JP3362150B2 - ブラシレスｄｃモータ駆動方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はブラシレスＤＣモ
ータ駆動方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、インバータを用いてブラシレスＤＣモータを駆動す
るブラシレスＤＣモータ駆動方法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＡＣモータに比べて高効率なモータとし
て、回転子巻線に代えて回転子に永久磁石を装着するこ
とにより、回転子巻線に電流が流れることに起因する二
次銅損を皆無にしたブラシレスＤＣモータが知られてい
る。このブラシレスＤＣモータは、数十ｋＷ以下の中小
容量範囲でＡＣモータに比べ、特に効率改善効果が大き
いことが知られている。

【０００３】そして、この容量範囲のブラシレスＤＣモ
ータ駆動システムにおいては、ブラシレスＤＣモータを
駆動するためのインバータとして、電圧形インバータま
たは電流制御形インバータが用いられる。ここで、電流
制御形インバータは、電圧形インバータと同じ主回路構
成を有し、かつモータ電流が望みの値になるようにイン
バータを制御するものである。

【０００４】上記電圧形インバータを用いてブラシレス
ＤＣモータを駆動するシステムは、主に、空気調和機、
電気掃除機、電気洗濯機等のように、省電力化（高効率
化）が要求され、かつ大量に生産される機器に搭載され
る。このため、インバータ部の波形制御として、制御の
容易さの観点から、１２０°通電波形を採用し、構成が
簡単で安価なシステムが採用されている（“Ｍｉｃｒｏ
ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｒｕｓｈ
ｌｅｓｓ Ｍｏｔｏｒ ｗｉｔｈｏｕｔ ａＳｈａｆｔ
−Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏ
ｒ”，Ｔ．Ｅｎｄｏ他，ＩＰＥＣ−Ｔｏｋｙｏ´８３，
ｐｐ．１４７７−１４８８，１９８３、“Ｐ．Ｍ．Ｂｒ
ｕｓｈｌｅｓｓ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅｓ：Ａ Ｓｅ
ｌｆ−Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔ
ｈｏｕｔ Ｒｏｔｏｒ−Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏ
ｒｓ”，Ｐ．Ｆｅｒｒａｒｉｓ他，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇｓｏｆ ｔｈｅ Ｎｉｎｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｓｙｍ
ｐｏｓｉｕｍ−Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｍｏｔｉｏｎ
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｄｅｖｉ
ｃｅｓ，ｐｐ．３０５−３１２，１９８０参照）。ま
た、ブラシレスＤＣモータの磁極位置検出を行なうため
の構成として、コスト低減の観点から、ロータリーエン
コーダ等の高価な回転位置センサは使用せず、モータ誘
起電圧検出（モータ誘起電圧の基本波成分または３次調
波成分の検出）による磁極位置検出、またはホール素子
等を用いた簡単な構成の磁極位置検出センサが採用され
ている。上記電流制御形インバータを用いてブラシレス
ＤＣモータを駆動するシステムは、主に、高速なトルク
応答、低トルクリプルが要求性能として最も重要視され
る、工作機械、産業用ロボット用のサーボモータ等に適
用される。

【０００５】このシステムにおいては、ブラシレスＤＣ
モータの電流とトルクとが回転位置の関数で、かつ比例
関係にあることに着目し、電流波形が望みの波形になる
ようにインバータの出力電圧を制御回路により決定（演
算）する閉ループ構成を採用している。したがって、モ
ータの回転位置を検出する精密なセンサと、モータ電流
を精密に制御するための電流検出器および高速処理可能
なコントローラとを採用し、高価なシステム構成であ
る。また、インバータがモータの状態に応じて瞬時に制
御されているのであるから、インバータの出力電圧は常
時変化している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記ホール素子等を用
いた磁極位置検出センサを採用した場合には、制御方式
に拘らず正確な磁極位置検出信号を得ることができるの
で、ＡＶ（オーディオ・ビジュアル）、コンピュータ周
辺機器等の用途で広く採用されている。しかし、圧縮
機、電気自動車等のようにモータの周囲温度が高温にな
る用途では、素子の温度特性を考慮すると、実用的な磁
極位置検出信号を得るためには、素子冷却等が必要にな
り、全体として構成が複雑化するとともに、コストアッ
プを招いてしまうという不都合がある。

【０００７】モータ誘起電圧の基本波成分をインバータ
出力端子から検出する磁極位置検出センサを採用した場
合には、上述の不都合を解消することができるが、モー
タ誘起電圧の基本波成分を検出するためにはモータ電流
が流れない制御モードが必要であり、このためにモータ
の制御範囲、仕様に制約が生じてしまうという不都合が
ある。

【０００８】モータ誘起電圧の３次調波成分をインバー
タ出力端子から検出する磁極位置検出センサを採用した
場合には、上述の何れの不都合をも解消することができ
る。しかし、実際にはブラシレスＤＣモータ駆動系の電
気回路定数の不平衡が存在し、この不平衡が原因でノイ
ズ成分が磁極位置検出信号に混入し、十分な性能を得る
ことができないという不都合がある。この不都合は、前
記“Ｐ．Ｍ．Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉ
ｖｅｓ：Ａ Ｓｅｌｆ−Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｎｇ Ｓｙ
ｓｔｅｍ ｗｉｔｈｏｕｔ Ｒｏｔｏｒ−Ｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ Ｓｅｎｓｏｒｓ”において指摘されているが、そ
の解決手法は全く記載されていない。

【０００９】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、ブラシレスＤＣモータ駆動系の電気回路
定数の不平衡に起因する磁極位置検出信号のノイズ成分
の影響を排除し、または抑制してインバータ制御系の安
定性を高め、負荷が急変するようなシステムにおいてブ
ラシレスＤＣモータを停止させることなく駆動すること
ができる運転範囲を大幅に拡大することができるブラシ
レスＤＣモータ駆動制御方法およびその装置を提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１のブラシレスＤ
Ｃモータ駆動方法は、インバータの各相の出力端子に一
方の端部が接続された抵抗の他方の端部を互いに接続し
て第１中性点電圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモー
タの各相の固定子巻線の一方の端部を互いに接続して第
２中性点電圧を得、第１中性点電圧と第２中性点電圧と
の差に基づいてブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位
置を検出し、検出された磁極位置に基づいて制御される
インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給し
てブラシレスＤＣモータを駆動するブラシレスＤＣモー
タ駆動方法であって、インバータの出力波形を滑らかに
変化させるべくインバータを制御する方法である。ただ
し、この明細書において、「インバータの出力波形を滑
らかに変化させるべくインバータを制御する」とは、図
４の電流制御型インバータの各相指令電流対を図９に例
示しているように、「インバータの出力指令値が正側・
負側の所定値、０の何れかから他の何れかに変化する過
程において、出力指令値として中間的な値を用いながら
インバータを制御すること」を意味する用語として用い
られる。

【００１１】請求項２のブラシレスＤＣモータ駆動方法
は、インバータの電圧波形を滑らかに変化させるべくイ
ンバータを制御する方法である。請求項３のブラシレス
ＤＣモータ駆動方法は、インバータの電流波形を滑らか
に変化させるべくインバータを制御する方法である。請
求項４のブラシレスＤＣモータ駆動方法は、インバータ
の出力波形を正弦波状に変化させるべくインバータを制
御する方法である。

【００１２】請求項５のブラシレスＤＣモータ駆動方法
は、１回転中のブラシレスＤＣモータの速度変動を抑制
するようにインバータの出力波形を変化させるべくイン
バータを制御する方法である。請求項６のブラシレスＤ
Ｃモータ駆動装置は、インバータの各相の出力端子に一
方の端部が接続された抵抗の他方の端部を互いに接続し
て第１中性点電圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモー
タの各相の固定子巻線の一方の端部を互いに接続して第
２中性点電圧を得、第１中性点電圧と第２中性点電圧と
の差に基づいてブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位
置を検出し、検出された磁極位置に基づいて制御される
インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給し
てブラシレスＤＣモータを駆動するブラシレスＤＣモー
タ駆動装置であって、インバータの出力波形を滑らかに
変化させるべくインバータを制御するインバータ制御手
段を含んでいる。

【００１３】請求項７のブラシレスＤＣモータ駆動装置
は、インバータ制御手段として、インバータの電圧波形
を滑らかに変化させるべくインバータを制御するものを
採用している。請求項８のブラシレスＤＣモータ駆動装
置は、インバータ制御手段として、インバータの電流波
形を滑らかに変化させるべくインバータを制御するもの
を採用している。

【００１４】請求項９のブラシレスＤＣモータ駆動装置
は、インバータ制御手段として、インバータの出力波形
を正弦波状に変化させるべくインバータを制御するもの
を採用している。請求項１０のブラシレスＤＣモータ駆
動装置は、インバータの各相の出力端子に一方の端部が
接続された抵抗の他方の端部を互いに接続して第１中性
点電圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモータの各相の
固定子巻線の一方の端部を互いに接続して第２中性点電
圧を得、第１中性点電圧と第２中性点電圧との差に基づ
いてブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位置を検出
し、検出された磁極位置に基づいて制御されるインバー
タからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラシ
レスＤＣモータを駆動するブラシレスＤＣモータ駆動装
置であって、インバータの通電幅を１８０°未満の所定
幅に設定する通電幅設定手段と、インバータの非通電幅
に対応させて差電圧の回転子位置検出手段への供給を中
断させる差電圧供給中断手段とを含んでいる。

【００１５】請求項１１のブラシレスＤＣモータ駆動装
置は、インバータ制御手段として、１回転中のブラシレ
スＤＣモータの速度変動を抑制するようにインバータの
出力波形を変化させるべくインバータを制御するものを
採用している。

【００１６】

【作用】請求項１のブラシレスＤＣモータ駆動方法であ
れば、インバータの各相の出力端子に一方の端部が接続
された抵抗の他方の端部を互いに接続して第１中性点電
圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモータの各相の固定
子巻線の一方の端部を互いに接続して第２中性点電圧を
得、第１中性点電圧と第２中性点電圧との差に基づいて
ブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位置を検出し、検
出された磁極位置に基づいて制御されるインバータから
の出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラシレスＤ
Ｃモータを駆動するに当たって、インバータの出力波形
を滑らかに変化させるべくインバータを制御するのであ
るから、インバータの出力波形が急峻に変化する点が皆
無になり、出力波形の急峻な変化に起因する磁極位置検
出信号の乱れを防止して、電気回路定数の不平衡に拘わ
らず、ブラシレスＤＣモータを安定に駆動することがで
きる。この結果、負荷が急変するようなシステムにおい
ても運転範囲を大幅に拡大することができる。

【００１７】請求項２のブラシレスＤＣモータ駆動方法
であれば、インバータの電圧波形を滑らかに変化させる
べくインバータを制御するのであるから、請求項１と同
様の作用を達成することができる。請求項３のブラシレ
スＤＣモータ駆動方法であれば、インバータの電流波形
を滑らかに変化させるべくインバータを制御するのであ
るから、請求項１と同様の作用を達成することができ
る。

【００１８】請求項４のブラシレスＤＣモータ駆動方法
であれば、インバータの出力波形を正弦波状に変化させ
るべくインバータを制御するのであるから、請求項１と
同様の作用を達成することができる。請求項５のブラシ
レスＤＣモータ駆動方法であれば、１回転中のブラシレ
スＤＣモータの速度変動を抑制するようにインバータの
出力波形を変化させるべくインバータを制御するのであ
るから、ブラシレスＤＣモータの速度変動を解消し、ま
たは大幅に抑制することができ、この結果、負荷をスム
ーズに駆動することができるほか、請求項１から請求項
４の何れかと同様の作用を達成することができる。

【００１９】請求項６のブラシレスＤＣモータ駆動装置
であれば、インバータの各相の出力端子に一方の端部が
接続された抵抗の他方の端部を互いに接続して第１中性
点電圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモータの各相の
固定子巻線の一方の端部を互いに接続して第２中性点電
圧を得、第１中性点電圧と第２中性点電圧との差に基づ
いてブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位置を検出
し、検出された磁極位置に基づいて制御されるインバー
タからの出力をブラシレスＤＣモータに供給してブラシ
レスＤＣモータを駆動するに当たって、インバータの出
力波形を滑らかに変化させるべくインバータ制御手段に
よってインバータを制御する。したがって、インバータ
の出力波形が急峻に変化する点が皆無になり、出力波形
の急峻な変化に起因する磁極位置検出信号の乱れを防止
して、電気回路定数の不平衡に拘わらず、ブラシレスＤ
Ｃモータを安定に駆動することができる。この結果、負
荷が急変するようなシステムにおいても運転範囲を大幅
に拡大することができる。

【００２０】請求項７のブラシレスＤＣモータ駆動装置
であれば、インバータ制御手段として、インバータの電
圧波形を滑らかに変化させるべくインバータを制御する
ものを採用しているので、請求項６と同様の作用を達成
することができる。請求項８のブラシレスＤＣモータ駆
動装置であれば、インバータ制御手段として、インバー
タの電流波形を滑らかに変化させるべくインバータを制
御するものを採用しているので、請求項６と同様の作用
を達成することができる。

【００２１】請求項９のブラシレスＤＣモータ駆動装置
であれば、インバータ制御手段として、インバータの出
力波形を正弦波状に変化させるべくインバータを制御す
るものを採用しているので、請求項６と同様の作用を達
成することができる。請求項１０のブラシレスＤＣモー
タ駆動装置であれば、インバータの各相の出力端子に一
方の端部が接続された抵抗の他方の端部を互いに接続し
て第１中性点電圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモー
タの各相の固定子巻線の一方の端部を互いに接続して第
２中性点電圧を得、第１中性点電圧と第２中性点電圧と
の差に基づいてブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位
置を検出し、検出された磁極位置に基づいて制御される
インバータからの出力をブラシレスＤＣモータに供給し
てブラシレスＤＣモータを駆動するに当たって、通電幅
設定手段によってインバータの通電幅を１８０°未満の
所定幅に設定し、差電圧供給中断手段によって、インバ
ータの非通電幅に対応させて差電圧の回転子位置検出手
段への供給を中断させることができる。したがって、イ
ンバータの出力波形が急峻に変化することに起因するノ
イズが回転子位置検出手段に供給されることを確実に防
止することができ、差電圧に基づいて回転子の磁極位置
を正確に検出することができる。この結果、電気回路定
数の不平衡に拘わらず、ブラシレスＤＣモータを安定に
駆動することができ、ひいては、負荷が急変するような
システムにおいても運転範囲を大幅に拡大することがで
きる。

【００２２】請求項１１のブラシレスＤＣモータ駆動装
置であれば、インバータ制御手段として、１回転中のブ
ラシレスＤＣモータの速度変動を抑制するようにインバ
ータの出力波形を変化させるべくインバータを制御する
ものを採用しているので、ブラシレスＤＣモータの速度
変動を解消し、または大幅に抑制することができ、この
結果、負荷をスムーズに駆動することができるほか、請
求項６から請求項１０の何れかと同様の作用を達成する
ことができる。

【００２３】さらに詳細に説明する。ブラシレスＤＣモ
ータをインバータで駆動するに当って、インバータの各
相の出力端子に一方の端部が接続された抵抗の他方の端
部を互いに接続して第１中性点電圧を得るとともに、ブ
ラシレスＤＣモータの各相の固定子巻線の一方の端部を
互いに接続して第２中性点電圧を得、第１中性点電圧と
第２中性点電圧との差を積分し、積分信号をゼロクロス
コンパレータに供給することによりブラシレスＤＣモー
タの回転子の磁極位置を検出するようにした場合には、
図２４にモータ電流と積分信号とを示すように、電流変
化が急峻なときに積分信号が歪み、磁極位置検出信号が
乱れ、最悪の場合にはブラシレスＤＣモータが脱調する
ことがある。図２４は通電幅が１２０°の場合である
が、通電幅を１５０°、１８０°に設定した場合には、
通電幅の増加に伴なって電流変化が余り急峻ではなくな
るので、モータ電流と積分信号とをそれぞれ図２５、図
２６に示すように、積分信号の歪みが小さくなる。しか
し、積分信号の乱れを皆無にすることはできない。した
がって、負荷またはインバータ出力電圧によっては積分
信号が非常に小さくなり、磁極位置検出信号が乱れ、ブ
ラシレスＤＣモータが脱調することがある。なお、図２
４、図２５、図２６におけるモータ電流の振幅の変化
は、トルク制御に起因するものである。

【００２４】また、通電幅を１２０°、１５０°、１８
０°に設定した場合における積分入力（積分前の信号）
と積分出力（積分後の信号）とを図２７、図２８、図２
９にそれぞれ示す。これらの図から、積分入力のノイズ
によって積分出力が歪み、通電幅が広いほどノイズが小
さくなっていることが分かる。本件発明者は、電流変化
が急峻なところで積分信号が歪むことに着目し、電流波
形をなめらかに変化させるように電流波形を制御するこ
とにより、積分信号の歪みを解消することができ、ひい
ては磁極位置検出信号を安定に出力させ得ることを見出
して本件発明を完成させたのである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図１はこの発明のブラ
シレスＤＣモータ駆動制御装置の一実施例を示す概略図
であり、インバータ２の出力電圧をブラシレスＤＣモー
タ３に印加している。そして、ブラシレスＤＣモータ３
の各相の固定子巻線をＹ結線することにより得られる第
２中性点電圧とインバータ２の各相の出力端子間に抵抗
をＹ結線することにより得られる第１中性点電圧との差
電圧を入力とするモータ位置検出回路４からの出力信号
を制御回路５に供給し、制御回路５により、電気的な通
電幅を、例えば、１２０°を越え、１８０°以下の所定
幅とすべく制御指令を生成してインバータ２に供給して
いる。

【００２６】したがって、中性点電圧同士の差電圧に基
づいてモータ位置検出回路４によりモータ回転子の磁極
位置検出信号を得、磁極位置検出信号に基づいて制御回
路５において制御指令を生成し、インバータ２のスイッ
チ（図示せず）を、例えば、１２０°を越え、１８０°
以下の所定の通電幅となるように制御する。図２は表面
磁石構造のブラシレスＤＣモータの構成を概略的に示す
図であり、回転子３ａの表面所定位置に永久磁石３ｂが
装着されてある。また、固定子３ｃは、図示しない固定
子巻線が巻回された多数のスロット３ｄを有している。
また、図中矢印で示されたｄ軸は、永久磁石３ｂが発生
する磁束の方向を示す軸であり、ｑ軸はｄ軸と電気的に
９０°ずれた軸である。

【００２７】図３は埋込磁石構造のブラシレスＤＣモー
タの構成を概略的に示す図であり、回転子３ｅの表面に
露呈しない状態で永久磁石３ｆが装着されてある。但
し、隣合う永久磁石３ｆ同士の間には非磁性体３ｇが装
着されてあり、隣合う永久磁石３ｆ同士の間で磁束短絡
が生じることを防止している。尚、固定子３ｃの構成は
図２のブラシレスＤＣモータと同様であるから、説明を
省略する。

【００２８】図４はブラシレスＤＣモータ駆動制御装置
の構成を概略的に示す図、図５は図４のマイクロプロセ
ッサ１８の内部構成を示す図であり、直流電源１１の端
子間に３対のスイッチングトランジスタ１２ｕ１，１２
ｕ２，１２ｖ１，１２ｖ２，１２ｗ１，１２ｗ２をそれ
ぞれ直列接続してインバータ１２を構成し、各対のスイ
ッチングトランジスタ同士の接続点電圧をブラシレスＤ
Ｃモータ１３の、Ｙ接続された各相の固定子巻線１３
ｕ，１３ｖ，１３ｗにそれぞれ印加している。そして、
各対のスイッチングトランジスタ同士の接続点電圧をＹ
接続された抵抗１４ｕ，１４ｖ，１４ｗにもそれぞれ印
加している。尚、スイッチングトランジスタ１２ｕ１，
１２ｕ２，１２ｖ１，１２ｖ２，１２ｗ１，１２ｗ２の
コレクタ−エミッタ端子間にそれぞれ保護用のダイオー
ド１２ｕ１ｄ，１２ｕ２ｄ，１２ｖ１ｄ，１２ｖ２ｄ，
１２ｗ１ｄ，１２ｗ２ｄが接続されている。尚、１３ｅ
がブラシレスＤＣモータ１３の回転子を示している。ま
た、添え字ｕ，ｖ，ｗは、それぞれブラシレスＤＣモー
タ１３のｕ相、ｖ相、ｗ相に対応させている。

【００２９】上記Ｙ接続された固定子巻線１３ｕ，１３
ｖ，１３ｗの中性点１３ｄの電圧が抵抗１５ａを介して
増幅器１５の反転入力端子に供給され、Ｙ接続された抵
抗１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの中性点１４ｄの電圧がその
まま増幅器１５の非反転入力端子に供給されている。そ
して、増幅器１５の出力端子と反転入力端子との間に抵
抗１５ｂを接続することにより、差動増幅器として動作
させるようにしている。

【００３０】増幅器１５の出力端子から出力される出力
信号は、抵抗１６ａとコンデンサ１６ｂとを直列接続し
てなる積分器１６に供給されている。積分器１６からの
出力信号（抵抗１６ａとコンデンサ１６ｂとの接続点電
圧）は、反転入力端子に中性点１３ｄの電圧が供給され
たゼロクロスコンパレータ１７の非反転入力端子に供給
されている。

【００３１】したがって、ゼロクロスコンパレータ１７
の出力端子から磁極位置検出信号が出力される。換言す
れば、上記差動増幅器、積分器１６およびゼロクロスコ
ンパレータ１７で、ブラシレスＤＣモータ１３の回転子
１３ｅの磁極位置を検出する位置検出器が構成される。
位置検出器から出力される磁極位置検出信号はマイクロ
プロセッサ１８の外部割込端子に供給される。マイクロ
プロセッサ１８においては、外部割込端子に供給された
磁極位置検出信号により位相補正タイマ１８ａ、周期測
定タイマ１８ｂに対する割込処理（図５中、割込処理１
を参照）を行なう。ここで、位相補正タイマ１８ａは、
後述するタイマ値演算部１９ａによりタイマ値が設定さ
れる。周期測定タイマ１８ｂは、タイマ値をＣＰＵ１９
に含まれる位置信号周期演算部１９ｂに供給する。この
位置信号周期演算部１９ｂは、例えば、電気角６０°に
対応するタイマ値に基づいて電気角１°当りのタイマ値
を算出する。位相補正タイマ１８ａは、カウントオーバ
ー信号をＣＰＵ１９に含まれるモード選択部１９ｃに供
給し、割込処理（図５中、割込処理２を参照）を行な
う。また、位相補正タイマ１８ａは、カウントオーバー
信号をモード切替タイマ１８ｆに供給してモード切替タ
イマ１８ｆのタイマ動作をスタートさせる。このモード
切替タイマ１８ｆは、後述するタイマ値演算部１９ａに
よりタイマ値が設定される。また、モード切替タイマ１
８ｆは、カウントオーバー信号をＣＰＵ１９に含まれる
モード選択部１９ｃに供給し、割込処理（図５中、割込
処理３を参照）を行なう。モード選択部１９ｃは、メモ
リ１８ｃから該当する電流パターンを読み出して出力す
る。ＣＰＵ１９においては、位置信号周期演算部１９ｂ
によりタイマ値に基づく演算を行なって位置信号周期信
号を出力して、タイマ値演算部１９ａおよび速度演算部
１９ｅに供給する。タイマ値演算部１９ａには位相量指
令も供給されており、位相量指令および位置信号周期演
算部１９ｂからの位置信号周期信号に基づいて、位相補
正タイマ１８ａに設定すべきタイマ値を算出する。速度
演算部１９ｅは位置信号周期演算部１９ｂからの位置信
号周期信号に基づいて現在の速度を算出し、速度制御部
１９ｆに供給する。速度指令部１９ｆには、速度指令も
供給されており、速度指令および速度演算部１９ｅから
の現在速度に基づいて電流振幅指令を出力する。そし
て、上記モード選択部１９ｃから出力される電流パター
ンと速度指令部１９ｆから出力される電流振幅指令が掛
算器１８ｄに供給され、３相分の指令電流波形を出力す
る。この指令電流波形は、インバータ１２の各相検出電
流波形と共にスイッチ選択回路２０ａに供給される。こ
のスイッチ選択回路２０ａから出力される電圧指令はベ
ース駆動回路２０に供給され、ベース駆動回路２０が、
上記スイッチングトランジスタ１２ｕ１，１２ｕ２，１
２ｖ１，１２ｖ２，１２ｗ１，１２ｗ２のそれぞれのベ
ース端子に供給すべき制御信号を出力する。尚、以上の
説明において、ＣＰＵ１９に含まれる各構成部は、該当
する機能を達成するための機能部分を構成部として示し
ているだけであり、ＣＰＵ１９の内部にこれらの構成部
が明確に認識できる状態で存在しているわけではない。
ここで、インバータモードに対応する電流パターンを表
１に示す。但し、電流パターンは各相電流の基準波形を
表している。

【００３２】

【表１】 次いで、図９に示す波形図を参照して図４のブラシレス
ＤＣモータ駆動制御装置の動作を説明する。

【００３３】ブラシレスＤＣモータのｕ相、ｖ相、ｗ相
誘起電圧Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗが、位相が順次１２０°ずつ
ずれた状態で変化するので、増幅器１５から出力される
信号ＶＮＭが図９中（Ａ）に示すように変化し、積分器
１６によるこの信号の積分波形が図９中（Ｂ）に示すよ
うに変化する。そして、この積分波形がゼロクロスコン
パレータ１７に供給されることにより、積分波形のゼロ
クロス点において立上り、または立下る位置信号が、図
９中（Ｃ）に示すように出力される。この位置信号の立
上りおよび立下りにより割込処理１が行なわれ、位相補
正タイマ１８ａがスタートする｛図９中（Ｄ）の矢印の
起点を参照｝。この位相補正タイマ１８ａはタイマ値演
算部１９ｂによりタイマ値が設定されているのであるか
ら、設定されたタイマ値だけ計時動作を行なった時点で
カウントオーバーする｛図９中（Ｄ）の矢印の終点を参
照｝。そして、位相補正タイマ１８ａのカウントオーバ
ーが発生する毎に割込処理２が行なわれ、モード選択部
１９ｃがインバータモードを１ステップ進める。即ち、
インバータモードが“０”“２”“４”“６”“８”
“１０”“０”“２”・・・の順に選択される。また、
位相補正タイマ１８ａのカウントオーバーが発生する毎
に割込処理２が行なわれ、モード切替タイマ１８ｆがス
タートする｛図９中（Ｅ）の矢印の起点を参照｝。そし
て、モード切替タイマ１８ｆのカウントオーバー｛図９
中（Ｅ）の矢印の終点を参照｝が発生する毎に割込処理
３が行われ、モード選択部１９ｃがインバータモードを
１ステップ進める。即ち、インバータモードが“１”
“３”“５”“７”“９”“１１”“１”“３”・・・
の順に選択される。なお、割込処理２および割込処理３
は交互に発生するので、図９中（Ｉ）に示すように、イ
ンバータモードが“０”“１”“２”“３”“４”
“５”“６”“７”“８”“９”“１０”“１１”
“０”“１”“２”“３”・・・の順に選択される。

【００３４】そして、割込処理２、割込処理３によって
インバータモードを１ステップ進めることにより、各イ
ンバータモードに対応して各相の指令電流波形が図９
中、（Ｆ）〜（Ｈ）に示すように変化する。この結果、
ブラシレスＤＣモータ１３の駆動を達成することができ
るとともに、各相の電流指令をほぼ正弦波状にすること
ができる。

【００３５】図１０は図４のブラシレスＤＣモータ駆動
制御装置を用いてブラシレスＤＣモータを駆動した場合
におけるモータ電流と積分器出力とを示す図である。図
１０の波形と図２６の波形とを比較すれば、この実施態
様を採用した場合に、積分信号が非常に小さくなってし
まうという不都合を確実に防止できているとともに、積
分出力の歪みをなくすることができ、磁極位置検出信号
を安定に出力することができることが分かる。

【００３６】図６は上記割込処理１の処理内容を詳細に
説明するフローチャートであり、位置検出器の磁極位置
検出信号の立上りエッジ、立下りエッジのそれぞれで外
部割込要求が受け付けられる。そして、ステップＳＰ１
において外部からの位相量（位相補正角）指令および位
置信号周期演算部１９ｂにより得られた位置信号周期に
基づいて位相補正タイマの値を演算し、ステップＳＰ２
において位相補正タイマ１８ａに補正タイマ値をセット
し、ステップＳＰ３において位相補正タイマをスタート
させる。そして、ステップＳＰ４において前回の割込処
理１でスタートした周期測定タイマをストップさせ、ス
テップＳＰ５において周期測定タイマ値を読み込む（記
憶する）。但し、このステップＳＰ４、ＳＰ５の処理
は、位置信号のエッジの終期を検出するための処理であ
るから、周期測定タイマ値の読み込み後、ステップＳＰ
６において、次回の周期測定のために、周期測定タイマ
は直ちにリセットされ、スタートされる。そして、ステ
ップＳＰ７において記憶した位置信号周期の演算（例え
ば、電気角１°当たりのカウント数の算出）を行い、ス
テップＳＰ８において位置信号周期演算結果に基づいて
ブラシレスＤＣモータ１３の現在の回転速度を演算し、
ステップＳＰ９において外部からの速度指令に従うよう
速度制御を行って電流振幅指令を出力し、そのまま元の
処理に戻る。具体的には、例えば、周期測定タイマ１８
ｂによる実測の結果、磁極位置検出信号の間隔に対応す
るカウント値が３６０であれば、磁極位置検出信号が電
気角１周期の間に６回検出されるので、電気角１周期の
カウント値は３６０×６＝２１６０になる。そして、こ
の値２１６０が３６０°に相当するのであるから、１°
分のカウント値が２１６０／３６０＝６になる。ここ
で、位相量指令が９０°であれば、位相量指令に対応す
るカウント値（タイマ値）は６×（９０−６０）＝１８
０になる。したがって、この値１８０を補正タイマ値と
して位相補正タイマ１８ａにセットし、位相補正タイマ
１８ａをスタートさせる。

【００３７】図７は上記割込処理２の処理内容を詳細に
説明するフローチャートであり、割込処理１でスタート
した位相補正タイマ１８ａがカウントオーバーすること
により割込処理２が受け付けられる。ステップＳＰ１に
おいて予めメモリ１８ｃに設定されているインバータモ
ードを１ステップ進め、ステップＳＰ２において、進め
られたインバータモードに対応する電流パターンを出力
し、ステップＳＰ３において位置信号周期からモード切
替タイマ１８ｆのタイマ値を演算し、ステップＳＰ４に
おいてモード切替タイマ１８ｆに演算により得られたタ
イマ値をセットし、ステップＳＰ５においてモード切替
タイマ１８ｆをスタートさせ、そのまま元の処理に戻
る。

【００３８】図８は上記割込処理３の処理内容を詳細に
説明するフローチャートであり、割込処理２でスタート
したモード切替タイマ１８ｆがカウントオーバーするこ
とにより割込処理３が受け付けられる。ステップＳＰ１
において予めメモリ１８ｃに設定されているインバータ
モードを１ステップ進め、ステップＳＰ２において、進
められたインバータモードに対応する電流パターンを出
力し、そのまま元の処理に戻る。

【００３９】したがって、割込処理２によってインバー
タモードが“０”“２”“４”“６”“８”“１０”
“０”“２”・・・の順に選択され、割込処理３によっ
てインバータモードが“１”“３”“５”“７”“９”
“１１”“１”“３”・・・の順に選択される。そし
て、割込処理２および割込処理３は交互に発生するの
で、インバータモードが“０”“１”“２”“３”
“４”“５”“６”“７”“８”“９”“１０”“１
１”“０”“１”“２”“３”・・・の順に選択され
る。

【００４０】図１１はブラシレスＤＣモータ駆動制御装
置の構成を概略的に示す図、図１２は図１１のマイクロ
プロセッサ１８の内部構成を示す図であり、図４、図５
に示すブラシレスＤＣモータ駆動制御装置の構成と同じ
箇所は同じ符号を付して説明を省略する。この実施態様
においては、図１１に示すように、増幅器１５の出力端
子と積分器１６との間にスイッチ２１が接続されている
とともに、積分器１６と並列に積分入力ホールド用のコ
ンデンサ２２が接続されている。図１１の他の構成部分
は図４の該当する構成部分と同一である。

【００４１】また、この実施態様においては、図１２に
示すように、図５のモード切替タイマ１８ｆに代えて通
電幅制御タイマ１８ｆ´を採用しているとともに、積分
入力カットタイマ１８ｇを採用している。そして、通電
幅制御タイマ１８ｆ´は（通電角−１２０）°分のタイ
マ値が設定され、カウントオーバー信号をモード選択部
１９ｃ´、積分入力カットタイマ１８ｇおよびスイッチ
２１に供給することにより割込処理（図１２中、割込処
理３を参照）を行う。積分入力カットタイマ１８ｇは、
通電幅に対応して予めタイマ値が設定されており、カウ
ントオーバー信号をスイッチ２１に供給することにより
割込処理（図１２中、割込処理４を参照）を行う。な
お、スイッチ２１に対する割込処理３がスイッチオフ処
理であり、割込処理４がスイッチオン処理である。ま
た、速度制御部１９ｆ´は現在の速度および速度指令を
入力として電圧指令を出力する。モード選択部１９ｃ´
は割込処理２、割込処理３に応答してメモリ１８ｃ´か
ら該当する電圧パターンを読み出して出力する。そし
て、電圧パターンと電圧指令とがＰＷＭ（パルス幅変
調）変調部１８ｄ´に供給され、３相分のＰＷＭ変調信
号を出力する。このＰＷＭ変調信号は直接ベース駆動回
路２０に供給される。図１２の他の構成部分は図５の該
当する構成部分と同一である。

【００４２】ここで、インバータモードに対応する電圧
パターンを表２に示す。但し、電圧パターンは、各スイ
ッチングトランジスタ１２ｕ１、１２ｕ２、１２ｖ１、
１２ｖ２、１２ｗ１、１２ｗ２、のＯＮ−ＯＦＦ状態で
示しており、“１”がＯＮ状態に対応し、“０”がＯＦ
Ｆ状態に対応する。

【００４３】

【表２】 図１７はこの実施態様の動作を示す構成各部の波形図で
ある。図１７中、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ブ
ラシレスＤＣモータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相電流ＩＵ，Ｉ
Ｖ，ＩＷが、位相が１２０°ずつずれた状態で変化し、
モータの回転に伴い増幅器１５から出力される信号ＶＮ
Ｍが図１７中（Ｄ）に示すように変化する。この信号Ｖ
ＮＭは、各相において６０°の通電しないモードに入っ
た時に波形が乱れている。したがって、この波形の乱れ
が積分器１６に供給されないようにスイッチ２１をＯＦ
Ｆにすることにより図１７中（Ｅ）に示す信号ＶＮＯが
積分器１６に供給され、この信号ＶＮＯの積分波形が図
１７中（Ｆ）に示すように変化し、波形の乱れの影響を
受けない積分波形が得られる。

【００４４】この積分波形がゼロクロスコンパレータ１
７に供給されることにより、積分波形のゼロクロス点に
おいて立上がり、または立下る位置信号が図１７中
（Ｇ）に示すように出力される。この位置信号の立上り
および立下りにより割込処理１が行なわれ、位相補正タ
イマ１８ａがスタートする｛図１７中（Ｈ）の矢印の起
点を参照｝。この位相補正タイマ１８ａはタイマ値演算
部１９ａによりタイマ値が設定されているのであるか
ら、設定されたタイマ値だけ計時動作を行なった時点で
カウントオーバーする｛図１７中（Ｈ）の矢印の終点を
参照｝。そして、位相補正タイマ１８ａのカウントオー
バーが発生する毎に割込処理２が行なわれ、モード選択
部１９ｃ´がインバータモードを１ステップ進める。即
ち、インバータモードが“０”“２”“４”“６”
“８”“１０”“０”“２”・・・の順に選択される。
また、位相補正タイマ１８ａのカウントオーバーが発生
する毎に割込処理２が行なわれ、通電幅制御タイマ１８
ｆ´がスタートする｛図１７中（Ｉ）の矢印の起点を参
照｝。そして、通電幅制御タイマ１８ｆ´のカウントオ
ーバー｛図１７中（Ｉ）の矢印の終点を参照｝が発生す
る毎に割込処理３が行われ、モード選択部１９ｃ´がイ
ンバータモードを１ステップ進める。即ち、インバータ
モードが“１”“３”“５”“７”“９”“１１”
“１”“３”・・・の順に選択される。なお、割込処理
２および割込処理３は交互に発生するので、図１７中
（Ｒ）に示すように、インバータモードが“０”“１”
“２”“３”“４”“５”“６”“７”“８”“９”
“１０”“１１”“０”“１”“２”“３”・・・の順
に選択される。

【００４５】そして、割込処理２、割込処理３によって
インバータモードを１ステップ進めることにより、各イ
ンバータモードに対応してスイッチングトランジスタ１
２ｕ１，１２ｕ２，１２ｖ１，１２ｖ２，１２ｗ１，１
２ｗ２のＯＮ−ＯＦＦ状態が、図１７中、（Ｌ）〜
（Ｑ）に示すように制御される。この結果、通電期間を
１５０°に設定した状態でのブラシレスＤＣモータ１３
の駆動を達成することができる。

【００４６】また、割込処理３によって積分入力カット
タイマ１８ｇがスタートする｛図１７中（Ｊ）の矢印の
起点を参照｝とともに、スイッチオフを指示するスイッ
チ制御信号｛図１７中（Ｋ）を参照｝をスイッチ２１に
供給する。そして、積分入力カットタイマ１８ｇのカウ
ントオーバーが発生する毎に割込処理４が行われ、スイ
ッチオンを指示するスイッチ制御信号｛図１７中（Ｋ）
を参照｝をスイッチ２１に供給する。したがって、増幅
器１５から出力される信号ＶＮＭの波形が乱れている期
間はスイッチ２１をＯＦＦにし、スイッチ２１がＯＦＦ
になる直前の信号ＶＮＭの値をコンデンサ２２によりホ
ールドするので、積分信号の波形の乱れを解消させるこ
とができる。

【００４７】図１８は図１１，図１２のブラシレスＤＣ
モータ駆動制御装置を用いてブラシレスＤＣモータを駆
動した場合と、スイッチ２１およびコンデンサ２２を設
けていないブラシレスＤＣモータ駆動制御装置を用いて
ブラシレスＤＣモータを駆動した場合とにおける積分器
出力（積分信号）を示す図である。なお、上段が後者の
場合に対応し、下段が前者の場合に対応している。上段
の波形と下段の波形とを比較すれば、この実施態様を採
用した場合に、積分出力の歪みをなくすることができ、
磁極位置検出信号を安定に出力することができることが
分かる。

【００４８】図１３は図１２の割込処理１の処理内容を
詳細に説明するフローチャートであり、位置検出器の磁
極位置検出信号の立上りエッジ、立下りエッジのそれぞ
れで外部割込要求が受け付けられる。そして、ステップ
ＳＰ１において外部からの位相量（位相補正角）指令お
よび位置信号周期演算部１９ｂにより得られた位置信号
周期信号に基づいて位相補正タイマの値を演算し、ステ
ップＳＰ２において位相補正タイマ１８ａに補正タイマ
値をセットし、ステップＳＰ３において位相補正タイマ
をスタートさせる。そして、ステップＳＰ４において前
回の割込処理１でスタートした周期測定タイマをストッ
プさせ、ステップＳＰ５において周期測定タイマ値を読
み込む（記憶する）。但し、このステップＳＰ４、ＳＰ
５の処理は、位置信号のエッジの周期を検出するための
処理であるから、周期測定タイマ値の読み込み後、ステ
ップＳＰ６において、次回の周期測定のために、周期測
定タイマは直ちにリセットされ、スタートされる。そし
て、ステップＳＰ７において記憶した位置信号周期の演
算（例えば、電気角１°当りのカウント数の算出）を行
ない、ステップＳＰ８において位置信号周期演算結果に
基づいてブラシレスＤＣモータ１３の現在の回転速度を
演算し、ステップＳＰ９において外部からの速度指令に
従うよう速度制御を行なって電圧指令を出力し、そのま
ま元の処理に戻る。

【００４９】図１４は図１２の割込処理２の処理内容を
詳細に説明するフローチャートであり、割込処理１でス
タートした位相補正タイマ１８ａがカウントオーバーす
ることにより割込処理２が受け付けられる。ステップＳ
Ｐ１において予めメモリ１８ｃ´に設定されているイン
バータモードを１ステップ進め、ステップＳＰ２におい
て、進められたインバータモードに対応する電圧パター
ンを出力し、ステップＳＰ３において通電幅指令より通
電幅制御タイマ１８ｆ´のタイマ値｛（通電角−１２
０）°分のタイマ値｝を演算し、ステップＳＰ４におい
て通電幅制御タイマ１８ｆ´に演算により得られたタイ
マ値をセットし、ステップＳＰ５において通電幅制御タ
イマ１８ｆ´をスタートさせ、そのまま元の処理に戻
る。

【００５０】図１５は図１２の割込処理３の処理内容を
詳細に説明するフローチャートであり、割込処理２でス
タートした通電幅制御タイマ１８ｆ´がカウントオーバ
ーすることにより割込処理３が受け付けられる。ステッ
プＳＰ１においてスイッチ２１をＯＦＦにするためにス
イッチオフ信号を出力し、ステップＳＰ２において積分
入力カットタイマ１８ｇをスタートさせ、ステップＳＰ
３において予めメモリ１８ｃ´に設定されているインバ
ータモードを１ステップ進め、ステップＳＰ４におい
て、進められたインバータモードに対応する電圧パター
ンを出力し、そのまま元の処理に戻る。

【００５１】したがって、割込処理２によってインバー
タモードが“０”“２”“４”“６”“８”“１０”
“０”“２”・・・の順に選択され、割込処理３によっ
てインバータモードが“１”“３”“５”“７”“９”
“１１”“１”“３”・・・の順に選択される。そし
て、割込処理２および割込処理３は交互に発生するの
で、インバータモードが“０”“１”“２”“３”
“４”“５”“６”“７”“８”“９”“１０”“１
１”“０”“１”“２”“３”・・・の順に選択され
る。

【００５２】図１６は図１２の割込処理４の処理内容を
詳細に説明するフローチャートであり、割込処理３でス
タートした積分入力カットタイマ１８ｇがカウントオー
バーすることにより割込処理４が受け付けられる。ステ
ップＳＰ１においてスイッチ２１をＯＮにすべくスイッ
チオン信号を出力し、そのまま元の処理に戻る。図１
１、図１２のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置におい
て、マイクロプロセッサ１８からスイッチ２１にスイッ
チ制御信号を送る場合、絶縁をとるためにフォトカプラ
などを使用することが必要になる。ここで、フォトカプ
ラなどとして低速なものを採用した場合には、マイクロ
プロセッサ１８からスイッチオフ信号を出力した後、実
際にスイッチ２１がＯＦＦになるまでの期間は通電しな
いモードに入らないようにしなければならない。

【００５３】図１９はこの要請に対処するためのマイク
ロプロセッサ１８の構成を示すブロック図である。図１
９は、割込処理３によって通電幅制御タイマ１８ｆ´に
フォトカプラのターンオン時間分のタイマ値を設定して
通電幅制御タイマ１８ｆ´をスタートさせるようにした
点および積分入力カットタイマ１８ｇのタイマ値をフォ
トカプラのターンオン時間分だけ大きい値に設定した点
が図１２の構成と異なるだけであり、他の部分の構成は
同一であるから説明を省略する。

【００５４】図２１はこの実施態様の動作を示す構成各
部の波形図であり、（Ａ）〜（Ｈ）、（Ｌ）〜（Ｒ）は
図１７の（Ａ）〜（Ｈ）、（Ｌ）〜（Ｒ）と同一であ
る。ただし、図２１は時間軸（横軸）を引き延ばした状
態で示してある。図２１中（Ｈ）に示すように位相補正
タイマ１８ａがカウントオーバーすることにより割込処
理２が行われ、通電幅制御タイマ１８ｆ´に第１のタイ
マ値｛（通電角−１２０）°分のタイマ値｝が設定さ
れ、通電幅制御タイマ１８ｆ´がスタートする｛図２１
中、（Ｉ）の左側の矢印の始点を参照｝。

【００５５】そして、第１のタイマ値が設定された後に
通電幅制御タイマ１８ｆ´がカウントオーバーすること
により割込処理３が行われ、スイッチオフ信号を出力し
てスイッチ２１をＯＦＦにするとともに、通電幅制御タ
イマ１８ｆ´に第２のタイマ値（フォトカプラのターン
オン時間分のタイマ値）を設定し、通電幅制御タイマ１
８ｆ´を再びスタートさせる｛図２１中、（Ｉ）の右側
の矢印の始点を参照｝。また、この割込処理３によって
積分入力カットタイマ１８ｇにタイマ値を設定し、積分
入力カットタイマ１８ｇをスタートさせる。

【００５６】また、第２のタイマ値が設定された後に通
電幅制御タイマ１８ｆ´がカウントオーバーすることに
より再び割込処理３が行われ、モード選択部１９ｃ´に
よりインバータモードを１ステップだけ進めさせ、何れ
かの相を通電しないモードに入らせる。したがって、フ
ォトカプラがターンオンしてスイッチ２１をＯＦＦにす
るタイミングに合せてインバーモードを１ステップだけ
進めることができ、フォトカプラのターンオンの遅れに
起因する積分信号の乱れを未然に防止することができ
る。

【００５７】図２０は図１９の割込処理３を説明するフ
ローチャートであり、割込処理２でスタートした通電幅
制御タイマ１８ｆ´がカウントオーバーすることにより
割込処理３が受け付けられる。ステップＳＰ１において
通電幅制御タイマ１８ｆ´を割込処理２でスタートさせ
たか否かを判定する。そして、通電幅制御タイマ１８ｆ
´を割込処理２でスタートさせたと判定された場合に
は、ステップＳＰ２においてスイッチ２１をＯＦＦにす
るためにスイッチオフ信号を出力し、ステップＳＰ３に
おいて積分入力カットタイマ１８ｇをスタートさせ、ス
テップＳＰ４において通電幅制御タイマ１８ｆ´に第２
のタイマ値をセットし、ステップＳＰ５において通電幅
制御タイマ１８ｆ´をスタートさせ、そのまま元の処理
に戻る。また、ステップＳＰ１において通電幅制御タイ
マ１８ｆ´を割込処理２でスタートさせていないと判定
された場合には、ステップＳＰ６において予めメモリ１
８ｃ´に設定されているインバータモードを１ステップ
進め、ステップＳＰ７において、進められたインバータ
モードに対応する電圧パターンを出力し、そのまま元の
処理に戻る。

【００５８】なお、割込処理１、割込処理２、割込処理
４はそれぞれ図１３、図１４、図１６の処理と同様であ
るから説明を省略する。以上の何れの実施態様において
も、信号波形の乱れを防止して磁極位置を正確に検出す
ることができるので、モータ定数の不平衡が存在する場
合、大電流時等においてもブラシレスＤＣモータを安定
に駆動することができる。

【００５９】また、図９中、（Ｆ）〜（Ｈ）に示すよう
に各相の電流指令を正弦波状に設定する代わりに、図２
２中、（Ｇ）〜（Ｈ）に示すように各相の電流指令を三
角波状に設定することが可能であるほか、図２３中、
（Ｇ）〜（Ｈ）に示すように各相の電流指令を台形波状
に設定することが可能である。また、以上の何れの実施
態様においても、例えば、電流振幅指令または電圧指令
を既知の負荷パターン（例えば、圧縮機の負荷パター
ン）に基づいて増減させ、増減させられた電流振幅指令
または電圧指令を掛け算器またはＰＷＭ変調器に供給す
ることによりトルク制御を行わせることが可能である。
この場合には、負荷パターンに応じてブラシレスＤＣモ
ータの発生トルクが変化させられるので、ブラシレスＤ
Ｃモータの１回転中における速度差を大幅に低減するこ
とができ、振動発生をも大幅に抑制することができる。
この結果、１回転中の負荷変動が著しい１シリンダのコ
ンプレッサをブラシレスＤＣモータで駆動する場合であ
っても、１回転中における速度差を大幅に低減すること
ができ、振動発生をも大幅に抑制することができる。し
たがって、２シリンダのコンプレッサと比較して著しく
安価な１シリンダのコンプレッサを使用することが可能
になり、コンプレッサを含むシステム全体のコストを大
幅に低減することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、インバ
ータの出力波形が急峻に変化する点を皆無にし、出力波
形の急峻な変化に起因する磁極位置検出信号の乱れを防
止して、電気回路定数の不平衡に拘らず、ブラシレスＤ
Ｃモータを安定に駆動することができ、ひいては、負荷
が急変するようなシステムにおいても運転範囲を大幅に
拡大することができるという特有の効果を奏する。

【００６１】請求項２の発明は、請求項１と同様の効果
を奏する。請求項３の発明は、請求項１と同様の効果を
奏する。請求項４の発明は、請求項１と同様の効果を奏
する。請求項５の発明は、ブラシレスＤＣモータの速度
変動を解消し、または大幅に抑制することができ、この
結果、負荷をスムーズに駆動することができるほか、請
求項１から請求項４の何れかと同様の効果を奏する。

【００６２】請求項６の発明は、インバータの出力波形
が急峻に変化する点が皆無になり、出力波形の急峻な変
化に起因する磁極位置検出信号の乱れを防止して、電気
回路定数の不平衡に拘らず、ブラシレスＤＣモータを安
定に駆動することができ、ひいては、負荷が急変するよ
うなシステムにおいても運転範囲を大幅に拡大すること
ができるという特有の効果を奏する。

【００６３】請求項７の発明は、請求項６と同様の効果
を奏する。請求項８の発明は、請求項６と同様の効果を
奏する。請求項９の発明は、請求項６と同様の効果を奏
する。請求項１０の発明は、インバータの出力波形が急
峻に変化することに起因するノイズが回転子位置検出手
段に供給されることを確実に防止することができ、差電
圧に基づいて回転子の磁極位置を正確に検出することが
でき、この結果、電気回路定数の不平衡に拘らず、ブラ
シレスＤＣモータを安定に駆動することができ、ひいて
は、負荷が急変するようなシステムにおいても運転範囲
を大幅に拡大することができるという特有の効果を奏す
る。

【００６４】請求項１１の発明は、ブラシレスＤＣモー
タの速度変動を解消し、または大幅に抑制することがで
き、この結果、負荷をスムーズに駆動することができる
ほか、請求項６から請求項１０の何れかと同様の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置
の一実施例を示す概略図である。

【図２】表面磁石構造のブラシレスＤＣモータの構成を
概略的に示す図である。

【図３】埋込磁石構造のブラシレスＤＣモータの構成を
概略的に示す図である。

【図４】ブラシレスＤＣモータ駆動制御装置の構成を概
略的に示す図である。

【図５】図４のマイクロプロセッサの内部構成を示す図
である。

【図６】図５の割込処理１の処理内容を詳細に説明する
フローチャートである。

【図７】図５の割込処理２の処理内容を詳細に説明する
フローチャートである。

【図８】図５の割込処理３の処理内容を詳細に説明する
フローチャートである。

【図９】図４のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置の各
部の信号波形、処理内容を示す図である。

【図１０】図４のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置を
用いてブラシレスＤＣモータを駆動した場合におけるモ
ータ電流と積分器出力とを示す図である。

【図１１】ブラシレスＤＣモータ駆動制御装置の他の構
成を概略的に示す図である。

【図１２】図１１のマイクロプロセッサの内部構成を示
す図である。

【図１３】図１２の割込処理１の処理内容を詳細に説明
するフローチャートである。

【図１４】図１２の割込処理２の処理内容を詳細に説明
するフローチャートである。

【図１５】図１２の割込処理３の処理内容を詳細に説明
するフローチャートである。

【図１６】図１２の割込処理４の処理内容を詳細に説明
するフローチャートである。

【図１７】図１１のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置
の各部の信号波形、処理内容を示す図である。

【図１８】図１１のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置
を用いてブラシレスＤＣモータを駆動した場合における
積分器出力と、スイッチ２１およびコンデンサ２２を有
していないブラシレスＤＣモータ駆動制御装置を用いて
ブラシレスＤＣモータを駆動した場合における積分器出
力とを示す図である。

【図１９】図１１のマイクロプロセッサの他の内部構成
を示す図である。

【図２０】図１９の割込処理３の処理内容を詳細に説明
するフローチャートである。

【図２１】図１９のマイクロプロセッサを採用した図１
１のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置の各部の信号波
形、処理内容を示す図である。

【図２２】図４のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置に
おいて各相電流指令を三角波状に設定した場合における
各部の信号波形および処理内容を示す図である。

【図２３】図４のブラシレスＤＣモータ駆動制御装置に
おいて各相電流指令を台形波状に設定した場合における
各部の信号波形および処理内容を示す図である。

【図２４】通電幅が１２０°の場合におけるモータ電流
と積分出力とを示す図である。

【図２５】通電幅が１５０°の場合におけるモータ電流
と積分出力とを示す図である。

【図２６】通電幅が１８０°の場合におけるモータ電流
と積分出力とを示す図である。

【図２７】通電幅が１２０°の場合における積分入力と
積分出力とを示す図である。

【図２８】通電幅が１５０°の場合における積分入力と
積分出力とを示す図である。

【図２９】通電幅が１８０°の場合における積分入力と
積分出力とを示す図である。

【符号の説明】

２，１２ インバータ ３，１３ ブラシレスＤＣモ
ータ ５ 制御回路 １３ｕ，１３ｖ，１３ｗ 固定子巻線 １４ｕ，１４ｖ，１４ｗ 抵抗 １６ 積分器 １７ ゼロクロスコンパレータ １８ マイクロプロ
セッサ １８ｃ´ メモリ １９ｃ´ モード選択部 ２１ スイッチ ２２ コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−46882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−189993（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−288992（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータ（２）（１２）の各相の出力
   端子に一方の端部が接続された抵抗（１４ｕ）（１４
   ｖ）（１４ｗ）の他方の端部を互いに接続して第１中性
   点電圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモータ（３）
   （１３）の各相の固定子巻線（１３ｕ）（１３ｖ）（１
   ３ｗ）の一方の端部を互いに接続して第２中性点電圧を
   得、第１中性点電圧と第２中性点電圧との差に基づいて
   ブラシレスＤＣモータ（３）（１３）の回転子（１３
   ｅ）の磁極位置を検出し、検出された磁極位置に基づい
   て制御されるインバータ（２）（１２）からの出力をブ
   ラシレスＤＣモータ（３）（１３）に供給してブラシレ
   スＤＣモータ（３）（１３）を駆動するブラシレスＤＣ
   モータ駆動方法であって、インバータ（２）（１２）の
   出力波形を滑らかに変化させるべくインバータ（２）
   （１２）を制御することを特徴とするブラシレスＤＣモ
   ータ駆動方法。
2. 【請求項２】 インバータ（２）（１２）の電圧波形を
   滑らかに変化させるべくインバータ（２）（１２）を制
   御する請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ駆動方
   法。
3. 【請求項３】 インバータ（２）（１２）の電流波形を
   滑らかに変化させるべくインバータ（２）（１２）を制
   御する請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ駆動方
   法。
4. 【請求項４】 インバータ（２）（１２）の出力波形を
   正弦波状に変化させるべくインバータ（２）（１２）を
   制御する請求項１から請求項３の何れかに記載のブラシ
   レスＤＣモータ駆動方法。
5. 【請求項５】 １回転中のブラシレスＤＣモータ（３）
   （１３）の速度変動を抑制するようにインバータ（２）
   （１２）の出力波形を変化させるべくインバータ（２）
   （１２）を制御する請求項１から請求項４の何れかに記
   載のブラシレスＤＣモータ駆動方法。
6. 【請求項６】 インバータ（２）（１２）の各相の出力
   端子に一方の端部が接続された抵抗（１４ｕ）（１４
   ｖ）（１４ｗ）の他方の端部を互いに接続して第１中性
   点電圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモータ（３）
   （１３）の各相の固定子巻線（１３ｕ）（１３ｖ）（１
   ３ｗ）の一方の端部を互いに接続して第２中性点電圧を
   得、第１中性点電圧と第２中性点電圧との差に基づいて
   ブラシレスＤＣモータ（３）（１３）の回転子（１３
   ｅ）の磁極位置を検出し、検出された磁極位置に基づい
   て制御されるインバータ（２）（１２）からの出力をブ
   ラシレスＤＣモータ（３）（１３）に供給してブラシレ
   スＤＣモータ（３）（１３）を駆動するブラシレスＤＣ
   モータ駆動装置であって、インバータ（２）（１２）の
   出力波形を滑らかに変化させるべくインバータ（２）
   （１２）を制御するインバータ制御手段（５）（１８）
   を含むことを特徴とするブラシレスＤＣモータ駆動装
   置。
7. 【請求項７】 インバータ制御手段（５）（１８）が、
   インバータ（２）（１２）の電圧波形を滑らかに変化さ
   せるべくインバータを制御するものである請求項６に記
   載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。
8. 【請求項８】 インバータ制御手段（５）（１８）が、
   インバータ（２）（１２）の電流波形を滑らかに変化さ
   せるべくインバータ（２）（１２）を制御するものであ
   る請求項６に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。
9. 【請求項９】 インバータ制御手段（５）（１８）が、
   インバータ（２）（１２）の出力波形を正弦波状に変化
   させるべくインバータ（２）（１２）を制御するもので
   ある請求項６から請求項８の何れかに記載のブラシレス
   ＤＣモータ駆動装置。
10. 【請求項１０】 インバータ（２）（１２）の各相の出
    力端子に一方の端部が接続された抵抗（１４ｕ）（１４
    ｖ）（１４ｗ）の他方の端部を互いに接続して第１中性
    点電圧を得るとともに、ブラシレスＤＣモータ（３）
    （１３）の各相の固定子巻線（１３ｕ）（１３ｖ）（１
    ３ｗ）の一方の端部を互いに接続して第２中性点電圧を
    得、第１中性点電圧と第２中性点電圧との差に基づいて
    ブラシレスＤＣモータ（３）（１３）の回転子（１３
    ｅ）の磁極位置を検出し、検出された磁極位置に基づい
    て制御されるインバータ（２）（１２）からの出力をブ
    ラシレスＤＣモータ（３）（１３）に供給してブラシレ
    スＤＣモータ（３）（１３）を駆動するブラシレスＤＣ
    モータ駆動装置であって、インバータ（２）（１２）の
    通電幅を１８０°未満の所定幅に設定する通電幅設定手
    段（１８ｃ’）（１９ｃ’）（１８ｆ’）（１９ａ）
    と、インバータ（２）（１２）の非通電幅に対応させて
    差電圧の回転子位置検出手段（１６）（１７）への供給
    を中断させる差電圧供給中断手段（２１）（２２）とを
    含むことを特徴とするブラシレスＤＣモータ駆動装置。
11. 【請求項１１】 インバータ制御手段（５）（１８）
    が、１回転中のブラシレスＤＣモータ（３）（１３）の
    速度変動を抑制するようにインバータ（２）（１２）の
    出力波形を変化させるべくインバータ（２）（１２）を
    制御するものである請求項６から請求項１０の何れかに
    記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。