JPH10271879A - ブラシレスモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスモータの１回転中における速度変
動に対して適切なマスクをかけてノイズ等による誤位置
検出を防止し、本来の位置検出を確実にする。 【解決手段】 ブラシレスモータ４の電機子巻線の端子
電圧に含まれている誘起電圧を用いてブラシレスモータ
４の回転子の位置を検出し、この位置検出の間隔をもと
にしてブラシレスモータ４の電機子巻線の通電切り替え
タイミングを得、この通電切り替えタイミングによりブ
ラシレスモータ４を回転制御する。この回転制御を行う
制御回路１０は、少なくとも位置検出間隔の時間をもと
にして前記電機子巻線の通電切り替えタイミングを算出
するとともに、位置検出から所定時間マスクするための
時間を算出する。つまり、マスク時間が位置検出間隔に
応じて可変し、このマスク時間の間に前記位置検出を禁
止するため、ノイズ等による誤位置検出が防止でき、本
来の位置検出を確実にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機（圧縮
機）等のモータに用いるセンサレス直流ブラシレスモー
タ（以下、ブラシレスモータと記す。）の制御技術に係
り、特に詳しくはノイズ等をマスクし、かつ本来の位置
検出を可能として適切な回転制御を行うブラシレスモー
タの制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このブラシレスモータの制御方法におい
ては、ブラシレスモータの非通電相（非通電電機子巻
線）に発生する誘起電圧（電機子巻線の端子電圧に含ま
れる）を用いて回転子の位置を検出し、この位置検出を
もとにしてブラシレスモータの電機子巻線の通電を切り
替える。

【０００３】そのため、例えば図４に示す制御装置が必
要である。この制御装置は、交流電源１をＡＣ／ＤＣ変
換部２で所定の直流電源に変換し、この直流電源をイン
バータ部３のスイッチング素子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，
Ｙ，Ｚでスイッチングしてブラシレスモータ４の電機子
巻線に供給する。

【０００４】位置検出回路５はブラシレスモータ３の電
機子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗの端子電圧に含まれる誘起電圧と基
準電圧とを比較し、この比較結果（誘起電圧の１／２点
（いわゆる位置検出点）を含む）の位置検出信号を制御
回路６に出力する。

【０００５】制御回路６は、入力位置検出信号のエッ
ジ、例えば誘起電圧が上昇時であれば通電切り替え後の
最初の立ち上がりエッジ、また誘起電圧が下降時であれ
ば通電切り替え後の最初の立ち下がりエッジにより回転
子の位置を検出し、この位置検出をもとにして次の通電
切り替えタイミングを算出する一方、この算出タイミン
グで通電を切り替えるために所定駆動信号を駆動回路７
を介してインバータ部３のスイッチング素子Ｕａ，Ｖ
ａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚを制御する。なお、ＰＷＭ制御方
式の場合には前記駆動信号に所定チョッピング信号を含
める。

【０００６】例えば、ブラシレスモータ４が三相四極モ
ータである場合、回転子の位置検出から１回転の時間ｔ
を算出し、この算出時間ｔを基準として今回の位置検出
時刻ｔａから次の通電切り替え時刻（ｔａ＋ｔ×３０／
３６０）を算出する。

【０００７】ところで、前記位置検出信号にノイズ等が
含まれると、そのノイズ等により誤位置検出がなされ、
結果誤った通電切り替えが行われるため、前記位置検出
から一定時間の間位置検出を禁止するマスクをかける
（図５の実線矢印参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ブ
ラシレスモータの制御方法において、ブラシレスモータ
４の１回転中における回転速度（速度変動；トルク変
動）が一定であればよいが、回転子の１回転中に回転変
動があると、不具合が生じる。例えば、空気調和機の圧
縮機が２シリンダタイプであればトルク変動を抑えるこ
とができるが、１シリンダタイプのものはどうしてもト
ルク変動が生じ、位置検出が極端に遅れたりして回転制
御の不安定化を招き、ひいては脱調、停止を招くことも
ある。

【０００９】図５を参照して説明すると、例えばマスク
時間を最も長い位置検出間隔に合わせると、マスク時間
は最も短い位置検出間隔より長くなり、つまり位置検出
を隠し（位置検出不可となり）、結果位置検出が極端に
遅れる。また、マスク時間を最も短い位置検出間隔に合
わせると、長い方の位置検出間隔におけるノイズ防止に
対して効果が発揮されず、つまりノイズ等により誤位置
検出が生じる。

【００１０】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は１回転中における速度変動に対して適
切なマスクをかけてノイズ等による誤位置検出を防止
し、また位置検出を確実にして制御の安定化を図ること
ができ、ひいては脱調、停止を防止することができるよ
うにしたブラシレスモータの制御方法を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明はブラシレスモータの電機子巻線の端子電
圧に含まれる誘起電圧を用いて同ブラシレスモータの回
転子の位置を検出し、該位置検出をもとにして前記ブラ
シレスモータの電機子巻線の通電を切り替えるブラシレ
スモータの制御方法において、前記位置検出から所定時
間マスクをかけるための時間を前記位置検出の間隔毎に
可変可能とし、該可変したマスク時間の間前記位置検出
を禁止するようたことを特徴としている。

【００１２】この発明はブラシレスモータの電機子巻線
の端子電圧に含まれる誘起電圧を用いて同ブラシレスモ
ータの回転子の位置を検出し、該位置検出の間隔をもと
にして前記ブラシレスモータの電機子巻線の通電切り替
えタイミングを得、該通電切り替えタイミングにより前
記ブラシレスモータを回転制御するブラシレスモータの
制御方法において、少なくとも今回の位置検出間隔時間
および前回の位置検出間隔時間をもとにして前記電機子
巻線の通電切り替えタイミングを算出するとともに、前
記位置検出から所定時間マスクをかけるための時間を算
出し、該マスク時間の間前記位置検出を禁止するように
したことを特徴としている。

【００１３】この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１回転分の位置検出間隔の
時間を記憶し、該各位置検出間隔毎に前記記憶している
位置検出間隔時間をもとにして前記電機子巻線の通電切
り替えタイミングを算出するとともに、前記位置検出か
ら所定時間マスクをかけるための時間を算出し、該マス
ク時間の間前記位置検出を禁止するようにしたことを特
徴としている。

【００１４】この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１回転前から複数回転前ま
での位置検出間隔の時間を記憶し、該各位置検出間隔毎
にそれぞれ平均した位置検出間隔時間を算出し、該算出
平均位置検出間隔時間をもとにして前記電機子巻線の通
電切り替えタイミングを算出するとともに、前記位置検
出から所定時間マスクするための時間を算出し、該マス
ク時間の間前記位置検出を禁止するようにしたことを特
徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１ないし図３を参照して詳細に説明する。なお、図１
中、図４と同一部分には同一符号を付して重複説明を省
略する。

【００１６】この発明のブラシレスモータの制御方法
は、位置検出から所定時間マスクして位置検出間隔の間
のノイズ等による誤位置検出を防止する場合そのマスク
の時間を可変可能とすれば、１回転中における回転速度
が変動する場合でもノイズ等に対して最適なマスクがか
けられる一方、位置検出不可が防止できることに着目
し、各位置検出間隔毎にマスクの時間を変える（図２の
実線矢印参照）。

【００１７】そのため、図１に示すように、この発明の
ブラシレスモータの制御方法を適用した制御装置は、少
なくとも前回および今回の位置検出間隔時間を記憶する
とともに、これら位置検出間隔時間をもとにしてマスク
時間を算出し、今度の位置検出時に前記算出したマスク
時間を適用してノイズ等による誤位置検出を防止し、本
来の位置検出を行う制御回路１０（マイクロコンピュー
タ）を備えている。また、制御回路１０は、図５に示す
制御回路６の機能を有し、かつ１回転中における各通電
切り替えタイミングを前記記憶した位置検出間隔時間を
もとにして算出する。

【００１８】次に、前記制御装置の動作を図２の概略的
タイムチャート図および図３のフローチャート図を参照
して説明すると、まず制御回路１０はブラシレスモータ
４の位置検出回路５からの位置検出信号により回転子の
位置を検出し、この位置検出をもとにしてブラシレスモ
ータ４の通電を切り替え、回転制御を行っているものと
する。

【００１９】このとき、制御回路１０は通電切り替え後
の入力位置検出信号のエッジを検出して図３に示すルー
チンを実行し、前記回転子の位置検出を行う。まず、入
力位置検出信号のエッジを検出すると、その検出時刻を
ｔｎｅｗとして記憶し（ステップＳＴ１）、今回の検出
時刻ｔｎｅｗから前回の位置検出時刻ｔｏｌｄを減算し
て今回の位置時間間隔Ｔを算出、記憶する（ステップＳ
Ｔ２）。なお、前回の位置検出時刻ｔｏｌｄは後述する
ステップで記憶しているものである。

【００２０】続いて、今回算出した位置時間間隔Ｔが既
に得ているマスク時間Ｔｍ（Ｎ）より長いか否かを判断
する（ステップＳＴ３）。なお、マスク時間Ｔｍ（Ｎ）
は後述するステップで既に算出されている値である。位
置時間間隔Ｔがマスク時間Ｔｍ（Ｎ）より長くないとき
には、今回の入力位置検出信号のエッジがノイズ等によ
るものであるとして当該ルーチンを終了する。すなわ
ち、本来の位置検出タイミングでないからである。した
がって、次の通電切り替えタイミングも算出されること
はない。

【００２１】今回算出した位置時間間隔Ｔがマスク時間
Ｔｍ（Ｎ）より長いときには、今回の入力位置検出信号
のエッジが本来の位置検出タイミングであると判断する
とともに、ステップＳＴ３からＳＴ４に進み、今回の検
出時刻ｔｎｅｗをｔｏｌｄに置き換えて記憶する一方、
前回のステップＳＴ２の処理において算出されている前
回の位置検出間隔時間ＴｎｅｗをＴｏｌｄに置き換えて
記憶し（ステップＳＴ５）、さらに今回算出した時間間
隔ＴをＴｎｅｗに置き換えて記憶する（ステップＳＴ
６）。

【００２２】続いて、今回の位置検出のステップ数Ｎが
１０以下であるか否かを判断する。図２に示すように、
１回転中の各位置検出間隔に対して予めステップを０な
いし１１に設定しておく。すなわち、ブラシレスモータ
４が三相四極モータである場合、通常位置検出間隔が１
２間隔となるからである。例えば、今回の位置検出間隔
がステップ５である場合、前回の位置検出間隔時間Ｔｏ
ｌｄおよび今回の位置検出間隔時間Ｔｎｅｗをもとにし
て次の位置検出で用いるマスク時間Ｔｍ（Ｎ＋１）（＝
Ｔｍ６；ステップ６におけるマスク時間）を算出する
（ステップＳＴ８）。

【００２３】マスク時間Ｔｍ（Ｎ＋１）は例えば（Ｔｏ
ｌｄ＋Ｔｎｅｗ）に所定係数αを乗じて算出する。この
場合、所定係数αは小数点以下の値（０．５より小さい
値）にする。すなわち、マスク時間が本来の位置検出を
隠さないようにする必要があるからである。なお、マス
ク時間ができるだけ位置検出直前までとすると好まし
い。続いて、ステップ数ＮをＮ＋１とし（ステップＳＴ
９）、当該ルーチンを終了して次の位置検出時で再度当
該ルーチンを実行し、前述したように算出マスク時間を
今度の位置検出時に適用する。

【００２４】このようにして、ステップ０ないし１０ま
では前述した方法によりマスク時間を算出し、このマス
ク時間を用いてノイズ等による誤位置検出を防止し、ま
た本来の位置検出を確実とする一方、ステップＳＴ１１
になったときにはステップＳＴ７からステップＳＴ１０
に進み、ステップＳＴ８と同様に、マスク時間Ｔｍ
（０）＝（Ｔｏｌｄ＋Ｔｎｅｗ）×αを算出する。すな
わち、ステップ数１１の次をステップ数０にする必要が
あるからである。続いて、ステップ数Ｎを０とし（ステ
ップＳＴ１１）、当該ルーチンを終了して次の位置検出
時（最初のステップ０）で再度当該ルーチンの実行を可
能とする。なお、ブラシレスモータ４の通電切り替えタ
イミングについては前記位置検出間隔時間をもとにして
算出し、この算出通電切り替えタイミングでインバータ
部３を制御する。

【００２５】このように、今回の位置検出間隔時間およ
び前回の位置検出間隔時間を用いて今度の位置検出時に
おけるマスク時間を算出し、つまりブラシレスモータ４
の１回転中に速度変動がある場合、つまり１回転中にお
ける各位置検出間隔が異なる場合、位置検出間隔に応じ
てマスク時間が可変する（図２の実線矢印参照）。

【００２６】したがって、図２に示すように、位置検出
間隔が短いほど、マスク時間が短くなるため、従来例で
説明したような位置検出不可が起こることもなくなる。
また、位置検出間隔が長いほど、マスク時間が長くなる
ため、ノイズ等による誤位置検出をより適切に防止する
ことになる。

【００２７】なお、前記実施の形態では、今回の１回転
中における今回の位置検出間隔時間および前回の位置検
出間隔時間によりマスク時間を算出しているが、ブラシ
レスモータ４を空気調和機の圧縮機モータに適用した場
合速度変動が規則的であることを考慮すると、１回転分
の各位置検出間隔時間を記憶しておき、この記憶した各
位置検出間隔時間を用いてマスク時間を算出し、またブ
ラシレスモータ４の通電切り替えタイミングを算出する
ようにしてもよい。この場合、前の１回転の各位置検出
間隔時間の所定割合を今度の１回転の各位置検出時のマ
スク時間とすればよい。

【００２８】また、１回転前から複数回転前までの位置
検出間隔の時間を記憶し、各位置検出間隔毎にそれぞれ
平均した位置検出間隔時間を算出し、この算出した位置
検出間隔時間をもとにしてマスク時間を算出するように
してもよい。なお、ブラシレスモータ４の通電切り替え
タイミングの算出についても、その平均した位置検出間
隔時間を用いて算出する。この場合、前述した１回転前
の各位置検出間隔時間を用いるよりも、より適切なマス
ク時間を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、このブラシレスモ
ータの制御方法の請求項１記載の発明によると、ブラシ
レスモータの電機子巻線の端子電圧に含まれる誘起電圧
を用いて同ブラシレスモータの回転子の位置を検出する
が、前記位置検出から所定時間マスクするための時間を
前記位置検出間隔毎に可変可能とし、この可変したマス
ク時間の間前記位置検出を禁止するようにしたので、マ
スク時間が位置検出間隔に応じて可変するため、１回転
中における速度変動に対して適切なマスクをかけてノイ
ズ等による誤位置検出を防止することができ、また本来
の位置検出を確実にして制御の安定化を図ることがで
き、ひいては脱調、停止を防止することができるという
効果がある。

【００３０】請求項２記載の発明によると、ブラシレス
モータの電機子巻線の端子電圧に含まれる誘起電圧を用
いて同ブラシレスモータの回転子の位置を検出するが、
少なくとも今回の位置検出間隔時間および前回の位置検
出間隔時間をもとにして前記電機子巻線の通電切り替え
タイミングを算出するとともに、前記位置検出から所定
時間マスクするための時間を算出し、このマスク時間の
間前記位置検出を禁止するようにしたので、マスク時間
が位置検出間隔に応じて可変するため、１回転中におけ
る速度変動に対して適切にマスクをかけてノイズ等によ
る誤位置検出を防止することができ、また本来の位置検
出を確実にして制御の安定化を図ることができ、ひいて
は脱調、停止を防止することができ、さらに各回転時に
おける速度変動が異なっている場合にも、適切にマスク
をかけることができるという効果がある。

【００３１】請求項３記載の発明によると、ブラシレス
モータの電機子巻線の端子電圧に含まれる誘起電圧を用
いて同ブラシレスモータの回転子の位置を検出するが、
前記ブラシレスモータの１回転分の位置検出間隔の時間
を記憶し、各位置検出間隔毎に前記記憶している位置検
出間隔時間をもとにして前記電機子巻線の通電切り替え
タイミングを算出するとともに、前記位置検出から所定
時間マスクするための時間を算出し、このマスク時間の
間前記位置検出を禁止するようにしたので、マスク時間
が位置検出間隔に応じて可変するため、１回転中におけ
る速度変動に対して適切にマスクをかけてノイズ等によ
る誤位置検出を防止することができ、また本来の位置検
出を確実にして制御の安定化を図ることができ、ひいて
は脱調、停止を防止することができ、さらに空気調和機
の圧縮機モータのように回転中における速度変動が規則
的である場合に効果的である。

【００３２】請求項４記載の発明によると、ブラシレス
モータの電機子巻線の端子電圧に含まれる誘起電圧を用
いて同ブラシレスモータの回転子の位置を検出するが、
前記ブラシレスモータの１回転前から複数回転前までの
位置検出間隔の時間を記憶し、各位置検出間隔毎にそれ
ぞれ平均した位置検出間隔時間を算出し、この算出平均
位置検出間隔時間をもとにして前記電機子巻線の通電切
り替えタイミングを算出するとともに、前記位置検出か
ら所定時間マスクするための時間を算出し、このマスク
時間の間前記位置検出を禁止するようにしたので、マス
ク時間が位置検出間隔に応じて可変するため、１回転中
における速度変動に対して適切にマスクをかけてノイズ
等による誤位置検出を防止することができ、また本来の
位置検出を確実にして制御の安定化を図ることができ、
ひいては脱調、停止を防止することができ、さらに空気
調和機の圧縮機モータのように回転中における速度変動
が規則的である場合により効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示し、ブラシレスモ
ータの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック
線図。

【図２】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。

【図３】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フローチャート図。

【図４】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的ブ
ロック線図。

【図５】図４に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。

【符号の説明】

３ インバータ部 ４ ブラシレスモータ（センサレス直流ブラシレスモー
タ） ５ 位置検出回路 ６，１０ 制御回路（マイクロコンピュータ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシレスモータの電機子巻線の端子電
   圧に含まれる誘起電圧を用いて同ブラシレスモータの回
   転子の位置を検出し、該位置検出をもとにして前記ブラ
   シレスモータの電機子巻線の通電を切り替えるブラシレ
   スモータの制御方法において、前記位置検出から所定時
   間マスクをかけるための時間を前記位置検出の間隔毎に
   可変可能とし、該可変したマスク時間の間前記位置検出
   を禁止するようたことを特徴とするブラシレスモータの
   制御方法。
2. 【請求項２】 ブラシレスモータの電機子巻線の端子電
   圧に含まれる誘起電圧を用いて同ブラシレスモータの回
   転子の位置を検出し、該位置検出の間隔をもとにして前
   記ブラシレスモータの電機子巻線の通電切り替えタイミ
   ングを得、該通電切り替えタイミングにより前記ブラシ
   レスモータを回転制御するブラシレスモータの制御方法
   において、少なくとも今回の位置検出間隔時間および前
   回の位置検出間隔時間をもとにして前記電機子巻線の通
   電切り替えタイミングを算出するとともに、前記位置検
   出から所定時間マスクをかけるための時間を算出し、該
   マスク時間の間前記位置検出を禁止するようにしたこと
   を特徴とするブラシレスモータの制御方法。
3. 【請求項３】 ブラシレスモータの電機子巻線の端子電
   圧に含まれる誘起電圧を用いて同ブラシレスモータの回
   転子の位置を検出し、該位置検出の間隔をもとにして前
   記ブラシレスモータの電機子巻線の通電切り替えタイミ
   ングを得、該通電切り替えタイミングにより前記ブラシ
   レスモータを回転制御するブラシレスモータの制御方法
   において、前記ブラシレスモータの１回転分の位置検出
   間隔の時間を記憶し、各位置検出間隔毎に前記記憶して
   いる位置検出間隔時間をもとにして前記電機子巻線の通
   電切り替えタイミングを算出するとともに、前記位置検
   出から所定時間マスクをかけるための時間を算出し、該
   マスク時間の間前記位置検出を禁止するようにしたこと
   を特徴とするブラシレスモータの制御方法。
4. 【請求項４】 ブラシレスモータの電機子巻線の端子電
   圧に含まれる誘起電圧を用いて同ブラシレスモータの回
   転子の位置を検出し、該位置検出の間隔をもとにして前
   記ブラシレスモータの電機子巻線の通電切り替えタイミ
   ングを得、該通電切り替えタイミングにより前記ブラシ
   レスモータを回転制御するブラシレスモータの制御方法
   において、前記ブラシレスモータの１回転前から複数回
   転前までの位置検出間隔の時間を記憶し、該各位置検出
   間隔毎にそれぞれ平均した位置検出間隔時間を算出し、
   該算出平均位置検出間隔時間をもとにして前記電機子巻
   線の通電切り替えタイミングを算出するとともに、前記
   位置検出から所定時間マスクするための時間を算出し、
   該マスク時間の間前記位置検出を禁止するようにしたこ
   とを特徴とするブラシレスモータの制御方法。