JP3787729B2 - センサレスブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、例えばルームエアコン等に用いられるセンサレスＤＣブラシレスモータの駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の駆動装置におけるセンサレスブラシレスモーターの固定子巻線と永久磁石の回転子との相対的位置の検出は、ホール素子等の位置検出素子を用いることなく、固定子巻線の両端に発生する誘起電圧を検出してその位置を確認していた。
【０００３】
図２４は例えば特開平６−７０５８６号公報に開示された従来のセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図であり、図において、マイクロプロセッサ１は、センサレスブラシレスモータ３（以下、「ブラシレスモータ３」という）の各固定子巻線４、５、６の通電切換タイミングの決定と、その決定に基づく通電切換信号Ｐ１〜Ｐ６の出力と、誘起電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗの電気角１８０°に相当する周期の取り込みを行い、モータ駆動手段２は、通電切換信号Ｐ１〜Ｐ６の入力に基づいて各固定子巻線４，５，６の通電切換を行いブラシレスモータ３を３相全波で駆動する。
【０００４】
コンパレータ７は、ブラシレスモータ３の各固定子巻線４，５，６のうち特定の固定子巻線６の誘起電圧Ｅｗとブラシレスモータ３の中性点電圧Ｅｎとを比較し、レベル変換回路８はコンパレータ７からの出力レベルをレベル変換し、ＯＲゲート９はレベル変換回路８の出力信号Ｐ７とマイクロプロセッサ１の出力信号Ｐ８とを合成して信号Ｐ９を生成する。ここで、ブラシレスモータ３の中性点電圧Ｅｎは同等の基準電圧に接続されているものとする。
【０００５】
次に、前記駆動装置の動作を図２５の波形図を参照しながら説明する。ブラシレスモータ３が回転しているとき、各固定子巻線４，５，６には、図２５（ａ）に示すように１２０゜の位相差をもった正弦波状の誘起電圧Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗがそれぞれ発生する。この誘起電圧Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに対して、マイクロプロセッサ１は、信号Ｐ９に基づいて駆動信号Ｐ１〜Ｐ６を出力する。例えば、固定子巻線４に生じる誘起電圧Ｅｕに対しては、図２５（ｂ）に示すような駆動信号Ｐ１，Ｐ２が出力される。
【０００６】
モータ駆動手段２は、図２５（ｃ）に示すように電気角１２０゜の通電区間と電気角６０゜の非通電区間の繰り返しの波形電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを駆動信号Ｐ１〜Ｐ６の入力に基づいて生成し、ブラシレスモータ３の各固定子巻線４，５，６の端子に印加する。このとき、電気角１２０゜の通電区間に方形波状に形成された電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが生成され、各固定子巻線４，５，６にそれぞれ流れる（図２５（ｄ）参照）。コンパレータ７は、非通電区間に固定子巻線６に発生する誘起電圧Ｅｗと中性点電圧Ｅｎとを比較し、レベル変換回路８はコンパレータ７の出力をレベル変換し、ＯＲゲート９はレベル変換回路８の出力信号Ｐ７とマイクロプロセッサ１の出力信号Ｐ８とを合成して信号Ｐ９を生成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のセンサレスブラシレスモータの駆動装置では、電気角１２０゜の通電区間に方形波状に形成された電流を各固定子巻線４，５，６に流してブラシレスモータ３を駆動しているが、その通電区間の開始と終了で電流が急激に変化するためにトルクの急な変動が生じ、振動や騒音の原因となっていた。
この振動や騒音を少なくする手段として、各固定子巻線４，５，６に正弦波電流を流してブラシレスモータ３を駆動させるものがあるが、電流波形が正弦波のであるために、固定子巻線６と回転子との相対的位置を検出するのに電流検出センサが必要になっていた。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、電流センサを用いることなく、しかも固定子巻線の供給電圧に非通電区間を発生させて回転子との相対的位置を検出するようにしても、より効率がよく、振動や騒音の少ないセンサレスブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るセンサレスブラシレスモータの駆動装置は、励磁信号の入力に基づいてセンサレスブラシレスモータに通電するモータ駆動手段と、センサレスブラシレスモータの固定子巻線に発生する非通電区間により得られる誘起電圧とセンサレスブラシレスモータの中性点電圧とのゼロクロス点を検出して回転子の位置を検出する回転子位置検出手段と、検出された前記ゼロクロス点に基づいて誘起電圧のゼロクロス点の発生する周期を演算するゼロクロス点周期演算手段と、検出されたゼロクロス点と演算されたゼロクロス点の周期とに基づいて、誘起電圧のゼロクロス点との位相差をなくすように固定子巻線の励磁時間を補正する励磁時間補正手段と、前記励磁時間に基づいて非通電区間を発生させる指令を送出する非通電区間発生手段と、前記励磁時間と前記指令の入力タイミングに基づいて、正弦波電圧に非通電区間を設定してなる略正弦波電圧を生成する前記励磁信号を前記モータ駆動手段に出力する通電制御手段とを備えたものである。
【００１０】
また、前記センサレスブラシレスモータに供給される電流を検出し、該検出電流の平均値を算出し、その平均値が予め設定された値に達したとき負荷変動検出信号を出力する負荷変動検出手段を備え、前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出信号が入力されると前記通電制御手段に非通電区間を発生させる指令を送出するようにしたものである。
【００１１】
また、前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心と誘起電圧ゼロクロス点とが一致するように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１２】
また、前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心と固定子巻線に供給される略正弦波電圧のゼロクロス点とが一致するように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１３】
また、前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心が誘起電圧のゼロクロス点より所定角度ずれるように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１４】
さらに、前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心が前記略正弦波電圧のゼロクロス点より所定角ずれるように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１５】
さらにまた、前記非通電区間発生手段は、略正弦波電圧が所定時間を達する毎に非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１６】
また、前記非通電区間発生手段は、回転子が１回転したときに得られた誘起電圧のゼロクロス点の周期を、次の回転時にその周期で非通電区間を前記通電制御手段に発生させるようにしたものである。
【００１７】
また、前記非通電区間発生手段は、センサレスブラシレスモータ起動時、前記略正弦波電圧のゼロクロス点に非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記回転子位置検出手段により誘起電圧の検出が可能になったときは、前記誘起電圧のゼロクロス点に非通電区間を前記通電制御手段に発生させるようにしたものである。
【００１８】
また、前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が、予め設定された複数の設定値に達する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させるようにしたものである。
【００１９】
また、前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、誘起電圧のゼロクロス点を検出する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させるようにしたものである。
【００２０】
また、前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、所定時間毎に非通電区間の発生を減少させてその発生を停止させるようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の第１の実施形態を示すセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図、図２は第１の実施形態の動作を説明するための波形図で、（ａ）はブラシレスモータの回転中に固定子巻線に発生する誘起電圧の波形図、（ｂ）は１相の固定子巻線に供給される相印加電圧の波形図、（ｃ）は相印加電圧の供給により固定子巻線に流れる固定子電流の波形図である。なお、図２４で説明した従来例と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
【００２２】
図において、１１は回転子位置検出手段で、ブラシレスモータ３の回転中に固定子巻線４，５，６に発生する誘起電圧がそれぞれ入力され、ブラシレスモータ３の中性点電圧と誘起電圧とのゼロクロス点（以下、「誘起電圧ゼロクロス点」という）を検出して回転子の位置を検出し、回転子位置信号として出力する。
【００２３】
１２は回転子位置検出手段１１の回転子位置信号に基づいて誘起電圧ゼロクロス点の発生する周期を演算するゼロクロス点周期演算手段、１３は励磁時間補正手段で、前記位置信号とゼロクロス点周期演算手段１２の演算結果による周期とに基づいて、各誘起電圧の位相と固定子巻線４，５，６に流れる固定子電流の位相とが同相になるように、固定子巻線４，５，６の励磁時間の補正、即ち相印加電圧の位相を補正する。
【００２４】
１４は非通電区間発生手段で、補正された位相に基づいて固定子巻線４，５，６への通電を所定時間の間停止する非通電区間の発生タイミングを認識し、そのタイミングに合わせて指令を出す。この非通電区間は、ブラシレスモータ３の固定子巻線４，５，６に発生する誘起電圧を検出するために設けられたもので、固定子電流のゼロクロス付近に設けられるように相印加電圧に設定される。１５は補正された位相と非通電区間発生手段１４の指令のタイミングに基づいて略正弦波の相印加電圧を生成する励磁信号をモータ駆動手段２に出力する通電制御手段である。
【００２５】
前述したゼロクロス点周期演算手段１２、励磁時間補正手段１３、非通電区間発生手段１４及び通電制御手段１５はマイクロコンピュータにより構成されている。
【００２６】
前記のように構成された駆動装置の動作を図２の波形図を参照しながら説明する。ブラシレスモータ３が駆動しているときに固定子巻線４，５，６に正弦波の誘起電圧が発生する（図２（ａ）参照）。このとき略正弦波に形成された相印加電圧により、回転子位置検出手段１１が、各相の誘起電圧のゼロクロス点を順次に検知して回転子の位置を検出し、回転子位置信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力する。ゼロクロス点周期演算手段１２は、入力される回転子位置信号に基づいて誘起電圧ゼロクロス点の周期を演算し、励磁時間補正手段１３は、前記位置信号とその演算結果の周期とに基づいて、誘起電圧の位相と固定子巻線４，５，６に流れる固定子電流の位相とが同相になるように、相印加電圧の位相をそれぞれ補正する。
【００２７】
このとき、非通電区間発生手段１４は、補正された位相に基づいて固定子巻線４，５，６への通電を停止する非通電区間の発生のタイミングを認識し、そのタイミングに合わせて通電制御手段１５に指令を出力し、通電制御手段１５は、補正された位相と前記指令による非通電区間の発生タイミングとに基づいて励磁信号をモータ駆動手段２に出力し、モータ駆動手段２は、その励磁信号の入力に基づいてパルス幅変調した略正弦波の相印加電圧を固定子巻線４，５，６にそれぞれ印加する（図２（ｂ）参照）。この相印加電圧により、固定子巻線４，５，６に流れる固定子電流は、非通電区間を除く通電区間に流れ、略正弦波に近い電流波形となる（図２（ｃ）参照）。
【００２８】
以上のように第１の実施形態においては、固定子巻線４，５，６に流れる固定子電流の波形が正弦波に近いために、トルク変動が少なく、振動や騒音の少ない運転が可能になり、また同時に、効率の良い駆動も可能になるという効果がある。
【００２９】
実施形態２．
図３は本発明の第２の実施形態を示すセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図であり、前記第１の実施形態の駆動装置に負荷変動検出手段１７を備えたものである。
【００３０】
この負荷変動検出手段１７は、ブラシレスモータ３の１相の固定子巻線６に流れる固定子電流を検出する電流検出部１７ａと、この電流検出部１７ａより検出された固定子電流の平均値を演算する平均値電流演算部１７ｂ（図示せず）と、この平均値電流演算部１７ｂから得られた電流値が予め設定された設定値に達したときに負荷変動検出信号を非通電区間発生手段１４に出力し、前記電流値が設定値未満になったときは負荷変動検出信号の出力を遮断する負荷検出部１７ｃ（図示せず）とから構成されている。
【００３１】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出信号が入力されたときに通電制御手段１５に非通電区間を発生させる指令を出す。また、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間により回転子の検出が可能になったときに誘起電圧ゼロクロス点の検出を開始する。
【００３２】
前記のように構成された駆動装置においては、通電制御手段１５は固定子巻線４，５，６に印加される相印加電圧の波形が正弦波になるようにモータ駆動手段２を制御する。一方このとき、負荷変動検出手段１７は、前記相印加電圧の供給により流れる正弦波の固定子電流を固定子巻線６から検出し、その電流の平均値が設定値に達していないかどうかを監視する。負荷の変動により回転子の回転速度に変化が生じ、相印加電圧と誘起電圧との間の位相差により固定子電流が増加してその平均値が設定値に達すると非通電区間発生手段１４に負荷変動検出信号を出力する。このとき、非通電区間発生手段１４は、その負荷変動検出信号の入力により通電制御手段１５に非通電区間を発生させる指令を出し、通電制御手段１５は、その指令に基づいてモータ駆動手段２から出力される正弦波の相印加電圧に非通電区間を設定する。
【００３３】
この非通電区間の設定により、回転子の位置が検出され、しかも各誘起電圧の位相と固定子巻線４，５，６にそれぞれ流れる固定子電流の位相とが同相になると、負荷変動検出手段１７は、固定子巻線６に流れる固定子電流の平均値が設定値未満になるため、負荷変動検出信号の出力を遮断する。このとき、非通電区間発生手段１４は非通電区間の発生を停止させる指令を出し、通電制御手段１５は、その指令により相印加電圧の波形が再び正弦波になるようにモータ駆動手段２を制御する。
【００３４】
以上のように第２の実施形態によれば、負荷の変動により固定子電流の平均値が設定値に達したとき非通電区間を設定し、固定子電流の平均値が設定値未満になったときは非通電区間の設定を停止するようにしたので、ブラシレスモータ３をより正弦波に近い相印加電圧で駆動でき、そのために、トルク変動が小さくなり、かつ振動や騒音の少ない駆動がさらに可能になり、また同時に効率のよい駆動も可能になるという効果がある。
【００３５】
実施形態３．
図４は本発明の第３の実施形態における波形図で、誘起電圧ゼロクロス点に非通電区間の中心を一致させたときの誘起電圧と相印加電圧との関係を示す。図５は第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第３の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００３６】
第３の実施形態における非通電区間発生手段１４は、誘起電圧ゼロクロス点と非通電区間ｔｓの中心とが一致するように非通電区間ｔｓの開始指令を、誘起電圧ゼロクロス点に対して非通電区間ｔｓの１／２時間だけ前通電制御手段１５に出す。その後は、誘起電圧ゼロクロス点の検出から非通電区間ｔｓの１／２時間経過したときに非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知すると共に、誘起電圧ゼロクロス点の検出により得られた周期Ｔから通電時間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定する。そして、経過時間が時間Ｔ−ｔｓに達したときは前記と同様に次の非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す。この非通電区間ｔｓの設定は各相の相印加電圧に対して順次に実行する。
【００３７】
次に、図５のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を説明する。ブラシレスモータ３の駆動時、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングで非通電区間開始の指令を通電制御手段１５に出すと（Ｓ１）、通電制御手段１５は、誘起電圧ゼロクロス点と非通電区間ｔｓの中心とが一致するように相印加電圧に非通電区間ｔｓを設定させる制御をモータ駆動手段２に対して行う。このとき、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間の開始により入力される誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定し（Ｓ２）、その誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは回転子位置検出としてその信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力する。ゼロクロス点周期演算手段１２は、前回において検出した誘起電圧ゼロクロス点からの経過時間よりゼロクロス点の周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期Ｔを算出する（Ｓ３）。
【００３８】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算すると共に、誘起電圧ゼロクロス点の検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ４，Ｓ５）、その時間を経過したときは非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知して通電を再開させる（Ｓ６）。また、非通電区間発生手段１４は、ステップ３において得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ７）、経過時間がＴ−ｔｓ時間を経過したときはステップ４において得られたタイミングで非通電区間開始の指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ１）。
【００３９】
以上のように第３の実施形態においては、誘起電圧ゼロクロス点を検出すると非通電区間ｔｓの１／２時間経過後に非通電区間ｔｓを終了し、その位置からさらに誘起電圧ゼロクロス点の周期Ｔから非通電区間ｔｓを差し引いた時間経過後に再び非通電区間ｔｓを発生させることで、次の誘起電圧ゼロクロス点を検出する時間ｔｓ／２前に非通電区間ｔｓを発生させることができるので、回転子の検出の精度が高くなり、回転数を安定させることができるという効果がある。
【００４０】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置にも適用できる。その駆動装置の場合、非通電区間発生手段１５は、負荷変動検出手段１７の負荷変動検出信号が入力されると、前述したタイミングで非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出し、その非通電区間ｔｓの設定により、固定子電流が負荷変動検出手段１７の設定値未満になったときは非通電区間ｔｓの発生を停止させる。
【００４１】
実施形態４．
図６は本発明の第４の実施形態における波形図で、固定子巻線に発生させる非通電区間の中心を相印加電圧の基本正弦波波形のゼロクロス点（以下、「相印加電圧ゼロクロス点」という）に一致させたときの誘起電圧と相印加電圧の関係を示す。図７は第４の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第４の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００４２】
第４の実施形態における非通電区間発生手段１４は、相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間ｔｓの中心とが一致するように非通電区間ｔｓの開始指令を、相印加電圧ゼロクロス点に対して非通電区間ｔｓの１／２時間だけ前に通電制御手段１５に出す。その後は、前記ゼロクロス点の検出から非通電区間ｔｓの１／２時間経過したときに非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知すると共に、相印加電圧ゼロクロス点の検出により得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定する。そして、経過時間が時間Ｔ−ｔｓに達したときは前記と同様に次の非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す。この非通電区間ｔｓの設定は各相の相印加電圧に対して順次に実行する。
【００４３】
次に、図７のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を説明する。ブラシレスモータ３の駆動時、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングで非通電区間開始の指令を通電制御手段１５に出すと（Ｓ１１）、通電制御手段１５は、相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間ｔｓの中心とが一致するように相印加電圧に非通電区間ｔｓを設定させる制御をモータ駆動手段２に対して行う。
【００４４】
このとき、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間の開始により入力される誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定し、その誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは回転子位置検出としてその信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力し、ゼロクロス点周期演算手段１２は、前回において検出した誘起電圧ゼロクロス点からの経過時間よりゼロクロス点の周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期を算出する。
【００４５】
一方、非通電区間発生手段１４は、励磁時間補正手段１３により得られた周期に基づいて相印加電圧のゼロクロス点を認識すると共に、そのゼロクロス点までの周期Ｔを演算し（Ｓ１２，Ｓ１３）、かつ、その周期Ｔから非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算する（Ｓ１４）。そして、相印加電圧ゼロクロス点の検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ１５）、その時間を経過したときは非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知して通電を再開させる（Ｓ１６）。また、非通電区間発生手段１４は、ステップ１３において得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ１７）、経過時間が時間Ｔ−ｔｓを経過したときはステップ１４において得られたタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ１１）。
【００４６】
以上のように第４の実施形態においては、相印加電圧ゼロクロス点から非通電区間ｔｓの１／２時間経過後に非通電区間ｔｓを終了し、その位置より時間Ｔ−ｔｓ経過後に再び非通電区間を発生させることで、次の相印加電圧のゼロクロス点までの時間はｔｓ／２となるので、非通電区間ｔｓの中心と相印加電圧ゼロクロス点が正確に一致し、これに伴い相印加電圧の波形が正弦波に近くなるため、電流波形も正弦波に近くなり、トルク変動や振動、騒音の少ない駆動が可能になるという効果がある。
【００４７】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置にも適用できる。その駆動装置の場合、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７の負荷変動検出信号が入力されると、前述したタイミングで非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出して相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とを一致させ、これにより、固定子電流が安定して負荷変動検出手段１７の設定値未満になったときは非通電区間ｔｓの発生を停止させる。
【００４８】
実施形態５．
図８は本発明の第５の実施形態における波形図で、ブラシレスモータ３の固定子巻線４，５，６に印加する相印加電圧に設定させる非通電区間ｔｓの中心を、誘起電圧ゼロクロス点より所定の位相角だけ進ませたときの誘起電圧と相印加電圧との関係を示す。図９は第５の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第５の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００４９】
第５の実施形態における非通電区間発生手段１４は、非通電区間ｔｓの中心が誘起電圧ゼロクロス点より所定の位相角に相当する時間ｔｐ（以下、「位相角ｔｐ」という）進んだ位置に設定されるように非通電区間ｔｓの開始指令を、誘起電圧ゼロクロス点に対して時間ｔｓ／２＋ｔｐだけ前に通電制御手段１５に出す。その後は、前記ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２−ｔｐ経過後に非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知すると共に、誘起電圧ゼロクロス点の検出により得られた周期Ｔから時間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定する。そして、経過時間が時間Ｔ−ｔｓに達したときは前記と同様に次の非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す。この非通電区間ｔｓの設定は各相の相印加電圧に対して順次に実行する。
【００５０】
次に、図９のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を説明する。ブラシレスモータ３の駆動時、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出すと（Ｓ２１）、通電制御手段１５は、非通電区間ｔｓの中心が誘起電圧ゼロクロス点より位相角ｔｐ進んだ位置に設定されるように相印加電圧に非通電区間ｔｓを設定させる制御をモータ駆動手段２に対して行う。このとき、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間ｔｓの開始により入力される誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定し（Ｓ２２）、その誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは回転子位置検出としてその信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力する。ゼロクロス点周期演算手段１２は、前回において検出した誘起電圧ゼロクロス点からの経過時間よりゼロクロス点の周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期Ｔを算出する（Ｓ２３）。
【００５１】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算すると共に、前記周期Ｔに基づく位相角ｔｐを算出し（Ｓ２４，Ｓ２５）、次いで、誘起電圧ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２−ｔｐを経過したかどうかを判定し（Ｓ２６）、その時間を経過したときは非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知して通電を再開させる（Ｓ２７）。そして、非通電区間発生手段１４は、ステップ２３において得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ２８）、その時間Ｔ−ｔｓを経過したときはステップ２４において得られたタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ２１）。
【００５２】
以上のように第５の実施形態においては、誘起電圧ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２−ｔｐ経過後に非通電区間を終了し、その位置より時間Ｔ−ｔｓ経過後に再び非通電区間ｔｓを発生させることで、次の誘起電圧ゼロクロス点の検出までの時間がｔｓ／２＋ｔｐとなるので、誘起電圧のゼロクロス点に対して位相角ｔｐだけ非通電区間を前に進んで相印加電圧の波形がさらに正弦波に近くなり、そのために駆動時のトルク変動や振動、騒音が少なくなるという効果がある。
【００５３】
なお、本実施形態においても、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置に適用できることはいうまでもない。
【００５４】
実施形態６．
図１０は本発明の第６の実施形態における波形図で、モータ駆動手段より供給される相印加電圧に設定する非通電区間を、その相印加電圧の基本正弦波波形のゼロクロス点に相当する位置より所定の位相角だけ遅らせたときの誘起電圧と相印加電圧の関係を示す。図１１は第６の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第６の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００５５】
第６の実施形態における非通電区間発生手段１４は、非通電区間ｔｓの中心が相印加電圧のゼロクロス点より位相角ｔｐ遅れた位置に設定されるように非通電区間ｔｓの開始指令を、相印加電圧ゼロクロス点に対して時間ｔｓ／２−ｔｐだけ前に通電制御手段１５に出す。その後は、前記ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２＋ｔｐ経過後に非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知すると共に、相印加電圧ゼロクロス点の検出により得られた周期Ｔから時間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定する。そして、経過時間が時間Ｔ−ｔｓに達したときは前記と同様に次の非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す。この非通電区間ｔｓの設定は各相の相印加電圧に対して順次に実行する。
【００５６】
次に、図１１のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を説明する。ブラシレスモータ３の駆動時、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出すと（Ｓ３１）、通電制御手段１５は、非通電区間ｔｓの中心が相印加電圧ゼロクロス点より位相角ｔｐ遅れた位置に設定されるように相印加電圧に非通電区間開始の制御をモータ駆動手段２に対して行う。
【００５７】
このとき、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間の開始により入力される誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定し、その誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは回転子位置検出としてその信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力し、ゼロクロス点周期演算手段１２は、前回において検出した誘起電圧ゼロクロス点からの経過時間よりゼロクロス点の周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期を算出する。
【００５８】
一方、非通電区間発生手段１４は、励磁時間補正手段１３により得られた周期に基づいて相印加電圧のゼロクロス点を認識し（Ｓ３２）、そのゼロクロス点までの周期Ｔを演算し（Ｓ３３）、引き続き、その周期Ｔから非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算し（Ｓ３４）、前記周期Ｔに基づく位相角ｔｐを算出する（Ｓ３５）。そして、相印加電圧ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２＋ｔｐを経過したかどうかを判定し（Ｓ３６）、その時間を経過したときは非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知して通電を再開させる（Ｓ３７）。また、非通電区間発生手段１４は、ステップ３３において得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ３８）、経過時間が時間Ｔ−ｔｓを経過したときはステップ３４において得られたタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ３１）。
【００５９】
以上のように第６の実施形態においては、非通電区間ｔｓを相印加電圧ゼロクロス点より時間ｔｓ／２＋ｔｐ経過後に終了し、その位置より時間Ｔ−ｔｓ経過後に再び非通電区間ｔｓを発生させることで、次の相印加電圧ゼロクロス点までの時間はｔｓ／２−ｔｐとなり、相印加電圧のゼロクロス点が非通電区間ｔｓの中心より位相角ｔｐだけ遅れた位置に発生するので、誘起電圧のゼロクロスの検出精度が高くなり、回転子の回転を安定させることができるという効果がある。
【００６０】
なお、本実施形態においても、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置に適用できることはいうまでもない。
【００６１】
実施形態７．
図１２は本発明の第７の実施形態における相印加電圧の波形図、図１３は第７の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第７の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００６２】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、動作説明時に詳述するが、相印加電圧に設定される非通電区間ｔｓを、その相印加電圧の１周期毎に発生するようにしている。また、第５の実施形態と同様にその非通電区間ｔｓにより誘起電圧ゼロクロス点を検出した際、そのゼロクロス点からの経過時間が時間ｔｓ／２時間から時間ｔｐを減算した時間になったときに非通電区間を終了すようになっている。
【００６３】
次に、図１３のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を詳述する。なお、ステップ４１〜ステップ４７までは、第５の実施形態で説明した図９のフローチャートのステップ２１〜ステップ２７までと同じであるため説明を省略する。
【００６４】
非通電区間発生手段１４は、通電制御手段１５に非通電区間終了の指令を出して通電を再開させた後に、ゼロクロス点周期演算手段１２によって演算されたゼロクロス点の周期Ｔを経過したかどうかを判定し（Ｓ４８）、ゼロクロス点周期Ｔの経過を確認したときは相印加電圧がゼロクロスしたと判断してその回数ｎが２回かどうかを判定する（Ｓ４９）。このときは、ｎ＝１であるためそのｎに「１」を加算して「２」とし（Ｓ５０）、再びゼロクロス点周期Ｔを経過したかどうかを判定する（Ｓ４８）。ゼロクロス点周期Ｔの経過を確認したときは前記と同様に相印加電圧のゼロクロスの回数ｎが２回目かどうかを判定する（Ｓ４９）。このときは、その回数ｎは「２」であるため回数ｎを「１」に再設定し（Ｓ５１）、非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ４１）。この非通電区間ｔｓの設定はそれぞれの相印加電圧に行われる。
【００６５】
以上にように第７の実施形態においては、非通電区間ｔｓを相印加電圧の１周期毎に設定するようにしたので、相印加電圧の波形がより正弦波に近くなり、トルク変動や、振動、騒音の少ない駆動が可能になるという効果がある。
【００６６】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置にも適用できる。その駆動装置の場合、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７の負荷変動検出信号が入力されると、前述したように非通電区間ｔｓを相印加電圧の１周期毎に発生させ、この制御により固定子電流が安定して負荷変動検出手段１７の設定値未満になったときは非通電区間ｔｓの発生を停止させる。
【００６７】
実施形態８．
図１４は本発明の第８の実施形態における誘起電圧の波形図、図１５は第８の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第８の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００６８】
第８の実施形態における非通電区間発生手段１４は、非通電区間ｔｓの開始タイミングを第３の実施形態と同様に行い、その非通電区間ｔｓの発生により得られた回転子の１回転時の各相の誘起電圧ゼロクロス点の周期を次の回転に用いるようにしたものである。図１５に示すＴ（ｎ）は、各相の誘起電圧ゼロクロス点の周期Ｔ１〜Ｔ６を格納する変数であり、ｎの値は、回転子が１回転する間に発生する誘起電圧ゼロクロス点の数６に一致する。
【００６９】
次に、図１４の波形図を参照しながら図１５のフローチャートに基づいて動作を説明する。なお、ステップ６１〜ステップ６４までは、第３の実施形態で説明した図５のフローチャートのステップ１〜ステップ４までと同じであるため説明を省略する。
【００７０】
非通電区間発生手段１４は、励磁時間補正手段１３により補正された周期Ｔを変数Ｔ（ｎ）に設定して周期Ｔ（１）として保持し（Ｓ６５）、次いで周期Ｔの回数ｎを「２」とし（Ｓ６６）、その回数ｎが「７」に達したかどうかを判定する（Ｓ６７）。この場合、周期の回数ｎが「２」であるため、ステップ６９に進んでＷ相の誘起電圧ゼロクロス点検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ６９）、その時間を経過したときは非通電区間ｔｓを終了し（Ｓ７０）、通電区間の時間Ｔ（２）−ｔｓ／２を経過したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００７１】
通電区間の時間を経過したときは、前述のごとく、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングでＶ相の印加電圧に非通電区間ｔｓを開始させ（Ｓ６１）、回転子位置検出手段１１がその非通電区間ｔｓの開始により誘起電圧ゼロクロス点を検出し（Ｓ６２）、ゼロクロス点周期演算手段１２がＷ相の誘起電圧ゼロクロス点からの周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期Ｔを算出する（Ｓ６３）。
【００７２】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算し（Ｓ６４）、引き続き、前記周期Ｔを変数Ｔ（ｎ）に設定して周期Ｔ（２）として保持し（Ｓ６５）、さらに周期Ｔの回数ｎを「３」とし（Ｓ６６）、その回数ｎが「７」に達したかどうかを判定する（Ｓ６７）。この場合も周期の回数ｎが「３」であるため、ステップ６９に進んでＶ相の誘起電圧ゼロクロス点検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ６９）、その時間を経過したときは非通電区間終了と判断し（Ｓ７０）、通電区間の時間Ｔ（３）−ｔｓ／２を経過したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００７３】
この通電区間の時間を経過したときは、また、非通電区間発生手段１４が、前記と同様にＵ相の印加電圧に非通電区間ｔｓを開始させ（Ｓ６１）、回転子位置検出手段１１がその誘起電圧ゼロクロス点を検出し（Ｓ６２）、ゼロクロス点周期演算手段１２がＶ相の誘起電圧ゼロクロス点からの周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期Ｔを算出する（Ｓ６３）。
【００７４】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算し（Ｓ６４）、引き続き前記周期Ｔを変数Ｔ（ｎ）に設定して周期Ｔ（３）として保持し（Ｓ６５）、次いで周期の回数ｎを「４」とし（Ｓ６６）、その回数ｎが「７」に達したかどうかを判定する（Ｓ６７）。この場合も周期の回数ｎが「４」であるため、ステップ６９に進んでＵ相の誘起電圧ゼロクロス点検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ６９）、その時間を経過したときは非通電区間終了と判断し（Ｓ７０）、通電区間の時間Ｔ（４）−ｔｓ／２を経過したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００７５】
また、この通電区間を終了すると、非通電区間発生手段１４は、再び、各相の誘起電圧のゼロクロス点の周期Ｔ（４），Ｔ（５），Ｔ（６）を順に得て保持し（Ｓ６１〜Ｓ６５）、周期Ｔ（６）を保持したときはｎが「７」になるのでそのｎを「１」にクリアする（Ｓ６６〜Ｓ６８）。そして、Ｖ相の誘起電圧ゼロクロス点検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ６９）、その時間を経過したときは非通電区間終了と判断し（Ｓ７０）、通電区間の時間Ｔ（１）−ｔｓ／２を経過したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００７６】
この時間を経過したときは、非通電区間発生手段１４は、図１４に示すように、保持した周期Ｔ（１）〜Ｔ（６）を用いて非通電区間ｔｓの発生タイミングとすると共に、その非通電区間ｔｓの発生によって新たに得られる各相の誘起電圧ゼロクロス点の周期Ｔ（１）〜Ｔ（６）を前述した処理で入手する。
【００７７】
圧縮機に用いられるモータの制御になされたもので、このモータの場合、回転子の１回転中に負荷に変動があるために、回転子の回転速度も回転子の位置によって変動するが、負荷の変動が回転子の位置によって、一意に決まっているため、回転の変動にも一定の周期をもっている。この制御は、この回転の変動の周期を考慮したもので、１回転前のゼロクロス点の検出周期を用いて、次の非通電区間ｔｓを発生させるための、ゼロクロス点の検出を安定して行えるという効果がある。
【００７８】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置に適用してもよい。その場合、前述した制御は、非通電区間発生手段１４が負荷変動検出信号の入力を検出してから遮断されるまで行われる。
【００７９】
実施形態９．
図１６は本発明の第９の実施形態における波形図、図１７は第９の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第９の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００８０】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、ブラシレスモータ起動時には、第４の実施形態と同様に相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とが一致するようにその非通電区間を発生させ、この非通電区間内に誘起電圧ゼロクロス点が検出されたときは、第３の実施形態と同様に誘起電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とが一致するようにその非通電区間を発生させる。
【００８１】
また、本実施形態には、相印加電圧に非通電区間を発生した際、回転子が検出されたかどうかを判定し、検出されなかったときは相印加電圧ゼロクロス点の周期Ｔを△ｔ減算して周波数を増加させ、回転子が検出されたときは、検出した誘起電圧のゼロクロス点を中心とした区間に非通電区間を発生させるように非通電区間発生手段１４に指令を出す同期移行手段（図示せず）を備えている。
【００８２】
次に、図１７のフローチャートに基づいて動作を説明する。ブラシレスモータ３の起動時、非通電区間発生手段１４は、固定子巻線４，５，６に印加する各相の印加電圧のゼロクロス点周期を変数Ｔに設定して周期Ｔとし、かつ、その周期Ｔ毎に非通電区間ｔｓを発生させる指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ８１，Ｓ８２）。その指令を受けた通電制御手段１５は、前記周期Ｔ毎に印加電圧がゼロクロスするように、また、そのゼロクロス点上に非通電区間ｔｓが発生するようにモータ駆動手段２を制御する。
【００８３】
一方、非通電区間発生手段１４は、非通電区間開始から時間ｔｓを経過したかどうかを判定し（Ｓ８３）、経過時間が時間ｔｓに達したときはその非通電区間ｔｓを終了する（Ｓ８４）。このとき、同期移行手段は、非通電区間ｔｓ内で誘起電圧ゼロクロス点の検出による回転子の位置検出ができたかどうかを判定し（Ｓ８５）、回転子の位置を検出できたときはステップ８９に進むが、回転子の位置を検出できなかったときは、非通電区間発生手段１４によって計時された時間Ｔ−ｔｓ経過後に（Ｓ８６）、前記周期Ｔを△ｔで減算してその周期Ｔを更新する（Ｓ８７）。一方非通電区間発生手段１４は、その更新された周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの発生タイミングを更新し（Ｓ８８）、ステップ８２に戻って前述した処理を繰り返し実行する。
【００８４】
また、非通電区間発生手段１４は、同期移行手段を通して回転子の位置が検出されたことを確認すると、非通電区間ｔｓを、検出された誘起電圧ゼロクロス点に発生させるためにそのゼロクロス点周期を変数Ｔに設定して周期とし（Ｓ８９）、かつ、非通電区間ｔｓをその周期Ｔに発生するようにタイミングを更新する（Ｓ９０）。そして、各相の印加電圧のゼロクロス点に発生した非通電区間終了後の時間Ｔ−ｔｓを経過したときに（Ｓ９１）、誘起電圧ゼロクロス点上に非通電区間ｔｓを発生させる指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ９２）。指令を受けた通電制御手段１５は、非通電区間ｔｓの中心と誘起電圧ゼロクロス点とが一致するように印加電圧にその非通電区間ｔｓを発生させる制御をモータ駆動手段２に対して行う。
【００８５】
一方、非通電区間発生手段１４は、非通電区間ｔｓの発生による回転子の位置を検出できたかどうかを判定し（Ｓ９３）、回転子の位置を検出したときは非通電区間ｔｓの１／２時間経過後に非通電区間ｔｓを終了し（Ｓ９４，Ｓ９５）、ステップ９１に戻って前述した処理を繰り返し実行する。なお、この処理実行中に誘起電圧ゼロクロス点の周期が変わったときは、励磁時間補正手段１３の補正に基づいて誘起電圧ゼロクロス点の周期Ｔ及び非通電区間ｔｓの発生タイミングを更新する。
【００８６】
以上のように第９の実施形態においては、起動時の相印加電圧が正弦波に近いために、回転子の動作は緩やかになり、起動時の振動や騒音を小さく抑えることができるという効果がある。
【００８７】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置に適用してもよい。
【００８８】
また、ブラシレスモータ起動時には、第４の実施形態と同様に相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とが一致するようにその非通電区間を発生させ、この非通電区間内に誘起電圧ゼロクロス点が検出されたときは、第３の実施形態と同様に誘起電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とが一致するようにその非通電区間を発生させるようにしたが、ブラシレスモータ起動時には、第６の実施形態と同様に非通電区間ｔｓの中心が相印加電圧のゼロクロス点より位相角ｔｐ遅れた位置に設定されるように非通電区間ｔｓを、相印加電圧ゼロクロス点に対して時間ｔｓ／２−ｔｐだけ前に発生させ、この非通電区間内に誘起電圧ゼロクロス点が検出されたときは、第５の実施形態と同様に非通電区間ｔｓの中心が誘起電圧ゼロクロス点より位相角ｔｐ進んだ位置に設定されるように非通電区間ｔｓを、誘起電圧ゼロクロス点に対して時間ｔｓ／２＋ｔｐだけ前に発生させるようにしてもよい。
【００８９】
実施形態１０．
図１８は本発明の第１０の実施形態を説明するための非通電区間と電流設定値の相関図、図１９は本実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態の駆動装置の構成は第２の実施形態の駆動装置に相当するため図３の制御ブロック図を用いて説明する。
【００９０】
本実施形態における負荷変動検出手段１７は、負荷変動検出信号を非通電区間発生手段１４に出力した後は検出電流（平均値）を出力するようになっている。また、非通電区間発生手段１４は、例えば３種の電流設定値ｉ１，ｉ２，ｉ３と、その電流設定値ｉ１，ｉ２，ｉ３に対応して設定された非通電区間ｔｓ１，ｔｓ２，ｔｓ３と、最小値の非通電区間ｔｓ４とをそれぞれ有し（図１８（ａ）参照）、負荷変動検出信号が入力されたとき電流設定値ｉ１と非通電区間ｔｓ１とを選択し、検出電流が電流設定値ｉ１以下になったときは非通電区間ｔｓ２と電流設定値ｉ２とを選択し、また検出電流が電流設定値ｉ２以下になったときは非通電区間ｔｓ３と電流設定値ｉ３とを選択し、さらに検出電流が電流設定値ｉ３以下になったときは非通電区間ｔｓ４を選択し、段階的に非通電区間幅を縮小していく（図１８（ｂ）参照）。そして、非通電区間幅が非通電区間ｔｓ４のときは最小値とみなして非通電区間の発生を停止する。
【００９１】
次に、図１９のフローチャートに基づいて動作を説明する。ブラシレスモータ駆動中において、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７の負荷変動検出信号を検知すると（Ｓ１０１）、電流設定値ｉ１を選択し、かつ、その設定値ｉ１に対応する非通電区間ｔｓ１を通電制御手段１５より発生させ（Ｓ１０２）、入力される検出電流と電流設定値ｉ１とを比較する（Ｓ１０３）。検出電流の方が電流設定値ｉ１より大きいときはこのステップで待機し、検出電流が電流設定値ｉ１以下になったときは、相印加電圧に発生している非通電区間ｔｓ１を非通電区間ｔｓ２に切り換えてその区間幅を縮小すると共に電流設定値ｉ２を選択して、その設定値ｉ２が最小値かどうかを判定する（Ｓ１０４〜Ｓ１０６）。電流設定値ｉ２が最小値のときは相印加電圧に発生している非通電区間ｔｓ２の発生を停止させるが（Ｓ１０７）、電流設定値ｉ２が最小値でないと判断したときは、入力された検出電流とその電流設定値ｉ２とを比較する（Ｓ１０３）。比較の結果、検出電流が電流設定値ｉ２以下のときは、相印加電圧に発生している非通電区間ｔｓ２を非通電区間ｔｓ３に切り換えてその区間幅をさらに縮小し（Ｓ１０４）、電流設定値ｉ３を選択する（Ｓ１０５）。そして、その設定値ｉ３が最小値かどうかを再び判定し（Ｓ１０６）、この場合は電流設定値ｉ３は最小値でないために前記と同様に検出電流と比較する（Ｓ１０３）。
【００９２】
回転子の検出に伴い検出電流が減少して電流設定値ｉ３以下になると、非通電区間発生手段１４は、さらに縮小した非通電区間ｔｓ４を選択して通電制御手段１５より発生させ（Ｓ１０４）、電流設定値を選択する（Ｓ１０５）。この場合、電流設定値ｉ３が最後であるためにその設定値ｉ３を再び設定して最小値かどうかを判定する（Ｓ１０６）。この時点では電流設定値ｉ３が最小値であるため、通電制御手段１５の通電制御により発生している相印加電圧の非通電区間ｔｓ４を停止させる（Ｓ１０７）。この非通電区間ｔｓ４の停止により、通電制御手段１５は、固定子巻線４，５，６に印加されている相印加電圧の波形が正弦波になるようにモータ駆動手段２を制御する。
【００９３】
以上のように第１０の実施形態においては、回転子の回転速度が大きく変動ししたとき予め設定された非通電区間ｔｓ１を通電制御手段１５より発生させ、回転子の検出により検出電流が減少していくに従い非通電区間幅を段階的に縮小して最後には非通電区間の設定を停止するようにしたので、非通電区間を変更するときに発生し得る一時的なトルクの変動を小さく抑えられ、安定した回転を維持することができるという効果がある。
【００９４】
実施形態１１．
図２０は本発明の第１１の実施形態を説明するための非通電区間と電流設定値の相関図、図２１は本実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態の駆動装置の構成は第２の実施形態の駆動装置に相当するため図３の制御ブロック図を用いて説明する。
【００９５】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、例えば電流設定値ｉ１と、その電流設定値ｉ１に対応して設定された非通電区間ｔｓ１と、非通電区間ｔｓ２と、誘起電圧ゼロクロス点を検出する毎に設定された非通電区間ｔｓ３，ｔｓ４とをそれぞれ有し、負荷変動検出信号が入力されたとき電流設定値ｉ１と非通電区間ｔｓ１とを選択し、検出電流が電流設定値ｉ１以下になったときは非通電区間ｔｓ２を選択し、その後は誘起電圧ゼロクロス点を検出したとき非通電区間ｔｓ３を選択し、次の誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは非通電区間ｔｓ４を選択し、段階的に非通電区間幅を縮小していく（図２０参照）。そして、非通電区間幅が非通電区間ｔｓ４のときは最小値とみなして非通電区間の発生を停止する。なお、負荷変動検出手段１７は、第１０の実施形態と同様に負荷変動検出信号を出力した後は検出電流（平均値）を出力するようになっている。
【００９６】
次に、図２１のフローチャートに基づいて動作を説明する。ブラシレスモータ駆動中、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７からの負荷変動検出信号を検知すると（Ｓ１１１）、電流設定値ｉ１及びその設定値ｉ１に対応する非通電区間ｔｓ１を選択し（Ｓ１１２）、その非通電区間ｔｓ１を通電制御手段１５に与える。このとき、通電制御手段１５は、励磁時間補正手段１３による位相補正データと非通電区間ｔｓ１とに基づいてモータ駆動手段２を制御して、その出力の各相の印加電圧に非通電区間ｔｓ１を発生させる。
【００９７】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記印加電圧による電流（固定子巻線６に流れる固定子電流の平均値）を負荷変動検出手段１７を通して検出して、選択した電流設定値ｉ１と比較し（Ｓ１１３）、検出電流の方が電流設定値ｉ１より大きいときはこのステップで待機し、検出電流が電流設定値ｉ１に達したときは、非通電区間ｔｓ１より幅の狭い非通電区間ｔｓ２を選択し（Ｓ１１４）、通電制御手段１５に与える。そして、その非通電区間ｔｓ２の発生により誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定する（Ｓ１１５）。この判定は、励磁時間補正手段１３からの位相補正データが入力されたときに誘起電圧ゼロクロス点検出と判断している。非通電区間ｔｓ２の発生による誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは、各相の印加電圧に発生している非通電区間ｔｓ２が最小値かどうかを判定し（Ｓ１１６）、この場合、最小値でないので非通電区間ｔｓ２より幅の狭い非通電区間ｔｓ３を選択し（Ｓ１１４）、通電制御手段１５に与える。
【００９８】
そして、前記と同等に非通電区間ｔｓ３の発生による誘起電圧ゼロクロス点の検出に入る（Ｓ１１５）。誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは再び非通電区間ｔｓ３が最小値かどうかを判定し（Ｓ１１６）、非通電区間ｔｓ３が最小値のときはステップ１１７に進むが、最小値でないと判断したときは非通電区間ｔｓ３より幅の狭い非通電区間ｔｓ４を選択し（Ｓ１１４）、通電制御手段１５に与える。この非通電区間ｔｓ４の発生により誘起電圧ゼロクロス点を検出したとき非通電区間ｔｓ４が最小値かどうかを判定し（Ｓ１１５，Ｓ１１６）、最小値と判断したときは通電制御手段１５に与えた非通電区間ｔｓ４の設定を停止させる（Ｓ１０７）。
【００９９】
このとき、通電制御手段１５は励磁時間補正手段１３の位相補正データのみに基づいてモータ駆動手段２を制御し、モータ駆動手段２はその制御に基づいて各相の印加電圧の波形を正弦波にする。
【０１００】
以上のように第１１の実施形態においては、非通電区間の幅を変更する際、誘起電圧ゼロクロス点を検出する毎に切り換えるようにしたので、非通電区間幅変更の際に発生し得る一時的なトルク変動を小さく抑え、安定した回転を維持することができるという効果がある。また、非通電区間の幅を変更する際、第１０の実施形態のように検出電流を参照しながら非通電区間の幅を変更しないので処理が簡単化されるという効果もある。
【０１０１】
実施形態１２．
図２２は本発明の第１２の実施形態を説明するための電流と非通電区間の発生回数の相関図、図２３は本実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態の駆動装置の構成は第２の実施形態の駆動装置に相当するため図３の制御ブロック図を用いて説明する。
【０１０２】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、電流設定値ｉ１と、非通電区間の発生回数である第１の設定値及び第２の設定値とが設定されており、回転子の回転速度の変動による検出電流が電流設定値ｉ１に達したとき非通電区間を印加電圧の１周期毎に発生させ（図２２参照）、その非通電区間の発生回数がａ区間内で第１の設定回数に達したときは非通電区間を印加電圧の１周期半毎に発生させ（同図参照）、その非通電区間の発生回数がｂ区間内で第２の設定回数に達したとき非通電区間の発生を停止させる。
【０１０３】
なお、負荷変動検出手段１７は、第１１の実施形態と同様に負荷変動検出信号を出力した後は検出電流（平均値）を出力するようになっている。
【０１０４】
次に、図２３のフローチャートに基づいて動作を説明する。ブラシレスモータ駆動中、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７からの負荷変動検出信号が入力されると（Ｓ１２１）、非通電区間ｔｓ１の設定指令を通電制御手段１５に与える（Ｓ１２２）。このとき、通電制御手段１５は、前述のごとく励磁時間補正手段１３による位相補正データと非通電区間とに基づいてモータ駆動手段２を制御し、その出力の各相の印加電圧に非通電区間を発生させる。
【０１０５】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記印加電圧による電流（平均値）を負荷変動検出手段１７を通して検出して、予め設定された電流設定値ｉ１と比較する（Ｓ１２３）。検出電流の方が電流設定値ｉ１より大きいときはこのステップで待機し、検出電流が電流設定値ｉ１に達したときは、前記非通電区間を印加電圧の１周期毎に設定させる指令を通電制御手段１５に与える（Ｓ１２４）。この指令によりモータ駆動手段の出力の各相の印加電圧は、図２２（ａ区間）に示すように１周期毎に非通電区間の発生した波形となる。このとき、非通電区間発生手段１４は、ａ区間内で発生する非通電区間の回数を誘起電圧ゼロクロス点の検出を通して計数し、第１の所定回数に達したかどうかを判定する（Ｓ１２５）。
【０１０６】
時間の経過に伴い非通電区間の回数が第１の所定回数に達したときは、非通電区間を印加電圧の１周期半毎に設定させる指令を通電制御手段１５に与える（Ｓ１２６）。このときは、各相の印加電圧は図２２（ｂ区間）に示すように１周期半毎に非通電区間の発生した波形となるので、ｂ区間内で発生する非通電区間の回数を誘起電圧ゼロクロス点の検出を通して計数し、第２の所定回数に達したかどうかを判定する（Ｓ１２７）。非通電区間の回数が第２の所定回数に達していないときはこのステップで待機し、非通電区間の回数が第２の所定回数に達したときは通電制御手段１５に非通電区間の発生を停止させる指令を出す（Ｓ１２８）。
【０１０７】
このとき、通電制御手段１５は励磁時間補正手段１３の位相補正データのみに基づいてモータ駆動手段２を制御し、モータ駆動手段２はその制御に基づいて各相の印加電圧の波形を正弦波にする。
【００１０８】
以上のように第１２の実施形態においては、非通電区間の発生回数を少なくすることにより、固定子巻線４，５，６に流れる電流が正弦波に近くなり、トルク変動や振動、騒音のより少ない駆動が可能となり、また、急なトルク変動を抑え、安定した回転を維持できるという効果がある。 さらに、本実施形態においては非通電区間の幅を変更しないために、回転子の位置検出の精度が維持され、かつ、処理が簡単化されるという効果もある。
【０１０９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、励磁信号の入力に基づいてセンサレスブラシレスモータに通電するモータ駆動手段と、センサレスブラシレスモータの固定子巻線に発生する非通電区間により得られる誘起電圧とセンサレスブラシレスモータの中性点電圧とのゼロクロス点を検出して回転子の位置を検出する回転子位置検出手段と、検出された前記ゼロクロス点に基づいて誘起電圧のゼロクロス点の発生する周期を演算するゼロクロス点周期演算手段と、検出されたゼロクロス点と演算されたゼロクロス点の周期とに基づいて、誘起電圧のゼロクロス点との位相差をなくすように固定子巻線の励磁時間を補正する励磁時間補正手段と、前記励磁時間に基づいて非通電区間を発生させる指令を送出する非通電区間発生手段と、前記励磁時間と前記指令の入力タイミングに基づいて、正弦波電圧に非通電区間を設定してなる略正弦波電圧を生成する前記励磁信号を前記モータ駆動手段に出力する通電制御手段とを備えているので、固定子巻線に流れる電流の波形が正弦波に近くなり、そのためにトルク変動が少なく、振動や騒音の少なくない運転が可能になり、運転効率が良いという効果が得られている。
【０１１０】
また、負荷変動によって電流が負荷変動検出手段に設定された値に達したときのみ非通電区間を発生させてより正弦波に近い電圧を固定子巻線に供給するようにしたので、さらに効率が向上し、振動や騒音も少なくなるという効果が得られている。
【０１１１】
また、非通電区間の中心と誘導電圧ゼロクロス点とが一致するように非通電区間を発生させるようにしたので、誘起電圧の検出精度が高くなり、回転を安定させることができるという効果が得られている。
【０１１２】
また、非通電区間の中心と固定子巻線に供給される略正弦波電圧のゼロクロス点とが一致するように非通電区間を発生させるようにしたので、電圧波形がより正弦波に近くなり、トルク変動や振動、騒音が少なくなるという効果が得られるている。
【０１１３】
また、非通電区間の中心が誘起電圧のゼロクロス点より所定角度ずれるように非通電区間を発生させるようにしたので、誘起電圧の検出精度を維持しつつ、電圧波形を正弦波に近づけて、トルク変動や振動、騒音が少なくなり、効率も向上するという効果が得られている。
【０１１４】
また、非通電区間の中心が前記略正弦波電圧のゼロクロス点より所定角ずれるように非通電区間を発生させるようにしたので、トルク変動や振動、騒音が少ない上に、誘起電圧の検出精度を高くし、回転を安定させ、効率を向上させるという効果が得られている。
【０１１５】
さらに、略正弦波電圧が所定時間を達する毎に非通電区間を発生させるようにしたので、非通電区間を発生させないときには略正弦波電圧がより正弦波に近くなるため、トルク変動や振動、騒音が少なくなるという効果が得られている。
【０１１６】
さらにまた、回転子が１回転したときに得られた誘起電圧のゼロクロス点の周期を、次の回転時にその周期で非通電区間を発生させるようにしたので、回転の変動への対応が速くなり、誘起電圧のゼロクロス点の検出を安定して行えるという効果が得られている。
【０１１７】
また、センサレスブラシレスモータ起動時、略正弦波電圧のゼロクロス点に非通電区間を発生させ、回転子位置検出手段により誘起電圧の検出が可能になったときは、誘起電圧のゼロクロス点に非通電区間を発生させるようにしたので、起動時に励磁電圧波形が正弦波に近くなり、振動や騒音が小さくなるという効果が得られている。
【０１１８】
負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が、予め設定された複数の設定値に達する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させるようにしたので、非通電区間の幅を変更する時に発生し得る一時的なトルクの変動を小さく抑え、安定した回転を維持できるという効果が得られるている。
【０１１９】
負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、誘起電圧のゼロクロス点を検出する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させるようにしたので、非通電区間の幅を変更するときに発生し得る一時的なトルクの変動を小さく抑えると共に、常に電流値を参照しながら非通電区間の幅を調節を行わないために処理が簡単化されるという効果が得られるている。
【０１２０】
負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、所定時間毎に非通電区間の発生を減少させてその発生を停止させるようにしたので、急なトルクの変化を抑え、回転を安定させると共に、非通電区間の幅を変更することもないために処理が簡単化されるという効果が得られるている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態を示すセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図である。
【図２】 第１の実施形態の動作を説明するための波形図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態を示すセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図である。
【図４】 本発明の第３の実施形態における波形図である。
【図５】 第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図６】 本発明の第４の実施形態における波形図である。
【図７】 第４の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図８】 本発明の第５の実施形態における波形図である。
【図９】 第５の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１０】 本発明の第６の実施形態における波形図である。
【図１１】 第６の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１２】 本発明の第７の実施形態における相印加電圧の波形図である。
【図１３】 第７の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１４】 本発明の第８の実施形態における誘起電圧の波形図である。
【図１５】 第８の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１６】 本発明の第９の実施形態における波形図である。
【図１７】 第９の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１８】 本発明の第１０の実施形態を説明するための非通電区間と電流設定値の相関図である。
【図１９】 第１０の実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。
【図２０】 本発明の第１１の実施形態を説明するための非通電区間と電流設定値の相関図である。
【図２１】 第１１の実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。
【図２２】 本発明の第１２の実施形態を説明するための電流と非通電区間の発生回数の相関図である。
【図２３】 第１２の実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。
【図２４】 例えば特開平６−７０５８６号公報に開示された従来のセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図である。
【図２５】 従来の駆動装置の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
２ モータ駆動手段、３ センサレスブラシレスモータ、４，５，６ 固定子巻線、１１ 回転子位置検出手段、１２ ゼロクロス周期演算手段、１３ 励磁時間補正手段、１４ 非通電区間発生手段、１５ 通電制御手段、１６ マイクロコンピュータ、１７ 負荷変動検出部。
【発明の属する分野】
本発明は、例えばルームエアコン等に用いられるセンサレスＤＣブラシレスモータの駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の駆動装置におけるセンサレスブラシレスモーターの固定子巻線と永久磁石の回転子との相対的位置の検出は、ホール素子等の位置検出素子を用いることなく、固定子巻線の両端に発生する誘起電圧を検出してその位置を確認していた。
【０００３】
図２４は例えば特開平６−７０５８６号公報に開示された従来のセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図であり、図において、マイクロプロセッサ１は、センサレスブラシレスモータ３（以下、「ブラシレスモータ３」という）の各固定子巻線４、５、６の通電切換タイミングの決定と、その決定に基づく通電切換信号Ｐ１〜Ｐ６の出力と、誘起電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗの電気角１８０°に相当する周期の取り込みを行い、モータ駆動手段２は、通電切換信号Ｐ１〜Ｐ６の入力に基づいて各固定子巻線４，５，６の通電切換を行いブラシレスモータ３を３相全波で駆動する。
【０００４】
コンパレータ７は、ブラシレスモータ３の各固定子巻線４，５，６のうち特定の固定子巻線６の誘起電圧Ｅｗとブラシレスモータ３の中性点電圧Ｅｎとを比較し、レベル変換回路８はコンパレータ７からの出力レベルをレベル変換し、ＯＲゲート９はレベル変換回路８の出力信号Ｐ７とマイクロプロセッサ１の出力信号Ｐ８とを合成して信号Ｐ９を生成する。ここで、ブラシレスモータ３の中性点電圧Ｅｎは同等の基準電圧に接続されているものとする。
【０００５】
次に、前記駆動装置の動作を図２５の波形図を参照しながら説明する。ブラシレスモータ３が回転しているとき、各固定子巻線４，５，６には、図２５（ａ）に示すように１２０゜の位相差をもった正弦波状の誘起電圧Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗがそれぞれ発生する。この誘起電圧Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに対して、マイクロプロセッサ１は、信号Ｐ９に基づいて駆動信号Ｐ１〜Ｐ６を出力する。例えば、固定子巻線４に生じる誘起電圧Ｅｕに対しては、図２５（ｂ）に示すような駆動信号Ｐ１，Ｐ２が出力される。
【０００６】
モータ駆動手段２は、図２５（ｃ）に示すように電気角１２０゜の通電区間と電気角６０゜の非通電区間の繰り返しの波形電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを駆動信号Ｐ１〜Ｐ６の入力に基づいて生成し、ブラシレスモータ３の各固定子巻線４，５，６の端子に印加する。このとき、電気角１２０゜の通電区間に方形波状に形成された電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが生成され、各固定子巻線４，５，６にそれぞれ流れる（図２５（ｄ）参照）。コンパレータ７は、非通電区間に固定子巻線６に発生する誘起電圧Ｅｗと中性点電圧Ｅｎとを比較し、レベル変換回路８はコンパレータ７の出力をレベル変換し、ＯＲゲート９はレベル変換回路８の出力信号Ｐ７とマイクロプロセッサ１の出力信号Ｐ８とを合成して信号Ｐ９を生成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のセンサレスブラシレスモータの駆動装置では、電気角１２０゜の通電区間に方形波状に形成された電流を各固定子巻線４，５，６に流してブラシレスモータ３を駆動しているが、その通電区間の開始と終了で電流が急激に変化するためにトルクの急な変動が生じ、振動や騒音の原因となっていた。
この振動や騒音を少なくする手段として、各固定子巻線４，５，６に正弦波電流を流してブラシレスモータ３を駆動させるものがあるが、電流波形が正弦波のであるために、固定子巻線６と回転子との相対的位置を検出するのに電流検出センサが必要になっていた。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、電流センサを用いることなく、しかも固定子巻線の供給電圧に非通電区間を発生させて回転子との相対的位置を検出するようにしても、より効率がよく、振動や騒音の少ないセンサレスブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るセンサレスブラシレスモータの駆動装置は、励磁信号の入力に基づいてセンサレスブラシレスモータに通電するモータ駆動手段と、センサレスブラシレスモータの固定子巻線に発生する非通電区間により得られる誘起電圧とセンサレスブラシレスモータの中性点電圧とのゼロクロス点を検出して回転子の位置を検出する回転子位置検出手段と、検出された前記ゼロクロス点に基づいて誘起電圧のゼロクロス点の発生する周期を演算するゼロクロス点周期演算手段と、検出されたゼロクロス点と演算されたゼロクロス点の周期とに基づいて、誘起電圧のゼロクロス点との位相差をなくすように固定子巻線の励磁時間を補正する励磁時間補正手段と、前記励磁時間に基づいて非通電区間を発生させる指令を送出する非通電区間発生手段と、前記励磁時間と前記指令の入力タイミングに基づいて、正弦波電圧に非通電区間を設定してなる略正弦波電圧を生成する前記励磁信号を前記モータ駆動手段に出力する通電制御手段とを備えたものである。
【００１０】
また、前記センサレスブラシレスモータに供給される電流を検出し、該検出電流の平均値を算出し、その平均値が予め設定された値に達したとき負荷変動検出信号を出力する負荷変動検出手段を備え、前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出信号が入力されると前記通電制御手段に非通電区間を発生させる指令を送出するようにしたものである。
【００１１】
また、前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心と誘起電圧ゼロクロス点とが一致するように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１２】
また、前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心と固定子巻線に供給される略正弦波電圧のゼロクロス点とが一致するように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１３】
また、前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心が誘起電圧のゼロクロス点より所定角度ずれるように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１４】
さらに、前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心が前記略正弦波電圧のゼロクロス点より所定角ずれるように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１５】
さらにまた、前記非通電区間発生手段は、略正弦波電圧が所定時間を達する毎に非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出するようにしたものである。
【００１６】
また、前記非通電区間発生手段は、回転子が１回転したときに得られた誘起電圧のゼロクロス点の周期を、次の回転時にその周期で非通電区間を前記通電制御手段に発生させるようにしたものである。
【００１７】
また、前記非通電区間発生手段は、センサレスブラシレスモータ起動時、前記略正弦波電圧のゼロクロス点に非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記回転子位置検出手段により誘起電圧の検出が可能になったときは、前記誘起電圧のゼロクロス点に非通電区間を前記通電制御手段に発生させるようにしたものである。
【００１８】
また、前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が、予め設定された複数の設定値に達する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させるようにしたものである。
【００１９】
また、前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、誘起電圧のゼロクロス点を検出する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させるようにしたものである。
【００２０】
また、前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、所定時間毎に非通電区間の発生を減少させてその発生を停止させるようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の第１の実施形態を示すセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図、図２は第１の実施形態の動作を説明するための波形図で、（ａ）はブラシレスモータの回転中に固定子巻線に発生する誘起電圧の波形図、（ｂ）は１相の固定子巻線に供給される相印加電圧の波形図、（ｃ）は相印加電圧の供給により固定子巻線に流れる固定子電流の波形図である。なお、図２４で説明した従来例と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
【００２２】
図において、１１は回転子位置検出手段で、ブラシレスモータ３の回転中に固定子巻線４，５，６に発生する誘起電圧がそれぞれ入力され、ブラシレスモータ３の中性点電圧と誘起電圧とのゼロクロス点（以下、「誘起電圧ゼロクロス点」という）を検出して回転子の位置を検出し、回転子位置信号として出力する。
【００２３】
１２は回転子位置検出手段１１の回転子位置信号に基づいて誘起電圧ゼロクロス点の発生する周期を演算するゼロクロス点周期演算手段、１３は励磁時間補正手段で、前記位置信号とゼロクロス点周期演算手段１２の演算結果による周期とに基づいて、各誘起電圧の位相と固定子巻線４，５，６に流れる固定子電流の位相とが同相になるように、固定子巻線４，５，６の励磁時間の補正、即ち相印加電圧の位相を補正する。
【００２４】
１４は非通電区間発生手段で、補正された位相に基づいて固定子巻線４，５，６への通電を所定時間の間停止する非通電区間の発生タイミングを認識し、そのタイミングに合わせて指令を出す。この非通電区間は、ブラシレスモータ３の固定子巻線４，５，６に発生する誘起電圧を検出するために設けられたもので、固定子電流のゼロクロス付近に設けられるように相印加電圧に設定される。１５は補正された位相と非通電区間発生手段１４の指令のタイミングに基づいて略正弦波の相印加電圧を生成する励磁信号をモータ駆動手段２に出力する通電制御手段である。
【００２５】
前述したゼロクロス点周期演算手段１２、励磁時間補正手段１３、非通電区間発生手段１４及び通電制御手段１５はマイクロコンピュータにより構成されている。
【００２６】
前記のように構成された駆動装置の動作を図２の波形図を参照しながら説明する。ブラシレスモータ３が駆動しているときに固定子巻線４，５，６に正弦波の誘起電圧が発生する（図２（ａ）参照）。このとき略正弦波に形成された相印加電圧により、回転子位置検出手段１１が、各相の誘起電圧のゼロクロス点を順次に検知して回転子の位置を検出し、回転子位置信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力する。ゼロクロス点周期演算手段１２は、入力される回転子位置信号に基づいて誘起電圧ゼロクロス点の周期を演算し、励磁時間補正手段１３は、前記位置信号とその演算結果の周期とに基づいて、誘起電圧の位相と固定子巻線４，５，６に流れる固定子電流の位相とが同相になるように、相印加電圧の位相をそれぞれ補正する。
【００２７】
このとき、非通電区間発生手段１４は、補正された位相に基づいて固定子巻線４，５，６への通電を停止する非通電区間の発生のタイミングを認識し、そのタイミングに合わせて通電制御手段１５に指令を出力し、通電制御手段１５は、補正された位相と前記指令による非通電区間の発生タイミングとに基づいて励磁信号をモータ駆動手段２に出力し、モータ駆動手段２は、その励磁信号の入力に基づいてパルス幅変調した略正弦波の相印加電圧を固定子巻線４，５，６にそれぞれ印加する（図２（ｂ）参照）。この相印加電圧により、固定子巻線４，５，６に流れる固定子電流は、非通電区間を除く通電区間に流れ、略正弦波に近い電流波形となる（図２（ｃ）参照）。
【００２８】
以上のように第１の実施形態においては、固定子巻線４，５，６に流れる固定子電流の波形が正弦波に近いために、トルク変動が少なく、振動や騒音の少ない運転が可能になり、また同時に、効率の良い駆動も可能になるという効果がある。
【００２９】
実施形態２．
図３は本発明の第２の実施形態を示すセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図であり、前記第１の実施形態の駆動装置に負荷変動検出手段１７を備えたものである。
【００３０】
この負荷変動検出手段１７は、ブラシレスモータ３の１相の固定子巻線６に流れる固定子電流を検出する電流検出部１７ａと、この電流検出部１７ａより検出された固定子電流の平均値を演算する平均値電流演算部１７ｂ（図示せず）と、この平均値電流演算部１７ｂから得られた電流値が予め設定された設定値に達したときに負荷変動検出信号を非通電区間発生手段１４に出力し、前記電流値が設定値未満になったときは負荷変動検出信号の出力を遮断する負荷検出部１７ｃ（図示せず）とから構成されている。
【００３１】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出信号が入力されたときに通電制御手段１５に非通電区間を発生させる指令を出す。また、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間により回転子の検出が可能になったときに誘起電圧ゼロクロス点の検出を開始する。
【００３２】
前記のように構成された駆動装置においては、通電制御手段１５は固定子巻線４，５，６に印加される相印加電圧の波形が正弦波になるようにモータ駆動手段２を制御する。一方このとき、負荷変動検出手段１７は、前記相印加電圧の供給により流れる正弦波の固定子電流を固定子巻線６から検出し、その電流の平均値が設定値に達していないかどうかを監視する。負荷の変動により回転子の回転速度に変化が生じ、相印加電圧と誘起電圧との間の位相差により固定子電流が増加してその平均値が設定値に達すると非通電区間発生手段１４に負荷変動検出信号を出力する。このとき、非通電区間発生手段１４は、その負荷変動検出信号の入力により通電制御手段１５に非通電区間を発生させる指令を出し、通電制御手段１５は、その指令に基づいてモータ駆動手段２から出力される正弦波の相印加電圧に非通電区間を設定する。
【００３３】
この非通電区間の設定により、回転子の位置が検出され、しかも各誘起電圧の位相と固定子巻線４，５，６にそれぞれ流れる固定子電流の位相とが同相になると、負荷変動検出手段１７は、固定子巻線６に流れる固定子電流の平均値が設定値未満になるため、負荷変動検出信号の出力を遮断する。このとき、非通電区間発生手段１４は非通電区間の発生を停止させる指令を出し、通電制御手段１５は、その指令により相印加電圧の波形が再び正弦波になるようにモータ駆動手段２を制御する。
【００３４】
以上のように第２の実施形態によれば、負荷の変動により固定子電流の平均値が設定値に達したとき非通電区間を設定し、固定子電流の平均値が設定値未満になったときは非通電区間の設定を停止するようにしたので、ブラシレスモータ３をより正弦波に近い相印加電圧で駆動でき、そのために、トルク変動が小さくなり、かつ振動や騒音の少ない駆動がさらに可能になり、また同時に効率のよい駆動も可能になるという効果がある。
【００３５】
実施形態３．
図４は本発明の第３の実施形態における波形図で、誘起電圧ゼロクロス点に非通電区間の中心を一致させたときの誘起電圧と相印加電圧との関係を示す。図５は第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第３の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００３６】
第３の実施形態における非通電区間発生手段１４は、誘起電圧ゼロクロス点と非通電区間ｔｓの中心とが一致するように非通電区間ｔｓの開始指令を、誘起電圧ゼロクロス点に対して非通電区間ｔｓの１／２時間だけ前通電制御手段１５に出す。その後は、誘起電圧ゼロクロス点の検出から非通電区間ｔｓの１／２時間経過したときに非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知すると共に、誘起電圧ゼロクロス点の検出により得られた周期Ｔから通電時間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定する。そして、経過時間が時間Ｔ−ｔｓに達したときは前記と同様に次の非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す。この非通電区間ｔｓの設定は各相の相印加電圧に対して順次に実行する。
【００３７】
次に、図５のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を説明する。ブラシレスモータ３の駆動時、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングで非通電区間開始の指令を通電制御手段１５に出すと（Ｓ１）、通電制御手段１５は、誘起電圧ゼロクロス点と非通電区間ｔｓの中心とが一致するように相印加電圧に非通電区間ｔｓを設定させる制御をモータ駆動手段２に対して行う。このとき、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間の開始により入力される誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定し（Ｓ２）、その誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは回転子位置検出としてその信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力する。ゼロクロス点周期演算手段１２は、前回において検出した誘起電圧ゼロクロス点からの経過時間よりゼロクロス点の周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期Ｔを算出する（Ｓ３）。
【００３８】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算すると共に、誘起電圧ゼロクロス点の検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ４，Ｓ５）、その時間を経過したときは非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知して通電を再開させる（Ｓ６）。また、非通電区間発生手段１４は、ステップ３において得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ７）、経過時間がＴ−ｔｓ時間を経過したときはステップ４において得られたタイミングで非通電区間開始の指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ１）。
【００３９】
以上のように第３の実施形態においては、誘起電圧ゼロクロス点を検出すると非通電区間ｔｓの１／２時間経過後に非通電区間ｔｓを終了し、その位置からさらに誘起電圧ゼロクロス点の周期Ｔから非通電区間ｔｓを差し引いた時間経過後に再び非通電区間ｔｓを発生させることで、次の誘起電圧ゼロクロス点を検出する時間ｔｓ／２前に非通電区間ｔｓを発生させることができるので、回転子の検出の精度が高くなり、回転数を安定させることができるという効果がある。
【００４０】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置にも適用できる。その駆動装置の場合、非通電区間発生手段１５は、負荷変動検出手段１７の負荷変動検出信号が入力されると、前述したタイミングで非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出し、その非通電区間ｔｓの設定により、固定子電流が負荷変動検出手段１７の設定値未満になったときは非通電区間ｔｓの発生を停止させる。
【００４１】
実施形態４．
図６は本発明の第４の実施形態における波形図で、固定子巻線に発生させる非通電区間の中心を相印加電圧の基本正弦波波形のゼロクロス点（以下、「相印加電圧ゼロクロス点」という）に一致させたときの誘起電圧と相印加電圧の関係を示す。図７は第４の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第４の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００４２】
第４の実施形態における非通電区間発生手段１４は、相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間ｔｓの中心とが一致するように非通電区間ｔｓの開始指令を、相印加電圧ゼロクロス点に対して非通電区間ｔｓの１／２時間だけ前に通電制御手段１５に出す。その後は、前記ゼロクロス点の検出から非通電区間ｔｓの１／２時間経過したときに非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知すると共に、相印加電圧ゼロクロス点の検出により得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定する。そして、経過時間が時間Ｔ−ｔｓに達したときは前記と同様に次の非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す。この非通電区間ｔｓの設定は各相の相印加電圧に対して順次に実行する。
【００４３】
次に、図７のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を説明する。ブラシレスモータ３の駆動時、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングで非通電区間開始の指令を通電制御手段１５に出すと（Ｓ１１）、通電制御手段１５は、相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間ｔｓの中心とが一致するように相印加電圧に非通電区間ｔｓを設定させる制御をモータ駆動手段２に対して行う。
【００４４】
このとき、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間の開始により入力される誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定し、その誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは回転子位置検出としてその信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力し、ゼロクロス点周期演算手段１２は、前回において検出した誘起電圧ゼロクロス点からの経過時間よりゼロクロス点の周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期を算出する。
【００４５】
一方、非通電区間発生手段１４は、励磁時間補正手段１３により得られた周期に基づいて相印加電圧のゼロクロス点を認識すると共に、そのゼロクロス点までの周期Ｔを演算し（Ｓ１２，Ｓ１３）、かつ、その周期Ｔから非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算する（Ｓ１４）。そして、相印加電圧ゼロクロス点の検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ１５）、その時間を経過したときは非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知して通電を再開させる（Ｓ１６）。また、非通電区間発生手段１４は、ステップ１３において得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ１７）、経過時間が時間Ｔ−ｔｓを経過したときはステップ１４において得られたタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ１１）。
【００４６】
以上のように第４の実施形態においては、相印加電圧ゼロクロス点から非通電区間ｔｓの１／２時間経過後に非通電区間ｔｓを終了し、その位置より時間Ｔ−ｔｓ経過後に再び非通電区間を発生させることで、次の相印加電圧のゼロクロス点までの時間はｔｓ／２となるので、非通電区間ｔｓの中心と相印加電圧ゼロクロス点が正確に一致し、これに伴い相印加電圧の波形が正弦波に近くなるため、電流波形も正弦波に近くなり、トルク変動や振動、騒音の少ない駆動が可能になるという効果がある。
【００４７】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置にも適用できる。その駆動装置の場合、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７の負荷変動検出信号が入力されると、前述したタイミングで非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出して相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とを一致させ、これにより、固定子電流が安定して負荷変動検出手段１７の設定値未満になったときは非通電区間ｔｓの発生を停止させる。
【００４８】
実施形態５．
図８は本発明の第５の実施形態における波形図で、ブラシレスモータ３の固定子巻線４，５，６に印加する相印加電圧に設定させる非通電区間ｔｓの中心を、誘起電圧ゼロクロス点より所定の位相角だけ進ませたときの誘起電圧と相印加電圧との関係を示す。図９は第５の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第５の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００４９】
第５の実施形態における非通電区間発生手段１４は、非通電区間ｔｓの中心が誘起電圧ゼロクロス点より所定の位相角に相当する時間ｔｐ（以下、「位相角ｔｐ」という）進んだ位置に設定されるように非通電区間ｔｓの開始指令を、誘起電圧ゼロクロス点に対して時間ｔｓ／２＋ｔｐだけ前に通電制御手段１５に出す。その後は、前記ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２−ｔｐ経過後に非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知すると共に、誘起電圧ゼロクロス点の検出により得られた周期Ｔから時間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定する。そして、経過時間が時間Ｔ−ｔｓに達したときは前記と同様に次の非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す。この非通電区間ｔｓの設定は各相の相印加電圧に対して順次に実行する。
【００５０】
次に、図９のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を説明する。ブラシレスモータ３の駆動時、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出すと（Ｓ２１）、通電制御手段１５は、非通電区間ｔｓの中心が誘起電圧ゼロクロス点より位相角ｔｐ進んだ位置に設定されるように相印加電圧に非通電区間ｔｓを設定させる制御をモータ駆動手段２に対して行う。このとき、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間ｔｓの開始により入力される誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定し（Ｓ２２）、その誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは回転子位置検出としてその信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力する。ゼロクロス点周期演算手段１２は、前回において検出した誘起電圧ゼロクロス点からの経過時間よりゼロクロス点の周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期Ｔを算出する（Ｓ２３）。
【００５１】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算すると共に、前記周期Ｔに基づく位相角ｔｐを算出し（Ｓ２４，Ｓ２５）、次いで、誘起電圧ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２−ｔｐを経過したかどうかを判定し（Ｓ２６）、その時間を経過したときは非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知して通電を再開させる（Ｓ２７）。そして、非通電区間発生手段１４は、ステップ２３において得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ２８）、その時間Ｔ−ｔｓを経過したときはステップ２４において得られたタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ２１）。
【００５２】
以上のように第５の実施形態においては、誘起電圧ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２−ｔｐ経過後に非通電区間を終了し、その位置より時間Ｔ−ｔｓ経過後に再び非通電区間ｔｓを発生させることで、次の誘起電圧ゼロクロス点の検出までの時間がｔｓ／２＋ｔｐとなるので、誘起電圧のゼロクロス点に対して位相角ｔｐだけ非通電区間を前に進んで相印加電圧の波形がさらに正弦波に近くなり、そのために駆動時のトルク変動や振動、騒音が少なくなるという効果がある。
【００５３】
なお、本実施形態においても、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置に適用できることはいうまでもない。
【００５４】
実施形態６．
図１０は本発明の第６の実施形態における波形図で、モータ駆動手段より供給される相印加電圧に設定する非通電区間を、その相印加電圧の基本正弦波波形のゼロクロス点に相当する位置より所定の位相角だけ遅らせたときの誘起電圧と相印加電圧の関係を示す。図１１は第６の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第６の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００５５】
第６の実施形態における非通電区間発生手段１４は、非通電区間ｔｓの中心が相印加電圧のゼロクロス点より位相角ｔｐ遅れた位置に設定されるように非通電区間ｔｓの開始指令を、相印加電圧ゼロクロス点に対して時間ｔｓ／２−ｔｐだけ前に通電制御手段１５に出す。その後は、前記ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２＋ｔｐ経過後に非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知すると共に、相印加電圧ゼロクロス点の検出により得られた周期Ｔから時間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定する。そして、経過時間が時間Ｔ−ｔｓに達したときは前記と同様に次の非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す。この非通電区間ｔｓの設定は各相の相印加電圧に対して順次に実行する。
【００５６】
次に、図１１のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を説明する。ブラシレスモータ３の駆動時、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出すと（Ｓ３１）、通電制御手段１５は、非通電区間ｔｓの中心が相印加電圧ゼロクロス点より位相角ｔｐ遅れた位置に設定されるように相印加電圧に非通電区間開始の制御をモータ駆動手段２に対して行う。
【００５７】
このとき、回転子位置検出手段１１は、その非通電区間の開始により入力される誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定し、その誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは回転子位置検出としてその信号をゼロクロス点周期演算手段１２と励磁時間補正手段１３とにそれぞれ出力し、ゼロクロス点周期演算手段１２は、前回において検出した誘起電圧ゼロクロス点からの経過時間よりゼロクロス点の周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期を算出する。
【００５８】
一方、非通電区間発生手段１４は、励磁時間補正手段１３により得られた周期に基づいて相印加電圧のゼロクロス点を認識し（Ｓ３２）、そのゼロクロス点までの周期Ｔを演算し（Ｓ３３）、引き続き、その周期Ｔから非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算し（Ｓ３４）、前記周期Ｔに基づく位相角ｔｐを算出する（Ｓ３５）。そして、相印加電圧ゼロクロス点の検出から時間ｔｓ／２＋ｔｐを経過したかどうかを判定し（Ｓ３６）、その時間を経過したときは非通電区間終了の指令を通電制御手段１５に通知して通電を再開させる（Ｓ３７）。また、非通電区間発生手段１４は、ステップ３３において得られた周期Ｔから非通電区間ｔｓを減算した時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ３８）、経過時間が時間Ｔ−ｔｓを経過したときはステップ３４において得られたタイミングで非通電区間の開始指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ３１）。
【００５９】
以上のように第６の実施形態においては、非通電区間ｔｓを相印加電圧ゼロクロス点より時間ｔｓ／２＋ｔｐ経過後に終了し、その位置より時間Ｔ−ｔｓ経過後に再び非通電区間ｔｓを発生させることで、次の相印加電圧ゼロクロス点までの時間はｔｓ／２−ｔｐとなり、相印加電圧のゼロクロス点が非通電区間ｔｓの中心より位相角ｔｐだけ遅れた位置に発生するので、誘起電圧のゼロクロスの検出精度が高くなり、回転子の回転を安定させることができるという効果がある。
【００６０】
なお、本実施形態においても、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置に適用できることはいうまでもない。
【００６１】
実施形態７．
図１２は本発明の第７の実施形態における相印加電圧の波形図、図１３は第７の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第７の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００６２】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、動作説明時に詳述するが、相印加電圧に設定される非通電区間ｔｓを、その相印加電圧の１周期毎に発生するようにしている。また、第５の実施形態と同様にその非通電区間ｔｓにより誘起電圧ゼロクロス点を検出した際、そのゼロクロス点からの経過時間が時間ｔｓ／２時間から時間ｔｐを減算した時間になったときに非通電区間を終了すようになっている。
【００６３】
次に、図１３のフローチャートに基づいて駆動装置の動作を詳述する。なお、ステップ４１〜ステップ４７までは、第５の実施形態で説明した図９のフローチャートのステップ２１〜ステップ２７までと同じであるため説明を省略する。
【００６４】
非通電区間発生手段１４は、通電制御手段１５に非通電区間終了の指令を出して通電を再開させた後に、ゼロクロス点周期演算手段１２によって演算されたゼロクロス点の周期Ｔを経過したかどうかを判定し（Ｓ４８）、ゼロクロス点周期Ｔの経過を確認したときは相印加電圧がゼロクロスしたと判断してその回数ｎが２回かどうかを判定する（Ｓ４９）。このときは、ｎ＝１であるためそのｎに「１」を加算して「２」とし（Ｓ５０）、再びゼロクロス点周期Ｔを経過したかどうかを判定する（Ｓ４８）。ゼロクロス点周期Ｔの経過を確認したときは前記と同様に相印加電圧のゼロクロスの回数ｎが２回目かどうかを判定する（Ｓ４９）。このときは、その回数ｎは「２」であるため回数ｎを「１」に再設定し（Ｓ５１）、非通電区間ｔｓの開始指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ４１）。この非通電区間ｔｓの設定はそれぞれの相印加電圧に行われる。
【００６５】
以上にように第７の実施形態においては、非通電区間ｔｓを相印加電圧の１周期毎に設定するようにしたので、相印加電圧の波形がより正弦波に近くなり、トルク変動や、振動、騒音の少ない駆動が可能になるという効果がある。
【００６６】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置にも適用できる。その駆動装置の場合、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７の負荷変動検出信号が入力されると、前述したように非通電区間ｔｓを相印加電圧の１周期毎に発生させ、この制御により固定子電流が安定して負荷変動検出手段１７の設定値未満になったときは非通電区間ｔｓの発生を停止させる。
【００６７】
実施形態８．
図１４は本発明の第８の実施形態における誘起電圧の波形図、図１５は第８の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第８の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００６８】
第８の実施形態における非通電区間発生手段１４は、非通電区間ｔｓの開始タイミングを第３の実施形態と同様に行い、その非通電区間ｔｓの発生により得られた回転子の１回転時の各相の誘起電圧ゼロクロス点の周期を次の回転に用いるようにしたものである。図１５に示すＴ（ｎ）は、各相の誘起電圧ゼロクロス点の周期Ｔ１〜Ｔ６を格納する変数であり、ｎの値は、回転子が１回転する間に発生する誘起電圧ゼロクロス点の数６に一致する。
【００６９】
次に、図１４の波形図を参照しながら図１５のフローチャートに基づいて動作を説明する。なお、ステップ６１〜ステップ６４までは、第３の実施形態で説明した図５のフローチャートのステップ１〜ステップ４までと同じであるため説明を省略する。
【００７０】
非通電区間発生手段１４は、励磁時間補正手段１３により補正された周期Ｔを変数Ｔ（ｎ）に設定して周期Ｔ（１）として保持し（Ｓ６５）、次いで周期Ｔの回数ｎを「２」とし（Ｓ６６）、その回数ｎが「７」に達したかどうかを判定する（Ｓ６７）。この場合、周期の回数ｎが「２」であるため、ステップ６９に進んでＷ相の誘起電圧ゼロクロス点検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ６９）、その時間を経過したときは非通電区間ｔｓを終了し（Ｓ７０）、通電区間の時間Ｔ（２）−ｔｓ／２を経過したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００７１】
通電区間の時間を経過したときは、前述のごとく、非通電区間発生手段１４が、前述したタイミングでＶ相の印加電圧に非通電区間ｔｓを開始させ（Ｓ６１）、回転子位置検出手段１１がその非通電区間ｔｓの開始により誘起電圧ゼロクロス点を検出し（Ｓ６２）、ゼロクロス点周期演算手段１２がＷ相の誘起電圧ゼロクロス点からの周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期Ｔを算出する（Ｓ６３）。
【００７２】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算し（Ｓ６４）、引き続き、前記周期Ｔを変数Ｔ（ｎ）に設定して周期Ｔ（２）として保持し（Ｓ６５）、さらに周期Ｔの回数ｎを「３」とし（Ｓ６６）、その回数ｎが「７」に達したかどうかを判定する（Ｓ６７）。この場合も周期の回数ｎが「３」であるため、ステップ６９に進んでＶ相の誘起電圧ゼロクロス点検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ６９）、その時間を経過したときは非通電区間終了と判断し（Ｓ７０）、通電区間の時間Ｔ（３）−ｔｓ／２を経過したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００７３】
この通電区間の時間を経過したときは、また、非通電区間発生手段１４が、前記と同様にＵ相の印加電圧に非通電区間ｔｓを開始させ（Ｓ６１）、回転子位置検出手段１１がその誘起電圧ゼロクロス点を検出し（Ｓ６２）、ゼロクロス点周期演算手段１２がＶ相の誘起電圧ゼロクロス点からの周期を算出し、励磁時間補正手段１３はその演算結果の周期と回転子位置検出とに基づいて相印加電圧の位相のずれを補正して周期Ｔを算出する（Ｓ６３）。
【００７４】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの開始指令のタイミングを演算し（Ｓ６４）、引き続き前記周期Ｔを変数Ｔ（ｎ）に設定して周期Ｔ（３）として保持し（Ｓ６５）、次いで周期の回数ｎを「４」とし（Ｓ６６）、その回数ｎが「７」に達したかどうかを判定する（Ｓ６７）。この場合も周期の回数ｎが「４」であるため、ステップ６９に進んでＵ相の誘起電圧ゼロクロス点検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ６９）、その時間を経過したときは非通電区間終了と判断し（Ｓ７０）、通電区間の時間Ｔ（４）−ｔｓ／２を経過したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００７５】
また、この通電区間を終了すると、非通電区間発生手段１４は、再び、各相の誘起電圧のゼロクロス点の周期Ｔ（４），Ｔ（５），Ｔ（６）を順に得て保持し（Ｓ６１〜Ｓ６５）、周期Ｔ（６）を保持したときはｎが「７」になるのでそのｎを「１」にクリアする（Ｓ６６〜Ｓ６８）。そして、Ｖ相の誘起電圧ゼロクロス点検出から非通電区間ｔｓの１／２時間を経過したかどうかを判定し（Ｓ６９）、その時間を経過したときは非通電区間終了と判断し（Ｓ７０）、通電区間の時間Ｔ（１）−ｔｓ／２を経過したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００７６】
この時間を経過したときは、非通電区間発生手段１４は、図１４に示すように、保持した周期Ｔ（１）〜Ｔ（６）を用いて非通電区間ｔｓの発生タイミングとすると共に、その非通電区間ｔｓの発生によって新たに得られる各相の誘起電圧ゼロクロス点の周期Ｔ（１）〜Ｔ（６）を前述した処理で入手する。
【００７７】
圧縮機に用いられるモータの制御になされたもので、このモータの場合、回転子の１回転中に負荷に変動があるために、回転子の回転速度も回転子の位置によって変動するが、負荷の変動が回転子の位置によって、一意に決まっているため、回転の変動にも一定の周期をもっている。この制御は、この回転の変動の周期を考慮したもので、１回転前のゼロクロス点の検出周期を用いて、次の非通電区間ｔｓを発生させるための、ゼロクロス点の検出を安定して行えるという効果がある。
【００７８】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置に適用してもよい。その場合、前述した制御は、非通電区間発生手段１４が負荷変動検出信号の入力を検出してから遮断されるまで行われる。
【００７９】
実施形態９．
図１６は本発明の第９の実施形態における波形図、図１７は第９の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、第９の実施形態の駆動装置の構成は第１の実施形態の駆動装置に相当するため図１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００８０】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、ブラシレスモータ起動時には、第４の実施形態と同様に相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とが一致するようにその非通電区間を発生させ、この非通電区間内に誘起電圧ゼロクロス点が検出されたときは、第３の実施形態と同様に誘起電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とが一致するようにその非通電区間を発生させる。
【００８１】
また、本実施形態には、相印加電圧に非通電区間を発生した際、回転子が検出されたかどうかを判定し、検出されなかったときは相印加電圧ゼロクロス点の周期Ｔを△ｔ減算して周波数を増加させ、回転子が検出されたときは、検出した誘起電圧のゼロクロス点を中心とした区間に非通電区間を発生させるように非通電区間発生手段１４に指令を出す同期移行手段（図示せず）を備えている。
【００８２】
次に、図１７のフローチャートに基づいて動作を説明する。ブラシレスモータ３の起動時、非通電区間発生手段１４は、固定子巻線４，５，６に印加する各相の印加電圧のゼロクロス点周期を変数Ｔに設定して周期Ｔとし、かつ、その周期Ｔ毎に非通電区間ｔｓを発生させる指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ８１，Ｓ８２）。その指令を受けた通電制御手段１５は、前記周期Ｔ毎に印加電圧がゼロクロスするように、また、そのゼロクロス点上に非通電区間ｔｓが発生するようにモータ駆動手段２を制御する。
【００８３】
一方、非通電区間発生手段１４は、非通電区間開始から時間ｔｓを経過したかどうかを判定し（Ｓ８３）、経過時間が時間ｔｓに達したときはその非通電区間ｔｓを終了する（Ｓ８４）。このとき、同期移行手段は、非通電区間ｔｓ内で誘起電圧ゼロクロス点の検出による回転子の位置検出ができたかどうかを判定し（Ｓ８５）、回転子の位置を検出できたときはステップ８９に進むが、回転子の位置を検出できなかったときは、非通電区間発生手段１４によって計時された時間Ｔ−ｔｓ経過後に（Ｓ８６）、前記周期Ｔを△ｔで減算してその周期Ｔを更新する（Ｓ８７）。一方非通電区間発生手段１４は、その更新された周期Ｔに基づいて非通電区間ｔｓの発生タイミングを更新し（Ｓ８８）、ステップ８２に戻って前述した処理を繰り返し実行する。
【００８４】
また、非通電区間発生手段１４は、同期移行手段を通して回転子の位置が検出されたことを確認すると、非通電区間ｔｓを、検出された誘起電圧ゼロクロス点に発生させるためにそのゼロクロス点周期を変数Ｔに設定して周期とし（Ｓ８９）、かつ、非通電区間ｔｓをその周期Ｔに発生するようにタイミングを更新する（Ｓ９０）。そして、各相の印加電圧のゼロクロス点に発生した非通電区間終了後の時間Ｔ−ｔｓを経過したときに（Ｓ９１）、誘起電圧ゼロクロス点上に非通電区間ｔｓを発生させる指令を通電制御手段１５に出す（Ｓ９２）。指令を受けた通電制御手段１５は、非通電区間ｔｓの中心と誘起電圧ゼロクロス点とが一致するように印加電圧にその非通電区間ｔｓを発生させる制御をモータ駆動手段２に対して行う。
【００８５】
一方、非通電区間発生手段１４は、非通電区間ｔｓの発生による回転子の位置を検出できたかどうかを判定し（Ｓ９３）、回転子の位置を検出したときは非通電区間ｔｓの１／２時間経過後に非通電区間ｔｓを終了し（Ｓ９４，Ｓ９５）、ステップ９１に戻って前述した処理を繰り返し実行する。なお、この処理実行中に誘起電圧ゼロクロス点の周期が変わったときは、励磁時間補正手段１３の補正に基づいて誘起電圧ゼロクロス点の周期Ｔ及び非通電区間ｔｓの発生タイミングを更新する。
【００８６】
以上のように第９の実施形態においては、起動時の相印加電圧が正弦波に近いために、回転子の動作は緩やかになり、起動時の振動や騒音を小さく抑えることができるという効果がある。
【００８７】
なお、本実施形態では、図１に示す駆動装置を用いて説明したが、負荷変動検出手段１７が付加された第２の実施形態の駆動装置に適用してもよい。
【００８８】
また、ブラシレスモータ起動時には、第４の実施形態と同様に相印加電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とが一致するようにその非通電区間を発生させ、この非通電区間内に誘起電圧ゼロクロス点が検出されたときは、第３の実施形態と同様に誘起電圧ゼロクロス点と非通電区間の中心とが一致するようにその非通電区間を発生させるようにしたが、ブラシレスモータ起動時には、第６の実施形態と同様に非通電区間ｔｓの中心が相印加電圧のゼロクロス点より位相角ｔｐ遅れた位置に設定されるように非通電区間ｔｓを、相印加電圧ゼロクロス点に対して時間ｔｓ／２−ｔｐだけ前に発生させ、この非通電区間内に誘起電圧ゼロクロス点が検出されたときは、第５の実施形態と同様に非通電区間ｔｓの中心が誘起電圧ゼロクロス点より位相角ｔｐ進んだ位置に設定されるように非通電区間ｔｓを、誘起電圧ゼロクロス点に対して時間ｔｓ／２＋ｔｐだけ前に発生させるようにしてもよい。
【００８９】
実施形態１０．
図１８は本発明の第１０の実施形態を説明するための非通電区間と電流設定値の相関図、図１９は本実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態の駆動装置の構成は第２の実施形態の駆動装置に相当するため図３の制御ブロック図を用いて説明する。
【００９０】
本実施形態における負荷変動検出手段１７は、負荷変動検出信号を非通電区間発生手段１４に出力した後は検出電流（平均値）を出力するようになっている。また、非通電区間発生手段１４は、例えば３種の電流設定値ｉ１，ｉ２，ｉ３と、その電流設定値ｉ１，ｉ２，ｉ３に対応して設定された非通電区間ｔｓ１，ｔｓ２，ｔｓ３と、最小値の非通電区間ｔｓ４とをそれぞれ有し（図１８（ａ）参照）、負荷変動検出信号が入力されたとき電流設定値ｉ１と非通電区間ｔｓ１とを選択し、検出電流が電流設定値ｉ１以下になったときは非通電区間ｔｓ２と電流設定値ｉ２とを選択し、また検出電流が電流設定値ｉ２以下になったときは非通電区間ｔｓ３と電流設定値ｉ３とを選択し、さらに検出電流が電流設定値ｉ３以下になったときは非通電区間ｔｓ４を選択し、段階的に非通電区間幅を縮小していく（図１８（ｂ）参照）。そして、非通電区間幅が非通電区間ｔｓ４のときは最小値とみなして非通電区間の発生を停止する。
【００９１】
次に、図１９のフローチャートに基づいて動作を説明する。ブラシレスモータ駆動中において、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７の負荷変動検出信号を検知すると（Ｓ１０１）、電流設定値ｉ１を選択し、かつ、その設定値ｉ１に対応する非通電区間ｔｓ１を通電制御手段１５より発生させ（Ｓ１０２）、入力される検出電流と電流設定値ｉ１とを比較する（Ｓ１０３）。検出電流の方が電流設定値ｉ１より大きいときはこのステップで待機し、検出電流が電流設定値ｉ１以下になったときは、相印加電圧に発生している非通電区間ｔｓ１を非通電区間ｔｓ２に切り換えてその区間幅を縮小すると共に電流設定値ｉ２を選択して、その設定値ｉ２が最小値かどうかを判定する（Ｓ１０４〜Ｓ１０６）。電流設定値ｉ２が最小値のときは相印加電圧に発生している非通電区間ｔｓ２の発生を停止させるが（Ｓ１０７）、電流設定値ｉ２が最小値でないと判断したときは、入力された検出電流とその電流設定値ｉ２とを比較する（Ｓ１０３）。比較の結果、検出電流が電流設定値ｉ２以下のときは、相印加電圧に発生している非通電区間ｔｓ２を非通電区間ｔｓ３に切り換えてその区間幅をさらに縮小し（Ｓ１０４）、電流設定値ｉ３を選択する（Ｓ１０５）。そして、その設定値ｉ３が最小値かどうかを再び判定し（Ｓ１０６）、この場合は電流設定値ｉ３は最小値でないために前記と同様に検出電流と比較する（Ｓ１０３）。
【００９２】
回転子の検出に伴い検出電流が減少して電流設定値ｉ３以下になると、非通電区間発生手段１４は、さらに縮小した非通電区間ｔｓ４を選択して通電制御手段１５より発生させ（Ｓ１０４）、電流設定値を選択する（Ｓ１０５）。この場合、電流設定値ｉ３が最後であるためにその設定値ｉ３を再び設定して最小値かどうかを判定する（Ｓ１０６）。この時点では電流設定値ｉ３が最小値であるため、通電制御手段１５の通電制御により発生している相印加電圧の非通電区間ｔｓ４を停止させる（Ｓ１０７）。この非通電区間ｔｓ４の停止により、通電制御手段１５は、固定子巻線４，５，６に印加されている相印加電圧の波形が正弦波になるようにモータ駆動手段２を制御する。
【００９３】
以上のように第１０の実施形態においては、回転子の回転速度が大きく変動ししたとき予め設定された非通電区間ｔｓ１を通電制御手段１５より発生させ、回転子の検出により検出電流が減少していくに従い非通電区間幅を段階的に縮小して最後には非通電区間の設定を停止するようにしたので、非通電区間を変更するときに発生し得る一時的なトルクの変動を小さく抑えられ、安定した回転を維持することができるという効果がある。
【００９４】
実施形態１１．
図２０は本発明の第１１の実施形態を説明するための非通電区間と電流設定値の相関図、図２１は本実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態の駆動装置の構成は第２の実施形態の駆動装置に相当するため図３の制御ブロック図を用いて説明する。
【００９５】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、例えば電流設定値ｉ１と、その電流設定値ｉ１に対応して設定された非通電区間ｔｓ１と、非通電区間ｔｓ２と、誘起電圧ゼロクロス点を検出する毎に設定された非通電区間ｔｓ３，ｔｓ４とをそれぞれ有し、負荷変動検出信号が入力されたとき電流設定値ｉ１と非通電区間ｔｓ１とを選択し、検出電流が電流設定値ｉ１以下になったときは非通電区間ｔｓ２を選択し、その後は誘起電圧ゼロクロス点を検出したとき非通電区間ｔｓ３を選択し、次の誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは非通電区間ｔｓ４を選択し、段階的に非通電区間幅を縮小していく（図２０参照）。そして、非通電区間幅が非通電区間ｔｓ４のときは最小値とみなして非通電区間の発生を停止する。なお、負荷変動検出手段１７は、第１０の実施形態と同様に負荷変動検出信号を出力した後は検出電流（平均値）を出力するようになっている。
【００９６】
次に、図２１のフローチャートに基づいて動作を説明する。ブラシレスモータ駆動中、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７からの負荷変動検出信号を検知すると（Ｓ１１１）、電流設定値ｉ１及びその設定値ｉ１に対応する非通電区間ｔｓ１を選択し（Ｓ１１２）、その非通電区間ｔｓ１を通電制御手段１５に与える。このとき、通電制御手段１５は、励磁時間補正手段１３による位相補正データと非通電区間ｔｓ１とに基づいてモータ駆動手段２を制御して、その出力の各相の印加電圧に非通電区間ｔｓ１を発生させる。
【００９７】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記印加電圧による電流（固定子巻線６に流れる固定子電流の平均値）を負荷変動検出手段１７を通して検出して、選択した電流設定値ｉ１と比較し（Ｓ１１３）、検出電流の方が電流設定値ｉ１より大きいときはこのステップで待機し、検出電流が電流設定値ｉ１に達したときは、非通電区間ｔｓ１より幅の狭い非通電区間ｔｓ２を選択し（Ｓ１１４）、通電制御手段１５に与える。そして、その非通電区間ｔｓ２の発生により誘起電圧ゼロクロス点が検出されたかどうかを判定する（Ｓ１１５）。この判定は、励磁時間補正手段１３からの位相補正データが入力されたときに誘起電圧ゼロクロス点検出と判断している。非通電区間ｔｓ２の発生による誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは、各相の印加電圧に発生している非通電区間ｔｓ２が最小値かどうかを判定し（Ｓ１１６）、この場合、最小値でないので非通電区間ｔｓ２より幅の狭い非通電区間ｔｓ３を選択し（Ｓ１１４）、通電制御手段１５に与える。
【００９８】
そして、前記と同等に非通電区間ｔｓ３の発生による誘起電圧ゼロクロス点の検出に入る（Ｓ１１５）。誘起電圧ゼロクロス点を検出したときは再び非通電区間ｔｓ３が最小値かどうかを判定し（Ｓ１１６）、非通電区間ｔｓ３が最小値のときはステップ１１７に進むが、最小値でないと判断したときは非通電区間ｔｓ３より幅の狭い非通電区間ｔｓ４を選択し（Ｓ１１４）、通電制御手段１５に与える。この非通電区間ｔｓ４の発生により誘起電圧ゼロクロス点を検出したとき非通電区間ｔｓ４が最小値かどうかを判定し（Ｓ１１５，Ｓ１１６）、最小値と判断したときは通電制御手段１５に与えた非通電区間ｔｓ４の設定を停止させる（Ｓ１０７）。
【００９９】
このとき、通電制御手段１５は励磁時間補正手段１３の位相補正データのみに基づいてモータ駆動手段２を制御し、モータ駆動手段２はその制御に基づいて各相の印加電圧の波形を正弦波にする。
【０１００】
以上のように第１１の実施形態においては、非通電区間の幅を変更する際、誘起電圧ゼロクロス点を検出する毎に切り換えるようにしたので、非通電区間幅変更の際に発生し得る一時的なトルク変動を小さく抑え、安定した回転を維持することができるという効果がある。また、非通電区間の幅を変更する際、第１０の実施形態のように検出電流を参照しながら非通電区間の幅を変更しないので処理が簡単化されるという効果もある。
【０１０１】
実施形態１２．
図２２は本発明の第１２の実施形態を説明するための電流と非通電区間の発生回数の相関図、図２３は本実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態の駆動装置の構成は第２の実施形態の駆動装置に相当するため図３の制御ブロック図を用いて説明する。
【０１０２】
本実施形態における非通電区間発生手段１４は、電流設定値ｉ１と、非通電区間の発生回数である第１の設定値及び第２の設定値とが設定されており、回転子の回転速度の変動による検出電流が電流設定値ｉ１に達したとき非通電区間を印加電圧の１周期毎に発生させ（図２２参照）、その非通電区間の発生回数がａ区間内で第１の設定回数に達したときは非通電区間を印加電圧の１周期半毎に発生させ（同図参照）、その非通電区間の発生回数がｂ区間内で第２の設定回数に達したとき非通電区間の発生を停止させる。
【０１０３】
なお、負荷変動検出手段１７は、第１１の実施形態と同様に負荷変動検出信号を出力した後は検出電流（平均値）を出力するようになっている。
【０１０４】
次に、図２３のフローチャートに基づいて動作を説明する。ブラシレスモータ駆動中、非通電区間発生手段１４は、負荷変動検出手段１７からの負荷変動検出信号が入力されると（Ｓ１２１）、非通電区間ｔｓ１の設定指令を通電制御手段１５に与える（Ｓ１２２）。このとき、通電制御手段１５は、前述のごとく励磁時間補正手段１３による位相補正データと非通電区間とに基づいてモータ駆動手段２を制御し、その出力の各相の印加電圧に非通電区間を発生させる。
【０１０５】
一方、非通電区間発生手段１４は、前記印加電圧による電流（平均値）を負荷変動検出手段１７を通して検出して、予め設定された電流設定値ｉ１と比較する（Ｓ１２３）。検出電流の方が電流設定値ｉ１より大きいときはこのステップで待機し、検出電流が電流設定値ｉ１に達したときは、前記非通電区間を印加電圧の１周期毎に設定させる指令を通電制御手段１５に与える（Ｓ１２４）。この指令によりモータ駆動手段の出力の各相の印加電圧は、図２２（ａ区間）に示すように１周期毎に非通電区間の発生した波形となる。このとき、非通電区間発生手段１４は、ａ区間内で発生する非通電区間の回数を誘起電圧ゼロクロス点の検出を通して計数し、第１の所定回数に達したかどうかを判定する（Ｓ１２５）。
【０１０６】
時間の経過に伴い非通電区間の回数が第１の所定回数に達したときは、非通電区間を印加電圧の１周期半毎に設定させる指令を通電制御手段１５に与える（Ｓ１２６）。このときは、各相の印加電圧は図２２（ｂ区間）に示すように１周期半毎に非通電区間の発生した波形となるので、ｂ区間内で発生する非通電区間の回数を誘起電圧ゼロクロス点の検出を通して計数し、第２の所定回数に達したかどうかを判定する（Ｓ１２７）。非通電区間の回数が第２の所定回数に達していないときはこのステップで待機し、非通電区間の回数が第２の所定回数に達したときは通電制御手段１５に非通電区間の発生を停止させる指令を出す（Ｓ１２８）。
【０１０７】
このとき、通電制御手段１５は励磁時間補正手段１３の位相補正データのみに基づいてモータ駆動手段２を制御し、モータ駆動手段２はその制御に基づいて各相の印加電圧の波形を正弦波にする。
【００１０８】
以上のように第１２の実施形態においては、非通電区間の発生回数を少なくすることにより、固定子巻線４，５，６に流れる電流が正弦波に近くなり、トルク変動や振動、騒音のより少ない駆動が可能となり、また、急なトルク変動を抑え、安定した回転を維持できるという効果がある。 さらに、本実施形態においては非通電区間の幅を変更しないために、回転子の位置検出の精度が維持され、かつ、処理が簡単化されるという効果もある。
【０１０９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、励磁信号の入力に基づいてセンサレスブラシレスモータに通電するモータ駆動手段と、センサレスブラシレスモータの固定子巻線に発生する非通電区間により得られる誘起電圧とセンサレスブラシレスモータの中性点電圧とのゼロクロス点を検出して回転子の位置を検出する回転子位置検出手段と、検出された前記ゼロクロス点に基づいて誘起電圧のゼロクロス点の発生する周期を演算するゼロクロス点周期演算手段と、検出されたゼロクロス点と演算されたゼロクロス点の周期とに基づいて、誘起電圧のゼロクロス点との位相差をなくすように固定子巻線の励磁時間を補正する励磁時間補正手段と、前記励磁時間に基づいて非通電区間を発生させる指令を送出する非通電区間発生手段と、前記励磁時間と前記指令の入力タイミングに基づいて、正弦波電圧に非通電区間を設定してなる略正弦波電圧を生成する前記励磁信号を前記モータ駆動手段に出力する通電制御手段とを備えているので、固定子巻線に流れる電流の波形が正弦波に近くなり、そのためにトルク変動が少なく、振動や騒音の少なくない運転が可能になり、運転効率が良いという効果が得られている。
【０１１０】
また、負荷変動によって電流が負荷変動検出手段に設定された値に達したときのみ非通電区間を発生させてより正弦波に近い電圧を固定子巻線に供給するようにしたので、さらに効率が向上し、振動や騒音も少なくなるという効果が得られている。
【０１１１】
また、非通電区間の中心と誘導電圧ゼロクロス点とが一致するように非通電区間を発生させるようにしたので、誘起電圧の検出精度が高くなり、回転を安定させることができるという効果が得られている。
【０１１２】
また、非通電区間の中心と固定子巻線に供給される略正弦波電圧のゼロクロス点とが一致するように非通電区間を発生させるようにしたので、電圧波形がより正弦波に近くなり、トルク変動や振動、騒音が少なくなるという効果が得られるている。
【０１１３】
また、非通電区間の中心が誘起電圧のゼロクロス点より所定角度ずれるように非通電区間を発生させるようにしたので、誘起電圧の検出精度を維持しつつ、電圧波形を正弦波に近づけて、トルク変動や振動、騒音が少なくなり、効率も向上するという効果が得られている。
【０１１４】
また、非通電区間の中心が前記略正弦波電圧のゼロクロス点より所定角ずれるように非通電区間を発生させるようにしたので、トルク変動や振動、騒音が少ない上に、誘起電圧の検出精度を高くし、回転を安定させ、効率を向上させるという効果が得られている。
【０１１５】
さらに、略正弦波電圧が所定時間を達する毎に非通電区間を発生させるようにしたので、非通電区間を発生させないときには略正弦波電圧がより正弦波に近くなるため、トルク変動や振動、騒音が少なくなるという効果が得られている。
【０１１６】
さらにまた、回転子が１回転したときに得られた誘起電圧のゼロクロス点の周期を、次の回転時にその周期で非通電区間を発生させるようにしたので、回転の変動への対応が速くなり、誘起電圧のゼロクロス点の検出を安定して行えるという効果が得られている。
【０１１７】
また、センサレスブラシレスモータ起動時、略正弦波電圧のゼロクロス点に非通電区間を発生させ、回転子位置検出手段により誘起電圧の検出が可能になったときは、誘起電圧のゼロクロス点に非通電区間を発生させるようにしたので、起動時に励磁電圧波形が正弦波に近くなり、振動や騒音が小さくなるという効果が得られている。
【０１１８】
負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が、予め設定された複数の設定値に達する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させるようにしたので、非通電区間の幅を変更する時に発生し得る一時的なトルクの変動を小さく抑え、安定した回転を維持できるという効果が得られるている。
【０１１９】
負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、誘起電圧のゼロクロス点を検出する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させるようにしたので、非通電区間の幅を変更するときに発生し得る一時的なトルクの変動を小さく抑えると共に、常に電流値を参照しながら非通電区間の幅を調節を行わないために処理が簡単化されるという効果が得られるている。
【０１２０】
負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、所定時間毎に非通電区間の発生を減少させてその発生を停止させるようにしたので、急なトルクの変化を抑え、回転を安定させると共に、非通電区間の幅を変更することもないために処理が簡単化されるという効果が得られるている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態を示すセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図である。
【図２】 第１の実施形態の動作を説明するための波形図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態を示すセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図である。
【図４】 本発明の第３の実施形態における波形図である。
【図５】 第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図６】 本発明の第４の実施形態における波形図である。
【図７】 第４の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図８】 本発明の第５の実施形態における波形図である。
【図９】 第５の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１０】 本発明の第６の実施形態における波形図である。
【図１１】 第６の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１２】 本発明の第７の実施形態における相印加電圧の波形図である。
【図１３】 第７の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１４】 本発明の第８の実施形態における誘起電圧の波形図である。
【図１５】 第８の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１６】 本発明の第９の実施形態における波形図である。
【図１７】 第９の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１８】 本発明の第１０の実施形態を説明するための非通電区間と電流設定値の相関図である。
【図１９】 第１０の実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。
【図２０】 本発明の第１１の実施形態を説明するための非通電区間と電流設定値の相関図である。
【図２１】 第１１の実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。
【図２２】 本発明の第１２の実施形態を説明するための電流と非通電区間の発生回数の相関図である。
【図２３】 第１２の実施形態における非通電区間発生手段の動作を示すフローチャートである。
【図２４】 例えば特開平６−７０５８６号公報に開示された従来のセンサレスブラシレスモータの駆動装置の制御ブロック図である。
【図２５】 従来の駆動装置の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
２ モータ駆動手段、３ センサレスブラシレスモータ、４，５，６ 固定子巻線、１１ 回転子位置検出手段、１２ ゼロクロス周期演算手段、１３ 励磁時間補正手段、１４ 非通電区間発生手段、１５ 通電制御手段、１６ マイクロコンピュータ、１７ 負荷変動検出部。
Claims (12)
- 励磁信号の入力に基づいてセンサレスブラシレスモータに通電するモータ駆動手段と、
センサレスブラシレスモータの固定子巻線に発生する非通電区間により得られる誘起電圧とセンサレスブラシレスモータの中性点電圧とのゼロクロス点を検出して回転子の位置を検出する回転子位置検出手段と、
検出された前記ゼロクロス点に基づいて誘起電圧のゼロクロス点の発生する周期を演算するゼロクロス点周期演算手段と、
検出されたゼロクロス点と演算されたゼロクロス点の周期とに基づいて、誘起電圧のゼロクロス点との位相差をなくすように固定子巻線の励磁時間を補正する励磁時間補正手段と、
前記励磁時間に基づいて非通電区間を発生させる指令を送出する非通電区間発生手段と、
前記励磁時間と前記指令の入力タイミングに基づいて、正弦波電圧に非通電区間を設定してなる略正弦波電圧を生成する前記励磁信号を前記モータ駆動手段に出力する通電制御手段と
を備えたことを特徴とするセンサレスブラシレスモータの駆動装置。 - 前記センサレスブラシレスモータに供給される電流を検出し、該検出電流の平均値を算出し、その平均値が予め設定された値に達したとき負荷変動検出信号を出力する負荷変動検出手段を備え、
前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出信号が入力されると前記通電制御手段に非通電区間を発生させる指令を送出することを特徴とする請求項１記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。 - 前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心と誘起電圧ゼロクロス点とが一致するように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出することを特徴とする請求項１又は２記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心と固定子巻線に供給される略正弦波電圧のゼロクロス点とが一致するように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出することを特徴とする請求項１又は２記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心が誘起電圧のゼロクロス点より所定角度ずれるように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出することを特徴とする請求項１又は２記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、非通電区間の中心が前記略正弦波電圧のゼロクロス点より所定角ずれるように非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出することを特徴とする請求項１又は２記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、略正弦波電圧が所定時間を達する毎に非通電区間の発生の指令を前記通電制御手段に送出することを特徴とする請求項１又は２記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、回転子が１回転したときに得られた誘起電圧のゼロクロス点の周期を、次の回転時にその周期で非通電区間を前記通電制御手段に発生させることを特徴とする請求項１又は２記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、センサレスブラシレスモータ起動時、前記略正弦波電圧のゼロクロス点に非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記回転子位置検出手段により誘起電圧の検出が可能になったときは、前記誘起電圧のゼロクロス点に非通電区間を前記通電制御手段に発生させることを特徴とする請求項１又は２記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が、予め設定された複数の設定値に達する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させることを特徴とする請求項２記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき予め設定された非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、誘起電圧のゼロクロス点を検出する毎に段階的に幅の縮小された非通電区間を順次に前記通電制御手段に発生させ、幅の縮小された非通電区間が最小値のときはその非通電区間の発生を停止させることを特徴とする請求項２記載センサレスブラシレスモータの駆動装置。
- 前記非通電区間発生手段は、前記負荷変動検出手段の負荷変動検出信号が入力されたとき非通電区間を前記通電制御手段に発生させ、前記負荷変動検出手段により算出されたセンサレスブラシレスモータの電流の平均値が予め設定された設定値に達すると、所定時間毎に非通電区間の発生を減少させてその発生を停止させることを特徴とする請求項２記載センサレスブラシレスモータの駆動装置。
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