(57)【要約】【課題】印加する直流電圧のリップルに起因するロータの位置検出信号の取りこぼしをなくし、位置検出信号を確実に検出することができるＤＣブラシレスモータの制御装置を提供する。【解決手段】モータの１回転前の位置検出区間時間、または、今回の位置検出信号から得られた位置検出区間時間に基づいて次回の位置検出信号の検出を禁止する位置検出マスク時間Ｔｍを設定し、設定した位置検出マスク時間Ｔｍについて次回の位置検出信号の検出を禁止する位置検出マスク処理手段と、インバータに印加する直流電圧値を測定する回路と、測定された直流電圧値からリップル電圧値を演算するリップル演算処理手段とを有し、演算されたリップル電圧値が所定の値より大きい場合には、位置検出マスク処理手段は、予め定めた最小マスク時間Ｔｍｉｎに設定して次回の位置検出信号の検出を禁止するようにする。【選択図】図３
2014187855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流を直流に変換する整流回路と、直流を交流に変換しＤＣブラシレスモータを駆動するインバータと、ＰＷＭ信号を生成する駆動回路を介して前記インバータをＰＷＭ制御する制御回路とを備え、前記インバータから前記ＤＣブラシレスモータの各相のステータ巻線に通電を行うとともに、前記ＤＣブラシレスモータのロータの回転によって非通電相のステータ巻線に発生する誘起電圧から得られる前記ロータの位置検出信号に基づいてステータ巻線に対する通電タイミングを制御する前記ＤＣブラシレスモータの制御装置において、
前記ＤＣブラシレスモータの１回転前の位置検出区間時間、または、今回の前記位置検出信号から得られた位置検出区間時間に基づいて前記今回の位置検出から所定時間は次回の前記位置検出信号の検出を禁止する位置検出マスク時間を設定する位置検出マスク処理手段と、
前記インバータに印加する直流電圧を測定する直流電圧測定回路と、前記直流電圧測定回路で測定した直流電圧値からリップル電圧値を算出するリップル演算処理手段と有し、
前記リップル演算処理手段で算出されたリップル電圧値が所定の値より大きい場合には、前記位置検出マスク処理手段は、前記位置検出マスク時間を予め定めた最小マスク時間に設定することを特徴とするＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項２】
前記ＤＣブラシレスモータの回転周期と前記インバータに印加する直流電圧のリップル周期Ｒｔとの周期を比較演算する周期比演算手段をさらに有し、この手段による演算の結果、前記ＤＣブラシレスモータの回転周期が前記直流電圧のリップル周期の整数倍の関係である場合には、
前記位置検出マスク処理手段は、前記位置検出マスク時間を前記位置検出区間時間に基づいて設定した前記位置検出マスク時間に設定することを特徴とする請求項１に記載のＤＣブラシレスモータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の圧縮機などに用いられるセンサレス直流ブラシレスモータ（以下、ＤＣブラシレスモータという。）の制御技術に関し、より詳細にはロータの位置を確実に検出して適切な回転制御を行うＤＣブラシレスモータの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣブラシレスモータの位置センサレス駆動方式として、インバータを用いた１２０度通電方式（矩形波通電方式）などの非通電相を有する方式が知られている。例えば１２０度通電方式では、１８０度区間のうちの１２０度区間を通電し、非通電の６０度区間においてロータの回転により発生する誘起電圧のゼロクロスに基づいてロータ位置を検出し、この位置検出信号を基に各相のステータ巻線に流れる電流の方向を切り替えることでモータを駆動する。
【０００３】
ここで、検出される誘起電圧の波形にノイズ等が重畳すると、期待されるゼロクロス以外の誤った位置を検出するおそれがあることから、位置検出してから次に位置検出するまでの間において、位置検出してから所定の時間（以下、マスク時間という。）だけ位置検出信号の取得を禁止（マスク）して、誤検出を回避する処理が行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
特許文献１の制御方法は、今回と前回の位置検出時刻の差を位置検出区間時間と規定して、前回の位置検出区間時間および今回の位置検出区間時間をもとにして次の位置検出で用いるマスク時間を算出するものである。このため、マスク時間は位置検出の区間ごとに変えられるようになっている。なお、この特許文献１の制御方法では、モータ１回転あたりのトルク変動に規則性が有ることを前提にマスク時間を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７１８７９号公報
【特許文献２】特開平１０−２８３９５号公報
【特許文献３】特開平９−２１５３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、モータが使用される環境上の特性として、経年変化による整流回路の平滑コンデンサの容量抜けや、例えば外気温度と室内の設定温度との差が大きく、モータが搭載される空調機の圧縮機を高負荷で運転する場合には、交流電源から整流回路で変換された直流電源のリップル電圧が大きくなりインバータに印加される直流電圧が変動し、モータの回転速度が変化するため、ロータ位置を検出するタイミングに影響する。
【０００７】
このようなインバータに印加される直流電圧の変動は、モータ回転数とは異なる周期となるので、上記の特許文献１の制御方法をそのまま適用すると次の位置検出タイミングを見逃してしまい、誤検出を誘発するおそれがある。つまり、図９に示すように、電圧変動によるトルク力変動が、位置検出区間時間の変動に加味される。このため、特許文献１の制御方法では、過去の位置検出区間時間の記録をもとに次の位置検出タイミングを予想して、不等式（正規の位置検出区間時間＜予想した位置検出区間時間）が成立する状態になったときに、決定したマスク時間によって正規の位置検出信号を取りこぼすおそれがある。
【０００８】
例えば、図１０−１は、直流電源のリップル特性でありこの直流電源でモータを駆動する。リップル周期Ｔは、交流電源の整流方式によって変わり、半波整流方式であれば交流電源の周期と同じになり、全波整流であれば交流電源の周期の１／２となる。
【０００９】
図１０−２は、モータの周期がリップルの周期の１．５倍のときの図である。１回転毎にリップルの山と谷の数が異なるためモータ駆動させるインバータに印加される直流電圧が変動し、回転速度が異なってくる（電圧の高い山では早くなり、低い谷では遅くなる）。図１０−２の状態でリップルによる回転速度の変化により、モータの回転周期が変動した結果を示したものが図１０−３である。
【００１０】
したがって、図１０−３のモータ周期Ｔ１の区間で位置検出のタイミングを予想すると実際には、モータ周期Ｔ２の区間のように周期が短くなるので、設定したマスク時間内に正規の位置検出信号が発生するとこの位置検出信号を取りこぼしてしまうおそれがある。
【００１１】
なお、図１０−４に示すように、１周期（モータの１回転）で山と谷の数が同じ場合にはリップルの影響がなくなるので、モータ周期Ｔ１とモータ周期Ｔ２は同じになり、検出信号の取りこぼしのおそれはない。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、印加する直流電圧のリップルに起因するロータの位置検出信号の取りこぼしをなくし、位置検出信号を確実に捉えることができるＤＣブラシレスモータの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るＤＣブラシレスモータの制御装置は、交流を直流に変換する整流回路と、直流を交流に変換しＤＣブラシレスモータを駆動するインバータと、ＰＷＭ信号を生成する駆動回路を介して前記インバータをＰＷＭ制御する制御回路とを備え、前記インバータから前記ＤＣブラシレスモータの各相のステータ巻線に通電を行うとともに、前記ＤＣブラシレスモータのロータの回転によって非通電相のステータ巻線に発生する誘起電圧から得られる前記ロータの位置検出信号に基づいてステータ巻線に対する通電タイミングを制御する前記ＤＣブラシレスモータの制御装置において、前記ＤＣブラシレスモータの１回転前の位置検出区間時間、または、今回の前記位置検出信号から得られた位置検出区間時間に基づいて前記今回の位置検出から所定時間は次回の前記位置検出信号の検出を禁止する位置検出マスク時間を設定する位置検出マスク処理手段と、前記インバータに印加する直流電圧を測定する直流電圧測定回路と、前記直流電圧測定回路で測定した直流電圧値からリップル電圧値を算出するリップル演算処理手段と有し、前記リップル演算処理手段で算出されたリップル電圧値が所定の値より大きい場合には、前記位置検出マスク処理手段は、前記位置検出マスク時間を予め定めた最小マスク時間に設定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る他のＤＣブラシレスモータの制御装置は、上述した発明において、前記ＤＣブラシレスモータの回転周期と前記インバータに印加する直流電圧のリップル周期Ｒｔとの周期を比較演算する周期比演算手段をさらに有し、この手段による演算の結果、前記ＤＣブラシレスモータの回転周期が前記直流電圧のリップル周期の整数倍の関係である場合には、前記位置検出マスク処理手段は、前記位置検出マスク時間を前記位置検出区間時間に基づいて設定した前記位置検出マスク時間に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印加する直流電圧のリップルに起因するロータの位置検出信号の取りこぼしをなくし、位置検出信号を確実に検出することができるという効果を奏する。また、モータの回転周期が前記直流電圧のリップル周期の整数倍の関係であるときには、印加する直流電圧のリップルの影響が相殺されるので、今回の位置検出区間時間に基づいたマスク時間をそのまま短縮しないで使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係るＤＣブラシレスモータの制御装置の概略構成図である。
【図２】図２は、リップル値測定ステップのフローチャートの一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明における位置検出マスク時間を説明するタイムチャートである。
【図４】図４は、本発明に係るＤＣブラシレスモータの制御装置のフローチャートの一例を示す図である。
【図５】図５は、リップル周期≦モータの回転周期（リップル電圧周期の整数倍）の場合の波形の説明図である。
【図６】図６は、リップル周期＜モータの回転周期（リップル電圧周期の非整数倍）の場合の波形の説明図である。
【図７】図７は、リップル周期＞モータの回転周期の場合の波形の説明図である。
【図８】図８は、位置検出タイミングの一例を示すタイムチャートである。
【図９】図９は、正規の位置検出信号を取りこぼす場合の説明図である。
【図１０−１】図１０−１は、直流電源のリップル特性の説明図である。
【図１０−２】図１０−２は、モータがリップル周期の１．５倍の周期で駆動する場合の説明図である。
【図１０−３】図１０−３は、リップルによる回転速度の変化により、モータの回転周期が変動した結果を示した説明図である。
【図１０−４】図１０−４は、モータがリップル周期の２倍の周期で駆動する場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るＤＣブラシレスモータの制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
図１に示すように、この制御装置１０は、交流電源ＡＣから供給される交流を直流に変換する整流回路１２と、直流を交流に変換しＤＣブラシレスモータＭを駆動するインバータ１４と、モータＭのロータの回転によって非通電相のステータ巻線に発生する誘起電圧からロータの位置検出信号を得る位置検出回路１６と、位置検出回路１６による位置検出信号に基づいてステータ巻線に対する通電切り替えタイミングを算出する一方、この算出タイミングで通電を切り替えるために所定の駆動信号を駆動回路２０を介してインバータ１４のスイッチング素子ＢＵ、ＢＶ、ＢＷ、ＢＸ、ＢＹ、ＢＺに出力しインバータを制御するインバータ制御手段２３を含む制御回路１８とを備える。制御回路１８は、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）とメモリなどで構成される。
【００１９】
位置検出回路１６の構成および動作について説明する。位置検出回路１６は、各抵抗１６１〜１６６およびコンパレータ１６７を備えている。各抵抗１６１〜１６３の一端は、モータＭのステータの各相に接続され、各抵抗１６１〜１６３の他端間が接続されている。各抵抗１６１〜１６３の接続点とグランドとの間には抵抗１６４が接続され、各抵抗１６１〜１６３と抵抗１６４の接続点がコンパレータ１６７の非反転入力端子に接続されている。以下、この各抵抗１６１〜１６３と抵抗１６４接続点の電圧を、仮想中性点電圧という。また、整流回路１２の正極側とグランドとの間に抵抗１６５および抵抗１６６が直列に接続され、抵抗１６５および抵抗１６６の接続点の電圧が基準電圧として、コンパレータ１６７の反転入力端子に供給される。この基準電圧は、仮想中性点電圧のゼロクロス点（正負の変曲点）の電圧と一致するように設定される。コンパレータ１６７は、仮想中性点電圧と基準電圧とを比較することにより、仮想中性点電圧のゼロクロス点（すなわち、誘起電圧のゼロクロス点）を検出し、モータＭのロータの位置を検出（以下、単に「位置検出」という）するための位置検出信号を出力するようになっている。
【００２０】
この制御装置１０は、直流電圧測定回路２２と、制御回路１８内にリップル演算処理手段２６と、位置検出マスク処理手段２４とをさらに備える。
【００２１】
直流電圧測定回路２２は、インバータ１４に印加する直流電圧値を測定するものである。直流電圧が高圧のため、抵抗で分圧した電圧をＡ／ＤコンバータでＡＤ変換し、変換した電圧値を制御回路１８のリップル演算処理手段２６に入力する。リップル演算処理手段２６は、入力された電圧値から直流電圧のリップル電圧値ΔＶｄｃとリップル周期Ｒｔを算出する。リップル電圧値ΔＶｄｃとリップル周期Ｒｔを算出する方法については次に説明する。
【００２２】
図２のフローチャートに示すように直流電圧変動の監視は、例えば１ｍｓｅｃ毎に直流電圧測定回路２２で直流電圧値を測定して、その値を測定してから少なくとも２０ｍｓｅｃ（リップル周期の最大値で、入力交流電源周波数５０Ｈｚで半波整流を行なった時のリップル周期）間は記憶しておく（ステップＳ１０１）。記憶した直流電圧値より、直流電圧値の最大値と最小値を抽出してリップル電圧値ΔＶｄｃおよびリップル周期Ｒｔを算出する（ステップＳ１０２）。算出したリップル電圧値ΔＶｄｃおよびリップル周期Ｒｔを記憶し（ステップＳ１０３）、Ｓ１０１に戻って（ステップＳ１０４）上記の処理を繰り返す。
【００２３】
位置検出マスク処理手段２４は、位置検出回路１６で前回と今回の位置検出信号から得られた位置検出区間時間に所定の係数α（α＜１）を掛けて位置検出を禁止する位置検出マスク時間を算出し、今回の位置検出から位置検出マスク時間の間は次回の前記位置検出信号の検出を禁止するものである。
【００２４】
上記の構成において、電源リップルによる直流電圧の変動によりモータの回転速度も変動するため、リップル電圧が所定の値Ｖｄｃ＿ｅｒｒを超えると位置検出時間に影響して、位置検出マスク処理手段２４で設定した位置検出マスク時間より前に位置検出信号が発生してしまい検出できない。そこで、制御回路１８内のリップル演算処理手段２６は、直流電圧測定回路２２において測定された直流電圧値から演算したリップル電圧値が所定の値Ｖｄｃ＿ｅｒｒより大きい場合には、位置検出マスク処理手段２４の位置検出マスク時間を予め定めた最小マスク時間に設定して位置検出信号の検出を禁止する。なお、この最小マスク時間の設定条件は、位置検出期間が最も短いモータ最大回転数で位置検出可能な期間となるが、実際には後述する通電の切り替えからインバータの上下アーム切り替え終了直後までの時間を最小マスク時間の下限値とし、実機検証等で決定している。
【００２５】
次に、位置検出マスク時間について図３を参照しながら説明する。
図３に示すように、位置検出マスク処理手段２４では、前回（１区間前）の位置検出信号を検出したタイミングｔ０と今回の位置検出信号の検出したタイミングｔ１より得られた今回の位置検出区間時間Δｔを次回の位置検出区間の予測時間Ｔ（ｔ１からｔ４までの時間）と予側し、次回の位置検出信号の検出を禁止する位置検出マスク時間Ｔｍ（ｔ１からｔ３までの時間）を設定する。このマスク時間Ｔｍの設定方法としては、今回の位置検出区間時間Δｔに所定の係数α（α＜１）を掛けた値をマスク時間とする。なお、図３では連続した位置検出時間を基に次回の位置検出区間の予測時間Ｔとマスク時間Ｔｍを設定するようになっているが、実際には、位置検出信号がモータの極数によりモータの１周期あたりに出力される回数は変わり、例えば、モータが１回転する間に４極モータの場合１２回、６極モータの場合１８回検出される。そして、特許文献１で示されるようにモータの負荷は、モータ１回転単位でトルク変動の特性をもち、そのために位置検出信号を検出する毎に位置検出区間時間は変動する。よって、次回の位置検出区間の予測時間Ｔは、４極モータならば１２区間前の位置検出区間時間に、６極ならば１８区間前の位置検出区間時間に所定の係数α（α＜１）を掛けた値をマスク時間として採用することで、モータの負荷による位置検出区間時間の影響をなくしている。また、この位置検出区間時間を１回転分加算することで、モータ周期を算出する。
【００２６】
今回の位置検出したタイミングｔ１から次回の位置検出区間の予測時間Ｔのうちｔ１からｔ３までのマスク時間Ｔｍについては次回の位置検出信号の検出が禁止され、残りのｔ３からｔ５までの時間が位置検出可能期間となる。ｔ５は、ｔ１からの位置検出時間が最も長い場合を想定したもので、ｔ４はあくまでも位置検出の予測値であるため、ｔ４までに位置検出回路１６によって位置検出がされなくても脱調と判断せずにｔ５までは位置検出は可能としている。本発明では、リップル演算処理手段２６において直流電圧測定回路２２で測定された直流電圧値から演算したリップル値が所定の値Ｖｄｃ＿ｅｒｒより大きい場合には、位置検出マスク処理手段２４は、マスク時間Ｔｍを予め定めた最小マスク時間Ｔｍｉｎ（ｔ１からｔ２）まで短縮し、短縮したマスク時間Ｔｍｉｎについて次回の位置検出信号の検出を禁止する。
【００２７】
このように、マスク時間を位置検出マスク処理手段２４で算出した時間ＴｍよりもＴｍｉｎまで短縮することで、位置検出可能期間を長くして、リップルによるＤＣ電圧変動による回転速度の変動からモータ周期が短くなり、位置マスク処理手段２４で設定したマスク時間Ｔｍより手前で位置検出信号が入力されても、従来の特許文献１の制御方法に比較して位置検出信号を取りこぼす事態を回避することができる。したがって、本発明によれば、印加する直流電圧のリップルに起因するロータの位置検出信号の取りこぼしをなくし、位置検出信号を確実に検出することができる。
【００２８】
なお、上記の実施の形態において、制御回路１８内にモータの回転周期Ｍｔとインバータに印加する直流電圧のリップル周期Ｒｔとの周期比を求める周期比演算手段２８をさらに有し、この周期比演算手段２８による演算の結果、モータの回転周期Ｍｔが直流電圧のリップル周期Ｒｔより長く且つ、モータの回転周期Ｍｔが直流電圧のリップル周期Ｒｔの整数倍の関係である場合には、位置検出マスク処理手段２４は、今回の位置検出区間時間Δｔに基づいて設定した位置検出マスク時間Ｔｍについて次回の位置検出信号の検出を禁止する。上述したように、整数倍の関係である場合には、リップルの影響がないので（図１０−４を参照）、マスク時間Ｔｍを短縮する処理を経ることなく、位置検出マスク処理手段２４で求めたマスク時間Ｔｍを用いて位置検出を行うことができる。
【００２９】
上記の位置検出マスク処理手段２４の処理動作について、図４を参照しながら説明する。
図４のフローチャートに示すように、位置検出回路１６で前回と今回の位置検出信号から得られた今回の位置検出区間時間ΔＴに基づいて今回の位置検出ｔ１から次回の前記位置検出信号の検出を禁止する位置検出マスク時間Ｔｍを設定する（ステップＳ１１１）。次に、リップル演算処理手段２４は直流電圧測定回路２２で測定された直流電圧値をもとに演算したリップル値が予め定めた所定の電圧以上である場合には（ステップＳ１１２でＹｅｓ）、ステップＳ１１３に移行し、反対に、所定の電圧未満である場合には（ステップＳ１１２でＮｏ）、先のステップＳ１１１にて設定したマスク時間Ｔｍのままで、Ｓ１１１に戻る（ステップＳ１１６）。
【００３０】
一方、ステップＳ１１３において、モータ回転周期とリップル演算処理手段２６で演算されたリップル周期とを比較演算する周期比演算手段２８でモータの回転周期≧リップル周期である場合にはステップＳ１１４に移行する。反対に、モータの回転周期＜リップル周期である場合にはステップＳ１１５に移行し、前のステップＳ１１１にて設定したマスク時間Ｔｍを予め定めた最小マスク時間Ｔｍｉｎに短縮して（ステップＳ１１５）、Ｓ１１１に戻る（ステップＳ１１６）。
【００３１】
また、ステップＳ１１４においては、周期比演算手段２８で演算されたモータ回転周期とリップル周期の比が整数倍であるか否かを判定し、この結果Ｙｅｓの場合には先のステップＳ１１１にて設定したマスク時間Ｔｍで次回の前記位置検出信号の検出を禁止して、Ｓ１１１に戻る（ステップＳ１１６）。反対に、ステップＳ１１４でＮｏの場合には先のステップＳ１１１にて設定したマスク時間Ｔｍを予め定めた最小マスク時間Ｔｍｉｎに短縮して（ステップＳ１１５）、Ｓ１１１に戻る（ステップＳ１１６）。
【００３２】
以上説明したように、本発明は、次回の位置検出タイミングの予側結果が直流電圧のリップルの影響によって実際の位置検出するタイミングと整合できない状態（不整合状態）と判断される場合には、位置検出マスク時間を短い時間に設定することで位置検出信号の検出を有効にすることにより、位置検出信号の取りこぼしを回避することができる。
【００３３】
次に、予測結果が上記の不整合状態であるか否かの具体的な判定方法について説明する。
【００３４】
モータ回転数と連動しない周波数を有する変動要素として、直流電圧のリップル変動に着目し、さらに不整合を起こす条件を、特定回転数から限定することで、不整合状態の判定の精度を上げることができる。
【００３５】
不整合状態の判定処理においては、直流電圧の変動とモータ負荷トルクの変動の和が、位置検出区間時間の変動となって現れるので、上述した図９に示すような位置検出区間時間の変動が発生する条件を限定することで、単にリップル値の大きさだけで位置検出マスク時間を短縮しないために不整合状態の判定精度を上げることができる。
【００３６】
位置検出時間の変動は、モータの回転周期の変化によるもので、変化させる要因としては、モータ負荷と直流電源のリップルがあり、この時のリップル周期とモータの回転周期との関係を下記の三つの場合に分けて説明する。
（１）リップル周期Ｒｔ≦モータの回転周期Ｍｔ（ただし、リップル周期の整数倍）の場合
（２）リップル周期Ｒｔ＜モータの回転周期Ｍｔ（ただし、リップル周期の非整数倍）の場合
（３）リップル周期Ｒｔ＞モータの回転周期Ｍｔの場合
【００３７】
上記（１）については図５、（２）については図６、（３）については図７がそれぞれ対応している。各図の上段は、経過時間に対する位置検出時間を表し、中段はモータの負荷変動を表し、下段は直流電圧変動であるリップルを表している。中段のモータの負荷特性は圧縮機に搭載した場合のモータの１周期（縦２本の点線で表している）の負荷特性を表している。また、上段の位置検出時間は、大きくなるほど位置検出時間が長くなっていることを表わしている図なので、モータの回転速度に反比例する。従って、位置検出時間が大きい時、回転速度が遅いことを示している。例えば、モータの負荷が軽く、直流電圧が高い時は回転速度が速くなり、逆にモータの負荷が重く、直流電圧が低い時は回転速度が遅くなる。上段の位置検出時間の特性は、中段のモータ負荷に下段の直流電圧変動分を加味した特性となる。
【００３８】
上記（１）のモータの回転周期がリップル周期に対して整数倍の場合、図５で示すように、モータ１回転前の位置検出時間と次回の位置検出時間は同じになり、即ちモータの回転速度は一定となる。上記（２）のモータの回転周期がリップル周期に対して非整数倍の場合、図６で示すように、モータ１回転前の位置検出時間と次回の位置検出時間に相違が生じる。また、上記（３）のリップル周期＞モータの回転周期の場合、図７に示すように、やはりモータ１回転前の位置検出時間と次回の位置検出時間に相違が生じるタイミングが存在する。
【００３９】
以上の結果を整理すると、下記の条件１、２の関係のいずれかが成立した場合には、次回の位置検出タイミングの予側結果が適切ではない可能性がある。
【００４０】
条件１：リップル周期＜モータの回転周期、かつ、リップル周期×整数≠モータの回転周期
条件２：リップル周期＞モータの回転周期
【００４１】
ここで、位置検出マスク時間を予め定めた最小マスク時間に設定する場合には、上記の条件１、または２の関係の成立に拘わらず、直流電圧の監視処理において記録したリップル電圧ΔＶｄｃが所定の値Ｖｄｃ＿ｅｒｒを超えて位置検出時間に影響を与える場合に、不整合状態と判定してもよい。ここで、電圧Ｖｄｃ＿ｅｒｒは、実機検証等で予め定めることが可能である。
【００４２】
次に、上記で不整合状態と判定された場合の位置検出処理方法について説明する。
次回の位置検出タイミングの予測結果が不整合状態と判定された場合には、既に位置検出マスク処理手段２４で設定されている位置検出マスク時間Ｔｍを無効にすると同時に、この位置検出マスク時間を時間Ｔｍより短い予め定めた最小マスク時間Ｔｍｉｎに設定し、位置検出マスク処理手段２４で設定された場合よりもマスク時間を短時間とし位置検出信号の検出を許可する。この短縮した位置検出マスク時間の下限値としては、通電の切り替えからインバータの上下アーム切り替え終了直後までの時間とすることができる。
【００４３】
この理由としては、例えば図８に示すように、位置検出回路１６で検出する信号には誘起電圧に重畳するチョッピング波形によって誘起電圧のゼロクロス点を正しく検出することができずに正規の位置検出信号を特定する事が出来ない。そのため、位置検出回路１６で検出する信号がＬｏｗレベルまたはＨｉｇｈレベルの一定レベルを保つことが出来るように、次の通電相の切り替えを行う前に、スイッチングを行う相の上側アーム（図１のＢＵ、ＢＶ、ＢＷ相をスイッチング）と下側アーム（図１のＢＸ、ＢＹ、ＢＺ相をスイッチング）の切り替えを行っている。例えば、図８の左下の○は、Ｗ−Ｙ相通電状態からＵ−Ｙ相通電へ切り替えるまでを例にしたもので、位置検出をし易くするために、下側アーム（図１のＢＹ相）のスイッチングから上側アーム（図１のＢＷ相）のスイッチングに切り替えて、Ｕ相電圧が上昇していき、所定の閾値を超えるまでは、スイッチングのオン／オフによらず、位置検出信号はＬｏｗレベルを維持するため、初めてＨｉｇｈレベルに切り替わったタイミングを位置検出タイミングと判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかるＤＣブラシレスモータの制御装置は、空気調和機の圧縮機などに使われるＤＣブラシレスモータに印加する直流電圧のリップルに起因するロータの位置検出信号の取りこぼしをなくし、位置検出信号を確実に検出することができるので、安定したモータ制御に適している。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ＤＣブラシレスモータの制御装置
１２  整流回路
１４  インバータ
１６  位置検出回路
１８  制御回路
２０  駆動回路
２２  直流電圧測定回路
２３  インバータ制御手段
２４  位置検出マスク処理手段
２６  リップル演算処理手段
２８  周期比演算手段
Ｍ  モータ
ＡＣ  交流電源
【図１】
2014187855.tif 000003
【図２】
2014187855.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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