JP6428042B2

JP6428042B2 - モータ制御装置

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Publication number: JP6428042B2
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Inventors: 秀宣鈴木
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Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

ブラシレスＤＣモータ（以下、「モータ」と略記）の制御装置は、ホールセンサ等を用いて検出したモータのロータを構成する永久磁石の磁界に基づいてロータの実際の回転速度を算出。算出した実際の回転速度をＰＩ制御（Proportional-Integral Controller）等を用いてフィードバックすることにより、実際の回転速度を考慮したモータの回転制御を行っている。

また、モータが備えるロータは、永久磁石の極数により、２，４，６，８，１０極等の各構成があり、一般に、極数が多い場合の方がモータの回転は滑らかになる。一例として、車載エアコンの送風に用いられるブロアモータでは、５極のＳ極と５極のＮ極とで構成された１０極のロータが用いられている。

１０極のロータを備えたモータでは、ロータが１回転する間にＳ極の磁界とＮ極の磁界が各々５回検出される。ロータが１回転する間にＵ相用のホールセンサＵ、Ｖ相用のホールセンサＶ、Ｗ相用のホールセンサＷの各々で都合３０回、電気角にして６０度毎に検知されるＳ極及びＮ極の磁界を用いると、小刻みにロータの回転を検知でき、低速回転時でのロータの回転速度の算出が容易となる。

しかしながら、ロータの回転速度が高速になると、磁界を検出する周期が短時間となり、磁界検出の誤差によって回転速度の算出が不正確になりやすい。さらに、算出が不正確な回転速度を用いて前述のＰＩ制御を行うと、モータの回転が不整となるハンチングが生じやすいという問題があった。磁界検出の誤差は、例えば、ホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷの組み付け誤差等に起因するものであり、ロータの回転速度が大きくなるほど、回転速度算出における影響が顕著になる。

特許文献１には、低速回転時には電気角６０度毎の磁界の変化に基づいてロータの回転速度を算出すると共に、高速回転時には電気角３６０度毎の磁界の変化に基づいてロータの回転速度を算出するブラシレスモータの制御装置が開示されている。

特許５１９４５４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のブラシレスモータの制御装置は、電気角６０度毎と電気角３６０度毎との間の電気角で回転速度の算出をしていない。その結果、ロータの回転速度が低速から高速へ遷移する際の回転速度の算出が不正確となり、モータの回転に前述のハッチングが発生しやすいという問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、低速域から高速域まで円滑な回転制御を可能にするモータ制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１記載のモータ制御装置は、モータの出力軸と共に回転する永久磁石の磁界を検出し、該磁界の変化に応じて所定の電気角毎にエッジが出現する矩形波の信号を出力する磁界検知部と、前記モータの起動時には、前記信号の所定の電気角毎に出現するエッジ間の時間から前記出力軸の回転速度を算出し、前記モータの起動後は、前記出力軸の回転速度が大きくなるに従って、段階的に前記所定の電気角よりも大きくなる電気角毎に出現するエッジ間の時間から前記出力軸の回転速度を算出する制御部と、を含んでいる。

このモータ制御装置は、モータの起動時には、所定の電気角毎に出現するエッジ間の時間から出力軸の回転速度を算出する。また、このモータ制御装置は、モータの起動後は、出力軸の回転速度が大きくなるに従って、段階的に前記所定の電気角よりも大きくなる電気角毎に出現するエッジ間の時間から出力軸の回転速度を算出する。

回転速度の算出に係るエッジの電気角を、出力軸の回転速度が大きくなるに従って段階的に大きくすることにより、低速域では小さな電気角毎に出現するエッジ間の時間により、高速域ではより大きな電気角毎に出現するエッジ間の時間により、低速域及び高速域で回転速度を正確に算出でき、その結果、低速域から高速域までモータの円滑な回転制御が可能になる。

請求項２記載のモータ制御装置は、請求項１記載のモータ制御装置において、前記所定の電気角より大きな電気角は、前記出力軸１回転に相当する電気角、電気所定の電気角と前記出力軸１回転に相当する電気角との間の大きさの電気角である。

このモータ制御装置によれば、回転速度が大きくなるに従って、段階的に所定の電気角よりも大きな電気角でエッジ間の時間をカウントして出力軸の回転速度を算出することにより低速域及び高速域まで回転速度を正確に算出できる。その結果、低速域から高速域まで円滑な回転制御が可能になる。

請求項３記載のモータ制御装置は、請求項２記載のモータ制御装置において、前記所定の電気角と前記出力軸１回転に相当する電気角との間の大きさの電気角は、前記所定の電気角の整数倍の大きさの電気角である。

このモータ制御装置によれば、回転速度が大きくなるに従って適用される所定の電気角よりも大きな電気角は、所定の電気角の整数倍なので、信号のエッジ間の時間を、所定の電気角で離れたエッジ間の時間を整数倍して算出できる。

請求項４記載のモータ制御装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載載のモータ制御装置において、前記モータはブラシレスＤＣモータであり、前記磁界検知部は、該ブラシレスＤＣモータのＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応して３個設けられる。

このモータ制御装置によれば、低速域及び高速域まで回転速度を正確に算出することにより、厳密な回転速度の制御が必要なブラシレスＤＣモータの回転を円滑に制御することができる。

本発明の実施の形態に係るモータ制御装置を用いたモータユニットの構成を示す概略図である。本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の概略を示す図であり、ロータが６極の場合を示している。本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の６極のロータの回転速度と回転速度算出の信号サンプリングの周期との関係の一例を示した概略図である。本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の概略を示す図であり、ロータが１０極の場合を示している。本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の１０極のロータの回転速度と回転速度算出の信号サンプリングの周期との関係の一例を示した概略図である。１０極のロータを有したモータのモータ制御装置において、ホールセンサが出力した信号と電気角６０度、電気角１８０度、電気角３６０度、電気角９００度及び電気角１８００度の各々でのサンプリングの周期を示した概略図である。（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置において、ホールセンサＵ，Ｖ，Ｗから出力された信号においてエッジが出現する周期をタイマＡでカウントすることにより、電気角６０度時間をカウントした場合の一例を示す概略図であり、（Ｂ）は、電気角６０度時間、電気角１８０度時間、電気角３６０度時間及び電気角９００度時間のタイマによる算出の一例を示す概略図である。本発明の実施の形態に係るモータ制御装置のモータ回転速度演算処理の一例を示すフローチャートである。

図１は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０を用いたモータユニット１０の構成を示す概略図である。図１の本実施の形態に係るモータユニット１０は、一例として車載エアコンの送風に用いられる、いわゆるブロアモータのユニットである。

本実施の形態に係るモータユニット１０は、ステータ１４の外側にロータ１２が設けられた、アウターロータ構造の三相モータに係るものである。ステータ１４はコア部材に導線が巻かれた電磁石であって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相を構成している。ステータ１４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各々は、後述するモータ制御装置２０の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。

ロータ１２の内側（図示せず）にはロータマグネットが設けられており、ロータマグネットは、ステータ１４で生じた回転磁界に対応することにより、ロータ１２を回転させる。ロータ１２にはシャフト１６が設けられており、ロータ１２と一体になって回転する。図１には示していないが、本実施の形態ではシャフト１６には、いわゆるシロッコファン等の多翼ファンが設けられ、当該多翼ファンがシャフト１６と共に回転することにより、車載エアコンにおける送風が可能となる。

ステータ１４は、上ケース１８を介して、モータ制御装置２０に取り付けられる。モータ制御装置２０は、モータ制御装置２０の基板２２と、基板２２上の素子から生じる熱を放散するヒートシンク２４とを備えている。ロータ１２、ステータ１４及びモータ制御装置２０を含んで構成されるモータユニット１０には、下ケース６０が取り付けられる。

図２は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０の概略を示す図であり、ロータマグネット１２Ａが６極の場合を示している。インバータ回路４０は、モータ５２のステータ１４のコイルに供給する電力をスイッチングする。例えば、インバータＦＥＴ４４Ａ，４４ＤはＵ相のコイル１４Ｕに、インバータＦＥＴ４４Ｂ，４４ＥはＶ相のコイル１４Ｖに、インバータＦＥＴ４４Ｃ，４４ＦはＷ相のコイル１４Ｗに、各々供給する電力のスイッチングを行う。

インバータＦＥＴ４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃの各々のドレインは、ノイズ除去用のチョークコイル４６を介して車載のバッテリ８０の正極に接続されている。また、インバータＦＥＴ４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆの各々のソースは、逆接防止ＦＥＴ４８を介してバッテリ８０の負極に接続されている。

本実施の形態では、シャフト１６と同軸に設けられたロータマグネット１２Ａ又はセンサマグネットの磁界をホールセンサ１２Ｂが検出する。マイコン３２は、ホールセンサ１２Ｂにより検出された磁界に基づいてロータ１２の回転速度及び位置（回転位置）を検出し、ロータ１２の回転速度及び回転位置に応じてインバータ回路４０のスイッチングの制御を行う。なお、図２では図示していないが、ホールセンサ１２Ｂは、ステータ１４のＵ相のコイル１４Ｕ、Ｖ相のコイル１４Ｖ、Ｗ相のコイル１４Ｗの各々に対応してロータマグネット１２Ａ又はセンサマグネットの磁界を検出するホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷを含む。ホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷは、例えば、シャフト１６の基部を中心に各々１２０度の間隔で実装されている。

マイコン３２には、エアコンのスイッチ操作に対応してエアコンを制御するエアコンＥＣＵ８２からのロータ１２の回転速度に係る速度指令値を含む制御信号が入力される。また、マイコン３２には、サーミスタ５４Ａと抵抗５４Ｂとで構成された分圧回路５４と、インバータ回路４０とバッテリ８０の負極との間に設けられた電流センサ５６とが接続されている。

分圧回路５４を構成するサーミスタ５４Ａは、回路の基板２２の温度に応じて抵抗値が変化するので、分圧回路５４が出力する信号の電圧は基板２２の温度に応じて変化する。マイコン３２は、分圧回路５４から出力される信号の電圧の変化に基づいて、基板２２の温度を算出する。本実施の形態では、便宜上、分圧回路５４から出力される信号をサーミスタ５４Ａの検知結果に基づく信号とする。また、本実施の形態では、サーミスタ５４Ａの検知結果に基づいて算出された回路の基板２２の温度を、サーミスタ５４Ａが検知した回路の基板２２の温度とする。

電流センサ５６は、例えば、シャント抵抗５６Ａとシャント抵抗５６Ａの両端の電位差を増幅するアンプ５６Ｂとを有している。マイコン３２は、アンプ５６Ｂが出力した信号に基づいて、インバータ回路４０の電流を算出する。

本実施の形態では、サーミスタ５４Ａからの信号、電流センサ５６が出力した信号、及びホールセンサ１２Ｂが出力した信号は、マイコン３２内の温度保護制御部６２に入力される。温度保護制御部６２は、各々入力された信号に基づいて基板２２の素子の温度、インバータ回路４０の電流、及びロータ１２の回転速度等を算出する。また、温度保護制御部６２には、電源であるバッテリ８０が接続されており、温度保護制御部６２は、バッテリ８０の電圧を電源電圧として検知する。

エアコンＥＣＵ８２からの制御信号は、マイコン３２内の速度制御部６４に入力される。速度制御部６４には、ホールセンサ１２Ｂが出力した信号も入力される。速度制御部６４は、エアコンＥＣＵ８２からの制御信号並びにホールセンサ１２Ｂからの信号に基づくロータ１２の回転速度及び回転位置に基づいて、インバータ回路４０のスイッチングの制御に係るＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御のデューティ比を算出する。

速度制御部６４が算出したデューティ比を示す信号は、ＰＷＭ出力部６６と温度保護制御部６２とに入力される。温度保護制御部６２は、基板２２の素子の温度、ロータ１２の回転速度及びモータ制御装置２０の回路の負荷に基づいて、速度制御部６４が算出したデューティ比を補正して、速度制御部６４にフィードバックする。回路の負荷は、例えば、インバータ回路４０の電流、電源電圧又はインバータ回路４０が生成した電圧のデューティ比である。本実施の形態では、インバータ回路４０が生成した電圧のデューティ比はＰＷＭ出力部６６がインバータ回路４０に生成させる電圧のデューティ比と同じである。図２に示したように、ＰＷＭ出力部６６がインバータ回路４０に生成させる電圧のデューティ比を示す信号は、温度保護制御部６２にも入力されている。

また、温度保護制御部６２には、記憶装置であるメモリ６８が接続されている。メモリ６８には、例えば、ロータ１２の回転速度の算出に係るプログラム等が記憶されている。

速度制御部６４は、温度保護制御部６２による補正を、例えばＰＩ制御（Proportional Integral Controller）等によって自身が算出したデューティ比にフィードバックし、当該フィードバックを行ったデューティ比を示す信号をＰＷＭ出力部６６に出力する。ＰＷＭ出力部６６は、入力された信号が示すデューティ比の電圧を生成するようにインバータ回路４０のスイッチングを制御する。

図３は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０のロータ１２の回転速度と回転速度算出の信号サンプリングの周期との関係の一例を示した概略図である。本実施の形態では、モータが起動直後で回転速度がＮ１未満の低速な場合では、電気角６０度毎にホールセンサ１２Ｂからの信号をサンプリングしてロータ１２の回転速度を算出する。また、ロータ１２の回転速度が、Ｎ１以上Ｎ２未満の場合には電気角１８０度毎に、Ｎ２以上Ｎ３未満の場合には電気角３６０度毎に、Ｎ３以上Ｎ４未満の場合にはロータ１２の半回転毎に、Ｎ４以上の場合にはロータ１２の１回転毎に、各々信号をサンプリングする。

図３の場合は、ロータマグネット１２Ａが６極の場合なので、ロータ１２が半回転する場合の電気角は５４０度、ロータ１２が１回転する場合の電気角は１０４０度である。

また、一例として、回転速度Ｎ１は４００ｒｐｍ、回転速度Ｎ２は６５０ｒｐｍ、回転速度Ｎ３は１３００ｒｐｍ、回転速度Ｎ４は２５００ｒｐｍである。

図４は、本実施の形態に係るモータ制御装置１２０の概略を示す図であり、ロータマグネット１２Ｃが１０極の場合を示している。その他の構成は、図２の場合と同様なので、ロータマグネット１２Ｃ以外の構成については、図２と同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

図５は、本実施の形態に係るモータ制御装置１２０のロータ１２の回転速度と回転速度算出の信号サンプリングの周期との関係の一例を示した概略図である。図５の場合も、図３の場合と同様に、モータが起動直後で回転速度がＮ１未満の低速な場合では、電気角６０度毎にホールセンサ１２Ｂからの信号をサンプリングしてロータ１２の回転速度を算出する。また、ロータ１２の回転速度が、Ｎ１以上Ｎ２未満の場合には電気角１８０度毎に、Ｎ２以上Ｎ３未満の場合には電気角３６０度毎に、Ｎ３以上Ｎ４未満の場合にはロータ１２の半回転毎に、Ｎ４以上の場合にはロータ１２の１回転毎に、各々信号をサンプリングする。

しかしながら、ロータマグネット１２Ｃは１０極なので、ロータ１２が半回転する場合の電気角は９００度、ロータ１２が１回転する場合の電気角は１８００度である。

また、一例として、回転速度Ｎ１は２５０ｒｐｍ、回転速度Ｎ２は４００ｒｐｍ、回転速度Ｎ３は８００ｒｐｍ、回転速度Ｎ４は１５００ｒｐｍである。

図６は、１０極のロータマグネット１２Ｃを有したモータのモータ制御装置１２０において、ホールセンサが出力した信号と電気角６０度、電気角１８０度、電気角３６０度、電気角９００度及び電気角１８００度の各々でのサンプリングの周期を示した概略図である。

図６の上段には、ホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷが各々出力した信号が記載されている。本実施の形態に係るホールセンサは、例えばシュミットトリガ等のアナログ信号をデジタル信号に変換する回路によって信号をデジタル化しているので、ホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷが各々出力した信号は、１８０度毎にハイレベル信号とローレベル信号が出現する矩形波状を呈する。

また、前述のようにホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷは、ロータ１２の出力軸を中心に各々１２０度の間隔で実装されているので、ホールセンサＵが出力した信号に対して、ホールセンサＷが出力した信号は位相が１２０度遅延している。また、ホールセンサＷが出力した信号に対して、ホールセンサＶが出力した信号は位相が１２０度遅延している。

電気角６０度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングするには、ホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷが各々出力した信号において電気角６０度の間隔で離れているエッジを検出する。図６では、ホールセンサＵの信号にエッジ２００が出現した後、ホールセンサＶの信号にエッジ２００から電気角で６０度遅れてエッジ２０２が出現している。本実施の形態では、これらのエッジを検出することで、電気角６０度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングすることができる。本実施の形態で、電気角６０度は所定の電気角であり、ホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷが各々出力した信号に出現するエッジ間の間隔の最小単位である。

図６では、エッジ２００が出現した際にエッジカウントを０とし、次いでエッジ２０２が出現した際にエッジカウントを１にカウントしている。以後、図６では、ホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷが各々出力した信号にエッジが出現する毎にエッジカウントを１ずつカウントしていく。

電気角１８０度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングするには、図６で電気角１８０度時間として示したように、電気角６０度毎に１ずつカウントされるエッジカウントが３カウントされる毎にホールセンサが出力した信号をサンプリングする。以下、電気角３６０度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングするにはエッジカウントが６カウントされる毎に、電気角９００度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングするにはエッジカウントが１５カウントされる毎に、電気角１８００度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングするにはエッジカウントが３０カウントされる毎に、各々信号をサンプリングする。

なお、前述のように、電気角６０度は、ホールセンサＵ、ホールセンサＶ、ホールセンサＷが各々出力した信号に出現するエッジ間の間隔の最小単位であり、上述の電気角１８０度、電気角３６０度、電気角９００度及び電気角１８００度は、いずれも所定の電気角６０度の整数倍である。

ロータ１２の回転速度は、サンプリングによって検出したエッジ間の時間から算出される。例えば、電気角６０度毎に回転速度算出用の信号（エッジ）をサンプリングする場合であれば、電気角６０度で離れているエッジ間の時間である電気角６０度時間（秒）から、以下の式（１）を用いてロータ１２の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）が算出される。
Ｎ＝６０／（電気角６０度時間×３０）・・・（１）

ロータマグネット１２Ｃは１０極であるから、電気角６０度時間を３０倍すると、ロータ１２が１回転する際に要する時間が秒単位で算出できる。また、１分間は６０秒であるから、６０をロータ１２が１回転する際に要する時間で除算して得た商がロータ１２の回転速度（ｒｐｍ）となる。

電気角１８０度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングする場合であれば、電気角１８０度で離れているエッジ間の時間である電気角１８０度時間（秒）から、以下の式（２）を用いてロータ１２の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）が算出される。
Ｎ＝６０／（電気角１８０度時間×１０）・・・（２）

電気角３６０度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングする場合であれば、電気角３６０度で離れているエッジ間の時間である電気角３６０度時間（秒）から、以下の式（３）を用いてロータ１２の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）が算出される。
Ｎ＝６０／（電気角３６０度時間×５）・・・（３）

電気角９００度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングする場合であれば、電気角９００度で離れているエッジ間の時間である電気角９００度時間（秒）から、以下の式（４）を用いてロータ１２の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）が算出される。
Ｎ＝６０／（電気角９００度時間×２）・・・（４）

電気角１８００度毎に回転速度算出用の信号をサンプリングする場合であれば、電気角１８００度で離れているエッジ間の時間である電気角１８００度時間（秒）から、以下の式（５）を用いてロータ１２の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）が算出される。
Ｎ＝６０／（電気角１８００度時間）・・・（５）

図７の（Ａ）は、本実施の形態に係るモータ制御装置１２０において、ホールセンサＵ，Ｖ，Ｗから出力された信号においてエッジが出現する周期をタイマＡでカウントすることにより、電気角６０度時間Ｔ_６０をカウントした場合の一例を示す概略図である。タイマＡは、例えば、マイコン３２に内蔵されたタイマであって、マイコン３２のベースクロックを１６ビット毎又は８ビット毎にカウントし、カウント値を積算することで時間を算出する。前述のように、ホールセンサＵ，Ｖ，Ｗから出力された信号は、電気角６０度毎にエッジが出現する。ホールセンサＵ，Ｖ，Ｗから出力された信号にエッジが出現したら、タイマＡのカウントをリセットし、ホールセンサＵ，Ｖ，Ｗから出力された信号に次のエッジが出現するまでベースクロックをカウントした値が電気角６０度時間Ｔ_６０となる。

図７（Ｂ）は、電気角６０度時間Ｔ_６０、電気角１８０度時間Ｔ_１８０、電気角３６０度時間Ｔ_３６０及び電気角９００度時間Ｔ_９００のタイマによる算出の一例を示す概略図である。電気角６０度時間Ｔ_６０は、ホールセンサＵ，Ｖ，Ｗから出力された信号にエッジが出現する毎にカウントされるエッジカウント毎にタイマＡによってカウントされる。

電気角１８０度時間Ｔ_１８０は、エッジカウントが３カウントされる毎にリセットされるタイマＢ１を用い、当該リセット後にエッジカウントが３カウントされるまでベースクロックをカウントすることによって算出される。タイマＢ１のリセット及びリセット後のカウント開始は、割り込み処理による。本実施の形態では、電気角１８０度時間Ｔ_１８０の算出時には、エッジカウントが３カウントされる毎に、割り込みイベントが発生するようにプログラムを設定する。

電気角３６０度時間Ｔ_３６０は、エッジカウントが６カウントされる毎にリセットされるタイマＢ２を用い、当該リセット後にエッジカウントが６カウントされるまでベースクロックをカウントすることによって算出される。本実施の形態では、電気角３６０度時間Ｔ_３６０の算出時には、エッジカウントが６カウントされる毎に、割り込みイベントが発生するようにプログラムを設定する。

電気角９００度時間Ｔ_９００は、エッジカウントが１５カウントされる毎にリセットされるタイマＢ３を用い、当該リセット後にエッジカウントが１５カウントされるまでベースクロックをカウントすることによって算出される。本実施の形態では、電気角９００度時間Ｔ_９００の算出時には、エッジカウントが１５カウントされる毎に、割り込みイベントが発生するようにプログラムを設定する。

図７（Ｂ）には図示していないが、電気角１８００度時間Ｔ_１８００も、上述の電気角１８０度時間Ｔ_１８０等と同様に、エッジカウントが３０カウントされる毎にリセットされるタイマを用い、当該リセット後にエッジカウントが３０カウントされるまでベースクロックをカウントすることによって算出される。本実施の形態では、電気角１８００度時間Ｔ_１８００の算出時には、エッジカウントが３０カウントされる毎に、割り込みイベントが発生するようにプログラムを設定する。

以上、電気角１８０度時間Ｔ_１８０、電気角３６０度時間Ｔ_３６０、電気角９００度時間Ｔ_９００、及び電気角１８００度時間Ｔ_１８００は、電気角６０度時間Ｔ_６０の算出で用いたタイマＡとは異なるタイマを用いて算出した。しかしながら、タイマＡを用いて算出した電気角６０度時間Ｔ_６０を積算することによって電気角１８０度時間Ｔ_１８０、電気角３６０度時間Ｔ_３６０、電気角９００度時間Ｔ_９００、及び電気角１８００度時間Ｔ_１８００を算出してもよい。

例えば、電気角１８０度時間Ｔ_１８０は電気角６０度時間Ｔ_６０を３個、電気角３６０度時間Ｔ_３６０は電気角６０度時間Ｔ_６０を６個、電気角９００度時間Ｔ_９００は電気角６０度時間Ｔ_６０を１５個、電気角１８００度時間Ｔ_１８００は電気角６０度時間Ｔ_６０を３０個、各々積算することによって算出される。

図８は、本実施の形態に係るモータ制御装置１２０のモータ回転速度演算処理の一例を示すフローチャートである。ステップ８００では、モータの起動時であれば電気角６０度時間Ｔ_６０で回転速度Ｎを算出し、算出した回転速度Ｎが図５に示したＮ１未満か否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ８０２で前述の式（１）を用いて回転速度を算出して処理をリターンする。

ステップ８００で否定判定の場合には、ステップ８０４でモータの回転速度Ｎが図５に示したＮ２未満か否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ８０６で前述の式（２）を用いて回転速度を算出して処理をリターンする。

ステップ８０４で否定判定の場合には、ステップ８０８でモータの回転速度Ｎが図５に示したＮ３未満か否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ８１０で前述の式（３）を用いて回転速度を算出して処理をリターンする。

ステップ８０８で否定判定の場合には、ステップ８１２でモータの回転速度Ｎが図５に示したＮ４未満か否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ８１４で前述の式（４）を用いて回転速度を算出して処理をリターンする。ステップ８１２で否定判定の場合には、ステップ８１６で前述の式（５）を用いて回転速度を算出して処理をリターンする。

以上、説明したように、本実施の形態は、モータの回転速度が大きくなるに従って、ホールセンサが出力した信号からエッジをサンプリングする周期を大きくすることにより、モータの回転速度を正確に算出できる。その結果、ＰＩ制御等によるモータの回転制御が適切に行われるようになり、低速域から高速域まで円滑な回転制御が可能となる。

１０…モータユニット、１２…ロータ、１２Ａ…ロータマグネット、１２Ｂ…ホールセンサ、１２Ｃ…ロータマグネット、１４…ステータ、１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗ…コイル、１６…シャフト、１８…上ケース、２０…モータ制御装置、２２…基板、２４…ヒートシンク、３２…マイコン、４０…インバータ回路、４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆ…インバータＦＥＴ、４６…チョークコイル、４８…逆接防止ＦＥＴ、５２…モータ、５４…分圧回路、５４Ａ…サーミスタ、５４Ｂ…抵抗、５６…電流センサ、５６Ａ…シャント抵抗、５６Ｂ…アンプ、６０…下ケース、６２…温度保護制御部、６４…速度制御部、６６…ＰＷＭ出力部、６８…メモリ、８０…バッテリ、８２…エアコンＥＣＵ、１２０…モータ制御装置、２００，２０２…エッジ

Claims

モータの出力軸と共に回転する永久磁石の磁界を検出し、該磁界の変化に応じて所定の電気角毎にエッジが出現する矩形波の信号を出力する磁界検知部と、
前記モータの起動時には、前記信号の所定の電気角毎に出現するエッジ間の時間から前記出力軸の回転速度を算出し、前記モータの起動後は、前記出力軸の回転速度が大きくなるに従って、段階的に前記所定の電気角よりも大きくなる電気角毎に出現するエッジ間の時間から前記出力軸の回転速度を算出する制御部と、
を含むモータ制御装置。
前記所定の電気角より大きな電気角は、前記出力軸１回転に相当する電気角、電気所定の電気角と前記出力軸１回転に相当する電気角との間の大きさの電気角である請求項１に記載のモータ制御装置。
前記所定の電気角と前記出力軸１回転に相当する電気角との間の大きさの電気角は、前記所定の電気角の整数倍の大きさの電気角である請求項２記載のモータ制御装置。
前記モータはブラシレスＤＣモータであり、
前記磁界検知部は、該ブラシレスＤＣモータのＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応して３個設けられる請求項１〜３のいずれか１項記載のモータ制御装置。