JP4274815B2 - 電動機駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の駆動を制御する電動機駆動制御装置及び電動機駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシレスモータ等の電動機を駆動する際には、回転子の位置検出用の位置検出センサを電動機に備え、該位置検出センサの出力する信号を、電動機の回転数を示す信号へ変換すると共に、目標とする回転数との差分から、電動機の回転数を制御するための制御信号を生成することにより、電動機の回転数を目標の回転数に制御する。このような電動機の回転制御を行う制御装置では、求められた電動機の回転数が目標回転数となるように、制御回路が生成するパルス幅変調波形信号（ＰＷＭ波形信号）のデューティ比を変更し、インバータ回路を介して電動機の回転数を制御する。また、このように位置検出センサの出力する信号を、電動機の回転数を示す信号へ変換して利用するような場合、位置検出センサの出力する信号にはノイズが重畳されているため、これらを除去するためのフィルタが必要となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、このような電動機の回転制御を行う制御装置では、制御回路が出力するパルス幅変調波形信号が停止した場合に備えて、該パルス幅変調波形信号を監視し、パルス幅変調波形信号が停止した場合には、別途設けた発振回路の出力により電動機を駆動し、電動機の回転を継続させる技術もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７８８８１号公報
【特許文献２】
特許第３０２９５３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の制御装置では、位置検出センサの出力する信号に対してフィルタリングを行い、信号に重畳されたノイズを除去することで、正確に位置検出センサの出力する信号を、電動機の回転数を示す信号へ変換することができるものの、フィルタを介して信号を伝送するために制御遅延が発生し、パルス幅変調波形信号の更新が、検出された回転子の位置とは異なる位置で発生するため、回転子に無用な磁界が印加されることとなり、電動機の効率を悪化させるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、電動機の回転数制御において、回転子の位置を検出する位置検出センサの出力信号にノイズが重畳されても、制御遅延を発生させずに安定した電動機制御を行う電動機駆動制御装置及び電動機駆動制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る電動機駆動制御装置は、回転子の位置検出センサ（例えば実施の形態の回転子位置センサ２１）を備えると共に、インバータ回路（例えば実施の形態のインバータ回路３）が出力する交流電圧により駆動される電動機（例えば実施の形態の電動機２）を制御するための電動機駆動制御装置であって、前記位置検出センサから前記回転子の位置情報を取得すると共に、該位置情報の変化時に取得した前記位置情報の信号パターンを変化時位置情報とする位置情報取得手段（例えば実施の形態の位置情報取得部１１）と、前記位置情報取得手段により同一信号パターンの前記位置情報が所定時間毎に所定回数連続して取得された場合に、該信号パターンを、確定時位置情報として保存する確定時位置情報保存手段（例えば実施の形態の確定時位置情報保存部１３）と、前記変化時位置情報と前回確定された確定時位置情報とを比較し、両者が前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する変化時位置情報判定手段（例えば実施の形態の変化時位置情報判定部１４）と、今回確定された確定時位置情報と前回確定された確定時位置情報とを比較し、両者が同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する確定時位置情報判定手段（例えば実施の形態の確定時位置情報判定部１５）と、前回確定された確定時位置情報に対して前記変化時位置情報が、前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合と、前回確定された確定時位置情報に対して今回確定された確定時位置情報が、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合に、前記インバータ回路に対する制御信号を更新する制御信号出力手段（例えば実施の形態の制御信号出力部１６）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
以上の構成を備えた電動機駆動制御装置は、変化時位置情報判定手段、あるいは確定時位置情報判定手段が、位置情報取得手段の取得した今回の変化時位置情報と前回の確定時位置情報、及び確定時位置情報保存手段の保存した今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とをそれぞれ比較する。そして制御信号出力手段は、どちらか一方でも電動機の回転子の回転方向に連続する信号パターンであった場合には、インバータ回路に対する制御信号を更新する。また、今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とが同一の場合も制御信号出力手段はインバータ回路に対する制御信号を更新する。すなわち、所定時間毎に複数回同じ信号が検出できたか否かを検査することで、位置検出センサの出力信号に重畳されたノイズに影響されることなく、位置情報の信号パターンを正しく確定することができる。これにより、位置情報の変化時に回転子の回転方向に連続する信号パターンを取得できた場合には、まずインバータ回路に対する制御信号を更新する。次に、今回確定した位置情報が、前回の確定時位置情報と同一、もしくは回転子の回転方向に連続する信号パターンであった場合には、再度インバータ回路に対する制御信号を更新するので、もし最初の更新において誤った制御信号が出力されても、次の更新において制御信号は正しいものとなる。
【００１０】
請求項２の発明に係る電動機駆動制御装置は、請求項１に記載の電動機駆動制御装置において、前記位置情報取得手段が、電源投入時のリセット処理後、もしくは前記電動機の停止中における起動信号の入力時に、前記位置情報の取得を開始することを特徴とする。
以上の構成を備えた電動機駆動制御装置は、電動機が動作している間のみ、回転子の位置情報を取得することができる。
【００１１】
請求項３の発明に係る電動機駆動制御装置は、請求項１または請求項２に記載の電動機駆動制御装置において、前記確定時位置情報判定手段により、前回確定された確定時位置情報に対して今回確定された確定時位置情報は、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンではないと判定された場合、前記位置検出センサを異常であると判定するセンサ出力判定手段（例えば実施の形態のセンサ出力判定部１７）を備えたことを特徴とする。
以上の構成を備えた電動機駆動制御装置は、配線等を含む位置検出センサの異常を判断することができる。
【００１２】
請求項４の発明に係る電動機駆動制御装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電動機駆動制御装置において、前記確定時位置情報判定手段が、前記確定時位置情報について前記位置検出センサの出力として正しい信号パターンであるか否かを判定する手段を更に備え、前記確定時位置情報判定手段により、前記確定時位置情報は前記位置検出センサの出力として正しい信号パターンではないと判定された場合、前記センサ出力判定手段が前記位置検出センサを異常であると判定することを特徴とする。
以上の構成を備えた電動機駆動制御装置は、配線等を含む位置検出センサの異常を判断することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の電動機駆動制御装置を示すブロック図である。
図１において、符号１は、本実施の形態の電動機駆動制御装置の制御部である。制御部１は、電動機２を駆動するためのインバータ回路３にパルス幅変調波形信号（ＰＷＭ波形信号）を出力する。ここで、電動機２は、例えば３相制御の誘導電動機や直流ブラシレスモータであって、電動機２の回転子の位置を測定する回転子位置センサ２１を備え、回転子位置センサ２１は、電動機２の回転子の位置情報を制御部１へ出力する。また、インバータ回路３は、例えば６個のスイッチング素子を電源４の正負両端子間に２個ずつブリッジ接続して構成される回路であって、電源４から供給された直流電圧を、制御部１から入力されたパルス幅変調波形信号に基づく交流電圧に変換し、電動機２を駆動する。
【００１５】
また、制御部１は、回転子位置センサ２１から電動機２の回転子の位置情報を取得すると共に、該位置情報の変化時に取得した前記位置情報の信号パターンを変化時位置情報とする位置情報取得部１１と、所定の条件を満たす位置情報の信号パターンを、確定時位置情報として確定し、保存する確定時位置情報保存部１３とを備えている。なお、確定時位置情報保存部１３が位置情報の示す信号パターンを確定する条件については、詳細を後述する。
【００１６】
また、制御部１は、今回取得された変化時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する変化時位置情報判定部１４と、今回確定・保存された確定時位置情報が回転子位置センサ２１の出力として正しい（あり得る）信号パターンか否かを判定すると共に、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一もしくは回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する確定時位置情報判定部１５とを備えている。
【００１７】
更に、制御部１は、前回確定・保存された確定時位置情報に対して変化時位置情報が、電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合と、前回確定・保存された確定時位置情報に対して今回確定・保存された確定時位置情報が、同一もしくは回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合に、インバータ回路３に対する制御信号を更新する制御信号出力部１６を備えている。
【００１８】
また、前回確定・保存された確定時位置情報に対して今回確定・保存された確定時位置情報が、同一もしくは回転子の回転方向に連続する信号パターンではないと判定された場合、あるいは今回確定・保存された確定時位置情報が回転子位置センサ２１の出力として正しい信号パターンではない（回転子位置センサ２１の出力としてあり得ない信号パターンであって、信号パターンとして正しくない）と判定された場合に、回転子位置センサ２１は異常であると判定するセンサ出力判定部１７も備えている。
【００１９】
また、制御部１は、確定時位置情報または変化時位置情報について、起動時位置情報確定・保存済みか否か、すなわち確定時位置情報または変化時位置情報が、起動時における信号パターンか、それとも起動時位置情報を確定した後の信号パターンであるかを判定する起動時位置情報確定済み判定部１８と、もし、確定時位置情報または変化時位置情報が、起動時位置情報を確定した後の信号パターンではなく、起動時における信号パターンである場合、起動時位置情報の確定を行う起動時位置情報確定部１９とを備えている。
【００２０】
また、回転子位置センサ２１について説明すると、回転子位置センサ２１は、例えば３相制御の電動機２に対応してＵセンサ、Ｖセンサ、Ｗセンサの３個のセンサを備えており、それぞれの出力に対応して電動機２の回転子の６通りの位置を検出することができる。この回転子位置センサ２１が出力する６通りの信号パターンをホールパターン番号を付与して識別すると、回転子位置センサ２１からは、以下の表１に示すような値が出力される。また、その出力順序は、電動機２の回転子の回転に合わせて、図２に示すように、ホールパターン番号０、１、２、３、４、５の順に出力されると共に、ホールパターン番号５の信号の次にはホールパターン番号０の信号が出力され、このパターンで繰り返し出力される。
【００２１】
【表１】
【００２２】
更に、３相制御の電動機２を駆動するインバータ回路３を構成する２個ずつブリッジ接続された６個のスイッチング素子を、それぞれ「ｕｐｐｅｒＵ」、「ｌｏｗｅｒＵ」、「ｕｐｐｅｒＶ」、「ｌｏｗｅｒＶ」、「ｕｐｐｅｒＷ」、「ｌｏｗｅｒＷ」とすると、電動機２を回転制御するためには、回転子位置センサ２１のＵセンサ、Ｖセンサ、Ｗセンサの各出力に対して、６個のスイッチング素子「ｕｐｐｅｒＵ」、「ｌｏｗｅｒＵ」、「ｕｐｐｅｒＶ」、「ｌｏｗｅｒＶ」、「ｕｐｐｅｒＷ」、「ｌｏｗｅｒＷ」を、以下の表２に示すように制御する必要がある。また、回転子位置センサ２１の出力に対して、６個のスイッチング素子の制御を更新する位置は、図３に示すように、回転子位置センサ２１の出力が変化する位置が理想的である。
【００２３】
【表２】
【００２４】
次に、本実施の形態の電動機駆動制御装置の動作について、図面を参照して説明する。図４及び図５は、本実施の形態の電動機駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
図４において、まず制御部１の位置情報取得部１１は、電源投入後のリセット信号が解除されたか否かを判定し（ステップＳ１）、リセット信号が解除されるのを待つ（ステップＳ１のＮＯ）。
そして、位置情報取得部１１は、電源投入後のリセット信号が解除されたら（ステップＳ１のＹＥＳ）、次に電動機２の起動信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ２）、起動信号が入力されるのを待つ（ステップＳ２のＮＯ）。
【００２５】
次に、電動機２の起動信号が入力されたら（ステップＳ２のＹＥＳ）、位置情報取得部１１は、回転子位置センサ２１の出力する位置情報（出力信号）の１回目の情報（センサパターン１）を取得する（ステップＳ３）。
次に、位置情報取得部１１は、カウンタを”１”にリセットする（ステップＳ４）と同時に、タイマをスタートする（ステップＳ５）。
【００２６】
次に、位置情報取得部１１は、スタートさせたタイマにより、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ６）。
もし、ステップＳ６において、所定時間が経過していた場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、位置情報取得部１１は、回転子位置センサ２１の出力する位置情報（出力信号）の２回目の情報（センサパターン２）を取得する（ステップＳ７）。なお、位置情報（出力信号）の２回目の情報（センサパターン２）を既に取得している場合は、回転子位置センサ２１の出力する位置情報（出力信号）の３回目の情報（センサパターン３）を取得する。
【００２７】
次に、位置情報取得部１１は、カウンタを”１”増加させる（ステップＳ８）。
そして、位置情報取得部１１は、カウンタが所定値に達したか否かを判定する（ステップＳ９）。
もし、ステップＳ９において、カウンタが所定値に達していない場合（ステップＳ９のＮＯ）、位置情報取得部１１は、改めてタイマをスタートさせ（ステップＳ１０）、ステップＳ６へ戻り、上述の動作を繰り返す。
また、ステップＳ９において、カウンタが所定値に達していた場合（ステップＳ９のＹＥＳ）、確定時位置情報保存部１３は、位置情報取得部１１が取得した位置情報を確定し、確定時位置情報としてこれを保存する（ステップＳ１１）。
【００２８】
そして、確定時位置情報判定部１５は、今回確定・保存された確定時位置情報が、正しい（あり得る）信号パターンであるか否か（信号パターンの内容は表１に示す正しいパターンか否か）を判定する（ステップＳ１２）。
もし、今回確定・保存された確定時位置情報が、正しい信号パターンである場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、起動時位置情報確定済み判定部１８は、今回確定・保存された確定時位置情報について、起動時位置情報確定・保存済みか否か（起動時における信号パターンか、それとも起動時位置情報を確定した後の信号パターンであるか）を判定する（ステップＳ１３）。
【００２９】
ここで、ステップＳ１３において、起動時位置情報確定・保存済みである場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、確定時位置情報判定部１５は、今回確定・保存された確定時位置情報が起動時における信号パターンではなく、起動時位置情報を確定した後の信号パターンであるとして、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一、または電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否か（信号パターンの連続性は図２に示す通りに正しいか否か）を判定する（ステップＳ１４）。
【００３０】
また、ステップＳ１４において、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一、または電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンである場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、制御信号出力部１６は、インバータ回路３に対する制御信号を更新する（ステップＳ１５）。なお、起動時においては、制御信号出力部１６は、インバータ回路３に対する制御信号を出力する。
【００３１】
また、ステップＳ１３において、起動時位置情報確定済みでない場合（ステップＳ１３のＮＯ）、起動時位置情報確定部１９は、今回確定・保存された確定時位置情報が起動時位置情報を確定した後の信号パターンではなく、起動時における信号パターンであるとして、今回確定・保存された確定時位置情報について、起動時位置情報の確定を行い（ステップＳ１６）、ステップＳ１５へ進む。
【００３２】
なお、ステップＳ１２において、今回確定・保存された確定時位置情報が、正しい信号パターンではない場合（ステップＳ１２のＮＯ）、あるいはステップＳ１４において、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一、または電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンでない場合（ステップＳ１４のＮＯ）、センサ出力判定部１７は、回転子位置センサ２１の異常と判定し（ステップＳ１７）、制御部１は電動機２の回転制御を終了する。
【００３３】
一方、図５において、位置情報取得部１１は、制御信号を出力または更新したら、回転子位置センサ２１の出力する位置情報の信号パターンが変化したか否かを判定する（ステップＳ１８）。
もし、ステップＳ１８において、回転子位置センサ２１の出力する位置情報の信号パターンが変化していた場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、位置情報取得部１１は、回転子位置センサ２１の出力する位置情報（出力信号）の１回目の情報（パターン１）を取得し、変化時位置情報とする（ステップＳ１９）。
次に、位置情報取得部１１は、カウンタを”１”にリセットする（ステップＳ２０）と同時に、タイマをスタートする（ステップＳ２１）。
【００３４】
そして、起動時位置情報確定済み判定部１８は、今回取得した変化時位置情報について、起動時位置情報確定済みか否かを判定する（ステップＳ２２）。
もし、ステップＳ２２において、起動時位置情報確定済みである場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、変化時位置情報判定部１４は、今回取得した変化時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否か（信号パターンの連続性は図２に示す通りに正しいか否か）を判定する（ステップＳ２３）。
【００３５】
また、ステップＳ２３において、今回取得した変化時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンである場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、制御信号出力部１６は、インバータ回路３に対する制御信号を更新する（ステップＳ２４）。
そして、ステップＳ６へ戻り、上述の動作を繰り返す。
【００３６】
一方、ステップＳ１８において、回転子位置センサ２１の出力する位置情報の信号パターンが変化していない場合（ステップＳ１８のＮＯ）、位置情報取得部１１は、タイマ動作中か否かを判定し（ステップＳ２５）、タイマが動作中でない場合（ステップＳ２５のＮＯ）、ステップＳ１８へ戻り、上述の動作を繰り返す。
また、ステップＳ２５において、タイマが動作中である場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、位置情報取得部１１は、ステップＳ６へ戻り、上述の動作を繰り返す。
【００３７】
なお、上述のステップＳ６において、所定時間が経過していない場合（ステップＳ６のＮＯ）、位置情報取得部１１は、ステップＳ１８へ進み、回転子位置センサ２１の出力する位置情報の信号パターンが変化するか否かの監視を行い、ステップＳ１８以降の動作を実行する。
【００３８】
以上の動作を更に図６に示す模式図を用いて説明する。なお、図６に示す例では、上述の位置情報取得部１１のタイマの時間（図４のステップＳ６における所定時間）を”５０［μｓｅｃ］”、カウンタの所定値（図４のステップＳ９における所定値）を”３”とした場合の動作である。また、回転子位置センサ２１のＵセンサ、Ｖセンサ、Ｗセンサがそれぞれ出力する信号が、ホールパターン番号２からホールパターン番号３へ変化する場合であって、Ｕセンサの信号にノイズが重畳された場合の動作を示す。
【００３９】
まず、Ｕセンサの信号が、時刻ｔ１において、”０”から”１”に変化すると、位置情報取得部１１は、カウンタを”１”にリセットすると同時に、タイマを再スタートし、この信号パターンをセンサパターン１とする。
また、位置情報取得部１１によるタイマが”５０［μｓｅｃ］”経過した時刻ｔ２において、この時各センサの信号に変化がなければ、位置情報取得部１１は、２回目の位置情報（センサパターン２）を取得し、カウンタを”１”増加すると共に、カウンタが所定値”３”に達していなければ、タイマを再スタートし、タイマが”５０［μｓｅｃ］”経過するのを待つ。
【００４０】
ところが、位置情報取得部１１によるタイマが次の”５０［μｓｅｃ］”を計時する前に、時刻ｔ３において、Ｕセンサの信号にノイズが重畳され、ノイズの立ち下がりで信号が”１”から”０”に変化すると、位置情報取得部１１は、１回目の位置情報（センサパターン１）を取得し、更にカウンタを”１”にリセットすると共に、タイマを再スタートする。
【００４１】
そして、変化時位置情報判定部１４が、今回取得された変化時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンである場合、この時点で一度制御信号出力部１６によるインバータ回路３に対する制御信号が更新される。更に、ノイズの立ち上がりである時刻ｔ４も同様の処理が実行される。
制御部１では、この時刻ｔ３における回転子位置センサ２１の出力に基づいて制御信号を更新しても、時刻ｔ６においてすぐに正常な制御信号に戻すことができる。
【００４２】
更に、時刻ｔ５においてセンサパターン２を取得し、更に位置情報取得部１１によるタイマが次の”５０［μｓｅｃ］”を計時すると、タイマが”５０［μｓｅｃ］”経過した時刻ｔ６において、この時各センサの信号に変化がなければ、位置情報取得部１１は、３回目の位置情報（センサパターン３）を取得し、カウンタを”１”増加すると共に、カウンタが所定値”３”に達するので、このセンサパターン３を確定時位置情報として保存する。
【００４３】
そして、確定時位置情報判定部１５が、確定時位置情報を回転子位置センサ２１の出力として正しいと判定し、更に確定時位置情報判定部１５が、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一であるか、あるいは電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンである場合、この時点で一度制御信号出力部１６によるインバータ回路３に対する制御信号が更新されるので、もし時刻ｔ３における制御信号の更新が誤りであったとしても、時刻ｔ４で正常な信号パターンに戻った１００［μｓｅｃ］後の時刻ｔ６において、正確な制御信号の更新を実行することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態の電動機駆動制御装置によれば、変化時位置情報判定部１４、あるいは確定時位置情報判定部１５において、今回の変化時位置情報と前回の確定時位置情報、及び今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とをそれぞれ比較し、どちらか一方でも電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンであった場合には、制御信号出力部１６はインバータ回路３に対する制御信号を更新する。また、今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とが同一の場合も制御信号出力部１６はインバータ回路３に対する制御信号を更新する。これにより、位置情報の変化時に正当な信号パターンを取得できた場合には、まずインバータ回路３に対する制御信号を更新する。次に、確定した位置情報が正当な信号パターンであった場合には、再度インバータ回路３に対する制御信号を更新するので、もし最初の更新において誤った制御信号が出力されても、次の更新において制御信号は正しいものとなる。
【００４５】
また、確定時位置情報保存部１３は、同一信号パターンの位置情報が所定時間毎に所定回数連続して取得された場合に、該信号パターンを前記位置情報が示す正しい信号パターンとして確定することで、回転子位置センサ２１の出力信号に重畳されたノイズに影響されることなく、位置情報の信号パターンを効率良く、かつ正しく確定することができる。
【００４６】
更に、確定時位置情報判定部１５、センサ出力判定部１７により、前回確定・保存された確定時位置情報に対して今回確定・保存された確定時位置情報が、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンではなかった場合、あるいは今回確定・保存された確定時位置情報が、位置検出センサの出力として正しくない（あり得ない）信号パターンであった場合に、回転子位置センサ２１は異常であると判定することで、制御に対する信頼性を高めることができる。
【００４７】
従って、回転子位置センサ２１の出力する信号に対して、重畳されたノイズの除去処理を行うことによる制御遅延の発生を抑制し、正確に回転子位置センサ２１の出力する信号を電動機２の回転数を示す信号へ変換すると共に、パルス幅変調波形信号の更新を、検出された回転子の位置に対応する適切な位置で行い、電動機２の効率を悪化させずに安定した電動機制御を行う電動機駆動制御装置を実現することができるという効果が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、今回の変化時位置情報と前回の確定時位置情報、または今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報のどちらか一方でも電動機の回転子の回転方向に連続する信号パターンであった場合には、インバータ回路に対する制御信号を更新する。また、今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とが同一の場合もインバータ回路に対する制御信号を更新する。これにより、位置情報の変化時に正当な信号パターンを取得できた場合には、まずインバータ回路に対する制御信号を更新する。次に、確定した位置情報が正当な信号パターンであった場合には、再度インバータ回路に対する制御信号を更新し、もし最初の更新において誤った制御信号が出力されても、次の更新において制御信号を修正する。
【００４９】
また、同一信号パターンの位置情報が所定時間毎に所定回数連続して取得された場合に、該信号パターンを前記位置情報が示す正しい信号パターンとして確定することで、位置情報の信号パターンを効率良く、かつ正しく確定することができる。更に、前回の確定時位置情報に対して今回の確定時位置情報が、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンではなかった場合、あるいは今回の確定時位置情報が、位置検出センサの出力として正しくない（あり得ない）信号パターンであった場合に、位置検出センサは異常であると判定することで、制御に対する信頼性を高めることができる。
【００５０】
従って、位置検出センサの出力する信号に対して、重畳されたノイズの除去処理を行うことによる制御遅延の発生を抑制し、正確に位置検出センサの出力する信号を電動機の回転数を示す信号へ変換すると共に、パルス幅変調波形信号の更新を、検出された回転子の位置に対応する適切な位置で行い、電動機の効率を悪化させずに安定した電動機制御を行う電動機駆動制御装置を実現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】 本発明の一実施の形態の電動機駆動制御装置を示すブロック図である。
【図２】 同実施の形態の電動機駆動制御装置が制御する電動機に備えられた回転子位置センサの出力信号を示す図である。
【図３】 同実施の形態の電動機駆動制御装置が制御する電動機に備えられた回転子位置センサの出力タイミングを示す図である。
【図４】 同実施の形態の電動機駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】 同実施の形態の電動機駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】 同実施の形態の電動機駆動制御装置の動作を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 制御部
２ 電動機
３ インバータ回路
４ 電源
１１ 位置情報取得部
１３ 確定時位置情報保存部
１４ 変化時位置情報判定部
１５ 確定時位置情報判定部
１６ 制御信号出力部
１７ センサ出力判定部
１８ 起動時位置情報確定済み判定部
１９ 起動時位置情報確定部
２１ 回転子位置センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の駆動を制御する電動機駆動制御装置及び電動機駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシレスモータ等の電動機を駆動する際には、回転子の位置検出用の位置検出センサを電動機に備え、該位置検出センサの出力する信号を、電動機の回転数を示す信号へ変換すると共に、目標とする回転数との差分から、電動機の回転数を制御するための制御信号を生成することにより、電動機の回転数を目標の回転数に制御する。このような電動機の回転制御を行う制御装置では、求められた電動機の回転数が目標回転数となるように、制御回路が生成するパルス幅変調波形信号（ＰＷＭ波形信号）のデューティ比を変更し、インバータ回路を介して電動機の回転数を制御する。また、このように位置検出センサの出力する信号を、電動機の回転数を示す信号へ変換して利用するような場合、位置検出センサの出力する信号にはノイズが重畳されているため、これらを除去するためのフィルタが必要となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、このような電動機の回転制御を行う制御装置では、制御回路が出力するパルス幅変調波形信号が停止した場合に備えて、該パルス幅変調波形信号を監視し、パルス幅変調波形信号が停止した場合には、別途設けた発振回路の出力により電動機を駆動し、電動機の回転を継続させる技術もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７８８８１号公報
【特許文献２】
特許第３０２９５３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の制御装置では、位置検出センサの出力する信号に対してフィルタリングを行い、信号に重畳されたノイズを除去することで、正確に位置検出センサの出力する信号を、電動機の回転数を示す信号へ変換することができるものの、フィルタを介して信号を伝送するために制御遅延が発生し、パルス幅変調波形信号の更新が、検出された回転子の位置とは異なる位置で発生するため、回転子に無用な磁界が印加されることとなり、電動機の効率を悪化させるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、電動機の回転数制御において、回転子の位置を検出する位置検出センサの出力信号にノイズが重畳されても、制御遅延を発生させずに安定した電動機制御を行う電動機駆動制御装置及び電動機駆動制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る電動機駆動制御装置は、回転子の位置検出センサ（例えば実施の形態の回転子位置センサ２１）を備えると共に、インバータ回路（例えば実施の形態のインバータ回路３）が出力する交流電圧により駆動される電動機（例えば実施の形態の電動機２）を制御するための電動機駆動制御装置であって、前記位置検出センサから前記回転子の位置情報を取得すると共に、該位置情報の変化時に取得した前記位置情報の信号パターンを変化時位置情報とする位置情報取得手段（例えば実施の形態の位置情報取得部１１）と、前記位置情報取得手段により同一信号パターンの前記位置情報が所定時間毎に所定回数連続して取得された場合に、該信号パターンを、確定時位置情報として保存する確定時位置情報保存手段（例えば実施の形態の確定時位置情報保存部１３）と、前記変化時位置情報と前回確定された確定時位置情報とを比較し、両者が前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する変化時位置情報判定手段（例えば実施の形態の変化時位置情報判定部１４）と、今回確定された確定時位置情報と前回確定された確定時位置情報とを比較し、両者が同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する確定時位置情報判定手段（例えば実施の形態の確定時位置情報判定部１５）と、前回確定された確定時位置情報に対して前記変化時位置情報が、前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合と、前回確定された確定時位置情報に対して今回確定された確定時位置情報が、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合に、前記インバータ回路に対する制御信号を更新する制御信号出力手段（例えば実施の形態の制御信号出力部１６）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
以上の構成を備えた電動機駆動制御装置は、変化時位置情報判定手段、あるいは確定時位置情報判定手段が、位置情報取得手段の取得した今回の変化時位置情報と前回の確定時位置情報、及び確定時位置情報保存手段の保存した今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とをそれぞれ比較する。そして制御信号出力手段は、どちらか一方でも電動機の回転子の回転方向に連続する信号パターンであった場合には、インバータ回路に対する制御信号を更新する。また、今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とが同一の場合も制御信号出力手段はインバータ回路に対する制御信号を更新する。すなわち、所定時間毎に複数回同じ信号が検出できたか否かを検査することで、位置検出センサの出力信号に重畳されたノイズに影響されることなく、位置情報の信号パターンを正しく確定することができる。これにより、位置情報の変化時に回転子の回転方向に連続する信号パターンを取得できた場合には、まずインバータ回路に対する制御信号を更新する。次に、今回確定した位置情報が、前回の確定時位置情報と同一、もしくは回転子の回転方向に連続する信号パターンであった場合には、再度インバータ回路に対する制御信号を更新するので、もし最初の更新において誤った制御信号が出力されても、次の更新において制御信号は正しいものとなる。
【００１０】
請求項２の発明に係る電動機駆動制御装置は、請求項１に記載の電動機駆動制御装置において、前記位置情報取得手段が、電源投入時のリセット処理後、もしくは前記電動機の停止中における起動信号の入力時に、前記位置情報の取得を開始することを特徴とする。
以上の構成を備えた電動機駆動制御装置は、電動機が動作している間のみ、回転子の位置情報を取得することができる。
【００１１】
請求項３の発明に係る電動機駆動制御装置は、請求項１または請求項２に記載の電動機駆動制御装置において、前記確定時位置情報判定手段により、前回確定された確定時位置情報に対して今回確定された確定時位置情報は、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンではないと判定された場合、前記位置検出センサを異常であると判定するセンサ出力判定手段（例えば実施の形態のセンサ出力判定部１７）を備えたことを特徴とする。
以上の構成を備えた電動機駆動制御装置は、配線等を含む位置検出センサの異常を判断することができる。
【００１２】
請求項４の発明に係る電動機駆動制御装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電動機駆動制御装置において、前記確定時位置情報判定手段が、前記確定時位置情報について前記位置検出センサの出力として正しい信号パターンであるか否かを判定する手段を更に備え、前記確定時位置情報判定手段により、前記確定時位置情報は前記位置検出センサの出力として正しい信号パターンではないと判定された場合、前記センサ出力判定手段が前記位置検出センサを異常であると判定することを特徴とする。
以上の構成を備えた電動機駆動制御装置は、配線等を含む位置検出センサの異常を判断することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の電動機駆動制御装置を示すブロック図である。
図１において、符号１は、本実施の形態の電動機駆動制御装置の制御部である。制御部１は、電動機２を駆動するためのインバータ回路３にパルス幅変調波形信号（ＰＷＭ波形信号）を出力する。ここで、電動機２は、例えば３相制御の誘導電動機や直流ブラシレスモータであって、電動機２の回転子の位置を測定する回転子位置センサ２１を備え、回転子位置センサ２１は、電動機２の回転子の位置情報を制御部１へ出力する。また、インバータ回路３は、例えば６個のスイッチング素子を電源４の正負両端子間に２個ずつブリッジ接続して構成される回路であって、電源４から供給された直流電圧を、制御部１から入力されたパルス幅変調波形信号に基づく交流電圧に変換し、電動機２を駆動する。
【００１５】
また、制御部１は、回転子位置センサ２１から電動機２の回転子の位置情報を取得すると共に、該位置情報の変化時に取得した前記位置情報の信号パターンを変化時位置情報とする位置情報取得部１１と、所定の条件を満たす位置情報の信号パターンを、確定時位置情報として確定し、保存する確定時位置情報保存部１３とを備えている。なお、確定時位置情報保存部１３が位置情報の示す信号パターンを確定する条件については、詳細を後述する。
【００１６】
また、制御部１は、今回取得された変化時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する変化時位置情報判定部１４と、今回確定・保存された確定時位置情報が回転子位置センサ２１の出力として正しい（あり得る）信号パターンか否かを判定すると共に、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一もしくは回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する確定時位置情報判定部１５とを備えている。
【００１７】
更に、制御部１は、前回確定・保存された確定時位置情報に対して変化時位置情報が、電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合と、前回確定・保存された確定時位置情報に対して今回確定・保存された確定時位置情報が、同一もしくは回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合に、インバータ回路３に対する制御信号を更新する制御信号出力部１６を備えている。
【００１８】
また、前回確定・保存された確定時位置情報に対して今回確定・保存された確定時位置情報が、同一もしくは回転子の回転方向に連続する信号パターンではないと判定された場合、あるいは今回確定・保存された確定時位置情報が回転子位置センサ２１の出力として正しい信号パターンではない（回転子位置センサ２１の出力としてあり得ない信号パターンであって、信号パターンとして正しくない）と判定された場合に、回転子位置センサ２１は異常であると判定するセンサ出力判定部１７も備えている。
【００１９】
また、制御部１は、確定時位置情報または変化時位置情報について、起動時位置情報確定・保存済みか否か、すなわち確定時位置情報または変化時位置情報が、起動時における信号パターンか、それとも起動時位置情報を確定した後の信号パターンであるかを判定する起動時位置情報確定済み判定部１８と、もし、確定時位置情報または変化時位置情報が、起動時位置情報を確定した後の信号パターンではなく、起動時における信号パターンである場合、起動時位置情報の確定を行う起動時位置情報確定部１９とを備えている。
【００２０】
また、回転子位置センサ２１について説明すると、回転子位置センサ２１は、例えば３相制御の電動機２に対応してＵセンサ、Ｖセンサ、Ｗセンサの３個のセンサを備えており、それぞれの出力に対応して電動機２の回転子の６通りの位置を検出することができる。この回転子位置センサ２１が出力する６通りの信号パターンをホールパターン番号を付与して識別すると、回転子位置センサ２１からは、以下の表１に示すような値が出力される。また、その出力順序は、電動機２の回転子の回転に合わせて、図２に示すように、ホールパターン番号０、１、２、３、４、５の順に出力されると共に、ホールパターン番号５の信号の次にはホールパターン番号０の信号が出力され、このパターンで繰り返し出力される。
【００２１】
【表１】
更に、３相制御の電動機２を駆動するインバータ回路３を構成する２個ずつブリッジ接続された６個のスイッチング素子を、それぞれ「ｕｐｐｅｒＵ」、「ｌｏｗｅｒＵ」、「ｕｐｐｅｒＶ」、「ｌｏｗｅｒＶ」、「ｕｐｐｅｒＷ」、「ｌｏｗｅｒＷ」とすると、電動機２を回転制御するためには、回転子位置センサ２１のＵセンサ、Ｖセンサ、Ｗセンサの各出力に対して、６個のスイッチング素子「ｕｐｐｅｒＵ」、「ｌｏｗｅｒＵ」、「ｕｐｐｅｒＶ」、「ｌｏｗｅｒＶ」、「ｕｐｐｅｒＷ」、「ｌｏｗｅｒＷ」を、以下の表２に示すように制御する必要がある。また、回転子位置センサ２１の出力に対して、６個のスイッチング素子の制御を更新する位置は、図３に示すように、回転子位置センサ２１の出力が変化する位置が理想的である。
【００２３】
【表２】
次に、本実施の形態の電動機駆動制御装置の動作について、図面を参照して説明する。図４及び図５は、本実施の形態の電動機駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
図４において、まず制御部１の位置情報取得部１１は、電源投入後のリセット信号が解除されたか否かを判定し（ステップＳ１）、リセット信号が解除されるのを待つ（ステップＳ１のＮＯ）。
そして、位置情報取得部１１は、電源投入後のリセット信号が解除されたら（ステップＳ１のＹＥＳ）、次に電動機２の起動信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ２）、起動信号が入力されるのを待つ（ステップＳ２のＮＯ）。
【００２５】
次に、電動機２の起動信号が入力されたら（ステップＳ２のＹＥＳ）、位置情報取得部１１は、回転子位置センサ２１の出力する位置情報（出力信号）の１回目の情報（センサパターン１）を取得する（ステップＳ３）。
次に、位置情報取得部１１は、カウンタを”１”にリセットする（ステップＳ４）と同時に、タイマをスタートする（ステップＳ５）。
【００２６】
次に、位置情報取得部１１は、スタートさせたタイマにより、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ６）。
もし、ステップＳ６において、所定時間が経過していた場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、位置情報取得部１１は、回転子位置センサ２１の出力する位置情報（出力信号）の２回目の情報（センサパターン２）を取得する（ステップＳ７）。なお、位置情報（出力信号）の２回目の情報（センサパターン２）を既に取得している場合は、回転子位置センサ２１の出力する位置情報（出力信号）の３回目の情報（センサパターン３）を取得する。
【００２７】
次に、位置情報取得部１１は、カウンタを”１”増加させる（ステップＳ８）。
そして、位置情報取得部１１は、カウンタが所定値に達したか否かを判定する（ステップＳ９）。
もし、ステップＳ９において、カウンタが所定値に達していない場合（ステップＳ９のＮＯ）、位置情報取得部１１は、改めてタイマをスタートさせ（ステップＳ１０）、ステップＳ６へ戻り、上述の動作を繰り返す。
また、ステップＳ９において、カウンタが所定値に達していた場合（ステップＳ９のＹＥＳ）、確定時位置情報保存部１３は、位置情報取得部１１が取得した位置情報を確定し、確定時位置情報としてこれを保存する（ステップＳ１１）。
【００２８】
そして、確定時位置情報判定部１５は、今回確定・保存された確定時位置情報が、正しい（あり得る）信号パターンであるか否か（信号パターンの内容は表１に示す正しいパターンか否か）を判定する（ステップＳ１２）。
もし、今回確定・保存された確定時位置情報が、正しい信号パターンである場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、起動時位置情報確定済み判定部１８は、今回確定・保存された確定時位置情報について、起動時位置情報確定・保存済みか否か（起動時における信号パターンか、それとも起動時位置情報を確定した後の信号パターンであるか）を判定する（ステップＳ１３）。
【００２９】
ここで、ステップＳ１３において、起動時位置情報確定・保存済みである場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、確定時位置情報判定部１５は、今回確定・保存された確定時位置情報が起動時における信号パターンではなく、起動時位置情報を確定した後の信号パターンであるとして、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一、または電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否か（信号パターンの連続性は図２に示す通りに正しいか否か）を判定する（ステップＳ１４）。
【００３０】
また、ステップＳ１４において、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一、または電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンである場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、制御信号出力部１６は、インバータ回路３に対する制御信号を更新する（ステップＳ１５）。なお、起動時においては、制御信号出力部１６は、インバータ回路３に対する制御信号を出力する。
【００３１】
また、ステップＳ１３において、起動時位置情報確定済みでない場合（ステップＳ１３のＮＯ）、起動時位置情報確定部１９は、今回確定・保存された確定時位置情報が起動時位置情報を確定した後の信号パターンではなく、起動時における信号パターンであるとして、今回確定・保存された確定時位置情報について、起動時位置情報の確定を行い（ステップＳ１６）、ステップＳ１５へ進む。
【００３２】
なお、ステップＳ１２において、今回確定・保存された確定時位置情報が、正しい信号パターンではない場合（ステップＳ１２のＮＯ）、あるいはステップＳ１４において、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一、または電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンでない場合（ステップＳ１４のＮＯ）、センサ出力判定部１７は、回転子位置センサ２１の異常と判定し（ステップＳ１７）、制御部１は電動機２の回転制御を終了する。
【００３３】
一方、図５において、位置情報取得部１１は、制御信号を出力または更新したら、回転子位置センサ２１の出力する位置情報の信号パターンが変化したか否かを判定する（ステップＳ１８）。
もし、ステップＳ１８において、回転子位置センサ２１の出力する位置情報の信号パターンが変化していた場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、位置情報取得部１１は、回転子位置センサ２１の出力する位置情報（出力信号）の１回目の情報（パターン１）を取得し、変化時位置情報とする（ステップＳ１９）。
次に、位置情報取得部１１は、カウンタを”１”にリセットする（ステップＳ２０）と同時に、タイマをスタートする（ステップＳ２１）。
【００３４】
そして、起動時位置情報確定済み判定部１８は、今回取得した変化時位置情報について、起動時位置情報確定済みか否かを判定する（ステップＳ２２）。
もし、ステップＳ２２において、起動時位置情報確定済みである場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、変化時位置情報判定部１４は、今回取得した変化時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否か（信号パターンの連続性は図２に示す通りに正しいか否か）を判定する（ステップＳ２３）。
【００３５】
また、ステップＳ２３において、今回取得した変化時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンである場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、制御信号出力部１６は、インバータ回路３に対する制御信号を更新する（ステップＳ２４）。
そして、ステップＳ６へ戻り、上述の動作を繰り返す。
【００３６】
一方、ステップＳ１８において、回転子位置センサ２１の出力する位置情報の信号パターンが変化していない場合（ステップＳ１８のＮＯ）、位置情報取得部１１は、タイマ動作中か否かを判定し（ステップＳ２５）、タイマが動作中でない場合（ステップＳ２５のＮＯ）、ステップＳ１８へ戻り、上述の動作を繰り返す。
また、ステップＳ２５において、タイマが動作中である場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、位置情報取得部１１は、ステップＳ６へ戻り、上述の動作を繰り返す。
【００３７】
なお、上述のステップＳ６において、所定時間が経過していない場合（ステップＳ６のＮＯ）、位置情報取得部１１は、ステップＳ１８へ進み、回転子位置センサ２１の出力する位置情報の信号パターンが変化するか否かの監視を行い、ステップＳ１８以降の動作を実行する。
【００３８】
以上の動作を更に図６に示す模式図を用いて説明する。なお、図６に示す例では、上述の位置情報取得部１１のタイマの時間（図４のステップＳ６における所定時間）を”５０［μｓｅｃ］”、カウンタの所定値（図４のステップＳ９における所定値）を”３”とした場合の動作である。また、回転子位置センサ２１のＵセンサ、Ｖセンサ、Ｗセンサがそれぞれ出力する信号が、ホールパターン番号２からホールパターン番号３へ変化する場合であって、Ｕセンサの信号にノイズが重畳された場合の動作を示す。
【００３９】
まず、Ｕセンサの信号が、時刻ｔ１において、”０”から”１”に変化すると、位置情報取得部１１は、カウンタを”１”にリセットすると同時に、タイマを再スタートし、この信号パターンをセンサパターン１とする。
また、位置情報取得部１１によるタイマが”５０［μｓｅｃ］”経過した時刻ｔ２において、この時各センサの信号に変化がなければ、位置情報取得部１１は、２回目の位置情報（センサパターン２）を取得し、カウンタを”１”増加すると共に、カウンタが所定値”３”に達していなければ、タイマを再スタートし、タイマが”５０［μｓｅｃ］”経過するのを待つ。
【００４０】
ところが、位置情報取得部１１によるタイマが次の”５０［μｓｅｃ］”を計時する前に、時刻ｔ３において、Ｕセンサの信号にノイズが重畳され、ノイズの立ち下がりで信号が”１”から”０”に変化すると、位置情報取得部１１は、１回目の位置情報（センサパターン１）を取得し、更にカウンタを”１”にリセットすると共に、タイマを再スタートする。
【００４１】
そして、変化時位置情報判定部１４が、今回取得された変化時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンである場合、この時点で一度制御信号出力部１６によるインバータ回路３に対する制御信号が更新される。更に、ノイズの立ち上がりである時刻ｔ４も同様の処理が実行される。
制御部１では、この時刻ｔ３における回転子位置センサ２１の出力に基づいて制御信号を更新しても、時刻ｔ６においてすぐに正常な制御信号に戻すことができる。
【００４２】
更に、時刻ｔ５においてセンサパターン２を取得し、更に位置情報取得部１１によるタイマが次の”５０［μｓｅｃ］”を計時すると、タイマが”５０［μｓｅｃ］”経過した時刻ｔ６において、この時各センサの信号に変化がなければ、位置情報取得部１１は、３回目の位置情報（センサパターン３）を取得し、カウンタを”１”増加すると共に、カウンタが所定値”３”に達するので、このセンサパターン３を確定時位置情報として保存する。
【００４３】
そして、確定時位置情報判定部１５が、確定時位置情報を回転子位置センサ２１の出力として正しいと判定し、更に確定時位置情報判定部１５が、今回確定・保存された確定時位置情報と前回確定・保存された確定時位置情報とを比較し、両者が同一であるか、あるいは電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンである場合、この時点で一度制御信号出力部１６によるインバータ回路３に対する制御信号が更新されるので、もし時刻ｔ３における制御信号の更新が誤りであったとしても、時刻ｔ４で正常な信号パターンに戻った１００［μｓｅｃ］後の時刻ｔ６において、正確な制御信号の更新を実行することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態の電動機駆動制御装置によれば、変化時位置情報判定部１４、あるいは確定時位置情報判定部１５において、今回の変化時位置情報と前回の確定時位置情報、及び今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とをそれぞれ比較し、どちらか一方でも電動機２の回転子の回転方向に連続する信号パターンであった場合には、制御信号出力部１６はインバータ回路３に対する制御信号を更新する。また、今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とが同一の場合も制御信号出力部１６はインバータ回路３に対する制御信号を更新する。これにより、位置情報の変化時に正当な信号パターンを取得できた場合には、まずインバータ回路３に対する制御信号を更新する。次に、確定した位置情報が正当な信号パターンであった場合には、再度インバータ回路３に対する制御信号を更新するので、もし最初の更新において誤った制御信号が出力されても、次の更新において制御信号は正しいものとなる。
【００４５】
また、確定時位置情報保存部１３は、同一信号パターンの位置情報が所定時間毎に所定回数連続して取得された場合に、該信号パターンを前記位置情報が示す正しい信号パターンとして確定することで、回転子位置センサ２１の出力信号に重畳されたノイズに影響されることなく、位置情報の信号パターンを効率良く、かつ正しく確定することができる。
【００４６】
更に、確定時位置情報判定部１５、センサ出力判定部１７により、前回確定・保存された確定時位置情報に対して今回確定・保存された確定時位置情報が、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンではなかった場合、あるいは今回確定・保存された確定時位置情報が、位置検出センサの出力として正しくない（あり得ない）信号パターンであった場合に、回転子位置センサ２１は異常であると判定することで、制御に対する信頼性を高めることができる。
【００４７】
従って、回転子位置センサ２１の出力する信号に対して、重畳されたノイズの除去処理を行うことによる制御遅延の発生を抑制し、正確に回転子位置センサ２１の出力する信号を電動機２の回転数を示す信号へ変換すると共に、パルス幅変調波形信号の更新を、検出された回転子の位置に対応する適切な位置で行い、電動機２の効率を悪化させずに安定した電動機制御を行う電動機駆動制御装置を実現することができるという効果が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、今回の変化時位置情報と前回の確定時位置情報、または今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報のどちらか一方でも電動機の回転子の回転方向に連続する信号パターンであった場合には、インバータ回路に対する制御信号を更新する。また、今回の確定時位置情報と前回の確定時位置情報とが同一の場合もインバータ回路に対する制御信号を更新する。これにより、位置情報の変化時に正当な信号パターンを取得できた場合には、まずインバータ回路に対する制御信号を更新する。次に、確定した位置情報が正当な信号パターンであった場合には、再度インバータ回路に対する制御信号を更新し、もし最初の更新において誤った制御信号が出力されても、次の更新において制御信号を修正する。
【００４９】
また、同一信号パターンの位置情報が所定時間毎に所定回数連続して取得された場合に、該信号パターンを前記位置情報が示す正しい信号パターンとして確定することで、位置情報の信号パターンを効率良く、かつ正しく確定することができる。更に、前回の確定時位置情報に対して今回の確定時位置情報が、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンではなかった場合、あるいは今回の確定時位置情報が、位置検出センサの出力として正しくない（あり得ない）信号パターンであった場合に、位置検出センサは異常であると判定することで、制御に対する信頼性を高めることができる。
【００５０】
従って、位置検出センサの出力する信号に対して、重畳されたノイズの除去処理を行うことによる制御遅延の発生を抑制し、正確に位置検出センサの出力する信号を電動機の回転数を示す信号へ変換すると共に、パルス幅変調波形信号の更新を、検出された回転子の位置に対応する適切な位置で行い、電動機の効率を悪化させずに安定した電動機制御を行う電動機駆動制御装置を実現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】 本発明の一実施の形態の電動機駆動制御装置を示すブロック図である。
【図２】 同実施の形態の電動機駆動制御装置が制御する電動機に備えられた回転子位置センサの出力信号を示す図である。
【図３】 同実施の形態の電動機駆動制御装置が制御する電動機に備えられた回転子位置センサの出力タイミングを示す図である。
【図４】 同実施の形態の電動機駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】 同実施の形態の電動機駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】 同実施の形態の電動機駆動制御装置の動作を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 制御部
２ 電動機
３ インバータ回路
４ 電源
１１ 位置情報取得部
１３ 確定時位置情報保存部
１４ 変化時位置情報判定部
１５ 確定時位置情報判定部
１６ 制御信号出力部
１７ センサ出力判定部
１８ 起動時位置情報確定済み判定部
１９ 起動時位置情報確定部
２１ 回転子位置センサ
Claims (4)
- 回転子の位置検出センサを備えると共に、インバータ回路が出力する交流電圧により駆動される電動機を制御するための電動機駆動制御装置であって、
前記位置検出センサから前記回転子の位置情報を取得すると共に、該位置情報の変化時に取得した前記位置情報の信号パターンを変化時位置情報とする位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段により同一信号パターンの前記位置情報が所定時間毎に所定回数連続して取得された場合に、該信号パターンを、確定時位置情報として保存する確定時位置情報保存手段と、
前記変化時位置情報と前回確定された確定時位置情報とを比較し、両者が前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する変化時位置情報判定手段と、
今回確定された確定時位置情報と前回確定された確定時位置情報とを比較し、両者が同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであるか否かを判定する確定時位置情報判定手段と、
前回確定された確定時位置情報に対して前記変化時位置情報が、前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合と、前回確定された確定時位置情報に対して今回確定された確定時位置情報が、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンであると判定された場合に、前記インバータ回路に対する制御信号を更新する制御信号出力手段とを備えたことを特徴とする電動機駆動制御装置。 - 前記位置情報取得手段が、電源投入時のリセット処理後、もしくは前記電動機の停止中における起動信号の入力時に、前記位置情報の取得を開始することを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動制御装置。
- 前記確定時位置情報判定手段により、前回確定された確定時位置情報に対して今回確定された確定時位置情報は、同一もしくは前記回転子の回転方向に連続する信号パターンではないと判定された場合、前記位置検出センサを異常であると判定するセンサ出力判定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動機駆動制御装置。
- 前記確定時位置情報判定手段が、前記確定時位置情報について前記位置検出センサの出力として正しい信号パターンであるか否かを判定する手段を更に備え、
前記確定時位置情報判定手段により、前記確定時位置情報は前記位置検出センサの出力として正しい信号パターンではないと判定された場合、前記センサ出力判定手段が前記位置検出センサを異常であると判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電動機駆動制御装置。
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