(57)【要約】【課題】ロータ位置の検出誤差の影響を受けることなくモータを駆動させることができるモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】モータ駆動制御装置１は、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗと、検出誤差算出部４と、補正部６と、駆動電圧生成部７とを備える。ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗは、ロータ５３が有する磁極を検出して位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力する。検出誤差算出部４は、モータ５１の回転数が第１所定回転数未満である場合の位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗにおけるロータ５３の位置の検出誤差を算出する。補正部６は、モータ５１の回転数が第１所定回転数以上である場合の位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを、検出誤差で補正する。駆動電圧生成部７は、補正後の位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’に基づいて駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成し、モータ５１に出力する。【選択図】図１
2010119220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動コイル（Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ）を有するステータ（５２）と複数の磁極を有するロータ（５３）とを含むモータ（５１）の駆動を制御するモータ駆動制御装置（１）であって、
前記ロータ（５３）が有する前記磁極を検出し、前記ステータ（５２）に対する前記ロータ（５３）の位置を示す位置検出信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）を出力する位置検出部（２ｕ，２ｖ，２ｗ）と、
前記モータ（５１）の回転数が第１所定回転数未満である場合の前記位置検出信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）に基づいて、前記位置検出部（２ｕ，２ｖ，２ｗ）における前記ロータ（５３）の位置の検出誤差を算出する検出誤差算出部（４）と、
前記モータ（５１）の回転数が前記第１所定回転数以上である場合の前記位置検出信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）を前記検出誤差で補正する補正部（６）と、
前記補正部（６）により補正された後の前記位置検出信号（Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’）に基づいて前記モータ（５１）を駆動させるための駆動電圧（ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ）を生成し、前記モータ（５１）に出力する駆動電圧生成部（７）と、
を備える、モータ駆動制御装置（１）。
【請求項２】
前記検出誤差算出部（４）は、前記モータ（５１）の試運転時に前記検出誤差の算出を行う、
請求項１に記載のモータ駆動制御装置（１）。
【請求項３】
前記モータ（５１）の回転数が前記第１所定回転数未満の条件を満たす第２所定回転数である場合での、前記位置検出部（２ｕ，２ｖ，２ｗ）が前記ロータ（５３）の前記磁極を検出してから次に前記磁極を検出するまでの第１検出間隔を記憶する第１記憶部（５ａ）、
を更に備え、
前記駆動電圧生成部（７）は、前記検出誤差算出部（４）によって前記検出誤差の算出が行われる際、前記モータ（５１）を前記第２所定回転数で回転させるための前記駆動電圧（ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ）を生成して前記モータ（５１）に出力し、
前記検出誤差算出部（４）は、
前記モータ（５１）の回転数が略前記第２所定回転数となった場合、前記位置検出部（２ｕ，２ｖ，２ｗ）が前記ロータ（５３）の前記磁極を検出してから次に前記磁極を検出するまでの第２検出間隔を計測し、
前記第１記憶部（５ａ）が記憶する前記第１検出間隔と計測した前記第２検出間隔との差を前記検出誤差とする、
請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置（１）。
【請求項４】
前記駆動電圧生成部（７）は、前記検出誤差算出部（４）によって前記検出誤差の算出が行われる際、前記モータ（５１）を前記第１所定回転数未満である条件を満たす第３所定回転数で回転させるための前記駆動電圧（ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ）を生成して前記モータ（５１）に出力し、
前記検出誤差算出部（４）は、
前記モータ（５１）の回転数が略前記第３所定回転数となった場合、前記位置検出部（２ｕ，２ｖ，２ｗ）が前記ロータ（５３）の前記磁極を検出してから次に前記磁極を検出するまでの第３検出間隔を機械角で前記モータ（５１）の１回転分計測すると共に、該計測結果に基づいて前記第３検出間隔の平均値を求め、
求めた前記第３検出間隔の平均値と前記第３検出間隔のいずれか１つとの差を前記検出誤差とする、
請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置（１）。
【請求項５】
前記検出誤差算出部（４）により算出された前記検出誤差を記憶可能な第２記憶部（５ｂ）、
を更に備え、
前記補正部（６）は、前記第２記憶部（５ｂ）が記憶している前記検出誤差を用いて、前記モータ（５１）の回転数が前記第１所定回転数以上である場合の前記位置検出信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）を補正する、
請求項１〜４のいずれかに記載のモータ駆動制御装置（１）。
【請求項６】
補正された後の前記位置検出信号（Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’）に基づく前記駆動電圧（ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ）が出力された前記モータ（５１）には、正弦波状の電流が通電される、
請求項１〜５のいずれかに記載のモータ駆動制御装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置、特に、駆動コイルを有するステータと複数の磁極を有するロータとを含むモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機や送風ファン等の機器を備えた空気調和装置では、これらの機器の動力源としてブラシレスモータが用いられている。一般的に、ブラシレスモータは、複数の磁極を有する永久磁石からなるロータと、複数の駆動コイルを有するステータとを有している。ブラシレスモータの駆動コイルには、例えば特許文献１に開示されているように、ステータに対するロータの位置に応じた駆動電圧が、このモータを駆動制御するためのモータ駆動制御装置により印加される。これにより、駆動コイルには、印加された駆動電圧に応じた電流が通電されることで磁界が発生し、ロータが回転する。尚、ステータに対するロータの位置を検出する際には、ホール素子やホールＩＣといった複数の位置検出センサが用いられる。位置検出センサは、ロータの磁石を検出することでロータの位置を把握し、該ロータの位置に基づく位置検出信号を出力する。
【特許文献１】特開２００３−２６４９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した位置検出センサの取り付け位置がばらついていたり、ロータには、所望する状態に着磁がなされていないことによる磁力のばらつきが生じていたりする。この場合、位置検出センサが出力する位置検出信号は、実際のロータの位置に対する誤差（以下、ロータの検出誤差という）が生じた信号となっており、モータ駆動制御装置は、ロータの位置を正確に把握することが困難となってしまう。すると、モータに出力される駆動電圧は、ロータの位置の検出誤差が生じた状態の位置検出信号を基にして生成されるため、モータは、ロータ位置の検出誤差の影響を受け、回転時には振動や異音が発生してしまう恐れがある。
【０００４】
そこで、本発明は、ロータ位置の検出誤差の影響を受けることなくモータを駆動させることができるモータ駆動制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明１に係るモータ駆動制御装置は、駆動コイルを有するステータと、複数の磁極を有するロータとを含むモータの駆動を制御する装置である。このモータ駆動制御装置は、位置検出部と、検出誤差算出部と、補正部と、駆動電圧生成部とを備える。位置検出部は、ロータが有する磁極を検出し、位置検出信号を出力する。位置検出信号は、ステータに対するロータの位置を示す信号である。検出誤差算出部は、モータの回転数が第１所定回転数未満である場合の位置検出信号に基づいて、位置検出部におけるロータの位置の検出誤差を算出する。補正部は、モータの回転数が第１所定回転数以上である場合の位置検出信号を、検出誤差で補正する。駆動電圧生成部は、補正部により補正された後の位置検出信号に基づいて、モータを駆動させるための駆動電圧を生成し、モータに出力する。
【０００６】
このモータ駆動制御装置によると、モータの回転数が第１所定回転数未満である場合、即ちモータが低速回転である場合に、位置検出部におけるロータ位置の検出誤差が算出される。モータの回転数が第１所定回転数以上である場合、即ちモータが高速回転である場合には、算出されたロータ位置の検出誤差によって位置検出信号が補正される。そして、補正後の位置検出信号に基づいて生成された駆動電圧がモータに出力される。つまり、このモータ駆動制御装置は、モータの低速回転時に算出したロータ位置の検出誤差によって高速回転時に検出したロータ位置を補正し、補正した正確なロータ位置に基づいてモータを駆動させる。これにより、モータは、位置検出部の取り付け位置のばらつき等によって生じるロータ位置の検出誤差の影響を受けることなく、駆動されるようになる。従って、ロータ位置の検出誤差の影響によって生じるモータ回転時の振動や異音の発生を防ぐことができる。
【０００７】
発明２に係るモータ駆動制御装置は、発明１に係るモータ駆動制御装置であって、検出誤差算出部は、モータの試運転時に検出誤差の算出を行う。
【０００８】
モータの試運転時としては、モータ及びモータ駆動制御装置の出荷前に行われる生産試験時が挙げられる。これにより、モータ及びモータ駆動制御装置が出荷され実際に高速回転を行う場合には、既に算出済みである検出誤差を用いて位置検出信号が補正され、モータは駆動される。そのため、モータは、出荷されて初めて高速回転を行う時からロータの検出誤差の影響を受けることなく、駆動することができる。
【０００９】
発明３に係るモータ駆動制御装置は、発明１または２に係るモータ駆動制御装置であって、第１記憶部を更に備える。第１記憶部は、モータの回転数が第１所定回転数未満の条件を満たす第２所定回転数である場合での、位置検出部がロータの磁極を検出してから次に磁極を検出するまでの第１検出間隔を記憶する。駆動電圧生成部は、検出誤差算出部によって検出誤差の算出が行われる際、モータを第２所定回転数で回転させるための駆動電圧を生成してモータに出力する。検出誤差算出部は、モータの回転数が略第２所定回転数となった場合、位置検出部がロータの磁極を検出してから次に磁極を検出するまでの第２検出間隔を計測する。そして、検出誤差算出部は、第１記憶部が記憶する第１検出間隔と、計測した第２検出間隔との差を、検出誤差とする。
【００１０】
このモータ駆動制御装置における検出誤差算出部は、位置検出部がロータの磁極を検出してから次に磁極を検出するのに要すると予測される第１検出間隔と、計測結果である実際の第２検出間隔との差を求め、これを検出誤差と決定する。これにより、実際のロータ位置の検出誤差を正確に求めることができる。更に、モータの高速回転時には、このようにして求められたロータ位置の検出誤差を用いて位置検出信号が補正されるため、実際の検出誤差に即した駆動電圧がモータに出力されるようになる。
【００１１】
発明４に係るモータ駆動制御装置は、発明１または２に係るモータ駆動制御装置であって、駆動電圧生成部は、検出誤差算出部によって検出誤差の算出が行われる際、モータを第１所定回転数未満である条件を満たす第３所定回転数で回転させるための駆動電圧を生成してモータに出力する。検出誤差算出部は、モータの回転数が略第３所定回転数となった場合、位置検出部がロータの磁極を検出してから次に磁極を検出するまでの第３検出間隔を、機械角でモータの１回転分計測すると共に、該計測結果に基づいて第３検出間隔の平均値を求める。そして、検出誤差算出部は、求めた第３検出間隔の平均値と、第３検出間隔のいずれか１つとの差を、検出誤差とする。
【００１２】
このモータ駆動制御装置の検出誤差算出部は、位置検出部がロータの磁極を検出してから次に磁極を検出するまでの第３所定間隔を、機械角でモータの１回転分測定する。そして、検出誤差算出部は、この測定結果から第３所定間隔の平均値を求め、求めた第３所定間隔の平均値と任意の第３所定間隔との差を検出誤差として決定する。これにより、実際のロータ位置の検出誤差を正確に求めることができる。更に、モータの高速回転時には、このようにして求められたロータ位置の検出誤差を用いて位置検出信号が補正されるため、実際の検出誤差に即した駆動電圧がモータに出力されるようになる。
【００１３】
発明５に係るモータ駆動制御装置は、発明１〜４のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、第２記憶部を更に備える。第２記憶部は、検出誤差算出部により算出された検出誤差を記憶することができる。そして、補正部は、第２記憶部が記憶している検出誤差を用いて、モータの回転数が第１所定回転数以上である場合の位置検出信号を補正する。
【００１４】
このモータ駆動制御装置によると、算出された検出誤差が第２記憶部に記憶されるため、モータを起動させるたびに検出誤差を算出せずとも、モータの高速回転時には、記憶されている検出誤差を用いて位置検出信号の補正ができるようになる。
【００１５】
発明６に係るモータ駆動制御装置は、発明１〜５のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、補正された後の位置検出信号に基づく駆動電圧が出力されたモータには、正弦波状の電流が通電される。
【００１６】
一般的に、位置検出センサがロータの任意の磁極を検出してから次の磁極を検出するまでの検出時間は、モータの低速回転時よりも高速回転時の方が短くなる。一方、ロータの位置の検出誤差は、回転数に依存せず一定であるため、モータの高速回転時には、位置検出センサの検出時間に占めるロータの位置の検出誤差の割合が大きくなる。そのため、モータの高速回転時、位置検出部の取り付け位置のばらつき等がある状態で生成された駆動電圧がモータに出力されると、モータには、所望するような正弦波状の電流が通電されず、結果として異音や振動が生じてしまう。しかし、本発明に係るモータ駆動制御装置によると、モータの高速回転時には、求められたロータ位置の検出誤差によって位置検出信号が補正され、補正後の位置検出信号により生成された駆動電圧がモータに出力されるため、モータには、所望する正弦波状の電流が通電される。従って、高速回転中のモータにおいて異音や振動が生じずに済む。
【発明の効果】
【００１７】
発明１に係るモータ駆動制御装置によると、ロータ位置の検出誤差の影響によって生じるモータ回転時の振動や異音の発生を防ぐことができる。
【００１８】
発明２に係るモータ駆動制御装置によると、モータは、出荷されて初めて高速回転を行う時から、検出誤差の影響を受けることなく駆動することができる。
【００１９】
発明３及び発明４に係るモータ駆動制御装置によると、実際のロータ位置の検出誤差を正確に求めることができる。更に、モータの高速回転時には、求めたロータ位置の検出誤差を用いて位置検出信号が補正されるため、実際の検出誤差に即した駆動電圧がモータに出力されるようになる。
【００２０】
発明５に係るモータ駆動制御装置によると、モータを起動させるたびに検出誤差を算出せずとも、モータの高速回転時には、記憶されている検出誤差を用いて位置検出信号の補正ができるようになる。
【００２１】
発明６に係るモータ駆動制御装置によると、高速回転中のモータにおいて異音や振動が生じずに済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本実施形態に係るモータ駆動制御装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
（１）全体及びモータの構成
図１は、モータ５１と、該モータ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の全体構成図である。ここで、モータの種類としては、一般的には直流モータや交流モータ、ステッピングモータ、ブラシレスモータ等が挙げられるが、本実施形態では、モータ５１が３相のブラシレスモータである場合を例に採る。
【００２４】
本実施形態に係るモータ５１は、空気調和装置の室外機における室外ファン６１に用いられるファンモータである。モータ５１は、ステータ５２及びロータ５３を備えている。
【００２５】
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を有する。Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一方端は、それぞれＵ相、Ｖ相及びＷ相の駆動コイル用端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに接続され、該駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他方端は、全て端子ＴＮに接続されている。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、その回転速度及びロータ５３の位置に応じた誘起電圧を発生させる。
【００２６】
ロータ５３は、複数の磁極で構成される永久磁石を有し、固定された状態にあるステータ５２に対し回転軸を中心として回転する。ここで、本実施形態に係るロータ５３は、Ｎ極の永久磁石及びＳ極の永久磁石がそれぞれ４つずつあり、Ｎ極の永久磁石とＳ極の永久磁石とが交互に組み合わせられた構成となっている。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）を介して室外ファン６１に伝達される。
【００２７】
（２）モータ駆動制御装置の構成
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。本実施形態に係るモータ駆動制御装置１は、３つのホールセンサ（位置検出部に相当）２ｕ，２ｖ，２ｗ、回転数検出部３、検出誤差算出部４、記憶部５、補正部６、駆動電圧生成部７及び電源部１１を備える。
【００２８】
〔ホールセンサ〕
３つのホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗは、それぞれが３相の各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに対応するようにして駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗ付近に取り付けられている。ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗは、ロータ５３が有する永久磁石の磁極を検出することで、ステータ５２に対するロータ５３の位置を検出する。そして、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗは、検出後のロータ５３の位置を示す位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを、回転数検出部３、検出誤差算出部４、補正部６、駆動電圧生成部７のＰＷＭ制御部８（後述）に出力する。
【００２９】
〔回転数検出部〕
回転数検出部３は、複数の電装品からなる検出回路で構成されている。回転数検出部３は、各ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗから出力される位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いて、ロータ５３の回転数を検出する。検出されたロータ５３の回転数は、検出誤差算出部４、補正部６、駆動電圧生成部７のＰＷＭ制御部８に取り込まれる。
【００３０】
〔検出誤差算出部〕
検出誤差算出部４は、ＣＰＵ及びメモリからなるマイクロコンピュータで構成されている。検出誤差算出部４は、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗにおけるロータ５３の位置の検出誤差を算出する。特に、本実施形態に係る検出誤差算出部４は、モータ５１の回転数が第１所定回転数未満である場合の位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、ロータ５３の位置の検出誤差を算出する。ここで、第１所定回転数としては、モータ５１が例えば１８００ｒｐｍの回転数で定常回転するとして、２００ｒｐｍが挙げられる。つまり、検出誤差算出部４は、第１所定回転数である２００ｒｐｍよりも低い１８０ｒｐｍのように、モータ５１が低速回転を行う際に、ロータ５３の位置の検出誤差を算出する。以下では、第１所定回転数未満の条件を満たす回転数、即ち第１所定回転数よりも低い回転数（つまり、２００ｒｐｍよりも低い回転数。具体的には、１８０ｒｐｍ等）を、第２所定回転数という。
【００３１】
ここで、ロータ５３の位置の検出誤差が、具体的にどのようにして算出されるかについて説明する。検出誤差の算出動作が開始される際、先ずはモータ５１が低速回転、つまり第１所定回転数（例えば、２００ｒｐｍ）よりも低い第２所定回転数（例えば、１８０ｒｐｍ）で回転を行う。この時、検出誤差算出部４は、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗがロータ５３のとある磁極を検出してから次に磁極を検出するまでの第２検出間隔を計測する。そして、検出誤差算出部４は、モータ５１の回転数が第２所定回転数である場合での、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗがロータ５３のとある磁極を検出してから次に磁極を検出するのに要すると推測される第１検出間隔と、実際に計測した第２検出間隔との差を求め、これをロータ５３の位置の検出誤差と決定する。つまり、検出誤差算出部４は、推測値である第１検出間隔と、実際の値である第２検出間隔との差を、検出誤差とする。尚、上述した第１検出間隔は、机上計算やシミュレーション、実験等によって予め決定された値であって、理論値と言える。
【００３２】
このようにして求められたロータ５３の位置の検出誤差を、図２に示す。この図２に示すように、ロータ５３の位置の検出誤差は、本来ロータ５３の位置が検出されるべきタイミングにロータ５３の位置が検出されず、該タイミングではない時にロータ５３の位置が検出されるために発生するもので、本来検出されるべきタイミングからずれた分に相当する。例えば、図２において、モータ５１の機械角が１２０°付近では、ロータ５３の位置の検出が本来ならば１２０°の時に行われるべきところ、１２０°よりも遅くに行われていることから、ロータ５３の位置の検出誤差はマイナスの値となる。また、モータ５１の機械角が１８０°付近では、ロータ５３の位置の検出が本来ならば１８０°の時に行われるべきところ、１８０°よりも早くに行われていることから、ロータ５３の位置の検出誤差はプラスの値となる。このような検出誤差があると、モータ５１に通電される電流は、理想とする完全な正弦波の波形とはならず、検出誤差の影響を受けて歪んだ波形となってしまう。尚、図２は、３つのホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗが互いに１２０度離れて設けられている場合を示しており、３相の各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのうち駆動コイルＬｕに通電される電流のみを一例として示している。図２中の点線の波形ＩＵ’は、ロータ５３の位置の検出誤差がない場合に、モータ５１の駆動コイルＬｕに通電されるであろう電流の波形を表しており、実線の波形ＩＵは、ロータ５３の位置の検出誤差がある場合に、モータ５１の駆動コイルＬｕに通電される電流の波形を表している。
【００３３】
〔記憶部〕
記憶部５は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリで構成されており、第１記憶領域５ａ（第１記憶部に相当）及び第２記憶領域５ｂ（第２記憶部に相当）を有する。第１記憶領域５ａには、検出誤差算出部４がロータ５３の位置の検出誤差を算出する際に利用する第１検出間隔が記憶されている。この第１検出間隔は、モータ５１及びモータ駆動制御装置１が出荷される前より、予め第１記憶領域５ａに記憶されている。一方、第２記憶領域５ｂには、検出誤差算出部４によって算出されたロータ５３の位置の検出誤差そのものが記憶される。
【００３４】
〔補正部〕
補正部６は、検出誤差算出部４と同様、ＣＰＵ及びメモリからなるマイクロコンピュータで構成されている。補正部６は、記憶部５の第２記憶領域５ｂに記憶されているロータ５３の位置の検出誤差を用いて、各ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗから出力された位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗそれぞれを補正する。より具体的には、本実施形態に係る補正部６は、モータ５１の回転数が第１所定回転数以上である場合の位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを、検出誤差算出部４により算出された検出誤差で補正する。つまり、第１所定回転数が２００ｒｐｍであれば、補正部６は、２００ｒｐｍ以上である１８００ｒｐｍのように、モータ５１が高速回転を行っている際に各ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗから出力される位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを補正する。例えば、ロータ５３の位置の検出誤差がマイナスの値であれば、補正部６は、モータ５１の高速回転時の位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗから検出誤差の分を減算する。逆に、ロータ５３の位置の検出誤差がプラスの値であれば、補正部６は、モータ５１の高速回転時の位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに、検出誤差の分を加算する。
【００３５】
尚、以下では、補正される前の位置検出信号と補正された後の位置検出信号とを区別するため、補正される前の位置検出信号を「Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ」と表し、補正された後の位置検出信号を、「Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’」と表す。上述した補正動作により、補正部６は、ロータ５３の位置の検出誤差を含まない、実際のロータ５３の位置を示す位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’を求めることができる。
【００３６】
〔駆動電圧生成部〕
駆動電圧生成部７は、位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいてモータ５１を駆動させるための駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成し、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、補正部６によって位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの補正動作が行われていれば、補正された後の位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’に基づいて駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成し、これをモータ５１に出力する。また、駆動電圧生成部７は、検出誤差算出部４によって検出誤差の算出が行われる場合には、モータ５１を第２所定回転数で回転させるための駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成し、これをモータ５１に出力する。このような駆動電圧生成部７は、ＰＷＭ制御部８と、ゲート制御電圧生成部９と、出力回路１０とで構成される。
【００３７】
ＰＷＭ制御部８は、モータ５１の回転数及び位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加される駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを決定する。そして、ＰＷＭ制御部８は、決定したデューティを示すＰＷＭデューティ電圧Ｖ−ｄｕｔｙを、ゲート制御電圧生成部９に出力する。特に、駆動電圧生成部７は、補正後の位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’を補正部６から取得した場合、補正されていない位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの代わりに補正後の位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’を用いて、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを決定する。また、ＰＷＭ制御部８は、検出誤差算出部４によって検出誤差の算出が行われる場合には、モータ５１が第２所定回転数で回転するように、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを決定する。
【００３８】
ゲート制御電圧生成部９は、ＰＷＭ制御部８により決定されたデューティを有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷが出力回路１０からモータ５１に出力されるように、出力回路１０を制御する。より具体的には、ゲート制御電圧生成部９は、ＰＷＭ制御部８から出力されたＰＷＭデューティ電圧Ｖ−ｄｕｔｙに基づいて、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ６のオン及びオフを制御するためのゲート制御電圧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、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ６の各ゲート端子に印加される。
【００３９】
出力回路１０は、ゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚに基づく駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをモータ５１に出力するための回路であって、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ６（以下、単にトランジスタという）と還流用のダイオードＤ１〜Ｄ６とで構成されている。トランジスタＱ１及びＱ２、Ｑ３及びＱ４、Ｑ５及びＱ６は、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相の駆動コイル用端子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。
【００４０】
このような構成を有する出力回路１０によると、トランジスタＱ１〜Ｑ６が各ゲート端子に印加されるゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚに基づいてオン及びオフすることで、ＰＷＭ制御部８により決定されたデューティを有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷが、各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加されるようになる。
【００４１】
〔電源部〕
電源部１１は、交流電圧である外部からの商用電源（図示せず）を直流に変換することで直流電圧Ｖｃｃを生成し、これを電源配線を介して出力回路１０に供給する。尚、電源部１１内部には、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティやモータ５１の回転数等に応じて直流電圧Ｖｃｃの電圧値を適切に変更する機能部等が含まれている。このような機能部としては、例えば電圧調整回路や昇圧回路が挙げられる。
【００４２】
（３）モータ駆動制御装置の動作
（３―１）一連の動作の流れ
図３は、モータ駆動制御装置１が行う一連の動作の流れを説明するためのフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ１〜Ｓ３：空気調和装置の統括制御部（図示せず）より、モータ５１の起動が指示されると（Ｓ１のＹｅｓ）、補正部６は、記憶部５の第２記憶領域５ｂ内にロータ５３の位置の検出誤差が既に記憶されているか否かを判断する（Ｓ２）。ロータ５３の位置の検出誤差が第２記憶領域５ｂ内に記憶されていない場合には（Ｓ２のＮｏ）、モータ駆動制御装置１は、検出誤差の算出動作を行う（Ｓ３）。尚、検出誤差の算出動作の流れについては、後述する。
【００４４】
ステップＳ４：ステップＳ２において、第２記憶領域５ｂ内にロータ５３の位置の検出誤差が既に記憶されている場合には（Ｓ２のＹｅｓ）、駆動電圧生成部７は、モータ５１を起動させる。この時、駆動電圧生成部７は、モータ５１が第１所定回転数（例えば、２００ｒｐｍ）以上である１８００ｒｐｍの回転数で定常回転を行うように、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成し、モータ５１に出力する。
【００４５】
ステップＳ５〜Ｓ６：モータ５１の現在の回転数が略１８００ｒｐｍとなった場合（Ｓ５のＹｅｓ）、補正部６は、記憶部５における第２記憶領域５ｂ内のロータ５３の位置の検出誤差を用いて、現在のホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗから出力される位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ（即ち、モータ５１が略１８００ｒｐｍで定常回転を行っている時に出力される位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）を補正する（Ｓ６）。尚、モータ５１の現在の回転数が略１８００ｒｐｍに至るまでは（Ｓ５のＮｏ）、駆動電圧生成部７は、ステップＳ４の駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをモータ５１に出力し続ける。
【００４６】
ステップＳ７：駆動電圧生成部７は、ステップＳ６において補正された位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’に基づいて、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成し、モータ５１に出力する。この駆動電圧ＳＵ、ＳＶ，ＳＷが出力されたモータ５１の通電波形は、図４に示すに、歪みのない正弦波状となる（図４の電流ＩＵ’，ＩＶ’，ＩＷ’）。
【００４７】
（３−２）検出誤差の算出動作の流れ
図５は、モータ駆動制御装置１が行う検出誤差の算出動作の流れを説明するためのフローチャートである。
【００４８】
ステップＳ１１：駆動電圧生成部７は、モータ５１が第１所定回転数（例えば、２００ｒｐｍ）よりも小さい第２所定回転数（例えば、１８０ｒｐｍ）で回転するように、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成してモータ５１に出力する。
【００４９】
ステップＳ１２〜Ｓ１３：モータ５１の現在の回転数が略第２所定回転数（つまり、１８０ｒｐｍ）となった場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、検出誤差算出部４は、各ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗが磁極を検出する間隔、即ち第２検出間隔を計測する（Ｓ１３）。尚、モータ５１の現在の回転数が略第２所定回転数となるまでは（Ｓ１２のＮｏ）、駆動電圧生成部７は、ステップＳ１１における駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをモータ５１に出力し続ける。
【００５０】
ステップＳ１４〜Ｓ１５：検出誤差算出部４は、記憶部５における第１記憶領域５ａ内の第１検出間隔と、ステップＳ１３において計測した第２検出間隔との差を求め、これをロータ５３の位置の検出誤差と決定する（Ｓ１４）。そして、検出誤差算出部４は、ステップＳ１４で求めた検出誤差を、記憶部５の第２記憶領域５ｂ内に書き込む（Ｓ１５）。
【００５１】
（４）効果
（Ａ）
本実施形態に係るモータ駆動制御装置１によると、モータ５１の回転数が第１所定回転数（例えば２００ｒｐｍ）未満である場合（具体的には、１８０ｒｐｍ）、即ちモータ５１が低速回転である場合に、ホールセンサ２ｕ，２ｖ、２ｗにおけるロータ５３の位置の検出誤差が算出される。モータ５１の回転数が第１所定回転数以上である場合（例えば、１８００ｒｐｍ）、即ちモータ５１が高速回転である場合には、算出されたロータ５３の位置の検出誤差によって位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが補正され、補正後の位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’に基づいて駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷが生成される。つまり、このモータ駆動制御装置１は、モータ５１の低速回転時に算出したロータ５３の位置の検出誤差によって高速回転時に検出したロータ５３の位置を補正し、補正した正確なロータ５３の位置に基づいてモータ５１を駆動させる。これにより、モータ５１は、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗの取り付け位置のばらつき等によって生じるロータ位置の検出誤差の影響を受けることなく、駆動されるようになる。従って、ロータ５３の位置の検出誤差の影響によって生じるモータ５１回転時の振動や異音の発生を防ぐことができる。
【００５２】
（Ｂ）
また、モータ駆動制御装置１における検出誤差算出部４は、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗがロータ５３の磁極を検出してから次に磁極を検出するのに要すると予測される第１検出間隔と、計測結果である実際の第２検出間隔との差を求め、これを検出誤差と決定する。これにより、実際のロータ５３の位置の検出誤差を正確に求めることができる。更に、このようにして求められたロータ位置の検出誤差を用いてモータ５１の高速回転時（例えば、定常回転時）の位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが補正される。そのため、モータ５１の高速回転時には、実際の検出誤差に即した駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがモータ５１に出力されるようになる。
【００５３】
（Ｃ）
また、モータ駆動制御装置１によると、算出された検出誤差が記憶部５の第２記憶領域５ｂに記憶されるため、モータ５１を起動させるたびに検出誤差を算出せずとも、モータ５１の高速回転時には、記憶されている検出誤差を用いて位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ、Ｈｗの補正ができるようになる。
【００５４】
（Ｄ）
一般的に、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗがロータ５３の任意の磁極を検出してから次の磁極を検出するまでの検出時間は、モータ５１の低速回転時よりも高速回転時の方が短くなる。一方、ロータ５３の位置の検出誤差は、モータ５１の回転数に依存せず一定であるため、モータ５１の高速回転時には、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗの検出時間に占めるロータ５３の位置の検出誤差の割合が大きくなる。そのため、モータ５１の高速回転時、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗの取り付け位置のばらつき等がある状態で生成された駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがモータ５１に出力されると、モータ５１には、図２の実線に示すように、所望するような正弦波状の電流が通電されず、結果として異音や振動が生じてしまう。しかし、本実施形態に係るモータ駆動制御装置１によると、モータ５１の高速回転時には、求められたロータ５３の位置の検出誤差によって位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが補正され、補正後の位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’により生成された駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがモータ５１に出力される。そのため、モータ５１には、図４に示すように、所望する正弦波状の電流が通電される。従って、高速回転中のモータ５１において異音や振動が生じずに済む。
【００５５】
＜その他の実施形態＞
（ａ）
上記実施形態では、検出誤差算出部４が、単にモータ５１の低速回転時にロータ５３の位置の検出誤差を算出すると説明した。しかし、検出誤差算出部４は、図５に示す検出誤差の算出動作を、モータ５１の試運転時に行っても良い。モータ５１の試運転時としては、モータ５１及びモータ駆動制御装置１の出荷前、つまり生産ライン時に生産工場で行われる生産試験時が挙げられる。これにより、モータ５１及びモータ駆動制御装置１が出荷され実際に高速回転する場合には、既に算出済みである検出誤差を用いて位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが補正され、モータ５１が駆動される。従って、モータ５１は、実際の高速回転を初めて行う時からロータ５３の位置の検出誤差の影響を受けることなく、駆動することができる。
【００５６】
（ｂ）
上記実施形態に係る検出誤差算出部４は、図５に示すように、予め机上計算やシミュレーション等で決定された推測値である第１検出間隔と、実際に測定した第２検出間隔との差を検出誤差として決定する場合について説明した。しかし、ロータ５３の位置の検出誤差を算出する方法は、第１検出間隔を用いる上記方法ではなく、以下の方法であってもよい。図６は、上記実施形態に係る検出誤差の算出方法とは異なる方法の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
ステップＳ２１：駆動電圧生成部７は、モータ５１が第１所定回転数（例えば、２００ｒｐｍ）未満である条件を満たす第３所定回転数（例えば、１８０ｒｐｍ）で回転するように、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成してモータ５１に出力する。
【００５８】
ステップＳ２２〜Ｓ２３：モータ５１の現在の回転数が略第３所定回転数（つまり、１８０ｒｐｍ）となった場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、検出誤差算出部４は、ホールセンサ２ｕ，２ｖ，２ｗが磁極を検出してから次の磁極を検出するまでの第３検出間隔を計測する。特に、検出誤差算出部４は、この第３検出間隔を、機械角でモータ５１の１回転分計測する（Ｓ２３）。即ち、検出誤差算出部４は、第３検出間隔を、モータ５１が３６０度回転する分だけ計測する。尚、モータ５１の現在の回転数が略第３所定回転数となるまでは（Ｓ２２のＮｏ）、駆動電圧生成部７は、モータ５１が第３所定回転数で回転させるための駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをモータ５１に出力し続ける。
【００５９】
ステップＳ２４〜Ｓ２５：検出誤差算出部４は、ステップＳ２３の計測結果、即ち機械角でモータ５１の１回転分の第３検出間隔に基づき、第３検出間隔の平均値を求める（Ｓ２４）。次いで、検出誤差算出部４は、ステップＳ２４で求めた第３検出間隔の平均値と、ステップＳ２３で計測した第３検出間隔うちのいずれか１つとの差を求め、これをロータ５３の位置の検出誤差と決定する（Ｓ２５）。
【００６０】
ステップＳ２６：検出誤差算出部４は、ステップＳ２５で求めた検出誤差を、記憶部５の第２記憶領域５ｂ内に書き込む。
【００６１】
このような検出誤差の算出方法によると、上記実施形態と同様、実際のロータ５３位置の検出誤差を正確に求めることができる。更に、このような算出方法によって求められたロータ５３の位置の検出誤差は、モータ５１の高速回転時（例えば、定常回転時）、位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの補正に用いられ、補正後の位置検出信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’が駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷの生成に用いられる。そのため、モータ５１の高速回転時には、実際の検出誤差に即した駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがモータ５１に出力されるようになる。
【００６２】
（ｃ）
上記実施形態では、検出誤差算出部４により算出されたロータ５３の位置の検出誤差が、記憶部５の第２記憶領域５ｂに記憶されると説明した。しかし、ロータ５３の位置の検出誤差は、フラッシュメモリやＥＥＲＰＯＭで構成される記憶部５の第２記憶領域５ｂ内に記憶されるのではなく、マイクロコンピュータで構成される検出誤差算出部４や補正部６のメモリ内に記憶されてもよい。
【００６３】
また、ロータ５３の位置の検出誤差は、メモリやＥＥＰＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されるのではなく、モータ５１を起動させる毎に算出されてもよい。この場合、モータ５１は、起動するたびに先ずは低速で回転し、検出誤差算出部４は、低速回転状態にあるモータ５１において、ロータ５３の位置の検出誤差を算出する。そして、補正部６は、モータ５１が高速回転状態となった後、該検出誤差を用いて位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを補正する。
【００６４】
（ｄ）
上記実施形態では、１つの記憶部５が、第１検出間隔を記憶する記憶領域（即ち、第１記憶領域５ａ）と、ロータ５３の位置の検出誤差を記憶する記憶領域（即ち、第２記憶領域５ｂ）とを有する場合について説明した。しかし、１つの記憶部において各検出間隔を記憶するために記憶領域を分けるのではなく、第１検出間隔を記憶するためのＥＥＰＯＲＭ等の記憶部と、ロータ５３の位置の検出誤差を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ等の記憶部とを、別々に設けても良い。
【００６５】
（ｅ）
上記実施形態では、モータ５１が、３相のモータである場合を例に取り説明した。しかし、モータ５１は、３相のモータに限定されず、例えば２相であってもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、ロータ５３が８極の磁極で構成される永久磁石を有している場合について説明した。しかし、ロータ５３が有する磁極の数は、８極に限定されず、２極等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係るモータ駆動制御装置は、ロータ位置の検出誤差の影響によって生じるモータ回転時の振動や異音の発生を防ぐことができるという効果を有し、空気調和装置内のファンモータや圧縮機用モータを制御するための装置として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施形態に係るモータ駆動制御装置の回路構成図。
【図２】ロータ位置の検出誤差の概念を説明するための図。
【図３】本実施形態に係るモータ駆動制御装置の一連の動作の流れを説明するためのフローチャート。
【図４】本実施形態に係るモータ駆動制御装置によってモータに出力される駆動電圧と、モータの各駆動コイルに通電される電流の波形を示す図。
【図５】本実施形態に係るモータ駆動制御装置が行う検出誤差の算出動作の流れを説明するためのフローチャート。
【図６】その他の実施形態（ｂ）に係る検出誤差の算出動作の流れを説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００６９】
１  モータ駆動制御装置
２ｕ，２ｖ，２ｗ  ホールセンサ
３  回転数検出部
４  検出誤差算出部
５  記憶部
５ａ  第１記憶領域
５ｂ  第２記憶領域
６  補正部
７  駆動電圧生成部
８  ＰＷＭ制御部
９  ゲート制御電圧生成部
１０  出力回路
１１  電源
５１  モータ
５２  ステータ
５３  ロータ
１００  モータの駆動制御システム
【図１】
2010119220.tif 000003
【図２】
2010119220.tif 000004
【図３】
2010119220.tif 000005
【図４】
2010119220.tif 000006
【図５】
2010119220.tif 000007
【図６】
2010119220.tif 000008