JP3208641B2

JP3208641B2 - センサレスｄｃブラシレスモータの制御装置および手乾燥装置

Info

Publication number: JP3208641B2
Application number: JP14761495A
Authority: JP
Inventors: 弘一中林; 仁川口; 倫雄山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 2001-09-17
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JPH099668A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はセンサレスＤＣブラシ
レスモータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１９は例えば特開平３−２３０７９１
号公報に示された従来のセンサレスＤＣブラシレスモー
タの制御装置を示す構成図である。図において、４１、
４２、４３は三相モータの通電相を構成する固定子巻
線、３１は各固定子巻線４１、４２、４３に通電した際
に発生する逆起電力を検出し、各相の逆起電力のゼロク
ロス点のタイミングを一つのパルス列にして出力する逆
起電力検出手段である。

【０００３】３２は逆起電力検出手段３１から出力され
たゼロクロス点のタイミングを基準に、パルス列を各通
電相に通電を行うタイミングに遅延させた遅延パルス信
号に変換して出力するパルス遅延手段、３３はこの遅延
パルス信号に基づくタイミングで回転子位置信号を発生
する論理パルス発生手段、３４はこの回転子位置信号に
基づいて各固定子巻線４１、４２、４３に電力供給を行
う固定子巻線電力供給手段である。

【０００４】次に動作について説明する。逆起電力検出
手段３１は三相の逆起電力のゼロクロス点を検出して、
一つのパルス列に変換し出力する。即ちこのパルス列は
三相の逆起電力のゼロクロス点を示す。逆起電力検出手
段３１から出力されたパルス列は遅延手段３２へ入力さ
れる。遅延手段３２は、先ず入力されたパルス列からそ
のパルス周期を計算する。次に計算したパルス周期の１
／２の時間だけ入力したパルスを遅延させ、この遅延し
たパルス列を固定子巻線への新たな通電制御タイミング
として出力する。

【０００５】そして論理パルス発生手段３３は遅延手段
３２の出力するパルスを分周して固定子巻線４１、４
２、４３に誘起される逆起電力と同じ周波数の６相パル
スを出力する。論理パルス発生手段３３で発生した６相
のパルス信号は回転子位置信号となり、固定子巻線電力
供給手段３４に入力される。そして固定子巻線電力供給
手段３４は論理パルス発生手段３３からの回転子位置信
号に応じて、各固定子巻線４１、４２、４３に順次駆動
電流を両方向に適宜供給する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のセンサレスＤＣ
ブラシレスモータの制御装置は以上のように構成されて
いたので、通電相の切換タイミング発生のための遅延時
間の決定方法が一様であり、１回転中の負荷トルク変動
の大きな負荷に対しては、通電切換タイミングのズレに
より、モータ効率の低下、速度変動による振動等の発生
を招くという問題点があった。また、回転中の急激な負
荷変動等による脱調及び発振の発生時の保護手段や、す
ばやい初期起動のための手段が考慮されていないという
問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ロータの１回転中の負荷トルク
変動が大きな負荷に対し安定な回転が得られ、急激な負
荷変動等による脱調および発振等にも対応でき、すばや
い初期起動特性を持つセンサレスＤＣブラシレスモータ
の制御装置を得ることを目的とする。また、運転効率の
よいセンサレスＤＣブラシレスモータの制御装置を得る
ことを目的とする。

【０００８】

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るセンサレ
スＤＣブラシレスモータの制御装置は、磁界を発生する
複数の通電相を固定子側に備えると共に、前記通電相に
対応する磁石をロータ側に備えたセンサレスＤＣブラシ
レスモータに対し、前記各通電相への通電を切り換える
ことにより前記ロータを回転制御するセンサレスＤＣブ
ラシレスモータの制御装置において、各通電相の逆起電
圧を検出するロータ位置検出手段と、ロータ回転周期を
前記各通電相のゼロクロス点と相の通電状態により時系
列的な周期のあるモードに区切り、先のロータ回転周期
における前記モードの起点となるゼロクロス点からその
モード内で通電制御される通電相の適正通電制御タイミ
ングである電気角までの時間をそのモードの遅延時間と
し、この遅延時間を今回のロータ回転周期の同一のモー
ドの起点となるゼロクロス点からの通電制御タイミング
とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生手
段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電制
御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電制
御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電力
供給手段とを備えたものである。

【００１０】また、前記タイミング信号発生手段は、任
意の適正通電制御タイミングから得た通電制御タイミン
グを基に、他の通電制御タイミングを前記任意の適正通
電制御タイミングと他の適正通電制御タイミングとの位
相差に応じて決定するものである。

【００１１】また、前記通電相に任意の電圧を供給可能
な通電相電力供給手段を備え、前記通電制御信号発生手
段は通電制御タイミングの間隔に基づいて通電電圧を可
変制御するものである。

【００１２】また、各通電相の電流を検出する電流検出
手段を備え、前記タイミング信号発生手段は前記電流検
出手段から得る各通電相の電流の変化に応じて通電制御
タイミングを可変するものである。

【００１３】また、各通電相の電流を検出する電流検出
手段を備え、前記通電相を流れる所定値以上の電流が所
定時間内に所定回数を越えて前記電流検出手段にて検出
された場合、前記通電制御信号発生手段は通電相への通
電を停止するよう制御するものである。

【００１４】また、前記通電制御信号発生手段は前記ロ
ータ位置検出手段の検出結果に基づくロータ回転数が所
定限界値を越えた場合、前記通電相への通電を停止する
よう制御するものである。

【００１５】また、前記通電相の電流を検出する電流検
出手段を備え、前記通電制御信号発生手段は前記電流検
出手段にて前記通電相への通電開始時に所定値以上の電
流を検出した場合、前記通電相への通電を停止するよう
制御するものである。

【００１６】また、前記通電制御信号発生手段は前記ロ
ータ位置検出手段の検出結果に基づくロータ回転数の変
化率が所定限界値を越えた場合、前記通電相への通電を
停止するよう制御するものである。

【００１７】また、前記タイミング信号発生手段は、各
通電相の通電制御タイミング信号を最大トルク発生タイ
ミングより若干早くなるよう出力するものである。

【００１８】また、前記通電制御信号発生手段はロータ
停止時にこのロータを任意の回転位置に停止させると共
にこの停止位置を起点にして次回起動時の通電制御を行
うものである。

【００１９】また、ロータ停止時にこのロータの停止位
置を記憶するロータ位置記憶手段を備え、前記通電制御
信号発生手段はこの停止位置情報に基づいて次回起動時
の通電制御を行うものである。

【００２０】また、ロータの回転起動時に、所定時間所
定の通電相に通電を行い、その際回転をしたら正転加速
通電を行い、回転しない場合には他の通電相に通電させ
同様の処理を繰り返す起動手段を備えたものである。ま
た、磁界を発生する複数の通電相を固定子側に備えると
共に、前記通電相に対応する磁石をロータ側に備えたセ
ンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前記各通電相へ
の通電を切り換えることにより前記ロータを回転制御す
るセンサレスＤＣブラシレスモータの制御装置におい
て、通電相に対するロータの相対位置を検出するロータ
位置検出手段と、このロータ位置検出手段に接続され先
のロータ位置検出手段より検出されたロータの基準回転
位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期を用いて、
ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正通電タイミ
ングまでの時間を決定し、最新のロータ基準回転位置か
ら次の通電相の適正通電タイミングまでの時間とするタ
イミング信号を出力するタイミング信号発生手段と、こ
のタイミング信号に基づいて各通電相の通電制御信号を
発生する通電制御信号発生手段と、この通電制御信号に
基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電力供給手段
と、各通電相の電流を検出する電流検出手段とを備え、
前記通電相を流れる所定値以上の電流が所定時間内に所
定回数を越えて前記電流検出手段にて検出された場合、
前記通電制御信号発生手段は通電相への通電を停止する
よう制御するものである。また、磁界を発生する複数の
通電相を固定子側に備えると共に、前記通電相に対応す
る磁石をロータ側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモ
ータに対し、前記各通電相への通電を切り換えることに
より前記ロータを回転制御するセンサレスＤＣブラシレ
スモータの制御装置において、通電相に対するロータの
相対位置を検出するロータ位置検出手段と、このロータ
位置検出手段に接続され先のロータ位置検出手段より検
出されたロータの基準回転位置信号の時間周期に基づく
ロータ回転周期を用いて、ロータ基準回転位置から前記
各通電相の適正通電タイミングまでの時間を決定し、最
新のロータ基準回転位置から次の通電相の適正通電タイ
ミングまでの時間とするタイミング信号を出力するタイ
ミング信号発生手段と、このタイミング信号に基づいて
各通電相の通電制御信号を発生する通電制御信号発生手
段と、この通電制御信号に基づいて各通電相に電力供給
を行う通電相電力供給手段とを備え、前記通電制御信号
発生手段は前記ロータ位置検出手段の検出結果に基づく
ロータ回転数が所定限界値を越えた場合、前記通電相へ
の通電を停止するよう制御するものである。また、磁界
を発生する複数の通電相を固定子側に備えると共に、前
記通電相に対応する磁石をロータ側に備えたセンサレス
ＤＣブラシレスモータに対し、前記各通電相への通電を
切り換えることにより前記ロータを回転制御するセンサ
レスＤＣブラシレスモータの制御装置において、通電相
に対するロータの相対位置を検出するロータ位置検出手
段と、このロータ位置検出手段に接続され先のロータ位
置検出手段より検出されたロータの基準回転位置信号の
時間周期に基づくロータ回転周期を用いて、ロータ基準
回転位置から前記各通電相の適正通電タイミングまでの
時間を決定し、最新のロータ基準回転位置から次の通電
相の適正通電タイミングまでの時間とするタイミング信
号を出力するタイミング信号発生手段と、このタイミン
グ信号に基づいて各通電相の通電制御信号を発生する通
電制御信号発生手段と、この通電制御信号に基づいて各
通電相に電力供給を行う通電相電力供給手段と、前記通
電相の電流を検出する電流検出手段とを備え、前記通電
制御信号発生手段は前記電流検出手段にて前記通電相へ
の通電開始時に所定値以上の電流を検出した場合、前記
通電相への通電を停止するよう制御するものである。ま
た、磁界を発生する複数の通電相を固定子側に備えると
共に、前記通電相に対応する磁石をロータ側に備えたセ
ンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前記各通電相へ
の通電を切り換えることにより前記ロータを回転制御す
るセンサレスＤＣブラシレスモータの制御装置におい
て、通電相に対するロータの相対位置を検出するロータ
位置検出手段と、このロータ位置検出手段に接続され先
のロータ位置検出手段より検出されたロータの基準回転
位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期を用いて、
ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正通電タイミ
ングまでの時間を決定し、最新のロータ基準回転位置か
ら次の通電相の適正通電タイミングまでの時間とするタ
イミング信号を出力するタイミング信号発生手段と、こ
のタイミング信号に基づいて各通電相の通電制御信号を
発生する通電制御信号発生手段と、この通電制御信号に
基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電力供給手段
とを備え、前記通電制御信号発生手段は前記ロータ位置
検出手段の検出結果に基づくロータ回転数の変化率が所
定限界値を越えた場合、前記通電相への通電を停止する
よう制御するものである。また、磁界を発生する複数の
通電相を固定子側に備えると共に、前記通電相に対応す
る磁石をロータ側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモ
ータに対し、前記各通電相への通電を切り換えることに
より前記ロータを回転制御するセンサレスＤＣブラシレ
スモータの制御装置において、通電相に対するロータの
相対位置を検出するロータ位置検出手段と、このロータ
位置検出手段に接続され先のロータ位置検出手段より検
出されたロータの基準回転位置信号の時間周期に基づく
ロータ回転周期を用いて、ロータ基準回転位置から前記
各通電相の適正通電タイミングまでの時間を決定し、最
新のロータ基準回転位置から次の通電相の適正通電タイ
ミングまでの時間とするタイミング信号を出力するタイ
ミング信号発生手段と、このタイミング信号に基づいて
各通電相の通電制御信号を発生する通電制御信号発生手
段と、この通電制御信号に基づいて各通電相に電力供給
を行う通電相電力供給手段とを備え、前記タイミング信
号発生手段は、各通電相の通電制御タイミング信号を最
大トルク発生タイミングより若干早くなるよう出力する
ものである。また、磁界を発生する複数の通電相を固定
子側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロー
タ側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、
前記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロー
タを回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制
御装置において、通電相に対するロータの相対位置を検
出するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段
に接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロー
タの基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周
期を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適
正通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基
準回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの
時間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発
生手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通
電制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通
電制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相
電力供給手段とを備え、前記通電制御信号発生手段はロ
ータ停止時にこのロータを任意の回転位置に停止させる
と共にこの停止位置を起点にして磁界起動時の通電制御
を行うものである。また、磁界を発生する複数の通電相
を固定子側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石
をロータ側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに
対し、前記各通電相への通電を切り換えることにより前
記ロータを回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモー
タの制御装置において、通電相に対するロータの相対位
置を検出するロータ位置検出手段と、このロータ位置検
出手段に接続され先のロータ位置検出手段より検出され
たロータの基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ
回転周期を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電
相の適正通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロ
ータ基準回転位置から次の通電相の適正通電タイミング
までの時間とするタイミング信号を出力するタイミング
信号発生手段と、このタイミング信号に基づいて各通電
相の通電制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、
この通電制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う
通電相電力供給手段と、ロータ停止時にこのロータの停
止位置を記憶するロータ位置記憶手段とを備え、前記通
電制御信号発生手段はこの停止位置情報に基づいて次回
起動時の通電制御を行うものである。また、磁界を発生
する複数の通電相を固定子側に備えると共に、前記通電
相に対応する磁石をロータ側に備えたセンサレスＤＣブ
ラシレスモータに対し、前記各通電相への通電を切り換
えることにより前記ロータを回転制御するセンサレスＤ
Ｃブラシレスモータの制御装置において、通電相に対す
るロータの相対位置を検出するロータ位置検出手段と、
このロータ位置検出手段に接続され先のロータ位置検出
手段より検出されたロータの基準回転位置信号の時間周
期に基づくロータ回転周期を用いて、ロータ基準回転位
置から前記各通電相の適正通電タイミングまでの時間を
決定し、最新のロータ基準回転位置から次の通電相の適
正通電タイミングまでの時間とするタイミング信号を出
力するタイミング信号発生手段と、このタイミング信号
に基づいて各通電相の通電制御信号を発生する通電制御
信号発生手段と、この通電制御信号に基づいて各通電相
に電力供給を行う通電相電力供給手段とを備え、ロータ
の回転起動時に、所定時間所定の通電相に通電を行い、
その際回転をしたら正転加速通電を行い、回転しない場
合には他の通電相に通電させ同様の処理を繰り返す起動
手段を備えたものである。さらにこの発明に係る手乾燥
装置は、上記の何れかに記載のセンサレスＤＣブラシレ
スモータの制御装置によって制御されるセンサレスＤＣ
ブラシレスモータと、このセンサレスＤＣブラシレスモ
ータによって駆動され、本体内部の気圧を高めるブロア
とを備えたものである。

【００２１】

【００２２】

【作用】この発明においては、タイミング発生手段によ
り、先のロータの回転周期における周期を前記各通電相
のゼロクロス点と相の通電状態により時系列的な周期に
区切ったモードについて、このモードの起点となるゼロ
クロス点からそのモード内で通電制御される通電相の適
正な通電制御タイミングまでの電気角に相当する時間を
モードにおける遅延時間として求め、今回のロータ回転
周期において先のロータ回転周期と同一のモードの起点
となるゼロクロス点から先に求めた遅延時間経過した時
点を今回の通電相への通電制御タイミングとする。

【００２３】また、タイミング信号発生手段はロータ位
置検出手段の検出結果に基づいて先のロータ回転周期か
ら求めた任意の通電相に対する適正通電制御タイミング
を、今回のロータ回転周期における当該任意の通電相の
通電制御タイミングとする一方、他の通電相の通電制御
タイミングについては、この任意の通電相の適正通電制
御タイミングと他の通電相の適正通電制御タイミングと
の位相差に応じて、当該任意の通電相の通電制御タイミ
ングから決定する。

【００２４】また、通電制御信号発生手段は各通電相の
通電制御タイミングの間隔に基づいて、各通電制御タイ
ミング間のロータの回転速度が等しくなるよう通電電圧
を可変制御する。

【００２５】また、タイミング信号発生手段は、電流検
出手段により検出した相電流の変化に基づいて、最適な
通電切換タイミングになるよう通電制御タイミング信号
を補正して出力する。

【００２６】また、通電制御信号発生手段は、電流検出
手段により所定値以上の相電流が所定時間内に所定回数
を越えて検出された場合に、通電相への通電を停止する
よう制御する。

【００２７】また、通電制御信号発生手段は、ロータの
回転数が所定限界値を上回った場合に通電相への通電を
停止するよう制御する。

【００２８】また、通電制御信号発生手段は、固定子巻
線への通電開始時に所定値以上の電流が流れた場合に通
電相への通電を停止するよう制御する。

【００２９】また、通電制御信号発生手段は、通電相の
通電開始時おける通電相の電流値が所定値以上になった
場合、通電相への通電を停止するよう制御する。

【００３０】また、通電制御信号発生手段は、ロータ回
転数の変化率が所定限界値を上回った場合又は下回った
場合に通電相への通電を停止するよう制御する。

【００３１】また、タイミング信号発生手段は、通電相
に最大トルクが発生する通電制御タイミングより若干早
くなるような通電制御タイミング信号を出力する。

【００３２】また、通電制御信号発生手段はロータ停止
時にこのロータを任意の回転位置に停止させるよう通電
制御してロータを停止させ、次回モータ起動時にはこの
停止位置を起点として起動時の通電制御を行う。

【００３３】また、ロータ位置記憶手段は、ロータ停止
時のロータの停止位置を記憶し、通電制御信号発生手段
は、次回モータ起動時にはこの停止位置情報に基づいて
起動時の通電制御を行う。

【００３４】また、起動手段は、ロータの回転起動時
に、所定時間所定の通電相に通電を行うよう通電制御
し、ロータが回転をしたら正転加速通電を行い、回転し
ない場合には他の通電相に同様の処理を行い、起動を行
う。

【００３５】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１は本実施例におけるセンサレスＤＣブラシレス
モータの制御装置を示す構成図であり、本実施例では三
相モータの場合を示している。図において、１は各通電
相を構成する固定子巻線Ｌｕ８、Ｌｖ９、Ｌｗ１０に発
生する逆起電圧ｕ、ｖ、ｗを検出し、そのゼロクロス点
のタイミングで立ち上がり過程にある場合はＬｏからＨ
ｉに、立ち下がり過程にある場合にはＨｉからＬｏに出
力値を反転させて、それぞれの通電相毎にパルス列Ｐ
ｕ、Ｐｖ、Ｐｗを発生するロータ位置検出手段である。

【００３６】２はロータ位置検出手段１の出力を受け、
各通電相毎のゼロクロス点の周期から、それぞれ所定の
電気角（ここでは１５°）に対応する時間だけ遅れたタ
イミングを算出し、これを各相の通電制御タイミング信
号として遅延パルス列ＤＺｘを発生するタイミング信号
発生手段としてのパルス遅延手段である。３はロータ位
置検出手段１及びパルス遅延手段２の出力を受け、ロー
タ位置検出手段１からのパルス列Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗのパ
ターンに、パルス遅延手段２からの遅延パルス列を対応
させて通電制御信号の発生タイミングを得、出力する通
電制御信号発生手段である。

【００３７】４は通電制御信号発生手段３から受ける通
電制御信号に基づいて、各通電相を形成する固定子巻線
Ｌｕ８、Ｌｖ９、Ｌｗ１０に通電及び通電停止を行う固
定子巻線電力供給手段である。尚、パルス遅延手段２及
び通電制御信号発生手段３は１チップマイコン５により
構成されている。また、本実施例では発明の特徴を説明
するために、三相モータの負荷トルクが異なるものとな
っている。

【００３８】図２は図１のように構成されたセンサレス
ＤＣブラシレスモータの制御装置におけるタイミングチ
ャートを示している。上段のロータ回転周期ｎにおける
パルス列Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗは各固定子巻線Ｌｕ８、Ｌｖ
９、Ｌｗ１０に発生する逆起電圧を基にロータ位置検出
手段１がそれぞれのゼロクロス点で反転するパルス信号
に変換したものである。図２によれば、各通電相におけ
る負荷トルクが異なっているため、固定子巻線Ｌｕ８、
Ｌｖ９、Ｌｗ１０の位相差が１２０°ではなくばらつき
があることが分かる。

【００３９】Ｚｘは各パルス列のゼロクロス点を時系列
的に組み合わせたタイミングを示している。このパルス
列Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗのゼロクロス点の組み合わせに対応
して区切られた各区間をそれぞれモードｉ＝１、２、
３、４、５、６と名付け、任意の周期ｎにおける各モー
ドの時間幅をＴｉ，ｎとする。本実施例の場合、位相差
のばらつきにより各モードの時間幅Ｔｉ，ｎはそれぞれ
固有の長さになる。

【００４０】図３はパルス遅延手段２の一実施例を示す
構成図である。図において１１〜１６はモード毎に設け
られたパルス遅延手段であり、各パルス遅延手段はそれ
ぞれが互いに独立してロータ一位置検出手段１及び通電
制御手段３に接続され、独自に遅延タイミングの演算を
行っている。

【００４１】図４は固定子巻線電力供給手段４の詳細を
示す構成図である。図において、２９は商用ＡＣ電源、
２８は商用ＡＣ電源２８を整流するダイオードブリッ
ジ、２７は平滑コンデンサであり、これらダイオードブ
リッジ２８と平滑コンデンサ２７とで商用ＡＣ電源２８
からの交流を直流に変換する。２１〜２６はトランジス
タであり、図１の通電制御信号発生手段３からこれらト
ランジスタ２１〜２６を適宜ＯＮ／ＯＦＦ制御して、任
意の固定子巻線への印加電圧パターンを切り換えること
により、所望の電力が各固定子巻線８〜１０に印加され
る。

【００４２】次に動作について説明する。ロータ回転時
にロータ一位置検出手段１から出力される任意の回転周
期ｎにおけるパルス列Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗに基づいて、パ
ルス遅延手段２は次の回転周期ｎ＋１周期における通電
制御タイミングを算出する。即ち、図２に示すようにロ
ータ回転周期ｎ時のゼロクロス点のタイミングから、Ｚ
ｘ，ｎに示すようにモード１〜６を区分けし、この各モ
ード１〜６毎にそれぞれのモードの時間幅Ｔ1 ，ｎ〜Ｔ
6 ，ｎの１／４の時間ｔ1 ，ｎ＋１〜ｔ6 ，ｎ＋１を遅
延時間として算出する

【００４３】そして、図２の下段に示すように次のロー
タ回転周期ｎ＋１時にそのパルス列を入力すると、その
ゼロクロス点のタイミングから、Ｚｘ，ｎ＋１に示すよ
うにモード１〜６を区分けし、この各モード１〜６にお
いてそれぞれのモードの起点となるゼロクロス点から先
述の遅延時間ｔ1 ，ｎ＋１〜ｔ6 ，ｎ＋１だけ遅延した
タイミングを通電制御タイミングとするパルス列ＤＺｘ
を出力する。

【００４４】ＵH 、ＶH 、ＷH はロータ回転周期ｎ＋１
時の各トランジスタ２１、２３、２５の駆動信号、ＵL
、ＶL 、ＷL は同２２、２４、２６の駆動信号であ
る。パルス遅延手段２からの通電制御タイミング信号Ｄ
Ｚｘとロータ位置検出手段１からの各通電相の位相情報
に基いて、通電制御信号発生手段３が固定子巻線電力供
給手段４に適宜駆動信号ＵH 、ＶH 、ＷH 、ＵL 、ＶL
、ＷL を出力し、これを受けた固定子巻線電力供給手
段４は各トランジスタ２１〜２６に通電を行う。

【００４５】このような一連の動作により、それぞれの
通電相における逆起電圧のゼロクロス点のタイミングに
対して前回の回転周期から導き出された適正な通電制御
タイミングまでの遅延時間ｔ1 ，ｎ＋１〜ｔ6 ，ｎ＋１
だけ遅延することによって、固定子巻線への通電パター
ンを先の回転周期と回転位相角が合致するモード毎に適
正なタイミングで切り換えることができる。即ち、ロー
タの回転に応じて位置のモードは図２に示すように位置
モード１〜６を順次繰り返す。そして、通電モード１〜
６は今回の位置モードに対して、前回の同一モードにお
ける遅延時間を持って順次繰り返す。

【００４６】図５はロータ位置検出手段１の入力であ
り、各固定子巻線Ｌｕ８、Ｌｖ９、Ｌｗ１０に誘起され
る逆起電圧ｕ、ｖ、ｗ及びロータ位置検出手段１の出力
であり、各相位置信号であるパルス列Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗ
のタイミングチャートである。本実施例のロータ位置検
出手段１は各相の逆起電圧のゼロクロス点をとらえ、電
圧が正の時はＨｉ、負の時はＬｏに対応したディジタル
信号を発生する。この信号によりロータが特定位置を通
過したことを検出する。これは従来よりよく用いられて
きた手段である。

【００４７】図６は図３中の例えばモード１のパルス遅
延手段１１の実現手段である１チップマイコン中のソフ
トウェアのフローチャートである。処理の手順として
は、先ずステップ１でロータ位置検出手段１から入力さ
れるパルス列を基に、位置モードが６から１へと変化す
るタイミングをとらえ、ステップ２で前回同モード周期
Ｔ1 ，ｎを読み込み、ステップ３でモード周期Ｔ1 ，ｎ
の１／４の時間即ち電気角で約１５°に対応を求め、そ
れを遅延時間ｔ1 ，ｎ＋１とする。

【００４８】ステップ４でその値を用いてタイマーを動
作させ、ステップ５でロータ位置が位置モード６から１
に切り換わったタイミングから電気角で１５°の遅延タ
イミングを得て、ステップ６で通電制御信号発生手段３
に通電モード切換トリガとして通電タイミング信号を出
力する。ステップ７でロータ位置検出手段１から位置モ
ードが１から２に変わるタイミングをとらえ、ステップ
８で今回の位置モード１の周期を計測し記録し、次回の
同モードの遅延時間決定のための参考値を得て一連の動
作が終了し、以後各周期ｎ、ｎ＋１、…で上記フローを
繰り返す。尚、他のモード２〜６のパルス遅延手段１２
〜１６も同様の動作を行う。

【００４９】このように、通電手段を各モード毎に独立
して持つので、図２に示すように回転角に応じトルクが
変動し、これにより回転速度が回転角に依存するような
場合でも、回転角による速度のばらつきに対応した適正
ポイントで通電パターンの切り換えができ、通電ポイン
トのずれによる効率低下が防止できる。そして、それぞ
れのモード毎に真に適正な遅延時間を求め、タイミング
信号を発することができる。

【００５０】従って、回転角に応じて負荷トルクが変動
するコンプレッサ等を駆動するモータの効率改善に極め
て有効である。また、ロータの着磁位置の製造上のばら
つきにより発生する回転角に依存したトルク変動による
効率低下に対しても有効である。更に、回転中の急激な
負荷変動に対しても素早く対応できる。尚、上記実施例
ではパルス遅延手段２を１チップマイコン内で構成した
が、ロジック回路で構成してもよい。

【００５１】実施例２．実施例１の場合、図３に示すよ
うにパルス遅延手段２を６つのモードについて１１〜１
６としてすべて独立して設けたが、必要に応じて遅延手
段は少なくしてもよい。即ち、コンプレッサ等に用いら
れるモータの場合、負荷トルクの変動は回転角に応じて
周期的に生じる。このような場合、負荷トルクが同一
で、モードの時間幅が同一となることが予め分かってい
るモード同士については、そのモードについてパルス遅
延手段を共通化することができる。

【００５２】同様にして、特定のモードについて負荷ト
ルクが他と異なり、時間幅が異なるような場合には、そ
の特定モードについてのみパルス遅延手段を独立して設
けてもよい。これにより制御装置の構成が簡略化され、
コストも低減できる。

【００５３】実施例３．実施例１の場合、図３に示すよ
うにパルス遅延手段２を６つのモードについて１１〜１
６としてすべて独立して設けたが、コンプレッサ等に用
いられるモータの場合、負荷トルクの変動は回転角に応
じて周期的に生じる。従って、特定の位置モードにおけ
る負荷トルクに対し、各モードの負荷トルクは一定の比
率で常に変動することになる。

【００５４】このような場合、図１のパルス遅延手段２
の構成を、任意の位置モードにおける遅延時間をロータ
位置検出手段１からのパルス列に基づいて算出した後、
他の各モードについては、この遅延時間をそれぞれのモ
ードの時間幅に対応して予め設定された所定の比率を乗
じて各モード毎の遅延時間として算出し、各モードのゼ
ロクロス点から、それぞれ算出した遅延時間だけ遅延さ
せた通電タイミング信号を出力する構成とすれば、実施
例１の場合と同様、各モードの負荷トルクの変動に応じ
た通電制御が可能になる。

【００５５】上記構成によれば、パルス遅延手段は任意
のモードについてのみロータ位置検出手段からのパルス
列に基づいて最適通電制御タイミングの算出を行えばよ
く、構成が簡単になり、コストも低減できる。さらに、
他のモードの遅延時間は上記任意のモードの適正通電制
御タイミングの算出を行ったゼロクロス点を基準として
算出し、遅延させれば、通電相の逆起電力の検出は、こ
の任意のモードに関わる通電相についてのみ行えばよ
く、相数の多いモータの場合、構成が簡単にできる。

【００５６】実施例４．次に他の実施例について説明す
る。全体構成図及び固定子巻線電力供給手段４について
は図１及び図４と同様であり、同図を用いて説明を行
う。図４において、固定子巻線電力供給手段４は、２９
の交流電圧からダイオードブリッジ２８及び平滑コンデ
ンサ２７を用いて直流定電圧を生成し、図１の通電制御
信号発生手段３からの通電制御信号に基づいて、各スイ
ッチングトランジスタ２１〜２６を適宜ＯＮ／ＯＦＦす
る。

【００５７】その際、任意のＯＮ／ＯＦＦ時間比のパル
ス列を加えることにより、巻線に任意の電圧を印加でき
る。従って、通電制御信号発生手段３によりこのＯＮ／
ＯＦＦ時間比を可変制御すれば、各固定子巻線に供給さ
れる電力を可変させることができる。

【００５８】次に動作について説明する。図７は本実施
例の通電制御信号発生手段３の一出力ＵH のタイミング
チャートである。図において上段は固定子巻線への最大
電力供給時、中段は中間電力供給時、下段は最小電力供
給時の通電制御信号を示している。このように通電時の
ＯＮ／ＯＦＦ時間比を制御することにより、各固定子巻
線への印加電圧を変化させ、最終的には供給電力を変化
させる。ＯＮ幅は広いほど供給される電力は大きく、狭
いほど小さくなる。

【００５９】ＯＮ／ＯＦＦ時間比の変化は本実施例では
離散的であるとするが、連続的に変化してもよい。これ
は一般的にＰＷＭ制御とよばれ、従来電力制御に一般的
に用いられてきた制御方法である。

【００６０】図８は本実施例の全体的な動作を示すタイ
ミング図であり、図９は通電制御信号発生手段３の実現
手段である１チップマイコン中のソフトウェアのフロー
チャートである。実施例１で図２に示したように、回転
角に連動した負荷トルクの変動がある場合、ロータ位置
検出手段１からの位置信号から得られるゼロクロス点周
期は、位置モード毎にばらついた値となる。このばらつ
きは即ち回転角に依存したロータの回転速度変動に対応
している。

【００６１】位置モード１に着目した場合、位置モード
周期Ｔ1 ，ｎが短いときは回転速度が速く、長いときは
回転速度が遅いことを意味する。通電制御信号発生手段
３では、このような周期の短いとき、即ち回転速度が速
いときは、次回通電モード１において固定子巻線に与え
る電力をＰＷＭ制御により通常値より小さくする。これ
によりモータに発生するトルクが小さくなり、位置モー
ド１の周期Ｔ1 ，ｎ＋１は長くなり、回転速度は遅くな
る。

【００６２】このようにロータ位置検出手段１の検出結
果に基づいて、各位置モード目標速度に対し、速いとき
はその位置モードに対応して通電モード時の固定子巻線
への供給電力を抑え、遅いときは供給電力を増やす。こ
のような制御を繰り返すことにより各モード間の速度変
動を抑えることが可能になる。これにより速度変動によ
り負荷に発生する騒音振動が低減できる。

【００６３】図１０は本発明のセンサレスＤＣブラシレ
スモータを搭載したジェットタオル（手乾燥機）の構造
図である。図中５０はセンサレスＤＣブラシレスモー
タ、５１は本体内部の気圧を高めるブロアである。ジェ
ットタオルとは高速の風を手に当て、濡れた手を乾燥さ
せるものである。高速の風を発生させるため、ブロアは
高速回転を要求される。また、短時間乾燥が要求される
ため、乾燥対象である手を検知したのち、ブロアはただ
ちに高速回転に移行しなければならない。また、業務用
途向けが中心であるため、実回転時間が長いにも関わら
ず、長寿命を要求される。

【００６４】本発明はこのジェットタオルのような高速
で羽根が回転するような負荷で、羽根の回転変動で騒音
の出易い負荷において、その騒音発生を抑えるのに特に
効果を発揮する。また、羽根の振動によるプラスチック
の疲労を低減し、劣化による破壊に対する寿命を延ばす
意味でも効果がある。

【００６５】本実施例では通電制御信号発生手段３が各
モードの時間幅から通電電圧を可変制御する構成とした
が、実施例３に対応させ、遅延時間を算出する任意のモ
ードの時間幅に対する他の各モードの時間幅に対応した
所定の比率の通電電圧を各モードに通電するようにすれ
ば、この任意のモードの通電電圧を基準にして各モード
の通電電圧が可変する構成とすることができる。

【００６６】実施例５．図１１は本実施例におけるセン
サレスＤＣブラシレスモータの制御装置を示す構成図で
あり、図において実施例１のものと同様或は相当する構
成については、同一符号を付してその説明を省略する。
６は各固定子巻線を流れる電流を検出する電流検出手段
であり、その出力はパルス遅延手段２に接続されてい
る。パルス遅延手段２は電流検出手段６で検出された各
固定子巻線の電流値に基づいて、パルス遅延手段２内で
通電切り換え時の電流値の時間変化率を求め、変化率に
応じて遅延時間に補正をかけて通電制御タイミング信号
を出力する。

【００６７】実施例１では固定子巻線の逆起電圧を基に
そのゼロクロスポイントから通電切り換えタイミングを
得たが、各固定子巻線に流れ込む電流の時間変化から遅
延時間を得て通電パターンの切り換えを行っても同様の
効果が得られる。本実施例はこれらを組み合わせること
によって、通電ポイントのずれによる効率低下を防止す
るものである。

【００６８】図１２は固定子巻線Ｌｕ８の相電流の時間
波形を示している。上段が適正な通電タイミングで通電
パターンを切り換えた場合、下段が通電切換タイミング
が最適なポイントから遅れた場合を示す。通電切換タイ
ミングが遅れた場合は、固定子巻線に印加される電圧が
小さくなり、切り換え直後の電流の時間変化率が適正な
場合に比べて小さくなる。また、最適な切り換えポイン
トから進んだ場合は、電流の時間変化率は適正な時間変
化率に対し大きくなる。尚、適正時間変化率はモータの
構造で決まる。

【００６９】このような性質を利用して、図１３に示す
ようなアルゴリズムをマイコン中で実現すれば、通電パ
ターン切り換え直後の相電流の時間変化から最適な通電
切換タイミングを得ることができる。そして、実施例１
の手法により求めた通電制御タイミングに、図１３の手
法による補正をかけて、最適な遅延時間を得ることがで
きる。

【００７０】実施例６．図１４は本実施例におけるセン
サレスＤＣブラシレスモータの制御装置を示す構成図で
あり、図において実施例５のものと同様或は相当する構
成については、同一符号を付してその説明を省略する。
実施例５との構成上の相違は、電流検出手段６の出力が
パルス遅延手段２ではなく、通電制御信号発生手段３に
接続されていることである。

【００７１】電流検出手段６により検出された固定子巻
線の電流値を、通電制御信号発生手段３にて監視し、所
定値以上の電流を一定時間中に所定の回数を越えた場
合、固定子巻線への電力供給を停止するよう制御する。
例えば、所定時間を通電パターン切り換え回数１０回分
の時間、所定回数を８以上とすれば、通電パターン１０
回分の時間以内に発振を検知して通電を停止させ、発振
状態から脱出することができる。

【００７２】これらの所定時間の計測はマイコンのタイ
マで、回数の計測はＲＡＭを用いたカウンタで簡単に実
現できる。周波数の低い発振時は、素子の耐量の電流よ
りは小さいが、通常より大きな電流が発生する場合があ
る。しかしこの値はその他の異常電流と違い、通電切り
換えタイミングで連続的に発生する。このような発振検
知には本実施例に示したような発明が有効且つ安価に実
現できる方法となる。

【００７３】実施例７．次に他の実施例について説明す
る。本実施例における全体構成図は図１と同様である。
通電制御信号発生手段３はロータ位置検出手段１からの
各相のゼロクロス点に対応したパルス信号より各モード
の時間幅を計測する。その時間幅をモータの最高回転数
に対応する時間幅Ｔｍｉｎと比較する。Ｔｍｉｎと比較
した結果実測データが短い場合、固定子巻線への電力供
給を打ち切るような通電制御信号を出力する。

【００７４】図１０に示すようなジェットタオルでは、
例えばモータの最高回転数は約２３０００ｒｐｍとなっ
ているので、Ｔｍｉｎを約４３０μｓとすればよい。こ
れらの周期計測はマイコンのタイマで、比較値はＲＯＭ
データに記憶し、比較はＣＰＵで簡単に実現できる。

【００７５】周波数の高い発振においては、固定子巻線
より逆起電圧のゼロクロス点の通過周期が、モータの上
限回転数に対応したゼロクロス点の通過周期より短い。
もしこの場合に異常を検知せず、検知出力Ｐｕ、Ｐｖ、
Ｐｗに対応して通電し続けた場合、素子の破壊、モータ
の異常発熱等の事態も発生する。周波数の高い発振につ
いては、本実施例に示すような発明を用いれば簡単にか
つ正確に検知することが可能になる。本発明は後述の実
施例１１と組み合わせると更に検出周波数範囲が広が
る。

【００７６】本実施例及び上述の実施例６は、双方とも
所定の条件から外れた場合に固定子巻線への電力供給を
打ち切るよう通電制御するものであった。そこで、本実
施例と実施例６とを組み合わせることにより低周波、高
周波いずれの発振に対しても簡単にかつ正確に検知する
ことができるようになる。

【００７７】実施例８．次に他の実施例について説明す
る。本実施例の全体構成図は図６に示すものと同様であ
る。電流検出手段６により検出された固定子巻線電流を
通電制御信号発生手段３中で監視し、通電相切り換え時
に所定値以上の電流値を検出した場合、固定子巻線への
電力供給を打ち切るような通電制御信号を出力する。

【００７８】図１５は例えば固定子巻線８における正常
時と異常時との逆起電圧及び相電流の波形を示す比較図
であり、上段が正常な通電切換タイミングで通電パター
ンの切り換えを行った場合、下段がタイミングが異常の
場合である。異常通電切換時には、相電流の時間変化が
著しく大きい。起動時はロータ位置が不明のため、特に
前記に示すような異常が多く発生する。本実施例によれ
ば、切り換え直後すぐに異常通電を行ったことが検知で
き、素早く停止し、次の動作に移ることが可能である。

【００７９】本発明によれば通電異常に対する保護はも
ちろん起動時の時間短縮が図れるという効果がある。本
発明はジェットタオルのような短時間起動を要求される
負荷に対し特に効果がある。また、本発明は後述する実
施例１６と組み合わせると更に効果がある。

【００８０】実施例９．次に他の実施例について説明す
る。本実施例の全体構成図は図１に示すものと同様であ
る。通電制御信号発生手段３中でロータ位置検出手段１
からの各相ゼロクロス点に対応したパルス信号より各モ
ードの時間幅を各モード毎に計測する。さらにこのモー
ド毎の時間幅の差を計測監視し、モータの最高加速に対
応する時間幅の時間変化率と比較する。比較した結果、
実測データの方が小さい場合、固定子巻線への電力供給
を打ち切るような通電制御信号を出力する。

【００８１】このような構成とすれば、通常起こり得な
いような急激な負荷変動による急激な速度変化が発生し
た場合、即時に通電を打ち切るので、異物が負荷とぶつ
かることによる急激な速度低下や軸受け焼きつき等によ
るロック等の異常を検知し、異常通電による素子破壊、
モータの異常温度上昇の保護に効果がある。本発明はジ
ェットタオル等、異物が羽根に当たる可能性がある負荷
に対し極めて有効である。

【００８２】実施例１０．次に他の実施例について説明
する。本実施例の全体構成図は図１に示すものと同様で
ある。本実施例においてはパルス遅延手段２が遅延時間
を最大トルクが得られる遅延時間よりわずかに短い遅延
時間となるよう通電制御タイミング信号を出力し、固定
子巻線の通電相切換タイミングを最大トルクが得られる
ポイントより早くする。

【００８３】ブラシレスモータでは、通常回転数に対応
した周波数域においても発振を起こし安定する点が存在
する。本発明によれば、発振をしていた場合、発振が不
安定となり発振周波数が急激に上昇するので、この安定
する点が不安定になり、発振周波数が高い方に移行す
る。そして、明らかに異常と判別できる状態に素早く移
行する。これにより従来のセンサレスモータでは発振し
ていても検知できないような周波数の発振も検知可能な
周波数とすることが可能となる。

【００８４】このようにして異常を判別したのち、先述
した実施例７や実施例８による構成と方法で、発振状態
から脱出することができる。尚、この現象はジェットタ
オルの場合１５０００ｒｐｍ付近で観測されている。

【００８５】実施例１１．次に他の実施例について説明
する。本実施例の全体構成図は図１に示すものと同様で
ある。通電制御信号発生手段３はロータ位置検出手段１
からの各相のゼロクロス点に対応したパルス信号よりモ
ータの回転数を監視し、停止時のモータの回転数が所定
数以下になったら特定の相に一定時間通電するような通
電制御信号を固定子巻線電力供給手段４に与え、毎回の
停止時にロータを所定の位置に停止させる。

【００８６】起動時にはロータ停止位置が定位置でわか
っているので、最も起動トルクの出る通電相に短時間通
電する。このように通電後正回転方向に検出可能なレベ
ルの逆起電圧が得られる回転数が即時に得られ、通常運
転状態に瞬時に移行できる。

【００８７】通常センサレスＤＣブラシレスモータで
は、停止時は固定子巻線に起電力発生しないため、ロー
タ位置を判別することは不可能であり、起動時は回転磁
界を発生させ、ロータをそれに引き込んでゆくやり方が
一般的であるが、この方式では最初の回転磁界の回転数
を遅いところからゆっくり回転速度を上げていかなけれ
ばならないので、起動に時間がかかり、ジェットタオル
のように短時間起動が要求される負荷には向いていなか
った。

【００８８】本実施例によれば、一回の起動パルスで短
時間にモータを起動できる。この特性はジェットタオル
のような短時間起動を要求される負荷に対し有効であ
る。

【００８９】実施例１２．図１６は本実施例に係るセン
サレスＤＣブラシレスモータの制御装置の構成図であ
り、図において、実施例１と同様或は相当する構成につ
いては同一符号を付してその説明を省略する。７はロー
タ停止時のロータ位置を記憶する不揮発性外部記憶装置
であり、通電制御信号発生手段３に接続されている。

【００９０】次に動作について説明する。通電制御信号
発生手段３で、ロータ位置検出手段１からの各相のゼロ
クロス点に対応したパルス信号より最新のロータ位置を
常時不揮発性外部記憶手段７に書き込む。モータ起動時
には不揮発性外部記憶手段７に記憶された前回最後のロ
ータ位置情報により予めロータの停止位置が分かってい
るので、これを基に通電制御信号発生手段３は最も起動
トルクの出る通電相に短時間通電するよう固定子巻線電
力供給手段４を制御する。

【００９１】通電後、正回転方向に検出可能なレベルの
逆起電圧が得られる回転数が即時に得られ、通常運転状
態に瞬時に移行できる。通常、センサレスＤＣブラシレ
スモータでは、停止時は固定子巻線に起電力が発生しな
いため、ロータ位置を判別することが不可能であり、起
動時には回転磁界を発生させ、ロータをそれに引き込ん
でいくやり方が一般的であるが、この方式では最初の回
転磁界の回転数を遅いところからゆっくり回転速度を上
げていかなければならず、起動に時間がかかり、ジェッ
トタオルのような短時間起動が要求される負荷には向い
ていなかった。

【００９２】本実施例によれば、一回の起動パルスで短
時間にモータを起動できる。この特性はジェットタオル
のような短時間起動を要求される負荷に対し有効であ
る。上記実施例では不揮発性記憶手段を１チップマイコ
ンの外部に設けたが、不揮発性メモリ内蔵１チップマイ
コン内で実現してもよい。

【００９３】実施例１３．次に他の実施例について説明
する。本実施例の全体構成図は図１に示すものと同様で
ある。図１７は本実施例の動作を示すフローチャートで
ある。起動シーケンスは通電制御信号発生手段３中にソ
フトウェアを用いて行う。図１７で、先ずＳｔｅｐ１１
にてロータ停止状態における所定の相に通電するような
通電制御信号を発生し、ついでＳｔｅｐ１２にてロータ
位置検出手段１からの出力を用い、ロータの回転の有無
を判定する。

【００９４】回転しなかった場合は、Ｓｔｅｐ１６で別
相に通電を行い、Ｓｔｅｐ１２にて再び回転の有無を判
定する。以後、回転したことが判定されるまで相を変
え、同様の工程を繰り返す。また、回転した場合は、Ｓ
ｔｅｐ１３にて正転か逆転かを判定し、正転であればＳ
ｔｅｐ１４にて正転加速し、正転でなければＳｔｅｐ１
７にて逆転方向に加速し、その時のロータの位置に対応
した正転方向に加速する方向に通電する。

【００９５】そして、Ｓｔｅｐ１５にてロータの正逆転
を判定し、正転なら起動処理を完了し、定常回転動作に
入る。また、逆転若しくは停止状態の場合は、Ｓｔｅｐ
１に戻り、再度起動動作を繰り返す。

【００９６】具体的な例としては、Ｓｔｅｐ１１で最初
の通電相をＵ相とし、Ｓｔｅｐ１２でＵ相が回転しなけ
れば、Ｓｔｅｐ１６でＶ相に通電する。またＳｔｅｐ１
２でＵ相が回転した場合には、Ｓｔｅｐ１３及び１４に
て固定子巻線の誘起電圧からロータ位置検出手段１によ
りロータの回転方向及びロータ位置を検出し、回転方
向、位置に対応した通電パターンで通電を行う。その
後、Ｓｔｅｐ１５で再度正転か否かを判定し、正転なら
通常通電に移行し、正転でなければ最初から上記動作を
やり直す。

【００９７】図１８に本実施例の起動のタイミングチャ
ートを示す。上段がＵ相の通電電圧であり、下段がＵ相
の誘起電圧である。図１７で説明したように、１回目の
通電である程度誘起電圧が発生し、回転及びその方向を
判別し、さらに２回目の通電で加速し、その後の誘起電
圧により方向を判定し、通常の通電に移行する。

【００９８】通常センサレスＤＣブラシレスモータで
は、停止時は固定子巻線に起電力が発生しないため、ロ
ータ位置を判別することが不可能であり、起動時は回転
磁界を発生させ、ロータをそれに引き込んでいくやり方
が一般的であったが、この従来の方式では最初の回転磁
界の回転数を遅いところからゆっくり回転速度を上げて
いかなければならないので、起動に時間がかかり、ジェ
ットタオルのように短時間起動が要求される負荷には向
いていなかった。

【００９９】本実施例によれば、２回の通電パルスで起
動できる。この特性はジェットタオルのような短時間起
動を要求される負荷に対し有効である。本実施例では、
回転方向が一方向に指定されている負荷についてのみ言
及したが、正逆両方向に回転させる負荷についてもこの
発明は利用できる。また、本実施例では２回の通電パル
スで起動したが、通電パルスの回数は負荷に応じて複数
でもよい。これにより前例に対し起動確率が向上する。

【０１００】さらに、起動パルス回数を回転数に応じ可
変とすることも可能である。例えばジェットタオルでは
回転数が１５００ｒｐｍとなるまで起動パルスを送り続
ける。これによりさらに前例に対し起動確率が向上す
る。さらにまた、起動パルス時間を回転数に応じ可変と
してもよい。これによりさらに前例に対し起動確率が向
上する。

【０１０１】上記各実施例は３相センサレスＤＣブラシ
レスモータについて説明したが、本発明は他の相数のセ
ンサレスＤＣブラシレスモータについても実施可能であ
る。

【０１０２】

【０１０３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、磁界を
発生する複数の通電相を固定子側に備えると共に、前記
通電相に対応する磁石をロータ側に備えたセンサレスＤ
Ｃブラシレスモータに対し、前記各通電相への通電を切
り換えることにより前記ロータを回転制御するセンサレ
スＤＣブラシレスモータの制御装置において、各通電相
の逆起電圧を検出するロータ位置検出手段と、ロータ回
転周期を前記各通電相のゼロクロス点と相の通電状態に
より時系列的な周期のあるモードに区切り、先のロータ
回転周期における前記モードの起点となるゼロクロス点
からそのモード内で通電制御される通電相の適正通電制
御タイミングである電気角までの時間をそのモードの遅
延時間とし、この遅延時間を今回のロータ回転周期の同
一のモードの起点となるゼロクロス点からの通電制御タ
イミングとするタイミング信号を出力するタイミング信
号発生手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相
の通電制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、こ
の通電制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通
電相電力供給手段とを備えたので、回転角に対し負荷ト
ルクが違い、回転速度が変動する場合でも、モード毎に
最適な通電切換タイミングが得られ、モータの効率が向
上するという効果が得られる。

【０１０４】また、前記タイミング信号発生手段は、任
意の適正通電制御タイミングから得た通電制御タイミン
グを基に、他の通電制御タイミングを前記任意の適正通
電制御タイミングと他の適正通電制御タイミングとの位
相差に応じて決定するので、構成を簡単にすることがで
きるという効果が得られる。

【０１０５】また、前記通電相に任意の電圧を供給可能
な通電相電力供給手段を備え、前記通電制御信号発生手
段は通電制御タイミングの間隔に基づいて通電電圧を可
変制御するので、モータの回転速度のばらつきが抑えら
れ、速度変動による振動を低減できるという効果が得ら
れる。

【０１０６】また、各通電相の電流を検出する電流検出
手段を備え、前記タイミング信号発生手段は前記電流検
出手段から得る各通電相の電流の変化に応じて通電制御
タイミングを可変するので、負荷変動に対し最適な通電
切換タイミングが得られ、モータの効率が向上するとい
う効果が得られる。

【０１０７】また、各通電相の電流を検出する電流検出
手段を備え、前記通電相を流れる所定値以上の電流が所
定時間内に所定回数を越えて前記電流検出手段にて検出
された場合、前記通電制御信号発生手段は通電相への通
電を停止するよう制御するので、誤検知なく確実にモー
タの異常回転、異常通電状態から脱出できるという効果
が得られる。

【０１０８】また、前記通電制御信号発生手段は前記ロ
ータ位置検出手段の検出結果に基づくロータ回転数が所
定限界値を越えた場合、前記通電相への通電を停止する
よう制御するので、モータの異常回転、異常通電状態か
ら脱出できるという効果が得られる。

【０１０９】また、前記通電相の電流を検出する電流検
出手段を備え、前記通電制御信号発生手段は前記電流検
出手段にて前記通電相への通電開始時に所定値以上の電
流を検出した場合、前記通電相への通電を停止するよう
制御するので、異常時に素早くモータ及び電力回路を保
護できると共に、起動時の通電ミスに対し素早く次の処
理動作に移ることができ、起動時間の短縮が図れるとい
う効果が得られる。

【０１１０】また、前記通電制御信号発生手段は前記ロ
ータ位置検出手段の検出結果に基づくロータ回転数の変
化率が所定限界値を越えた場合、前記通電相への通電を
停止するよう制御するので、発振による異常回転及び通
電異常状態から脱出できるという効果が得られる。

【０１１１】また、前記タイミング信号発生手段は、各
通電相の通電制御タイミング信号を最大トルク発生タイ
ミングより若干早くなるよう出力するので、検知しにく
い異常を容易に検出できるという効果が得られる。

【０１１２】また、前記通電制御信号発生手段はロータ
停止時にこのロータを任意の回転位置に停止させると共
にこの停止位置を起点にして次回起動時の通電制御を行
うので、次回起動時のロータ位置が決まっているから、
起動しやすくなると共に、起動時間の短縮が図れるとい
う効果が得られる。

【０１１３】また、ロータ停止時にこのロータの停止位
置を記憶するロータ位置記憶手段を備え、前記通電制御
信号発生手段はこの停止位置情報に基づいて次回起動時
の通電制御を行うので、次回起動時のロータ位置が分か
っているから、起動しやすくなると共に、起動時間の短
縮が図れるという効果が得られる。

【０１１４】また、ロータの回転起動時に、所定時間所
定の通電相に通電を行い、その際回転をしたら正転加速
通電を行い、回転しない場合には他の通電相に通電させ
同様の処理を繰り返す起動手段を備えたので、短時間で
起動することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１、４、７、９、１０、１１
及び１３によるセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置を示す構成図である。

【図２】この発明の実施例１によるセンサレスＤＣブラ
シレスモータの制御装置におけるタイミングチャートで
ある。

【図３】この発明の実施例１によるパルス遅延手段を示
す構成図である。

【図４】この発明の実施例１による固定子巻線電力供給
手段を示す構成図である。

【図５】この発明の実施例１によるロータ位置検出手段
の入出力信号のタイミングチャートである。

【図６】この発明の実施例１によるパルス遅延手段の動
作を示すフローチャートである。

【図７】この発明の実施例４による通電制御信号の概念
図である。

【図８】この発明の実施例４によるセンサレスＤＣブラ
シレスモータの制御装置におけるタイミングチャートで
ある。

【図９】この発明の実施例４による通電制御信号発生手
段の動作を示すフローチャートである。

【図１０】この発明によるセンサレスＤＣブラシレスモ
ータ及びその制御装置が搭載されたジェットタオルを示
す断面図である。

【図１１】この発明の実施例５によるセンサレスＤＣブ
ラシレスモータの制御装置を示す構成図である。

【図１２】この発明の実施例５による電流検出手段によ
って検出された相電流の時間波形を示す波形図である。

【図１３】この発明の実施例５によるパルス遅延手段の
動作を示すフローチャートである。

【図１４】この発明の実施例６によるセンサレスＤＣブ
ラシレスモータの制御装置を示す構成図である。

【図１５】この発明の実施例８における正常時と異常時
との逆起電圧及び相電流の波形を示す比較図である。

【図１６】この発明の実施例１２によるセンサレスＤＣ
ブラシレスモータの制御装置を示す構成図である。

【図１７】この発明の実施例１３による起動手段の動作
を示すフローチャートである。

【図１８】この発明の実施例１３による起動手段の起動
タイミングチャートである。

【図１９】従来のセンサレスＤＣブラシレスモータの制
御装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１ロータ位置検出手段、２パルス遅延手段、３
通電制御信号発生手段、４固定子巻線電力供給手
段、５チップマイクロコンピュータ、６電流検出
手段、７不揮発性外部記憶手段、８、９、１０
固定子巻線、５０センサレスＤＣブラシレスモータ、
５１送風用ブロア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−98583（ＪＰ，Ａ) 特開平７−303391（ＪＰ，Ａ) 特開平３−198687（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−167695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 6/06 - 6/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁界を発生する複数の通電相を固定子側
に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ側
に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前記
各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータを
回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御装
置において、各通電相の逆起電圧を検出するロータ位置
検出手段と、ロータ回転周期を前記各通電相のゼロクロ
ス点と相の通電状態により時系列的な周期のあるモード
に区切り、先のロータ回転周期における前記モードの起
点となるゼロクロス点からそのモード内で通電制御され
る通電相の適正通電制御タイミングである電気角までの
時間をそのモードの遅延時間とし、この遅延時間を今回
のロータ回転周期の同一のモードの起点となるゼロクロ
ス点からの通電制御タイミングとするタイミング信号を
出力するタイミング信号発生手段と、このタイミング信
号に基づいて各通電相の通電制御信号を発生する通電制
御信号発生手段と、この通電制御信号に基づいて各通電
相に電力供給を行う通電相電力供給手段とを備えたこと
を特徴とするセンサレスＤＣブラシレスモータの制御装
置。
【請求項２】前記タイミング信号発生手段は、任意の
適正通電制御タイミングから得た通電制御タイミングを
基に、他の通電制御タイミングを前記任意の適正通電制
御タイミングと他の適正通電制御タイミングとの位相差
に応じて決定することを特徴とする請求項１記載のセン
サレスＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項３】前記通電相に任意の電圧を供給可能な通
電相電力供給手段を備え、前記通電制御信号発生手段は
通電制御タイミングの間隔に基づいて通電電圧を可変制
御することを特徴とする請求項１記載のセンサレスＤＣ
ブラシレスモータの制御装置。
【請求項４】各通電相の電流を検出する電流検出手段
を備え、前記タイミング信号発生手段は前記電流検出手
段から得る各通電相の電流の変化に応じて通電制御タイ
ミングを可変することを特徴とする請求項１記載のセン
サレスＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項５】各通電相の電流を検出する電流検出手段
を備え、前記通電相を流れる所定値以上の電流が所定時
間内に所定回数を越えて前記電流検出手段にて検出され
た場合、前記通電制御信号発生手段は通電相への通電を
停止するよう制御することを特徴とする請求項１記載の
センサレスＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項６】前記通電制御信号発生手段は前記ロータ
位置検出手段の検出結果に基づくロータ回転数が所定限
界値を越えた場合、前記通電相への通電を停止するよう
制御することを特徴とする請求項１又は５記載のセンサ
レスＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項７】前記通電相の電流を検出する電流検出手
段を備え、前記通電制御信号発生手段は前記電流検出手
段にて前記通電相への通電開始時に所定値以上の電流を
検出した場合、前記通電相への通電を停止するよう制御
することを特徴とする請求項１記載のセンサレスＤＣブ
ラシレスモータの制御装置。
【請求項８】前記通電制御信号発生手段は前記ロータ
位置検出手段の検出結果に基づくロータ回転数の変化率
が所定限界値を越えた場合、前記通電相への通電を停止
するよう制御することを特徴とする請求項１記載のセン
サレスＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項９】前記タイミング信号発生手段は、各通電
相の通電制御タイミング信号を最大トルク発生タイミン
グより若干早くなるよう出力することを特徴とする請求
項１記載のセンサレスＤＣブラシレスモータの制御装
置。
【請求項１０】前記通電制御信号発生手段はロータ停
止時にこのロータを任意の回転位置に停止させると共に
この停止位置を起点にして磁界起動時の通電制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載のセンサレスＤＣブラシ
レスモータの制御装置。
【請求項１１】ロータ停止時にこのロータの停止位置
を記憶するロータ位置記憶手段を備え、前記通電制御信
号発生手段はこの停止位置情報に基づいて次回起動時の
通電制御を行うことを特徴とする請求項１記載のセンサ
レスＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項１２】ロータの回転起動時に、所定時間所定
の通電相に通電を行い、その際回転をしたら正転加速通
電を行い、回転しない場合には他の通電相に通電させ同
様の処理を繰り返す起動手段を備えたことを特徴とする
請求項１記載のセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置。
【請求項１３】磁界を発生する複数の通電相を固定子
側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ
側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前
記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータ
を回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置において、通電相に対するロータの相対位置を検出
するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段に
接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロータ
の基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期
を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正
通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基準
回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの時
間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生
手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電
制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電
制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電
力供給手段と、各通電相の電流を検出する電流検出手段
とを備え、前記通電相を流れる所定値以上の電流が所定
時間内に所定回数を越えて前記電流検出手段にて検出さ
れた場合、前記通電制御信号発生手段は通電相への通電
を停止するよう制御することを特徴とするセンサレスＤ
Ｃブラシレスモータの制御装置。
【請求項１４】磁界を発生する複数の通電相を固定子
側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ
側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前
記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータ
を回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置において、通電相に対するロータの相対位置を検出
するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段に
接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロータ
の基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期
を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正
通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基準
回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの時
間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生
手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電
制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電
制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電
力供給手段とを備え、前記通電制御信号発生手段は前記
ロータ位置検出手段の検出結果に基づくロータ回転数が
所定限界値を越えた場合、前記通電相への通電を停止す
るよう制御することを特徴とするセンサレスＤＣブラシ
レスモータの制御装置。
【請求項１５】磁界を発生する複数の通電相を固定子
側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ
側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前
記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータ
を回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置において、通電相に対するロータの相対位置を検出
するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段に
接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロータ
の基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期
を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正
通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基準
回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの時
間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生
手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電
制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電
制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電
力供給手段と、前記通電相の電流を検出する電流検出手
段とを備え、前記通電制御信号発生手段は前記電流検出
手段にて前記通電相への通電開始時に所定値以上の電流
を検出した場合、前記通電相への通電を停止するよう制
御することを特徴とするセンサレスＤＣブラシレスモー
タの制御装置。
【請求項１６】磁界を発生する複数の通電相を固定子
側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ
側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前
記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータ
を回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置において、通電相に対するロータの相対位置を検出
するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段に
接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロータ
の基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期
を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正
通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基準
回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの時
間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生
手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電
制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電
制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電
力供給手段とを備え、前記通電制御信号発生手段は前記
ロータ位置検出手段の検出結果に基づくロータ回転数の
変化率が所定限界値を越えた場合、前記通電相への通電
を停止するよう制御することを特徴とするセンサレスＤ
Ｃブラシレスモータの制御装置。
【請求項１７】磁界を発生する複数の通電相を固定子
側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ
側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前
記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータ
を回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置において、通電相に対するロータの相対位置を検出
するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段に
接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロータ
の基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期
を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正
通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基準
回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの時
間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生
手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電
制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電
制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電
力供給手段とを備え、前記タイミング信号発生手段は、
各通電相の通電制御タイミング信号を最大トルク発生タ
イミングより若干早くなるよう出力することを特徴とす
るセンサレスＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項１８】磁界を発生する複数の通電相を固定子
側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ
側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前
記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータ
を回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置において、通電相に対するロータの相対位置を検出
するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段に
接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロータ
の基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期
を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正
通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基準
回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの時
間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生
手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電
制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電
制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電
力供給手段とを備え、前記通電制御信号発生手段はロー
タ停止時にこのロータを任意の回転位置に停止させると
共にこの停止位置を起点にして磁界起動時の通電制御を
行うことを特徴とするセンサレスＤＣブラシレスモータ
の制御装置。
【請求項１９】磁界を発生する複数の通電相を固定子
側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ
側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前
記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータ
を回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置において、通電相に対するロータの相対位置を検出
するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段に
接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロータ
の基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期
を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正
通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基準
回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの時
間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生
手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電
制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電
制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電
力供給手段と、ロータ停止時にこのロータの停止位置を
記憶するロータ位置記憶手段とを備え、前記通電制御信
号発生手段はこの停止位置情報に基づいて次回起動時の
通電制御を行うことを特徴とするセンサレスＤＣブラシ
レスモータの制御装置。
【請求項２０】磁界を発生する複数の通電相を固定子
側に備えると共に、前記通電相に対応する磁石をロータ
側に備えたセンサレスＤＣブラシレスモータに対し、前
記各通電相への通電を切り換えることにより前記ロータ
を回転制御するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御
装置において、通電相に対するロータの相対位置を検出
するロータ位置検出手段と、このロータ位置検出手段に
接続され先のロータ位置検出手段より検出されたロータ
の基準回転位置信号の時間周期に基づくロータ回転周期
を用いて、ロータ基準回転位置から前記各通電相の適正
通電タイミングまでの時間を決定し、最新のロータ基準
回転位置から次の通電相の適正通電タイミングまでの時
間とするタイミング信号を出力するタイミング信号発生
手段と、このタイミング信号に基づいて各通電相の通電
制御信号を発生する通電制御信号発生手段と、この通電
制御信号に基づいて各通電相に電力供給を行う通電相電
力供給手段とを備え、ロータの回転起動時に、所定時間
所定の通電相に通電を行い、その際回転をしたら正転加
速通電を行い、回転しない場合には他の通電相に通電さ
せ同様の処理を繰り返す起動手段を備えたことを特徴と
するセンサレスＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項２１】請求項１乃至２０の何れか１項記載の
センサレスＤＣブラシレスモータの制御装置によって制
御されるセンサレスＤＣブラシレスモータと、このセン
サレスＤＣブラシレスモータによって駆動され、本体内
部の気圧を高めるブロアとを備えたことを特徴とする手
乾燥装置。