JP4393354B2 - Brushless motor control apparatus, brushless motor apparatus, and brushless motor control method - Google Patents

Brushless motor control apparatus, brushless motor apparatus, and brushless motor control method Download PDF

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Description

本発明は、ブラシレスモータの制御装置およびブラシレスモータ装置並びにブラシレスモータの制御方法に係り、特に、センサレス方式でブラシレスモータの回転を制御するブラシレスモータの制御装置およびブラシレスモータ装置並びにブラシレスモータの制御方法に関する。   The present invention relates to a brushless motor control device, a brushless motor device, and a brushless motor control method, and more particularly to a brushless motor control device, a brushless motor device, and a brushless motor control method that control rotation of the brushless motor in a sensorless manner. .

従来から、ホール素子等の回転位置検出器を用いるのではなく、回転子の定常回転時に固定子巻線に誘起される誘起電圧を検出することによって回転子の回転位置検出を行うようにした所謂センサレス方式のブラシレスモータの制御装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   Conventionally, the rotational position of the rotor is detected not by using a rotational position detector such as a Hall element, but by detecting an induced voltage induced in the stator winding during the steady rotation of the rotor. A sensorless brushless motor control device is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

この種のブラシレスモータの制御装置では、一般的に、次のようにして端子電圧信号から通電信号が生成されている。すなわち、固定子巻線から得られるU,V,Wの三相の端子電圧信号を検出すると共に、この各相の端子電圧信号をローパスフィルタによってそれぞれ積分して各相の擬似端子電圧信号を生成する。   In this type of brushless motor control device, an energization signal is generally generated from a terminal voltage signal as follows. That is, U, V, and W three-phase terminal voltage signals obtained from the stator windings are detected, and each phase terminal voltage signal is integrated by a low-pass filter to generate a pseudo terminal voltage signal for each phase. To do.

そして、この擬似端子電圧信号を基準電圧信号と比較して生成したゼロクロス信号を回転位置信号とする。続いて、この回転位置信号を遅延回路にて所定の位相だけ遅延させて遅延出力信号を生成し、この遅延出力信号に基づいて通電信号を生成している。   Then, a zero cross signal generated by comparing the pseudo terminal voltage signal with the reference voltage signal is used as a rotational position signal. Subsequently, the rotational position signal is delayed by a predetermined phase by a delay circuit to generate a delayed output signal, and an energization signal is generated based on the delayed output signal.

ここで、特許文献1に記載の例では、固定子巻線に流れる電流、または直流電源から供給される直流電流を電流検出器により検出し、この電流検出器により検出した電流値に応じて遅延出力信号の遅延位相を補正するための位相補正量を決定するように構成されている。そして、この位相補正量に基づいて遅延出力信号の遅延位相を補正することにより固定子巻線に対する通電タイミングが最適となるように構成されている。   Here, in the example described in Patent Document 1, a current flowing through the stator winding or a direct current supplied from a direct current power source is detected by a current detector, and delayed according to the current value detected by the current detector. A phase correction amount for correcting the delay phase of the output signal is determined. And it is comprised so that the electricity supply timing with respect to a stator winding | coil may become optimal by correct | amending the delay phase of a delay output signal based on this phase correction amount.

また、特許文献2に記載の例では、無通電相の端子電圧と直流電源電圧とからインバータ還流電流期間を判断し、このインバータ還流電流期間の終了後の端子電圧から位相角を確定するように構成されている。このとき、モータ回転数毎に固定子巻線に生ずる誘起電圧値と位相角との関係が予め制御部内にテーブルマップとして構築されており、このテーブルマップにより位相角が確定されるようになっている。そして、この位相角に基づいて回転子の磁極位置を検出し、これに基づいて通電信号を生成している。
特許3183071号公報 特開2002−95283公報
In the example described in Patent Document 2, the inverter return current period is determined from the terminal voltage of the non-energized phase and the DC power supply voltage, and the phase angle is determined from the terminal voltage after the end of the inverter return current period. It is configured. At this time, the relationship between the induced voltage value generated in the stator winding for each motor rotation speed and the phase angle is built in advance as a table map in the control unit, and the phase angle is determined by this table map. Yes. Based on this phase angle, the magnetic pole position of the rotor is detected, and based on this, an energization signal is generated.
Japanese Patent No. 3183071 JP 2002-95283 A

しかしながら、特許文献1に記載のように、電流検出器により検出した電流値に応じて位相補正量を決定する技術では、電流検出器を設けたことにより、装置全体のコストが増加するという問題がある。   However, as described in Patent Document 1, in the technique for determining the phase correction amount according to the current value detected by the current detector, there is a problem that the cost of the entire apparatus increases due to the provision of the current detector. is there.

また、特許文献2に記載の技術は、制御部内に構築されたテーブルマップにより位相角を確定するものであるが、位相ズレに影響をもたらす因子には、端子電圧、回転数、固定子巻線に流れる電流など様々なものがあり、これらの因子を網羅したテーブルマップを作成するのは困難である。   The technique described in Patent Document 2 determines the phase angle using a table map built in the control unit. Factors that affect the phase shift include terminal voltage, rotation speed, stator winding. There are various things such as the current flowing through, and it is difficult to create a table map that covers these factors.

さらに、位相角の検出精度を確保するためには、テーブルマップのテーブルを細かく設定する必要がある一方で、テーブルを細かく設定すると、事前にテーブルマップを構築する作業量が膨大となると共に、テーブルマップを記憶するのに必要なマイコンの記憶容量が増加するという不都合がある。   Furthermore, in order to secure the detection accuracy of the phase angle, it is necessary to set the table of the table map finely. On the other hand, if the table is set finely, the amount of work for building the table map in advance becomes enormous, There is a disadvantage that the memory capacity of the microcomputer necessary for storing the map increases.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来に比してコストを低減することができると共に、簡易な構成で高い位相角検出精度を発揮することが可能なブラシレスモータの制御装置およびブラシレスモータ装置並びにブラシレスモータの制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to reduce the cost as compared with the prior art and to exhibit high phase angle detection accuracy with a simple configuration. A brushless motor control device, a brushless motor device, and a brushless motor control method are provided.

前記課題を解決するために、請求項1に記載のブラシレスモータの制御装置は、ブラシレスモータに設けられた複数相の固定子巻線の各々に生ずる端子電圧波形を検出して回転位置信号を出力する回転位置信号検出部と、回転位置信号検出部から出力された回転位置信号に基づいて通電信号を生成して出力する制御部と、制御部から出力された通電信号に基づいて固定子巻線への通電を順に切り替えるインバータ回路部と、を有して構成されたブラシレスモータの制御装置において、制御部が、固定子巻線の少なくとも一つと正側電源との通電が終了し負側電源との通電が開始されるまでの第一の無通電区間内で当該第一の無通電区間が開始してから所定電気角が経過した第一のタイミングで固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf1を検出すると共に、固定子巻線の少なくとも一つと負側電源との通電が終了し正側電源との通電が開始されるまでの第二の無通電区間内で当該第二の無通電区間が開始してから前記所定電気角と同じ電気角が経過した第二のタイミングで固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf2を検出する端子電圧検出手段と、前記第一のタイミング又は前記第二のタイミングの固定子巻線の少なくとも一つに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を、次式(1)、(2)、(3)のいずれかにより算出する位相確認手段(51c)と、を備えたことを特徴とするものである。
Vf2−Vf1=3Asinθ・・・・・・(1)
Vc/2−Vf1=1.5Asinθ・・・(2)
Vf2−Vc/2=1.5Asinθ・・・(3)
但し、Aは予め定められたモータ定数と前記回転位置信号から定まるモータ回転数との積であり、Vcは電源電圧である。
In order to solve the above problem, the brushless motor control device according to claim 1 detects a terminal voltage waveform generated in each of a plurality of stator windings provided in the brushless motor and outputs a rotational position signal. A rotation position signal detection unit, a control unit for generating and outputting an energization signal based on the rotation position signal output from the rotation position signal detection unit, and a stator winding based on the energization signal output from the control unit And an inverter circuit unit that sequentially switches energization to the brushless motor control device, wherein the control unit terminates energization of at least one of the stator windings and the positive power source, and the negative power source. A terminal generated in at least one of the stator windings at a first timing when a predetermined electrical angle has elapsed since the start of the first non-energized section in the first non-energized section until the energization of Voltage V 1 is detected, and the second non-energized section in the second non-energized section until the energization of at least one of the stator windings and the negative power supply ends and the energization with the positive power supply is started. Terminal voltage detection means for detecting a terminal voltage Vf2 generated in at least one of the stator windings at a second timing when the same electrical angle as the predetermined electrical angle has elapsed since the start of the operation, and the first timing or Phase confirmation means for calculating the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage generated in at least one of the stator windings of the second timing by any one of the following equations (1), (2), and (3) 51c).
Vf2−Vf1 = 3 Asin θ (1)
Vc / 2−Vf1 = 1.5 Asin θ (2)
Vf2-Vc / 2 = 1.5 Asin θ (3)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal, and Vc is a power supply voltage.

また、上記課題を解決するために、請求項8に記載のブラシレスモータの制御方法は、ブラシレスモータに設けられた複数相の固定子巻線の各々に生ずる端子電圧波形に基づいて回転位置信号を生成すると共に、回転位置信号に対して予め定めた遅延位相を所定の位相補正確定量に基づいて補正して遅延出力信号を生成し、遅延出力信号に基づいて生成した通電信号により固定子巻線への通電を順に切り替えてブラシレスモータの回転を制御するブラシレスモータの制御方法であって、固定子巻線の少なくとも一つと正側電源との通電が終了し負側電源との通電が開始されるまでの第一の無通電区間内で当該第一の無通電区間が開始してから所定電気角が経過した第一のタイミングで固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf1を検出する第一のステップと、固定子巻線の少なくとも一つと負側電源との通電が終了し正側電源との通電が開始されるまでの第二の無通電区間内で当該第二の無通電区間が開始してから前記所定電気角と同じ電気角が経過した第二のタイミングで固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf2を検出する第二のステップと、前記第一のタイミング又は前記第二のタイミングの固定子巻線の少なくとも一つに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を、次式(1)、(2)、(3)のいずれかにより算出する第三のステップと、を備えたことを特徴とするものである。
Vf2−Vf1=3Asinθ・・・・・・(1)
Vc/2−Vf1=1.5Asinθ・・・(2)
Vf2−Vc/2=1.5Asinθ・・・(3)
但し、Aは予め定められたモータ定数と前記回転位置信号から定まるモータ回転数との積であり、Vcは電源電圧である。
In order to solve the above-mentioned problem, the brushless motor control method according to claim 8 is characterized in that the rotational position signal is obtained based on the terminal voltage waveform generated in each of a plurality of stator windings provided in the brushless motor. And generating a delay output signal by correcting a predetermined delay phase with respect to the rotational position signal based on a predetermined amount of phase correction, and generating a stator winding by an energization signal generated based on the delay output signal Is a brushless motor control method for controlling the rotation of the brushless motor by sequentially switching the energization to the power supply, and the energization between at least one of the stator windings and the positive power supply is terminated and the energization with the negative power supply is started. The terminal voltage Vf1 generated in at least one of the stator windings at the first timing at which a predetermined electrical angle has elapsed after the start of the first non-energized period in the first non-energized period until is detected. And the second non-energization within the second non-energization section until the energization of at least one of the stator windings and the negative power supply is terminated and the energization of the positive power supply is started. A second step of detecting a terminal voltage Vf2 generated in at least one of the stator windings at a second timing when the same electrical angle as the predetermined electrical angle has elapsed since the start of the section; and the first timing or A value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage generated in at least one of the stator windings at the second timing is calculated by any one of the following formulas (1), (2), and (3). And a step.
Vf2−Vf1 = 3 Asin θ (1)
Vc / 2−Vf1 = 1.5 Asin θ (2)
Vf2-Vc / 2 = 1.5 Asin θ (3)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal, and Vc is a power supply voltage.

なお、本発明における第一の無通電区間および第二の無通電区間では、端子電圧波形に固定子巻線に誘起された誘起電圧が生ずる。よって、本発明のように、第一の無通電区間内の第一のタイミングおよび第二の無通電区間内の第二のタイミングの各々で検出する端子電圧Vf1および端子電圧Vf2は、それぞれ固定子巻線に誘起された誘起電圧の電圧値である。   In the first non-energized section and the second non-energized section in the present invention, an induced voltage induced in the stator winding is generated in the terminal voltage waveform. Therefore, as in the present invention, the terminal voltage Vf1 and the terminal voltage Vf2 detected at each of the first timing in the first non-energized section and the second timing in the second non-energized section are respectively the stator. This is the voltage value of the induced voltage induced in the winding.

従って、請求項1又は請求項8に記載の発明によれば、第一、第二の無通電区間内における予め定められた二つの第一、第二のタイミングで固定子巻線に生ずる誘起電圧値としての端子電圧Vf1,Vf2を検出し、この端子電圧Vf1,Vf2を予め定められた所定の計算式(1)、(2)、(3)のいずれかに代入するだけで、当該所定のタイミングにおいて固定子巻線に生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を算出することができる。これにより、この位相角θ又はsinθの値に基づいて、遅延出力信号の遅延位相を補正するための位相補正確定量を決定することが可能となる。従って、従来のように、電流検出器により検出した電流値に応じて位相補正量を決定する必要が無いので、電流検出器を不要にすることができる。   Therefore, according to the invention described in claim 1 or claim 8, the induced voltage generated in the stator winding at two predetermined first and second timings in the first and second non-energized sections. By detecting the terminal voltages Vf1 and Vf2 as values and substituting these terminal voltages Vf1 and Vf2 into any one of predetermined calculation formulas (1), (2) and (3), the predetermined voltages The phase angle θ or sin θ value of the induced voltage generated in the stator winding at the timing can be calculated. Accordingly, it is possible to determine a phase correction determination amount for correcting the delay phase of the delayed output signal based on the value of the phase angle θ or sin θ. Therefore, unlike the prior art, there is no need to determine the phase correction amount according to the current value detected by the current detector, so that the current detector can be made unnecessary.

また、上述のように、第一、第二の無通電区間内における予め定められた二つの第一、第二のタイミングで固定子巻線に生ずる端子電圧Vf1,Vf2を検出し、この端子電圧Vf1,Vf2を予め定められた所定の計算式(1)、(2)、(3)のいずれかに代入するだけで、当該所定のタイミングにおいて固定子巻線に生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を算出することができるので、従来のように、モータ回転数毎に固定子巻線に生ずる誘起電圧値と位相角との関係を定めるためのテーブルマップを不要にすることができる。   Further, as described above, the terminal voltages Vf1 and Vf2 generated in the stator winding at two predetermined first and second timings in the first and second non-energized sections are detected, and this terminal voltage is detected. By simply substituting Vf1 and Vf2 into any of predetermined calculation formulas (1), (2), and (3), the phase angle θ of the induced voltage generated in the stator winding at the predetermined timing or Since the value of sin θ can be calculated, a table map for determining the relationship between the induced voltage value generated in the stator winding and the phase angle for each motor rotation speed can be eliminated as in the prior art.

以上のように、本発明によれば、従来技術において必要とされていた電流検出器やテーブルマップを不要にすることができるので、従来の構成に比して、装置のコストを低減することができる。また、従来のように、電流検出器やテーブルマップ等を用いなくても遅延出力信号の遅延位相を補正することができるので、従来の構成に比して簡易な構成で高い位相角検出精度を発揮することができる。   As described above, according to the present invention, the current detector and the table map required in the prior art can be eliminated, so that the cost of the apparatus can be reduced as compared with the conventional configuration. it can. In addition, the delay phase of the delayed output signal can be corrected without using a current detector, a table map, or the like as in the past, so that a higher phase angle detection accuracy can be achieved with a simpler configuration than the conventional configuration. It can be demonstrated.

このとき、請求項2に記載のように、制御部は、より好適には、回転位置信号検出部から出力された回転位置信号を遅延させて遅延出力信号を出力する遅延手段と、遅延手段から出力された遅延出力信号に基づいて通電信号を生成して出力する通電信号発生手段と、遅延手段から出力された遅延出力信号の遅延位相角を補正する位相補正確定量を決定する位相補正手段と、を備え、位相補正手段は、回転位置信号検出部から出力された回転位置信号に基づいてブラシレスモータの回転数を検出すると共にブラシレスモータの回転数に応じたベース位相補正量を決定するベース位相補正量決定手段と、位相確認手段により算出される誘起電圧の位相角θ又はsinθの値に対して予め規定範囲を設定して記憶する位相範囲設定記憶手段と、位相確認手段により算出された誘起電圧の位相角θ又はsinθの値が位相範囲設定記憶手段に記憶された規定範囲内に収まるように位相補正確定量を段階的に増加又は減少させるための位相補正調整量を決定する位相補正調整量決定手段と、ベース位相補正量決定手段により決定されたベース位相補正量に位相補正調整量決定手段により決定された位相補正調整量を加えた値を位相補正確定量とする位相補正量確定手段と、を有する構成である。   At this time, as described in claim 2, the control unit more preferably includes a delay unit that delays the rotational position signal output from the rotational position signal detection unit and outputs a delayed output signal, and a delay unit. An energization signal generating means for generating and outputting an energization signal based on the output delayed output signal; and a phase correction means for determining a phase correction determination amount for correcting a delay phase angle of the delayed output signal output from the delay means; The phase correction means detects the rotational speed of the brushless motor based on the rotational position signal output from the rotational position signal detector, and determines the base phase correction amount according to the rotational speed of the brushless motor. Correction amount determining means, phase range setting storage means for setting and storing a predetermined range in advance for the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated by the phase confirmation means, Phase correction adjustment for gradually increasing or decreasing the phase correction determination amount so that the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated by the recognition means falls within the specified range stored in the phase range setting storage means Phase correction adjustment amount determining means for determining the amount, and a value obtained by adding the phase correction adjustment amount determined by the phase correction adjustment amount determining means to the base phase correction amount determined by the base phase correction amount determining means And a phase correction amount determination means.

また、請求項9に記載のように、本発明のブラシレスモータの制御方法は、より好適には、ブラシレスモータの回転数に応じたベース位相補正量を決定すると共に、第三のステップにて算出した誘起電圧の位相角θ又はsinθの値が予め定めた規定範囲内に収まるように位相補正確定量を段階的に増加又は減少させるための位相補正調整量を決定する第四のステップと、第四のステップにて決定したベース位相補正量に位相補正調整量を加えた値を位相補正確定量とする第五のステップと、をさらに備えるものである。   Further, according to the ninth aspect of the present invention, the brushless motor control method of the present invention more preferably determines the base phase correction amount according to the rotation speed of the brushless motor and calculates in the third step. A fourth step of determining a phase correction adjustment amount for gradually increasing or decreasing the phase correction determination amount so that the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage falls within a predetermined specified range; And a fifth step in which a value obtained by adding the phase correction adjustment amount to the base phase correction amount determined in the four steps is used as the phase correction determination amount.

請求項2又は請求項9に記載の発明によれば、従来のように、電流検出器やテーブルマップ等を用いなくても遅延出力信号の遅延位相を補正することができるので、従来の構成に比して簡易な構成で高い位相角検出精度を発揮することができる。また、式(1)、(2)、(3)のいずれかを用いて算出した誘起電圧の位相角θ又はsinθの値が予め定めた規定範囲内に収まるように位相補正確定量を段階的に増加又は減少させるので、通電信号を緩やかに設定通りの位相に収束させることができる。   According to the invention described in claim 2 or claim 9, the delay phase of the delayed output signal can be corrected without using a current detector, a table map, or the like as in the prior art. Compared with a simple configuration, high phase angle detection accuracy can be achieved. Further, the phase correction fixed amount is stepwise so that the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated using any one of the formulas (1), (2), and (3) is within a predetermined range. Therefore, the energization signal can be gradually converged to the set phase.

なお、請求項3に記載のように、制御部は、回転位置信号検出部から出力された回転位置信号を遅延させて遅延出力信号を出力する遅延手段と、遅延手段から出力された遅延出力信号に基づいて通電信号を生成して出力する通電信号発生手段と、遅延手段から出力された遅延出力信号の遅延位相角を補正する位相補正確定量を決定する位相補正手段と、を備え、位相補正手段は、回転位置信号検出部から出力された回転位置信号に基づいてブラシレスモータの回転数を検出すると共にブラシレスモータの回転数に応じたベース位相補正量を決定するベース位相補正量決定手段と、位相確認手段により算出される誘起電圧の位相角θ又はsinθの値に対して予め規定値を設定して記憶する位相規定値記憶手段と、位相確認手段により算出された誘起電圧の位相角θ又はsinθの値と位相規定値記憶手段に記憶された規定値との差が無くなるように位相補正確定量を調整するための位相補正調整量を決定する位相補正調整量決定手段と、ベース位相補正量決定手段により決定されたベース位相補正量に位相補正調整量決定手段により決定された位相補正調整量を加えた値を位相補正確定量とする位相補正量確定手段と、を有する構成であっても良い。   According to a third aspect of the present invention, the control unit delays the rotational position signal output from the rotational position signal detection unit and outputs a delayed output signal, and the delayed output signal output from the delay unit. And a phase correction unit for determining a phase correction determination amount for correcting a delay phase angle of the delayed output signal output from the delay unit. The means detects the rotational speed of the brushless motor based on the rotational position signal output from the rotational position signal detector, and determines the base phase correction amount determining means according to the rotational speed of the brushless motor; Phase prescribed value storage means for presetting and storing a prescribed value for the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated by the phase confirmation means, and calculated by the phase confirmation means Phase correction adjustment amount determination for determining a phase correction adjustment amount for adjusting the phase correction determination amount so as to eliminate the difference between the phase angle θ or sin θ value of the induced voltage and the specified value stored in the phase specified value storage means And a phase correction amount determination unit that uses a value obtained by adding the phase correction adjustment amount determined by the phase correction adjustment amount determination unit to the base phase correction amount determined by the base phase correction amount determination unit; The structure which has this may be sufficient.

また、請求項10に記載のように、本発明のブラシレスモータの制御方法は、前記ブラシレスモータの回転数に応じたベース位相補正量を決定すると共に、前記第三のステップにて算出した誘起電圧の位相角θ又はsinθの値と予め定めた規定値との差が無くなるように前記位相補正確定量を調整するための位相補正調整量を決定する第四のステップと、前記第四のステップにて決定した前記ベース位相補正量に前記位相補正調整量を加えた値を前記位相補正確定量とする第五のステップと、を備えていても良い。   According to a tenth aspect of the present invention, in the brushless motor control method according to the present invention, the base phase correction amount corresponding to the rotation speed of the brushless motor is determined, and the induced voltage calculated in the third step is determined. A fourth step of determining a phase correction adjustment amount for adjusting the phase correction determination amount so that there is no difference between the value of the phase angle θ or sin θ and the predetermined specified value, and the fourth step And a fifth step in which a value obtained by adding the phase correction adjustment amount to the base phase correction amount determined in this step is used as the phase correction determination amount.

請求項3又は請求項10に記載の発明のようにしても、従来のように、電流検出器やテーブルマップ等を用いなくても遅延出力信号の遅延位相を補正することができるので、従来の構成に比して簡易な構成で高い位相角検出精度を発揮することができる。また、請求項3又は請求項10に記載の発明によれば、式(1)、(2)、(3)のいずれかを用いて算出した誘起電圧の位相角θ又はsinθの値が予め定めた規定範囲内に収まるように位相補正確定量を調整するので、位相角θ又はsinθの値が早く規定範囲に収まることができる。   Even in the invention according to claim 3 or claim 10, since the delay phase of the delayed output signal can be corrected without using a current detector, a table map, or the like as in the prior art, High phase angle detection accuracy can be exhibited with a simple configuration compared to the configuration. Further, according to the invention described in claim 3 or claim 10, the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated using any one of the formulas (1), (2), and (3) is determined in advance. Since the phase correction determination amount is adjusted so as to fall within the specified range, the value of the phase angle θ or sin θ can quickly fall within the specified range.

このとき、請求項4に記載のように、制御部は、端子電圧Vf2を前記端子電圧Vf1に対して位相角で180度の奇数倍の位相差を有するタイミングで検出する構成であっても良い。   At this time, as described in claim 4, the control unit may be configured to detect the terminal voltage Vf2 at a timing having a phase difference that is an odd multiple of 180 degrees in phase angle with respect to the terminal voltage Vf1. .

また、請求項11に記載のように、本発明のブラシレスモータの制御方法では、端子電圧Vf2を前記端子電圧Vf1に対して位相角で180度の奇数倍の位相差を有するタイミングで検出しても良い。   In the brushless motor control method of the present invention, the terminal voltage Vf2 is detected at a timing having an odd multiple of 180 degrees in phase angle with respect to the terminal voltage Vf1. Also good.

このようにすると、例えば、PWM通電を行うことによって第一、第二の無通電区間における誘起電圧にPWM成分が存在している場合であって端子電圧Vf1,Vf2を電気角180°毎に正確に検出することができない場合でも、端子電圧Vf1に対して位相角で180度の奇数倍(例えば、3倍)の位相差を有するタイミングにて端子電圧Vf2を検出することにより、結果として、PWM成分が存在しないときに端子電圧Vf1,Vf2を電気角180°毎に検出したことと同様の結果を得ることが可能である。   In this case, for example, by applying PWM energization, when the PWM component exists in the induced voltage in the first and second non-energization sections, the terminal voltages Vf1 and Vf2 are accurately set every 180 electrical degrees. Even when the terminal voltage Vf2 cannot be detected, the terminal voltage Vf2 is detected at a timing having an odd multiple (for example, three times) of 180 degrees in phase angle with respect to the terminal voltage Vf1. It is possible to obtain the same result as when the terminal voltages Vf1 and Vf2 are detected every electrical angle 180 ° when no component is present.

さらに、請求項5に記載のように、制御部は、固定子巻線のうち端子電圧Vf1を検出した固定子巻線と異なる相の固定子巻線に生じた端子電圧を端子電圧Vf2として用いる構成であっても良い。   Furthermore, as described in claim 5, the control unit uses, as the terminal voltage Vf2, a terminal voltage generated in a stator winding of a phase different from that of the stator winding in which the terminal voltage Vf1 is detected. It may be a configuration.

また、請求項12に記載のように、本発明のブラシレスモータの制御方法において、固定子巻線のうち端子電圧Vf1を検出した固定子巻線と異なる相の固定子巻線に生じた端子電圧を端子電圧Vf2として用いても良い。   Further, in the brushless motor control method according to the twelfth aspect of the present invention, the terminal voltage generated in the stator winding of a phase different from that of the stator winding in which the terminal voltage Vf1 is detected among the stator windings. May be used as the terminal voltage Vf2.

このようにすると、例えば、同一相の固定子巻線から連続して端子電圧Vf1,Vf2を検出することができない場合や、端子電圧Vf1,Vf2を異なる相の固定子巻線からそれぞれ検出した方が好ましい場合でも、固定子巻線のうち端子電圧Vf1を検出した固定子巻線と異なる相の固定子巻線に生じた端子電圧を端子電圧Vf2とすることにより、結果として、同一相の固定子巻線から連続して端子電圧Vf1,Vf2を検出したことと同様の結果を得ることができる。   In this case, for example, when the terminal voltages Vf1 and Vf2 cannot be detected continuously from the same-phase stator windings, or when the terminal voltages Vf1 and Vf2 are detected from different-phase stator windings, respectively. Is preferable, the terminal voltage generated in the stator winding of a phase different from that of the stator winding in which the terminal voltage Vf1 is detected is set as the terminal voltage Vf2, thereby fixing the same phase. A result similar to the detection of the terminal voltages Vf1 and Vf2 from the child windings can be obtained.

また、請求項6に記載のように、制御部は、第一の無通電区間又は第二の無通電区間における端子電圧波形にPWM成分が存在している場合には、インバータ回路部に設けられたスイッチング素子のうちPWM成分を生成するスイッチング素子がスイッチオンとなっているタイミングで、端子電圧Vf1又は端子電圧Vf2を検出する構成であっても良い。   According to a sixth aspect of the present invention, when the PWM component is present in the terminal voltage waveform in the first non-energized section or the second non-energized section, the control unit is provided in the inverter circuit unit. Alternatively, the terminal voltage Vf1 or the terminal voltage Vf2 may be detected at the timing when the switching element that generates the PWM component among the switching elements is switched on.

また、請求項13に記載のように、本発明のブラシレスモータの制御方法において、第一の無通電区間又は第二の無通電区間における端子電圧波形にPWM成分が存在している場合には、インバータ回路部に設けられたスイッチング素子のうちPWM成分を生成するスイッチング素子がスイッチオンとなっているタイミングで、端子電圧Vf1又は端子電圧Vf2を検出しても良い。   Further, as described in claim 13, in the brushless motor control method of the present invention, when a PWM component is present in the terminal voltage waveform in the first non-energized section or the second non-energized section, The terminal voltage Vf1 or the terminal voltage Vf2 may be detected at a timing at which a switching element that generates a PWM component among switching elements provided in the inverter circuit unit is switched on.

ここで、インバータ回路部に設けられたスイッチング素子のうちPWM成分を生成するスイッチング素子がスイッチオンとなっているタイミングでは、端子電圧波形に誘起電圧が生じている。従って、上述のように、インバータ回路部に設けられたスイッチング素子のうちPWM成分を生成するスイッチング素子がスイッチオンとなっているタイミングで端子電圧Vf1又は端子電圧Vf2を検出することにより、誘起電圧値を端子電圧Vf1又は端子電圧Vf2として確実に検出することができる。   Here, an induced voltage is generated in the terminal voltage waveform at the timing when the switching element that generates the PWM component among the switching elements provided in the inverter circuit section is switched on. Therefore, as described above, the induced voltage value is detected by detecting the terminal voltage Vf1 or the terminal voltage Vf2 when the switching element that generates the PWM component among the switching elements provided in the inverter circuit unit is switched on. Can be reliably detected as the terminal voltage Vf1 or the terminal voltage Vf2.

そして、請求項7に記載のように、複数相の固定子巻線と固定子巻線に生ずる磁界によって回転する永久磁石回転子とを備えてなるブラシレスモータと、ブラシレスモータの回転を制御するコントローラと、を有して構成されたブラシレスモータ装置において、コントローラに請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いると好適である。   A brushless motor comprising a plurality of phase stator windings and a permanent magnet rotor that is rotated by a magnetic field generated in the stator windings, and a controller that controls the rotation of the brushless motor. It is preferable that the controller of the brushless motor according to any one of claims 1 to 6 is used as a controller.

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention.

はじめに、図1乃至図4を参照しながら、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ装置の構成について説明する。   First, the configuration of a brushless motor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

図2は本実施形態に係るブラシレスモータ装置の構成を示す図であり、図3は図2に示すブラシレスモータ装置における各種信号波形を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the brushless motor device according to the present embodiment, and FIG. 3 is a diagram showing various signal waveforms in the brushless motor device shown in FIG.

図2に示す本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ装置1は、例えば、不図示の車両にファンモータ装置として好適に使用されるものであり、ブラシレスモータ10と、制御装置としてのコントローラ20と、を有して構成されている。   A brushless motor device 1 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is preferably used as a fan motor device in a vehicle (not shown), for example, and includes a brushless motor 10 and a controller 20 as a control device. , And is configured.

ブラシレスモータ10は、不図示のファン等を回転させるための駆動源となるものであり、駆動磁界を発生する固定子11と、固定子11から発生する駆動磁界によって回転する回転子12と、を有して構成されている。固定子11には、Y字結線されたU相,V相,W相の三相の固定子巻線11u,11v,11wが設けられており、回転子12には、六極の永久磁石(図2において符号省略)が設けられている。   The brushless motor 10 serves as a drive source for rotating a fan or the like (not shown), and includes a stator 11 that generates a drive magnetic field and a rotor 12 that is rotated by a drive magnetic field generated from the stator 11. It is configured. The stator 11 is provided with U-phase, V-phase, and W-phase stator windings 11u, 11v, and 11w that are Y-connected, and the rotor 12 has a hexapole permanent magnet ( 2 is omitted).

コントローラ20は、直流電源装置60から電源供給を受けると共にブラシレスモータ10を駆動させるものであり、例えば、小型の制御装置等により構成されている。本例のコントローラ20は、インバータ回路部30と、回転位置信号検出部40と、制御部50と、を有して構成されている。   The controller 20 receives power supply from the DC power supply device 60 and drives the brushless motor 10, and is configured by, for example, a small control device. The controller 20 of this example includes an inverter circuit unit 30, a rotational position signal detection unit 40, and a control unit 50.

インバータ回路部30は、上アームおよび下アームとがブリッジ接続されたいわゆる全波駆動回路により構成されている。すなわち、インバータ回路部30の上アームは、スイッチング素子31a,31b,31cおよびダイオード32a,32b,32cにより構成され、下アームは、スイッチング素子31d,31e,31fおよびダイオード32d,32e,32fにより構成されている。   The inverter circuit unit 30 is configured by a so-called full-wave drive circuit in which an upper arm and a lower arm are bridge-connected. That is, the upper arm of the inverter circuit section 30 is configured by switching elements 31a, 31b, 31c and diodes 32a, 32b, 32c, and the lower arm is configured by switching elements 31d, 31e, 31f and diodes 32d, 32e, 32f. ing.

スイッチング素子31a乃至31fは、nチャンネル型のMOSFETにより構成されており、陽極電源線33と陰極電源線34との間で、U相,V相,W相の三相にブリッジ接続されている。スイッチング素子31a,31b,31cのドレインは、陽極電源線33にそれぞれ接続されており、スイッチング素子31d,31e,31fのソースは、陰極電源線34にそれぞれ接続されている。   The switching elements 31a to 31f are configured by n-channel MOSFETs, and are bridge-connected between the anode power supply line 33 and the cathode power supply line 34 in three phases of U phase, V phase, and W phase. The drains of the switching elements 31a, 31b, and 31c are connected to the anode power supply line 33, respectively, and the sources of the switching elements 31d, 31e, and 31f are connected to the cathode power supply line 34, respectively.

また、スイッチング素子31a乃至31fのゲートは、後述する制御部50の通電信号発生回路55の出力端子にそれぞれ接続されており、スイッチング素子31a,31b,31cとスイッチング素子31d,31e,31fの各ブリッジ接続における中間接続部35u,35v,35wは、固定子巻線11u,11v,11wにそれぞれ配線接続されている。   The gates of the switching elements 31a to 31f are respectively connected to output terminals of energization signal generation circuits 55 of the control unit 50, which will be described later, and each bridge of the switching elements 31a, 31b, 31c and the switching elements 31d, 31e, 31f. The intermediate connection portions 35u, 35v, and 35w in the connection are connected to the stator windings 11u, 11v, and 11w, respectively.

そして、スイッチング素子31a,31b,31cは、ゲートに与えられる通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnに基づいて陽極電源線33から固定子巻線11u、11v、11wへの電流の流れを順にスイッチングするように構成されている。また、スイッチング素子31d,31e,31fは、ゲートに与えられる通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnに基づいて固定子巻線11u、11v、11wから陰極電源線34への電流の流れを順にスイッチングするように構成されている。   The switching elements 31a, 31b, and 31c flow currents from the anode power supply line 33 to the stator windings 11u, 11v, and 11w based on energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, and Swn applied to the gates. Are sequentially switched. Further, the switching elements 31d, 31e, 31f flow current from the stator windings 11u, 11v, 11w to the cathode power supply line 34 based on energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn applied to the gates. Are sequentially switched.

ダイオード32a乃至32fは、スイッチング素子31a乃至31fのスイッチングによって発生するサージ電圧を解放するためのものである。本例のダイオード32a乃至32fは、スイッチング素子31a乃至31fにそれぞれ並列接続されると共に、陽極電源線33から陰極電源線34への電流の流れに対して逆方向になるように配線接続されている。なお、ダイオード32a乃至32fは、MOSFETからなるスイッチング素子31a乃至31fにそれぞれ内蔵されている。   The diodes 32a to 32f are for releasing a surge voltage generated by switching of the switching elements 31a to 31f. The diodes 32a to 32f of this example are connected in parallel to the switching elements 31a to 31f, respectively, and are wired so as to be opposite to the current flow from the anode power supply line 33 to the cathode power supply line 34. . The diodes 32a to 32f are built in the switching elements 31a to 31f made of MOSFET, respectively.

回転位置信号検出部40は、回転子12の回転に応じて固定子巻線11u,11v,11wに生じる端子電圧信号Su,Sv,Swを検出して回転位置信号Pu,Pv,Pwを出力するものであり、所定のローパスフィルタ(積分回路)や比較器等を有して構成されている。本例の回転位置信号検出部40は、各相の端子電圧信号Su,Sv,Swをそれぞれ積分して各相の擬似端子電圧信号を生成すると共に、これを基準電圧信号と比較して生成したゼロクロス信号を回転位置信号Pu,Pv,Pwとして後述する制御部50の遅延回路54に出力するように構成されている。   The rotational position signal detection unit 40 detects terminal voltage signals Su, Sv, Sw generated in the stator windings 11u, 11v, 11w according to the rotation of the rotor 12, and outputs rotational position signals Pu, Pv, Pw. It has a predetermined low-pass filter (integration circuit), a comparator, and the like. The rotational position signal detector 40 of this example integrates the terminal voltage signals Su, Sv, Sw of each phase to generate a pseudo terminal voltage signal of each phase, and generates it by comparing it with the reference voltage signal. The zero cross signal is output to the delay circuit 54 of the control unit 50 described later as the rotational position signals Pu, Pv, Pw.

制御部50は、回転位置信号検出部40から出力された回転位置信号Pu,Pv,Pwに基づいて通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnを生成し、これを上述のインバータ回路部30のスイッチング素子31a乃至31fにそれぞれ出力するものである(詳細波形は図3参照)。本例の制御部50では、一例として、120°通電方式が採用されている。本例の制御部50は、例えば、演算器やメモリ等を備えるワンチップ化されたマイコン等により構成され、その内部に、位相確認回路51、回転速度検出回路52、位相補正手段としての位相補正回路53、遅延手段としての遅延回路54、通電信号発生手段としての通電信号発生回路55を有して構成されている。   The control unit 50 generates energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn based on the rotational position signals Pu, Pv, Pw output from the rotational position signal detection unit 40, and outputs the energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn. 30 switching elements 31a to 31f (see FIG. 3 for detailed waveforms). In the control unit 50 of this example, a 120 ° energization method is adopted as an example. The control unit 50 of this example is configured by, for example, a one-chip microcomputer equipped with an arithmetic unit, a memory, and the like, and includes a phase check circuit 51, a rotation speed detection circuit 52, and phase correction as phase correction means. The circuit 53 includes a delay circuit 54 as delay means and an energization signal generation circuit 55 as energization signal generation means.

位相確認回路51は、後に詳述するように、端子電圧信号Su中に出現する誘起電圧の所定時刻t1,t2における位相角θ(図1参照)を検出するためのものである。本例の位相確認回路51は、A/D変換開始タイミング発生部51aと、端子電圧検出手段としてのA/D変換部51bと、位相確認手段としての位相確認部51cと、を有して構成されている。   As will be described in detail later, the phase check circuit 51 is for detecting the phase angle θ (see FIG. 1) of the induced voltage appearing in the terminal voltage signal Su at predetermined times t1 and t2. The phase confirmation circuit 51 of this example includes an A / D conversion start timing generation unit 51a, an A / D conversion unit 51b as a terminal voltage detection unit, and a phase confirmation unit 51c as a phase confirmation unit. Has been.

ここで、位相確認回路51の構成を説明する前に、図1を参照しながら本例の端子電圧信号について説明する。図1は図2に示す固定子巻線11uから得られる端子電圧信号Suの電圧波形を示す図である。端子電圧信号Suの電圧波形は、ブラシレスモータ10を回転させるための駆動電圧と、ブラシレスモータ10に生じた誘起電圧とが混在したものとなっている。   Here, before describing the configuration of the phase check circuit 51, the terminal voltage signal of this example will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a voltage waveform of a terminal voltage signal Su obtained from the stator winding 11u shown in FIG. The voltage waveform of the terminal voltage signal Su is a mixture of a drive voltage for rotating the brushless motor 10 and an induced voltage generated in the brushless motor 10.

つまり、図1に示す端子電圧信号Su中の電圧波形Su1は、スイッチング素子31aがオン状態となったことによって陽極端子との通電により固定子巻線11uに印加された駆動電圧であり、端子電圧信号Su中の電圧波形Su2は、スイッチング素子31dがオン状態となったことによって陰極端子との通電により固定子巻線11uに印加された駆動電圧である。   That is, the voltage waveform Su1 in the terminal voltage signal Su shown in FIG. 1 is a drive voltage applied to the stator winding 11u by energization with the anode terminal when the switching element 31a is turned on. A voltage waveform Su2 in the signal Su is a drive voltage applied to the stator winding 11u by energization with the cathode terminal when the switching element 31d is turned on.

また、図1に示す区間T1は、陽極端子との通電後にスイッチング素子31a,31dがいずれもオフとなった無通電状態を示し、区間T2は、陰極端子との通電後にスイッチング素子31a,31dがいずれもオフとなった無通電状態を示している。つまり、第一の無通電区間T1は、固定子巻線11uと正側電源との通電が終了し負側電源との通電が開始されるまでの区間であり、第二の無通電区間T2は、固定子巻線11uと負側電源との通電が終了し正側電源との通電が開始されるまでの区間である。   Further, a section T1 shown in FIG. 1 shows a non-energized state in which both the switching elements 31a and 31d are turned off after energization with the anode terminal, and a section T2 shows the switching elements 31a and 31d after energization with the cathode terminal. Both show the non-energized state that is turned off. That is, the first non-energized section T1 is a section from when the energization between the stator winding 11u and the positive power source is completed until the negative power supply is started, and the second non-conductive section T2 is This is a period from when the energization between the stator winding 11u and the negative power source is completed until the energization with the positive power source is started.

さらに、無通電区間T1における電圧波形Su3は、転流時にダイオード32dに電流が流れたことにより生じたものであり、電圧波形Su4は、固定子巻線11uに生じた誘起電圧である。同様に、無通電区間T2における電圧波形Su5は、転流時にダイオード32aに電流が流れたことにより生じたものであり、電圧波形Su6は、固定子巻線11uに生じた誘起電圧である。また、本例では、120°通電方式が採用されているため、第一、第二の無通電区間T1,T2は電気角60°にそれぞれ設定され、モータ通電開始角θmは電気角30°に設定されている。   Furthermore, the voltage waveform Su3 in the non-energized section T1 is generated by current flowing through the diode 32d during commutation, and the voltage waveform Su4 is an induced voltage generated in the stator winding 11u. Similarly, the voltage waveform Su5 in the non-energized section T2 is generated by a current flowing through the diode 32a during commutation, and the voltage waveform Su6 is an induced voltage generated in the stator winding 11u. In this example, since the 120 ° energization method is adopted, the first and second non-energization sections T1 and T2 are respectively set to an electrical angle of 60 °, and the motor energization start angle θm is set to an electrical angle of 30 °. Is set.

そして、本例のA/D変換開始タイミング発生部51aは、U相の固定子巻線11uが陽極端子との通電がオフに切り替えられてから所定電気角φを経過したタイミング(時刻t1;図1参照)で、A/D変換部51bに第一のA/D変換開始信号を出力し、U相の固定子巻線11uが陰極端子との通電がオフに切り替えられてから所定電気角φを経過したタイミング(時刻t2;図1参照)で、A/D変換部51bに第二のA/D変換開始信号を出力するように構成されている。   Then, the A / D conversion start timing generation unit 51a of the present example has a timing (time t1; FIG. 5) after the U-phase stator winding 11u has been switched off from energization with the anode terminal. 1), the first A / D conversion start signal is output to the A / D converter 51b, and a predetermined electrical angle φ is applied after the U-phase stator winding 11u is switched off to the cathode terminal. The second A / D conversion start signal is output to the A / D converter 51b at the timing when the time elapses (time t2; see FIG. 1).

なお、本例では、遅延回路54から出力されたV相の遅延出力信号Dvが変化してから所定電気角φを経過したタイミング(時刻t1,t2;図3参照)で、A/D変換部51bに第一、第二のA/D変換開始信号が出力されるようになっている。また、本例では、一例として、第一、第二の無通電区間T1,T2における所定電気角φはいずれも50°に設定されている。本例の場合に所定電気角φは30°<φ<60°の範囲で任意に設定することができる。   In this example, the A / D converter at a timing (time t1, t2; see FIG. 3) at which a predetermined electrical angle φ has elapsed after the V-phase delayed output signal Dv output from the delay circuit 54 has changed. The first and second A / D conversion start signals are output to 51b. In this example, as an example, the predetermined electrical angle φ in the first and second non-energized sections T1, T2 is set to 50 °. In the case of this example, the predetermined electrical angle φ can be arbitrarily set within a range of 30 ° <φ <60 °.

A/D変換部51bは、A/D変換開始タイミング発生部51aから出力された第一のA/D変換開始信号を入力することによって、第一の無通電区間T1におけるU相の端子電圧信号Suの端子電圧をサンプリングし、このときの端子電圧Vf1をA/D変換したデジタル端子電圧データを位相確認部51cに出力するように構成されている。また、本例のA/D変換部51bは、第二のA/D変換開始信号を入力することによって、第二の無通電区間T2におけるU相の端子電圧信号Suの端子電圧をサンプリングし、このときの端子電圧Vf2をA/D変換したデジタル端子電圧データを位相確認部51cに出力するように構成されている。   The A / D conversion unit 51b receives the first A / D conversion start signal output from the A / D conversion start timing generation unit 51a, so that the U-phase terminal voltage signal in the first non-energization section T1. The terminal voltage of Su is sampled, and digital terminal voltage data obtained by A / D converting the terminal voltage Vf1 at this time is output to the phase confirmation unit 51c. In addition, the A / D conversion unit 51b of this example samples the terminal voltage of the U-phase terminal voltage signal Su in the second non-energization period T2 by inputting the second A / D conversion start signal, Digital terminal voltage data obtained by A / D converting the terminal voltage Vf2 at this time is output to the phase confirmation unit 51c.

位相確認部51cは、A/D変換部51bから出力された端子電圧Vf1,Vf2に対応するデジタル電圧データを読み込むと共に、回転速度検出回路52から出力された回転速度検出信号を入力し、次式(1)に基づいて端子電圧信号Su中に出現する誘起電圧(図1にて電圧波形Su3,Su6で示す)の位相角(電気角)θを計算するように構成されている。
Vf2−Vf1=3Asinθ…(1)
The phase confirmation unit 51c reads the digital voltage data corresponding to the terminal voltages Vf1 and Vf2 output from the A / D conversion unit 51b and inputs the rotation speed detection signal output from the rotation speed detection circuit 52. Based on (1), the phase angle (electrical angle) θ of the induced voltage (indicated by voltage waveforms Su3 and Su6 in FIG. 1) appearing in the terminal voltage signal Su is calculated.
Vf2−Vf1 = 3 Asin θ (1)

なお、上記式(1)において、係数Aは、A=K×Nで算出されるものである。ここで、Kは単位回転速度あたりに生ずる誘起電圧のレベル量を表す定数であり、ブラシレスモータ10のモータ特性によって予め定まるものである。また、Nはブラシレスモータ10の回転速度であり、回転速度検出回路52から出力された回転速度検出信号に基づき算出される。例えば、K=1.1V/1000rpmとすれば、回転数5000rpmの場合には、A=5.5Vとなる。なお、式(1)に示す理論式の導出根拠については、後に詳述する。   In the above formula (1), the coefficient A is calculated by A = K × N. Here, K is a constant representing the level amount of the induced voltage generated per unit rotational speed, and is determined in advance by the motor characteristics of the brushless motor 10. N is the rotational speed of the brushless motor 10 and is calculated based on the rotational speed detection signal output from the rotational speed detection circuit 52. For example, if K = 1.1V / 1000 rpm, A = 5.5V when the rotational speed is 5000 rpm. The basis for deriving the theoretical formula shown in formula (1) will be described in detail later.

回転速度検出回路52は、回転位置信号検出部40から出力されたU相の回転位置信号Puに基づいてブラシレスモータ10の回転速度を算出し、この算出した値に対応する回転速度検出信号を位相確認部51c、ベース位相補正量決定部53a、位相補正量確定部53eにそれぞれ出力するように構成されている。   The rotation speed detection circuit 52 calculates the rotation speed of the brushless motor 10 based on the U-phase rotation position signal Pu output from the rotation position signal detection unit 40, and outputs the rotation speed detection signal corresponding to the calculated value. It is configured to output to the confirmation unit 51c, the base phase correction amount determination unit 53a, and the phase correction amount determination unit 53e, respectively.

位相補正回路53は、位相確認部51cにて算出された位相角θと、回転速度検出回路52にて算出された回転速度とに基づいて位相補正確定量γを算出し、この算出した結果に対応する位相補正量確定信号を遅延回路54に出力するものである。本例の位相補正回路53は、ベース位相補正量決定手段としてのベース位相補正量決定部53aと、位相補正調整量決定手段としての位相補正調整量決定部53bと、位相範囲設定記憶手段としての位相範囲設定記憶部53cと、ステップ調整量設定記憶部53dと、位相補正量確定手段としての位相補正量確定部53eと、を有して構成されている。   The phase correction circuit 53 calculates the phase correction determination amount γ based on the phase angle θ calculated by the phase confirmation unit 51c and the rotation speed calculated by the rotation speed detection circuit 52, and the calculated result is A corresponding phase correction amount determination signal is output to the delay circuit 54. The phase correction circuit 53 of this example includes a base phase correction amount determination unit 53a as a base phase correction amount determination unit, a phase correction adjustment amount determination unit 53b as a phase correction adjustment amount determination unit, and a phase range setting storage unit. A phase range setting storage unit 53c, a step adjustment amount setting storage unit 53d, and a phase correction amount determination unit 53e as phase correction amount determination means are configured.

ベース位相補正量決定部53aは、回転速度検出回路52から出力された回転速度検出信号に基づいて、無負荷時におけるブラシレスモータ10の回転数に応じたベース位相補正量αを決定するものである。ベース位相補正量決定部53aにて決定されるベース位相補正量αは、主に、回転位置信号検出部40に設けられたローパスフィルタの周波数特性による理想的な遅延位相角からの位相ズレを補正するためのものである。   Based on the rotational speed detection signal output from the rotational speed detection circuit 52, the base phase correction amount determination unit 53a determines the base phase correction amount α corresponding to the rotational speed of the brushless motor 10 when there is no load. . The base phase correction amount α determined by the base phase correction amount determination unit 53a mainly corrects the phase shift from the ideal delay phase angle due to the frequency characteristics of the low-pass filter provided in the rotational position signal detection unit 40. Is to do.

図4にはローパスフィルタによる位相遅れ(電気角)とモータ回転数の関係を示す。図4に示すように、一般的にモータ回転数が高くなるに従って位相遅れ量も漸減する。本例では、図4に示す例に倣い、モータ回転数が高くなるに従って、ベース位相補正量決定部53aにて決定されるベース位相補正量αが漸増するように予め設定されている。このベース位相補正量αは、ローパスフィルタの周波数特性に基づき算出されるものである。より具体的には、フィルタ定数を用いた理論計算によりモータ回転数とベース位相補正量αのテーブルマップを作成することができ、このシンプルなテーブルマップがベース位相補正量決定部53aに記憶されている。   FIG. 4 shows the relationship between the phase delay (electrical angle) by the low-pass filter and the motor rotation speed. As shown in FIG. 4, generally, the phase delay amount gradually decreases as the motor rotation speed increases. In this example, following the example shown in FIG. 4, the base phase correction amount α determined by the base phase correction amount determination unit 53a is set in advance so as to increase gradually as the motor speed increases. This base phase correction amount α is calculated based on the frequency characteristics of the low-pass filter. More specifically, a table map of the motor speed and the base phase correction amount α can be created by theoretical calculation using a filter constant, and this simple table map is stored in the base phase correction amount determination unit 53a. Yes.

位相補正調整量決定部53bは、主としてブラシレスモータ10に負荷が加わったことによって生じた分の位相ズレを補正するためのものである。本例の位相補正調整量決定部53bは、後に詳述するが、位相確認部51cにて算出された位相角θと、位相範囲設定記憶部53cに予め記憶された位相範囲設定値θsとの差を算出し、これらの差が所定の許容範囲(本例では一例として電気角±1°)外であると判断した場合には、これらの差が無くなるように、位相補正調整量βを1ステップずつ段階的に増加又は減少させるように構成されている。このときの1ステップ量は、ステップ調整量設定部53dに記憶されているステップ調整量σに相当する。   The phase correction adjustment amount determination unit 53b is mainly for correcting a phase shift caused by the load applied to the brushless motor 10. As will be described in detail later, the phase correction adjustment amount determination unit 53b of the present example calculates the phase angle θ calculated by the phase confirmation unit 51c and the phase range setting value θs stored in advance in the phase range setting storage unit 53c. When the differences are calculated and it is determined that these differences are outside a predetermined allowable range (in this example, an electrical angle ± 1 ° as an example), the phase correction adjustment amount β is set to 1 so that these differences are eliminated. It is configured to increase or decrease step by step. The one step amount at this time corresponds to the step adjustment amount σ stored in the step adjustment amount setting unit 53d.

位相範囲設定記憶部53cは、第一の無通電区間T1中の所定電気角φにおける誘起電圧の位相角θの規定範囲と、第二の無通電区間T2中の所定電気角φにおける誘起電圧の位相角θの規定範囲を予め記憶するものである。本例では、一例として、120°通電の三相モータを採用すると共に、上述のように、第一、第二の無通電区間T1,T2を電気角60°にそれぞれ設定し、モータ通電開始角を電気角30°に設定し、第一、第二の無通電区間T1,T2中の所定電気角φを50°に設定している。従って、位相範囲設定記憶部53cには、第一、第二の無通電区間T1,T2中の所定電気角φにおける誘起電圧の位相角θの規定範囲として位相範囲設定値θs=20±1°が予め設定されている。   The phase range setting storage unit 53c includes the prescribed range of the phase angle θ of the induced voltage at the predetermined electrical angle φ in the first non-energized section T1, and the induced voltage at the predetermined electrical angle φ in the second non-energized section T2. The prescribed range of the phase angle θ is stored in advance. In this example, as an example, a 120 ° energized three-phase motor is adopted, and the first and second non-energized sections T1 and T2 are set to an electrical angle of 60 ° as described above, and the motor energization start angle is set. Is set to 30 °, and the predetermined electrical angle φ in the first and second non-energized sections T1 and T2 is set to 50 °. Accordingly, the phase range setting storage unit 53c stores the phase range set value θs = 20 ± 1 ° as the specified range of the phase angle θ of the induced voltage at the predetermined electrical angle φ in the first and second non-energized sections T1 and T2. Is preset.

ステップ調整量設定部53dは、位相補正調整量決定部53bにて決定される位相補正調整量βの1ステップ分の変化量を記憶するものである。本例のステップ調整量設定部53dには、位相補正調整量βの1ステップ分の変化量に相当するステップ調整量σとして、電気角0.5°が設定されている。   The step adjustment amount setting unit 53d stores a change amount for one step of the phase correction adjustment amount β determined by the phase correction adjustment amount determination unit 53b. In the step adjustment amount setting unit 53d of this example, an electrical angle of 0.5 ° is set as the step adjustment amount σ corresponding to the change amount for one step of the phase correction adjustment amount β.

位相補正量確定部53eは、上述のように、ベース位相補正量決定部53aにて決定されたベース位相補正量αに、位相補正調整量決定部53bにて決定された位相補正調整量βを加えて、これを最終的な位相補正確定量γとして確定するように構成されている。また、本例の位相補正量確定部53eは、位相補正確定量γに対応する位相補正量確定信号を生成し、これを遅延回路54に出力するように構成されている。   As described above, the phase correction amount determination unit 53e adds the phase correction adjustment amount β determined by the phase correction adjustment amount determination unit 53b to the base phase correction amount α determined by the base phase correction amount determination unit 53a. In addition, this is determined as the final phase correction determination amount γ. In addition, the phase correction amount determination unit 53e of this example is configured to generate a phase correction amount determination signal corresponding to the phase correction determination amount γ and output this to the delay circuit 54.

遅延回路54は、回転位置信号検出部40から出力された回転位置信号Pu,Pv,Pwを所定の位相だけ遅延させて、これを遅延出力信号Du,Dv,Dwとして通電信号発生回路55に出力するものである。本例の遅延回路54は、回転位置信号Pu,Pv,Pwに対して予め定められた理想的な遅延位相角だけ位相を遅らせることを基本としているが、後に詳述するように、位相補正量確定部53eから位相補正量決定信号が出力された場合には、この位相補正量決定信号に基づいて定まる位相補正確定量γだけ遅延出力信号Du,Dv,Dwの理想的な遅延位相角に対して補正を加えるように構成されている。   The delay circuit 54 delays the rotational position signals Pu, Pv, and Pw output from the rotational position signal detection unit 40 by a predetermined phase, and outputs them to the energization signal generation circuit 55 as delayed output signals Du, Dv, and Dw. To do. The delay circuit 54 of this example is basically based on delaying the phase by a predetermined ideal delay phase angle with respect to the rotational position signals Pu, Pv, and Pw. When the phase correction amount determination signal is output from the determination unit 53e, the phase correction amount γ determined based on the phase correction amount determination signal is equal to the ideal delay phase angle of the delayed output signals Du, Dv, and Dw. It is configured to add correction.

通電信号発生回路55は、遅延回路54から出力された遅延出力信号Du,Dv,Dwを入力して通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnを生成し、これをインバータ回路部30のスイッチング素子31a乃至31fのゲートにそれぞれ出力して、スイッチング素子31a乃至31fを順次駆動させるように構成されている。   The energization signal generation circuit 55 inputs the delay output signals Du, Dv, Dw output from the delay circuit 54 to generate energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn, and outputs them to the inverter circuit unit 30. The switching elements 31a to 31f are output to the gates of the switching elements 31a to 31f, respectively, so that the switching elements 31a to 31f are sequentially driven.

次に、図5乃至図8を参照しながら、上述の式(1)に示す理論式の導出根拠について説明する。
図5はU相の固定子巻線11uが無通電状態にあるときの等価回路を示す図であり、図6は固定子巻線11u,11,v,11wに生じる誘起電圧を示す図である。
Next, the basis for deriving the theoretical formula shown in the above formula (1) will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit when the U-phase stator winding 11u is in a non-energized state, and FIG. 6 is a diagram showing induced voltages generated in the stator windings 11u, 11, v, and 11w. .

はじめに、第一の無通電区間T1における端子電圧Vf1の導出について説明する。
なお、図5は、W相上アームからV相下アームに電流が流れるときで、図6の時刻tにおける等価回路を示す図である。図5中、Veu、Vev、Vewは、各相の固定子巻線11u,11v,11wに生じる誘起電圧を示し、Ev,Ewは、V相の固定子巻線11v、W相の固定子巻線11wの電流変化による逆起電圧である。また、Rは固定子巻線11u,11v,11wの巻線抵抗である。
First, derivation of the terminal voltage Vf1 in the first non-energization section T1 will be described.
FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit at time t in FIG. 6 when a current flows from the W-phase upper arm to the V-phase lower arm. In FIG. 5, Veu, Vev, and Vew indicate induced voltages generated in the stator windings 11u, 11v, and 11w of the respective phases, and Ev and Ew indicate the V-phase stator winding 11v and the W-phase stator winding. This is the back electromotive force due to the current change of the line 11w. R is the winding resistance of the stator windings 11u, 11v, 11w.

回転子12の回転に伴う各相の固定子巻線11u,11v,11wに生じる誘起電圧の向きは、図6の時刻t1においては図5に示すようになる。
ここで、0<θ<60°とすると、
Veu=Asin(180+θ)=−Asinθ、
Vev=Asin[120+(180+θ)]=−Asin(60−θ)、
Vew=Asin[240+(180+θ)]=Asin(60+θ)、
となる。
The direction of the induced voltage generated in the stator windings 11u, 11v, 11w of each phase accompanying the rotation of the rotor 12 is as shown in FIG. 5 at time t1 in FIG.
Here, if 0 <θ <60 °,
Veu = Asin (180 + θ) = − Asinθ,
Vev = Asin [120+ (180 + θ)] = − Asin (60−θ),
Vew = Asin [240+ (180 + θ)] = Asin (60 + θ),
It becomes.

図5より、直流電源装置60の電源電圧をVcとし、破線で示す通りに流れる電流をIとすると、
Vc=Ew+Vew+|Vev|+Ev+2IRであり、
ここで、Ew=Evであるから、
Vc=2Ev+Asin(60+θ)+Asin(60−θ)+2IRとなり、
これより、
Vc/2=Ev+Asin(60+θ)/2+Asin(60−θ)/2+IR…(I
−1)となる。
From FIG. 5, when the power supply voltage of the DC power supply device 60 is Vc and the current flowing as shown by the broken line is I,
Vc = Ew + Vew + | Vev | + Ev + 2IR,
Here, since Ew = Ev,
Vc = 2Ev + Asin (60 + θ) + Asin (60−θ) + 2IR,
Than this,
Vc / 2 = Ev + Asin (60 + θ) / 2 + Asin (60−θ) / 2 + IR (I
-1).

このときの無通電相であるU相の固定子巻線11uの端子電圧Vf1は、U相の中間接続部35uの電位Vuとすると、Vf1=Vuであるから、
Vf1=IR+Ev+|Vev|+Veuとなり、
これに、Vev=−Asin(60−θ)、Veu=−Asinθを代入すると、
Vf1=Ev+Asin(60−θ)−Asinθ+IR…(I−2)となる。
At this time, the terminal voltage Vf1 of the U-phase stator winding 11u, which is a non-conducting phase, is Vf1 = Vu, assuming that the potential Vu of the U-phase intermediate connection portion 35u is Vf1 = Vu.
Vf1 = IR + Ev + | Vev | + Veu,
Substituting Vev = −Asin (60−θ) and Veu = −Asinθ into this,
Vf1 = Ev + Asin (60−θ) −Asinθ + IR (I−2).

式(I−1)−式(I−2)より、
Vc/2−Vf1=Asin(60+θ)/2−Asin(60−θ)/2+Asinθとなる。
これより、
Vc/2−Vf1=Acos60sinθ+Asinθとなる。
従って、以下の式が成立する。すなわち、
Vc/2−Vf1=1.5Asinθ…(I−3)が成立する。
From formula (I-1) -formula (I-2):
Vc / 2−Vf1 = Asin (60 + θ) / 2−Asin (60−θ) / 2 + Asinθ.
Than this,
Vc / 2−Vf1 = A cos 60 sin θ + A sin θ.
Therefore, the following formula is established. That is,
Vc / 2−Vf1 = 1.5 Asin θ (I-3) is established.

次に、第二の無通電区間T2における端子電圧Vf2の導出について説明する。
なお、図7は、V相上アームからW相下アームに電流が流れるときで、図8の時刻tにおける等価回路を示す図である。図7中、Veu、Vev、Vewは、各相の固定子巻線11u,11v,11wに生じる誘起電圧を示し、Ev,Ewは、V相の固定子巻線11v、W相の固定子巻線11wの電流変化による逆起電圧である。また、Rは固定子巻線11u,11v,11wの巻線抵抗である。
Next, the derivation of the terminal voltage Vf2 in the second non-energization section T2 will be described.
FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit at time t in FIG. 8 when current flows from the V-phase upper arm to the W-phase lower arm. In FIG. 7, Veu, Vev, and Vew indicate induced voltages generated in the stator windings 11u, 11v, and 11w of the respective phases, and Ev and Ew indicate the V-phase stator winding 11v and the W-phase stator winding. This is the back electromotive force due to the current change of the line 11w. R is the winding resistance of the stator windings 11u, 11v, 11w.

回転子12の回転に伴う各相の固定子巻線11u,11v,11wに生じる誘起電圧の向きは、図8の時刻t2においては図7に示すようになる。
ここで、0<θ<60°とすると、
Veu=Asinθ、
Vev=Asin[120+θ)]=Asin(60−θ)、
Vew=Asin[240+θ)]=−Asin(60+θ)、
となる。
The direction of the induced voltage generated in the stator windings 11u, 11v, 11w of each phase accompanying the rotation of the rotor 12 is as shown in FIG. 7 at time t2 in FIG.
Here, if 0 <θ <60 °,
Veu = Asinθ,
Vev = Asin [120 + θ)] = Asin (60−θ),
Vew = Asin [240 + θ)] = − Asin (60 + θ),
It becomes.

図7より、直流電源装置60の電源電圧をVcとし、破線で示す通りに流れる電流をIとすると、
Vc=Ev+Vev+|Vew|+Ew+2IRであり、
ここで、Ev=Ewであるから、
Vc=2Ew+Asin(60−θ)+Asin(60+θ)+2IRとなり、
これより、
Vc/2=Ew+Asin(60−θ)/2+Asin(60+θ)/2+IR…(II
−1)となる。
From FIG. 7, when the power supply voltage of the DC power supply device 60 is Vc and the current flowing as shown by the broken line is I,
Vc = Ev + Vev + | Vew | + Ew + 2IR,
Here, since Ev = Ew,
Vc = 2Ew + Asin (60−θ) + Asin (60 + θ) + 2IR,
Than this,
Vc / 2 = Ew + Asin (60−θ) / 2 + Asin (60 + θ) / 2 + IR (II)
-1).

このときの無通電相であるU相の固定子巻線11uの端子電圧Vf2は、U相の中間接続部35uの電位Vuとすると、Vf2=Vuであるから、
Vf2=IR+Ew+|Vew|+Veuとなり、
これに、Vew=−Asin(60+θ)、Veu=Asinθを代入すると、
Vf2=Ew+Asin(60+θ)+Asinθ+IR…(II−2)となる。
At this time, the terminal voltage Vf2 of the U-phase stator winding 11u, which is a non-conducting phase, is Vf2 = Vu, assuming that the potential Vu of the U-phase intermediate connection portion 35u is Vf2 = Vu.
Vf2 = IR + Ew + | Vew | + Veu,
Substituting Vew = −Asin (60 + θ) and Veu = Asinθ into this,
Vf2 = Ew + Asin (60 + θ) + Asinθ + IR (II-2).

式(II−1)−式(II−2)より、
Vf1−Vc/2=Asin(60+θ)/2−Asin(60−θ)/2+Asinθとなる。
これより、
Vf2−Vc/2=Acos60sinθ+Asinθとなる。
従って、以下の式が成立する。すなわち、
Vf2−Vc/2=1.5Asinθ…(II−3)が成立する。
From formula (II-1) -formula (II-2):
Vf1-Vc / 2 = Asin (60+ [theta]) / 2-Asin (60- [theta]) / 2 + Asin [theta].
Than this,
Vf2−Vc / 2 = Acos60sinθ + Asinθ.
Therefore, the following formula is established. That is,
Vf2−Vc / 2 = 1.5 Asin θ (II-3) is established.

そして、式(II−3)−式(II−3)より、
上述の、Vf2−Vf1=3Asinθ…(1)が導出される。
つまり、式(1)より、誘起電圧の位相角θが分かれば、通電開始角度であるθ+(60−φ)を得ることができる。
And from Formula (II-3) -Formula (II-3),
The above-described Vf2−Vf1 = 3Asin θ (1) is derived.
That is, if the phase angle θ of the induced voltage is known from Equation (1), θ + (60−φ) that is the energization start angle can be obtained.

なお、式(II−3)は、式(I−3)からも導出することができる。すなわち、端子電
圧Vf1を検出したタイミングにおける誘起電圧の位相角をθとすると共に、この端子電圧Vf1を検出したタイミングから電気角で180°経過したタイミング(180°+θ)で検出した端子電圧をVf2とし、これらを式(I−3)に代入する。
The formula (II-3) can also be derived from the formula (I-3). In other words, the phase angle of the induced voltage at the timing when the terminal voltage Vf1 is detected is θ, and the terminal voltage detected at the timing (180 ° + θ) when the electrical angle is 180 ° from the timing when the terminal voltage Vf1 is detected is Vf2. And substitute these into the formula (I-3).

そうすると、Vc/2−Vf2=3/2Asin(180+θ)となり、
Vc/2−Vf2=−1.5Asinθとなる。
これより、Vf2−Vc/2=1.5Asinθが導出され、式(II−3)を導くこと
ができる。
Then, Vc / 2−Vf2 = 3 / 2Asin (180 + θ),
Vc / 2−Vf2 = −1.5 Asin θ.
Thus, Vf2−Vc / 2 = 1.5 Asin θ is derived, and the formula (II-3) can be derived.

次に、上記構成からなるブラシレスモータ装置1の動作について説明する。
不図示の上位コントローラからコントローラ20に制御信号が入力されると、通電信号発生回路55では、不図示のタイマから出力される同期信号に基づいて通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnが生成される。そして、この通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnは、インバータ回路部30へ出力される。
Next, the operation of the brushless motor device 1 having the above configuration will be described.
When a control signal is input to the controller 20 from an upper controller (not shown), the energization signal generation circuit 55 performs energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn based on a synchronization signal output from a timer (not shown). Is generated. The energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, and Swn are output to the inverter circuit unit 30.

このようにして、通電信号発生回路55からインバータ回路部30に通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnが出力されると、スイッチング素子31a乃至31fが順にスイッチングされる。そして、スイッチング素子31a乃至31fが順にスイッチングされると、固定子巻線11u、11v、11wに所定の順序で電流が流れ、固定子巻線11u、11v、11wのうち電流が流れた固定子巻線から駆動磁界が発せられて、回転子12が強制的に回転する。   In this way, when the energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, and Swn are output from the energization signal generation circuit 55 to the inverter circuit unit 30, the switching elements 31a to 31f are sequentially switched. When the switching elements 31a to 31f are sequentially switched, a current flows through the stator windings 11u, 11v, and 11w in a predetermined order, and the stator windings through which the current flows among the stator windings 11u, 11v, and 11w. A driving magnetic field is emitted from the wire, and the rotor 12 is forcibly rotated.

上記タイマから出力される同期信号の周波数が増加することに伴って回転子12の回転数が増加し、やがて回転子12の回転数が所定の回転数に到達すると、コントローラ20が強制駆動状態からセンサレス駆動状態に移行する。つまり、コントローラ20において、回転位置信号検出部40から出力された回転位置信号Pu,Pv,Pwと、固定子巻線11uから得られる端子電圧信号Suとに基づいて通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnが生成される。   As the frequency of the synchronization signal output from the timer increases, the rotational speed of the rotor 12 increases. When the rotational speed of the rotor 12 eventually reaches a predetermined rotational speed, the controller 20 moves from the forced drive state. Transition to the sensorless drive state. That is, in the controller 20, the energization signals Sup, Svp, Swp, based on the rotational position signals Pu, Pv, Pw output from the rotational position signal detector 40 and the terminal voltage signal Su obtained from the stator winding 11u. Sun, Svn, and Swn are generated.

そして、上述のようにして回転子12がセンサレス方式で回転すると、回転子12の回転に応じて固定子巻線11u,11v,11wに生じる各相の端子電圧信号Su,Sv,Swが回転位置信号検出部40に出力される。回転位置信号検出部40では、各相の端子電圧信号Su,Sv,Swがローパスフィルタにより積分されて擬似端子電圧信号とされ、この後に、擬似端子電圧信号と基準電圧信号とが比較されてゼロクロス信号からなる回転位置信号Pu,Pv,Pwが生成される。そして、この回転位置信号Pu,Pv,Pwは、制御部50の遅延回路54に出力される。   When the rotor 12 rotates in a sensorless manner as described above, the terminal voltage signals Su, Sv, Sw generated in the stator windings 11u, 11v, 11w according to the rotation of the rotor 12 are rotated. The signal is output to the signal detector 40. In the rotational position signal detection unit 40, the terminal voltage signals Su, Sv, Sw of each phase are integrated by a low-pass filter to be a pseudo terminal voltage signal, and then the pseudo terminal voltage signal and the reference voltage signal are compared and zero-crossed. Rotational position signals Pu, Pv, Pw consisting of signals are generated. The rotational position signals Pu, Pv, Pw are output to the delay circuit 54 of the control unit 50.

遅延回路54では、回転位置信号検出部40から出力された回転位置信号Pu,Pv,Pwの位相が予め定められた理想的な遅延位相角だけ遅延される。そして、このようにして生成された遅延出力信号Du,Dv,Dwは、通電信号発生回路55に出力される。これと同時に、遅延回路54から出力された遅延出力信号Du,Dv,DwのうちV相の遅延出力信号DvがA/D変換開始タイミング発生部51aに出力される。   In the delay circuit 54, the phases of the rotational position signals Pu, Pv, and Pw output from the rotational position signal detection unit 40 are delayed by a predetermined ideal delay phase angle. The delay output signals Du, Dv, Dw generated in this way are output to the energization signal generation circuit 55. At the same time, among the delayed output signals Du, Dv, and Dw output from the delay circuit 54, the V-phase delayed output signal Dv is output to the A / D conversion start timing generation unit 51a.

A/D変換開始タイミング発生部51aは、遅延回路54から出力されたV相の遅延出力信号Dvが変化してから所定電気角φ後のタイミング(時刻t1,t2;図1,図3参照)で、A/D変換部51bに第一、第二のA/D変換開始信号をそれぞれ出力する。A/D変換部51bでは、第一のA/D変換開始信号を入力することによって、第一の無通電区間T1におけるU相の端子電圧がサンプリングされ、このときの端子電圧Vf1をA/D変換したデジタル端子電圧データは、位相確認部51cに出力される。同様に、第二のA/D変換開始信号を入力することによって、第二の無通電区間T2におけるU相の端子電圧がサンプリングされ、このときの端子電圧Vf2をA/D変換したデジタル端子電圧データは、位相確認部51cに出力される。   The A / D conversion start timing generation unit 51a is a timing after a predetermined electrical angle φ after the V-phase delay output signal Dv output from the delay circuit 54 is changed (time t1, t2; see FIGS. 1 and 3). Thus, the first and second A / D conversion start signals are respectively output to the A / D converter 51b. In the A / D converter 51b, by inputting the first A / D conversion start signal, the U-phase terminal voltage in the first non-energization section T1 is sampled, and the terminal voltage Vf1 at this time is converted to A / D. The converted digital terminal voltage data is output to the phase confirmation unit 51c. Similarly, by inputting the second A / D conversion start signal, the U-phase terminal voltage in the second non-energized section T2 is sampled, and the digital terminal voltage obtained by A / D converting the terminal voltage Vf2 at this time is sampled. The data is output to the phase confirmation unit 51c.

これらと並行して、回転速度検出回路52では、回転位置信号検出部40から出力されたU相の回転位置信号Puに基づいてブラシレスモータ10の回転速度が算出される。そして、この算出された回転速度に対応する回転速度検出信号は、位相確認部51c、ベース位相補正量決定部53a、位相補正量確定部53eにそれぞれ出力される。   In parallel with these, the rotational speed detection circuit 52 calculates the rotational speed of the brushless motor 10 based on the U-phase rotational position signal Pu output from the rotational position signal detection unit 40. Then, a rotation speed detection signal corresponding to the calculated rotation speed is output to the phase confirmation unit 51c, the base phase correction amount determination unit 53a, and the phase correction amount determination unit 53e.

このようにして、回転速度検出回路52からベース位相補正量決定部53aに回転速度検出信号が出力されると、ベース位相補正量決定部53aでは、回転速度検出信号に基づいて無負荷時におけるブラシレスモータ10の回転速度に応じたベース位相補正量αが決定される。このように、ベース位相補正量決定部53aにて決定されるベース位相補正量αにより、回転位置信号検出部40に設けられたローパスフィルタの周波数特性による理想的な遅延位相角からの位相ズレが補正される。   In this way, when the rotation speed detection signal is output from the rotation speed detection circuit 52 to the base phase correction amount determination unit 53a, the base phase correction amount determination unit 53a performs the brushless operation under no load based on the rotation speed detection signal. A base phase correction amount α corresponding to the rotational speed of the motor 10 is determined. As described above, the base phase correction amount α determined by the base phase correction amount determination unit 53a causes a phase shift from an ideal delay phase angle due to the frequency characteristics of the low-pass filter provided in the rotational position signal detection unit 40. It is corrected.

その一方で、上述のようにしてA/D変換部51bから出力された端子電圧Vf1,Vf2に対応するデジタル電圧データは、位相確認部51cに読み込まれる。位相確認部51cは、A/D変換部51bから出力された端子電圧Vf1,Vf2に対応するデジタル電圧データを読み込むと共に、回転速度検出回路52から出力された回転速度検出信号を入力する。そして、位相確認部51cにおいて、上記式(1)Vf2−Vf1=3Asinθに基づき、誘起電圧の位相角θが計算される。   On the other hand, the digital voltage data corresponding to the terminal voltages Vf1 and Vf2 output from the A / D conversion unit 51b as described above is read into the phase confirmation unit 51c. The phase confirmation unit 51c reads digital voltage data corresponding to the terminal voltages Vf1 and Vf2 output from the A / D conversion unit 51b and inputs the rotation speed detection signal output from the rotation speed detection circuit 52. Then, in the phase confirmation unit 51c, the phase angle θ of the induced voltage is calculated based on the above formula (1) Vf2−Vf1 = 3Asinθ.

位相補正調整量決定部53bでは、位相確認部51cにて計算された位相角θが読み込まれると共に、位相範囲設定記憶部53cに予め記憶された位相範囲設定値θsが読み込まれ、この位相角θと位相範囲設定値θsとの差が算出される。そして、位相補正調整量決定部53bにおいて、これらの差が所定の許容範囲(本例では一例として電気角±1°)外であると判断された場合には、これらの差が無くなるように、位相補正調整量βが1ステップずつ段階的に変化される。このときの1ステップ量は、ステップ調整量設定部53dに記憶されているステップ調整量σ(電気角0.5°)である。   The phase correction adjustment amount determination unit 53b reads the phase angle θ calculated by the phase confirmation unit 51c, and also reads the phase range setting value θs stored in advance in the phase range setting storage unit 53c. And the phase range set value θs are calculated. When the phase correction adjustment amount determination unit 53b determines that these differences are outside a predetermined allowable range (in this example, an electrical angle ± 1 ° as an example), such a difference is eliminated. The phase correction adjustment amount β is changed step by step step by step. One step amount at this time is a step adjustment amount σ (electrical angle 0.5 °) stored in the step adjustment amount setting unit 53d.

そして、位相補正量確定部53eでは、ベース位相補正量決定部53aにて決定されたベース位相補正量αと、位相補正調整量決定部53bにて採用された位相補正調整量βとが読み込まれ、これらベース位相補正量αと位相補正調整量βを足し合わせることにより、最終的な位相補正確定量γが確定される。   The phase correction amount determination unit 53e reads the base phase correction amount α determined by the base phase correction amount determination unit 53a and the phase correction adjustment amount β adopted by the phase correction adjustment amount determination unit 53b. The final phase correction determination amount γ is determined by adding the base phase correction amount α and the phase correction adjustment amount β.

一例を挙げて説明すると、本例では、上述のように、120°通電の三相モータが採用されると共に、図1に示すように、第一、第二の無通電区間T1,T2が電気角60°にそれぞれ設定され、モータ通電開始角が電気角30°に設定され、第一、第二の無通電区間T1,T2中の所定電気角φが50°に設定されている。そして、位相範囲設定記憶部53cには、第一、第二の無通電区間T1,T2中の所定電気角φにおける誘起電圧の位相角θの規定範囲として位相範囲設定値θs(20±1°)が予め設定されている。   Explaining with an example, in this example, as described above, a 120 ° energized three-phase motor is adopted, and as shown in FIG. 1, the first and second non-energized sections T1 and T2 are electrically connected. The angle is set to 60 °, the motor energization start angle is set to 30 °, and the predetermined electrical angle φ in the first and second non-energization sections T1 and T2 is set to 50 °. The phase range setting storage unit 53c stores a phase range set value θs (20 ± 1 °) as a specified range of the phase angle θ of the induced voltage at the predetermined electrical angle φ in the first and second non-energized sections T1 and T2. ) Is preset.

従って、位相確認部51cにて計算された位相角θが例えば電気角16°である場合には、位相角θが位相範囲設定記憶部53cに予め記憶された位相範囲設定値θs(電気角20±1°)の範囲外であるので、通電開始タイミングを遅延させれば良い。そして、この場合には、これらの差が無くなるように、上記ルーチン処理を繰り返す毎に位相補正調整量βが1ステップ(電気角0.5°)ずつ段階的に増加される。   Accordingly, when the phase angle θ calculated by the phase confirmation unit 51c is, for example, an electrical angle of 16 °, the phase angle θ is stored in the phase range setting storage unit 53c in advance as a phase range setting value θs (electrical angle 20 Since it is outside the range of ± 1 °), the energization start timing may be delayed. In this case, the phase correction adjustment amount β is increased stepwise by one step (electrical angle 0.5 °) each time the routine processing is repeated so that these differences are eliminated.

位相補正確定量γは、ベース位相補正量αと位相補正調整量βを足し合わせたものであるので、結果として、位相補正確定量γも1ステップ量(電気角0.5°)ずつ段階的に増加することになる。つまり、位相補正確定量γは、位相補正調整量βが変化するに従って変化する。そして、位相補正量確定部53eにて確定された位相補正確定量γに対応する位相補正量確定信号が位相補正量確定部53eから遅延回路54に出力される。   Since the phase correction determination amount γ is the sum of the base phase correction amount α and the phase correction adjustment amount β, as a result, the phase correction determination amount γ is also step by step (electrical angle 0.5 °). Will increase. That is, the phase correction determination amount γ changes as the phase correction adjustment amount β changes. Then, a phase correction amount determination signal corresponding to the phase correction determination amount γ determined by the phase correction amount determination unit 53e is output from the phase correction amount determination unit 53e to the delay circuit 54.

このようにして、位相補正量確定部53eから遅延回路54に位相補正確定量γに対応する位相補正量確定信号が出力されると、遅延回路54では、この位相補正量決定信号に基づいて定まる位相補正確定量γだけ理想的な遅延位相角に対して補正が加えられた遅延出力信号Du,Dv,Dwが生成される。そして、このようにして生成された遅延出力信号Du,Dv,Dwは、通電信号発生回路55に出力される。   Thus, when the phase correction amount determination signal corresponding to the phase correction determination amount γ is output from the phase correction amount determination unit 53e to the delay circuit 54, the delay circuit 54 determines the phase correction amount determination signal based on the phase correction amount determination signal. Delay output signals Du, Dv, and Dw are generated by correcting the ideal delay phase angle by the phase correction determination amount γ. The delay output signals Du, Dv, Dw generated in this way are output to the energization signal generation circuit 55.

このように、本例では、回転位置信号検出部40におけるローパスフィルタの周波数特性により端子電圧信号Su,Sv,Swに対して回転位置信号Pu,Pv,Pwに位相ズレが生じても、遅延回路54にて回転位置信号Pu,Pv,Pwが所定の位相だけ遅延され、これが遅延出力信号Du,Dv,Dwとして通電信号発生回路55に出力される。これにより、回転子12の磁極位置に対応した位相ズレの無い正確な通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnが生成される。従って、ブラシレスモータ10のモータ効率を向上させることができると共に、ブラシレスモータ10に脱調等の不具合が生じることを防止できる。   In this way, in this example, even if a phase shift occurs in the rotational position signals Pu, Pv, Pw with respect to the terminal voltage signals Su, Sv, Sw due to the frequency characteristics of the low-pass filter in the rotational position signal detector 40, the delay circuit. At 54, the rotational position signals Pu, Pv, Pw are delayed by a predetermined phase, which are output to the energization signal generation circuit 55 as delayed output signals Du, Dv, Dw. As a result, accurate energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn having no phase shift corresponding to the magnetic pole position of the rotor 12 are generated. Therefore, the motor efficiency of the brushless motor 10 can be improved, and problems such as step-out can be prevented from occurring in the brushless motor 10.

また、本例では、位相確認部51cにて計算された位相角θと位相範囲設定記憶部53cに予め記憶された位相範囲設定値θsとの差が無くなるように、位相補正確定量γが1ステップ量(電気角0.5°)ずつ段階的に増加するので、通電信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnを緩やかに設定通りの位相に収束させることができる。   In this example, the phase correction determination amount γ is 1 so that there is no difference between the phase angle θ calculated by the phase confirmation unit 51c and the phase range setting value θs stored in advance in the phase range setting storage unit 53c. Since the step amount (electrical angle 0.5 °) increases step by step, the energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn can be gradually converged to the set phase.

さらに、本例によれば、第一、第二の無通電区間T1,T2内における予め定められた二つの第一、第二のタイミングt1,t2で固定子巻線11uに生ずる端子電圧Vf1,Vf2を検出し、この端子電圧Vf1,Vf2を予め定められた所定の計算式に代入するだけで、当該所定のタイミングにおいて固定子巻線11uに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を算出することができる。これにより、この位相角θ又はsinθの値に基づいて、遅延出力信号Du,Dv,Dwの遅延位相を補正するための位相補正確定量γを決定することが可能となる。従って、従来のように、電流検出器により検出した電流値に応じて位相補正量を決定する必要が無いので、電流検出器を不要にすることができる。   Furthermore, according to this example, the terminal voltage Vf1, generated in the stator winding 11u at two predetermined first and second timings t1, t2 in the first and second non-energizing sections T1, T2. By simply detecting Vf2 and substituting these terminal voltages Vf1 and Vf2 into a predetermined calculation formula, the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage generated in the stator winding 11u at the predetermined timing is calculated. can do. Thereby, based on the value of the phase angle θ or sin θ, it is possible to determine the phase correction determination amount γ for correcting the delay phase of the delayed output signals Du, Dv, Dw. Therefore, unlike the prior art, there is no need to determine the phase correction amount according to the current value detected by the current detector, so that the current detector can be made unnecessary.

また、本例によれば、上述のように、第一、第二の無通電区間T1,T2内における予め定められた二つの第一、第二のタイミングt1,t2で固定子巻線11uに生ずる端子電圧Vf1,Vf2を検出し、この端子電圧Vf1,Vf2を予め定められた所定の計算式に代入するだけで、当該所定のタイミングにおいて固定子巻線11uに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を算出することができるので、従来のように、モータ回転数毎に固定子巻線に生ずる誘起電圧値と位相角との関係を定めるためのテーブルマップを不要にすることができる。   Further, according to the present example, as described above, the stator winding 11u is applied to the stator winding 11u at two predetermined first and second timings t1 and t2 in the first and second non-energization sections T1 and T2. The detected terminal voltages Vf1 and Vf2 are detected, and the terminal voltages Vf1 and Vf2 are simply substituted into a predetermined calculation formula, so that the phase angle θ of the induced voltage generated in the stator winding 11u at the predetermined timing or Since the value of sin θ can be calculated, a table map for determining the relationship between the induced voltage value generated in the stator winding and the phase angle for each motor rotation speed can be eliminated as in the prior art.

このように、本例によれば、従来技術において必要とされていた電流検出器やテーブルマップを不要にすることができるので、従来の構成に比して、装置のコストを低減することができる。また、電流検出器やテーブルマップ等を用いなくても遅延出力信号Du,Dv,Dwの遅延位相を補正することができるので、従来の構成に比して簡易な構成で高い位相角検出精度を発揮することができる。   Thus, according to this example, the current detector and the table map required in the prior art can be made unnecessary, so that the cost of the apparatus can be reduced as compared with the conventional configuration. . In addition, the delay phase of the delayed output signals Du, Dv, and Dw can be corrected without using a current detector, a table map, or the like, so that a higher phase angle detection accuracy can be achieved with a simpler configuration than the conventional configuration. It can be demonstrated.

なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
(i)上記実施形態では、端子電圧Vf1,Vf2と、式(1)Vf2−Vf1=3As
inθから誘起電圧の位相角θを算出して位相補正調整量βを決定するように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、端子電圧Vf1,Vf2と、式(1)Vf2−Vf1=3Asinθから誘起電圧のsinθを算出して位相補正調整量βを決定しても良い。
The embodiment of the present invention can be modified as follows.
(I) In the above embodiment, the terminal voltages Vf1 and Vf2 and the expression (1) Vf2−Vf1 = 3As
Although the phase correction adjustment amount β is determined by calculating the phase angle θ of the induced voltage from inθ, the present invention is not limited to this. In addition, the phase correction adjustment amount β may be determined by calculating the induced voltage sin θ from the terminal voltages Vf1 and Vf2 and the equation (1) Vf2−Vf1 = 3 Asin θ.

(ii)上記実施形態では、位相確認部51cにより算出された誘起電圧の位相角θの値
が位相範囲設定記憶部53cに記憶された位相範囲設定値θsに対して所定の許容値の範囲内に収まるように位相補正調整量βを段階的に変化させるように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、位相確認部51cにて計算された位相角θが例えば電気角16°である場合には、位相角θが位相範囲設定記憶部53cに予め記憶された位相範囲設定値θs(電気角20±1°)の範囲に収まるように位相補正調整量βを電気角4°としても良い。このようにすると、上述のように、位相補正調整量βを段階的に変化させる場合に比して、通電信号Sup、Svp,Swp,Sun,Svn,Swnを早く設定通りの位相に収束させることができる。
(Ii) In the above embodiment, the value of the phase angle θ of the induced voltage calculated by the phase confirmation unit 51c is within a predetermined allowable value range with respect to the phase range setting value θs stored in the phase range setting storage unit 53c. However, the present invention is not limited to this. In addition, for example, when the phase angle θ calculated by the phase confirmation unit 51c is, for example, an electrical angle of 16 °, the phase angle setting value θs is stored in the phase range setting storage unit 53c in advance. The phase correction adjustment amount β may be an electrical angle of 4 ° so that it falls within the range of (electrical angle 20 ± 1 °). In this way, as described above, the energization signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, and Swn are converged to the set phase earlier than when the phase correction adjustment amount β is changed stepwise. Can do.

(iii)上記実施形態では、端子電圧Vf1に対して電気角で180°の差を有するタイミングで端子電圧Vf2を検出していたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、端子電圧Vf1に対して、位相角で180度の奇数倍(例えば、3倍)の位相差を有するタイミングにて端子電圧Vf2を検出するようにしても良い。例えば、PWM通電を行うことにより、無通電区間T1,T2における誘起電圧にPWM成分が存在している場合で、端子電圧Vf1,Vf2を電気角180°毎に正確に検出することができない場合でも、端子電圧Vf1に対して、位相角で180度の奇数倍(例えば、3倍)の位相差を有するタイミングにて端子電圧Vf2を検出することにより、結果として、PWM成分が存在しないときに端子電圧Vf1,Vf2を電気角180°毎に検出したことと同様の結果を得ることができる。   (Iii) In the above embodiment, the terminal voltage Vf2 is detected at a timing having a difference of 180 ° in electrical angle with respect to the terminal voltage Vf1, but the present invention is not limited to this. In addition, for example, the terminal voltage Vf2 may be detected at a timing having a phase difference that is an odd multiple (for example, three times) of 180 degrees with respect to the terminal voltage Vf1. For example, even when PWM components are present in the induced voltages in the non-energized sections T1 and T2 by performing PWM energization, the terminal voltages Vf1 and Vf2 cannot be accurately detected every 180 ° of electrical angle. By detecting the terminal voltage Vf2 at a timing that has a phase difference that is an odd multiple (for example, three times) of 180 degrees in phase angle with respect to the terminal voltage Vf1, as a result, when there is no PWM component, the terminal A result similar to the detection of the voltages Vf1 and Vf2 every 180 ° electrical angle can be obtained.

(iv)また、上記実施形態では、同一相の固定子巻線11uにおける端子電圧Vf1,
Vf2を検出し、この端子電圧Vf1,Vf2と、式(1)Vf2−Vf1=3Asinθから誘起電圧の位相角θを算出するように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、端子電圧Vf1,Vf2を互いに異なる相の固定子巻線から検出したものを同一相のものと扱い、この端子電圧Vf1,Vf2と、式(1)Vf2−Vf1=3Asinθから誘起電圧の位相角θを算出しても良い。
(Iv) In the above embodiment, the terminal voltage Vf1, in the stator winding 11u of the same phase
Although it has been described that Vf2 is detected and the phase angle θ of the induced voltage is calculated from the terminal voltages Vf1 and Vf2 and the equation (1) Vf2−Vf1 = 3Asinθ, the present invention is not limited to this. In addition, the terminal voltages Vf1 and Vf2 detected from the stator windings of different phases are treated as the same phase, and the induced voltage is determined from the terminal voltages Vf1 and Vf2 and the expression (1) Vf2−Vf1 = 3Asin θ. The phase angle θ may be calculated.

(v)また、上記実施形態では、PWM通電を行わずにブラシレスモータ10の回転を
制御するように説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、PWM通電を行ってブラシレスモータ10の回転を制御してもよいことは勿論である。この場合に、図9に示すように、端子電圧信号の第一の無通電区間T1にPWM成分が存在している場合には、インバータ回路部30に設けられたスイッチング素子31a乃至31fのうちPWM成分を生成するスイッチング素子がスイッチオンとなっているタイミング(ON区間)で第一の端子電圧Vf1を検出すると、第一の無通電区間T1における誘起電圧を正確に検出することができる。また、特に図示していないが、端子電圧信号の第二の無通電区間T2にPWM成分が存在している場合にも、インバータ回路部30に設けられたスイッチング素子31a乃至31fのうちPWM成分を生成するスイッチング素子がスイッチオンとなっているタイミングで第二の端子電圧Vf2を検出すると、第二の無通電区間T2における誘起電圧を正確に検出することができる。
(V) In the above embodiment, the rotation of the brushless motor 10 is controlled without performing PWM energization. However, the present invention is not limited to this, and the PWMless energization of the brushless motor 10 is performed. Of course, the rotation may be controlled. In this case, as shown in FIG. 9, when a PWM component is present in the first non-energized section T <b> 1 of the terminal voltage signal, the PWM among the switching elements 31 a to 31 f provided in the inverter circuit unit 30. When the first terminal voltage Vf1 is detected at the timing when the switching element that generates the component is switched on (ON interval), the induced voltage in the first non-energization interval T1 can be accurately detected. Although not particularly illustrated, the PWM component among the switching elements 31a to 31f provided in the inverter circuit unit 30 is also present when the PWM component is present in the second non-energized section T2 of the terminal voltage signal. When the second terminal voltage Vf2 is detected at the timing when the switching element to be generated is switched on, the induced voltage in the second non-energized section T2 can be accurately detected.

(vi)また、上記実施形態では、二点の電気角における端子電圧Vf1,Vf2を検出
し、この端子電圧Vf1,Vf2と、式(1)Vf2−Vf1=3Asinθから誘起電圧の位相角θ又はsinθを算出するように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、図1に示すように、端子電圧Vf1,Vf2のどちらか一方を検出し、次式(2)、(3)により誘起電圧の位相角θ又はsinθを算出するようにしても良い。
Vc/2−Vf1=1.5Asinθ・・・(2)
Vf2−Vc/2=1.5Asinθ・・・(3)
但し、Aは予め定められたモータ定数と回転位置信号Puから定まるモータ回転数との積であり、Vcは電源電圧である。
なお、上記式(2)、(3)の導出根拠は、式(I―3)、式(II―3)に示してある
(Vi) In the above embodiment, the terminal voltages Vf1 and Vf2 at two electrical angles are detected, and the phase angle θ of the induced voltage from the terminal voltages Vf1 and Vf2 and the equation (1) Vf2−Vf1 = 3Asinθ or Although it has been described that sin θ is calculated, the present invention is not limited to this. In addition, as shown in FIG. 1, one of the terminal voltages Vf1 and Vf2 may be detected, and the phase angle θ or sin θ of the induced voltage may be calculated by the following equations (2) and (3). .
Vc / 2−Vf1 = 1.5 Asin θ (2)
Vf2-Vc / 2 = 1.5 Asin θ (3)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal Pu, and Vc is a power supply voltage.
The grounds for deriving the above formulas (2) and (3) are shown in the formulas (I-3) and (II-3).

次に、上記式(2),式(3)および上記実施形態から特許請求の範囲に記載の発明以外に導き出される技術的思想を示す。   Next, technical ideas derived from the above formulas (2) and (3) and the above embodiments other than the invention described in the claims will be described.

すなわち、第一の技術的思想は、ブラシレスモータに設けられた複数相の固定子巻線の各々に生ずる端子電圧波形を検出して回転位置信号を出力する回転位置信号検出部と、前記回転位置信号検出部から出力された回転位置信号に基づいて通電信号を生成して出力する制御部と、前記制御部から出力された通電信号に基づいて前記固定子巻線への通電を順に切り替えるインバータ回路部と、を有して構成されたブラシレスモータの制御装置において、前記制御部は、前記固定子巻線の少なくとも一つと正側電源との通電が終了し負側電源との通電が開始されるまでの無通電区間内で当該無通電区間が開始してから所定電気角が経過したタイミングで前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf1を検出する端子電圧検出手段と、前記タイミングの前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を、次式(2)により算出する位相確認手段と、を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御装置である。
Vc/2−Vf1=1.5Asinθ・・・(2)
但し、Aは予め定められたモータ定数と前記回転位置信号から定まるモータ回転数との積であり、Vcは電源電圧である。
That is, the first technical idea is to detect a terminal voltage waveform generated in each of a plurality of stator windings provided in a brushless motor and output a rotational position signal, and the rotational position A control unit that generates and outputs an energization signal based on the rotational position signal output from the signal detection unit, and an inverter circuit that sequentially switches energization to the stator winding based on the energization signal output from the control unit A controller for a brushless motor configured to include a power supply unit, wherein the control unit ends energization of at least one of the stator windings and the positive power supply and starts energization of the negative power supply. A terminal voltage detecting means for detecting a terminal voltage Vf1 generated in at least one of the stator windings at a timing when a predetermined electrical angle has elapsed since the start of the non-energized section in Control of a brushless motor, comprising: phase confirmation means for calculating the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage generated in at least one of the stator windings of timing by the following equation (2) Device.
Vc / 2−Vf1 = 1.5 Asin θ (2)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal, and Vc is a power supply voltage.

また、第二の技術的思想は、ブラシレスモータに設けられた複数相の固定子巻線の各々に生ずる端子電圧波形を検出して回転位置信号を出力する回転位置信号検出部と、前記回転位置信号検出部から出力された回転位置信号に基づいて通電信号を生成して出力する制御部と、前記制御部から出力された通電信号に基づいて前記固定子巻線への通電を順に切り替えるインバータ回路部と、を有して構成されたブラシレスモータの制御装置において、前記制御部は、前記固定子巻線の少なくとも一つと負側電源との通電が終了し正側電源との通電が開始されるまでの無通電区間内で当該無通電区間が開始してから所定電気角が経過したタイミングで前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf2を検出する端子電圧検出手段と、前記タイミングの前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を、次式(3)により算出する位相確認手段と、を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御装置である。
Vf2−Vc/2=1.5Asinθ・・・(3)
但し、Aは予め定められたモータ定数と前記回転位置信号から定まるモータ回転数との積であり、Vcは電源電圧である。
The second technical idea is to detect a terminal voltage waveform generated in each of a plurality of stator windings provided in a brushless motor and output a rotational position signal, and the rotational position A control unit that generates and outputs an energization signal based on the rotational position signal output from the signal detection unit, and an inverter circuit that sequentially switches energization to the stator winding based on the energization signal output from the control unit A control unit for a brushless motor configured to include a power supply unit, wherein the control unit ends energization of at least one of the stator windings and the negative power supply and starts energization of the positive power supply. A terminal voltage detecting means for detecting a terminal voltage Vf2 generated in at least one of the stator windings at a timing when a predetermined electrical angle has elapsed since the start of the non-energized section in the non-energized section up to And a phase confirmation means for calculating the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage generated in at least one of the stator stator windings according to the following equation (3): Device.
Vf2-Vc / 2 = 1.5 Asin θ (3)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal, and Vc is a power supply voltage.

また、第三の技術的思想は、ブラシレスモータに設けられた複数相の固定子巻線の各々に生ずる端子電圧波形に基づいて回転位置信号を生成すると共に、前記回転位置信号に対して予め定めた遅延位相を所定の位相補正確定量に基づいて補正して遅延出力信号を生成し、前記遅延出力信号に基づいて生成した通電信号により前記固定子巻線への通電を順に切り替えてブラシレスモータの回転を制御するブラシレスモータの制御方法であって、前記固定子巻線の少なくとも一つと正側電源との通電が終了し負側電源との通電が開始されるまでの無通電区間内で当該無通電区間が開始してから所定電気角が経過したタイミングで前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf1を検出する第一のステップと、前記タイミングの前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を、次式(2)により算出する第二のステップと、を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御方法である。
Vc/2−Vf1=1.5Asinθ・・・(2)
但し、Aは予め定められたモータ定数と前記回転位置信号から定まるモータ回転数との積であり、Vcは電源電圧である。
The third technical idea is to generate a rotational position signal based on a terminal voltage waveform generated in each of a plurality of stator windings provided in a brushless motor, and to determine the rotational position signal in advance. The delayed phase is corrected based on a predetermined amount of phase correction to generate a delayed output signal, and the energization signal generated based on the delayed output signal is sequentially switched to energize the stator windings. A method for controlling a brushless motor for controlling rotation, wherein at least one of the stator windings and a positive power source are energized, and the non-energized section until the energization of the negative power source is started. A first step of detecting a terminal voltage Vf1 generated in at least one of the stator windings at a timing when a predetermined electrical angle has elapsed since the start of the energization section; and the stator at the timing The value of the phase angle θ or sinθ at least one to produce the induced voltage on the line is a control method for a brushless motor, characterized in that and a second step of calculating the following equation (2).
Vc / 2−Vf1 = 1.5 Asin θ (2)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal, and Vc is a power supply voltage.

さらに、第四の技術的思想は、ブラシレスモータに設けられた複数相の固定子巻線の各々に生ずる端子電圧波形に基づいて回転位置信号を生成すると共に、前記回転位置信号に対して予め定めた遅延位相を所定の位相補正確定量に基づいて補正して遅延出力信号を生成し、前記遅延出力信号に基づいて生成した通電信号により前記固定子巻線への通電を順に切り替えてブラシレスモータの回転を制御するブラシレスモータの制御方法であって、前記固定子巻線の少なくとも一つと負側電源との通電が終了し正側電源との通電が開始されるまでの無通電区間内で当該無通電区間が開始してから所定電気角が経過したタイミングで前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf2を検出する第一のステップと、前記タイミングの前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を、次式(3)により算出する第二のステップと、を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御方法である。
Vf2−Vc/2=1.5Asinθ・・・(3)
但し、Aは予め定められたモータ定数と前記回転位置信号から定まるモータ回転数との積であり、Vcは電源電圧である。
Further, the fourth technical idea is that a rotational position signal is generated based on a terminal voltage waveform generated in each of a plurality of stator windings provided in a brushless motor, and the rotational position signal is determined in advance. The delayed phase is corrected based on a predetermined amount of phase correction to generate a delayed output signal, and the energization signal generated based on the delayed output signal is sequentially switched to energize the stator windings. A method of controlling a brushless motor for controlling rotation, wherein at least one of the stator windings and the negative power source are not energized until the energization of the positive power source is started and the non-energized section is not activated. A first step of detecting a terminal voltage Vf2 generated in at least one of the stator windings at a timing when a predetermined electrical angle has elapsed since the start of the energization section; and the fixing of the timing The value of the phase angle θ or sinθ of the induced voltage generated in at least one winding is a control method for a brushless motor, characterized in that and a second step of calculating the following equation (3).
Vf2-Vc / 2 = 1.5 Asin θ (3)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal, and Vc is a power supply voltage.

この技術的思想によっても、上記実施形態と同様に、従来技術において必要とされていた電流検出器やテーブルマップを不要にすることができ、従来の構成に比して、装置のコストを低減することができる。また、電流検出器やテーブルマップ等を用いなくても遅延出力信号Du,Dv,Dwの遅延位相を補正することができ、従来の構成に比して簡易な構成で高い位相角検出精度を発揮することができる。   Also according to this technical idea, the current detector and the table map required in the prior art can be made unnecessary as in the above embodiment, and the cost of the apparatus is reduced as compared with the conventional configuration. be able to. In addition, the delay phase of the delayed output signals Du, Dv, Dw can be corrected without using a current detector, table map, etc., and high phase angle detection accuracy is achieved with a simpler configuration than the conventional configuration. can do.

本発明の一実施形態に係るブラシレスモータより得られる端子電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the terminal voltage waveform obtained from the brushless motor which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the brushless motor apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ装置における各種信号波形を示す図である。It is a figure which shows the various signal waveforms in the brushless motor apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るローパスフィルタによる位相遅れとモータ回転数の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the phase delay by the low-pass filter which concerns on one Embodiment of this invention, and a motor rotation speed. 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ装置における電流の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric current in the brushless motor apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータに生じる誘起電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the induced voltage waveform which arises in the brushless motor which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ装置における電流の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric current in the brushless motor apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータに生じる誘起電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the induced voltage waveform which arises in the brushless motor which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態の改変例に係るブラシレスモータに生じる誘起電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the induced voltage waveform which arises in the brushless motor which concerns on the modification of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…ブラシレスモータ装置、10…ブラシレスモータ、11…固定子、11u,11v,11w…固定子巻線、12…回転子、20…コントローラ(制御装置)、30…インバータ回路部、31a,31b,31c,31d,31e,31f…スイッチング素子、32a,32b,32c,32d,32e,32f…ダイオード、33…陽極電源線、34…陰極電源線、35u,35v,35w…中間接続部、40…回転位置信号検出部、50…制御部、51…位相確認回路、51a…変換開始タイミング発生部、51b…A/D変換部(端子電圧検出手段)、51c…位相確認部(位相確認手段)、52…回転速度検出回路、53…位相補正回路(位相補正手段)、53a…ベース位相補正量決定部(ベース位相補正量決定手段)、53b…位相補正調整量決定部(位相補正調整量決定手段)、53c…位相範囲設定記憶部(位相範囲設定記憶手段)、53d…ステップ調整量設定記憶部、53d…ステップ調整量設定部、53e…位相補正量確定部(位相補正量確定手段)、54…遅延回路(遅延手段)、55…通電信号発生回路(通電信号発生手段)、60…直流電源装置、α…ベース位相補正量、β…位相補正調整量、γ…位相補正確定量、θ…位相角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brushless motor apparatus, 10 ... Brushless motor, 11 ... Stator, 11u, 11v, 11w ... Stator winding, 12 ... Rotor, 20 ... Controller (control device), 30 ... Inverter circuit part, 31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f: switching element, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f ... diode, 33 ... anode power line, 34 ... cathode power line, 35u, 35v, 35w ... intermediate connection, 40 ... rotation Position signal detection unit, 50... Control unit, 51... Phase confirmation circuit, 51 a... Conversion start timing generation unit, 51 b... A / D conversion unit (terminal voltage detection unit), 51 c. ... rotational speed detection circuit, 53 ... phase correction circuit (phase correction means), 53a ... base phase correction amount determination unit (base phase correction amount determination means), 53b Phase correction adjustment amount determination unit (phase correction adjustment amount determination unit), 53c ... Phase range setting storage unit (phase range setting storage unit), 53d ... Step adjustment amount setting storage unit, 53d ... Step adjustment amount setting unit, 53e ... Phase Correction amount determination unit (phase correction amount determination means), 54 ... delay circuit (delay means), 55 ... energization signal generation circuit (energization signal generation means), 60 ... DC power supply, α ... base phase correction amount, β ... phase Correction adjustment amount, γ ... Phase correction final value, θ ... Phase angle

Claims (13)

ブラシレスモータに設けられた複数相の固定子巻線の各々に生ずる端子電圧波形を検出して回転位置信号を出力する回転位置信号検出部と、
前記回転位置信号検出部から出力された回転位置信号に基づいて通電信号を生成して出力する制御部と、
前記制御部から出力された通電信号に基づいて前記固定子巻線への通電を順に切り替えるインバータ回路部と、
を有して構成されたブラシレスモータの制御装置において、
前記制御部は、前記固定子巻線の少なくとも一つと正側電源との通電が終了し負側電源との通電が開始されるまでの第一の無通電区間内で当該第一の無通電区間が開始してから所定電気角が経過した第一のタイミングで前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf1を検出すると共に、前記固定子巻線の少なくとも一つと負側電源との通電が終了し正側電源との通電が開始されるまでの第二の無通電区間内で当該第二の無通電区間が開始してから前記所定電気角と同じ電気角が経過した第二のタイミングで前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf2を検出する端子電圧検出手段と、
前記第一のタイミング又は前記第二のタイミングの前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を、次式(1)、(2)、(3)のいずれかにより算出する位相確認手段と、
を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
Vf2−Vf1=3Asinθ・・・・・・(1)
Vc/2−Vf1=1.5Asinθ・・・(2)
Vf2−Vc/2=1.5Asinθ・・・(3)
但し、Aは予め定められたモータ定数と前記回転位置信号から定まるモータ回転数との積、Vcは電源電圧。
A rotational position signal detection unit that detects a terminal voltage waveform generated in each of a plurality of stator windings provided in the brushless motor and outputs a rotational position signal;
A controller that generates and outputs an energization signal based on the rotational position signal output from the rotational position signal detector;
An inverter circuit section for sequentially switching energization to the stator winding based on the energization signal output from the control section;
In a control device for a brushless motor configured with
The control unit includes the first non-energized section in a first non-energized section until the energization of at least one of the stator windings and the positive power supply ends and the energization of the negative power supply is started. The terminal voltage Vf1 generated in at least one of the stator windings is detected at a first timing when a predetermined electrical angle has elapsed since the start of the operation, and energization between at least one of the stator windings and a negative power source is performed. The second timing when the same electrical angle as the predetermined electrical angle has elapsed since the start of the second non-energized section in the second non-energized section until the energization with the positive-side power source is started. A terminal voltage detecting means for detecting a terminal voltage Vf2 generated in at least one of the stator windings;
The value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage generated in at least one of the stator windings at the first timing or the second timing is expressed by any of the following formulas (1), (2), and (3) Phase check means for calculating by
A control apparatus for a brushless motor, comprising:
Vf2−Vf1 = 3 Asin θ (1)
Vc / 2−Vf1 = 1.5 Asin θ (2)
Vf2-Vc / 2 = 1.5 Asin θ (3)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal, and Vc is a power supply voltage.
前記制御部は、前記回転位置信号検出部から出力された回転位置信号を遅延させて遅延出力信号を出力する遅延手段と、
前記遅延手段から出力された遅延出力信号に基づいて前記通電信号を生成して出力する通電信号発生手段と、
前記遅延手段から出力された遅延出力信号の遅延位相角を補正する位相補正確定量を決定する位相補正手段と、を備え、
前記位相補正手段は、前記回転位置信号検出部から出力された回転位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出すると共に前記ブラシレスモータの回転数に応じたベース位相補正量を決定するベース位相補正量決定手段と、
前記位相確認手段により算出される誘起電圧の位相角θ又はsinθの値に対して予め規定範囲を設定して記憶する位相範囲設定記憶手段と、
前記位相確認手段により算出された誘起電圧の位相角θ又はsinθの値が前記位相範囲設定記憶手段に記憶された規定範囲内に収まるように前記位相補正確定量を段階的に増加又は減少させるための位相補正調整量を決定する位相補正調整量決定手段と、
前記ベース位相補正量決定手段により決定された前記ベース位相補正量に前記位相補正調整量決定手段により決定された前記位相補正調整量を加えた値を前記位相補正確定量とする位相補正量確定手段と、
を有して構成されたことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータの制御装置。
The control unit delays the rotational position signal output from the rotational position signal detection unit and outputs a delay output signal;
Energization signal generating means for generating and outputting the energization signal based on the delayed output signal output from the delay means;
Phase correction means for determining a phase correction determination amount for correcting the delay phase angle of the delayed output signal output from the delay means,
The phase correction means detects a rotational speed of the brushless motor based on the rotational position signal output from the rotational position signal detector, and determines a base phase correction amount corresponding to the rotational speed of the brushless motor. Correction amount determining means;
Phase range setting storage means for setting and storing a prescribed range in advance for the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated by the phase confirmation means;
In order to increase or decrease the phase correction determination amount stepwise so that the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated by the phase confirmation unit falls within the specified range stored in the phase range setting storage unit. Phase correction adjustment amount determining means for determining the phase correction adjustment amount of
Phase correction amount determination means using a value obtained by adding the phase correction adjustment amount determined by the phase correction adjustment amount determination means to the base phase correction amount determined by the base phase correction amount determination means. When,
The brushless motor control device according to claim 1, wherein the brushless motor control device is provided.
前記制御部は、前記回転位置信号検出部から出力された回転位置信号を遅延させて遅延出力信号を出力する遅延手段と、
前記遅延手段から出力された遅延出力信号に基づいて前記通電信号を生成して出力する通電信号発生手段と、
前記遅延手段から出力された遅延出力信号の遅延位相角を補正する位相補正確定量を決定する位相補正手段と、を備え、
前記位相補正手段は、前記回転位置信号検出部から出力された回転位置信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検出すると共に前記ブラシレスモータの回転数に応じたベース位相補正量を決定するベース位相補正量決定手段と、
前記位相確認手段により算出される誘起電圧の位相角θ又はsinθの値に対して予め規定値を設定して記憶する位相規定値記憶手段と、
前記位相確認手段により算出された誘起電圧の位相角θ又はsinθの値と前記位相規定値記憶手段に記憶された規定値との差が無くなるように前記位相補正確定量を調整するための位相補正調整量を決定する位相補正調整量決定手段と、
前記ベース位相補正量決定手段により決定された前記ベース位相補正量に前記位相補正調整量決定手段により決定された前記位相補正調整量を加えた値を前記位相補正確定量とする位相補正量確定手段と、
を有して構成されたことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータの制御装置。
The control unit delays the rotational position signal output from the rotational position signal detection unit and outputs a delay output signal;
Energization signal generating means for generating and outputting the energization signal based on the delayed output signal output from the delay means;
Phase correction means for determining a phase correction determination amount for correcting the delay phase angle of the delayed output signal output from the delay means,
The phase correction means detects a rotational speed of the brushless motor based on the rotational position signal output from the rotational position signal detector, and determines a base phase correction amount corresponding to the rotational speed of the brushless motor. Correction amount determining means;
Phase prescribed value storage means for setting and storing a prescribed value in advance for the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated by the phase confirmation means;
Phase correction for adjusting the phase correction determination amount so as to eliminate the difference between the phase angle θ or sin θ value of the induced voltage calculated by the phase confirmation unit and the specified value stored in the phase specified value storage unit Phase correction adjustment amount determining means for determining the adjustment amount;
Phase correction amount determination means using a value obtained by adding the phase correction adjustment amount determined by the phase correction adjustment amount determination means to the base phase correction amount determined by the base phase correction amount determination means. When,
The brushless motor control device according to claim 1, wherein the brushless motor control device is provided.
前記制御部は、前記端子電圧Vf2を、前記端子電圧Vf1に対して、位相角で180度の奇数倍の位相差を有するタイミングで検出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。   4. The control unit according to claim 1, wherein the control unit detects the terminal voltage Vf <b> 2 at a timing having a phase difference that is an odd multiple of 180 degrees in phase angle with respect to the terminal voltage Vf <b> 1. The brushless motor control device according to claim 1. 前記制御部は、前記固定子巻線のうち前記端子電圧Vf1を検出した固定子巻線と異なる相の固定子巻線に生じた端子電圧を前記端子電圧Vf2として用いることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。   The said control part uses the terminal voltage which arose in the stator winding of a phase different from the stator winding which detected the said terminal voltage Vf1 among the said stator winding as said terminal voltage Vf2. The brushless motor control device according to any one of claims 1 to 4. 前記制御部は、前記第一の無通電区間又は前記第二の無通電区間における端子電圧波形にPWM成分が存在している場合には、前記インバータ回路部に設けられたスイッチング素子のうち前記PWM成分を生成するスイッチング素子がスイッチオンとなっているタイミングで、前記端子電圧Vf1又は前記端子電圧Vf2を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。   When the PWM component is present in the terminal voltage waveform in the first non-energized section or the second non-energized section, the control unit is configured to select the PWM among the switching elements provided in the inverter circuit unit. 6. The brushless motor according to claim 1, wherein the terminal voltage Vf <b> 1 or the terminal voltage Vf <b> 2 is detected at a timing at which a switching element that generates a component is switched on. Control device. 複数相の固定子巻線と前記固定子巻線に生ずる磁界によって回転する永久磁石回転子とを備えてなるブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータの回転を制御するコントローラと、を有して構成されたブラシレスモータ装置において、
前記コントローラに請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いたことを特徴とするブラシレスモータ装置。
A brushless motor comprising a multi-phase stator winding and a permanent magnet rotor rotating by a magnetic field generated in the stator winding;
In a brushless motor device configured to have a controller for controlling the rotation of the brushless motor,
A brushless motor device using the brushless motor control device according to any one of claims 1 to 6 as the controller.
ブラシレスモータに設けられた複数相の固定子巻線の各々に生ずる端子電圧波形に基づいて回転位置信号を生成すると共に、前記回転位置信号に対して予め定めた遅延位相を所定の位相補正確定量に基づいて補正して遅延出力信号を生成し、前記遅延出力信号に基づいて生成した通電信号により前記固定子巻線への通電を順に切り替えてブラシレスモータの回転を制御するブラシレスモータの制御方法であって、
前記固定子巻線の少なくとも一つと正側電源との通電が終了し負側電源との通電が開始されるまでの第一の無通電区間内で当該第一の無通電区間が開始してから所定電気角が経過した第一のタイミングで前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf1を検出する第一のステップと、
前記固定子巻線の少なくとも一つと負側電源との通電が終了し正側電源との通電が開始されるまでの第二の無通電区間内で当該第二の無通電区間が開始してから前記所定電気角と同じ電気角が経過した第二のタイミングで前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる端子電圧Vf2を検出する第二のステップと、
前記第一のタイミング又は前記第二のタイミングの前記固定子巻線の少なくとも一つに生ずる誘起電圧の位相角θ又はsinθの値を、次式(1)、(2)、(3)のいずれかにより算出する第三のステップと、
を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
Vf2−Vf1=3Asinθ・・・・・・(1)
Vc/2−Vf1=1.5Asinθ・・・(2)
Vf2−Vc/2=1.5Asinθ・・・(3)
但し、Aは予め定められたモータ定数と前記回転位置信号から定まるモータ回転数との積、Vcは電源電圧。
A rotational position signal is generated based on a terminal voltage waveform generated in each of a plurality of stator windings provided in a brushless motor, and a predetermined delay correction phase is determined with respect to the rotational position signal by a predetermined amount of phase correction. A control method for a brushless motor that generates a delayed output signal by correcting the rotation of the brushless motor by sequentially switching the energization to the stator winding by the energization signal generated based on the delayed output signal. There,
From the start of the first non-energized section in the first non-energized section until the energization of at least one of the stator windings and the positive power supply ends and the energization of the negative power supply is started. A first step of detecting a terminal voltage Vf1 generated in at least one of the stator windings at a first timing when a predetermined electrical angle has passed;
From the start of the second non-energized section in the second non-energized section until the energization of at least one of the stator windings and the negative power supply ends and the energization of the positive power supply is started. A second step of detecting a terminal voltage Vf2 generated in at least one of the stator windings at a second timing when the same electrical angle as the predetermined electrical angle has elapsed;
The value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage generated in at least one of the stator windings at the first timing or the second timing is expressed by any of the following formulas (1), (2), and (3) A third step to calculate by
A method for controlling a brushless motor, comprising:
Vf2−Vf1 = 3 Asin θ (1)
Vc / 2−Vf1 = 1.5 Asin θ (2)
Vf2-Vc / 2 = 1.5 Asin θ (3)
However, A is a product of a predetermined motor constant and a motor rotational speed determined from the rotational position signal, and Vc is a power supply voltage.
前記ブラシレスモータの制御方法は、前記ブラシレスモータの回転数に応じたベース位相補正量を決定すると共に、前記第三のステップにて算出した誘起電圧の位相角θ又はsinθの値が予め定めた規定範囲内に収まるように前記位相補正確定量を段階的に増加又は減少させるための位相補正調整量を決定する第四のステップと、
前記第四のステップにて決定した前記ベース位相補正量に前記位相補正調整量を加えた値を前記位相補正確定量とする第五のステップと、
を備えたことを特徴とする請求項8に記載のブラシレスモータの制御方法。
The control method of the brushless motor determines a base phase correction amount according to the rotation speed of the brushless motor, and defines a predetermined value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated in the third step. A fourth step of determining a phase correction adjustment amount for gradually increasing or decreasing the phase correction determination amount so as to fall within a range;
A fifth step in which a value obtained by adding the phase correction adjustment amount to the base phase correction amount determined in the fourth step is set as the phase correction determination amount;
The brushless motor control method according to claim 8, further comprising:
前記ブラシレスモータの制御方法は、前記ブラシレスモータの回転数に応じたベース位相補正量を決定すると共に、前記第三のステップにて算出した誘起電圧の位相角θ又はsinθの値と予め定めた規定値との差が無くなるように前記位相補正確定量を調整するための位相補正調整量を決定する第四のステップと、
前記第四のステップにて決定した前記ベース位相補正量に前記位相補正調整量を加えた値を前記位相補正確定量とする第五のステップと、
を備えたことを特徴とする請求項8に記載のブラシレスモータの制御方法。
The control method of the brushless motor determines a base phase correction amount according to the number of rotations of the brushless motor, and the value of the phase angle θ or sin θ of the induced voltage calculated in the third step and a predetermined rule A fourth step of determining a phase correction adjustment amount for adjusting the phase correction determination amount so that there is no difference from the value;
A fifth step in which a value obtained by adding the phase correction adjustment amount to the base phase correction amount determined in the fourth step is set as the phase correction determination amount;
The brushless motor control method according to claim 8, further comprising:
前記ブラシレスモータの制御方法は、前記端子電圧Vf2を、前記端子電圧Vf1に対して、位相角で180度の奇数倍の位相差を有するタイミングで検出することを特徴とする請求項8乃至請求項10のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御方法。   The control method of the brushless motor detects the terminal voltage Vf2 at a timing having a phase difference of an odd multiple of 180 degrees in phase angle with respect to the terminal voltage Vf1. The brushless motor control method according to claim 10. 前記ブラシレスモータの制御方法は、前記固定子巻線のうち前記端子電圧Vf1を検出した固定子巻線と異なる相の固定子巻線に生じた端子電圧を前記端子電圧Vf2として用いることを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御方法。   The control method of the brushless motor is characterized in that a terminal voltage generated in a stator winding of a phase different from that of the stator winding in which the terminal voltage Vf1 is detected is used as the terminal voltage Vf2. The method of controlling a brushless motor according to any one of claims 8 to 11. 前記ブラシレスモータの制御方法は、前記第一の無通電区間又は前記第二の無通電区間における端子電圧波形にPWM成分が存在している場合には、前記インバータ回路部に設けられたスイッチング素子のうち前記PWM成分を生成するスイッチング素子がスイッチオンとなっているタイミングで、前記端子電圧Vf1又は前記端子電圧Vf2を検出することを特徴とする請求項8乃至請求項12のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御方法。   When the PWM component is present in the terminal voltage waveform in the first non-energized section or the second non-energized section, the control method of the brushless motor is the switching element provided in the inverter circuit unit. 13. The terminal voltage Vf <b> 1 or the terminal voltage Vf <b> 2 is detected at a timing when a switching element that generates the PWM component is switched on. 13. Brushless motor control method.
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