JPH0898583A - ブラシレスモータの制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスモータの制御方法およびその装置
において、最適な電機子巻線の通電切り替えを可能と
し、かつ、コスト低下を図る。 【構成】 三相のブラシレスモータ１の回転子１ａの位
置を検出し、この位置検出タイミングに基づいて３つの
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
方法およびその装置において、１つの電機子巻線の端子
電圧（誘起電圧）Ｒを分圧回路１０ａで分圧し、この分
圧された電圧と基準電圧発生回路１０ｂからの定基準電
圧とを比較回路１０ｃで比較し、この比較結果の交点の
タイミングの位置信号Ｒ０を得、この位置信号Ｒ０を制
御回路（マイクロコンピュータ）１１に入力しており、
この制御回路１１はその位置信号Ｒ０のエッジから所定
位相角遅れタイミング（最適な通電切り替え時間）を
得、これら時間の経過時点でインバータ部２の複数のス
イッチング素子をオン、オフ駆動して電機子巻線の通電
を切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気調和機等のモータ
に用いるブラシレスモータの回転制御技術に係り、特に
詳しくは確実に正確な回転子の位置を検出して当該ブラ
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
法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直流ブラシレスモータ（以下、三相のブ
ラシレスモータと記す。）を回転制御するにあたって、
従来では例えば図７に示す制御装置を用いている。

【０００３】すなわち、この制御装置は、交流電源を交
流／直流変換器で直流に変換して得た電源Ｖｃｃをスイ
ッチングしてブラシレスモータ１の電機子巻線に印加す
るために複数のスイッチング素子（トランジスタ）をブ
リッジ接続したインバータ部２と、ブラシレスモータ１
の端子電圧（例えば１２０度位相の異なる電圧；誘起電
圧）Ｒ，Ｓ，Ｔに基づいて回転子１ａの位置を検出する
位置検出部３と、ブラシレスモータ１の各電機子巻線の
通電を所定に切り替え、かつ、位置検出部３からの位置
検出信号Ａ，Ｂ，Ｃをもとにして各電機子巻線の通電を
所定に切り替えるためにインバータ部２を駆動する信号
を出力する一方、同信号のうち所定信号を所定オン、オ
フ比でチョッピングするチョッピング信号を出力する制
御回路（マイクロコンピュータ）４と、その駆動信号と
チョッピングとを合成して出力するチョッピング部５
と、このチョッピングされた信号を含む駆動信号により
インバータ部２のスイッチング素子Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，
Ｙ，Ｚを駆動するドライバ部６とを備えている。

【０００４】この制御装置において、ブラシレスモータ
１の起動時には同ブラシレスモータ１を所定時間同期運
転とするが、所定時間経過後にはブラシレスモータ１の
回転子１ａの位置検出信号に基づいて同ブラシレスモー
タ１を回転制御する（いわゆる位置検出による運転に切
り替える）。

【０００５】上記位置検出による運転においては、回転
子１ａの位置を検出し、この位置検出に基づいて各電機
子巻線の通電を切り替えるが、この切り替えタイミング
は各電機子巻線に発生する誘起電圧の中性点から位相角
３０度あるいは９０度遅らせた点とするのが一般的であ
る。

【０００６】そのため、上記位置検出部３は、例えば図
８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す各電機子巻線の端子電
圧Ｒ，Ｓ，Ｔを分圧回路３ａで分圧し、これら分圧され
た電圧を微分回路３ｂおよび積分回路３ｃで平滑化し、
かつ位相角９０度遅らせる（同図（ｄ），（ｅ），
（ｆ）に示す）。また、これら位相角９０度遅れの信号
（電圧）を各コンパレータによる比較回路３ｄで所定基
準電圧（中性点電圧）と比較して位置検出信号Ａ，Ｂ，
Ｃを得る（同図（ｇ），（ｈ），（ｉ）に示す）。な
お、その基準電圧は積分回路３ｃの出力を抵抗回路３ｅ
で合成して得たものである。また、図８（ａ），
（ｂ），（ｃ）中、Ｄは通電切り替え時に発生するスパ
イク電圧である。

【０００７】上記位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃが制御回路４
に入力しており、この制御回路４は回転子１ａの位置を
検出するとともに、各位置検出のタイミングに基づいて
各電機子巻線の通電を切り替えるためにインバータ部２
の各スイッチング素子をオン、オフする信号を出力す
る。この信号は図８（ｊ）ないし（ｏ）に示す上アーム
信号および下アーム信号であり、上アーム信号はインバ
ータ部２の上アームを構成するトランジスタＵ，Ｖ，Ｗ
をオン、オフ駆動し、下アーム信号はインバータ部２の
下アームを構成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚをオン、オ
フ駆動する。

【０００８】また、制御回路４はチョッピング信号をチ
ョッピング部５に出力し、チョッピング部５は例えば一
方のアーム信号のＬレベルをチョッピングする（図８
（ｑ），（ｒ），（ｓ）示す）。

【０００９】このように、位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃに基
づいてブラシレスモータ１の各電機子巻線の通電を切り
替えて同ブラシレスモータ１を回転制御し、またチョッ
ピング信号のオン、オフ比（オン時間、オフ時間）を可
変してブラシレスモータ１を所定回転数に制御する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記ブラシレスモータ
の制御方法にあっては、各端子電圧（誘起電圧）Ｒ，
Ｓ，Ｔに含まれているチョッピング波形を位置検出部３
のフィルタで除去するとともに、このチョッピング波形
を除去した電圧を積分して回転子１ａの位置検出タイミ
ングを得ているため、その位置検出信号の波形が滑らか
であり、回転子１ａの位置検出が容易となる。

【００１１】しかしながら、各電機子巻線の端子電圧
Ｒ，Ｓ，Ｔにはチョッピング信号の周波数成分だけな
く、種々周波数成分、例えば回転数の周波数成分や誘起
電圧の波形の周波数成分（正弦波成分）等が含まれてい
る。そのため、端子電圧Ｒ，Ｓ，Ｔを位置検出部３の積
分フィルタに通して位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃを得る場
合、その積分フィルタの特性上によりブラシレスモータ
１の回転数の変化に伴って位置検出部３の出力が誘起電
圧の中性点電位に対して位相角９０度遅れとならず、つ
まりその９０度遅れの位相差に誤差が生じる。

【００１２】また、ブラシスモータ１を広範囲の回転数
で制御する必要がある場合、各回転数に応じてその位相
角９０度遅れが大きく異なり、つまりその位相角９０度
の誤差が大きくなり、結果回転子１ａの位置検出に誤差
が生じるだけなく、その誤差が大きくなり、ひいてはブ
ラシレスモータ１の運転効率が悪くなってしまうという
問題点がある。

【００１３】さらに、３相分の積分回路等を用いるた
め、部品点数が多くなり、ひいてはコスト高になるとい
う問題点がある。

【００１４】さらにまた、ブラシレスモータの１周期
（１回転）中において運転効率が最大となるときの位相
差は回転数や負荷状態によって異なり、上述した方法
（位相角９０度を位置検出タイミングとする方法）によ
る位置検出タイミングで電機子巻線の通電を切り替える
と、その運転効率がよくないという問題点がある。

【００１５】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は積分回路等を用いずとも、適切な回転
子の位置検出タイミングを得るとともに、最適な通電切
り替えを可能とすることができ、かつ運転効率最大とす
ることができ、またコスト低下を図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およびその装置を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は直流電源をインバータ手段でスイッチン
グして三相のブラシレスモータの電機子巻線に印加する
際、該ブラシレスモータの回転子の位置検出に基づいて
前記インバータ手段を駆動して前記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であって、前記
電機子巻線の端子電圧（誘起電圧）のうち１つの端子電
圧と所定基準電圧とを比較し、該比較結果である交点か
ら所定位相角遅れに相当する時間を算出する一方、該算
出時間に基づいて前記電機子巻線の次の通電切り替えタ
イミングを得、該通電切り替えタイミングに合わせて前
記インバータ手段を駆動する信号を発生するようにした
ことを要旨としている。

【００１７】また、上記交点のタイミングを得るため
に、電機子巻線の端子電圧（誘起電圧）のうち１つの端
子電圧を位置検出手段に入力し、該位置検出手段は入力
端子電圧を所定に分圧し、該分圧された電圧と所定の基
準電圧とを比較して、その交点のタイミングを得る。そ
して、その比較結果の位置信号を制御手段に入力し、該
制御手段は、入力位置信号により前記電機子巻線の次の
通電切り替えタイミング時間を得る一方、前記交点のタ
イミングおよび得られたタイミング時間により前記電機
子巻線の次の通電切り替えるために前記インバータ手段
を駆動する信号を発生する。

【００１８】

【作用】上記手段によれば、１つの電機子巻線の端子電
圧が分圧回路で分圧され、この分圧された電圧と所定基
準電圧とが比較回路で比較され、この比較結果の交点を
タイミングとする位置信号が制御回路（マイクロコンピ
ュータ）に入力される。

【００１９】この制御回路によって、入力位置信号のエ
ッジから所定位相角遅れ（位相差）に相当する時間が算
出され、例えば位相角３０度、９０度および１５０度に
相当する時間が算出される。これら算出時間がそのエッ
ジの検出時刻に加算され、これら加算された時刻の経過
時点で電機子巻線の通電を切り替えるためにインバータ
手段を駆動する信号が出力される。

【００２０】また、例えば回転数や負荷状態によって上
記位相差が異なることから、上記３０度、９０度および
１５０度以外の位相差に相当する時間（運転効率が最大
となる位相差に相当する時間）が設定され、つまり最適
な運転を可能する位相差に相当する時間が算出される。

【００２１】このようにして算出された時間が上記エッ
ジ検出時刻に加算され、これら加算された時刻の経過時
点で電機子巻線の通電を切り替えるためにインバータ手
段を駆動する信号が出力される。

【００２２】さらに、上記位置信号を得るために、１相
分の分圧回路および比較回路と、基準電圧を発生する基
準電圧発生回路とを備えればよく、積分回路等を設ける
必要もなく、かつ３相分の回路を必要としない。

【００２３】

【実施例】この発明のブラシレスモータの制御方法およ
びその装置は、三相の直流ブラシレスモータ（以下ブラ
シレスモータと記す）の回転子の位置を検出し、この位
置検出タイミングに基づいて複数の電機子巻線の通電を
切り替える際、１つの電機子巻線の端子電圧（誘起電
圧）と所定の基準電圧とを比較して得た交点のタイミン
グをもとにして、所定位相差の時間を予測することがで
きることに着目し、その交点のタイミングをもとにして
最適な通電切り替え時間を予測し、この予測時間の経過
時点で、電機子巻線の通電を切り替えてブラシレスモー
タを回転制御する。

【００２４】そのため、この発明のブラシレスモータの
制御装置は、例えば図１に示す構成をしている。なお、
同図中、先に説明した図７と同一部分には同一符号を付
し重複説明を省略する。

【００２５】図１において、この制御装置は、三相のブ
ラシレスモータ１の３つの電機子巻線に端子電圧（誘起
電圧）Ｒ，Ｓ，Ｔのうち１つ、例えば端子電圧Ｒの誘起
電圧の中性点を検出し、この中性点のタイミングとして
位置信号Ｒ０を出力する位置検出部１０と、この位置信
号Ｒ０のエッジ間の時間を計測するとともに、この計測
時間をもとにして所定位相角遅れ（例えば位相差３０
度、９０度および１５０度）に相当する時間を算出し、
その位置信号のエッジから算出時間経過点を回転子１ａ
の位置検出タイミングとしてブラシレスモータ１の３つ
の電機子巻線の通電を切り替える制御回路（マイクロコ
ンピュータ）１１を備えている。

【００２６】位置検出部１０は入力端子電圧Ｒを分圧す
る分圧回路１０ａと、所定の基準電圧（Ｖｃｃ／２）を
発生する基準電圧発生回路１０ｂと、その分圧された電
圧と基準電圧とを比較する比較回路１０ｃとを備え、こ
の比較結果による誘起電圧の中性点タイミングとして位
置信号Ｒ０を出力する。なお、分圧回路１０ａにおける
分圧比および基準電圧発生回路１０ｂにおける抵抗比は
誘起電圧の中性点を検出することができるように設定さ
れている。

【００２７】制御回路１１は、図９に示す制御回路４の
機能の他に、インバータ部２の上アームのトランジスタ
Ｕ，Ｖ，Ｗおよび下アームのトランジスタＸ，Ｙ，Ｚを
オン、オフ駆動する信号のチョッピングを切り替える制
御信号をチョッピング部５に出力する機能を有してい
る。

【００２８】また、上記所定位相角遅れに相当する時間
の算出に際しては、回転数や負荷状態に対して最適な位
相差、つまりブラシレスモータ１の運転効率が最大とな
る位相差に相当する時間を算出する方が好ましい。

【００２９】次に、上記制御装置の動作を図２のタイム
チャート図および図３ないし図６のフローチャート図を
参照して詳しく説明すると、まず三相のブラシレスモー
タ１を起動するための処理を実行する。

【００３０】この起動処理では、ブラシレスモータ１を
同期運転とするため、制御装置１１はインバータ部２の
６つのトランジスタＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを所定にオ
ン、オフする信号および一方の信号をチョッピングする
チョッピング信号を出力し、ブラシレスモータ１の３つ
の電機子巻線の通電を切り替えて同ブラシレスモータ１
を回転制御する。

【００３１】この場合、ブラシレスモータ１を低周波か
ら徐々に加速し、位置検出部１０において位置信号Ｒ０
が出力可能となり、かつ位置信号Ｒ０により誘起電圧と
基準電圧との交点の検出が可能となるまで、つまり適切
な位置信号Ｒ０が得られるまで上記処理を実行する。な
お、この同期運転時の制御が既に公知であることから、
その詳細な説明を省略する。

【００３２】上記起動処理によりブラシレスモータ１が
所定時間回転制御されると、位置検出部１０にはブラシ
レスモータ１の各電機子巻線の端子電圧Ｒが正常に入力
する（図２（ｂ）示す）。位置検出部１０はその端子電
圧を分圧回路１０ａで分圧し（図２（ｂ）に示す信号Ｒ
Ｕ）、この分圧された信号ＲＵと基準電圧発生回路１０
ｂからの基準電圧とを比較回路１０ｃで比較し、この比
較結果の位置信号Ｒ０を出力する（図２（ｃ）に示
す）。

【００３３】現在、図２に示すｔ３時点タイミングにあ
るとすると、制御回路１１は通電切り替え後の最初の位
置信号Ｒ０のエッジにより現在の時刻ｔａを検出して内
部のメモリに一時記憶し（ステップＳＴ１）、この時刻
ｔａに前回算出の位相差３０度に相当する時間Ｔ（３
０）＝Ｔ２×（３０／３６０）を加算し（ステップＳＴ
２）、この時刻ｔａ＋Ｔ（３０）＝ｔ（３０）を制御回
路１１の内部のコンペアレジスタＡにセットする（ステ
ップＳＴ３）。なお、時間Ｔ（３０）＝Ｔ２×（３０／
３６０）の算出については後に説明する。

【００３４】続いて、上記入力位置信号Ｒ０のエッジを
検出したとき、このエッジが立ち上がり、立ち下がりの
何れかを判断し（ステップＳＴ４）、立ち上がりエッジ
であるときにはステップＳＴ５に進み制御回路１１の内
部に予め設定されているフラグをセットとし（“１”と
し）、立ち下がりエッジであるときにはステップＳＴ６
に進みそのフラグをクリアする（“０”にする）。

【００３５】上記フラグのセットあるいはクリアの後、
上記コンペアレジスタＡにセットされている時刻ｔ（３
０）が経過した時点（図２に示すｔ４時点）で、図４に
示すｔ（３０）割り込みルーチンを実行する。上記フラ
グがセットされているときには、ステップＳＴ２０から
ＳＴ２１に進み、インバータ部２のトランジスタＷを駆
動する信号をオフにするとともに（図２（ｆ）に示
す）、トランジスタＵを駆動する信号をオンにする（図
２（ｄ）に示す）。これと同時に、インバータ部２の下
アームを構成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚを駆動するた
めの信号をチョッピングするように、つまり上アームか
ら下アームのチョッピングに切り替えるための制御信号
をチョッピング部５に出力する（ステップＳＴ２２）。

【００３６】一方、上記フラグがクリアされているとき
には、ステップＳＴ２０からＳＴ２３に進み、インバー
タ部２のトランジスタＺを駆動する信号をオフにすると
ともに（図２（ｉ）に示す）、トランジスタＸを駆動す
る信号をオンにする（図２（ｇ）に示す）。これと同時
に、インバータ部２の上アームを構成するトランジスタ
Ｕ，Ｖ，Ｗを駆動するための信号をチョッピングするよ
うに、つまり下アームから上アームのチョッピングに切
り替えるための制御信号をチョッピング部５に出力する
（ステップＳＴ２４）。

【００３７】上記割り込み処理の終了によってメインル
ーチンに戻り、位相差９０度に相当する時間を算出する
ため、ｔ１時点とｔ３時点との間の時間（１周期の時
間）Ｔ３を算出する（ステップＳＴ７）。この場合、時
刻ｔａから時刻ｔｃを減算してその１周期の時間を算出
する。なお、時刻ｔｃは図２に示すｔ１時点に対応して
いる。

【００３８】続いて、１周期の時間Ｔ３を算出すると、
この時間Ｔ３を用いて上記位置信号Ｒ０のエッジから位
相角９０度に相当する時間Ｔ（９０）＝Ｔ３×（９０／
３６０）を算出するとともに、この算出時間Ｔ（９０）
を時刻ｔａに加算してその位相差９０度の時刻を算出し
（ステップＳＴ８）、この算出時刻ｔ（９０）＝ｔａ＋
Ｔ（９０）をコンパレータレジスタＢにセットする（ス
テップＳＴ９）。

【００３９】続いて、上記コンパレータレジスタＢにセ
ットされている時刻ｔ（９０）が経過した時点（図２に
示すｔ５時点）で、図５に示すｔ（９０）割り込みルー
チンを実行する。上記フラグがセットされているときに
は、ステップＳＴ３０からＳＴ３１に進み、インバータ
部２のトランジスタＹを駆動する信号をオフにするとと
もに（図２（ｈ）に示す）、トランジスタＺを駆動する
信号をオンにする（図２（ｉ）に示す）。これと同時
に、インバータ部２の上アームを構成するトランジスタ
Ｕ，Ｖ，Ｗを駆動するための信号をチョッピングするよ
うに、つまり下アームから上アームのチョッピングに切
り替えるための制御信号をチョッピング部５に出力する
（ステップＳＴ３２）。

【００４０】一方、上記フラグがクリアされているとき
には、ステップＳＴ３０からＳＴ３３に進み、インバー
タ部２のトランジスタＶを駆動する信号をオフにすると
ともに（図２（ｅ）に示す）、トランジスタＷを駆動す
る信号をオンにする（図２（ｆ）に示す）。これと同時
に、インバータ部２の下アームを構成するトランジスタ
Ｘ，Ｙ，Ｚを駆動するための信号をチョッピングするよ
うに、つまり上アームから下アームのチョッピングに切
り替えるための制御信号をチョッピング部５に出力する
（ステップＳＴ３４）。

【００４１】続いて、上記割り込み処理の終了によって
メインルーチンに戻り、位相差１５０度に相当する時間
を算出するため、上記時間Ｔ３を用いて上記位置信号Ｒ
０のエッジから位相角１５０度に相当する時間Ｔ（１５
０）＝Ｔ３×（１５０／３６０）を算出するとともに、
この算出時間Ｔ（１５０）を時刻ｔａに加算し、その位
相差１５０度の時刻を算出し（ステップＳＴ１０）、こ
の算出時刻ｔ（９０）＝ｔａ＋Ｔ（９０）をコンパレー
タレジスタＣにセットする（ステップＳＴ１１）。

【００４２】続いて、上記コンパレータレジスタＣにセ
ットされている時刻ｔ（１５０）が経過した時点（図２
に示すｔ６時点）で、図６に示すｔ（１５０）割り込み
ルーチンを実行する。上記フラグがセットされていると
きには、ステップＳＴ４０からＳＴ４１に進み、インバ
ータ部２のトランジスタＵを駆動する信号をオフにする
とともに（図２（ｄ）に示す）、トランジスタＶを駆動
する信号をオンにする（図２（ｅ）に示す）。これと同
時に、インバータ部２の下アームを構成するトランジス
タＸ，Ｙ，Ｚを駆動するための信号をチョッピングする
ように、つまり上アームから下アームのチョッピングに
切り替えるための制御信号をチョッピング部５に出力す
る（ステップＳＴ４２）。

【００４３】一方、上記フラグがクリアされているとき
には、ステップＳＴ４０からＳＴ４３に進み、インバー
タ部２のトランジスタＸを駆動する信号をオフにすると
ともに（図２（ｇ）に示す）、トランジスタＹを駆動す
る信号をオンにする（図２（ｈ）に示す）。これと同時
に、インバータ部２の上アームを構成するトランジスタ
Ｕ，Ｖ，Ｗを駆動するための信号をチョッピングするよ
うに、つまり下アームから上アームのチョッピングに切
り替えるための制御信号をチョッピング部５に出力する
（ステップＳＴ４４）。

【００４４】続いて、上記割り込み処理の終了によって
メインルーチンに戻り、１周期の時間Ｔ３を用いて位相
差３０度に相当する時間Ｔ（３０）＝Ｔ３×（３０／３
６０）を算出する（ステップＳＴ１２）。この時間Ｔ
（３０）の算出は当該メインルーチンを繰り返した際に
上記ステップＳＴ３で用いるためである。

【００４５】続いて、前々回の位置信号Ｒ０のエッジを
検出した時刻ｔｃ（図２に示すｔ１時点）を記憶してい
るメモリに前回検出の位置信号Ｒ０のエッジを検出した
時刻ｔｂ（図２に示すｔ２時点）を書き込み、つまり前
々回の時刻ｔｃに変えて前回の時刻ｔｂを記憶する（ス
テップＳＴ１３）。また、前回検出の位置信号Ｒ０のエ
ッジの時刻ｔｂ（図２に示すｔ２時点）を記憶している
メモリに今回検出の位置信号Ｒ０のエッジ時刻ｔａ（図
２に示すｔ３）を書き込む、つまり次の位置信号のエッ
ジの時刻を得るために、メモリを１つ確保しておく必要
があるからである。

【００４６】そして、入力位置信号Ｒ０のエッジを検出
すると、再び当該メインルーチンを実行し、そのエッジ
検出の現時刻ｔａ（図２に示すｔ７時点）をメモリに記
憶する（ステップＳＴ１）。上記ステップＳＴ１２にお
いて算出された位相差３０度に相当する時間Ｔ（３０）
＝Ｔ３×（３０／３６０）をその現時刻ｔａに加算し
（ステップＳＴ２）、この時刻ｔａ＋Ｔ（３０）＝ｔ
（３０）をコンパレータレジスタＡにセットする（ステ
ップＳＴ３）。このようにして、上述同様に図３のメイ
ンルーチンおよび図４ないし図６の割り込みルーチンを
実行し、かつ繰り返す。

【００４７】図２のタイムチャートを参照してより具体
的に説明すると、ｔ７時点では位置信号Ｒ０のエッジが
立ち上がりであることから、フラグをクリアし（ステッ
プＳＴ６）、上記コンパレータレジスタにセットされて
いる時刻ｔ（３０）が経過した時点（図２に示すｔ８時
点）で、図４に示すｔ（３０）割り込みルーチンを実行
する。

【００４８】この場合、フラグが立っていないため、上
述したようにインバータ部２のトランジスタＺを駆動す
る信号をオフにするとともに（図２（ｉ）に示す）、ト
ランジスタＸを駆動する信号をオンにする（図２（ｇ）
に示す）。これと同時に、インバータ部２の上アームを
構成するトランジスタＵ，Ｖ，Ｗを駆動するための信号
をチョッピングするように、つまり下アームから上アー
ムのチョッピングに切り替えるための制御信号をチョッ
ピング部５に出力する。

【００４９】また、位置信号Ｒ０のエッジから位相角９
０度遅れの時刻ｔ（９０）＝ｔ７＋Ｔ４×（９０／３６
０）を算出し、この時刻ｔ（９０）が経過した時点（図
２に示すｔ９時点）で図５に示す（１５０）割り込みル
ーチンを実行する。

【００５０】この場合、フラグが立っていないため、上
述したようにインバータ部２のトランジスタＶを駆動す
る信号をオフにするとともに、トランジスタＷを駆動す
る信号をオンにする。これと同時に、インバータ部２の
下アームを構成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚを駆動する
ための信号をチョッピングするように、つまり上アーム
から下アームのチョッピングに切り替えるための制御信
号をチョッピング部５に出力する。

【００５１】さらに、位置信号Ｒ０のエッジから位相角
１５０度遅れの時刻ｔ（１５０）＝Ｔ７＋Ｔ４×（１５
０／３６０）を算出し、この時刻ｔ（１５０）が経過し
た時点で図６に示す割り込みルーチンを実行する。

【００５２】この場合、フラグが立っていないため、上
述したようにインバータ部２のトランジスタＸを駆動す
る信号をオフにするとともに（図２（ｇ）に示す）、ト
ランジスタＹを駆動する信号をオンにする（図２（ｈ）
に示す）。これと同時に、インバータ部２の上アームを
構成するトランジスタＵ，Ｖ，Ｗを駆動するための信号
をチョッピングするように、つまり下アームから上アー
ムのチョッピングに切り替えるための制御信号をチョッ
ピング部５に出力する。

【００５３】なお、上記実施例において、位置信号Ｒ０
のエッジから位相角３０度、９０度および１５０度（位
相差）遅れのタイミングで電機子巻線の通電を切り替え
ているが、例えば回転数や負荷状態に応じてその位相差
が３０度、９０度および１５０度と異なる場合、ブラシ
レスモータ１の運転効率が最大となるような位相差を設
定し、つまり位置信号Ｒ０のエッジからその位相差に相
当する時間を算出し、この算出時間経過時点で電機子巻
線の通電を切り替えるようにすればよい。

【００５４】このように、ブラシレスモータ１の１つの
端子電圧（誘起電圧）と所定基準値とを比較し、この比
較結果である交点（中性点）のタイミングにより位置信
号を得、この位置信号を制御回路１１のマイクロコンピ
ュータに入力しており、このマイクロコンピュータによ
ってその位置信号のエッジ間の時間（図２に示すＴ１な
いしＴ６）を計測し、そのエッジから所定位相角（例え
ば３０度、９０度および１５０度）遅れの時間（図２に
示すＴ（３０），Ｔ（９０），Ｔ（１５０））を算出
し、これら算出時間の経過時点で回転子１ａの位置検出
タイミングとして３つの電機子巻線の通電を切り替え
る。また、上記位置信号を得るために、１相分だけの分
圧回路１０ａおよび比較回路１０ｃと、基準電圧発生回
路１０ｂとを備えている。

【００５５】したがって、積分回路等を用いずとも、適
切な回転子の位置検出タイミングを得るとともに、最適
な通電切り替えを可能とすることができ、かつ運転効率
最大とすることができ、しかも部品点数も少なくなり、
安価に済ませられる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、三相のブラシレスモータの回転子の位置を検出し、
この位置検出タイミングに基づいて３つの電機子巻線の
通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法およびそ
の装置において、１つの電機子巻線の端子電圧（誘起電
圧）と所定基準電圧とを比較して得た交点のタイミング
をもとにして３つの電機子巻線の通電切り替えタイミン
グを得る際、その交点から所定位相角遅れタイミング
（最適な通電切り替え時間）を得、これら時間の経過時
点で電機子巻線の通電を切り替えてブラシレスモータを
回転制御するようにしたことにより、適切な回転子の位
置検出タイミングを得ることができ、つまり電機子巻線
の通電を最適に切り替えることができ、回転数や負荷状
態に応じて最適な運転（最大効率の運転）を可能とする
ことができる。

【００５７】また、上記交点のタイミングを得る回路と
しては、積分回路等を用いずともよく、かつ１相分の分
圧回路および比較回路と基準電圧発生回路でよく、また
その交点のタイミングの位置信号を制御回路（マイクロ
コンピュータ）に入力し、この制御回路によって電機子
巻線の通電を切り替えタイミングを得るようにしたの
で、回路構成の簡略化、部品点数の削減だけでなく、製
造工程の工数削減、ひいてはコスト低下を図ることがで
きるという有用な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブラシレスモータの
制御装置の概略的ブロック線図である。

【図２】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的タイムチャート図である。

【図３】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的フローチャート図である。

【図４】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的フローチャート図である。

【図５】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的フローチャート図である。

【図６】図１に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的フローチャート図である。

【図７】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的ブ
ロック線図である。

【図８】図７に示すブラシレスモータの制御装置の動作
を説明する概略的タイムチャート図である。

【符号の説明】

１ ブラシレスモータ（直流ブラシレスモータ） １ａ 回転子（ブラシレスモータ１の） ２ インバータ部 ５ チョッピング部 ６ ドライバ部 ４，１１ 制御回路（マイクロコンピュータ） １０ 位置検出部 １０ａ 分圧回路 １０ｂ 基準電圧発生回路 １０ｃ 比較回路 Ｒ，Ｓ，Ｔ 電機子巻線の端子電圧 Ｒ０ 位置信号 Ｕ，Ｖ，Ｗ スイッチング素子（上アームのトランジス
タ） Ｘ，Ｙ，Ｚ スイッチング素子（下アームのトランジス
タ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源をインバータ手段でスイッチン
   グして三相のブラシレスモータの電機子巻線に印加する
   際、該ブラシレスモータの回転子の位置検出に基づいて
   前記インバータ手段を駆動して前記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であって、 前記電機子巻線の端子電圧（誘起電圧）のうち１つの端
   子電圧と所定基準電圧とを比較し、該比較結果である交
   点から所定位相角遅れに相当する時間を算出する一方、
   該算出時間に基づいて前記電機子巻線の次の通電切り替
   えタイミングを得、該通電切り替えタイミングに合わせ
   て前記インバータ手段を駆動する信号を発生するように
   したことを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
2. 【請求項２】 直流電源をインバータ手段でスイッチン
   グして三相のブラシレスモータの電機子巻線に印加する
   際、該ブラシレスモータの回転子の位置検出に基づいて
   前記インバータ手段を駆動して前記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装置であって、 前記電機子巻線の端子電圧（誘起電圧）のうち１つの端
   子電圧を分圧し、該分圧された電圧と所定基準電圧とを
   比較し、該比較結果である交点のタイミングの位置信号
   を出力する位置検出手段と、該出力位置信号のエッジか
   ら所定位相角に相当する時間を得る一方、該算出時間に
   基づいて前記電機子巻線の次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インバータ
   手段を駆動する信号を発生する制御手段とを備え、前記
   電機子巻線の通電を切り替えて当該ブラシレスモータを
   回転制御するようにしたことを特徴とするブラシレスモ
   ータの制御装置。