 駆動部 ２３ｕ、２３ｖ 電流センサ ３１ 充電制御部 ３４ 起動部選択部 ３５ 起動部 ４１ 低速用起動部 ４２ 高速用起動部 ４３ 起動中止処理部 ５１ 主電源 ５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ 上側ＩＧＢＴ ５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ 上側駆動部 ５５ｕ、５５ｖ、５５ｗ 上側電源 ５６ｕ、５６ｖ、５６ｗ 下側ＩＧＢＴ ５８ｕ、５８ｖ、５８ｗ 下側駆動部 ５９ 下側電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田澤 徹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大山 一朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 丸山 幸紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H560 AA01 BB04 BB17 DA14 DA18 DB20 DC12 EB01 GG04 JJ02 SS01 TT11 TT15 UA06 XA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数相のステータ巻線が配置されたステ
   ータと永久磁石が配置されたロータとを有する永久磁石
   同期モータの制御装置であって、 前記ステータ巻線に流れる相電流を検知する電流セン
   サ、 前記相電流の大きさが所定値より小さいときは前期ステ
   ータ巻線を短絡させ、前記相電流の大きさが前記所定値
   以上のときは前期ステータ巻線を短絡させないように制
   御する短絡制御部、 前記永久磁石同期モータを起動するための複数の起動
   部、及び前記相電流に応じて前記複数の起動部の１つを
   選択する起動部選択部を有する永久磁石同期モータの位
   置センサレス制御装置。
2. 【請求項２】 前記起動部選択部は、低速用起動部と高
   速用起動部の内のいずれか一方を選択することを特徴と
   する請求項１に記載の永久磁石同期モータの位置センサ
   レス制御装置。
3. 【請求項３】 前記起動部選択部は、前記短絡制御部が
   前記ステータ巻線を短絡させない期間が所定値より短い
   ときは前記低速用起動部を選択し、前記短絡制御部が前
   記ステータ巻線を短絡させない期間が所定値以上に長い
   ときは前記高速用起動部を選択することを特徴とする請
   求項２に記載の永久磁石同期モータの位置センサレス制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記起動部選択部は、前記短絡制御部が
   前記ステータ巻線を短絡中の前記相電流の変化の割合が
   所定値より小さいときは前記低速用起動部を選択し、前
   記短絡制御部が前記ステータ巻線を短絡中の前記相電流
   の変化の割合が所定値以上のときは前記高速用起動部を
   選択することを特徴とする請求項２に記載の永久磁石同
   期モータの位置センサレス制御装置。
5. 【請求項５】 前記起動部選択部は、前記短絡制御部が
   前記ステータ巻線を短絡する前の前記相電流が実質的に
   零でないときは起動を中止することを特徴とする請求項
   １に記載の永久磁石同期モータの位置センサレス制御装
   置。
6. 【請求項６】 それぞれの一方の端末が中性点に接続さ
   れた複数相のステータ巻線が配置されたステータと永久
   磁石が配置されたロータとを有する永久磁石同期モータ
   の制御装置であって、 主電源の正極と、前記ステータ巻線のそれぞれの他方の
   端部との間にそれぞれ接続された上側スイッチング素
   子、 前記主電源の負極と、前記ステータ巻線のそれぞれの他
   方の端部との間にそれぞれ接続された下側スイッチング
   素子、 前記上側スイッチング素子を駆動する駆動回路にそれぞ
   れ電力を供給する独立した上側電源、及び前記下側スイ
   ッチング素子を駆動する駆動回路にそれぞれ電力を供給
   する下側電源を有し、 前記上側電源は、ダイオードとコンデンサとを有し、前
   記下側スイッチング素子が通電することにより前記下側
   電源により前記ダイオードを通じ前記コンデンサが充電
   されるようになされた永久磁石同期モータの制御装置に
   おいて、 前記ステータ巻線に流れる相電流を検知する電流セン
   サ、 前記相電流の大きさが所定値より小さいときは前記上側
   電源を充電し、前記相電流の大きさが前記所定値以上の
   ときは前期上側電源が充電されないように前記下側スイ
   ッチング素子の通電を制御する充電制御手段、 永久磁石同期モータを起動する複数の起動部、及び前記
   相電流に基づき前記複数の起動部から１つを選択する起
   動部選択部を有する永久磁石同期モータの位置センサレ
   ス制御装置。
7. 【請求項７】 前記起動部選択部は、低速用起動部と高
   速用起動部のいずれか一方を選択することを特徴とする
   請求項６に記載の永久磁石同期モータの位置センサレス
   制御装置。
8. 【請求項８】 前記起動部選択部は、前記充電制御部が
   前記上側電源の充電を中止する期間が所定期間より短い
   ときは前記低速用起動部を選択し、前記充電制御部が前
   記上側電源の充電を中止する期間が前記所定期間以上の
   ときは前記高速用起動部を選択することを特徴とする請
   求項７に記載の永久磁石同期モータの位置センサレス制
   御装置。
9. 【請求項９】 前記起動部選択部は、前記充電制御部が
   前記上側電源を充電しているときの前記相電流の変化の
   割合が所定値より小さいときは前記低速用起動部を選択
   し、前記充電制御部が前記上側電源を充電しているとき
   の前記相電流の変化の割合が前記所定値以上のときは前
   記高速用起動部を選択することを特徴とする請求項７に
   記載の永久磁石同期モータの位置センサレス制御装置。
10. 【請求項１０】 前記起動部選択部は、前記充電制御部
    が前記上側電源を充電する前の前記相電流が実質的に零
    でないときは起動を中止することを特徴とする請求項６
    に記載の永久磁石同期モータの位置センサレス制御装
    置。