WO2013099900A1 - アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

　上位制御部からの指令入力にアクチュエータの出力を精度よく追従させるアクチュエータ制御装置を提供する。モータ制御装置（１００）では、マイクロコンピュータ（１０）がブラシレスＤＣモータ（５０）の上位目標回転数を設定する。中間制御部（３０）は、ブラシレスＤＣモータ（５０）の実際の回転数を上位目標回転数に追従させるため、回転数制御回路（２０）の指令入力要素（２１）に入力する前に、上位目標回転数を増減させた擬似上位回転数を作成し、それを指令入力要素（２１）に入力する。指令入力要素（２１）は、擬似上位目標回転数の入力を受けて、擬似上位目標回転数とは値の異なる下位目標回転数を出力する。アクチュエータ制御要素（２２）は、下位目標回転数の入力を受けてＰＩ制御によってブラシレスＤＣモータ（５０）を制御する。追従要素（２３）は、ブラシレスＤＣモータ（５０）の実際の回転数を下位目標回転数に追従させる。

Description

アクチュエータ制御装置

　本発明は、アクチュエータ制御装置に関し、特に、モータの制御に適したアクチュエータ制御装置に関する。

　例えば、マイコンからの指令が入力される指令入力回路のばらつきが大きいＩＣを使用してモータなどのアクチュエータを制御する場合、マイコンが要求する指令にアクチュエータの出力が追従しない、という事態が生じる。
　この問題を解決する技術としては、例えば、モータに関して言えば、特許文献１（特開昭５８－９９２７９号公報）の従来技術に開示されている速度制御装置が知られている。この速度制御装置では、速度検出器および速度調節器を含む速度調節ループに、電流検出器および電流調節器からなる電流マイナー制御ループが設けられており、電動機の実際の速度が目標速度となるように制御されている。
　さらに、同特許文献では、電流値を推定することによって従来技術の電流マイナー制御ループから電流検出器および電流調節器を取り除いた、安価な速度制御装置が提案されている。

　しかしながら、前者は、特許文献１でも指摘されているように電動機の電流容量に応じて電流検出器および電流調節器を選択しなければならないという不便さを伴い、後者は、電流マイナー制御ループでは電流値の推定値をフィードバックさせているので、実測値との誤差を含んでおり、上位制御部からの指令入力にモータ出力を精度よく追従させているとは言い難い。
　本発明の課題は、指令ばらつきの大きいＩＣを使用してアクチュエータを制御する場合でも、上位制御部からの指令入力にアクチュエータの出力を精度よく追従させるアクチュエータ制御装置を提供することにある。

　本発明の第１観点に係るアクチュエータ制御装置は、上位制御部と、下位制御部と、中間制御部とを備えている。上位制御部は、アクチュエータの駆動に関する所定制御因子の上位目標値を設定する。下位制御部は、指令入力要素と、アクチュエータ制御要素と、追従要素とを有している。指令入力要素は、中間制御部を介して上位目標値の入力を受けてその目標値とは値の異なる所定制御因子の下位目標値を出力する。アクチュエータ制御要素は、下位目標値の入力を受けてアクチュエータを制御する。追従要素は、アクチュエータにおける所定制御因子の実際の値を下位目標値に追従させる。中間制御部は、アクチュエータにおける所定制御因子の実際の値を上位目標値に追従させる。その上位目標値は、中間制御部を介して下位制御部の指令入力要素に入力される。
　このアクチュエータ制御装置では、上位制御部が要求するアクチュエータの所定制御因子の目標値と実際の値との差が小さくなる。

　本発明の第２観点に係るアクチュエータ制御装置は、第１観点に係るアクチュエータ制御装置であって、中間制御部が、所定制御因子の実際の値を上位目標値に合わせるために、指令入力要素に入力される上位目標値を増減させる。
　このアクチュエータ制御装置では、上位制御部が要求するアクチュエータの所定制御因子の目標値と実際の値との差がさらに小さくなる。

　本発明の第３観点に係るアクチュエータ制御装置は、第１観点または第２観点に係るアクチュエータ制御装置であって、追従要素に入力される値と中間制御部に入力される値は、同じ因子である。また、追従要素および中間制御部は、それぞれ所定制御因子の実際の値をフィードバックするための閉ループを構成する。
　このアクチュエータ制御装置では、同じ制御因子を監視すればよいので、検出回路などの兼用化により、部品コストの低減およびプリント基板の小型化が図られる。

　本発明の第４観点に係るアクチュエータ制御装置は、第１観点から第３観点にいずれか１つに係るアクチュエータ制御装置であって、中間制御部による所定制御因子の実際の値の上位目標値への追従速度は、追従要素による所定制御因子の実際の値の下位目標値への追従速度よりも遅い。
　このアクチュエータ制御装置では、先の制御の結果を待って上位目標値に追従させる構成となっているので、上位目標値への追従制御と下位目標値への追従制御とが同時に行なわれることに起因するハンチング（回転速度が上下に変動して振動を引き起こす現象）を防止することができる。

　本発明の第５観点に係るアクチュエータ制御装置は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係るアクチュエータ制御装置であって、下位制御部における指令入力要素、アクチュエータ制御要素および追従要素が、１つのパッケージ内にモジュール化されている。
　このアクチュエータ制御装置では、指令入力要素、アクチュエータ制御要素および追従要素が１つのパッケージ内にモジュール化されることによって、下位制御部の小型化および低コスト化を図ることができる。

　本発明の第６観点に係るアクチュエータ制御装置は、第１観点から第５観点のいずれか１つに係るアクチュエータ制御装置であって、中間制御部が上位制御部に含まれている。
　このアクチュエータ制御装置では、例えば、上位制御部、下位制御部、中間制御部が１枚のプリント基板上に実装されているような場合、中間制御部を上位制御部に含まれる形で構成することによって、上位制御部は若干大きくなるが、プリント基板上に占める実装品全体の占有面積が減少するので、プリント基板の小型化を図ることができる。

　本発明の第７観点に係るアクチュエータ制御装置は、第１観点から第６観点のいずれか１つに係るアクチュエータ制御装置であって、アクチュエータはモータである。また、所定制御因子はモータの回転数である。
　このアクチュエータ制御装置では、中間制御部が、モータの実際の回転数を上位目標値に合わせるために、指令入力要素に入力される前に、上位目標値を増減させるので、上位制御部が要求するモータの回転数に実際の回転数との差が小さくなる。

　本発明の第１観点または第２観点に係るアクチュエータ制御装置では、上位制御部が要求するアクチュエータの所定制御因子の目標値と実際の値との差が小さくなる。
　本発明の第３観点に係るアクチュエータ制御装置では、同じ制御因子を監視すればよいので、検出回路などの兼用化により、部品コストの低減およびプリント基板の小型化が図られる。
　本発明の第４観点に係るアクチュエータ制御装置では、先の制御の結果を待って上位目標値に追従させる構成となっているので、ハンチングを防止することができる。
　本発明の第５観点に係るアクチュエータ制御装置では、指令入力要素、アクチュエータ制御要素および追従要素が１つのパッケージ内にモジュール化されることによって、下位制御部の小型化および低コスト化を図ることができる。

　本発明の第６観点に係るアクチュエータ制御装置では、上位制御部、下位制御部、中間制御部が１枚のプリント基板上に実装されているような場合、プリント基板上に占める実装品全体の占有面積が減少するので、プリント基板の小型化を図ることができる。
　本発明の第７観点に係るアクチュエータ制御装置では、中間制御部が、モータの実際の回転数を上位目標値に合わせるため、指令入力要素に入力される前に、上位目標値を増減させるので、上位制御部が要求するモータの回転数に実際の回転数との差が小さくなる。

本発明の一実施形態に係るモータ制御装置の回路図。 モータ制御装置の制御ブロック図。 モータ制御装置に制御されるモータの回転数応答性を表したグラフ。 第１変形例に係るモータ制御装置の制御ブロック図。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　（１）概要
　図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置１００の回路図である。図１において、モータ制御装置１００は、ブラシレスＤＣモータ５０をインバータ４０によって回転制御する、アクチュエータ制御装置である。ブラシレスＤＣモータ５０は、ヒートポンプ式空気調和機の室内ユニットに搭載される室内ファン１５の駆動用として利用される。
　ブラシレスＤＣモータ５０は、３相のブラシレスＤＣモータであって、ステータ５２と、ロータ５３と、ロータ位置検知センサ５４とを備えている。ステータ５２は、スター結線されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを含む。各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一方端は、それぞれインバータ４０から延びるＵ相、Ｖ相及びＷ相の各配線の駆動コイル端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに接続されている。各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他方端は、互いに端子ＴＮとして接続されている。これら３相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗは、ロータ５３が回転することによりその回転速度とロータ５３の位置に応じた誘起電圧を発生させる。

　ロータ５３は、Ｎ極及びＳ極からなる複数極の永久磁石を含み、ステータ５２に対し回転軸を中心として回転する。ロータ５３の回転は、この回転軸と同一軸心上にある出力軸（図示せず）を介して室内ファン１５に出力される。
　ロータ位置検知センサ５４はロータ５３の回転位置を検出する。ステータ５２には、ホール素子が組み込まれており、ロータ位置検知センサ５４は、そのホール素子に反応して検知信号を出力する。
　（２）モータ制御装置１００の構成
　モータ制御装置１００は、図１に示すように、商用電源９１、整流部１７及び平滑コンデンサ１９により直流電源として構成された電源供給部と、マイクロコンピュータ１０と回転数制御回路２０と、ゲート駆動回路２６と、中間制御部３０と、インバータ４０とを備えている。これらは、例えば１枚のプリント基板上に実装される。

　（２－１）整流部１７
　整流部１７は、４つのダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂによってブリッジ状に構成されている。具体的には、ダイオードＤ１ａとＤ１ｂ、Ｄ２ａとＤ２ｂは、それぞれ互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１ａ，Ｄ２ａの各カソード端子は、共に平滑コンデンサ１９のプラス側端子に接続されており、整流部１７の正側出力端子として機能する。ダイオードＤ１ｂ，Ｄ２ｂの各アノード端子は、共に平滑コンデンサ１９のマイナス側端子に接続されており、整流部１７の負側出力端子として機能する。
　ダイオードＤ１ａ及びダイオードＤ１ｂの接続点は、商用電源９１の一方の極に接続されている。ダイオードＤ２ａ及びダイオードＤ２ｂの接続点は、商用電源９１の他方の極に接続されている。整流部１７は、商用電源９１から出力される交流電圧を整流して直流電源を生成し、これを平滑コンデンサ１９へ供給する。

　（２－２）平滑コンデンサ１９
　平滑コンデンサ１９は、一端が整流部１７の正側出力端子に接続され、他端が整流部１７の負側出力端子に接続されている。平滑コンデンサ１９は、整流部１７によって整流された電圧を平滑する。
　平滑コンデンサ１９による平滑後の電圧（平滑後電圧）は、平滑コンデンサ１９の出力側に接続されるインバータ４０へ印加される。言い換えれば、商用電源９１、整流部１７、及び平滑コンデンサ１９は、インバータ４０に対する電源供給部を構成している。
　なお、コンデンサの種類としては、電解コンデンサやセラミックコンデンサ、タンタルコンデンサ等が挙げられるが、本実施形態においては、平滑コンデンサ１９として電解コンデンサが採用される。

　（２－３）インバータ４０
　インバータ４０は、平滑コンデンサ１９の出力側に接続される。図１において、インバータ４０は、複数のＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、以下、単にトランジスタという）Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ａ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ａ，Ｑ５ｂ及び複数の還流用ダイオードＤ３ａ，Ｄ３ｂ，Ｄ４ａ，Ｄ４ｂ，Ｄ５ａ，Ｄ５ｂを含む。
　トランジスタＱ３ａとＱ３ｂ、Ｑ４ａとＱ４ｂ、Ｑ５ａとＱ５ｂは、それぞれ互いに直列に接続されており、各ダイオードＤ３ａ～Ｄ５ｂは、各トランジスタＱ３ａ～Ｑ５ｂに、トランジスタのコレクタ端子とダイオードのカソード端子が、また、トランジスタのエミッタ端子とダイオードのアノード端子が接続されるよう、並列接続されている。
　インバータ４０は、平滑コンデンサ１９からの平滑後電圧が印加され、かつゲート駆動回路２６により指示されたタイミングで各トランジスタＱ３ａ～Ｑ５ｂがオン及びオフを行うことによって、ブラシレスＤＣモータ５０を駆動する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成する。この駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、各トランジスタＱ３ａとＱ３ｂ、Ｑ４ａとＱ４ｂ、Ｑ５ａとＱ５ｂの各接続点ＮＵ，ＮＶ，ＮＷからブラシレスＤＣモータ５０に出力される。

　（２－４）ゲート駆動回路２６
　ゲート駆動回路２６は、回転数制御回路２０からの指令Ｖｐｗｍに基づき、インバータ４０の各トランジスタＱ３ａ～Ｑ５ｂのオン及びオフの状態を変化させる。具体的には、ゲート駆動回路２６は、回転数制御回路２０によって決定されたデューティを有するパルス状の駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがインバータ４０からブラシレスＤＣモータ５０に出力されるように、各トランジスタＱ３ａ～Ｑ５ｂのゲートに印加するゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚを生成する。生成されたゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚは、それぞれのトランジスタＱ３ａ～Ｑ５ｂのゲート端子に印加される。
　なお、本実施形態のインバータ４０は、電圧形インバータであるが、それに限定されるものではなく、マトリックスコンバータや電流形インバータでもよい。

　（２－５）マイクロコンピュータ１０
　マイクロコンピュータ１０は、回転数制御回路２０と接続されている。また、マイクロコンピュータ１０は、例えば、ヒートポンプ式空気調和機を統括して制御する図示しないシステム制御部とも接続されており、各機器における異常の有無に応じて、ブラシレスＤＣモータ５０の駆動を制御する。それゆえ、マイクロコンピュータ１０は、上位制御部として機能する。なお、このマイクロコンピュータ１０には、インバータ４０とは別の電源が、ブラシレスＤＣモータ５０の駆動状態に関係なく常に供給される。
　図２は、モータ制御装置１００の制御ブロック図である。図２において、上位制御部であるマイクロコンピュータ１０は、上位目標値ｔｇ１を設定し、後述する中間制御部３０を介して下位制御部である回転数制御回路２０に入力する。ここで、上位目標値ｔｇ１は、ブラシレスＤＣモータ５０の目標回転数である。

　（２－６）回転数制御回路２０
　下位制御部である回転数制御回路２０は、マイクロコンピュータ１０及びゲート駆動回路２６と接続されている。回転数制御回路２０は、マイクロコンピュータ１０から中間制御部３０を介して送られてきた回転数指令を含む運転指令Ｖｆｇに基づいて、ブラシレスＤＣモータ５０を駆動させる回路である。
　下位制御部である回転数制御回路２０には、指令入力要素２１と、アクチュエータ制御要素２２と、追従要素２３とが含まれている。指令入力要素２１は、後述する中間制御部３０の調整部３０２を介して上位目標値ｔｇ１の入力を受ける。なお、中間制御部３０の調整部３０２は、制御対象の実際の値を上位目標値ｔｇ１に合わせるために、指令入力要素２１に入力する前に、上位目標値ｔｇ１を増減させた擬似上位目標値ｔｇ１ｓを作成し、それを指令入力要素２１に入力する。指令入力要素２１は、擬似上位目標値ｔｇ１ｓに対して内部演算に適応させるための処理を行う。この際、処理回路のばらつきによって擬似上位目標値ｔｇ１ｓとは異なる値が出力される。この値を下位目標値ｔｇ２とよぶ。

　例えば指令入力要素２１において、入力側でブラシレスＤＣモータ５０の目標回転数を１０００ｒ／ｍと設定しても、処理回路のばらつきによって９５０ｒ／ｍが出力される。つまり、上位目標値ｔｇ１＝１０００ｒ／ｍ、下位目標値ｔｇ２＝９５０ｒ／ｍである。そして、下位目標値ｔｇ２は、追従要素２３から送られてくる実際の回転数との間で減算処理が行われた後、アクチュエータ制御要素２２に入力される。
　なお、処理回路のばらつきとしては、指令入力要素を構成する部品の特性ばらつきや、入力値の検出周期のばらつき、回転数制御回路の制御周期決定用の発振回路ばらつき、などに起因するものが考えられる。
　アクチュエータ制御要素２２は、ブラシレスＤＣモータ５０の回転数を制御する制御部であり、減算処理の結果が入力されると、回転数に対してＰＩ制御を行って、ブラシレスDCモータ５０に印加する電圧を決定する。一般に、ブラシレスＤＣモータ５０の回転数は、インバータ４０の各トランジスタのオン及びオフの状態を変化させることによって制御されている。アクチュエータ制御要素２２は、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを含む指令電圧Ｖｐｗｍをゲート駆動回路２６に入力することによってゲート駆動回路２６を制御し、パルス状の駆動電圧がインバータ４０からブラシレスＤＣモータ５０に出力されるように、各トランジスタのゲートに印加するゲート制御電圧を生成させる。

　追従要素２３は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数を下位目標値ｔｇ２に追従させるものである。追従要素２３は、フィードバック要素として回転数演算部２３１を含む。回転数演算部２３１は、ロータ位置検知センサ５４によって検知されたロータ位置を用いて、現時点でのブラシレスＤＣモータ５０の回転数を演算する。
　演算結果は、下位目標値ｔｇ２との間で減算処理が行われた後、アクチュエータ制御要素２２に入力される。このように、追従要素２３は実際の回転数をフィードバックするための閉ループを構成し、下位制御部である回転数制御回路２０は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数をフィードバックするための閉ループを有している。
　（２－７）中間制御部３０
　中間制御部３０は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数を上位目標値ｔｇ１に追従させるものである。中間制御部３０は、回転数演算部３０１と調整部３０２を含む。回転数演算部３０１は、フィードバック要素であり、ロータ位置検知センサ５４によって検知されたロータ位置を用いて、現時点でのブラシレスＤＣモータ５０の回転数を演算する。調整部３０２は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数を上位目標値ｔｇ１に合わせるために、指令入力要素２１に入力される前に、上位目標値ｔｇ１を増減させる。この増減後の値、すなわち擬似上位目標値ｔｇ１ｓが指令入力要素２１に入力される。このように、中間制御部３０は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数をフィードバックするための閉ループを構成している。

　なお、中間制御部３０によるブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数の上位目標値ｔｇ１への追従速度は、追従要素２３によるブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数の下位目標値ｔｇ２への追従速度よりも遅く設定されており、例えば追従速度に１０倍程度の差をつけることで、下位制御部２０が収束してから中間制御部３０で指令入力要素２１のばらつきを吸収することが可能となる。
　上記の通り、中間制御部３０が、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数を上位目標値ｔｇ１に合わせるために、指令入力要素２１に入力される前に、上位目標値ｔｇ１を増減させて指令入力要素のばらつきを吸収するので、マイクロコンピュータ１０が要求するブラシレスＤＣモータ５０の回転数と実際の回転数との差が小さくなり、指令入力要素２１にばらつきがあっても、上位目標値ｔｇ１に正しく追従させることが可能となる。

　この効果を数値にたとえて具体的に言えば、従来なら、ブラシレスＤＣモータ５０の目標回転数を１０００ｒ／ｍに設定しても、指令入力要素２１の処理回路のばらつきによって本来の目標値よりも小さい９５０ｒ／ｍが出力されるため、アクチュエータ制御要素２２はブラシレスＤＣモータ５０の回転数を９５０ｒ／ｍへ収束するように制御していた。しかし、本実施形態では、中間制御部３０が、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数を目標回転数１０００ｒ／ｍに合わせるために、例えば目標回転数ｔｇ１ｓをｔｇ１より増加させて１０５０ｒ／ｍとすることによって、指令入力要素２１の出力ｔｇ２を１０００ｒ／ｍとするので、アクチュエータ要素２２はブラシレスＤＣモータ５０の回転数を１０００ｒ／ｍへ収束させるように制御し、上位制御部であるマイクロコンピュータ１０が要求するブラシレスＤＣモータ５０の回転数と実際の回転数とが一致するようになる。このことは、出願人の実験によっても確認されている。

　図３は、モータ制御装置１００に制御されるモータの回転数応答性の一例を表したグラフである。図３において、横軸は時間、縦軸は回転数を示し、点線の曲線は従来のモータ制御装置に制御されるモータの回転数応答性、実線の曲線は、本実施形態に係るモータ制御装置に制御されるモータの回転数応答性を示す。
　図３のように、従来のモータ制御装置に制御されるモータの回転数は、時間の経過とともに目標値に対してばらつきに相当する一定の偏差を残したまま収束する。これに対し、本実施形態に係るモータ制御装置に制御されるモータの回転数は、時間の経過とともに目標値に近づいている。
　（３）特徴
　（３－１）
　モータ制御装置１００では、マイクロコンピュータ１０がブラシレスＤＣモータ５０の上位目標回転数を設定する。回転数制御回路２０の指令入力要素２１は、中間制御部３０を介して上位目標回転数の入力を受け、上位目標回転数とは値の異なる下位目標回転数を出力する。アクチュエータ制御要素２２は、下位目標回転数の入力を受けてＰＩ制御によってブラシレスＤＣモータ５０を制御する。追従要素２３は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数を下位目標回転数に追従させる。中間制御部３０は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数を上位目標回転数に追従させる。その際、中間制御部３０がブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数を上位目標回転数に合わせるために、指令入力要素２１に入力する前に、上位目標回転数を増減させた擬似上位目標回転数を作成し、それを指令入力要素２１に入力する。その結果、このモータ制御装置１００では、マイクロコンピュータ１０が要求するブラシレスＤＣモータ５０の目標回転数と実際の回転数との差が小さくなる。

　（３－２）
　モータ制御装置１００では、中間制御部３０によるブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数の上位目標回転数への追従速度は、追従要素２３によるブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数の下位目標回転数への追従速度よりも遅く設定されている。つまり、先の制御の結果を待って上位目標回転数に追従させる構成となっているので、ハンチング（回転速度が上下に変動して振動を引き起こす現象）を防止することができる。
　（３－３）
　モータ制御装置１００では、回転数制御回路２０は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数をフィードバックするための閉ループを有している。さらに、中間制御部３０は、ブラシレスＤＣモータ５０の実際の回転数をフィードバックするための閉ループを構成している。この時、回転数制御回路２０と中間制御部３０へ入力される値は、同じ因子すなわち実際の回転数である。

　（４）変形例
　（４－１）第１変形例
　上記実施形態では、図２に示すように追従要素２３及び中間制御部３０それぞれがフィードバック要素を含んでいるが、これに限定されるものではない。以下、図４を参照しながら説明する。
　図４は、第１変形例に係るモータ制御装置１００の制御ブロック図である。図４において、追従要素２３及び中間制御部３０はフィードバック要素である回転数演算部２３１を兼用している。これによって、モータ制御装置１００の小型化および低コスト化を図ることができる。
　なお、中間制御部３０における制御因子は、追従要素２３と同じくブラシレスＤＣモータ５０の回転数であるが、調整部３０２において、上位目標値ｔｇ１との間で減算処理できるような値に調整される場合がある。その場合には、制御因子は同じであるが値は異なることになる。

　（４－２）第２変形例
　回転数制御回路２０における指令入力要素２１、アクチュエータ制御要素２２及び追従要素２３は、１つのパッケージ内にモジュール化されてもよい。これによって、回転数制御回路２０の小型化および低コスト化を図ることができる。
　（４－３）第３変形例
　中間制御部３０が、上位制御部であるマイクロコンピュータ１０に含まれてもよい。これによって、例えば、マイクロコンピュータ１０、回転数制御回路２０、ゲート駆動回路２６、中間制御部３０、及びインバータ４０が１枚のプリント基板上に実装されているような場合、中間制御部３０がマイクロコンピュータ１０に含まれ、ソフトで中間制御部３０を実現することによって、プリント基板上に占める実装品全体の占有面積が減少するので、プリント基板の小型化を図ることができる。

　また、第２変形例のようなモジュール化された回路を使用する場合は、中間制御部３０をマイクロコンピュータ１０のソフトで実現することにより、モジュール化された回路の仕様変更に対してもソフト上の制御定数を変えることで対応できるなど、拡張性が増す。

　以上のように本発明のモータ制御装置は、マイクロコンピュータからの指令入力にブラシレスＤＣモータの出力を精度よく追従させることができるので、ヒートポンプ式空気調和機の室内ユニットに搭載される室内ファンに限らず、空気調和機の室外ユニットに搭載される室外ファンや、ヒートポンプ式給湯機の熱源ユニットに搭載される室外ファンにも有用である。

１０　マイクロコンピュータ（上位制御部）
２０　回転数制御回路（下部制御部）
２１　指令入力要素
２２　アクチュエータ制御要素
２３　追従要素
３０　中間制御部
１００　モータ制御装置（アクチュエータ制御装置）

特開昭５８－９９２７９号公報

Claims (7)

1. 　アクチュエータの駆動に関する所定制御因子の上位目標値（ｔｇ１）を設定する上位制御部（１０）と、
   　前記上位目標値の入力を受けて該目標値とは値の異なる前記所定制御因子の下位目標値（ｔｇ２）を出力する指令入力要素（２１）と、前記下位目標値の入力を受けて前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御要素（２２）と、前記アクチュエータにおける前記所定制御因子の実際の値を前記下位目標値に追従させる追従要素（２３）と、を有する下位制御部（２０）と、
   　前記アクチュエータにおける前記所定制御因子の実際の値を前記上位目標値に追従させる中間制御部（３０）と、
   を備え、
   　前記上位目標値は、前記中間制御部を介して前記下位制御部の前記指令入力要素に入力される、
   アクチュエータ制御装置（１００）。
2. 　前記中間制御部（３０）は、前記所定制御因子の実際の値を前記上位目標値に合わせるために、前記指令入力要素（２１）に入力される前記上位目標値を増減させる、
   請求項１に記載のアクチュエータ制御装置（１００）。
3. 　前記追従要素（２３）に入力される値と前記中間制御部（３０）に入力される値は、同じ因子であり、
   　前記追従要素（２３）及び前記中間制御部（３０）は、それぞれ前記所定制御因子の実際の値をフィードバックするための閉ループを構成する、
   請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ制御装置（１００）。
4. 　前記中間制御部（３０）による前記所定制御因子の実際の値の前記上位目標値への追従速度は、前記追従要素（２３）による前記所定制御因子の実際の値の前記下位目標値への追従速度よりも遅い、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアクチュエータ制御装置（１００）。
5. 　前記下位制御部（２０）における前記指令入力要素（２１）、前記アクチュエータ制御要素（２２）及び前記追従要素（２３）は、１つのパッケージ内にモジュール化されている、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアクチュエータ制御装置（１００）。
6. 　前記中間制御部（３０）は、前記上位制御部（１０）に含まれている、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアクチュエータ制御装置（１００）。
7. 　前記アクチュエータは、モータであって、
   　前記所定制御因子は、前記モータの回転数である、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアクチュエータ制御装置（１００）。

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