JPH09322588A

JPH09322588A - ブラシレス直流モータ

Info

Publication number: JPH09322588A
Application number: JP8139311A
Authority: JP
Inventors: Eiji Ueda; 英司上田; Toshio Inaji; 稲治　　利夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】永久磁石回転子と位置信号の位相関係がくず
れた場合に、駆動効率が低下し、モータが停止する。【解決手段】速度検出器104で永久磁石回転子101の回
転速度を検出し、その回転速度等に基づき、演算装置10
6は永久磁石回転子101の回転位置に対応した位置信号p
1,p2,p3 を出力する。電力供給器110は位置信号に応じ
た電力を固定子巻線111に供給し、永久磁石回転子101を
回転駆動制御するブラシレス直流モータであって、演算
装置106は、永久磁石回転子101の位置と位置信号の位相
関係を監視し、異常状態時には、位相関係を正常化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石回転子の
回転位置を検出するための位置検出素子を不要としたブ
ラシレス直流モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレス直流モータは、ブラシ付の直
流モータに比べ機械的接点を持たないため長寿命である
と同時に電気的雑音も少なく、近年、高信頼性が要求さ
れる産業用機器や映像・音響機器に広く応用されてい
る。

【０００３】従来、この種のブラシレス直流モータは、
固定子巻線の通電相の切換えのためにブラシに相当する
位置検出素子（例えばホール素子）を使用している。し
かしながら、位置検出素子自体決して安価なものではな
く、さらに素子の取付け位置の調整の煩雑さや配線数の
増加により、ブラシレス直流モータはブラシ付直流モー
タに比べて大幅にコストが上昇する欠点がある。また、
モータ内部に位置検出素子を取り付けなければならない
ため、モータの構造上の制約が起こることがしばしばあ
る。近年、機器の小型化に伴い使用されるモータも小型
かつ薄型化され、ホール素子等の位置検出素子を取り付
ける場所的な余裕がなくなってきている。そこで、ホー
ル素子の如き位置検出素子の全くないブラシレス直流モ
ータが、従来よりいくつか提案されている。

【０００４】この種の位置検出素子の全くないブラシレ
ス直流モータとしては、モータに取り付けられた周波数
発電機の出力パルスを利用するものがある。これは、永
久磁石回転子の回転に応じたパルスを発生する周波数発
電機の出力パルスをカウンタでカウントし、そのカウン
ト値に対応して予め設定された電流パターンの駆動電流
を三相の固定子巻線に順次通電させ、回転子を回転させ
るものである。すなわち、特開平５−２２７７８１号で
は、『複数の磁極を有する永久磁石回転子と、前記永久
磁石回転子に所定の間隔を有して配置された複数相の固
定子巻線と、前記永久磁石回転子の回転数に比例した複
数相の周波数信号を発生する周波数発電機と、前記複数
相の周波数信号により前記永久磁石回転子の回転方向を
検出し、方向検出信号を出力する方向検出手段と、前記
周波数発電機の少なくとも１つの周波数信号のパルス数
を前記方向検出信号に応じてアップカウントもしくはダ
ウンカウントするカウンタ手段と、前記カウンタ手段の
計数値に応じた複数相の波形信号を発生する波形発生手
段と、前記複数相の波形信号に応じて前記固定子巻線に
電力を供給し回転磁界を発生する電力供給手段と、電源
投入時に前記永久磁石回転子の磁極と前記複数相の固定
子巻線の励磁磁極とが所定の関係になるように位相合わ
せを行う位相合わせ手段より構成されたことを特徴とす
るブラシレス直流モータ。』によって実現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、永久磁石回転子と位置信号との位相関係
を永久磁石回転子の回転により得られるセンサ信号から
検出し保持している。このため、センサ信号にノイズ等
が混入した場合、上記位相関係が崩れ、永久磁石回転子
に回転トルクが生じなくなる。これにより、永久磁石回
転子が停止し、復帰しないという課題を有していた。

【０００６】このため、例えば、ＶＴＲのキャプスタン
モータ等に使用した場合、これら課題は致命的な欠陥と
なり、ブラシレス直流モータの応用に関してかなりの制
約があった。

【０００７】本発明は従来のこのような課題を考慮し、
永久磁石回転子の位置と位置信号の位相関係がずれた場
合に、速やかに位相関係を回復できるブラシレス直流モ
ータを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、複
数個の磁極を有する永久磁石回転子と、その永久磁石回
転子に所定の空隙を有して配設された複数相の固定子巻
線と、永久磁石回転子の回転速度を検出する速度検出手
段と、その検出された回転速度と予め設定された基準速
度との差を検出する誤差検出手段と、その誤差検出手段
により検出された回転速度誤差に基づいて、永久磁石回
転子の異常動作を検出する異常動作検出手段と、異常動
作が検出された場合に、永久磁石回転子の位置と位置信
号との位相関係を所定の位相関係にするための位置信号
を決定する位置信号決定手段とを備えたブラシレス直流
モータである。

【０００９】請求項５の本発明は、複数個の磁極を有す
る永久磁石回転子と、その永久磁石回転子に所定の空隙
を有して配設された複数相の固定子巻線と、永久磁石回
転子の回転速度を検出する速度検出手段と、その検出さ
れた回転速度と予め設定された基準速度との差を検出す
る誤差検出手段と、その誤差検出手段により検出された
回転速度誤差を積分加算した積分値を生成する低域増強
手段と、その生成された積分値に基づいて、永久磁石回
転子の異常動作を検出する異常動作検出手段と、異常動
作が検出された場合に、永久磁石回転子の位置と位置信
号との位相関係を所定の位相関係にするための位置信号
を決定する位置信号決定手段とを備えたブラシレス直流
モータである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１のブラ
シレス直流モータの構成を示すブロック図である。図１
の永久磁石回転子１０１と３相の固定子巻線１１１ａ，
１１１ｂ，１１１ｃは図１４に示すように配置されてい
る。

【００１１】図１４（ａ）において、回転軸１２０２と
共に回転する永久磁石回転子１０１は、固定子１２０１
と対向配置されている。永久磁石回転子１０１は図１４
（ｂ）に示すように、ｐ極（ｐは極数を表し、ここで
は、８とする）が等間隔に円周方向にそって円盤状に配
置されている。また固定子１２０１には図１４（ｃ）に
示すように、平面上に回転軸１２０２を中心として円盤
状に等間隔に複数個の偏平巻線（ここでは、６個とす
る）が配置されている。そして、互いに１８０度隔てた
偏平巻線は互いに接続され、３相の固定子巻線１１１
ａ，１１ｂ，１１１ｃを構成している。

【００１２】図１において、周波数発電機１０２（セン
サ手段）は、永久磁石回転子１０１の１回転当たりＺ回
（Ｚは歯数を表し、ここでは３６０とする）の検出を行
い、永久磁石回転子１０１の回転数に比例した互いに位
相の異なる２相の周波数信号ｍ１，ｍ２（センサ信号）
を発生する。この２相の周波数信号ｍ１，ｍ２は波形整
形器１０３に入力されて、それぞれ矩形波信号ｓ１，ｓ
２に変換された後、方向検出器１０５（方向検出手段）
に入力される。方向検出器１０５は永久磁石回転子１０
１の正逆の回転方向に応じた方向信号ｄを出力する。

【００１３】さらに、矩形波信号ｓ１は速度検出器１０
４（速度検出手段）に入力される。速度検出器１０４で
は、矩形波信号ｓ１の周期に応じたデジタル信号ｂが得
られる。

【００１４】方向検出器１０５の具体的な構成例を図２
に示す。図２において、データ入力型のフリップフロッ
プ回路２１のデータ入力端子Ｄに矩形波信号ｓ１が入力
され、クロック入力端子ＣＫに矩形波信号ｓ２が入力さ
れる。そして方向信号ｄはフリップフロップ回路２１の
出力端子Ｑから出力される。

【００１５】図３（ａ）に永久磁石回転子１０１が正方
向に回転している時の矩形波信号ｓ１，ｓ２の波形を示
し、図３（ｂ）に永久磁石回転子１０１が逆方向に回転
している時の矩形波信号ｓ１，ｓ２の波形を示す。デー
タ入力型のフリップフロップ回路２１は、クロック入力
端子ＣＫに入力された信号の立上がりエッジ毎に、デー
タ入力端子Ｄの状態を保持し、その状態を出力端子Ｑよ
り出力する。

【００１６】したがって、図３（ａ）のように永久磁石
回転子１０１が正方向に回転している時は、データ入力
型のフリップフロップ回路２１の出力端子Ｑは、常に高
電位状態（以下、”Ｈ”状態と呼ぶ）となる。一方、永
久磁石回転子１０１が逆方向に回転している時は、図３
（ｂ）のように矩形波信号ｓ１が矩形波信号ｓ２より位
相が９０度遅れるため、出力Ｑは常に低電位状態（以
下、”Ｌ”状態と呼ぶ）となる。

【００１７】図２に示すように、方向検出器１０５を構
成することにより、永久磁石回転子１０１の回転方向を
検出することができる。すなわち、方向検出器１０５の
方向信号ｄは、永久磁石回転子１０１が正方向に回転し
ている時は、”Ｈ”状態となり、逆方向に回転している
時は、”Ｌ”状態となる。

【００１８】次に、速度検出器１０４の具体的な構成例
を図４に示す。矩形波信号ｓ１はアンド回路４３とフリ
ップフロップ回路４５に入力される。アンド回路４３の
入力側には、さらに、発振回路４２のクロックパルスｐ
とカウンタ回路４４のオ―バフロ―出力信号ｗも入力さ
れている。発振回路４２は水晶発振器と分周器等によっ
て構成され、矩形波信号ｓ１の周波数よりもかなり高周
波のクロックパルスｐ（３ＭＨｚ程度）を発生してい
る。カウンタ回路４４は、アンド回路４３の出力パルス
ｈの到来毎にその内容をカウントアップする１６ビット
のアップカウンタになっている。また、オ―バフロ―出
力信号ｗは、カウンタ回路４４のカウント内容が所定値
以下の時には”Ｈ”であり、カウンタ回路４４のカウン
ト内容が所定値以上になるとｗは”Ｌ”に変化する。デ
―タ入力型のフリップフロップ回路４５は、矩形波信号
ｓ１の立ち下がりエッジをトリガ信号として、デ―タ入
力端子Ｄに入力された”Ｈ”を取り込み、その出力信号
ｑを”Ｈ”にする（ｑ＝”Ｈ”）。

【００１９】また、演算装置１０６の演算器１０７から
のリセット信号ｒは、カウンタ回路４４のＣＬ入力及び
フリップフロップ回路４５のＲ入力に入力され、リセッ
ト信号ｒが”Ｈ”になると、カウンタ回路４４及びフリ
ップフロップ回路４５の内部状態がリセットされる（ｂ
＝”ＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬ”、ｗ＝”
Ｈ”、ｑ＝”Ｌ”）。

【００２０】次に、図４の速度検出器１０４の動作につ
いて説明する。いま、カウンタ回路４４とフリップフロ
ップ回路４５がリセット信号ｒによってリセットされて
いるものとする。矩形波信号ｓ１が”Ｌ”から”Ｈ”に
変わると、アンド回路４３の出力信号ｈとして発振回路
４２のクロックパルスｐが出力される。カウンタ回路４
４は出力信号ｈをカウントし、その内部状態を変化させ
ていく。矩形波信号ｓ１が”Ｈ”から”Ｌ”に変わる
と、アンド回路４３の出力信号ｈは”Ｌ”になり、カウ
ンタ回路４４はその内部状態を保持する。また、フリッ
プフロップ回路４５は矩形波信号ｓ１の立ち下がりエッ
ジによってデ―タ”Ｈ”を取り込み、その出力信号ｑ
を”Ｌ”から”Ｈ”に変化させる。

【００２１】カウンタ回路４４のデジタル信号ｂは、矩
形波信号ｓ１の（半）周期長に比例した値であり、永久
磁石回転子１０１の回転速度に反比例している。後述の
演算装置１０６は、フリップフロップ回路４５の出力信
号ｑを見て、ｑが”Ｈ”になるとカウンタ回路４４のデ
ジタル信号ｂを入力し、その後にリセット信号ｒを所定
の短時間の間”Ｈ”にして、カウンタ回路４４とフリッ
プフロップ回路４５を初期状態にリセットし、次の速度
検出動作に備えている。なお、永久磁石回転子１０１の
回転速度が遅過ぎるときには、矩形波信号ｓ１の周期が
長いためにカウンタ回路４４の内部状態が所定値以上に
なり、オ―バフロ―出力信号ｗが”Ｈ”から”Ｌ”に変
わり、アンド回路４３の出力信号ｈが”Ｌ”になり、カ
ウンタ回路４４が所定の大きな値を保持することもあ
る。

【００２２】さらに図１において、演算装置１０６は、
演算器１０７とメモリ１０９と３個のＤ／Ａ変換器１０
８ａ，１０８ｂ，１０８ｃによって構成され、速度検出
器１０４の出力信号と方向検出器１０５の方向信号ｄを
入力し、メモリ１０９に内蔵された後述するプログラム
によって計算処理することにより、３相の位置信号ｐ
１，ｐ２，ｐ３を出力する。演算装置１０６の３相の位
置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３は電力供給器１１０に入力さ
れ、電力供給器１１０は固定子巻線１１１に電力を供給
する。

【００２３】また、回転方向指令入力端子１１２の回転
方向指令ｍｄによって、演算装置１０６の内部動作が変
更される（後述）。

【００２４】従って、永久磁石回転子１０１と固定子巻
線１１１と周波数発電機１０２（センサ手段）と速度検
出器１０４（速度検出手段）と方向検出器１０５（方向
検出手段）と演算装置１０６（演算処理手段）と電力供
給器１１０（電力供給手段）によって本実施の形態のブ
ラシレス直流モータが構成されている。

【００２５】図５は、本実施の形態のブラシレス直流モ
ータの定常回転時の各部信号波形図である。図５におい
て、波形ｅ１，ｅ２，ｅ３はそれぞれ固定子巻線１１１
ａ，１１１ｂ，１１１ｃに誘起される発電電圧波形であ
る。波形ｐ１，ｐ２，ｐ３は演算装置１０６から出力さ
れる３相の位置信号で、永久磁石回転子１０１の回転位
置に応じてそれぞれ発電電圧波形ｅ１，ｅ２，ｅ３とほ
ぼ同位相の関係となるように出力される。

【００２６】位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３は正弦波状の信
号波形であり、電力供給部１１０では３相の位置信号ｐ
１，ｐ２，ｐ３をそれぞれ電力増幅して、正弦波状の３
相駆動電流ｉ１，ｉ２，ｉ３を固定子巻線１１１ａ，１
１１ｂ，１１１ｃの各相に供給する。その結果、３相駆
動電流ｉ１，ｉ２，ｉ３により固定子巻線１１１ａ，１
１１ｂ，１１１ｃには回転磁界が発生し、回転磁界と永
久磁石回転子１０１の磁極との相互作用により、永久磁
石回転子１０１は回転力を受けて回転する。

【００２７】図６は、永久磁石回転子１０１の磁極ベク
トルと固定子巻線１１１の電流ベクトルの位相関係を示
したベクトル図である。図６において、ベクトルΦは永
久磁石回転子１０１の磁極を示す磁極ベクトルで、ベク
トルＩは固定子巻線１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの電
流ベクトルである。図６（ａ）は、永久磁石回転子１０
１が正方向に回転している時で、図６（ｂ）は、永久磁
石回転子１０１が逆方向に回転している時の磁極ベクト
ルΦと電流ベクトルＩの位相関係を表したベクトル図で
ある。

【００２８】磁極ベクトルΦは電流ベクトルＩにより発
生した起磁力ベクトルとの相互作用により回転力を得、
図６に示す方向に回転する。ここで永久磁石回転子１０
１が連続回転するためには、磁極ベクトルΦの回転量に
応じて電流ベクトルＩを図示した方向に回転させる必要
がある。すなわち電流ベクトルＩの位相を磁極ベクトル
Φの位相より常に所定の角度（好ましくは、９０度）だ
け回転方向に進め、磁極ベクトルΦの回転量を検出し、
その回転量に応じて電流ベクトルＩを回転させる必要が
ある。

【００２９】図１の演算装置１０６のメモリ１０９は、
所定のプログラムと定数が格納されたロム領域（ＲＯ
Ｍ：リ―ドオンリ―メモリ）と随時必要な値を格納する
ラム領域（ＲＡＭ：ランダムアクセスメモリ）に別れて
いる。演算器１０７はロム領域内のプログラムに従って
所定の動作や演算を行っている。図７及び図８にそのプ
ログラムの具体的な一例を示し、その動作について詳細
に説明する。

【００３０】ステップＳ７０１では、後述の異常動作検
出部で使用する周期カウンタＰＲＩと異常カウンタＮＧ
＿Ｃの値を零にする（ＰＲＩ←０，ＮＧ＿Ｃ←０）。

【００３１】ステップＳ７０２では、永久磁石回転子１
０１と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係を所定の関
係にするカウンタ値Ｃ（後述）の初期値を決定する。例
えば特開平５−２２７７８１の位相合わせ手段によりカ
ウンタ値Ｃの初期値を検出する。ここで、ステップＳ７
０２は、位置信号決定手段としての初期位相検出部７０
２（初期位相検出手段）を構成している。

【００３２】ステップＳ７０３ａでは、速度検出器１０
４のフリップフロップ回路４５の出力信号ｑを入力す
る。出力信号ｑが”Ｈ”の時、ステップＳ７０３ｂの動
作を行う。出力信号ｑが”Ｈ”ではない時（出力信号ｑ
が”Ｌ”の時）、ステップＳ７０８ａの動作を行う。す
なわち、速度検出器１０４が矩形波信号ｓ１の（半）周
期を検出し、新しいデジタル信号ｂを出力するのをモニ
タしている。出力信号ｑが”Ｈ”になると、ステップＳ
７０３ｂの動作を行う。

【００３３】ステップＳ７０３ｂでは、速度検出器１０
４のデジタル信号ｂを読み込んで、デジタル信号ｂに対
応する速度検出値Ｓ（デジタル値）に直すと共に、リセ
ット信号ｒを所定時間”Ｈ”にして速度検出器１０４の
カウンタ回路４４とフリップフロップ回路４５をリセッ
トする。所定の基準値Ｓref から速度検出値Ｓを減算し
て、その値をＲ倍（ここに、Ｒは所定の正の定数）し、
永久磁石回転子１０１の現時点での回転速度誤差ＴＲを
計算する［ＴＲ ← Ｒ・（Ｓref −Ｓ）］。ここで、処
理７０３は誤差検出部７０３（誤差検出手段）を構成し
ている。

【００３４】ステップＳ７０４ａでは、演算装置１０６
の回転方向指令入力端子１１２の回転方向指令ｍｄを入
力する。回転方向指令ｍｄが正回転指令（正転指令）の
時、ステップＳ７０４ｂの動作を行う。また回転方向指
令ｍｄが反回転指令（反転指令）の時、ステップＳ７０
４ｃの動作を行う。すなわち、回転方向指令ｍｄの内容
により、処理を選択している。

【００３５】ステップＳ７０４ｂでは、Ｑｚ（Ｑｚは２
・Ｚ／ｐで与えられ、ここでは９０とする。Ｚは歯数、
ｑは極数を表す）を法として、計数値ｃの値に（９０）
を加算した値を位相信号ｆとする。なお、（９０）は電
流ベクトルＩの回転角に換算して、９０度相当に対応す
る値である。すなわち、ｆ←ｃ＋（９０）にした後に、
ｆ≧Ｑｚならばｆをｆ−Ｑｚにする。このような演算を
するならば、ｆは０からＱｚ−１の間の整数になる。そ
の後、ステップＳ７０５ａの動作を行う。

【００３６】また、ステップＳ７０４ｃでは、Ｑｚを法
として、計数値ｃの値から（９０）を減算した値を位相
信号ｆとする。なお、（９０）は電流ベクトルＩの回転
角に換算して、９０度相当に対応する値である。すなわ
ち、ｆ←ｃ−（９０）にした後に、ｆ＜０ならばｆをｆ
＋Ｑｚにする。このような演算をするならば、ｆは０か
らＱｚ−１の間の整数になる。その後、ステップＳ７０
５ａの動作を行う。ここで、ステップＳ７０４ａとステ
ップＳ７０４ｂとステップＳ７０４ｃとで位相調整部７
０４が構成されている。

【００３７】ステップＳ７０５ａでは、方向検出器１０
５の方向信号ｄの内容により次の動作を選択している。
すなわち、方向信号ｄが”Ｈ”の時（永久磁石回転子１
０１が正方向に回転している時）、ステップＳ７０５ｂ
の動作を行う。一方、方向信号ｄが”Ｌ”の時（永久磁
石回転子１０１が反方向に回転している時）、ステップ
Ｓ７０５ｃの動作を行う。

【００３８】ステップＳ７０５ｂでは、Ｑｚを法とし
て、計数値ｃの値に１を加算した値を新しい計数値ｃと
する。すなわち、ｃ←ｃ＋１にした後に、ｃ≧Ｑｚなら
ば新しい計数値ｃをｃ−Ｑｚにする。このような演算を
するならば、ｃは０からＱｚ−１の間の整数になる。そ
の後、ステップＳ７０６ａの動作を行う。

【００３９】また、ステップＳ７０５ｃでは、Ｑｚを法
として、計数値ｃの値から１を減算した値を新しい計数
値ｃとする。すなわち、ｃ←ｃ−１にした後に、ｃ＜０
ならば新しい計数値ｃをｃ＋Ｑｚにする。このような演
算をするならば、ｃは０からＱｚ−１の間の整数にな
る。その後、ステップＳ７０６ａの動作を行う。ここ
で、ステップＳ７０５ａとステップＳ７０５ｂとステッ
プＳ７０５ｃとでカウンタ部７０５（カウンタ手段）が
構成されている。カウンタ部７０５では、方向検出器１
０５の方向信号ｄに従って、計数値ｃの値を増減してい
る。

【００４０】ステップＳ７０６ａでは、位置信号ｐ１，
ｐ２，ｐ３を得るため、位相信号ｆをもとにメモリ１０
９内のＲＯＭ領域に設けられた１周期分の正弦波の関数
テーブルを参照するための３つのアドレス値ａ１，ａ
２，ａ３を計算する。この計算は、Ｑｚ（Ｑｚは２・Ｚ
／ｐで与えられ、ここでは９０とする）を法とした計算
を行う（ｍｏｄＱｚ）。すなわち、位置信号ｐ１，ｐ
２，ｐ３の位相はそれぞれ１２０度ずつずれているた
め、

【００４１】

【数１】

【００４２】

【数２】

【００４３】

【数３】

【００４４】より、ａ１，ａ２，ａ３の３つのアドレス
値を計算する。なお、（１２０）は電流ベクトルＩの回
転角に換算して、１２０度相当に対応する所定のアドレ
ス値である。その後、ステップＳ７０６ｂの処理を行
う。

【００４５】ステップＳ７０６ｂでは、ステップＳ７０
６ａで得られた３つのアドレス値ａ１，ａ２，ａ３と処
理７０３で得た回転速度誤差ＴＲをもとにメモリ１０９
のＲＯＭ領域に格納されている正弦波の関数テーブルを
参照し、３相の第１のデジタル位置信号ｄｐ１,ｄｐ２,
ｄｐ３を得る。すなわち、（数４），（数５），（数
６）を用いて計算する。

【００４６】

【数４】

【００４７】

【数５】

【００４８】

【数６】

【００４９】ここで、ＲＯＭ（addr）はアドレス値addr
の正弦波関数テーブル値を表す（ここで、正弦波関数テ
ーブルの関数値の振幅を１とする）。その後、ステップ
Ｓ７０６ｃの処理を行う。

【００５０】ステップＳ７０６ｃでは、ステップＳ７０
６ｂで得られた３相のデジタル位置信号ｄｐ１，ｄｐ
２，ｄｐ３を図１のＤ／Ａ変換器１０８ａ，１０８ｂ，
１０８ｃに出力する。Ｄ／Ａ変換器１０８ａ，１０８
ｂ，１０８ｃでは、デジタル位置信号ｄｐ１，ｄｐ２，
ｄｐ３をそれぞれアナログ値に変換し、三相の位置信号
ｐ１，ｐ２，ｐ３を出力する。その後、ステップＳ７０
７ａの動作を行う。ここで、ステップＳ７０６ａとステ
ップＳ７０６ｂとステップＳ７０６ｃとで位置信号作成
部７０６（位置信号作成手段）が構成されている。

【００５１】ステップＳ７０７ａでは、後述の異常検出
処理を行う。異常検出処理では、永久磁石回転子１０１
と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係が崩れた異常状
態時に異常検出フラッグＦＬＧが１に設定される（ＦＬ
Ｇ←１）。また、異常状態が検出されない通常状態で
は、異常検出フラッグＦＬＧが零に設定される（ＦＬＧ
←０）。その後、ステップＳ７０７ｂの動作を行う。

【００５２】ステップＳ７０７ｂでは、異常検出フラッ
グＦＬＧの内容に応じて、次に行う処理を選択してい
る。すなわち、異常検出フラッグＦＬＧが１の場合、ス
テップＳ７０２の動作を行う。また異常検出フラッグＦ
ＬＧが零の場合、ステップＳ７０３ａの動作を行う。こ
のような動作を行うことにより、異常検出フラッグＦＬ
Ｇが１の場合にのみ、ステップＳ７０２の初期位相検出
部７０２の動作が実行される。ここで、ステップＳ７０
７ａとステップＳ７０７ｂで異常動作検出部７０７（異
常動作検出手段）が構成されている。

【００５３】一方、ステップＳ７０８ａでは、矩形波信
号ｓ１の入力間隔をモニタしている。所定時間以上、速
度検出器１０４のフリップフロップ回路４５の出力信号
ｑが”Ｌ”の時、すなわち、所定時間以上矩形波信号ｓ
１が入力されない場合、ステップＳ７０８ｂの動作を行
う。それ以外の場合は、ステップＳ７０３ａの動作に復
帰する。

【００５４】ステップＳ７０８ｂでは、回転速度誤差Ｔ
Ｒを所定の値ＴＲ＿ｍａｘ（固定子巻線１１１に許容最
大電流以下の電流が流れるように設定された値）にする
（ＴＲ ← ＴＲ＿ｍａｘ）。その後、ステップＳ７０
６ａの動作を行う。ここで、ステップＳ７０８ａとステ
ップＳ７０８ｂの動作を行うことにより、永久磁石回転
子１０１の回転起動時の加速処理を行っている。すなわ
ち、回転起動開始時では固定子巻線１１１に駆動電流が
流れないため、回転しない。その結果、所定時間以上矩
形波信号ｓ１が入力されないため、ステップＳ７０８ｂ
の動作へ移行する。これにより、固定子巻線１１１に駆
動電流が流れ、回転力が発生し、回転する。

【００５５】永久磁石回転子１０１の回転が開始する
と、矩形波信号ｓ１は連続して生じる為に、ステップＳ
７０８ｂの動作へ移行しなくなる。このようにして、ス
テップＳ７０８ａとステップＳ７０８ｂで起動処理を実
現してる。

【００５６】図９に、図８のステップＳ７０７ａで処理
される異常検出処理の処理フローの一例を示す。以下、
図９を参照しながら異常検出処理について詳しく説明す
る。

【００５７】ステップＳ８０１では、回転速度誤差ＴＲ
と所定値αを比較し、次に行う処理を選択している。す
なわち、回転速度誤差ＴＲが所定値αより大きい時、ス
テップＳ８０２の動作行う。また、回転速度誤差ＴＲが
所定値αより大きくない時、ステップＳ８０３の動作を
行う。

【００５８】ステップＳ８０２では、異常カウンタＮＧ
＿Ｃの値に１を加算した値を新しい異常カウンタＮＧ＿
Ｃの値とする（ＮＧ＿Ｃ←ＮＧ＿Ｃ＋１）。この処理を
行うことにより、回転速度誤差ＴＲが所定値αより大き
くなった異常状態のタイミング回数が計数できる。すな
わち、図７のステップＳ７０３ａで速度検出器１０４の
フリップフロップ回路４５の出力信号ｑが”Ｈ”にな
り、ステップＳ７０３ｂ以下の処理で動作するタイミン
グ毎に、回転速度誤差ＴＲが所定値αと比較され、回転
速度誤差ＴＲが所定値αより大きくなった異常状態のタ
イミング回数が計数される。その後、ステップＳ８０３
の動作を行う。

【００５９】ステップＳ８０３では、周期カウンタＰＲ
Ｉの値に１を加算した値を新しい周期カウンタＰＲＩの
値とする（ＰＲＩ←ＰＲＩ＋１）。この処理を行うこと
により、異常検出処理の動作回数が計数できる。すなわ
ち、図７のステップＳ７０３ａで速度検出器１０４のフ
リップフロップ回路４５の出力信号ｑが”Ｈ”になり、
ステップＳ７０３ｂ以下の処理で動作するタイミング回
数が計数できる。その後、ステップＳ８０４の動作を行
う。

【００６０】ステップＳ８０４では、周期カウンタＰＲ
Ｉと周期カウンタの基準値ＰＲＩ＿ＲＥＦ（正の整数
で、好ましくは、１０以上）とを比較し、一致していれ
ば、ステップＳ８０５ａの動作を行う。一致していなけ
れば、ステップＳ８０６の動作を行う。ここで、周期カ
ウンタの基準値ＰＲＩ＿ＲＥＦは、第１の所定のタイミ
ング回数に対応している。この処理を行うことにより、
ステップＳ８０５ａが動作するタイミングである異常検
出処理の検査タイミングを作り出している。

【００６１】ステップＳ８０５ａでは、異常カウンタＮ
Ｇ＿Ｃと異常カウンタの基準値ＮＧＣＲＥＦ（周期カウ
ンタの基準値ＰＲＩ＿ＲＥＦ以下の正の整数）とを比較
し、次の処理を選択している。すなわち、異常カウンタ
ＮＧ＿Ｃが異常カウンタの基準値ＮＧＣＲＥＦより大き
い時、ステップＳ８０５ｃの動作を行う。また、大きく
ない時、ステップＳ８０５ｂの動作を行う。ここで、異
常カウンタの基準値ＮＧＣＲＥＦは、第２の所定のタイ
ミング回数に対応している。すなわち、検査タイミング
において、回転速度誤差ＴＲが所定値αより大きくなっ
た異常状態のタイミング回数（異常カウンタＮＧ＿Ｃの
値）に応じて処理を選択し、異常状態のタイミングが基
準値ＮＧＣＲＥＦより多い場合、ステップＳ８０５ｃの
動作を行うようにしている。

【００６２】ステップＳ８０５ｂでは、異常検出フラッ
グＦＬＧの値を零に設定している。すなわち、検査タイ
ミングにおいて、異常状態のタイミング回数が少ない場
合、異常検出フラッグＦＬＧの値を零にする。その後、
ステップＳ８０５ｄの動作を行う。

【００６３】ステップＳ８０５ｃでは、異常検出フラッ
グＦＬＧの値を１にする。すなわち、検査タイミングに
おいて、異常状態のタイミング回数が多い場合、異常検
出フラッグＦＬＧの値を１にする。その後、ステップＳ
８０５ｄの動作を行う。

【００６４】ステップＳ８０５ｄでは、異常カウンタＮ
Ｇ＿Ｃと周期カウンタＰＲＩの値を零に設定する。すな
わち、異常カウンタＮＧ＿Ｃと周期カウンタＰＲＩの内
容をクリアすることにより、次の検査タイミングの準備
をしている。その後、異常検出処理を終了する。

【００６５】一方、ステップＳ８０６では、異常検出フ
ラッグＦＬＧの値を零に設定する。その後、異常検出処
理を終了する。

【００６６】以上の処理を行うことにより、永久磁石回
転子１０１の回転に対応して位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３
が電力供給部１１０に出力される。そして、電力供給部
１１０により、固定子巻線１１１ａ，１１１ｂ，１１１
ｃに正弦波状の駆動電流ｉ１，ｉ２，ｉ３が供給され
る。これにより図５の位相関係が保持され、永久磁石回
転子１０１が回転制御を持続することは、従来例と同様
である。

【００６７】上述したように、本実施の形態１では、異
常動作検出部７０７を設けている。これにより、常に永
久磁石回転子１０１と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相
関係の異常状態を監視でき、異常状態時は、初期位相検
出部７０２の動作を行い、最適な位相関係を常に保持で
きるようになる。これにより、常に最適な駆動効率が実
現可能となる。以下、これについて詳しく説明する。

【００６８】いま、永久磁石回転子１０１と位置信号ｐ
１，ｐ２，ｐ３の位相関係が所望の関係にある場合を考
える。この時、駆動効率は最適な状態にあるため、永久
磁石回転子１０１は所望の回転速度で制御される。その
結果、回転速度誤差ＴＲは所定値αより小さくなり、異
常カウンタＮＧ＿Ｃは常に零（あるいは比較的小さな
値）となる。この時、周期カウンタＰＲＩが周期カウン
タの基準値ＰＲＩ＿ＲＥＦになった検査タイミングで
も、異常カウンタＮＧ＿Ｃは異常カウンタＮＧＣＲＥＦ
より小さい値であるため、異常検出フラッグＦＬＧは常
に零となる。

【００６９】したがって、永久磁石回転子１０１と位置
信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係が所望の関係にある場
は、ステップＳ７０７ｂによる処理選択は、常にステッ
プＳ７０３ａになり、初期位相検出部７０２の処理は行
われない。

【００７０】次に、永久磁石回転子１０１と位置信号ｐ
１，ｐ２，ｐ３の位相関係が所望の関係から大きくずれ
た場合を考える。この時、駆動効率は非常に悪化してい
るため、永久磁石回転子１０１は所望の回転速度で制御
されず、所望の回転速度より低い回転速度で制御され
る。その結果、回転速度誤差ＴＲは、所定値αより大き
くなり、異常カウンタＮＧ＿Ｃは、ステップＳ８０１と
ステップＳ８０２の動作により常にカウントアップされ
る。この時、周期カウンタＰＲＩが周期カウンタの基準
値ＰＲＩ＿ＲＥＦになった検査タイミングでは、異常カ
ウンタＮＧ＿Ｃは異常カウンタＮＧＣＲＥＦより大きな
値となるため、異常検出フラッグＦＬＧは１となる。

【００７１】したがって、永久磁石回転子１０１と位置
信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係が所望の関係から大き
くずれた場合は、ステップＳ７０７ｂによる処理選択
は、初期位相検出部７０２になり、初期位相検出部７０
２の動作が行われる。

【００７２】このように、永久磁石回転子１０１と位置
信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係が所望の関係から大き
くずれた場合、異常動作検出部７０７の動作により初期
位相検出部７０２が実行され、位相関係が所望の位相関
係になる。これにより、最適な駆動効率で駆動される。

【００７３】さらに、異常動作検出部７０７は、永久磁
石回転子１０１と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係
が所望の関係から大きくずれた場合の永久磁石回転子１
０１の回転異常のみを検出するようにしている。すなわ
ち、永久磁石回転子１０１と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３
の位相関係が所望の関係から大きくずれた場合では、異
常状態（回転速度が所望の回転速度に達しない状態）
が、断続的に続く場合が多いため、周期カウンタＰＲＩ
により検査タイミングを生成し、その検査タイミングの
内で所定タイミング回数以上異常状態を検出した場合に
異常検出フラッグＦＬＧを１に設定するようにしてい
る。

【００７４】このようにすることにより、異常動作検出
部７０７は、瞬時的な外乱による回転速度の異常には異
常検出フラッグＦＬＧを１に設定せず、永久磁石回転子
１０１と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係が所望の
関係から大きくずれた場合にのみ異常検出フラッグＦＬ
Ｇを１に設定するようになる。

【００７５】以上の理由により、本実施の形態１では、
異常動作検出部７０７を設けることにより、常に永久磁
石回転子１０１と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係
の異常状態を監視し、異常状態時には、初期位相検出部
７０２の動作を行い、最適な位相関係を保持できる。こ
れにより永久磁石回転子１０１の効率のよい駆動が可能
となる。（実施の形態２）本実施の形態２のブラシレス直流モー
タの全体構成は図１の実施の形態１と同じであり、説明
を省略する。

【００７６】図１０及び図１１に演算装置１０６のメモ
リ１０９に内蔵されているプログラムの具体的な一例を
示し、以下その動作について詳細に説明する。なお、図
７及び図８と同じ記号を付した処理については動作が同
じであるため、説明を省略する。

【００７７】図１０及び図１１では、ステップＳ７０５
ｂとステップＳ７０５ｃの動作の後、ステップＳ９０１
ａの処理を行う。

【００７８】ステップＳ９０１ａでは、まず、回転速度
誤差ＴＲと後述のフィルタ積分値ＦＯとを加算合成し、
フィルタ出力値ＴＲＳとする（ＴＲＳ←ＴＲ＋ＦＯ）。
次に、回転速度誤差ＴＲに所定の係数Ｋを乗算した値と
フィルタ積分値ＦＯとを加算合成し、新しいフィルタ積
分値ＦＯとする（ＦＯ←ＦＯ＋ＴＲ×Ｋ）。この演算を
行うことにより、回転速度誤差ＴＲの低周波成分が増強
された信号がフィルタ出力値ＴＲＳとして出力される。
その後、ステップＳ７０６ａの動作を行う。ここで、ス
テップＳ９０１ａにより低域増強フィルタ部９０１（低
域増強手段）が構成されている。

【００７９】ステップＳ７０６ａの後、ステップＳ７０
６ｄを行う。

【００８０】ステップＳ７０６ｄでは、ステップＳ７０
６ａで得られた３つのアドレス値ａ１，ａ２，ａ３とス
テップＳ９０１ａで得たフィルタ出力値ＴＲＳをもと
に、メモリ１０９のＲＯＭ領域に格納されている正弦波
の関数テーブルを参照し、３相の第１のデジタル位置信
号ｄｐ１，ｄｐ２，ｄｐ３を得る。すなわち、（数
７）、（数８）、（数９）を用いて計算する。

【００８１】

【数７】

【００８２】

【数８】

【００８３】

【数９】

【００８４】ここで、ＲＯＭ（addr）はアドレス値addr
の正弦波関数テーブル値を表す（ここで、正弦波関数テ
ーブルの関数値の振幅を１とする）。その後、ステップ
Ｓ７０６ｃの処理を行う。

【００８５】ステップＳ７０６ｃの後、ステップＳ７０
７ｃを行う。ここで、ステップＳ７０７ｃとステップＳ
７０７ｂで異常動作検出部９０２（異常動作検出手段）
が構成されている。

【００８６】また、誤差検出部７０３のステップＳ７０
３ａで、出力信号ｑが”Ｈ”でない時、ステップＳ７０
８ａの後、ステップＳ７０８ｃを行う。

【００８７】ステップＳ７０８ｃでは、フィルタ出力値
ＴＲＳを所定の値ＴＲＳ＿ｍａｘ（固定子巻線１１１に
許容最大電流以下の電流が流れるように設定された値）
にする（ＴＲＳ←ＴＲＳ＿ｍａｘ）。その後、ステップ
Ｓ９０１ａの動作を行う。

【００８８】図１２に図１１のステップＳ７０７ｃの異
常検出処理の処理フローの一例を示す。以下、図１２を
参照しながら異常検出処理について詳しく説明する。

【００８９】ステップＳ１００１では、回転速度誤差Ｔ
Ｒと所定値αとの比較結果と、フィルタ出力値ＴＲＳと
所定値βとの比較結果により、次に行う処理を選択して
いる。すなわち、回転速度誤差ＴＲが所定値αより大き
い、または、フィルタ出力値ＴＲＳが所定値βより大き
い時、ステップＳ１００２の動作を行う。それ以外の
時、ステップＳ１００３の動作を行う。

【００９０】ステップＳ１００２では、ステップＳ８０
２と同様の処理を行う。すなわち、異常カウンタＮＧ＿
Ｃの値に１を加算した値を新しい異常カウンタＮＧ＿Ｃ
の値とする（ＮＧ＿Ｃ←ＮＧ＿Ｃ＋１）。この処理を行
うことにより、回転速度誤差ＴＲが所定値αより大き
い、または、フィルタ出力値ＴＲＳが所定値βより大き
い時のタイミングの回数が計数できる。その後、ステッ
プＳ１００３の動作を行う。

【００９１】ステップＳ１００３では、ステップＳ８０
３と同様の処理を行う。すなわち、周期カウンタＰＲＩ
の値に１を加算した値を新しい周期カウンタＰＲＩの値
とする（ＰＲＩ←ＰＲＩ＋１）。この処理を行うことに
より、異常検出処理の動作回数が計数できる。その後、
ステップＳ１００４の動作を行う。

【００９２】ステップＳ１００４では、周期カウンタＰ
ＲＩと周期カウンタの基準値ＰＲＩ＿ＲＥＦ（正の整数
で、好ましくは、１０以上）とを比較し、一致していれ
ば、ステップＳ１００５ａの動作を行う。また、一致し
ていなければ、ステップＳ１００６の動作を行う。この
処理を行うことにより、異常検出処理の検査タイミング
を作り出している。

【００９３】ステップＳ１００５ａでは、異常カウンタ
ＮＧ＿Ｃと異常カウンタの基準値ＮＧＣＲＥＦ（周期カ
ウンタの基準値ＰＲＩ＿ＲＥＦ以下の正の正数）とを比
較し、次の処理を選択している。すなわち、異常カウン
タＮＧ＿Ｃが異常カウンタの基準値ＮＧＣＲＥＦより大
きい時、ステップＳ１００５ｃの動作を行う。また、大
きくない時、ステップＳ１００５ｂの動作を行う。すな
わち、検査タイミングにおいて、永久磁石回転子１０１
の回転速度が所定の回転速度でない異常の場合、また
は、フィルタ出力値ＴＲＳの値が大きい場合のタイミン
グ回数に応じて処理を選択し、異常のタイミングが多く
存在した場合、ステップＳ１００５ｃの動作を行うよう
にしている。

【００９４】ステップＳ１００５ｂでは、異常検出フラ
ッグＦＬＧの値を零に設定している。すなわち、検査タ
イミングにおいて、異常状態のタイミング回数が少ない
場合の異常検出フラッグＦＬＧの値を零にする。その
後、ステップＳ１００５ｄの動作を行う。

【００９５】ステップＳ１００５ｃでは、異常検出フラ
ッグＦＬＧの値を１にする。すなわち、所定の検査タイ
ミングにおいて、異常状態のタイミング回数が多い場合
の異常検出フラッグＦＬＧの値を１にする。その後、ス
テップＳ１００５ｄの動作を行う。

【００９６】ステップＳ１００５ｄでは、異常カウンタ
ＮＧ＿Ｃと周期カウンタＰＲＩの値を零に設定する。す
なわち、異常カウンタＮＧ＿Ｃと周期カウンタＰＲＩの
内容をクリアすることにより、次の検査タイミングの準
備をしている。その後、異常検出処理を終了する。

【００９７】ステップＳ１００６では、異常検出フラッ
グＦＬＧの値を零に設定する。その後、異常検出処理を
終了する。

【００９８】以上の処理を行うことにより、永久磁石回
転子１０１の回転に対応して位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３
が電力供給部１１０に出力される。そして、電力供給部
１１０により、固定子巻線１１１ａ，１１１ｂ，１１１
ｃに正弦波状の駆動電流ｉ１，ｉ２，ｉ３が供給され
る。これにより図５の位相関係が保持され、永久磁石回
転子１０１が回転制御を持続することは、従来例と同様
である。

【００９９】上述したように、本実施の形態２では、異
常動作検出部９０２を設けている。これにより、常に永
久磁石回転子１０１と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相
関係の異常状態を監視でき、異常状態時は、初期位相検
出部７０２の動作を行い、最適な位相関係を常に保持で
きるようになる。これにより、常に最適な駆動効率が実
現可能となる。以下、これについて詳しく説明する。

【０１００】ここで、永久磁石回転子１０１と位置信号
ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係が所望の関係から少しずれ
た場合を考える。この時、駆動効率は少し悪化している
ため、所望の回転速度で制御はされるが、駆動効率低下
を補うため、駆動電流を多く流す必要がある。このた
め、フィルタ出力値ＴＲＳは大きな値となる。この結
果、回転速度誤差ＴＲは小さい値となる。すなわち、駆
動効率の低下は低域増強フィルタ部９０１の働きにより
補われるため、回転速度誤差ＴＲに影響しないことにな
る。

【０１０１】従って、上述した実施の形態１のブラシレ
ス直流モータにおける異常検出ステップＳ７０７ａ（図
８参照）では、異常状態の検出は不可能となる。

【０１０２】そこで、本実施の形態２のブラシレス直流
モータにおける異常検出ステップＳ７０７ｃでは、異常
状態の検出に、フィルタ出力値ＴＲＳを利用している
（ステップＳ１００１においてフィルタ出力値ＴＲＳを
利用している）。すなわち、永久磁石回転子１０１と位
置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係が所望の関係から少
しずれた場合、駆動効率は悪化する。これを補うため、
駆動電流を多く流す必要がある。この時、フィルタ出力
値ＴＲＳは大きな値となる。

【０１０３】フィルタ出力値ＴＲＳが所定値βより大き
くなると、異常カウンタＮＧ＿ＣはステップＳ１００１
とステップＳ１００２の動作により常にカウントアップ
される。従って、周期カウンタＰＲＩが周期カウンタの
基準値ＰＲＩ＿ＲＥＦになった検査タイミングでは、異
常カウンタＮＧ＿Ｃは異常カウンタＮＧＣＲＥＦより大
きな値となるため、異常検出フラッグＦＬＧは１とな
る。したがって、ステップＳ７０７ｂによる処理選択
は、初期位相検出部７０２になり、初期位相検出の動作
が行われる。

【０１０４】以上の理由により、異常動作検出部９０２
を設けることにより、常に永久磁石回転子１０１と位置
信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係の異常を監視し、異常
状態時には、初期位相検出部７０２の動作を行い、最適
な位相関係を保持できる。これにより永久磁石回転子１
０１の効率のよい駆動が可能となることは、実施の形態
１と同様である。（実施の形態３）本実施の形態３では、異常検出処理７
０７ｃ以外の構成は、上記実施の形態２と同じであり、
説明を省略する。

【０１０５】図１３に図１１のステップＳ７０７ｃの異
常検出処理の処理フローの一例を示す。以下、図１３を
参照しながら異常検出処理について詳しく説明する。な
お、図１３と同じ記号を付した処理については動作が同
じであるため、説明を省略する。

【０１０６】ステップＳ１１０１では、回転速度誤差Ｔ
Ｒと所定値αとの比較結果と、フィルタ積分値ＦＯと所
定値γとの比較結果により、次に行う処理を選択してい
る。すなわち、回転速度誤差ＴＲが所定値αより大き
い、または、フィルタ積分値ＦＯが所定値γより大きい
時は、ステップＳ１００２の動作を行う。それ以外の時
は、ステップＳ１００３の動作を行う。

【０１０７】以上の処理を行うことにより、永久磁石回
転子１０１と位置信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係がく
ずれた場合に、初期位相検出部７０２が動作し、位相関
係が所望の関係になることは前述の実施の形態２のブラ
シレス直流モータと同様である。

【０１０８】さらに、実施の形態３では、異常検出ステ
ップＳ７０７ｃにおいて、ステップＳ１１０１で異常状
態の検出にフィルタ積分値ＦＯを利用している。これ
は、実施の形態２の異常検出処理のフィルタ出力値ＴＲ
Ｓを利用することに対して、精度が向上している。以
下、これについて詳しく説明する。

【０１０９】フィルタ積分値ＦＯは、図１１のステップ
Ｓ９０１で、フィルタ積分値ＦＯに回転速度誤差ＴＲに
所定の係数Ｋを乗じた値を加算した値をフィルタ積分値
ＦＯとすることにより、フィルタ積分値ＦＯを更新保存
している。この動作を、回転速度誤差ＴＲを入力としフ
ィルタ積分値ＦＯを出力とした場合、完全な高周波数成
分除去フィルタを形成していることが分かる。このた
め、フィルタ積分値ＦＯを異常状態の判定に用いると、
高周波数成分除去フィルタの働きにより、非常に安定し
た判定結果が得られる。

【０１１０】以上より、本実施の形態３の異常検出処理
は、ステップＳ１１０１で異常状態の検出にフィルタ積
分値ＦＯを利用しているため、フィルタ出力値ＴＲＳを
利用することに対して、検出精度が向上する。

【０１１１】以上の理由により、異常動作検出部９０２
を設けることにより、常に永久磁石回転子１０１と位置
信号ｐ１，ｐ２，ｐ３の位相関係の異常を監視し、異常
状態時には、初期位相検出部７０２の動作を行い、最適
な位相関係を保持できる。これにより永久磁石回転子１
０１の効率のよい駆動が可能となることは、実施の形態
２と同様である。

【０１１２】以上のように本発明は、異常動作検出部を
設けることにより、永久磁石回転子と位置信号の位相関
係がくずれた場合に、初期位相検出部を動作させるの
で、位相関係は所望の関係になる。これにより、モータ
は最大効率で回転する。

【０１１３】従って、従来のブラシレス直流モータのよ
うな位置検出素子が不要のため、素子の取付け位置調整
の煩雑さや配線数が削減され、大幅にコストが低減され
る。

【０１１４】また、モータ内部に位置検出素子を取り付
ける必要がないため、モータは構造上の制約を受けず超
小型化、超薄型化が可能となる。

【０１１５】これにより、広い用途に応用可能なブラシ
レス直流モータを構成できる。

【０１１６】なお、異常動作検出部９０２において、異
常状態を検出する信号は、回転速度誤差ＴＲや低域増強
フィルタ部９０１のフィルタ出力値ＴＲＳや低域増強フ
ィルタ部９０１のフィルタ積分値ＦＯに限らず、これら
信号に低域通過フィルタ演算を行い、高周波雑音を除去
した信号を用いてもよい。さらに、これらの信号に所定
の信号処理を施した信号を使用することも可能である。

【０１１７】また、３相の位置信号を図１に示すような
３個のＤ／Ａ変換器１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃに出
力している。しかし１個のＤ／Ａ変換器を使用して逐次
アナログ値に変換した後、得られたアナログ値を３個の
サンプルホールド回路で保持して３相の位置信号として
出力しても適用可能である。

【０１１８】また、演算器を完全なハ―ドウェアによっ
て構成し、前述のプログラムによる動作と同じ動作をお
こなわせるようにしてもよい。

【０１１９】また、例えば速度検出器あるいは方向検出
器等その他についても、各々の実施の形態で説明したも
のは一例であって、本発明の主旨を変えず種々の変更が
可能である。

【０１２０】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、回転速度誤差に基づいて、永久磁石回転子の異
常動作を検出する異常動作検出手段と、異常動作が検出
された場合に、永久磁石回転子の位置と位置信号との位
相関係を所定の位相関係にするための位置信号を決定す
る位置信号決定手段とを備えているので、永久磁石回転
子の位置と位置信号の位相関係がずれた場合に、速やか
に位相関係を回復して永久磁石回転子の停止を防止でき
るという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のブラシレス直流モ―タ
の構成図である。

【図２】図１における方向検出器の具体的な構成例を表
す構成図である。

【図３】図１における方向検出器の動作を説明する説明
図である。

【図４】図１における速度検出器の具体的な構成例を表
す構成図である。

【図５】上記実施の形態１のブラシレス直流モータの定
常回転時の各部信号波形図である。

【図６】上記実施の形態１のブラシレス直流モータの定
常回転時における永久磁石回転子の磁極ベクトルΦと固
定子巻線の発生する電流ベクトルＩの関係を示すベクト
ル図である。

【図７】上記実施の形態１のブラシレス直流モータにお
ける演算処理部の内蔵プログラムの一例の一部を表すフ
ローチャートである。

【図８】上記図７に続くプログラムの残りの一部を表す
フローチャートである。

【図９】上記実施の形態１のブラシレス直流モータの異
常検出処理の一例を表すフローチャートである。

【図１０】本発明の実施の形態２のブラシレス直流モー
タの演算処理部の内蔵プログラムの一例の一部を表すフ
ローチャートである。

【図１１】上記図１０に続くプログラムの残りの一部を
表すフローチャートである。

【図１２】上記実施の形態２のブラシレス直流モータの
異常検出処理の一例を表すフローチャートである。

【図１３】本発明の実施の形態３のブラシレス直流モー
タの異常検出処理の一例を表すフローチャートである。

【図１４】上記図１における永久磁石回転子と固定子巻
線の配置を示す図である。

【符号の説明】

１０１永久磁石回転子１０２周波数発電機１０４速度検出器１０５方向検出器１０６演算装置１１０電力供給器１１１固定子巻線７０２初期位相検出部７０３誤差検出部７０５カウンタ部７０６位置信号作成部７０７、９０２異常動作検出部９０１低域増強フィルタ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の磁極を有する永久磁石回転子
と、その永久磁石回転子に所定の空隙を有して配設され
た複数相の固定子巻線と、前記永久磁石回転子の回転速
度を検出する速度検出手段と、その検出された回転速度
と予め設定された基準速度との差を検出する誤差検出手
段と、その誤差検出手段により検出された回転速度誤差
に基づいて、前記永久磁石回転子の異常動作を検出する
異常動作検出手段と、前記異常動作が検出された場合
に、前記永久磁石回転子の位置と位置信号との位相関係
を所定の位相関係にするための位置信号を決定する位置
信号決定手段とを備えたことを特徴とするブラシレス直
流モータ。
【請求項２】異常動作検出手段は、前記誤差検出手段
の回転速度誤差が所定の値より大きい時、前記異常動作
を検出することを特徴とする請求項１記載のブラシレス
直流モータ。
【請求項３】異常動作検出手段は、前記誤差検出手段
の回転速度誤差が一定時間以上継続して所定の値を超え
た時、前記異常動作を検出することを特徴とする請求項
１記載のブラシレス直流モータ。
【請求項４】異常動作検出手段は、前記誤差検出手段
の回転速度誤差が、第１の所定タイミング回数の内、第
２の所定タイミング回数以上、所定値より大きい場合
に、前記異常動作を検出することを特徴とする請求項１
記載のブラシレス直流モータ。
【請求項５】複数個の磁極を有する永久磁石回転子
と、その永久磁石回転子に所定の空隙を有して配設され
た複数相の固定子巻線と、前記永久磁石回転子の回転速
度を検出する速度検出手段と、その検出された回転速度
と予め設定された基準速度との差を検出する誤差検出手
段と、その誤差検出手段により検出された回転速度誤差
を積分加算した積分値を生成する低域増強手段と、その
生成された積分値に基づいて、前記永久磁石回転子の異
常動作を検出する異常動作検出手段と、前記異常動作が
検出された場合に、前記永久磁石回転子の位置と位置信
号との位相関係を所定の位相関係にするための位置信号
を決定する位置信号決定手段とを備えたことを特徴とす
るブラシレス直流モータ。
【請求項６】異常動作検出手段は、前記低域増強手段
の積分値が一定時間以上継続して越えた時、前記異常動
作を検出することを特徴とする請求項５記載のブラシレ
ス直流モータ。
【請求項７】異常動作検出手段は、前記低域増強手段
の積分値が、第１の所定タイミング回数の内、第２の所
定タイミング回数以上、所定値より大きい場合に、前記
異常動作を検出することを特徴とする請求項５記載のブ
ラシレス直流モータ。