(57)【要約】【課題】直流ブラシレスモータの誘起電圧の値よりロータ位置を検出する直流ブラシレスモータの制御装置において、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止し、広範囲の負荷条件で運転する場合に、安定した状態で運転できるようにする。【解決手段】３相の直流ブラシレスモータ４の２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段９にて循環電流期間を検出し、誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータ１にてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段９により検出した循環電流期間の時間に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するように構成する。【選択図】  図１
2004166417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、検出した循環電流期間の時間に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するよう構成した直流ブラシレスモータの制御装置。
【請求項２】
３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、検出した循環電流期間の時間に応じて、直流ブラシレスモータに印加する電圧の通電角度を制御するよう構成した直流ブラシレスモータの制御装置。
【請求項３】
３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、検出した循環電流期間の時間に応じて、進角と通電角度の両者を制御するよう構成した直流ブラシレスモータの制御装置。
【請求項４】
３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、循環電流期間の検出直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するよう構成した直流ブラシレスモータの制御装置。
【請求項５】
３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、循環電流期間の検出直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて、直流ブラシレスモータに印加する電圧の通電角度を制御するよう構成した直流ブラシレスモータの制御装置。
【請求項６】
３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、循環電流期間の検出直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて、進角と通電角度の両者を制御するよう構成した直流ブラシレスモータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流ブラシレスモータの誘起電圧の値よりロータ位置を検出する直流ブラシレスモータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、直流ブラシレスモータを３相巻線の内の２相に電圧を印加して制御する場合、ロータの位置検出は比較器のみを用いて行っており、この比較器を用いて循環電流時間を検出し、循環電流期間の終了タイミングから無通電期間に現れる誘起電圧としきい値電圧との交点（位置検出点）までの時間を算出し、この算出時間を基にして直流ブラシレスモータの３相の電機子巻線の電流切り替えタイミングを得ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ロータの位置検出手段として、誘起電圧を分圧した電圧のＡＤ変換結果よりロータの位置を検出する方法もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２３７９８８号公報
【特許文献２】
特開２００２−８４７７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、通常、直流ブラシレスモータを２相通電にて制御する場合、無通電期間に現れる誘起電圧よりロータ位置を検出し、モータの速度を制御しているが、通電角度が広い場合、進角が小さい（遅れている）場合、高速にて運転されている場合、負荷が大きい場合などで、無通電期間におけるロータの位置検出が可能な時間が短くなることによって、循環電流期間と位置検出を行うタイミングがオーバーラップする可能性が高くなる。
【０００６】
循環電流期間と位置検出を行うタイミングがオーバーラップすると、ロータの位置検出ができなくなり、脱調に至るため、オーバーラップが発生しないように負荷や速度に応じて通電角度や進角を決定する必要がある。しかし、負荷や速度が変動すると、循環電流期間も変動するため、通電角度や進角の値はオーバーラップ時間に余裕を見た値に設定する必要があり、このようにして進角や通電角度の値を決定すると、モータの効率が最も高い進角や通電角度で運転できないといった問題を有する。
【０００７】
また、ソフト検出手段によってロータの位置検出を行い、循環電流期間をハード検出手段によって検出する直流ブラシレスモータの制御装置において、循環電流期間をしきい値電圧と比較し、誘起電圧が下降中であれば、端子電圧がしきい値電圧を超えたことでもって循環電流期間を検出するが、循環電流期間が長い場合、または進角が小さい場合、端子電圧がしきい値電圧を超えない場合が発生し、循環電流期間を検出できないため脱調に至るといった問題もある。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止し、広範囲の負荷条件で運転する場合に、常に最大通電角度で直流ブラシレスモータを制御し、安定した状態で運転できるようにすることを第１の目的としている。
【０００９】
また、安定して循環電流期間を検出できるようにして循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止し、広範囲にわたって直流ブラシレスモータを制御できるようにすることを第２の目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記第１の目的を達成するために、３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段にて循環電流期間を検出し、誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段により検出した循環電流期間の時間に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）、直流ブラシレスモータに印加する通電角度、または進角と通電角度の両者を制御するように構成したものである。
【００１１】
これにより、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲の負荷条件で運転する場合に、常に最大通電角度で直流ブラシレスモータを制御することができ、安定した状態で運転することができる。
【００１２】
また、第２の目的を達成するために、３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段にて循環電流期間を検出し、誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、循環電流期間の検出直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）、直流ブラシレスモータに印加する電圧通電角度、または進角と通電角度の両者を制御するように構成したものである。
【００１３】
これにより、安定して循環電流期間を検出できて循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲にわたって直流ブラシレスモータを制御することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、検出した循環電流期間の時間に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するよう構成したものであり、ハード検出手段にて循環電流期間を検出してから一定時間後に位置検出のタイミングが発生するように進角を進み位相にすることで、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができるとともに、負荷に応じて進角を制御することにより、常に最大通電角度で直流ブラシレスモータを制御することができ、安定した状態で運転することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、検出した循環電流期間の時間に応じて、直流ブラシレスモータに印加する電圧の通電角度を制御するよう構成したものであり、ハード検出手段にて循環電流期間を検出してから一定時間後に位置検出のタイミングが発生するように導通角度を制御することで、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができるとともに、負荷に応じて通電角度を制御することにより、直流ブラシレスモータを最適な進角で制御することができ、安定した状態で運転することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、検出した循環電流期間の時間に応じて、進角と通電角度の両者を制御するよう構成したものであり、ハード検出手段にて循環電流期間を検出してから一定時間後に位置検出のタイミングが発生するように進角と導通角度の両者を制御することで、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができるとともに、負荷に応じて進角と通電角度を制御することにより、常に最大通電角度で直流ブラシレスモータを制御することができると同時に、直流ブラシレスモータを最適な進角で制御することができ、安定した状態で運転することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、循環電流期間の検出直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するよう構成したものであり、ハード検出手段にて循環電流期間を検出した直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて進角を制御することで、安定して循環電流期間を検出できて循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲にわたって直流ブラシレスモータを制御することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、循環電流期間の検出直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて、直流ブラシレスモータに印加する電圧の通電角度を制御するよう構成したものであり、ハード検出手段にて循環電流期間を検出した直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて通電角度を制御することで、安定して循環電流期間を検出できて循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲にわたって直流ブラシレスモータを制御することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、３相の直流ブラシレスモータの２相または３相に電圧を印加し電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を分圧した電圧としきい値電圧とを比較して誘起電圧を検出するハード検出手段と、前記誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータにてＡＤ変換しそのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するソフト検出手段とを備え、ソフト検出手段にて検出した誘起電圧よりロータ位置を検出し、ハード検出手段にて循環電流期間を検出し、循環電流期間の検出直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて、進角と通電角度の両者を制御するよう構成したものであり、ハード検出手段にて循環電流期間を検出した直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて進角と通電角度の両者を制御することで、安定して循環電流期間を検出できて循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲にわたって直流ブラシレスモータを制御することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１に示すように、マイクロコンピュータ１は、印加電圧指令信号を駆動回路２に出力し、駆動回路２はマイクロコンピュータ１が出力する印加電圧指令信号をインバータ回路３を駆動する信号に変換する。インバータ回路３は６個の半導体スイッチング素子とフライホイールダイオードとで構成し、直流ブラシレスモータを駆動する。
【００２２】
端子電圧検出抵抗５ａ〜５ｆは直流ブラシレスモータ４の端子電圧を分圧している。直流電圧検出抵抗６ａ、６ｂは直流電圧ＶＤＣを分圧するためのしきい値電圧Ｖｒｅｆを生成している。比較器７ａ〜７ｃは端子電圧検出抵抗５ａ〜５ｆにより分圧した電圧と直流電圧検出抵抗６ａ、６ｂにより分圧した電圧を入力し、出力をプルアップ抵抗８ａ〜８ｃを接続したマイクロコンピュータ１の入力ポートＤｕ〜Ｄｗに入力している。
【００２３】
端子電圧検出抵抗５ａ〜５ｆの抵抗値は、分圧比がマイクロコンピュータ１のＡ／Ｄ変換ポートＶＵＮ、ＶＶＮ、ＶＷＮに入力可能なレベルとなるように決定し、直流電圧検出抵抗６ａ、６ｂの抵抗値は、しきい値電圧Ｖｒｅｆが直流電圧ＶＤＣの１／２になるような値に決定している。
【００２４】
ハード検出手段９は、端子電圧検出抵抗５ａ〜５ｆ、直流電圧検出抵抗６ａ、６ｂ、比較器７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃなどで構成し、３相の直流ブラシレスモータ４の２相に電圧を印加し、電圧を印加していない無通電相に現れる誘起電圧を端子電圧検出抵抗５ａ〜５ｆにより分圧した電圧と、直流電圧検出抵抗６ａ、６ｂにより分圧したしきい値電圧Ｖｒｅｆとを比較して誘起電圧を検出するよう構成している。
【００２５】
ソフト検出手段１０は、端子電圧検出抵抗５ａ〜５ｆ、直流電圧検出抵抗６ａ、６ｂなどで構成し、端子電圧検出抵抗５ａ〜５ｆにより誘起電圧を分圧した電圧をマイクロコンピュータ１のＡ／Ｄ変換ポートＶＵＮ、ＶＶＮ、ＶＷＮに入力し、マイクロコンピュータ１にてＡＤ変換し、そのＡＤ変換結果より誘起電圧を検出するよう構成している。なお、整流ダイオード１１は商用電源１２の電圧を整流し、コンデンサ１３で平滑して直流電圧ＶＤＣを得ている。
【００２６】
ここで、マイクロコンピュータ１は、ハード検出手段９にて検出した循環電流期間の時間に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するよう構成している。
【００２７】
上記構成において図２を参照しながら動作を説明する。図２は、直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αを１２０度としたときのＰＡＭ時おける循環電流期間、マイクロコンピュータ１のＡＤ変換および位置検出などのタイミングを示すタイムチャートである。ここでは、本実施例を簡単に説明するために、ＰＡＭ状態のタイミングを示しているが、印加電圧がＰＷＭでも同じである。
【００２８】
印加電圧指令ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬはマイクロコンピュータ１が出力するものであって、この信号に応じた電圧が駆動回路２を介してインバータ回路３より直流ブラシレスモータ４に供される。信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗは、印加電圧指令ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬに応じた電圧がインバータ回路３より直流ブラシレスモータ４に供されたときに、直流ブラシレスモータ４の端子に現れる電圧を分圧した電圧ＶＵＮ、ＶＶＮ、ＶＷＮと、しきい値電圧Ｖｒｅｆを比較器７ａ〜７ｃにて比較した結果を示す信号であって、マイクロコンピュータ１に誘起電圧検出信号として入力される。
【００２９】
また、電圧ＶＵＮ、ＶＶＮ、ＶＷＮは、直流ブラシレスモータ４の端子に現れる電圧を分圧した電圧であり、図３に示すように、無通電期間（３０度）内に誘起電圧Ｖｅｍｆが現われている。この電圧ＶＵＮ、ＶＶＮ、ＶＷＮをしきい値電圧Ｖｒｅｆとともにマイクロコンピュータ１のＡＤ変換ポートに入力し、マイクロコンピュータ１内にてロータの位置検出などを行うために用いる。なお、図３は電圧ＶＵＮについて記載しているが、ＶＶＮ、ＶＷＮについても同様（以下、図４〜図１１も同じ）である。
【００３０】
つぎに、ソフト検出手段１０によってロータの位置を検出する方法と通電相を切り換える方法について述べる。
【００３１】
図２に示すように、ハード検出手段９にて検出した循環電流期間γが終了した後、マイクロコンピュータ１のＡＤ変換を起動してマイクロコンピュータ１に誘起電圧Ｖｅｍｆの値を取り込み、その値とマイクロコンピュータ１にあらかじめ設定してあるしきい値ＶＳＬＨと比較を行い、誘起電圧Ｖｅｍｆが下降中に、Ｖｅｍｆ≦ＶＳＬＨとなった時点、または誘起電圧Ｖｅｍｆが上昇中に、Ｖｅｍｆ≧ＶＳＬＨとなった時点をロータの位置検出点と判定する。
【００３２】
マイクロコンピュータ１はロータの位置検出点において、フリーランタイマの値Ｔ０と通電角度αおよび進角βより相を切り換える時間Ｔ１を算出し、この時間Ｔ１を相切り換えタイマにセットする。そして、相切り換えタイマの値とフリーランタイマの値が一致した時点Ｔ１において電圧を印加する相の切り換えを行うと同時に、フリーランタイマのリセットを行い、次回の位置検出や電圧を印加する相の切り換えに備える。
【００３３】
図２では、進角βを決定するための基準点（β＝０）は無通電期間の中心とし、相を切り換えてからこの基準点までの時間を
δ＝（１８０度−α）／２・・・・・・・・・・（１）
としている。また、図２ではしきい値電圧Ｖｒｅｆの値とマイクロコンピュータ１に設定しているしきい値ＶＳＬＨは同じ値としており、マイクロコンピュータ１がＡＤ変換を行っている期間、すなわち循環電流期間γが終了してからロータ位置の検出点と判定するまでの期間をソフト位置検出期間λとしている。
【００３４】
このようなソフト位置検出手段１０は、一般的に用いられているハード位置検出方式がしきい値で電圧が固定であるのに対し、しきい値を任意に設定できるという特徴を有しているため、進角や通電角度を広範囲に設定する際に有用であり、以下は設定した通電角度αを１５０度としたときについて述べる。なお、以下の説明は、誘起電圧Ｖｅｍｆと循環電流期間γが現れる無通電期間の図を用いて行う。
【００３５】
図３は、通電角度を１５０度、進角をβ１、しきい値電圧Ｖｒｅｆ＝ＶＳＬＨとしたときの図である。図３に示すような負荷条件であれば、循環電流期間γ１が終了してから位置検出を行うタイミングまでの時間λ１が、図４に示すソフト位置検出を行うために必要な最小時間（λｍｉｎ）より大きいため、進角を制御したり、通電角度を制御したりする必要はない。したがって、図４は前記条件で制御可能な限界を示す図となる。
【００３６】
しかし、図４に示す負荷条件より負荷が増大すると、循環電流期間がγ２より長くなり、ソフト位置検出期間λがλｍｉｎより小さくなると、ロータの位置を検出することができなくなり、脱調に至る。そこで、循環電流期間と位置検出を行うタイミングの関係がλｍｉｎに等しいか、もしくはそれ以下になった場合は、図５に示すように進角を
β２＝γ３＋λｍｉｎ−δ１・・・・・・・・・・（２）
となるように制御する。
【００３７】
このように進角を循環電流期間に応じて制御することにより、広範囲にわたって通電角度を変えずに循環電流期間と位置検出点がオーバーラップすることを未然に防止することができる。
【００３８】
さらに、循環電流期間が長くなってγ４となると、ＶＳＬＨ＝Ｖｒｅｆとしていては進角を大きくすることができない。そこで、図６に示すように、マイクロコンピュータ１に設定しているしきい値ＶＳＬＨを制御し、誘起電圧ＶｅｍｆがＶｒｅｆと交差する点を算出することにより、進角をβ３のように大きくすることができる。
【００３９】
ここで、しきい値ＶＳＬＨを制御して進角を制御する方式に移行する条件は、κをマイクロコンピュータ１がロータの位置検出後、相を切り換えるまでに要する時間とすると、進角は（３）式で与えられる。
【００４０】
β３＋δ１＞γ４＋λｍｉｎ＋κ・・・・・・・・・・（３）
【００４１】
以上のように本実施例によれば、ソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆよりロータ位置を検出し、ハード検出手段９にて検出した循環電流期間γの時間に応じて、誘起電圧Ｖｅｍｆとモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するよう構成したので、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出してから一定時間後に位置検出のタイミングが発生するように進角を進み位相にすることで、循環電流期間γとロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができるとともに、負荷に応じて進角を制御することにより、常に最大通電角度で直流ブラシレスモータ４を制御することができ、安定した状態で運転することができる。
【００４２】
（実施例２）
図１に示すマイクロコンピュータ１は、ハード検出手段９にて検出した循環電流期間γの時間に応じて、直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αを制御するよう構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００４３】
上記構成において図７を参照しながら動作を説明する。図７は、循環電流期間γが長くなってγ５となったときに通電角度αを制御し、通電角度αを１４０度にしたときを示す図である。循環電流期間γが長くなって、循環電流期間γと位置検出を行うタイミングの関係がλｍｉｎに等しいか、もしくはそれ以下になった場合、図７に示すように、通電角度αを循環電流期間γに応じて制御することにより、進角を変えずに循環電流期間と位置検出を行うタイミングがオーバーラップしないように制御することができる。なお、図７では、通電角度αを便宜上１４０度としているが、
通電角度＝１８０度−（γ５＋λｍｉｎ＋κ）・・・・・・（４）
とすると、通電角度を最大にすることができる。
【００４４】
以上のように本実施例によれば、ハード検出手段９にて検出した循環電流期間γの時間に応じて、直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αを制御するよう構成しているので、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出してから一定時間後に位置検出のタイミングが発生するように導通角度αを制御することで、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができるとともに、負荷に応じて通電角度を制御することにより、直流ブラシレスモータ４を最適な進角で制御することができ、安定した状態で運転することができる。
【００４５】
（実施例３）
図１に示すマイクロコンピュータ１は、ハード検出手段９にて検出した循環電流期間γの時間に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）と直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αの両者を制御するよう構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００４６】
上記構成において図８を参照しながら動作を説明する。図８は、循環電流期間γが長くなってγ６となったときに進角と通電角度の両者を制御し、通電角度を１４０度、進角をβ４にしたときを示す図である。循環電流期間γが長くなって、循環電流期間と位置検出を行うタイミングの関係がλｍｉｎに等しいか、もしくはそれ以下になった場合、図８に示すように、進角と通電角度の両者を循環電流期間γに応じて制御することにより、循環電流期間γと位置検出を行うタイミングがオーバーラップしないように制御することができると同時に、直流ブラシレスモータ４の速度制御範囲を広くすることができる。
【００４７】
ここで、進角を優先して制御する場合は、
通電角度＝１８０度−（γ＋λｍｉｎ＋κ）・・・・・・（５）
にて通電角度αを制御し、通電角度αが１２０度になった時点で、
β＝γ＋λｍｉｎ−δ・・・・・・・・・・（６）
を満足するように進角を制御してもよい。また、通電角度を優先して制御する場合は、（６）式にて進角を制御し、進角が限界に達した時点で（５）式にて通電角度を制御してもよい。さらに、進角と通電角度の両者を同時に制御しても同様の効果が得られる。
【００４８】
以上のように本実施例によれば、ハード検出手段９にて検出した循環電流期間γの時間に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）と直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αの両者を制御するよう構成しているので、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出してから一定時間後に位置検出のタイミングが発生するように進角と導通角度の両者を制御することで、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができるとともに、負荷に応じて進角と通電角度を制御することにより、常に最大通電角度で直流ブラシレスモータ４を制御することができると同時に、直流ブラシレスモータ４を最適な進角で制御することができ、安定した状態で運転することができる。
【００４９】
（実施例４）
図１に示すマイクロコンピュータ１は、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出し、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するよう構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００５０】
上記構成において図９を参照しながら動作を説明する。図９は、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、進角を制御し、循環電流期間をγ７としたときを示す図である。
【００５１】
循環電流期間終了直後に検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値が図３に示すようにＶ１であると、
Ｖ１＞Ｖｒｅｆ  ・・・・・・・・・・（７）
であるため、循環電流期間γの検出は可能であるが、負荷が増大すると循環電流期間が長くなる。そして、循環電流期間終了直後の誘起電圧Ｖｅｍｆの値がしきい値Ｖｒｅｆを下回ると循環電流期間の検出ができなくなり、脱調に至る。そこで、図９に示すように循環電流期間終了直後の誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて進角を制御し、進角をβ５とすることにより誘起電圧Ｖｅｍｆとしきい値電圧の関係は、
Ｖ２＞Ｖｒｅｆ  ・・・・・・・・・・（８）
となるため、通電角度を変えずに循環電流期間γの検出を安定して行うことができる。
【００５２】
さらに循環電流期間γが長くなると、上記実施例１に記述したように、マイクロコンピュータ１に設定しているしきい値ＶＳＬＨを制御することでも進角を大きくすることが可能であり、同様の効果が得られる。
【００５３】
以上のように本実施例によれば、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出し、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）を制御するよう構成しているので、安定して循環電流期間γを検出できて循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲にわたって直流ブラシレスモータ４を制御することができる。
【００５４】
（実施例５）
図１に示すマイクロコンピュータ１は、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出し、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αを制御するよう構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００５５】
上記構成において図１０を参照しながら動作を説明する。図１０は、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、通電角度αを制御し、循環電流期間がγ８のとき、通電角度を１４０度としたときを示す図である。
【００５６】
このように、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、通電角度αを制御することにより、進角を変えずに循環電流期間の検出を安定して行うことができる。
【００５７】
以上のように本実施例によれば、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出し、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αを制御するよう構成しているので、安定して循環電流期間γを検出できて循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲にわたって直流ブラシレスモータ４を制御することができる。
【００５８】
（実施例６）
図１に示すマイクロコンピュータ１は、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出し、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）と直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αの両者を制御するよう構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００５９】
上記構成において図１１を参照しながら動作を説明する。図１１は、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、進角と通電角度の両者を制御し、循環電流期間がγ９のとき、通電角度を１４０度、進角をβ６としたときを示す図である。
【００６０】
このように循環電流期間γの検出直後に検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、進角と通電角度を制御することにより、広範囲にわたって循環電流期間γの検出を安定して行うことができる。
【００６１】
以上のように本実施例によれば、ハード検出手段９にて循環電流期間γを検出し、循環電流期間γの検出直後にソフト検出手段１０にて検出した誘起電圧Ｖｅｍｆの値に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）と直流ブラシレスモータ４に印加する電圧の通電角度αの両者を制御するよう構成しているので、安定して循環電流期間γを検出できて循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲にわたって直流ブラシレスモータ４を制御することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１〜３に記載の発明によれば、ハード検出手段により検出した循環電流期間の時間に応じて、無通電相に現れる誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）、直流ブラシレスモータに印加する通電角度、または進角と通電角度の両者を制御するように構成することにより、循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲の負荷条件で運転する場合に、常に最大通電角度で直流ブラシレスモータを制御することができ、安定した状態で運転することができる。
【００６３】
また、請求項４〜６に記載の発明によれば、循環電流期間の検出直後にソフト検出手段にて検出した誘起電圧の値に応じて、誘起電圧とモータに印加する電圧の位相差（進角）、直流ブラシレスモータに印加する電圧通電角度、または進角と通電角度の両者を制御するように構成することにより、安定して循環電流期間を検出できて循環電流期間とロータ位置検出を行うタイミングがオーバーラップするのを未然に防止することができ、広範囲にわたって直流ブラシレスモータを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の直流ブラシレスモータの制御装置のブロック回路図
【図２】同直流ブラシレスモータの制御装置の要部タイムチャート
【図３】同直流ブラシレスモータの制御装置のソフト検出手段の動作を示す波形図
【図４】同直流ブラシレスモータの制御装置の循環電流期間が長くなったときのソフト検出手段の動作を示す波形図
【図５】同直流ブラシレスモータの制御装置の進角を制御したときのソフト検出手段の動作を示す波形図
【図６】同直流ブラシレスモータの制御装置の進角をさらに制御したときのソフト検出手段の動作を示す波形図
【図７】本発明の第２の実施例の直流ブラシレスモータの制御装置のソフト検出手段の動作を示す波形図
【図８】本発明の第３の実施例の直流ブラシレスモータの制御装置のソフト検出手段の動作を示す波形図
【図９】本発明の第４の実施例の直流ブラシレスモータの制御装置のソフト検出手段の動作を示す波形図
【図１０】本発明の第５の実施例の直流ブラシレスモータの制御装置のソフト検出手段の動作を示す波形図
【図１１】本発明の第６の実施例の直流ブラシレスモータの制御装置のソフト検出手段の動作を示す波形図
【符号の説明】
１  マイクロコンピュータ
４  直流ブラシレスモータ
９  ハード検出手段
１０  ソフト検出手段
【図１】
2004166417.tif 000003
【図２】
2004166417.tif 000004
【図３】
2004166417.tif 000005
【図４】
2004166417.tif 000006
【図５】
2004166417.tif 000007
【図６】
2004166417.tif 000008
【図７】
2004166417.tif 000009
【図８】
2004166417.tif 000010
【図９】
2004166417.tif 000011
【図１０】
2004166417.tif 000012
【図１１】
2004166417.tif 000013