(57)【要約】【課題】モータが外力によって回転している場合に、低騒音でロータを確実に制動することができるＤＣブラシレスモータの制御手段を提供する。【解決手段】ＤＣブラシレスモータ１と前記ＤＣブラシレスモータ１のロータの磁極位置を検出する１つの磁極位置センサ２と、複数のスイッチング素子が３相ブリッジ接続され、前記スイッチング素子の開閉により直流電圧４を交流電圧に変換し、前記ＤＣブラシレスモータ１に供給するインバータ回路３と、前記磁極位置センサ２の出力信号に基づいて前記スイッチング素子を開閉する制御手段５と母線電流検出手段７と前記母線電流検出手段７の出力に基づきＰＷＭ信号をオフするＰＷＭ出力オフ手段８を備え、前記制御手段５により出力されるＰＷＭ信号のデューティを微調整することで、ファンが外力によって回転している場合でも、駆動回路及びモータに過度の負担をかけることなく、かつ低騒音での制動、停止を実現できる。【選択図】図１
2006174644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣブラシレスモータと、前記ＤＣブラシレスモータのロータの磁極位置を検出する１つの磁極位置センサと、複数のスイッチング素子が３相ブリッジ接続され、前記スイッチング素子の開閉により直流電圧を交流電圧に変換し前記ＤＣブラシレスモータに供給するインバータ回路と、前記磁極位置センサの出力信号に基づいて前記スイッチング素子を開閉する制御手段と、母線電流を検出する母線電流検出手段と、前記制御手段と制御手段の出力信号に基づいてスイッチング素子を駆動する駆動手段との間に接続され、前記母線電流検出手段の出力に基づき所定時間だけＰＷＭ信号をオフするＰＷＭ出力オフ手段とを備え、前記制御手段は、前記ＤＣブラシレスモータの起動前に前記磁極位置センサの出力信号に同期させて正電圧側及び負電圧側のいずれか一方のスイッチング素子の１個をＰＷＭ通電すると共に他方のスイッチング素子の１個をオン状態とし、前記ロータを制動させ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】
所定時間はＰＷＭ信号のキャリア周期以上であることを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項３】
制御手段は所定の物理量に基づきＰＷＭ信号のデューティを変更することを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項４】
所定の物理量はＰＷＭ出力オフ手段がＰＷＭ信号をオフした場合に制御手段に出力する信号レベルであることを特徴とする請求項３記載のＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項５】
所定の物理量はＰＷＭ出力オフ手段が駆動手段に出力するＰＷＭ信号を制御手段内部のタイマにより測定した時間であることを特徴とする請求項３記載のＤＣブラシレスモータの制御装置。
【請求項６】
前記所定の物理量はＤＣブラシレスモータの本体またはその周辺の音を検出し出力する音検出手段の出力であることを特徴とする請求項３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ＤＣブラシレスモータの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外ファンの駆動にはＤＣブラシレスモータが多く用いられている。室外ファンは有風時に回転し、その回転方向及び速度は一様ではなく、回転状態でモータを始動させると、回転方向及び回転速度によってはモータに大きな負担がかかる場合があり、最悪破損するおそれがある。
【０００３】
したがって、空気調和機の運転開始時に、室外ファンが回転していたとすれば、その制動、停止、位置決めを行ってから起動させることになる。
【０００４】
一方、ＤＣブラシレスモータは、そのロータの磁極位置を検出するために磁極位置センサが用いられている。室外ファンの制動、停止、位置決めには磁極位置センサの出力に基づいてその方向及び回転数を検知し、これに応じてステータ巻線に供給する電流を制御していた。しかし、従来の駆動装置においては、３個の磁極位置センサを用いていたため、コストを高騰させる一因になっていた。
【０００５】
そこで、特許文献１においては低コスト化を目的として、巻線相数よりも少ない数の磁極位置センサによって、直流励磁または巻線短絡を行うことにより、ロータを所定位置に停止させてからモータを始動する技術について提案されている。
【特許文献１】特開平１０―２９０５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、モータに作用する外力が強い場合には、巻線短絡ではブレーキトルクが弱いためロータを停止させることができない。また、直流励磁は、ロータの位置によってブレーキトルクが作用する場合と作用しない場合とがあるため、直流励磁が弱い場合には、やはりロータを停止させることができず振り切られてしまう。
【０００７】
ロータを確実に停止させるために直流励磁を強くすることも考えられるが、直流励磁を強くするにはモータの巻線に流す電流量を増加させねばならない。巻線に流す電流量を増加させると、ロータを構成する永久磁石が発生させている磁界の向きと逆向きの強い磁界が巻線に発生して、永久磁石を減磁させたり、インバータ回路への過大な電流ストレスにより最悪の場合素子を破壊させてしまう恐れがある。
【０００８】
本発明はモータが外力によって回転している場合に、ロータを構成する永久磁石の減磁やインバータ回路の過電流を未然に防止すると共に、低騒音でかつロータを確実に制動させることができるＤＣブラシレスモータの制御装置の提供を目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＤＣブラシレスモータの制御装置は、ＤＣブラシレスモータと、前記ＤＣブラシレスモータのロータの磁極位置を検出する１つの磁極位置センサと、複数のスイッチング素子が３相ブリッジ接続され、前記スイッチング素子の開閉により直流電圧を交流電圧に変換し前記ＤＣブラシレスモータに供給するインバータ回路と、前記磁極位置センサの出力信号に基づいて前記スイッチング素子を開閉する制御手段と、母線電流を検出する母線電流検出手段と、前記制御手段と制御手段の出力信号に基づいてスイッチング素子を駆
動する駆動手段との間に接続され、前記母線電流検出手段の出力に基づきＰＷＭ信号を所定時間だけオフするＰＷＭ信号オフ手段とを備え、前記制御手段は前記ＤＣブラシレスモータの起動前に前記磁極位置センサの出力信号に同期させて正電圧側及び負電圧側のいずれか一方のスイッチング素子の１個をＰＷＭ通電すると共に他方のスイッチング素子の１個をオン状態とし、前記ロータを制動させものである。
【００１０】
これによってファンが外力によって回転している場合でも、ＰＷＭ通電による２つのパターンの直流励磁を所定の磁極位置で切り換え、さらに母線電流検出手段の結果に基づきＰＷＭ通電のデューティを制御することで、駆動回路及びモータに過度の負担をかけることなく、かつ低騒音でのＤＣブラシレスモータの制動、停止が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＤＣブラシレスモータの制御装置は、モータが外力によって回転している場合でも、その回転方向にかかわらず、駆動回路及びモータに過度の負担をかけることなく、低騒音でかつ確実にＤＣブラシレスモータの制動、停止が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、ＤＣブラシレスモータと、ＤＣブラシレスモータのロータの磁極位置を検出する１つの磁極位置センサと、複数のスイッチング素子が３相ブリッジ接続され、スイッチング素子の開閉により直流電圧を交流電圧に変換し前記ＤＣブラシレスモータに供給するインバータ回路と、磁極位置センサの出力信号に基づいてスイッチング素子を開閉する制御手段と、母線電流を検出する母線電流検出手段と、制御手段と制御手段の出力信号に基づいてスイッチング素子を駆動する駆動手段との間に接続され、母線電流検出手段の出力に基づきＰＷＭ信号を所定時間だけオフするＰＷＭ出力オフ手段とを備え、前記制御手段は、ＤＣブラシレスモータの起動前に磁極位置センサの出力信号に同期させて正電圧側及び負電圧側のいずれか一方のスイッチング素子の１個をＰＷＭ通電すると共に他方のスイッチング素子の１個をオン状態とすることで、モータおよびインバータ回路への過大な電流ストレスを未然に防止しつつ確実な制動、停止が可能となる。
【００１３】
第２の発明は、特に第１の発明の所定時間をＰＷＭ信号のキャリア周期以上とすることで、１キャリア周期分のＰＷＭ信号をオフすることができるのでモータおよびインバータ回路への過大な電流ストレスをより確実に防止することができる。
【００１４】
第３の発明は、制御手段は所定の物理量に基づきＰＷＭ信号のデューティを変更することにより、ＰＷＭ信号が所定時間オフされることによる実質的なキャリア周波数の低下に伴うキャリア音の増大と過大な電流ストレスを防止しつつ、ＤＣブラシレスモータの確実な制動が可能となる。
【００１５】
第４の発明は、特に第３の発明の所定の物理量をＰＷＭ出力オフ手段がＰＷＭ信号をオフした場合に制御手段に出力する信号レベルとすることによりマイクロコンピュータに比較的少ない負担で騒音の増大と過大な電流ストレスを防止しつつ、ＤＣブラシレスモータの確実な制動が可能となる。
【００１６】
第５の発明は、特に第３の発明の所定の物理量をＰＷＭ出力オフ手段が駆動手段に出力するＰＷＭ信号を制御手段内部のタイマにより測定した時間とすることにより、簡単な構成で騒音の増大と過大な電流ストレスを防止しつつ、ＤＣブラシレスモータの確実な制動が可能となる。
【００１７】
第６の発明は、特に第３の発明の所定の条件前記所定の物理量をＤＣブラシレスモータの本体またはその周辺の音を検出し出力する音検出手段とすることにより、騒音の増大と
過大な電流ストレスを防止しつつ、ＤＣブラシレスモータの確実な制動が可能となる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
以下、本発明を例えば空気調和機の室外機に設けられたファンを駆動するＤＣブラシレスモータに適用した実施の形態１について図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモータの制御装置の構成を示したブロック図である。図１において、ＤＣブラシレスモータ１は空気調和機の室外機に設けられる室外ファンの駆動用モータとして用いられ、このＤＣブラシレスモータ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各ステータ巻線は中性点Ｎでスター結線され、さらに、ステータには磁極位置センサ２が設けられている。このうち、ステータのＵ、Ｖ、Ｗ相巻線はインバータ回路３に接続され、その接続点をそれぞれＵ、Ｖ、Ｗとする。さらに、磁極位置センサ２からの出力信号線は制御手段５に接続されている。
【００２１】
インバータ回路３はＱｕ、Ｑｖ、Ｑｗ、Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚが３相ブリッジ接続されている。すなわち、スイッチング素子Ｑｕ及びＱｘの直列接続回路と、スイッチング素子Ｑｖ及びＱｙの直列接続回路と、スイッチング素子Ｑｗ及びＱｚの直列接続回路とが並列接続され、その一端が直流電源４の正極に接続され、他端が母線電流検出手段７を介して直流電源４の負極に接続されている。これらのスイッチング素子Ｑｕ、Ｑｖ、Ｑｗ、Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚには環流用のダイオードＤｕ、Ｄｖ、Ｄｗ、Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚがそれぞれ逆並列に接続されている。また、制御手段５からＳｕ、Ｓｖ、Ｓｗ、Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚの駆動信号がＰＷＭ出力オフ手段８に出力され、さらにスイッチング素子Ｑｕ、Ｑｖ、Ｑｗ、Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚを駆動するために、ＰＷＭオフ手段８の出力が駆動手段６に入力される構成となっている。
【００２２】
上記のように構成された本実施形態１の動作について以下に説明する。ここで、スイッチング素子Ｑｕ、Ｑｖ、Ｑｗをインバータ回路３の正電圧側のスイッチング素子と称し、スイッチング素子Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚをインバータ回路３の負電圧側のスイッチング素子と称することとする。また、磁極位置センサ２はロータのＮ磁極を検出したときハイレベルの信号を出力し、ロータのＳ磁極を検出したとき、ローレベルの信号を出力するものとする。
【００２３】
図２（０）〜（５）と図３（６）〜（１１）にロータを２極、ステータを３スロットとした場合の、ＤＣブラシレスモータ１の内部構造と回転角３０度毎の磁極位置を示す。図２と３において、説明を簡単にするために、磁極位置を１２等分し、０〜１１の番号を割り振り、磁極位置番号とロータとステータの位置関係とを定義している。図２（０）の位置すなわち磁極位置センサ２の出力信号がハイレベルからローレベルに立ち下がる磁極位置を０とし、通常の回転方向（図示した矢印の向き）に回転している場合、図２（０）〜（５）と図３（６）〜（１１）に示すように磁極位置は０から昇順に１１まで移行する。
【００２４】
一方、空気調和機の起動前には、自然風等の外力によって回転していた室外ファンは、これを一旦停止させ、位置決めをする必要がある。そのために、ブラシレスモータ１を制動、位置決め動作することにより停止させる必要がある。
【００２５】
そこで、ブラシレスモータ１を制動するための方法として、制御手段５が駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗ、Ｓｘ、Ｓｙ、ＳｚをそれぞれＰＷＭ出力オフ手段８および駆動手段６を介してスイッチング素子Ｑｕ、Ｑｖ、Ｑｗ、Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚに加えることによって、正電
圧側と負電圧側のいずれか一方のスイッチング素子の１個をＰＷＭ通電すると共に他方のスイッチング素子の１個をオン状態としてＰＷＭ電流をステータ巻線に流し、所定の方向の磁界を発生させてロータを停止させる方法がある。
【００２６】
その１パターンとして、直流電源４の正電圧側のトランジスタＱｗをＰＷＭ制御し、直流電源４の負電圧側のトランジスタＱｙをオン状態にした場合を考える。この直流励磁パターンでは図１のＷ点からＷ相巻線、中性点Ｎ、Ｖ相巻線、そして図１のＶ点へと流れる電流経路となるため、図２の磁極位置番号では、磁極位置０から磁極位置６の向きに磁界が発生する。この発生した磁界により、ロータは図２（３）に示す磁極位置３に向かってトルクが発生することとなる。なお、上記のトルクを発生させるための直流励磁パターンを本明細書ではＷ−Ｙ直流励磁と称する。
【００２７】
また、上記したＷ−Ｙ直流励磁と１８０°逆方向のトルクを発生するために、直流電源４の正電圧側のトランジスタＱｖをＰＷＭ制御し、直流電源４の負電圧側のトランジスタＱｚをオン状態にした場合を考える。この直流励磁パターンでは図１のＶ点からＶ相巻線、中性点Ｎ、Ｗ相巻線、そして図１のＷ点へと流れる電流経路となるため、図２の磁極位置番号では、磁極位置６から磁極位置０の向きに磁界が発生する。この発生した磁界により、ロータはＷ−Ｙ直流励磁と電気角で１８０°回転した、図３（９）に示す、磁極位置９の向きにトルクが発生することとなる。このパターンの直流励磁を本明細書ではＶ−Ｚ直流励磁と称する。
【００２８】
仮に外力により回転している場合に、起動のために必要なロータの制動制御について図２（０）〜（５）と図３（６）〜（１１）を用いて説明する。ロータに制動トルクを働かせるためにはロータの磁極位置に応じて直流励磁を印加する必要がある。例えば、通常方向に回転している場合に、磁極位置が図２（３）、（４）、（５）、図３（６）、（７）、（８）、（９）にあるときに、Ｗ−Ｙ直流励磁を印加するとロータに制動トルクを発生させることができる。しかし、磁極位置が図３の（９）、（１０）、（１１）、図２（０）、（１）、（２）、（２）、（３）にあるときにＷ−Ｙ直流励磁をかけるとロータには加速トルクを発生させてしまうこととなる。
【００２９】
一方、Ｖ−Ｚ直流励磁では、Ｗ−Ｙ直流励磁に対して逆方向（１８０°）にトルクが発生するので磁極位置が図３（９）、（１０）、（１１）、図２（０）、（１）、（２）、（２）、（３）にあるときにはロータに制動トルクを発生させることができるが、磁極位置が図２（３）、（４）、（５）、図３（６）、（７）、（８）、（９）にあるときにはロータに加速トルクを発生させてしまうこととなる。
【００３０】
従って、Ｗ−Ｙ直流励磁及びＶ−Ｚ直流励磁の２つのパターンの直流励磁を切り換えて出力することで、ロータ１回転中に継続して制動トルクを与えることができ、特に外力が強い場合でも、ロータを確実に制動させることができる。
【００３１】
以下に、２つのパターンの直流励磁の切り換えの制御方法について説明する。上記したように、２つのパターンの直流励磁はロータの磁極位置に応じて切り換える必要がある。本実施の形態１では磁極位置センサ２は図２（０）〜（５）と図３（６）〜（１１）に示すとおり、ロータの通常の回転方向にＶ相巻線の中心よりも３０°偏心した位置に設けられている。
【００３２】
図４にロータの磁極位置と磁極位置センサ２の出力信号と直流励磁パターン出力のタイムチャートを示す。まず、磁極位置センサ２の出力は通常の回転方向に回転している場合（以下順回転時と称する。）には、磁極位置０で立ち下がりローレベルを出力し、磁極位置６では立ち上がりハイレベルを出力する。順回転時にロータを制動するための直流励磁
パターンの印加方法について、以下に説明する。
【００３３】
まず、磁極位置センサ２が立ち下がる位置（磁極位置０）から電気角９０°回転した位置（磁極位置３）と磁極位置センサ２の出力が立ち上がる位置（磁極位置６）から電気角９０°回転した位置（磁極位置９）までの間にＷ−Ｙ直流励磁を出力する。さらに、ロータ回転し磁極位置センサ２の出力が立ち上がる位置（磁極位置６）から電気角９０°回転した位置（磁極位置９）と磁極位置センサ２の出力が立ち下がる位置（磁極位置０）から電気角９０°回転した位置（磁極位置３）までの間にＶ−Ｚ直流励磁を出力する。この制御を繰り返すことでロータに制動トルクを働かせる。
【００３４】
一方、図５を用いて、外力により通常の回転方向と逆方向に回転している場合（以下逆回転時と称する。）の制動制御について説明する。図５は図４と同様、ロータの磁極位置と磁極位置センサ２の出力信号と直流励磁パターン出力のタイムチャートを示している。
【００３５】
逆回転時には磁極位置は１１から０まで降順に移行し、磁極位置センサ２の出力は磁極位置０で立ち上がり、磁極位置６で立ち下がることとなる。逆回転時にロータを制動するための直流励磁パターンの印加方法について、以下に説明する。
【００３６】
まず、磁極位置センサ２が立ち下がる位置（磁極位置６）から電気角９０°回転した位置（磁極位置３）と磁極位置センサ２の出力が立ち上がる位置（磁極位置０）から電気角９０°回転した位置（磁極位置９）の間にＷ−Ｙ直流励磁を出力する。さらに、ロータが回転し磁極位置センサ２の出力が立ち上がる位置（磁極位置０）から電気角９０°回転した位置（磁極位置９）と磁極位置センサ２の出力が立ち下がる位置（磁極位置６）から電気角９０°回転した位置（磁極位置３）までの間にＶ−Ｚ直流通電を出力する。この制御を繰り返すことで順回転時と同様にロータに制動トルクを働かせる。
【００３７】
以上のように、ロータの磁極位置センサ２の出力信号の出力レベルに応じて、２つのパターンの直流励磁信号のいずれかを選択して励磁することで、回転方向にかかわらずロータに加速トルクを発生させることなく、確実にロータに制動トルクを与えることができる。
【００３８】
この２つのパターンの直流励磁により、ロータが制動することで、磁極位置センサ２の出力信号の周期は長くなり、出力レベルがハイレベルもしくはローレベルに固定されたときに２つのパターンの直流励磁のいずれかのパターンにより直流励磁を継続することでロータの位置を固定、つまり停止させることができる。
【００３９】
以上のようにロータを制動するために、外力による負荷トルクより強い制動トルクを働かせる必要がある。ここで、制動トルクは巻線電流に正比例し、巻線電流は制御手段６の出力するＰＷＭ信号のデューティに正比例する。
【００４０】
一方、実施の形態１においてはモータ巻線やインバータ回路への過大な電流ストレスを防止するために、母線電流（モータ３相巻線の和）を母線電流検出手段７により検出し、検出した電流値とＰＷＭ出力オフ手段８において予め設定した判定電流値とを比較し、電判定電流値に達した場合、ＰＷＭ信号の出力を所定時間オフする制御としている。
【００４１】
ここで、ＰＷＭ信号オフ手段８の判定電流値はモータ巻線の減磁電流あるいはインバータ回路が許容できる最大電流のうち低い方から決定しており、図６に示すように判定電流値に達した場合、ＰＷＭ信号の出力を所定時間オフすることで母線電流を所定の電流値以内とすることができ、モータの減磁やインバータ回路の破壊を防止することができる。
【００４２】
また、ＰＷＭ信号の出力オフ時間は少なくとも１キャリア周期以上とすることで、図６に示す破線の区間（ＰＷＭ信号のオン区間）で母線電流が増大することを防止できる。
【００４３】
さらに制動トルクとＰＷＭ信号のデューティの関係を図７に示す。図７に示すとおり、ＰＷＭ信号オフ手段８が動作点後は制動トルクは飽和するが、ＰＷＭ信号のデューティを必要制動トルク以上となるＤｍ以上の値を設定することで、インバータ回路及びモータへの過度の負担を未然に防止しつつ、制動、停止が可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態１では説明を簡単にするため、図２（０）〜（５）と図３（６）〜（１１）に示すようにロータは２極、ステータを３スロットの構造としているが、ロータの極数が２ｎ、ステータのスロット数が３ｎを有するモータの場合においてもこれまでの説明は、同様となる（ｎは自然数）。
【００４５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図２〜図９を用いて説明する。図２から図７については実施の形態１と同様の内容であり説明を省略する。
【００４６】
図８は、本発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモータ１の制御装置の構成を示したブロック図である。図８において、図１と同様の構成については説明を省略する。図７においてＰＷＭ出力オフ手段８は出力として２系統有し、１つは駆動手段６に入力され、もう１つは制御手段５に入力された構成となっている。
【００４７】
制御手段６は出力するＰＷＭ信号のデューティを図９に示すようにステップ状に増加させる。ＰＷＭ信号の出力デューティを増加させると母線電流も増加し、図９に示すＤｎにおいて母線電流検出手段７の出力が判定電流値に達したとすると、ＰＷＭ出力オフ手段８によりＰＷＭ信号がオフされ、ＰＷＭオフ手段８が制御手段６にＰＷＭオフ信号を出力する。制御手段６はＰＷＭオフ信号が入力されるとＰＷＭ信号のデューティを１ステップ分減少させ、デューティをＤｎ−１とする。
【００４８】
以上のようにＰＷＭ信号を所定時間オフする動作およびオフした後にデューティを減少させる動作とすることで、ＰＷＭ信号が繰り返しオフされることがないため、本来非可聴域付近で動作させるＰＷＭ信号のキャリア周波数の実質的な低下を防止することができる。その結果、キャリア音による騒音の増大を未然に防止することができると共に、ＤＣブラシレスモータ１の制動をインバータ回路及びモータへの過大な負担を与えることなく可能となる。
【００４９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図２〜図７および図１０、図１１を用いて説明する。図２から図７については実施の形態１と同様の内容であり説明を省略する。
【００５０】
図１０は、本発明の実施の形態３におけるＤＣブラシレスモータ１の制御装置の構成を示したブロック図である。図１０において、図１と同様の構成については説明を省略する。図１０においてＰＷＭ出力オフ手段８が駆動手段６に出力するＰＷＭ信号が制御手段５に入力された構成となっている。上記のように構成された本実施の形態３の動作について以下に説明する。
【００５１】
制御手段６は出力するＰＷＭ信号のデューティを図１１に示すようにステップ状に増加させる。ＰＷＭ信号の出力デューティを増加させると母線電流が増加し、図１１に示すＤｎにおいて母線電流検出手段７の出力が判定電流値に達したとすると、ＰＷＭ出力オフ手段８により所定時間だけＰＷＭ信号のオン区間をオフ区間とする。制御手段５はＰＷＭ出
力オフ手段８の出力であるＰＷＭ信号が入力され、内部のタイマにより入力されたＰＷＭ信号の周期を計測する。母線電流検出手段７の出力が判定電流値未満の場合、図１１に示すように計測した周期はキャリア周期となる。母線電流検出手段７の出力が判定電流値に達した場合、制御手段６のタイマにより計測される時間はＰＷＭのキャリア周期の２倍以上となり、キャリア周期よりも長い時間を検出した場合、ＰＷＭ信号のデューティを１ステップ減少させ、Ｄｎ‐１とする。
【００５２】
以上のように、判定電流値に達した場合に所定時間だけＰＷＭ信号のオン区間をオフ区間とする動作と、判定電流値に達したことを制御手段内部のタイマにより検出しデューティを減少させる動作とすることで、ＰＷＭ信号のオン区間が繰り返しオフ区間とされることがないため、本来非可聴域付近で動作させるＰＷＭ信号のキャリア周波数の実質的な低下を防止することができる。その結果、キャリア音による騒音の増大を未然に防止することができると共に、ＤＣブラシレスモータ１の制動をインバータ回路及びモータへの過大な負担を与えることなく可能となる。
【００５３】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について図２〜図７および図１２、図１３を用いて説明する。図２から図７については実施の形態１と同様の内容であり説明を省略する。
【００５４】
図１２は、本発明の実施の形態４におけるＤＣブラシレスモータ１の制御装置の構成を示したブロック図である。図１２において、図１と同様の構成については説明を省略する。図１２においてＤＣブラシレスモータ１の内部またはその周辺の音を検出し出力する音検出手段９を設置し音検出手段９の出力が制御手段５に入力された構成となっている。上記のように構成された本実施の形態４の動作について以下に説明する。
【００５５】
制御手段５は出力するＰＷＭ信号のデューティを図１３に示すようにステップ状に増加させる。ＰＷＭ信号の出力デューティを増加させると母線電流が増加し、図１３に示すＤｎにおいて母線電流検出手段７の出力が判定電流値に達したとすると、１キャリア周期程度の所定時間だけＰＷＭ信号のオン区間をオフ区間とするので駆動信号のキャリア周波数ｆは約１／２ｆとなりこのスペクトルを有する音圧が増大し音検出手段９は制御手段５に信号を出力する。図１２に示すように、１／２ｆのスペクトルの音圧レベルをＡ以上検出した場合、ＰＷＭ信号のデューティを１ステップ減少させＤｎ‐１とする。
【００５６】
以上のように判定電流値に達した場合に所定時間だけＰＷＭ信号のオン区間をオフ区間とする動作と、１／２ｆのスペクトルの音圧レベルをＡ以上検出した場合にデューティを減少させる動作とすることで、ＰＷＭ信号のオン区間が繰り返しオフ区間とされることがないため、本来非可聴域付近で動作させるＰＷＭ信号のキャリア周波数の実質的な低下を防止することができる。その結果、キャリア音による騒音の増大を未然に防止することができると共に、ＤＣブラシレスモータ１の制動をインバータ回路及びモータへの過大な負担を与えることなく可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
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ファンが比較的強い外力によって回転している場合において、インバータ回路及びモータに過度の負担をかけることなく、しかも低騒音での制動が可能となるので、空気調和機の室外ファンだけでなく、外的要因によって、起動時に自由回転しているブラシレスモータに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモータ制御手段の構成を示したブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモータの内部構造を表し、電気角３０°毎の磁極位置を定義した模式図
【図３】本発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモータの内部構造を表し、電気角３０°毎の磁極位置を定義した模式図
【図４】本発明の実施の形態１における順回転時の直流励磁パターンのタイムチャート
【図５】本発明の実施の形態１における逆回転時の直流励磁パターンのタイムチャート
【図６】本発明の実施の形態１におけるＰＷＭ出力停止手段８の動作を表したタイムチャート
【図７】本発明の実施の形態１におけるＰＷＭ信号のデューティと制動トルクの関係を表した特性図
【図８】本発明の実施の形態２におけるＤＣブラシレスモータ制御手段の構成を示したブロック図
【図９】本発明の実施の形態２における制御手段５の動作を表したタイムチャート
【図１０】本発明の実施の形態３におけるＤＣブラシレスモータ制御手段の構成を示したブロック図
【図１１】本発明の実施の形態３における制御手段５の動作を表したタイムチャート
【図１２】本発明の実施の形態４におけるＤＣブラシレスモータ制御手段の構成を示したブロック図
【図１３】本発明の実施の形態４における制御手段５の動作を表したタイムチャート
【符号の説明】
【００５９】
１  ＤＣブラシレスモータ
２  磁極位置センサ
３  インバータ回路
４  直流電源
５  制御手段
６  駆動手段
７  母線電流検出手段
８  ＰＷＭ出力オフ手段
９  音検出手段
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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