JP2004048934A

JP2004048934A - Ｄｃブラシレスモータのロータ角度検出装置

Info

Publication number: JP2004048934A
Application number: JP2002204375A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Takahashi; 高橋　豊; Nobuyuki Imai; 今井　信幸
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP4119183B2

Abstract

【課題】位置検出センサを用いることなく検出したロータ角度に基づいてＤＣブラシレスモータの作動を制御する際に生じる制御応答性の悪化を抑制したロータ角度検出装置を提供する。
【解決手段】角度検出部２５は、余弦参照値と正弦参照値とを用いてモータのロータ角度の推定値（θ＾）と実際値（θ）との位相差（θ−θ＾）を表す第１の位相差データを算出し、該第１の位相差データに所定のｏｆｆｓｅｔ値を加えた第２の位相差データが表す位相差（θ−θ＾）を解消するように構成したオブザーバにより、ロータ角度を検出する。角度検出部２５は、モータ１の回転開始後、回転数センサ４０により検出されるモータ１の回転数が上昇するに従って、前記ｏｆｆｓｅｔの設定を小さくする。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、突極型のＤＣブラシレスモータのロータ角度を検出するロータ角度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＣブラシレスモータを駆動して所望のトルクを得るためには、磁極を有するロータの電気角（以下、ロータ角度という）に対応した適切な位相で電機子に電圧を印加する必要がある。そして、ロータ角度を検出する位置検出センサを省いてＤＣブラシレスモータと駆動装置のコストダウンを図るべく、位置検出センサを用いずにロータ角度を検出する種々の方法が提案されている。
【０００３】
本願発明者らも、先の出願（特願２００１−２８８３０３）において、位置検出センサを用いずにロータ角度を検出するロータ角度検出装置を提案している。かかるロータ角度検出装置においては、突極型のＤＣブラシレスモータの３相の電機子に印加する駆動電圧に高周波電圧を重畳したときに、該３相の電子機のうちの第１相に流れる電流の検出値及び第２相に流れる電流の検出値と、該高周波電圧に応じた高周波成分とを用いて、該モータのロータ角度の２倍角の正弦値に応じた正弦参照値と該２倍角の余弦値に応じた余弦参照値とを算出する。
【０００４】
そして、前記正弦参照値と前記余弦参照値とを用いてＤＣブラシレスモータのロータ角度の推定値（θ＾）と実際値（θ）との位相差（θ−θ＾）を表す第１の位相差データを算出し、該第１の位相差データが表す該位相差（θ−θ＾）に一定のオフセット値を加えた第２の位相差データが表す該位相差（θ−θ＾）を解消するように構成したオブザーバを用いて前記ロータ角度を算出することによって、前記ロータ角度の検出誤差を減少させて前記ロータ角度の検出精度を高めている。
【０００５】
しかし、本願発明者らは、その後の検討により、上述したオブザーバを用いて算出された前記モータのロータ角度に基づいて前記モータの電機子に印加する駆動電圧の位相を決定したときに、実際のロータ角度の変化に対する該駆動電圧の制御系の応答性が悪化し、該駆動電圧により生じる回転磁界の位相の遅れにより前記モータの脱調等が生じる場合があることを知見した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、位置検出センサを用いることなく検出したロータ角度に基づいてＤＣブラシレスモータの作動を制御する際に生じる制御応答性の悪化を抑制したロータ角度検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、突極型のＤＣブラシレスモータの３相の電機子に駆動電圧を印加する電圧印加手段と、該駆動電圧に高周波電圧を重畳する高周波重畳手段と、該３相の電機子のうちの第１相の電機子に流れる電流を検出する第１電流検出手段と、該３相の電機子のうちの第２相の電機子に流れる電流を検出する第２電流検出手段と、前記高周波重畳手段により前記駆動電圧に前記高周波電圧が重畳されたときに前記第１電流検出手段により検出される第１電流値及び前記第２電流検出手段により検出される第２電流値と、前記高周波電圧に応じた高周波成分とを用いて、前記モータのロータ角度の２倍角の正弦値に応じた正弦参照値と該２倍角の余弦値に応じた余弦参照値とを抽出する参照値抽出手段と、前記正弦参照値と前記余弦参照値とを用いて前記モータのロータ角度の推定値（θ＾）と実際値（θ）との位相差（θ−θ＾）を表す第１の位相差データを算出し、該第１の位相差データに所定のオフセット値を加えた第２の位相差データが表す前記位相差（θ−θ＾）を解消するように構成したオブザーバにより、前記ロータ角度を算出するロータ角度算出手段とを備えたＤＣブラシレスモータのロータ角度検出装置の改良に関する。
【０００８】
そして、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記ロータ角度算出手段は、該回転数検出手段により検出される前記モータの回転数に応じて、前記オフセット値を決定することを特徴とする。
【０００９】
かかる本発明において、前記モータの回転数が急激に増減すると、前記モータのロータ角度の変化に対して前記ロータ角度算出手段によるロータ角度の算出が追従できなくなって、ロータ角度の検出遅れが生じる場合があり、この場合は前記モータの実際のロータ角度に対するロータ角度の検出誤差が大きくなる。
【００１０】
また、詳細は後述するが、前記オフセット値を小さくするほど、前記モータのロータ角度の変化量に対する前記第２の位相差データにより表される前記位相差（θ−θ＾）の変化量が大きくなる。
【００１１】
そこで、前記モータの回転数が急激に上昇する場合のように、前記ロータ角度検出手段による前記モータのロータ角度の検出遅れが生じるときは、前記ロータ角度算出手段は、前記オフセット値を小さくして前記モータのロータ角度の変化量に対する前記位相差（θ−θ＾）の変化量を増大させることにより、前記モータのロータ角度の変化に対するロータ角度の検出遅れの影響を減少させ、ロータ角度の検出誤差を減少させることができる。
【００１２】
そして、このようにロータ角度の検出誤差を減少させることによって、前記ロータ角度算出手段により算出されたロータ角度に基づいて、前記電圧印加手段により前記モータの電機子に印加する駆動電圧を決定したときに、該駆動電圧により生じる回転磁界と前記モータのロータ角度との位相のずれが小さくなるため、前記モータのロータ角度の変化に対する制御応答性の悪化を抑制して、前記モータの出力トルクの低下や脱調が生じることを防止することができる。
【００１３】
また、前記モータの回転開始時は前記モータに比較的高いトルクを生じさせる必要があるため、前記モータのロータ角度を精度良く検出して前記モータの電機子に印加する前記駆動電圧の位相を決定する必要がある。一方、前記モータの回転数が上昇するに従って、前記ロータ角度算出手段によるロータ角度の検出遅れの影響が大きくなる。
【００１４】
そこで、本発明は、前記ロータ角度算出手段は、前記モータの回転開始後、前記モータの回転数が上昇するに従って前記オフセット値を減少させることを特徴とする。
【００１５】
かかる本発明によれば、前記ロータ角度検出手段は、前記モータの回転開始後、前記モータの回転数が上昇するに従って前記オフセット値を減少させることによって、回転開始時は前記オフセット値を加えた効果により前記ロータ角度の検出誤差を小さくして前記モータに確実にトルクを生じさせて前記モータの始動時間を短縮すると共に、前記モータの回転数の上昇による前記モータのロータ角度の検出遅れを抑制することができる。
【００１６】
また、前記参照値抽出手段は、次式（５）と（６）により前記正弦参照値と前記余弦参照値を抽出し、前記ロータ角度算出手段は、前記第１の位相差データとして次式（７）により算出したΔθ_１を用い、前記第２の位相差データとして次式（８）により算出したΔθ_２を用いたことを特徴とする。
【００１７】
【数５】

【００１８】
【数６】

【００１９】
【数７】

【００２０】
【数８】

但し、上記式（５）〜（８）において、Ｖｓ：前記正弦参照値、Ｖｃ：前記余弦参照値、Ｉｕ：前記第１電流値、Ｉｗ：前記第２電流値、ω：前記高周波電圧の角速度、Δθ_１：前記第１の位相差データ、Δθ_２：前記第２の位相差データ、ｏｆｆｓｅｔ：前記オフセット値。
【００２１】
かかる本発明によれば、詳細は後述するが、前記参照値算出手段によって前記上記式（５），（６）により算出された前記正弦参照値（Ｖｓ）と前記余弦参照値（Ｖｃ）とを用いて、上記式（７），（８）により前記オブザーバの構成に必要となる前記第１の位相差データ（Δθ_１）と前記第２の位相差データ（Δθ_２）を算出することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について図１〜図４を参照して説明する。図１はＤＣブラシレスモータの構成図、図２は図１に示したＤＣブラシレスモータの作動を制御するモータコントローラの制御ブロック図、図３はｏｆｆｓｅｔ値を加えた位相差データを用いたときの効果を示したグラフ、図４はｏｆｆｓｅｔ値／回転数の設定パターンを示したグラフである。
【００２３】
図２に示したモータコントローラ１０は、図１に示した突極型のＤＣブラシレスモータ１（以下、モータ１という）の電機子３，４，５に流れる電流をフィードバック制御するものであり、モータ１をロータ２の界磁極の磁束方向であるｑ軸上にあるｑ軸電機子と該ｑ軸と直交するｄ軸上にあるｄ軸電機子とを有するｄｑ座標系による等価回路に変換して扱う。
【００２４】
そして、モータコントローラ１０は、外部から与えられるｄ軸電機子に流れる電流（以下、ｄ軸電流という）の指令値であるＩｄ＿ｃとｑ軸電機子に流れる電流（以下、ｑ軸電流という）の指令値であるＩｑ＿ｃとが、実際にモータ１の３相の電機子に流れる電流の検出値から３相／ｄｑ変換により算出したｄ軸電流の検出値であるＩｄ＿ｓとｑ軸電流の検出値であるＩｑ＿ｓとに、それぞれ一致するように、モータ１の３相の電機子に印加する電圧を制御する。
【００２５】
モータコントローラ１０は、ｄ軸電機子に印加する電圧（以下、ｄ軸電圧という）の指令値であるＶｄ＿ｃとｑ軸電機子に印加する電圧（以下、ｑ軸電圧という）の指示値であるＶｑ＿ｃとを、モータ１のＵ，Ｖ，Ｗの３相の電機子に印加する電圧の指令値であるＶＵ＿ｃ，ＶＶ＿ｃ，ＶＷ＿ｃに変換するｄｑ／３相変換部２０、ｄｑ／３相変換部２０から出力されるＶＵ＿ｃ，ＶＶ＿ｃ，ＶＷ＿ｃに、それぞれ高周波電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗを重畳する高周波重畳部２１（本発明の高周波重畳手段に相当する）、及び該高周波電圧が重畳されたＶＵ＿ｃ，ＶＶ＿ｃ，ＶＷ＿ｃに応じた電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷをモータ１のＵ，Ｖ，Ｗの各相の電機子にそれぞれ印加するパワードライブユニット２２（本発明の電圧印加手段に相当する）を備える。
【００２６】
さらに、モータコントローラ１０は、モータ１のＵ相（本発明の第１相に相当する）の電機子に流れる電流を検出するＵ相電流センサ２３（本発明の第１電流検出手段に相当する）、モータ１のＷ相（本発明の第２相に相当する）の電機子に流れる電流を検出するＷ相電流センサ２４（本発明の第２電流検出手段に相当する）、Ｕ相電流センサ２３の検出電流値Ｉｕ＿ｓとＷ相電流センサ２４の検出電流値Ｉｗ＿ｓとを用いてモータ１のロータ角度θ（図１参照）を検出する角度検出部２５、Ｉｕ＿ｓとＩｗ＿ｓとを用いてＩｄ＿ｓとＩｑ＿ｓとを算出する３相／ｄｑ変換部２６、及びｄ軸とｑ軸間で干渉し合う速度起電力の影響を打消す処理を行なう非干渉演算部２７を備える。
【００２７】
モータコントローラ１０は、ｄ軸電流の指令値Ｉｄ＿ｃと検出値Ｉｄ＿ｓとを第１減算器２８で減算し、その減算結果に第１のＰＩ演算部２９でＰＩ（比例積分）処理を施し、第１加算器３０で非干渉成分を加算して、Ｉｄ＿ｃとＩｄ＿ｓとの偏差に応じたｄ軸電圧の指令値Ｖｄ＿ｃを生成する。
【００２８】
また、モータコントローラ１０は、同様にして、ｑ軸電流の指令値Ｉｑ＿ｃと検出値Ｉｑ＿ｓとを第２減算器３１で減算し、その減算結果に第２のＰＩ演算部３２でＰＩ処理を施し、第２加算器３３で非干渉成分を加算して、Ｉｑ＿ｃとＩｑ＿ｓとの偏差に応じたｑ軸電圧の指令値Ｖｑ＿ｃを生成する。
【００２９】
そして、モータコントローラ１０は、ｄ軸電圧の指令値Ｖｄ＿ｃとｑ軸電圧の指令値Ｖｑ＿ｃとをｄｑ／３相変換部２０に入力する。これにより、パワードライブユニット２２を介して、ｄ軸電流の指令値Ｉｄ＿ｃと検出値Ｉｄ＿ｓとの偏差、及びｑ軸電流の指令値Ｉｑ＿ｃと検出値Ｉｑ＿ｓとの偏差を解消するように、モータ１の電機子に３相電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷが印加され、モータ１の電機子に流れる電流が制御される。
【００３０】
ここで、３相／ｄｑ変換部２６は、Ｕ相電流センサ２３の検出電流値Ｉｕ＿ｓと、Ｗ相電流センサ２４の検出電流値Ｉｗ＿ｓと、ロータ角度θとからｄ軸電流の検出値Ｉｄ＿ｓとｑ軸電流の検出値Ｉｑ＿ｓとを、以下の式（９）と式（１０）から算出するため、モータコントローラ１０はロータ角度θを検出する必要がある。
【００３１】
【数９】

【００３２】
【数１０】

そして、モータコントローラ１０は、レゾルバ等の位置検出センサを用いずに、ｄｑ／３相変換部２０から出力されるＵ，Ｖ，Ｗ相に印加する電圧の指令値ＶＵ＿ｃ，ＶＶ＿ｃ，ＶＷ＿ｃに対して、高周波重畳部２１から出力される高周波電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗ（以下の式（１１）で表される）をそれぞれ重畳することによってロータ角度θを検出する。
【００３３】
【数１１】

すなわち、第３加算器３４でＶＵ＿ｃにｖｕを加算し、第４加算器３５でＶＶ＿ｃにｖｖを加算し、第５加算器３６でＶＷ＿ｃにｖｗを加算する。そして、角度検出部２５は、高周波電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗを重畳したときに、Ｕ相電流センサ２３により検出される電流値Ｉｕ＿ｓとＷ相電流センサ２４により検出される電流値Ｉｗ＿ｓとを用いて、ロータ角度θを検出する。
【００３４】
また、モータコントローラ１０には、回転数センサ４０（本発明の回転数検出手段に相当する）によるモータ１の回転数の検出信号ｒｅ＿ｓが入力される。なお、角度検出部２５は、本発明の参照値抽出手段とロータ角度算出手段と磁束密度検出手段の機能を含み、角度検出部２５、パワードライブユニット２２、高周波重畳部２１、Ｕ相電流センサ２３、Ｗ相電流センサ２４、及び回転数センサ４０により本発明のＤＣブラシレスモータのロータ角度検出装置が構成される。以下、高周波重畳部２１と角度検出部２５とによるロータ角度θの検出処理について説明する。
【００３５】
角度検出部２５は、上述した式（５）と式（６）のＩｕとＩｗに、Ｕ相電流センサ２３により検出された電流値Ｉｕ＿ｓとＷ相電流センサ２４により検出された電流値Ｉｗ＿ｓをそれぞれ代入し、式（５）と式（６）のωに高周波重畳部２１により重畳された上記式（１１）の高周波電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗの角速度ωを代入して、以下の式（１２）と式（１３）に示したように、ロータ角度θの２倍角の正弦参照値Ｖｓと余弦参照値Ｖｃとを算出する。
【００３６】
【数１２】

【００３７】
【数１３】

なお、式（１２）と式（１３）におけるωｔについてのｓｉｎ，ｃｏｓ成分が本発明の重畳した高周波電圧に応じた高周波成分に該当する。また、式（１２）と式（１３）における演算ゲインＫは、以下の式（１４）で示した形となる。
【００３８】
【数１４】

但し、ｌ：モータ１の各相の自己インダクタンスの直流分、Δｌ：ｌの変動分、ｍ：各相間の相互インダクタンスの直流分。
【００３９】
なお、上記式（１２）と式（１３）では、積分期間を０〜２π／ωとして、ＩｕとＩｗの直流成分（Ｉｕｄｃ，Ｉｗｄｃ）に関する積分値が０になるようにしたが、ＩｕとＩｗが直流成分を含まず、以下の式（１５），（１６）の形で表される場合には、以下の式（１７），（１８）に示したように、積分期間を０〜π／ωとしても正弦参照値Ｖｓと余弦参照値Ｖｃを算出することができる。
【００４０】
【数１５】

【００４１】
【数１６】

【００４２】
【数１７】

【００４３】
【数１８】

そして、以下の式（１９）の関係式から、ロータ角度の推定値θ＾と実際値θとの位相差（θ−θ＾）に応じた位相差データとして以下の式（２０）に示すΔθ_１（本発明の第１の位相差データに相当する）を算出し、該位相差（θ−θ＾）を解消するように構成した以下の式（２１）で表されるオブザーバによりロータ角度を算出することによって、高周波成分の大きさ（√（Ｖｓ^２＋Ｖｃ^２））の変動に伴うゲインの変動を抑制してロータ角度算出の安定性を高めることができる。
【００４４】
【数１９】

【００４５】
【数２０】

【００４６】
【数２１】

但し、Ｋ１，Ｋ２：演算ゲイン。
【００４７】
また、角度検出部２５の演算能力が低く、上記式（２０）の平方根演算に要する時間が問題となる場合は、以下の式（２２）に示す近似を行ってもよい。
【００４８】
【数２２】

ここで、上記式（２０）又は式（２２）により算出した位相差データΔθ_１を用いて構成したオブザーバによりロータ角度を検出し、該ロータ角度に基づいてモータ１に印加する駆動電圧（ＶＵ，ＶＶ，ＶＷ）を制御した場合、モータ１の出力トルクのボトム値が低下し、出力トルクの脈動が大きくなる場合がある。
【００４９】
そして、このように出力トルクの脈動が生じる原因は、ロータ角度の推定値θ＾と実際値θとの位相差の実際値（以下、実位相差という）と、上記式（２０）又は上記式（２２）により算出される該位相差の推定値（以下、位相差推定値という）とが乖離することにあると考えられる。
【００５０】
図３（ａ）は、実位相差と推定位相差とが乖離する様子を示したグラフであり、縦軸を推定位相差、横軸を実位相差に設定している。実位相差と推定位相差との相関グラフが、図中Ｘで示した理想曲線である場合は、推定位相差を零とすることにより実位相差も零となるため、ロータ角度の検出誤差は生じない。
【００５１】
しかし、実際には、実位相差と推定位相差との相関グラフは、図中Ｙで示した態様となり、この場合には、推定位相差を零に収束させてもＥ_１分の誤差が生じる。そして、この誤差によりロータ角度の検出値が実際のロータ角度からずれ、これにより上述したモータ１の出力トルクの脈動が生じると考えられる。
【００５２】
そこで、以下の式（２３）に示すように、上記式（２０）により算出した位相差データΔθ_１にｏｆｆｓｅｔ値を加えた位相差データΔθ_２（本発明の第２の位相差データに相当する）を用いて構成したオブザーバによりロータ角度を検出し、強制的にロータ角度の検出値をずらすことによって、ロータ角度の検出誤差を減少させることができる。
【００５３】
【数２３】

図３（ａ）においては、ｏｆｆｓｅｔ値としてｏｆｂを加えており、この場合は、推定位相差を零に収束させたときの誤差がＥ_１からＥ_２に減少している。
【００５４】
このように、ｏｆｆｓｅｔ値を加えた位相差データΔθ_２を用いてオブザーバを構成することにより、モータ１のロータ角度の検出精度を高めることができる。しかし、モータ１の出力トルクの変動に影響を与える他の要因として、ロータ角度の算出に要する時間により生じるロータ角度の検出遅れの問題がある。
【００５５】
すなわち、モータコントローラ１０によりモータ１の回転数を急激に可変させる制御を行ったときに、角度検出部２５により算出されるモータ１のロータ角度の検出値が、実際のロータ角度の変化に追従できなくなり、その結果、ｄｑ／３相変換部２０により生成される駆動電圧の指令値ＶＵ＿ｃ，ＶＶ＿ｃ，ＶＷ＿ｃに応じた駆動電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷの印加によりモータ１に生じる回転磁界と、モータ１の実際のロータ角度との間の位相のずれが大きくなってモータ１の出力トルクが低下する場合がある。
【００５６】
そこで、角度検出部２５は、図４に示したｏｆｆｓｅｔ／回転数の設定パターンに従って上記式（２３）におけるｏｆｆｓｅｔ値を変更している。図４に示したｏｆｆｓｅｔ／回転数の設定パターンは、縦軸をｏｆｆｓｅｔ値、横軸を回転数センサ４０により検出されるモータ１の回転数（ｒｅ）に設定したものであり、角度検出部２５は、モータ１の回転開始時はｏｆｆｓｅｔ値をｏｆ_０に設定する。
【００５７】
そして、角度検出部２５は、モータ１の回転数がｒ１に達するまでは、回転数が上昇するに従ってｏｆｆｓｅｔ値を小さく設定し、モータ１の回転数がｒ１以上となったときにｏｆｆｓｅｔ値を０（オフセットなし）としている。
【００５８】
図３（ｂ）は、ｏｆｆｓｅｔ値を変更したときの効果を説明したもので、縦軸を推定位相差、横軸を実位相差に設定している。図示したように、ｏｆｆｓｅｔ値をｏｆｍに設定したときは、実位相差ｄ_０に対する推定位相差はｄ_１となる。そして、ｏｆｆｓｅｔ値をｏｆｍよりも小さいｏｆｐとすると、実位相差ｄ_０に対する推定位相差はｄ_１からｄ_２に拡大する。
【００５９】
このように、ｏｆｆｓｅｔ値を小さく設定することにより、モータ１の実際のロータ角度の変化量に対する上記式（２３）による位相差データΔθ_２の変化量を大きくすることができる。すなわち、ｏｆｆｓｅｔ値を変更することは、モータ１の実際のロータ角度の変化量に対する位相差データΔθ_２の変化量を増幅させる効果をもたらす。
【００６０】
そこで、角度検出部２５は、図４のｏｆｆｓｅｔ／回転数の設定パターンに従って、モータ１の回転開始時はｏｆｆｓｅｔ値を大きく設定してモータ１のロータ角度の検出誤差を減少させている。そして、これにより、モータ１の始動時における角度検出部２５により算出されたロータ角度に基づいて生成される駆動電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷにより生じる回転磁界とモータ１の実際のロータ角度との位相のずれを減少させて、モータ１の出力トルクの落ち込みを抑制し、モータ１の始動の遅れや脱調等が生じることを防止している。
【００６１】
また、角度検出部２５は、モータ１の回転数の上昇に応じてしてｏｆｆｓｅｔ値を減少させ、モータ１の回転数がｒ１以上となったときには、ｏｆｆｓｅｔ値を０（オフセットなし）としている。
【００６２】
そして、これにより、角度検出部２５は、モータ１の回転数が上昇したときに、モータ１のロータ角度の変化量に対する位相差データΔθ_２の変化量を増幅させてロータ角度の検出遅れを抑制し、ロータ角度の検出遅れの影響により、モータ１の実際のロータ角度と駆動電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷにより生じる回転磁界の位相のずれが生じてモータ１の出力トルクが低下することを防止している。
【００６３】
なお、本実施の形態では、角度検出部２５は、前記式（１２），（１３）において、時間に応じて変化する高周波成分に対して積分演算を行うことにより、ロータ角度θの２倍角の正弦参照値Ｖｓと余弦参照値Ｖｃを算出したが、ローパスフィルタを施して正弦参照値と余弦参照値を出力するように処理してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＣブラシレスモータの構成図。
【図２】図１に示したＤＣブラシレスモータの作動を制御するモータコントローラの制御ブロック図。
【図３】ｏｆｆｓｅｔ値を加えた位相差データを用いたときの効果を示したグラフ。
【図４】ｏｆｆｓｅｔ値／回転数の設定パターンを示したグラフ。
【符号の説明】
１…ＤＣブラシレスモータ、２…ロータ、３…Ｕ相の電機子、４…Ｖ相の電機子、５…Ｗ相の電機子、１０…モータコントローラ、２０…ｄｑ／３相変換部、２１…高周波重畳部、２２…パワードライブユニット、２３…Ｕ相電流センサ、２４…Ｗ相電流センサ、２５…角度検出部、２６…３相／ｄｑ変換部、２７…非干渉演算部、４０…回転数センサ

Claims

突極型のＤＣブラシレスモータの３相の電機子に駆動電圧を印加する電圧印加手段と、該駆動電圧に高周波電圧を重畳する高周波重畳手段と、該３相の電機子のうちの第１相の電機子に流れる電流を検出する第１電流検出手段と、該３相の電機子のうちの第２相の電機子に流れる電流を検出する第２電流検出手段と、
前記高周波重畳手段により前記駆動電圧に前記高周波電圧が重畳されたときに前記第１電流検出手段により検出される第１電流値及び前記第２電流検出手段により検出される第２電流値と、前記高周波電圧に応じた高周波成分とを用いて、前記モータのロータ角度の２倍角の正弦値に応じた正弦参照値と該２倍角の余弦値に応じた余弦参照値とを抽出する参照値抽出手段と、
前記正弦参照値と前記余弦参照値とを用いて前記モータのロータ角度の推定値（θ＾）と実際値（θ）との位相差（θ−θ＾）を表す第１の位相差データを算出し、該第１の位相差データに所定のオフセット値を加えた第２の位相差データが表す前記位相差（θ−θ＾）を解消するように構成したオブザーバにより、前記ロータ角度を算出するロータ角度算出手段とを備えたＤＣブラシレスモータのロータ角度検出装置において、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記ロータ角度算出手段は、該回転数検出手段により検出される前記モータの回転数に応じて、前記オフセット値を決定することを特徴とするＤＣブラシレスモータのロータ角度検出装置。
前記ロータ角度算出手段は、前記モータの回転開始後、前記モータの回転数が上昇するに従って前記オフセット値を減少させることを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモータのロータ角度検出装置。
前記参照値抽出手段は、次式（１）と（２）により前記正弦参照値と前記余弦参照値を抽出し、
前記ロータ角度算出手段は、前記第１の位相差データとして次式（３）により算出したΔθ_１を用い、前記第２の位相差データとして次式（４）により算出したΔθ_２を用いたことを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモータのロータ角度検出装置。

但し、上記式（１）〜（４）において、Ｖｓ：前記正弦参照値、Ｖｃ：前記余弦参照値、Ｉｕ：前記第１電流値、Ｉｗ：前記第２電流値、ω：前記高周波電圧の角速度、Δθ_１：前記第１の位相差データ、Δθ_２：前記第２の位相差データ、ｏｆｆｓｅｔ：前記オフセット値。