JP2020198750A - ブラシレスｄｃモータの制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの回転位置を検出するセンサを備えないセンサレスブラシレスＤＣモータの回転数を目標回転数に正確に制御できるようにする。【解決手段】モータの非通電相に発生する誘起電圧と基準電圧とを検出処理周波数に同期して比較し、比較結果に基づいてゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点の相互間の時間間隔からモータの実際の回転数を求めてモータの制御を行うときに、目標回転数に基づいて適切な検出処理周波数を選択する。【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスＤＣ（直流）モータの制御に関し、特に、ロータの位置を検出するセンサを備えないセンサレスブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置に関する。

ブラシレスＤＣモータは、そのロータ位置に応じてインバータによってモータのコイルに電流を流すことにより駆動される。例えば、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイルを備える三相ブラシレスＤＣモータでは、あるタイミングにおいてＷ相からＵ相に電流を流し、次のタイミングにおいてＶ相からＵ相に電流を流し、さらに次のタイミングにおいてＶ相からＷ相に電流を流すなどしてモータ内に回転磁界を形成し、この回転磁界によってロータが回転する。以下の説明において、モータのある相のコイルから別の相のコイルに電流を流して励磁を行なうとき、電流の方向も考慮したこれらの相の組み合わせのことを通電パターンと呼ぶ。ブラシレスＤＣモータを制御する場合には、ロータの位置に応じて適切の通電パターンの切り替え（転流ともいう）を行う必要がある。ホール素子などのロータの位置を検出するセンサを備えないセンサレスブラシレスＤＣモータでは、各相のコイルに発生する逆起電圧（速度起電力）からロータの回転位置を推定して各相のコイルへの通電を切り替えるセンサレス駆動方式が採用されている。特許文献１には、三相ブラシレスＤＣモータの制御方法として、モータの非通電相に発生する誘起電圧波形と基準電圧とを比較し、この比較結果のゼロクロス点に基づいて電機子巻線の通電パターンを切り替えることを開示している。またモータの速度制御に必要な現在のモータ回転数を、ゼロクロス間の時間から算出することも開示している。ここでゼロクロスとは、誘起電圧が基準電圧をまたがって変化すること、すなわち、誘起電圧から基準電圧を減算した値についての正負の符号が反転することを指す。基準電圧としては、例えば電源電圧の１／２が使用される。

マイクロコンピュータなどを用いて実際にブラシレスＤＣモータの制御を行う場合には、処理負荷の軽減を図るために、所定の周波数でプログラム割り込みをかけて割り込み処理を実施し、この割り込み処理において、非通電圧相の誘起電圧から基準電圧を減算して得られる差の符号を求め、この符号が前回の割り込み処理において同様に求めた符号から反転していれば、ゼロクロスが起こったと判断する。ゼロクロス検出のための割り込み処理を実行する周波数のことを検出処理周波数と呼ぶことにすると、ゼロクロス検出の処理は検出処理周波数に同期して行われることになる。このようにゼロクロスの判定を行った場合には、ゼロクロス間の時間として得られる値は、検出処理周波数の１周期の時間の整数倍ということになる。検出処理周波数が２０ｋＨｚであれば、ゼロクロス検出処理の実行間隔は２０μｓであり、実際の誘起電圧の時間変化がどのようなものであったとしても、ゼロクロス間の時間として算出される値は２０μｓの整数倍となる。例えば、ロータを構成する磁石の磁極がＮ極、Ｓ極各１つである三相ブラシレスＤＣモータであれば、モータの１回転の間にゼロクロスは６回起こる。表１は、三相ブラシレスＤＣモータにおいて検出処理周波数を２０ｋＨｚとしてプログラム割り込み処理によりゼロクロスを検出した場合に、検出処理周波数でのクロック数で数えたゼロクロス間隔と、ゼロクロス間の時間間隔と、このゼロクロス間隔から換算されるモータの回転数との関係を示している。

特開平１１−２７５８８６号公報

センサレスブラシレスＤＣモータにおいて検出処理周波数でのプログラム割り込み処理によってゼロクロスを検出する場合、上記の表１に示すように、換算される回転数がとびとびの値すなわち離散的な値となる。実際のモータの回転数は、このような離散的な値をとっているわけではなく、連続的に変化し得る。結局、特にモータの回転数が高い場合に、検出処理周波数でのクロックの数を単位として表されるゼロクロス間隔から換算される回転数と実際のモータの回転数との差が大きくなる。目標回転数を与えてモータの回転数制御を行うことを考えると、ゼロクロス間隔から換算される回転数が実際の回転数と大きく異なるのであれば、目標回転数にモータの回転数を正確に制御することが難しくなる。

本発明の目的は、センサレスブラシレスＤＣモータの回転数の制御を行うときに、モータの回転数を目標回転数に正確に制御することが可能な制御方法及び制御装置を提供することにある。

本発明のブラシレスＤＣモータの制御方法は、ロータの回転位置を検出するセンサを備えないブラシレスＤＣモータであるモータの回転数を目標回転数に制御する制御方法であって、モータの非通電相に発生する誘起電圧と基準電圧とを検出処理周波数に同期して比較し、比較結果に基づいてゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点の相互間の時間間隔からモータの実際の回転数を求めてモータの制御を行うときに、目標回転数に基づいて適切な検出処理周波数を選択する。

検出処理周波数に同期してゼロクロス検出を行い、ゼロクロス間隔から換算によって回転数を求める場合、得られる回転数は離散値となる。本発明の制御方法では、離散値である回転数が目標回転数に近いものであるように検出処理周波数を選択することによって、目標周波数における回転数誤差が小さくなり、目標回転数の近傍における制御の精度が向上する。これにより、モータの回転数を目標回転数に正確に制御できるようになる。

本発明の制御方法においては、選択可能な複数の検出処理周波数を設定し、これら複数の検出処理周波数の中からゼロクロス点の検出に用いる検出処理周波数を選択することが好ましい。このように構成することで、検出処理周波数を発生する機構において連続的に検出処理周波数を変更できるようにする必要がなくなり、装置構成などを簡略化することができる。この場合、目標回転数ごとにその目標回転数に対する適切な検出処理周波数を示すテーブルを予め作成し、目標周波数が与えられたときにテーブルを参照して検出処理周波数を選択することが好ましい。テーブルを参照することによって検出処理周波数を選択することにより、目標周波数から検出処理周波数を決定するための複雑な演算処理が不要となり、処理負荷の軽減を図ることができる。また、複数の検出処理周波数の相互間の周波数間隔を変更可能としてもよい。周波数間隔を変更可能とすることで、モータの回転数に要求される精度に応じて適切に検出処理周波数を選択できるようになる。

本発明の制御装置は、ロータの回転位置を検出するセンサを備えないブラシレスＤＣモータであるモータの回転数を目標回転数に制御する制御装置であって、検出処理周波数を発生する検出処理制御部と、モータの非通電相に発生する誘起電圧を取得してＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換回路と、Ａ／Ｄ変換回路で得られた値と基準電圧とを検出処理周波数に同期して比較し、比較結果に基づいてゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点の相互間の時間間隔からモータの実際の回転数を求めてモータの制御を行う処理部と、を備え、目標回転数に基づいて適切な検出処理周波数を選択する。

本発明の制御装置においては、選択可能な複数の検出処理周波数が設定され、これらの複数の検出処理周波数の中からゼロクロス点の検出に用いる検出処理周波数が選択されるようにすることが好ましい。この場合、目標回転数ごとにその目標回転数に対する適切な検出処理周波数を示すテーブルが予め格納された記憶部をさらに設け、目標周波数が与えられたときにテーブルの中から検出処理制御部で発生すべき検出処理周波数を選択するようにすることが好ましい。テーブルを参照することによって検出処理周波数を選択することにより、目標周波数から検出処理周波数を決定するための複雑な演算処理が不要となり、処理負荷の軽減を図ることができる。さらに、選択可能な複数の検出処理周波数の組み合わせが異なる複数のテーブルを記憶部に格納し、必要とされる回転数精度に基づいて１つのテーブルを選択し、選択したテーブルの中から検出処理制御部で発生すべき検出処理周波数を選択するようにしてもよい。このように複数のテーブルの中から１つを選択することにより、モータの回転数に要求される精度に応じて適切に検出処理周波数を選択できるようになる。

本発明によれば、センサレスブラシレスＤＣモータの回転数の制御を行うときに、非通電相の誘起電圧と基準電圧とを比較しゼロクロスの検出を行う際に用いる検出処理周波数を目標周波数に応じて適切に選択することにより、目標回転数にモータの回転数を正確に制御することが可能になる。

本発明の実施の一形態の制御装置を備えるモータ駆動システムの構成を示すブロック図である。 ゼロクロスの検出から回転数への換算までの一般的な処理を示すフローチャートである。 ゼロクロス検出を説明するタイミングチャートである。 本発明に基づく制御方法の原理を説明するブロック図である。 検出処理周波数を一定としたときの回転数の誤差を示すグラフである。 本発明に基づく制御方法による回転数の誤差を示すグラフである。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態の制御装置を備えるモータ駆動システムを示している。このモータ駆動システムは、三相ブラシレスＤＣモータであるモータ１を直流電源２からの電力によって駆動するものである。モータ１は、ロータの回転位置を検出する例えばホール素子センサなどのセンサを備えないものである。直流電源２はその一端から電源電圧Ｖ_DDを発生し、他端は接地点ＧＮＤに接続している。モータ１は、三相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）のコイルがＹ結線（スター結線）で接続したものであり、図１において点Ｎは、各相のコイルの一端が共通に接続する中性点である。

モータ駆動システムは、直流電源２に接続してモータ１を矩形波で駆動するインバータ１１と、ソフトウェア処理によってモータ１に関する制御動作を行いインバータ１１に対する指令値を発生する制御装置１４と、制御装置１４とインバータ１１との間にあって制御装置１４からの指令値をインバータ１１の駆動信号に変換するゲート駆動回路１５とを備えている。制御装置１４からの指令値は例えばモータの各相のコイルに印加される電圧で表されるが、ゲート駆動回路１５は、指令値をＰＷＭ（パルス幅変調；Pulse Width Modulation）駆動におけるオン／オフのデューティー比に変換してインバータ１１に駆動信号を出力する。

インバータ１１は、ブラシレスＤＣモータの駆動に用いられる一般的な構成を有するものであって、Ｕ相に関し、直流電源２からの電源電圧Ｖ_DDが供給される電源線にドレインが接続するトランジスタＴｒ_UPと、トランジスタＴｒ_UPのソースにドレインが接続したトランジスタＴｒ_UNと、カソードとアノードがそれぞれトランジスタＴｒ_UPのドレインとソースに接続するダイオードＤ_UPと、カソードとアノードがそれぞれトランジスタＴｒ_UNのドレインとソースに接続するダイオードＤ_UNと、トランジスタＴｒ_UP，Ｔｒ_UNのゲートにそれぞれ接続したゲート抵抗Ｒ_UP，Ｒ_UNとから構成されている。モータ１のＵ相のコイルの他端がトランジスタＴｒ_UPのソースとトランジスタＴｒ_UNのドレインとの接続点に接続している。トランジスタＴｒ_UNのソースは接地点ＧＮＤに接続している。ゲート駆動回路１５からの駆動信号は、ゲート抵抗Ｒ_UP，Ｒ_UNを介してトランジスタＴｒ_UP，Ｔｒ_UNのゲートに印加される。トランジスタＴｒ_UP，Ｔｒ_UNとしては、例えばパワー電界効果トランジスタ（パワーＦＥＴ）が用いられる。ダイオードＤ_UP，Ｄ_UNは、モータ１のコイルの自己誘導による電流や回生電流を還流するために設けられている。同様にインバータ１１は、Ｖ相に関し、トランジスタＴｒ_VP，Ｔｒ_VNと、ダイオードＤ_VP，Ｄ_VNと、ゲート抵抗Ｒ_VP，Ｒ_VNとを備え、トランジスタＴｒ_VP，Ｔｒ_VNの相互の接続点にＶ相のコイルの他端が接続している。インバータ１１は、Ｗ相に関し、トランジスタＴｒ_WP，Ｔｒ_WNとダイオードＤ_WP，Ｄ_WNとゲート抵抗Ｒ_WP，Ｒ_WNとを備え、トランジスタＴｒ_WP，Ｔｒ_WNの相互の接続点にＷ相のコイルの他端が接続している。

制御装置１４は、電源電圧Ｖ_DDを検出するためのＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換回路１６と、モータ１のＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルの端子電圧をそれぞれ検出するためのＡ／Ｄ変換回路１６_U，１６_V，１６_Wを内蔵している。モータ駆動システムにおいて、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂を直列接続した分圧回路が直流電源２に対して並列に接続し、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の接続点の電圧がＡ／Ｄ変換回路１６に入力している。モータ１のＵ相のコイルの端子、すなわちＵ相のコイルの端部のうちトランジスタＴｒ_UP，Ｔｒ_UNに接続する方の端部に対し、抵抗Ｒ_U1，Ｒ_U2を直列接続した分圧回路の一端が接続し、この分圧回路の他端は接地され、抵抗Ｒ_U1，Ｒ_U2の接続点の電圧すなわち分圧された端子電圧がＡ／Ｄ変換回路１６_Uに入力している。同様に、Ｖ相に対応して抵抗Ｒ_V1，Ｒ_V2からなる分圧回路が設けられ、この分圧回路で分圧された端子電圧がＡ／Ｄ変換回路１６_Vに入力し、Ｗ相に対応して抵抗Ｒ_W1，Ｒ_W2からなる分圧回路が設けられ、この分圧回路で分圧された端子電圧がＡ／Ｄ変換回路１６_Wに入力している。Ａ／Ｄ変換回路１６で検出された電源電圧Ｖ_DDは、制御装置１４が電源電圧Ｖ_DDに基づいた制御を行なうために使用されるが、特に、Ｖ_DD／２を算出してゼロクロス検出時の基準電圧として使用することができる。また、Ａ／Ｄ変換回路１６_U，１６_V，１６_Wは、無通電相における誘起電圧の検出に使用される。

制御装置１４についてさらに詳しく説明する。制御装置１４は、基本的にはセンサレスブラシレスＤＣモータの駆動と制御に使用される一般的なものであり、Ａ／Ｄ変換回路１６，１６_U，１６_V，１６_Wのほかに、演算処理を実行しゲート駆動回路１５に対する指令値を発生する処理部１７と、制御装置１４の動作に必要な各種のデータ類を格納する記憶部１９とを備えている。制御装置１４にはモータ１の回転数の制御のために例えば上位機器から目標回転数が与えられており、制御装置１４は、検出処理周波数に基づくトリガによるプログラム割り込み処理によってモータ１におけるゼロクロスを検出し、通電パターンの切り替えを行うとともに、ゼロクロス間の時間間隔から換算される回転数に基づいて、モータ１の回転数の制御を行う。

ゼロクロス間の時間間隔から換算される回転数と実際のモータ１の回転数との差を回転数誤差と呼ぶことにすると、表１を用いて上述したように、回転数誤差が大きい場合に目標回転数に対してモータ１の回転数を正確に制御することが難しくなり、例えば、モータ１によってポンプを駆動する場合であれば、ポンプからの吐出流量にずれが生じる。モータ１の実際の回転数が目標回転数から大きく外れているときは多少の回転数誤差があってもモータの回転数を目標回転数に近づけるように制御することは容易である。したがって、目標回転数への制御を正確に行うためには、モータ１の回転数が目標回転数に近いときに回転数誤差が小さいことが必要である。ゼロクロス間の間隔から換算される回転数は検出処理周波数に応じた離散値をとるが、本実施形態ではこのことを利用して、ゼロクロス間の間隔から換算される離散値である回転数が目標回転数に近づくように、目標回転数に応じて検出処理周波数を変化させる。そのために本実施形態では、制御装置１４は、可変周波数で検出処理周波数を発生する検出処理制御部１８を備えている。検出処理制御部１８にって目標回転数に応じた適切な検出処理周波数を発生し、この検出処理周波数に基づいてゼロクロス検出の割り込み処理を行うことによって、目標回転数の近傍において回転数誤差が小さくなり、モータ１の回転数を目標回転数に正確に制御できるようになる。

以下、本実施形態でのゼロクロス検出について説明する。図２は、本実施形態でのゼロクロス検出と対比するために、ゼロクロスの検出から回転数への換算までの一般的な処理を示している。モータ１が起動すると、まず、ステップ１０１において、一定周期での割り込みによるゼロクロス検出処理を行い、ステップ１０２においてゼロクロスを検出したかどうかを判定する。ゼロクロスを検出していなければ、次の割り込みを待つためにステップ１０１に戻り、ゼロクロスを検出していたら、ステップ１０３において、前回のゼロクロスからの経過時間を算出する。経過時間は、検出処理周波数でのクロックの数によって算出される。経過時間が算出されたら、ステップ１０４においてそれを回転数に換算し、ステップ１０５において、制御装置１４が実行する速度制御ルーチンに対し、換算された回転数が伝達される。その後、処理は、次のゼロクロスの検出のためにステップ１０１に戻る。

図３は、このような一般的なゼロクロス検出処理でどのようにゼロクロスが検出されるかを示している。図中、ゼロクロス検出処理のグラフは、検出処理周波数による割り込みによってゼロクロス検出処理が実行されるタイミングを示している。ここでは検出処理周波数を２０ｋＨｚとしている。下向きの矢印は、実際にゼロクロスが発生するタイミングを示しており、このタイミングは、検出処理周波数による割り込みによってゼロクロス検出処理が実行されるタイミングとは非同期である。また、ゼロクロス検出処理によりゼロクロスを検出したことが、検出モニタにおいて太線で示しされている。ここでは実際のゼロクロス発生タイミングは正確に２２５μｓ間隔であるとしているが、割り込みによるゼロクロス検出処理の実行タイミングと実際のゼロクロス発生タイミングとの関係により、ゼロクロス検出処理による検出結果では、ゼロクロスの検出タイミング間の間隔は等間隔ではない。このようなずれが回転数誤差の原因となる。

図４は、本実施形態におけるゼロクロス検出処理を実行するための構成をブロック図として示したものである。図１において各相に対応してそれぞれ設けられているＡ／Ｄ変換回路１６_U，１６_V，１６_Wは、いずれも非通電相の誘起電圧を検出するために用いることができるものであるが、図４では、非通電相の誘起電圧を検出するものの代表として、Ａ／Ｄ変換回路１６_Uが描かれている。また、基準電圧を検出するためのＡ／Ｄ変換回路１６_Rが設けられている。基準電圧として電源電圧V_DDの１／２を使用するのであれば、Ａ／Ｄ変換回路１６_Rを使用せずに、図１に示した回路におけるＡ／Ｄ変換回路１６を用い、このＡ／Ｄ変換回路１６の出力を１／２に（すなわち１ビット右シフト）すればよい。Ａ／Ｄ変換回路１６_U，１６_Rの出力側には、非通電相の誘起電圧と基準電圧との差を算出する減算器２１が設けられ、減算器２１の出力は２つに分岐し、一方は、遅延素子２２を介して検出回路２３に供給され、他方は検出回路２３に直接供給される。Ａ／Ｄ変換回路１６_U，１６_Rと遅延回路２２には、検出処理制御部１８から検出処理周波数のクロックＣＬＫが供給され、Ａ／Ｄ変換回路１６_U，１６_RはクロックＣＬＫに基づいてＡ／Ｄ変換動作を行い、遅延素子２２は１クロック分の遅延を与える。検出回路２３は、遅延素子２２を介して入力する前回の割り込み時の減算結果の符号と、遅延素子２２を介さずに入力する今回の割り込み時の減算結果の符号とを比較して、ゼロクロスの発生の有無を検出する。検出回路２３の出力側には、検出処理制御部１８から検出処理周波数のクロックＣＬＫが供給され、クロックＣＬＫを基準としてゼロクロス間の時間間隔を数えて出力するカウンタ２４が設けられている。

図４では、減算器２１、遅延素子２２、検出回路２３及びカウンタ２４がそれぞれハードウェア要素であるかのように記載されているが、実際には、これらの要素は、制御装置１４の処理部１７においてソフトウェアによって実現されるものである。また検出処理制御部１８から検出処理周波数のクロックＣＬＫが供給されていることから、これらの要素は、クロックＣＬＫをトリガとする割り込み処理によって動作するものであることがわかる。本実施形態では、検出処理制御部１８が発生するクロックＣＬＫの周波数すなわち検出処理周波数を目標回転数に応じて変化させることとしている。次に、目標回転数に応じた検出処理周波数の選択について説明する。

表２は、三相ブラシレスＤＣモータにおいてプログラム割り込み処理によってゼロクロスを検出するとして検出処理周波数を１８ｋＨｚ、１９ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、２１ｋＨｚ及び２２ｋＨｚのそれぞれとした場合における、検出されたゼロクロス間の検出処理周波数でのクロック数と、このクロック数からゼロクロス間隔を算出して換算を行うことによって得られるモータの回転数との関係を示している。モータの回転数は毎分の回転数すなわちｍｉｎ^-1を単位として記載されている。検出処理周波数が２０ｋＨｚであるときの回転数は、表１に示したものと同一である。

表２からも明らかなように、ゼロクロス間隔から換算される回転数は離散値をとるが、検出処理周波数を変えることによっても変化する。ある目標回転数にモータ１の回転数を制御する場合、ゼロクロス間隔から換算された離散値である回転数と目標回転数とが近い方が正確な制御を行うことができる。一方、検出処理周波数そのものは、制御装置１４での処理負荷や割り込み処理の実行に要する時間などの制約により、極端に高くすることはできない。検出処理周波数を低くしすぎると、制御特性の悪化につながる。また、検出処理周波数を連続的に変化させることができるようにすることは、ハードウェア構成やソフトウェアの複雑化につながる。そこで、標準の検出処理周波数が与えられたとして、これよりも高い方と低い方とにそれぞれ数種類の周波数を用意し、目標回転数に応じて標準の検出処理周波数も含めたこれらの周波数の中から１つを選択できるようにすることが好ましい。一例として、標準の検出処理周波数を２０ｋＨｚとしたときに、これよりも低周波数側では１８ｋＨｚと１９ｋＨｚとを用意し、高周波数側では２１ｋＨｚと２２ｋＨｚとを用意し、これらの５通りの周波数の中から目標回転数に応じて１つの周波数を検出処理周波数として選択する場合を考える。この場合、表２に示す結果を利用することができ、表２において離散値として表されている回転数の中で最も目標回転数に近いものを選択し、選択された回転数に対応する検出処理周波数を選択すればよいことになる。

実際には検出処理周波数の選択のための計算処理量を削減するために、目標回転数とそれに対応した検出処理周波数とを記述するテーブルを予め用意して記憶部１９に格納しておき、目標回転数が与えられたときにこのテーブルを参照して検出処理周波数が選択される構成とすることが好ましい。テーブルの容量が大きくなることと、目標回転数の変化にともなって過度に多数回にわたって検出処理周波数が変化することとを避けたいので、これらのことも考慮すると、目標回転数ごとに選択すべき検出処理周波数として、一例として、表３に示すような結果が得られる。表３に示す結果は、１８ｋＨｚから２２ｋＨｚまでの範囲で１ｋＨｚ刻みで検出処理周波数を選択可能としたときに、目標回転数に応じてどの検出処理周波数を選択すべきかを示している。テーブルにおいて選択可能な検出処理周波数の周波数刻みは１ｋＨｚに限られるものではなく、例えば、５００Ｈｚ刻みや２ｋＨｚ刻みとすることができ、さらには、モータ１の制御に要求される回転数精度に基づき、検出処理周波数における周波数刻みを変化させてもよい。例えば、周波数刻みが１ｋＨｚであるテーブルのほかに周波数刻みが５００Ｈｚであるテーブルや２ｋＨｚであるテーブルも用意し、必要とされる回転数精度に応じてテーブルを選択した上で、選択したテーブルの中から目標回転数に応じて検出処理周波数を選択するようにしてもよい。

図５は検出処理周波数を２０ｋＨｚとしたときの目標回転数ごとの回転数誤差を示しており、図６は、表３に示すように目標回転数に応じて検出処理周波数を選択したときの目標回転数ごとの回転数誤差を示している。目標回転数によらずに検出処理周波数を２０ｋＨｚに固定した場合には、目標回転数が大きくなるにつれて回転数誤差も大きくなり、特に毎分４５０００回転付近では回転数誤差が±１０％の範囲から逸脱するようになる。これに対し、目標回転数に応じて検出処理周波数を変化させた場合には、検出処理周波数を変化させない場合に比べ、全体的に回転数誤差が小さくて±３％の範囲内に収まり、特に、目標回転数が高い領域において著しく回転数誤差が小さくなる。

本実施形態によれば、目標回転数に応じた検出処理周波数を記述したテーブルを参照し、目標回転数が与えられたときに目標回転数に応じて検出処理周波数を変化させることにより、全体としての処理負荷の増大を避けつつ回転数誤差を小さくすることができ、モータ１の回転数を目標回転数により正確に制御できるようになる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明に基づく制御方法及び制御装置の対象となるセンサレスブラシレスＤＣモータは三相のものに限定されるものではなく、本発明は、任意の相数のセンサレスブラシレスＤＣモータに適用可能である。

１…モータ；２…直流電源；１１…インバータ；１４…制御装置；１５…ゲート駆動回路；１６，１６_R，１６_U，１６_V，１６_W…Ａ／Ｄ変換回路；１７…処理部；１８…検出処理制御部；１９…記憶部。

Claims (8)

1. ロータの回転位置を検出するセンサを備えないブラシレスＤＣモータであるモータの回転数を目標回転数に制御する制御方法であって、
   前記モータの非通電相に発生する誘起電圧と基準電圧とを検出処理周波数に同期して比較し、比較結果に基づいてゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点の相互間の時間間隔から前記モータの実際の回転数を求めて前記モータの制御を行うときに、前記目標回転数に基づいて適切な前記検出処理周波数を選択する制御方法。
2. 選択可能な複数の検出処理周波数が設定され、前記複数の検出処理周波数の中から前記ゼロクロス点の検出に用いる検出処理周波数を選択する、請求項１に記載の制御方法。
3. 前記目標回転数ごとに当該目標回転数に対する適切な前記検出処理周波数を示すテーブルを予め作成し、前記目標周波数が与えられたときに前記テーブルを参照して前記検出処理周波数を選択する請求項２に記載の制御方法。
4. 前記複数の検出処理周波数の相互間の周波数間隔が変更可能である、請求項３に記載の制御方法。
5. ロータの回転位置を検出するセンサを備えないブラシレスＤＣモータであるモータの回転数を目標回転数に制御する制御装置であって、
   検出処理周波数を発生する検出処理制御部と、
   前記モータの非通電相に発生する誘起電圧を取得してＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換回路と、
   前記Ａ／Ｄ変換回路で得られた値と基準電圧とを前記検出処理周波数に同期して比較し、比較結果に基づいてゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点の相互間の時間間隔から前記モータの実際の回転数を求めて前記モータの制御を行う処理部と、
   を備え、
   前記目標回転数に基づいて適切な前記検出処理周波数を選択する制御装置。
6. 選択可能な複数の検出処理周波数が設定され、前記複数の検出処理周波数の中から前記ゼロクロス点の検出に用いる検出処理周波数が選択される、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記目標回転数ごとに当該目標回転数に対する適切な前記検出処理周波数を示すテーブルが予め格納された記憶部をさらに備え、
   前記目標周波数が与えられたときに前記テーブルの中から前記検出処理制御部で発生すべき前記検出処理周波数を選択する、請求項６に記載の制御装置。
8. 前記記憶部に、前記選択可能な複数の検出処理周波数の組み合わせが異なる複数の前記テーブルが格納され、
   必要とされる回転数精度に基づいて前記複数のテーブルの中から１つの前記テーブルが選択され、前記選択されたテーブルの中から前記検出処理制御部で発生すべき前記検出処理周波数が選択される、請求項７に記載の制御装置。
   

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