JP4968312B2 - モータ駆動制御装置 - Google Patents
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Description
(1)全体及びモータの構成
図1は、ブラシレスDCモータ51と、このブラシレスDCモータ51の駆動を制御するためのモータ駆動制御装置1とを含むモータの駆動制御システム100全体の構成図である。ブラシレスDCモータ51は、図2の空気調和装置X1の室外機X3におけるプロペラファン61の駆動源として用いられるファンモータであって、ステータ52と、ロータ53と、3つのホールIC54u,54v,54w(位置検出部に相当)とを備えている。尚、以下では、説明を簡単にするため、ブラシレスDCモータ51を、単にモータ51と記載する。
次いで、本実施形態に係るモータ駆動制御装置1の構成について説明する。本実施形態のモータ駆動制御装置1は、図1に示すように、異常検出部2、回転数検出部3、回転方向検知部4、表示部5a、受信部5b(指示受付部に相当)、センサレス位置推定部6及び駆動電圧生成部7を備える。
異常検出部2は、位置検出信号Hu〜Hwそれぞれの異常を検出し、故障等の不具合が生じた各ホールIC54u〜54wを判断する。ここで、位置検出信号Hu〜Hwそれぞれの異常を検出する方法としては、例えばホールIC54u〜54wの位置に基づいて出力される各位置検出信号Hu〜Hwについて論理演算を行うことで、本来出力されるべき位置検出信号Hu〜Hwが出力されているか否かを判断する方法や、モータ51に直流励磁して位置検出信号Hu〜Hwの異常を確認する方法等が挙げられる。本実施形態では、モータ51の回転時だけではなく、モータ51が通常回転を行う前(即ち、モータ51の起動前)においても各ホールIC54u〜54wに不具合が生じているか否かを判断可能なように、異常検出部2が、上述した方法のうち前者の方法を用いる場合を例に取る。
回転数検出部3は、各ホールIC54u〜54wから出力される位置検出信号Hu〜Hwを用いて、モータ51におけるロータ53の回転数を計測する。特に、本実施形態に係る回転数検出部3は、異常検出部2により異常であると判断された位置検出信号Hu〜Hwがある場合には、異常と検出された位置検出信号Hu,Hv,Hwを除く残りの位置検出信号Hu,Hv,Hw(即ち、不具合が生じていない正常なホールIC54u〜54wから出力される位置検出信号Hu〜Hw)のうち少なくとも1つを用いて、モータ51におけるロータ53の回転数を検出する。例えば、位置検出信号Huが異常である場合には、回転数検出部3は、位置検出信号Hv,Hwを用いてモータ51におけるロータ53の回転数を検出する。また、異常検出部2により異常と検出された位置検出信号Hu〜Hwがない場合には、回転数検出部3は、位置検出信号Hu〜Hw全てに基づいて、モータ51におけるロータ53の回転数を検出する。
回転方向検知部4は、各ホールIC54u〜54wから出力される位置検出信号Hu〜Hwを用いて、モータ51におけるロータ53の回転方向を検知する。特に、本実施形態に係る回転方向検知部4は、回転数検出部3と同様、異常検出部2により異常と検出された位置検出信号Hu〜Hwを除く残りの位置検出信号Hu〜Hwを用いて、モータ51におけるロータ53の回転方向を検出する。例えば、位置検出信号Huが異常である場合には、回転方向検知部4は、位置検出信号Hv,Hwを用いてモータ51におけるロータ53の回転方向を検知する。尚、異常検出部3により異常と検出された位置検出信号Hu〜Hwがない場合には、回転方向検知部4は、位置検出信号Hu〜Hw全てに基づいて、モータ51におけるロータ53の回転方向を検出する。
表示部5aは、異常検出部2が位置検出信号Hu〜Hwの異常を検出した場合、これを表示するためのものであって、図2に示すように、空調和装置X1の室内機X2に設けられている。表示部5aは、例えばLED等で構成されており、位置検出信号Hu〜Hwのうち1つでも異常が検出された場合、点灯や点滅を行う。また、表示部5aは、位置検出信号Hu〜Hw全てが正常である場合と、1以上の位置検出信号Hu〜Hwが異常である場合とで、点灯する色を変えても良い。これにより、室内機X2の利用者は、ホールIC54u〜54wに異常がある旨を知ることができる。
センサレス位置推定部6は、いわゆるセンサレス方式によりモータ51を駆動させる際に用いられるロータ53の位置を検出するためのものであって、位置検出コンパレータ等を含む。例えばセンサレス位置推定部6は、モータ51に発生した誘起電圧Vun〜Vwn及びモータ51の中性点電圧(具体的には、モータ51の端子TNの電圧)に基づいてステータ52に対するロータ53の位置を検出する。即ち、センサレス位置推定部6は、位置検出信号Hu〜Hwを用いずにロータ53の位置を推定する。
駆動電圧生成部7は、モータ51を駆動制御するための駆動電圧SU1,SV1,SW1を生成してモータ51に出力する。特に、本実施形態に係る駆動電圧生成部7は、異常検出部2により位置検出信号Hu〜Hwのうち少なくとも1つの異常が検出された場合にも、モータ51を駆動することができるものであって、異常時位置推定部8、ゲート制御信号生成部9及び出力回路10を有する。
異常時位置推定部8は、異常と検出された位置検出信号Hu〜Hwを除く残りの位置検出信号Hu〜Hwのうち少なくとも1つを用いて、ロータ53の位置を推定する。特に、異常時位置推定部8は、異常検出部2により異常であると検出された位置検出信号Hu〜Hwが1または2つある場合に、ロータ53の位置推定を行う。
ゲート制御信号生成部9は、例えばCPUとメモリとを含むマイクロコンピュータで構成され、ロータ53の回転数や回転方向等に応じた駆動電圧SU1〜SW1がモータ51に出力されるように、出力回路10における絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6(後述)をオン及びオフさせるためのゲート制御信号Gu,Gx,Gv,Gy,Gw,Gzを生成する。特に、本実施形態に係るゲート制御信号生成部9は、異常検出部2による検出結果に応じて、ゲート制御信号Gu〜Gzの生成方法を変化させる。
出力回路10は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(以下、簡単にトランジスタという)Q1〜Q6と還流用のダイオードD1〜D6とを含む。トランジスタQ1及びQ2、Q3及びQ4、Q5及びQ6は、電源部11からの電源電圧が供給される電源配線とGNDのラインとの間に直列に接続されている。トランジスタQ1及びQ2、Q3及びQ4、Q5及びQ6の間の各接続点NU,NV,NWは、それぞれモータ51のU相、V相及びW相の駆動コイル端子TU,TV,TWに接続されている。ダイオードD1〜D6は、各トランジスタQ1〜Q6に逆電圧が印加された場合に導通するような特性を有しており、各トランジスタQ1〜Q6に並列に接続されている。
(3−1)全体的な制御動作
図5は、モータ駆動制御装置1が行う制御動作の流れを示すフローチャートである。以下では、異常な位置検出信号Hu〜Hwが1つまたは2つある場合には、モータ51の回転数、回転方向及び位置推定信号Hu'〜Hw'は、正常な位置検出信号Hu〜Hw全てから検出及び生成される場合を例に取る。尚、ここでは、以下に説明する駆動電圧生成部7の動作が、位置検出信号Hu〜Hwにおいて異常が検出された際に自動的に行われる場合を例に取る。
次に、モータ駆動制御装置1がモータ51の駆動を制御する一例について簡単に説明する。図6は、ホールIC54uにおいて不具合が生じた場合に、モータ駆動制御装置1が出力する各信号や、モータ51の各駆動コイルLu〜Lwに発生する誘起電圧Vun,〜Vwn等を示したタイミングチャートである。尚、図6のゲート制御信号Gu〜Gzは、“ON”である場合を“H”、“OFF”である場合を“L”として示している。
(A)
本実施形態に係るモータ駆動制御装置1は、少なくとも1つのホールIC54u〜54wに故障等の不具合が生じたために、そのホールIC54u〜54wから出力される位置検出信号Hu〜Hwに異常がある場合、正常な位置検出信号Hu〜Hwの少なくとも1つに基づいて、駆動電圧SU1〜SW1を生成し、モータ51に出力する。このように、異常である位置検出信号Hu〜Hwは用いられずに駆動電圧SU1〜SW1が生成されるため、モータ51は、異常である位置検出信号Hu〜Hwの影響を受けることなく、安定して回転することができる。
また、モータ駆動制御装置1によると、異常である位置検出信号Hu〜Hwを用いて駆動電圧SU1〜SW1が生成されるかわりに、正常な位置検出信号Hu〜Hwを用いて推定された異常時位置推定信号Hu2'〜Hw2'を用いて駆動電圧SU1〜SW1が生成される。これにより、モータ51は、より安定して回転を行うことができる。
また、モータ駆動制御装置1によると、正常な位置検出信号Hu〜Hwを用いてモータ51の回転数が検出され、このモータ51の回転数に基づいて駆動電圧SU1〜SW1が生成される。そのため、モータ51の回転数制御がより適切に行われるようになる。
また、モータ51の位置検出部としてホールICが用いられることにより、複雑な回路や演算を用いなくても、回転子の位置を検出することができるため、コストを削減することができる。
また、モータ駆動制御装置1は、ホールIC54u〜54w全てに不具合が生じている場合には、位置検出信号Hu〜Hwを用いずに回転子の位置を推定し、駆動電圧SU1〜SW1を生成する。従って、不具合の生じているホールIC54u〜54wから出力される位置検出信号Hu〜Hwの影響を受けることなく、モータ51は回転を継続することができる。
また、モータ駆動制御装置1は、異常検出部2が位置検出信号Hu〜Hwの異常を検出したことを表示する表示部5aを備えているため、利用者は、ホールIC54u〜54wに不具合が生じていることを知ることができる。
また、モータ駆動制御装置1は、駆動電圧生成部7による上記動作の実行指示を受信することができる受信部5bを備えている。従って、利用者は、ホールIC54u〜54wにおいて異常が生じており、表示部5aに異常を検出したことが表示されている場合でも、駆動電圧生成部7に上述した動作を行わせるか否かを選択し、リモートコントローラを介して指示することができる。また、モータ駆動制御装置1は、位置検出信号Hu〜Hwのうち少なくとも1つが異常である場合にも、利用者の指示に基づいて上記駆動電圧SU1〜SW1の生成動作行うことで、ブラシレスDCモータ51を駆動することができる。
上記実施形態において、ホールIC54u〜54wの仕様が不明な場合や、各ホールIC54u〜54wから出力される位置検出信号Hu〜Hwが、ゲート制御信号生成部9においてどのポートに入力されるのかが不明な場合には、更に以下の方法を用いることで、より確実にモータ51を回転させることができる。
上記第1実施形態では、モータ51が回転している途中でホールIC54u〜54wに異常が発生した場合の、モータ51の駆動制御方法について説明したが、第2実施形態では、モータ51の起動前から既にホールICの少なくとも1つに異常がある場合に、モータ51を確実に起動することができる方法について説明する。図8は、第2実施形態に係るモータ駆動制御装置101と、このモータ駆動制御装置101により駆動制御されるモータ51とを含むモータの駆動制御システム200全体の構成図である。
モータ駆動制御装置101は、異常検出部102、回転数検出部103、回転方向検知部104、表示部105a、受信部105b(指示受付部に相当)、センサレス位置推定部106、駆動電圧生成部107(固定電圧生成部及び駆動電圧生成部に相当)及び位置決定部112を備える。駆動電圧生成部107は、異常時位置推定部108、ゲート制御信号生成部109及び出力回路110を有する。尚、異常検出部102、回転数検出部103、回転方向検知部104、表示部105a、センサレス位置推定部106、駆動電圧生成部107の異常時位置推定部108及び出力回路110については、第1実施形態で同じ名称を付して示した図1に係る異常検出部2、回転数検出部3、回転方向検知部4、表示部5a、センサレス位置推定部6、駆動電圧生成部7の異常時位置推定部8及び出力回路10と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。以下より、本実施形態の一特徴である位置決定部112、ゲート制御信号生成部109及び受信部105bについて説明する。
位置決定部112は、ホールIC54u〜54wの少なくとも1つが異常である場合、モータ51を起動させるための駆動電圧SU2〜SW2の印加時に正回転方向へのトルクが発生するようなロータ53の所定位置を決定する。尚、本実施形態に係る異常検出部102は、モータ51の起動前にホールIC54u〜54wの異常検出を行うとする。そのため、位置決定部112は、ロータ53の所定位置を決定する動作を、モータ51が通常回転を行う前、即ちモータ51の起動前に行う。また、異常が検出された場合には、その旨が表示部105aに表示される。
ゲート制御信号生成部109は、出力回路110の各トランジスタQ1〜Q6をオン及びオフさせるためのゲート制御信号Gu〜Gzを生成する。
受信部105bは、第1実施形態に係る受信部5bと同様、リモートコンローラを介してなされる利用者からの各種運転指示を受け付けることができる。特に、受信部105bは、上述した位置決定部112による回転子の所定位置の決定動作、及び駆動電圧生成部107による駆動電圧SU2〜SW2の生成動作の実行指示やこれらの動作の停止指示を受け付けることができる。
(A)
このモータ駆動制御装置101は、モータ51の起動前に、ホールIC54u〜54wが故障していると予め分かっている場合には、直流励磁によりロータ53を正回転方向へのトルクが発生するような所定位置に移動させ固定した後に、モータ51を起動させる。これにより、モータ51の起動直後、モータ51には正回転方向へのトルクが発生するため、モータ51は確実に起動することができる。
ところで、ホールIC54u〜54wの少なくとも1つが異常であると、起動後のモータ51は、異常であるホールIC54u〜54wから出力される位置検出信号Hu〜Hwの影響を受ける場合がある。すると、モータ51に通電する電流の増加や騒音、振動などが生じてしまう。しかし、モータ駆動制御装置101は、位置検出信号Hu〜Hwの正常/異常の状態に基づいて決定した通電期間の間はモータ51を起動させるための駆動電圧SU2〜SW2を出力し、通電期間以外はこの駆動電圧SU2〜SW2の出力を停止する。これにより、モータ51は、起動後も、異常である位置検出信号Hu〜Hwの影響を受けずに済む。
また、通電期間とは、位置検出信号Hu〜Hwが正常な期間である。これにより、モータ51を起動させるための駆動電圧SU2〜SW2は、位置検出信号Hu〜Hwが正常な期間において、モータ51に出力されるようになる。
また、モータ駆動制御装置101によると、異常検出部102は、モータ51の起動前にホールIC54u〜54wの異常検出を行うため、モータ51は、起動直後から異常な位置検出信号Hu〜Hwの影響を受けることなく回転することができる。
そして、第1実施形態と同様、位置検出信号Hu〜Hwの異常が検出された場合には、その旨が表示部105aに表示されるため、利用者は、ホールIC54u〜54wに不具合が生じていることを知ることができる。
また、第1実施形態と同様、モータ駆動制御装置101は、駆動電圧生成部107による上記動作の実行指示をリモートコントローラを介して受信することができる。従って、利用者は、ホールIC54u〜54wにおいて異常が生じており、表示部105aに異常を検出したことが表示されている場合でも、駆動電圧生成部107に上述した動作を行わせるか否かを選択し、リモートコントローラを介して指示することができる。そして、モータ駆動制御装置101は、ホールIC54u〜54wのうち少なくとも1つが異常である場合にも、利用者の指示に基づいて上記動作行うことで、ブラシレスDCモータ51を起動させることができる。
第3実施形態では、モータ51の起動前から既にホールIC54u〜54wの少なくとも1つに異常がある場合、またはモータ51の通常回転時にホールIC54u〜54wの少なくとも1つに異常となった場合に、モータ51を確実に起動及び駆動可能な他の方法について説明する。図10は、第3実施形態に係るモータ駆動制御装置201と、このモータ駆動制御装置201により駆動制御されるモータ51とを含むモータの駆動制御システム300全体の構成図である。
モータ駆動制御装置201は、モータ51の起動前からホールIC54u〜54wの少なくとも1つに不具合が生じている場合には、センサレス駆動によりモータ51を起動させる。
センサレス位置推定部206は、第1実施形態と同様、位置検出コンパレータ等を含み、モータ51に発生した誘起電圧Vun〜Vwn及びモータ51の中性点電圧(具体的には、モータ51の端子TNの電圧)に基づいてステータ52に対するロータ53の位置を検出する。即ち、センサレス位置推定部206は、位置検出信号Hu〜Hwを用いずにロータ53の位置を推定する。尚、センサレス位置推定部206は、位置検出信号Hu〜Hwの少なくとも1つに異常があるか否かに関係なく、常に機能してもよい。
ゲート制御信号生成部209は、ホールIC54u〜54w全てが正常である場合、ホールIC54u〜54wから出力される位置検出信号Hu〜Hwに基づいてゲート制御信号Gu〜Gzを生成する。ゲート制御信号生成部209は、ホールIC54u〜54wの少なくとも1つが異常である場合には、ロータ53の位置に関係なくゲート制御信号Gu〜Gzを生成する。この時、出力回路210からは、ロータ53の位置に関係なくモータ51を起動するための駆動電圧SU3〜SW3が出力される。具体的には、ゲート制御信号生成部209は、駆動電圧SU3〜SW3として、モータ51を起動することが可能な所定電圧を所定周波数でロータ53の位置に関係なく出力する、いわゆる同期運転を行なう。この際、ゲート制御信号生成部209は、上記所定電圧及び所定周波数を徐々に増加させていくことにより、スムーズにモータ51を加速することができる。更に、第2実施形態で述べたように、モータ51を起動させる前に所定位置にロータ53を固定することにより、その後の同期運転開始時にロータ53が逆転することがなくなるため、よりスムーズな起動及び加速が可能となる。そして、ゲート制御信号生成部209は、モータ51の起動後、モータ51の誘起電圧が発生することによってセンサレス位置推定部206により推定されたロータ53の位置に基づいて、ゲート制御信号Gu〜Gzを生成する。この時、出力回路210からは、モータ51を通常回転させるための駆動電圧SU3〜SW3が出力され、表示部205aには、異常が検出された旨が表示される。
受信部205bは、第1及び第2実施形態に係る受信部5b,105bと同様、リモートコンローラを介してなされる利用者からの各種運転指示を受け付けることができる。特に、受信部205bは、上述した駆動電圧生成部207による駆動電圧SU3〜SW3の生成動作(即ち、ゲート制御信号生成部209による駆動電圧SU3〜SW3の生成動作)の実行指示や、これらの動作の停止指示を受け付けることができる。より具体的には、受信部205bは、ブラシレスDCモータ51の起動時、ロータ53の位置に関係なくブラシレスDCモータ51を起動するための駆動電圧SU3〜SW3が生成されると共に、ブラシレスDCモータ51の起動後、推定されたロータ53の位置に基づいて駆動電圧SU3〜SW3が生成される動作の実行指示を受け付けることができる。
(A)
このモータ駆動制御装置201は、ホールIC54u〜54wが1つでも異常である場合には、モータ51についてセンサレス駆動を行う。従って、モータ51の起動前から既にホールIC54u〜54wの少なくとも1つに異常がある場合、またはモータ51の通常回転時にホールIC54u〜54wの少なくとも1つに異常となった場合にも、モータ51は、異常であるホールIC54u〜54wの影響を受けずに起動及び駆動することができる。
そして、第1及び第2実施形態と同様、ホールIC54u〜54wが1つでも異常である場合には、その旨が表示部205aに表示されるため、利用者は、ホールIC54u〜54wに不具合が生じていることを知ることができる。
また、第1及び第2実施形態と同様、モータ駆動制御装置201は、駆動電圧生成部207による上記動作の実行指示をリモートコントローラを介して受信することができる。従って、利用者は、ホールIC54u〜54wにおいて異常が生じており、表示部205aに異常を検出したことが表示されている場合でも、駆動電圧生成部207に上述した動作を行わせるか否かを選択し、リモートコントローラを介して指示することができる。そして、モータ駆動制御装置201は、ホールIC54u〜54wのうち少なくとも1つが異常である場合にも、利用者の指示に基づいて上記動作行うことで、ブラシレスDCモータ51を起動及び駆動させることができる。
(a)
第1〜第3実施形態では、位置検出部としてホールICが用いられた場合について説明したが、位置検出部は、ホールIC以外のものであってもよい。本発明に係る位置検出部としては、例えば以下のものが挙げられる。
(I)ホール素子やホールICのように、磁気検出センサによりロータ53の位置を直接的に検出するもの。
(II)駆動コイルLu,Lv,Lwに発生する誘起電圧Vun,Vvn,Vwnを用いて、ロータ53の位置を間接的に検出するもの。
上記第1実施形態では、図5に示すように、正常な位置検出信号Hu〜Hwを最大数用いて(即ち、異常な位置検出信号Hu〜Hwが2つである場合には、2つの位置検出信号Hu〜Hwを用いて)駆動電圧SU1〜SW1を生成する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、正常な位置検出信号Hu〜Hwが2つである場合、1つの位置検出信号Hu〜Hwを用いて駆動電圧SU1〜SW1を生成しても良い。但し、正常な位置検出信号Hu〜Hwを多く用いて駆動電圧SU1〜SW1を生成することにより、モータ51をより確実に回転させることが可能となる。
上記第1及び第2実施形態では、位置検出信号Hu〜Hwが異常である場合、異常時位置推定部8,108が位置推定を行い、その結果が駆動電圧の生成に用いられる場合について説明した。しかし、位置検出信号Hu〜Hwが異常である場合、異常時位置推定部8,108による位置推定が行われずとも、正常な位置検出信号Hu〜Hwのみを用いて駆動電圧が生成されてもよい。
上記第1〜第3実施形態では、モータ駆動制御装置1,101,201が、空気調和機の室外機におけるファンモータ51をそれぞれ駆動する場合を例に取り説明したが、これに限定されない。本発明に係るモータ駆動制御装置1,101,201は、例えば換気扇用モータを駆動する場合にも適用できる。
上記第1〜第3実施形態では、出力回路10,110,210として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを用いた場合について記載したが、これに限定されない。出力回路は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの代わりに例えばMOSトランジスタ等を用いた構成であってもよい。
上記第1〜第3実施形態では、モータ駆動制御装置1,101,201が、ロータ53の回転方向を検知するための回転方向検知部4,104,204をそれぞれ備えている場合について記載したが、これに限定されない。モータ駆動制御装置が例えば逆回転しないモータの駆動用として用いられる場合は、回転方向検知部は設けられなくともよい。
上記第1及び第2実施形態では、図1や図8に示すように、ホールIC54u〜54wが1つまたは2つ異常な場合にロータ53の位置を推定する機能部(具体的には、異常時位置推定部)と、センサレス駆動時にロータ53の位置を推定する機能部(具体的には、センサレス位置推定部)とを、分けて記載した。しかし、ホールIC54u〜54wが1つまたは2つ異常な場合のロータ53の位置推定と、センサレス駆動時におけるロータ53の位置推定とは、1つの機能部で行われても良い。これにより、ロータ53の位置を推定する機能部を、センサレス駆動時用とセンサレス駆動時以外用とで分けずに、1つ設ければよいため、モータ駆動制御装置自体を比較的小さくすることができる。
上記第2実施形態では、駆動電圧生成部107が、ロータ53を所定位置に固定させるための駆動電圧(即ち、固定電圧)を生成すると共に、モータ51を起動させるための駆動電圧を生成する場合について説明した。しかし、これらの各種類の駆動電圧を生成する機能部は、分けて構成されていてもよい。即ち、ロータ53を所定位置に固定させるための駆動電圧(即ち、固定電圧)を生成する固定電圧生成部と、モータ51を起動させるための駆動電圧を生成する駆動電圧生成部とが、別々に設けられていても良い。
上記第2実施形態では、駆動電圧SU2〜SW2の通電期間が、位置検出信号Hu〜Hwの正常/異常の状態に基づいて決定される場合について説明した。しかし、この手法では、通電期間が正常時と比べて減少してしまう恐れがある。これを改善し、通電期間を正常時相当である360度期間とするために、駆動電圧生成部107は、モータ51を起動することが可能な所定電圧を所定周波数で出力する、いわゆる同期運転を行なってもよい。この際、駆動電圧生成部107は、上記所定電圧及び所定周波数を徐々に増加させていくことにより、スムーズにモータ51を加速することが可能となる。
上記第3実施形態では、センサレス位置推定部206が、モータ51の誘起電圧に基づいてロータ51の位置を推定する場合について説明した。しかし、センサレス位置推定部206がロータ51の位置を推定する手法は、当該手法に限定されない。ロータ51の位置を推定するその他の手法としては、高周波信号を駆動電圧SU3〜SW3に重畳してモータ51に出力することによってロータ53の位置を推定する手法や、モータ51の電気的モデル及びモータ51に印加する電圧やモータ51に流れる電流などを元に、ロータ51の位置を推定する手法等が挙げられる。
2,102,202 異常検出部
3,103,203 回転数検出部
4,104,204 回転方向検知部
5a,105a,205a 表示部
5b,105b,205b 受信部
6,106,206 センサレス位置推定部
7,107,207 駆動電圧生成部
8,108 異常時位置推定部
9,109,209 ゲート制御信号生成部
10,110,210 出力回路
12 位相差検出部
51 ブラシレスDCモータ
52 ステータ
53 ロータ
54 ホールIC
61 ファン
112 位置決定部
Lu,Lv,Lw 駆動コイル
SU1〜SW1,SU2〜SW2,SU3〜SW3 駆動電圧
Gu〜Gz ゲート制御信号
Hu〜Hw 位置検出信号
Hu1’〜Hw1' センサレス位置推定信号
Hu2'〜Hw2' 異常時位置推定信号
Claims (12)
- 駆動コイル(Lu〜Lw)を有する固定子(52)と、複数の磁極を有する回転子(53)と、前記固定子(52)に対する前記回転子(53)の位置を示す位置検出信号(Hu〜Hw)を出力する複数の位置検出部(54u〜54w)と、を含むブラシレスDCモータ(51)を駆動制御するモータ駆動制御装置(1,101)であって、
前記位置検出信号(Hu〜Hw)それぞれの異常を検出する異常検出部(2,102)と、
前記異常検出部(2,102)により少なくとも1つの前記位置検出信号(Hu〜Hw)の異常が検出された場合、異常と検出された前記位置検出信号(Hu〜Hw)を除く残りの前記位置検出信号(Hu〜Hw)のうち少なくとも1つに基づいて、前記ブラシレスDCモータ(51)を駆動させるための駆動電圧(SU1〜SW1,SU2〜SW2)を生成して前記ブラシレスDCモータ(51)に出力する駆動電圧生成部(7,107)と、
を備え、
前記駆動電圧生成部(7,107)は、少なくとも前記モータ(51)起動時、前記位置検出信号の正常/異常の状態に基づいて前記駆動電圧の通電期間を決定し、前記通電期間の間前記駆動電圧を出力する、
モータ駆動制御装置(1,101)。 - 前記駆動電圧生成部(7)は、異常と検出された前記位置検出信号(Hu〜Hw)を除く残りの前記位置検出信号(Hu〜Hw)のうち少なくとも1つを用いて前記回転子(53)の位置を推定し、推定した前記回転子(53)の位置に基づいて前記駆動電圧(SU1〜SW1)を生成する、
請求項1に記載のモータ駆動制御装置(1)。 - 前記駆動電圧生成部(7)は、異常と検出された前記位置検出信号(Hu〜Hw)を除く残りの前記位置検出信号(Hu〜Hw)の少なくとも1つに基づいて、予め設定されている前記駆動電圧(SU1〜SW1)のパターンの中からブラシレスDCモータ(51)に出力されるべき前記駆動電圧(SU1〜SW1)のパターンを選択し、前記ブラシレスDCモータ(51)に出力する、
請求項1に記載のモータ駆動制御装置(1)。 - 異常と検出された前記位置検出信号(Hu〜Hw)を除く残りの前記位置検出信号(Hu〜Hw)の少なくとも1つを用いて前記回転子(53)の回転数を検出する回転数検出部(3)を更に備え、
前記駆動電圧生成部(7)は、更に前記回転数検出部(3)により検出された前記回転子(53)の回転数に応じて、前記駆動電圧(SU1〜SW1)を調整する、
請求項1〜3のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(1)。 - 前記位置検出部(54u〜54w)は、ホール素子及びホールICのいずれか1つである、
請求項1〜4のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(1)。 - 異常と検出された前記位置検出信号(Hu〜Hw)を除く残りの前記位置検出信号(Hu〜Hw)と、残りの前記位置検出信号(Hu〜Hw)に対応する前記駆動コイル(Lu〜Lw)それぞれに発生する誘起電圧との位相差を検出する位相差検出部(12)を更に備え、
前記駆動電圧生成部(7)は、前記位相差と、残りの前記位置検出信号(Hu〜Hw)の極性とに基づいて、前記駆動電圧(SU1〜SW1)を生成する、
請求項1〜5のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(1’)。 - 全ての前記位置検出信号(Hu〜Hw)が異常と検出された場合、前記位置検出信号(Hu〜Hw)を用いずに前記回転子の位置を推定するセンサレス位置推定部(6)を更に備え、
前記駆動電圧生成部(7)は、前記センサレス位置推定部(6)が前記回転子の位置を推定した場合、前記位置検出信号(Hu〜Hw)を用いずに、推定された前記回転子の位置を用いて前記駆動電圧(SU1〜SW)を生成する、
請求項1〜5のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(1)。 - 前記通電期間は、前記位置検出信号が正常な期間である、
請求項1〜7のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(101)。 - 前記ブラシレスDCモータ(51)の起動時、前記駆動電圧(SU1〜SW1,SU3〜SW3)を印加した時に正回転方向へのトルクが発生するような前記回転子(53)の所定位置を決定する位置決定部(112)を更に備え、
前記駆動電圧生成部(107)は、前記回転子(53)が前記所定位置に移動するような前記駆動電圧(SU2〜SW2)を生成し、前記回転子(53)が前記所定位置に移動した後、前記ブラシレスDCモータ(51)を起動させるための前記駆動電圧(SU2〜SW2)を生成する、
請求項1〜8のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(101)。 - 前記異常検出部(2)は、前記ブラシレスDCモータ(51)の起動前に前記位置検出信号(Hu〜Hw)の異常検出を行う、
請求項1〜9のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(1,101)。 - 前記異常検出部(2)が前記位置検出信号(Hu〜Hw)の異常を検出したことを表示可能な表示部(5a)を更に備える、
請求項1〜10のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(1)。 - 異常と検出された前記位置検出信号(Hu〜Hw)を除く残りの前記位置検出信号(Hu〜Hw)のうち少なくとも1つに基づいて前記駆動電圧(SU1〜SW1)が生成される動作の実行指示を受付可能な指示受付部(5b)を更に備える、
請求項1〜11のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(1)。
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