JP2003102193A

JP2003102193A - ブラシレスモータ運転装置

Info

Publication number: JP2003102193A
Application number: JP2001288673A
Authority: JP
Inventors: Naomi Goto; 尚美後藤; Nobuyuki Nishii; 伸之西井; Yasufumi Kurahashi; 康文倉橋; 誠 ▲よし▼田; Makoto Yoshida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】車両空調用電動コンプレッサを駆動するブラ
シレスモータの運転装置において、簡素な構成で軽量化
・コスト低減を図り、再起動性・省電力と低騒音の課題
を両立させたものである。【解決手段】誘起電圧にフィルタを介して位置検出す
る第１制御と、誘起電圧を直接検出する第２制御の双方
を可能とし、相互間の移行も可能とすることによって、
必要に応じて適宜第１制御と第２制御を使い分け、長所
を生かすことが可能としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両空調用に使用
される電動コンプレッサを駆動するブラシレスモータの
運転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレスモータの運転は、電機子巻線
にパルス列状に誘起される電圧信号に基づいて転流信号
を生成する方法が用いられている。転流信号を生成する
方法として、パルス列状の誘起電圧を波形処理する複数
のフィルタ回路と、複数のフィルタ回路からの出力とそ
の合成波を比較する比較回路と、比較回路出力に基づい
て転流信号を生成し、半導体スイッチング素子群の導
通、遮断を決定する方法（以下この方法を第１制御とす
る）がある。

【０００３】一方、別の方法として、上記フィルタ回
路、比較回路は備えず、パルス列状の誘起電圧の電圧を
検出する電圧検出回路を備え、電圧検出回路出力に基づ
いて転流信号を生成し、半導体スイッチング素子群の導
通、遮断を決定する方法（以下この方法を第２制御とす
る）がある。

【０００４】以下、第１制御の作動について説明する。
図９は、第１制御におけるブラシレスモータの運転装置
の構成図で、１は直流電源、２は半導体スイッチング素
子群で、Ｕ〜Ｚの６個のＩＧＢＴとそれぞれに並列接続
された６個のダイオードからなる。３はブラシレスモー
タで、３相結線された電機子巻線４と磁石回転子５から
なる。６は電機子巻線４に誘起されたパルス列状の電圧
信号を波形処理するフィルタ回路、７はフィルタ回路６
の出力信号の比較を行う比較回路、８は比較回路７の出
力信号に基づいて転流信号を生成し、半導体スイッチン
グ素子群２の導通、遮断を決定する制御回路である。フ
ィルタ回路６の例を図８に示す。

【０００５】以上の構成における動作を図１０、図１１
を用いて説明する。図１０は電機子巻線４に誘起される
パルス列状の電圧信号とフィルタ回路６の出力信号、比
較回路７の出力信号の関係をＵ相１相分について表した
ものである。同図において、Ｕ相の誘起電圧Ｖ_Uをフィ
ルタ回路６Ｕにて波形処理した出力信号６０Ｕのように
なる。またＶ相、Ｗ相の誘起電圧Ｖ_V、Ｖ_Wはそれぞれフ
ィルタ回路６Ｖ、６Ｗにて波形処理され６０Ｖ、６０Ｗ
となり、これらを合成した波形が７１Ｕとなる。

【０００６】比較回路７により６０Ｕと７１Ｕを比較
し、比較回路出力７０Ｕを得る。この出力信号は磁石回
転子５の位置検出信号となる。以上の波形処理がＶ相、
Ｗ相についても行われ、それぞれ位置検出信号７０Ｖ、
７０Ｗを得る。これらの位置検出信号７０Ｕ、７０Ｖ、
７０Ｗは図１１に示すようにそれぞれ１２０度ずつ位相
の異なる信号となる。これらの位置検出信号が制御回路
８で論理演算され、転流信号８Ｕ〜８Ｚが生成される。
これらの転流信号により半導体スイッチング素子群２の
ＩＧＢＴがスイッチングされ、ブラシレスモータ３に連
続的に回転トルクを発生させることとなる。

【０００７】以下、第２制御の作動について説明する。
図１２は、第２制御におけるブラシレスモータの運転装
置の構成図で、第１制御の図９に比較し、フィルタ回路
６、比較回路７は設けられず、誘起電圧Ｖ_U、Ｖ_V、Ｖ_W
を分圧して制御回路８へ入力するための分圧抵抗９が設
けられている。

【０００８】図１３の（ａ）は電機子巻線４に誘起され
るパルス列状の電圧信号を示したもので、（ｂ）はそれ
を拡大したものを示している。パルスのスタート点から
時間Ｔ_S．にて、誘起電圧Ｖ_U、Ｖ_V、Ｖ_Wが分圧抵抗９を
介して制御回路８へ読み込まれる。Ｔ_Pはパルス幅を、
Ｔ_Cはキャリア周期を示す。制御回路８は、この読み込
みデータに基づいて、誘起電圧の上昇（図１３（ａ）の
区間Ａ）、下降（図１３（ａ）の区間Ｃ）の状況を判断
し、磁石回転子５の位置を推定する。そして、磁石回転
子５が最大トルクを得るように転流信号８Ｕ〜８Ｚが生
成される。

【０００９】上記第２制御においては、パルス列状の誘
起電圧を直接読み取るため磁石回転子５の位置推定が速
く起動を行い易い。また、フィルタ回路を用いないの
で、フィルタ回路の定数ばらつき・温度による位相特性
変化等の影響を受けることが無く、位置推定を正確に行
え効率的運転が行える。もって、省電力が図れる。第１
制御においては、パルス列状の誘起電圧はフィルタ回路
にて波形処理されるため、起動時のパルス列状の誘起電
圧が小さい場合において、位置推定が不正確となり、負
荷の大きい場合などに起動が困難となる。

【００１０】一方、第２制御においては、パルス列状の
誘起電圧を直接読み取るため、その読み取り時間の制約
等により、キャリア周期Ｔ_Cを小さくする（キャリア周
波数を高くする）のには制限がある。そのため、キャリ
ア騒音を低減し難い（モータケースとの共振・聴感など
にとり、キャリア周波数を高くすることにより騒音は低
減される）。図１３の（ｂ）において、キャリア周波数
を高くすると、キャリア周期Ｔ_Cは小さくなり、パルス
幅Ｔ_Pも小さくなる。

【００１１】一方、読み込み時間Ｔ_Sは、制御回路８等
の性能・特性で決まっている。そのため、キャリア周期
Ｔ_Cは、パルス幅Ｔ_Pが読み込み時間Ｔ_Sより長くなるよ
うにしなければならない。読み込み時間Ｔ_Sは、２０μ
Ｓ程度であるので、キャリア周期Ｔ_Cは、充分に大きい
１０００μＳ（キャリア周波数１ｋＨｚ）程度となる。
キャリア周波数を高くする方法として、ピークホールド
回路を追加して読み込み時間Ｔ_Sを確保する方法、制御
回路８等に高速演算処理回路を採用して読み込み時間Ｔ
_Sを短くする方法があるが、回路が複雑となり、またコ
スト高となる。

【００１２】第１制御には、このような制約は無いの
で、キャリア周期Ｔ_Cを小さくする（キャリア周波数を
高くする）ことが可能で、キャリア騒音を低減できる。
キャリア周波数は高い程良いが、半導体スイッチング素
子群２等の性能から制約され１０ｋＨｚ（キャリア周期
Ｔ_Cは１００μＳ）程度となる。

【００１３】次に、ブラシレスモータの運転装置により
駆動される電動コンプレッサを搭載した車両空調用シス
テムについて説明する。図１４において、１０は室内送
風ファン、１１は空気導入口、１２は送風ダクト、１３
は室内熱交換器、１４は空気吹き出し口、１５は絞り装
置、１６は室外熱交換器、１７は室外送風ファン、１８
は冷媒の流れを切替えて冷房と暖房を選択するための四
方切替弁、１９はブラシレスモータで駆動される冷媒圧
縮部を備えた電動コンプレッサ、２０はブラシレスモー
タの運転装置、２１は室内送風ファン１０、ブラシレス
モータの運転装置２０、四方切替弁１８、室外送風ファ
ン１７などを制御するエアコンコントローラ、２２は室
内送風のＯＮ／ＯＦＦ、強弱を設定する室内送風ファン
スイッチ、２３は冷房・暖房・ＯＦＦを選択するエアコ
ンスイッチ、２４は温度調節スイッチ、２５は車両コン
トローラとの通信を行うための通信装置をそれぞれ示し
ている。

【００１４】例えば、。室内送風ファンスイッチ２２で
送風ＯＮ・弱とされ、エアコンスイッチ２３により冷房
が指示されると、エアコンコントローラ２１は、四方切
替弁１８を図の実線に設定し、室内熱交換器１３を蒸発
器、室外熱交換器１６を凝縮器として作用させ、室外送
風ファン１７をＯＮし、室内送風ファン１０を弱に設定
する。また、温度調節スイッチ２４に従い、室内熱交換
器１３の温度を、ブラシレスモータの運転装置２０を用
いて電動コンプレッサ１９の回転数を可変することによ
り調節する。

【００１５】エアコンスイッチ２３により冷暖房ＯＦＦ
とされると、電動コンプレッサ１９・室外送風ファン１
７はＯＦＦとなる。また、室内送風ファンスイッチ２２
がＯＦＦとされると、室内送風ファン１０はＯＦＦとさ
れ、電動コンプレッサ１９・室外送風ファン１７も冷凍
サイクル保護のためＯＦＦとされる。一方、車両コント
ローラから、電力節減、バッテリ保護等の理由により冷
暖房ＯＦＦの指令が、通信装置２５経由で受信される
と、エアコンコントローラ２１はエアコンスイッチ２３
による冷暖房ＯＦＦと同様の処置をする。

【００１６】エンジンによりコンプレッサを駆動する車
両用空調システムを、図１５に示す。例として、。室内
送風ファンスイッチ２２で送風ＯＮ・弱とされ、エアコ
ンスイッチ２３により冷房が指示されると、エアコンコ
ントローラ２１は、リレー２６をＯＮさせコンプレッサ
２７のクラッチをＯＮする。もって、エンジン２８によ
りコンプレッサ２７が駆動され、室内熱交換器１３は蒸
発器として作用し導入空気を冷却する。また、室外送風
ファン１７をＯＮし、室内送風ファン１０を弱に設定す
る。さらに、温度調節スイッチ２４に従い、ミックスダ
ンパ２９の位置を調節して、室内熱交換器１３にて冷却
された導入空気を、エンジン２８の冷却水（温水）の流
れるヒータコア３０にて再加熱される量を調整し、空気
吹き出し口１４からの吹き出し空気温度を設定する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】電動コンプレッサを搭
載した車両空調用システムにおいては、電動コンプレッ
サは車室に近く、また、車両はスペースが限られるので
防音箱は使用しないか、もしくは小さくする必要があ
り、低騒音であることが重要になる。そのため、キャリ
ア周波数は高い方が良い。特に、電気自動車はエンジン
が無いため静粛性が高く（ハイブリッド電気自動車では
エンジンを起動せずモータで走行している場合）重要に
なる。電気自動車、ハイブリッド電気自動車ともに、停
車中にバッテリー電源により電動コンプレッサを駆動す
ることが可能で、この時は走行騒音も無いので、電動コ
ンプレッサの騒音が目立つこととなる。また、電気自動
車、ハイブリッド電気自動車では走行エネルギー源が電
気（バッテリー）であるので、車両性能を確保するため
に、空調での電力は小さく（省電力）する必要がある。

【００１８】更に、電動コンプレッサは起動性の良いこ
とが望まれる。電動コンプレッサを起動させ、一旦停止
させると吐出側は高圧、吸入側は低圧となっている。吸
入側と吐出側の圧力差が大きいままの状態（負荷が大き
い）で再度起動（以降、再起動とする）させるためは、
電動コンプレッサのモータトルクが、吸入側と吐出側の
圧力差を上回るだけ大きいことが必要となる。図１５
の、エンジン２８によりコンプレッサ２７が駆動される
場合は、エンジン２８のトルクは強大なため問題ない
が、電動コンプレッサにおいては運転装置の性能が課題
となる。また、吸入側と吐出側を結ぶバイパス配管と電
磁弁を設けて均圧する方法が考えられるが、配管が複雑
・重量増・コスト増になる。

【００１９】車両空調用システムにおいては、冷暖房
（電動コンプレッサ）をＯＮ／ＯＦＦする頻度が高い。
例として、図１４において、排気ガスが空気導入口１１
から入り、空気吹き出し口１４から車内に吹き出された
ような場合、乗員は咄嗟に室内送風ファンスイッチ２２
をＯＦＦする。この時、電動コンプレッサ１９も冷凍サ
イクル保護のためＯＦＦとなる。車両は、一般的に外気
を導入し冷却・加熱し車両後部で排出している、また四
方の窓ガラスを通しての熱輻射があるため熱負荷が大き
い。そのため、、冷暖房を止めた時の室温変化が速く
（冷暖房を始める前の温度に戻るのが速く）快適性が損
なわれる。よって、乗員は短時間のうちに（吸入側と吐
出側の圧力差が大きいままの状態で）、再度室内送風フ
ァンスイッチ２２をＯＮさせることとなる。また、日射
がさしてきた時に冷房ＯＮとし日射が無くなるとＯＦＦ
としたり、車両コントローラからの指令で一時的に冷暖
房をＯＦＦにする場合などがある。

【００２０】このような電動コンプレッサを搭載した車
両空調用システムの要望に対して、前述の如く第１制御
は、キャリア騒音を低減できる反面、負荷が大きい場合
（吸入側と吐出側の圧力差が大きい）の再起動に難があ
る。第２制御は、負荷が大きい場合の再起動が可能で、
省電力が可能な反面、キャリア騒音低減に難がある。

【００２１】第２制御のキャリア周波数を高くする方法
として、ピークホールド回路の追加、高速演算処理回路
の採用があるが回路が複雑となり、またコスト高とな
る。再起動の問題解決に関しては、吸入側と吐出側を結
ぶバイパス配管と電磁弁を設けて均圧する方法が考えら
れるが、配管が複雑・重量増・コスト増になる。

【００２２】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、再起動性、省電力と低騒音を両立させ、簡
素な構成で軽量化・コスト低減を図る事の出来る車両空
調用電動コンプレッサを駆動するブラシレスモータの運
転装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、車両空調用電動コンプレッサを駆動するブ
ラシレスモータの運転装置において、第１制御と第２制
御の双方を可能とし、相互間の移行も可能とするもので
ある。上記構成によって、必要に応じて適宜第１制御と
第２制御を使い分け、長所を生かすことが可能となり、
再起動性・省電力と低騒音を両立させ、簡素な構成で軽
量化・コスト低減を図る事の出来る車両空調用電動コン
プレッサを駆動するブラシレスモータの運転装置が得ら
れる。

【００２４】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、第１制
御と第２制御の双方を可能とし、相互間の移行も可能と
するものである。そしてこの構成によれば、状況に応じ
て適宜第１制御と第２制御を使い分け、それぞれの長所
（再起動性・省電力と低騒音）を生かすことが可能とな
り、簡素な構成で軽量化、コスト低減を図ることができ
る。

【００２５】請求項２に記載の発明は、請求項１の内容
において、第１制御での運転中、電圧検出回路出力を取
得可能な場合、制御回路は、第２制御による半導体スイ
ッチング素子群の導通・遮断のタイミングを求め、第１
制御による半導体スイッチング素子群の導通・遮断のタ
イミングとの差を補正値として、第１制御にて決定され
る半導体スイッチング素子群の導通・遮断のタイミング
に前記補正値を加えるものである。そしてこの構成によ
れば、第１制御において第２制御の長所をも生かすこと
が可能となり、省電力と低騒音を両立させ、簡素な構成
で軽量化、コスト低減を図ることができる。

【００２６】請求項３に記載の発明は、請求項１の内容
において、第１制御での運転前もしくは途中において、
電圧検出回路出力が取得不可の場合、キャリア周波数を
一時的に低減して、電圧検出回路出力を取得可能とし、
第２制御による半導体スイッチング素子群の導通・遮断
のタイミングを求め、第１制御による半導体スイッチン
グ素子群の導通・遮断のタイミングとの差を補正値とし
て、第１制御にて決定される半導体スイッチング素子群
の導通・遮断のタイミングに前記補正値を加えるもので
ある。そしてこの構成によれば、電圧検出回路出力が取
得不可の場合においても、第１制御において第２制御の
長所をも生かすことが可能となり、省電力と低騒音を両
立させ、簡素な構成で軽量化・コスト低減を図ることが
できる。

【００２７】請求項４に記載の発明は、請求項１の内容
において、第１制御と第２制御相互間の移行時、半導体
スイッチング素子群の導通・遮断のタイミングを一致さ
せて移行するもので、移行時のトルク変動、電流変動な
どを防止し、スムースに移行することができる。また、
第２制御から第１制御への移行においては、第１制御に
おいて第２制御の長所をも生かすことが可能となり、省
電力と低騒音を両立させ、簡素な構成で軽量化、コスト
低減を図ることができる。

【００２８】請求項５に記載の発明は、請求項１の内容
において、起動時においては第２制御を行い、定常時に
おいては第１制御を行うもので、確実な起動を行え、定
常時には静粛性を確保することができ、車両用として好
適な電動コンプレッサ駆動用ブラシレスモータ運転装置
を得ることができる。

【００２９】以下本発明の実施形態について図面を参照
して説明する。

【００３０】（実施形態１）図１は、本発明の一実施形
態であるブラシレスモータ運転装置の構成図を示す。図
９に示される従来の第１制御に係るブラシレスモータ運
転装置の構成図との相違点は、誘起電圧Ｖ_U、Ｖ_V、Ｖ_W
を分圧する分圧抵抗９が追加されている点である。直流
電源１のアース、分圧抵抗９のアース及び制御回路８の
アースは共通にしている。制御回路８の中で、論理演算
を行うのはマイコンであり、このマイコンのアースも共
通にになるので、分圧抵抗９による分圧電圧は、直接こ
のマイコンのＡ／Ｄポートに入力される。このＡ／Ｄポ
ートは３個あれば良い。通常、マイコンのＡ／Ｄポート
は数多くあるので特段の準備は要しない。

【００３１】分圧電圧は、Ａ／Ｄポートよりアナログ値
がデジタルに変換されて、マイコン内で論理演算され
る。これにより、第２制御に基づいて磁石回転子５の位
置が推定され、転流信号が生成される。従って、分圧抵
抗９を追加するのみの簡単な構成で第１制御に加え、第
２制御も実現できる。第１制御に関しては、フィルタ回
路６、比較回路７が用いられ、従来例と同様となる。

【００３２】尚、第２制御に関して、図１３に電圧波形
図を示す。読み込みタイミング等従来例と同様である。
誘起電圧の上昇［図１３（ａ）の区間Ａ］、下降［図１
３（ａ）の区間Ｃ］の状況を判断し、磁石回転子５の位
置を推定する。しかしながら、起動性を上げるために、
ブラシレスモータ３の回転数、負荷に対して過大な電圧
（キャリア周期Ｔ_Cに対しパルス幅Ｔ_Pの比率が大・デュ
ーティが大）を印加した場合、図１３（ａ）の区間Ａで
誘起電圧が下降、図１３（ａ）の区間Ｃで上昇となる場
合がある。この場合、電流消費が大きく、トルクは小さ
い。従って、この状況を判断出来るようにしておき、電
圧を下げる（キャリア周期Ｔ_Cに対しパルス幅Ｔ_Pの比率
を小・デューティが小）ようにすれば良い。

【００３３】図２に、ハイブリッド電気自動車におけ
る、ブラシレスモータを用いた電動コンプレッサ運転方
法のフローチャート例を示す。ステップ１００で、省電
力モードが指定されているか判断する。省電力モード
は、図１４の電動コンプレッサを用いた車両用空調装置
において、エアコンコントローラ２１へ省電力スイッチ
（図示せず）などから指示され、ブラシレスモータの運
転装置２０へ伝達される。Ｙｅｓであれば、ステップ１
３６において、省電力が達成し易い第２制御運転が可能
となるように、キャリア周波数を１ｋＨｚに設定し。ス
テップ１３７にて第２制御運転を開始する。

【００３４】ステップ１００での判断が、Ｎｏであれ
ば、ステップ１１０にて、モータ走行か否かを判断す
る。この判断は、電動コンプレッサ１９の運転に静粛性
が必要か否かの判断であり、モータ走行であれば、エン
ジン走行より静粛性が必要となる。よって、モータ走行
か否かの判断に代わり、停車中か否かの判断でも良い。
エンジン走行中で、Ｎｏであれば、ステップ１１５にお
いて、省電力を優先し、第２制御運転が可能となるよう
に、キャリア周波数を１ｋＨｚに設定し、ステップ１１
６にて第２制御運転を開始する。

【００３５】モータ走行中で、Ｙｅｓであれば、ステッ
プ１１１において、静粛運転が可能となるように、キャ
リア周波数を１０ｋＨｚに設定し。ステップ１１２にて
第１制御運転を開始する。第１制御運転中において、パ
ルス幅Ｔ_Pは運転状況により変動する。負荷大の時、電
動コンプレッサ１９の回転数が高い時などは、パルス幅
Ｔ_Pが大きくなる。よって、キャリア周波数が１０ｋＨ
ｚでも、パルス列状の誘起電圧を分圧抵抗９を介して読
み取る事が可能となる場合がある。この場合、キャリア
周波数を１０ｋＨｚのままで、第２制御運転を行っても
良い。

【００３６】第１制御運転もしくは第２制御運転を開始
後、省電力モード判断、モータ走行判断が変化すれば、
フローチャートに従い、運転方法（第１制御運転もしく
は第２制御運転）が入れ替わる場合もある。

【００３７】図３に、電気自動車における、ブラシレス
モータを用いた電動コンプレッサ運転方法の起動時にお
けるフローチャート例を示す。ステップ１４０にて、差
圧が小か否かの判断をする。この差圧は、直接検出して
も推定しても良い。エアコンコントローラ２１が判断
し、ブラシレスモータの運転装置２０へ伝達される。差
圧が大で、Ｎｏであれば、ステップ１４３において、起
動性の良い第２制御運転が可能となるように、キャリア
周波数を１ｋＨｚに設定し、ステップ１４４にて第２制
御運転を開始する。差圧が小で、Ｙｅｓであればステッ
プ１４１において、電気自動車であるため静粛運転を優
先し、キャリア周波数を１０ｋＨｚに設定し、ステップ
１４２にて第１制御運転を開始する。

【００３８】よって、この構成によれば、状況に応じて
適宜第１制御と第２制御を使い分け、簡素な構成で、再
起動性・省電力と低騒音を達成でき、軽量化・コスト低
減を図ることができる。

【００３９】（実施形態２）図４に、ハイブリッド電気
自動車における、ブラシレスモータを用いた電動コンプ
レッサ運転方法のフローチャート例を示す。ステップ１
００で、省電力モードが指定されているか判断する。Ｎ
ｏであれば、ステップ１１０にて、モータ走行か否かを
判断する。モータ走行中で、Ｙｅｓであれば、ステップ
１１１において、静粛運転が可能となるように、キャリ
ア周波数を１０ｋＨｚに設定し、ステップ１１２にて第
１制御運転を開始する。第１制御運転中において、パル
ス幅Ｔ _Pは運転状況により変動する。負荷大の時、電動
コンプレッサ１９の回転数が高い時などは、パルス幅Ｔ
_Pが大きくなる。よって、キャリア周波数が１０ｋＨｚ
でも、パルス列状の誘起電圧を分圧抵抗９を介して読み
取る事が可能となる場合がある。キャリア周期Ｔ_Cは１
００μＳに対し、読み込み時間Ｔ_Sは２０μＳ程度であ
り、デューティ２０％程度以上で可能となる。

【００４０】第１制御運転においては、フィルタ回路６
を使用する。、このフィルタ回路６の位相特性が温度特
性を持ち、また回路部品にばらつきがあるため位相特性
にもばらつきがある。一方、第２制御運転においては、
フィルタ回路６を使用しないので、このような問題は無
い。よって、第１制御運転による転流信号を、第２制御
運転による転流信号に一致させるように補正すれば、性
能を向上できる。

【００４１】もって、ステップ１１３にて、パルス幅が
小さいか否かの判断をする。そして、パルス幅が大きく
Ｎｏであれば、第２制御運転用の転流信号も得られるの
で、ステップ１１４にて補正値を演算し、第１制御運転
による転流信号に加算する。図５に転流信号を示す。上
側が第２制御運転によるＵ相の転流信号、下側が第１制
御運転によるＵ相の転流信号である。１２０°通電の場
合を示しており、第１制御運転が５°遅れている。Ｖ
相、Ｗ相も同様となる。従って、５°を補正値として、
第１制御運転による転流信号に加算すれば良い。ステッ
プ１１３にて、パルス幅が小さくＹｅｓであれば、パル
ス幅が大きくなる時点を待って補正することとなる。

【００４２】従って、この構成によれば、第１制御運転
においてフィルタ回路のばらつき、温度特性をキャンセ
ルすることが可能となり、省電力と低騒音を両立させ、
簡素な構成で軽量化、コスト低減を図ることができる。

【００４３】（実施形態３）図４のフローチャートにお
いて、ステップ１００で、省電力モードが指定されてい
るか判断し、Ｙｅｓであれば、ステップ１３０にて、モ
ータ走行か否かを判断する。モータ走行中で、Ｙｅｓで
あれば、静粛性の面から第１制御運転とする必要があ
る。一方、ステップ１００にて省電力モードが指定され
ている。よって、省電力で第１制御運転をする必要があ
る。そのためには、第１制御運転の転流信号を第２制御
運転の転流信号に一致させるようにすれば良い。ステッ
プ１３１において、省電力が達成し易い第２制御運転が
可能となるように、キャリア周波数を１ｋＨｚに設定
し、ステップ１３２にて第１制御運転とする。ここで、
第２制御運転用の転流信号も得られるので、ステップ１
３３にて補正値を演算し、第１制御運転による転流信号
に加算する。ステップ１３１からステップ１３３までは
短時間に終了するのでキャリア周波数１ｋＨｚによる騒
音は問題とならない。そして、ステップ１３４におい
て、静粛運転が可能となるように、キャリア周波数を１
０ｋＨｚに設定する。

【００４４】従って、この構成によれば、電圧検出回路
出力が取得不可の場合においても、第１制御運転におい
てフィルタ回路のばらつき、温度特性をキャンセルする
ことが可能となり、省電力と低騒音を両立させ、簡素な
構成で軽量化、コスト低減を図ることができる。

【００４５】（実施形態４）図６のフローチャートにお
いて、ステップ１５０で運転を変更するか否かの判断を
する。運転を変更するのでＹｅｓであれば、ステップ１
５１で第１制御運転から第２制御運転への変更か否かの
判断をする。第１制御運転から第２制御運転への変更で
Ｙｅｓであれば、ステップ１５２において、第２制御運
転が可能となるように、キャリア周波数を１ｋＨｚに設
定する。ここで、第１制御運転用と第２制御運転用双方
の転流信号が得られるので、ステップ１５３にて補正値
を演算し、第２制御運転による転流信号に加算する。ス
テップ１５４にて第２制御運転を開始する。この移行
時、転流信号が変化しないので移行はスムーズに行え
る。但し、この補正値により第１制御運転用の転流信号
で運転される。そのため、この補正値は、ステップ１５
５にて徐々に小さくしてゆく。

【００４６】ステップ１５１の判断において、第２制御
運転から第１制御運転への変更でＮｏであれば、第１制
御運転用と第２制御運転用双方の転流信号が得られるの
で、ステップ１５６にて補正値を演算し、第１制御運転
による転流信号に加算する。ステップ１５７において、
静粛運転が可能となるように、キャリア周波数を１０ｋ
Ｈｚに設定し、ステップ１５８にて、第１制御運転を開
始する。この移行時、転流信号が変化しないので移行は
スムーズに行える。この補正値により、第２制御運転用
の転流信号で運転される。よって、フィルタ回路のばら
つき、温度特性をキャンセルできる。但し、移行後の温
度変化によるフィルタ回路の位相特性変化は、キャンセ
ルされず残る。そのため、ステップ１５９にて、フィル
タ回路の位相特性の温度変化をキャンセルするため、温
度補正を行う。フィルタ回路近傍の温度もしくは相当温
度を検出し、移行直後の温度での位相特性と現状の温度
での位相特性とを比較し、位相特性変化分を補正値とす
る。

【００４７】（実施形態５）図７のフローチャートにお
いて、起動運転から定常運転について述べる。ステップ
１７０において、起動性の良い第２制御運転が可能とな
るように、キャリア周波数を１ｋＨｚに設定し。ステッ
プ１７１にて第２制御運転にて起動を開始する。ステッ
プ１７２にて、起動が完了したか否かの判断をする。未
完了でＮｏであれば、ステップ１７１に戻る。完了でＹ
ｅｓであれば、ステップ１７３において、静粛運転を行
うため、キャリア周波数を１０ｋＨｚに設定し。ステッ
プ１７４にて第１制御運転にて定常運転を開始する。上
記構成により、再起動性が良く、静かな定常運転が可能
となるので、車両用として好適な電動コンプレッサ駆動
用ブラシレスモータ運転装置を得ることができる。

【００４８】尚、上記各実施形態に限らず、本発明の主
旨を満たす範囲で各種方法が考えられる。

【００４９】

【発明の効果】上記実施形態から明らかなように、請求
項１に記載の発明は、第１制御と第２制御の双方を可能
とし、相互間の移行も可能とするものである。そしてこ
の構成によれば、状況に応じて適宜第１制御と第２制御
を使い分け、再起動性・省電力と低騒音の達成が可能と
なり、ピークホールド回路、高速演算処理回路、バイパ
ス配管と電磁弁等を必要とせず、簡素な構成で軽量化・
コスト低減を図ることができるという効果を奏する。

【００５０】請求項２に記載の発明は、請求項１の内容
において、第１制御での運転中、電圧検出回路出力を取
得可能な場合、制御回路は、第２制御による半導体スイ
ッチング素子群の導通・遮断のタイミングを求め、第１
制御による半導体スイッチング素子群の導通・遮断のタ
イミングとの差を補正値として、第１制御にて決定され
る半導体スイッチング素子群の導通・遮断のタイミング
に前記補正値を加えるものである。そしてこの構成によ
れば、第１制御においてフィルタ回路のばらつき、温度
特性をキャンセルすることが可能となり、省電力と低騒
音を両立させ、簡素な構成で軽量化・コスト低減を図る
ことができるという効果を奏する。

【００５１】請求項３に記載の発明は、請求項１の内容
において、第１制御での運転前もしくは途中において、
電圧検出回路出力が取得不可の場合、キャリア周波数を
一時的に低減して、電圧検出回路出力を取得可能とし、
第２制御による半導体スイッチング素子群の導通・遮断
のタイミングを求め、第１制御による半導体スイッチン
グ素子群の導通・遮断のタイミングとの差を補正値とし
て、第１制御にて決定される半導体スイッチング素子群
の導通・遮断のタイミングに前記補正値を加えるもので
ある。そしてこの構成によれば、電圧検出回路出力が取
得不可の場合においても、第１制御においてフィルタ回
路のばらつき、温度特性をキャンセルすることが可能と
なり、省電力と低騒音を両立させ、簡素な構成で軽量
化、コスト低減を図ることができるという効果を奏す
る。

【００５２】請求項４に記載の発明は、請求項１の内容
において、第１制御と第２制御相互間の移行時、半導体
スイッチング素子群の導通・遮断のタイミングを一致さ
せて移行するもので、移行時のトルク変動、電流変動な
どを防止し、スムースに移行することができるという効
果を奏する。また、第２制御から第１制御への移行にお
いては、第１制御においてフィルタ回路のばらつき、温
度特性をキャンセルすることが可能となり、省電力と低
騒音を両立させ、簡素な構成で軽量化、コスト低減を図
ることができるという効果を奏する。

【００５３】請求項５に記載の発明は、請求項１の内容
において、起動時においては第２制御を行い、定常時に
おいては第１制御を行うもので、確実な起動を行え、定
常時には静粛性を確保することができ、車両用として好
適な電動コンプレッサ駆動用ブラシレスモータ運転装置
を得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すブラシレスモータ運転
装置の構成図

【図２】本発明の実施形態１を示すフローチャート

【図３】同本発明の実施形態１を示すフローチャート

【図４】本発明の実施形態２及び３を示すフローチャー
ト

【図５】本発明の実施形態を示す転流信号図

【図６】本発明の実施形態４を示すフローチャート

【図７】本発明の実施形態５を示すフローチャート

【図８】本発明及び従来の第１制御に係るフィルタ回路
と周辺回路図

【図９】従来の第１制御に係るブラシレスモータ運転装
置の構成図

【図１０】本発明及び従来の第１制御に係る電圧波形図

【図１１】本発明及び従来の第１制御に係る比較回路出
力と転流信号図

【図１２】従来の第２制御に係るブラシレスモータ運転
装置の構成図

【図１３】本発明及び従来の第２制御に係る電圧波形図

【図１４】電動コンプレッサを用いた車両用空調装置図

【図１５】エンジン駆動コンプレッサを用いた車両用空
調装置図

【符号の説明】

１直流電源２半導体スイッチング素子群３ブラシレスモータ４電機子巻線５磁石回転子６フィルタ回路７比較回路８制御回路１９電動コンプレッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者倉橋康文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 ▲よし▼田誠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 AA02 AA08 BB04 BB12 DA13 DA14 EC01 SS01 TT07 TT08 TT15 TT18 XA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中性点非接地に結線された複数相の電機
子巻線と磁石回転子とを有するブラシレスモータと、直
流電源と、前記電機子巻線への電流を通電、遮断する半
導体スイッチング素子群と、前記電機子巻線に誘起され
るパルス列状の誘起電圧を波形処理する複数のフィルタ
回路と、前記複数のフィルタ回路からの出力とその合成
波を比較する比較回路と、前記比較回路出力に応じて前
記半導体スイッチング素子群の導通・遮断を決定する第
１制御を行う制御回路と、前記電機子巻線に誘起される
パルス列状の誘起電圧の電圧を検出する電圧検出回路と
を備え、前記制御回路は前記電圧検出回路出力に応じて
前記半導体スイッチング素子群の導通・遮断を決定する
第２制御を行うことも可能であることを特徴とする車両
空調用電動コンプレッサを駆動するブラシレスモータ運
転装置。
【請求項２】第１制御での運転前もしくは途中におい
て、前記電圧検出回路出力を取得可能な場合、前記制御
回路は、第２制御による前記半導体スイッチング素子群
の導通・遮断のタイミングを求め、第１制御による前記
半導体スイッチング素子群の導通・遮断のタイミングと
の差を補正値として、第１制御にて決定される前記半導
体スイッチング素子群の導通・遮断のタイミングに前記
補正値を加えることを特徴とする請求項１に記載のブラ
シレスモータ運転装置。
【請求項３】第１制御での運転前もしくは途中におい
て、前記電圧検出回路出力が取得不可の場合、前記制御
回路は、キャリア周波数を一時的に低減して、前記電圧
検出回路出力を取得可能とし、第２制御による前記半導
体スイッチング素子群の導通・遮断のタイミングを求
め、第１制御による前記半導体スイッチング素子群の導
通・遮断のタイミングとの差を補正値として、第１制御
にて決定される前記半導体スイッチング素子群の導通・
遮断のタイミングに前記補正値を加えることを特徴とす
る請求項１に記載のブラシレスモータ運転装置。
【請求項４】第２制御から第１制御もしくは、第１制
御から第２制御への移行において、前記制御回路は、第
１制御にて決定される前記半導体スイッチング素子群の
導通・遮断のタイミングと、第２制御にて決定される前
記半導体スイッチング素子群の導通・遮断のタイミング
との差を補正値として、移行先の第１制御もしくは第２
制御による前記半導体スイッチング素子群の導通・遮断
のタイミングに、前記補正値を加え、移行時のタイミン
グ差を小さくし、移行後前記補正値を修正することを特
徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ運転装置。
【請求項５】前記制御回路は、起動時においては、第
２制御を行い、定常時においては、第１制御を行うこと
を特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ運転装
置。