(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの磁極位置を検出するコミュテーションセンサ（以下、ＣＳ）と、ＣＳによりモータを正弦波駆動するモータの駆動回路において、ＣＳエッジにより磁極の位置を検出する磁極位置検出手段と、ＣＳエッジ間の時間によりモータの速度を検出するモータ速度検出手段と、磁極位置検出手段とモータ速度検出手段によりＣＳエッジによる磁極の位置検出後から次のＣＳエッジ検出までの期間においてロータ位置角度を推定する磁極位相検出手段を備え、モータが急速に減速した場合に磁極位相検出手段により推定されたロータの位置推定角度に対しある一定値より進むのを抑える位相リミット手段を設けたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
位相リミット手段が動作する間隔を計測するリミットカウンタ手段とモータ駆動を正弦波または矩形波とする駆動モード切り替え手段を備え、リミットカウンタ手段によりカウントした値がある値を超えた場合、モータ駆動切り替え手段によりモータを正弦波駆動から矩形波駆動に切り替えることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
ロータ位置を検出する唯一のセンサであってロータの磁極位置を検出するＣＳと、ＣＳによりモータを正弦波駆動するモータの駆動回路において、ＣＳエッジにより磁極の位置を検出する磁極位置検出手段と、磁極位置検出手段で検出したＣＳのパターンによってモータの回転方向を認識するモータ回転状態観測器と、モータ駆動を正弦波または矩形波とする駆動モード切り替え手段を備え、磁極位置検出手段により逆回転のＣＳパターンが入力された場合駆動モード切り替え手段によりモータを正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
モータへの通電をオン・オフするモータ通電手段を備え、モータを弱め界磁制御で駆動している状態でモータ駆動モード切り替え手段が作動した場合、磁極位相検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、モータ通電手段によりモータへの通電をオフし、ある回転数までモータが減速した後にモータ通電手段によりモータへの通電をオンして磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動とすることを特徴とする請求項１から３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
磁極位置推定手段からの磁極位置を利用した駆動時にモータを駆動できる電流を求める電流抑制手段を備え、モータを弱め界磁制御で駆動している状態でモータ駆動モード切り替え手段が作動し、モータ駆動を磁極位相検出手段からの磁極位相を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、電流抑制手段により磁極位置検出手段からの磁極位置を利用して駆動する電流値を求めることを特徴とする請求項４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
電流抑制手段により求める電流抑制値をモータ回転速度より算出することを特徴とする請求項５記載のモータ制御装置。
【請求項７】
電流抑制手段により求める電流抑制値を弱め界磁制御を行う電流位相より算出することを特徴とする請求項５記載のモータ制御装置。
【請求項８】
ＣＳのパターンによりモータの回転状態を認識するモータ回転状態観測器を備え、ＣＳエッジ間の時間が安定した場合位相リミットカウンタをリセットし、モータ駆動切り替え手段によりモータを矩形波駆動から正弦波駆動へ切り替えることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の電気自動車用モータの制御装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載のギアを介在したモータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばモータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護の点からモータの高効率化の開発が盛んに行われている。そういった中モータの種類としては誘導モータからマグネットを利用したＤＣモータ、中でもロータ部にマグネットを用いたブラシレスＤＣモータはメンテナンスが不要であるため主流となっている。ブラシレスＤＣモータを効率良く且つスムーズに駆動するには、モータを回転させた時にマグネットによって発生する誘起電圧に対し同位相の正弦波電流を流す制御手法がとられる。これにはロータの位置角度を正確に検出する必要があり、手段としてＦＡや電気自動車ではエンコーダやレゾルバ等のセンサが広く利用されている。これらのセンサは１回転あたり１０００パルス以上の分解能が得られるが、非常に高価であることが難点である。一方マグネットの磁極位置のみを検出するＣＳを用いる方法も一般的に利用されている。このセンサは例えば４極３相のモータでは１回転あたり１２パルスの分解能となるが、パルス間の時間を測定することでエンコーダやレゾルバ相当のロータ位置角度を推定することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、モータの加減速度が大きい場合や、出力軸にギア等を介しバックラッシュが存在する場合、外力により逆方向へ回転させられることがあるような用途においてはロータ位置角度の推定誤差が大きくなって、指令トルクより小さな出力トルクとなったり、逆回転方向へトルクを発生するように通電するなどして、振動が発生したり、またはモータを制御することが不能となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、モータが急速に減速した場合にロータの位置推定角度がある一定値より進むのを抑える位相リミット手段を設け、ある間隔位相リミット手段が作動し続けた場合、モータを正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替えることを特徴とする。
【０００５】
請求項１の発明は、モータの磁極位置を検出するコミュテーションセンサ（以下、ＣＳ）と、ＣＳによりモータを正弦波駆動するモータの駆動回路において、ＣＳエッジにより磁極の位置を検出する磁極位置検出手段と、ＣＳエッジ間の時間によりモータの速度を検出するモータ速度検出手段と、磁極位置検出手段とモータ速度検出手段によりロータの位置角度を推定する磁極位相検出手段を備え、モータが急速に減速した場合にロータの位置推定角度がある一定値より進むのを抑える位相リミット手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
尚、上記発明は、モータの磁極位置を検出するＣＳと、ＣＳによりモータを正弦波駆動するモータの駆動回路において、ＣＳエッジにより磁極の位置を検出する磁極位置検出手段と、ＣＳエッジ間の時間によりモータの速度を検出するモータ速度検出手段と、磁極位置検出手段とモータ速度検出手段によりロータの位置角度を推定する磁極位相検出手段を備え、モータが急速に加速した場合にロータの位置推定角度のずれを修正する位相リセット手段を設けたものとしてもよい。
【０００７】
請求項２の発明は、位相リミット手段が動作する間隔を計測するリミットカウンタ手段とモータの駆動を正弦波または矩形波とする駆動モード切り替え手段を備え、リミットカウンタ手段によりカウントした値がある値を超えた場合、モータ駆動切り替え手段によりモータを正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、モータの磁極位置を検出するＣＳと、ＣＳによりモータを正弦波駆動するモータの駆動回路において、ＣＳエッジにより磁極の位置を検出する磁極位置検出手段と、磁極位置検出手段で検出したＣＳのパターンによりモータの回転方向を認識するモータ回転状態観測器と、モータの駆動を正弦波または矩形波とする駆動モード切り替え手段を備え、磁極位置検出手段により逆回転のＣＳパターンが入力された場合モータ駆動切り替え手段によりモータを正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、モータへの通電をオン・オフするモータ通電手段を備え、モータを弱め界磁制御で駆動している状態でモータ駆動モード切り替え手段が作動した場合、磁極位相検出手段からの磁極位相を利用した駆動から、磁極位置検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動へ切り替える場合、モータ通電手段によりモータへの通電をオフし、ある回転数までモータが減速した後にモータ通電手段によりモータへの通電をオンして磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、磁極位置推定手段からの磁極位置を利用した駆動時にモータを駆動できる電流を求める電流抑制手段を備え、モータを弱め界磁制御で駆動している状態でモータ駆動モード切り替え手段が作動し、モータ駆動を磁極位相検出手段からの磁極位相を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、電流抑制手段により磁極位置検出手段からの磁極位置を利用して駆動する電流値を求めることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、電流抑制手段により求める電流抑制値をモータ回転速度より算出することを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、電流抑制手段により求める電流抑制値を弱め界磁制御を行う電流位相より算出することを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、ＣＳのパターンによりモータの回転状態を認識するモータ回転状態観測器を備え、ＣＳエッジ間の時間が安定した場合位相リミットカウンタをリセットし、モータ駆動切り替え手段によりモータを矩形波駆動から正弦波駆動へ切り替えることを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、電気自動車用モータの制御装置に適用した場合を特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明は、ギアを介在したモータの制御装置に適用した場合を特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１に本発明の第１の実施の形態のモータ制御装置のブロック図を示す。１はブラしレスＤＣモータ、２はモータ電流を電圧として検出する装置でありＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）等が主に用いられている。２はＡＤ変換部であり、ＣＴによって検出した電圧値をマイコンで認識するためにディジタルに変換する。３はＰＷＭ  Ｉｎｖｅｒｔｅｒ部でありＩＧＢＴ等パワー素子によって構成される。通常よく使用される３相モータの場合、６つのパワー素子をフルブリッジ結合した構成がとられる。４はＰＷＭ制御部であり、パワー素子を駆動するための前段回路、制御信号とパワー部を絶縁するフォトカプラ等から構成されている。５は電流指令と実際のモータ電流を等しく制御する電流制御部である。６はトルク指令値を電流値に変換するトルク制御部である。モータ制御では一般的にロータの回転に同期した座標に変換したｄｑ変換が利用される。電流指令はこのｄｑ変換によってｉｑ＊とｉｄ＊に変換される。リラクタンストルクを利用しない表面磁石型モータ（ＳＰＭ）の場合はｉｄ＊＝０となる。このｄｑ変換された電流指令値とＣＴによって検出された電流値をｄｑ変換した値を比較して、その差分を電圧に変換した後に２相／３相変換された電圧値がＰＷＭ制御部へ出力される。このｄｑ変換と２相／３相変換は前述したようにロータの回転に同期した座標であるために、変換する際には正確なロータの位置角度を検出する必要がある。１２はＣＳであり３相モータの場合は、ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の３センサを電気角で１２０°ずらした位置に配置される。これらのセンサはマグネットのＮＳ極によって‘Ｌ’、‘Ｈ’を出力する。例えば３相４極のモータの場合、１回転あたり２度の‘Ｈ’区間（２パルス）があり、３つのセンサは１２０°位相のずれた信号を出力する。８は磁極位置検出手段であり、ＣＳによって出力された信号によってロータの磁極位置を検出する。３相モータでは３つのＣＳ信号から‘Ｌ’、‘Ｈ’の信号を受け、電気角３６０°あたり６パルス出力することからロータ位置角度を電気角で６０°の精度で分解する。例えばモータがＣＷ方向に回転している場合、ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の出力はロータ位置が０°から６０°のとき‘Ｈ’、‘Ｌ’、‘Ｈ’、６０°から１２０°のとき  ‘Ｈ’、‘Ｌ’、‘Ｌ’、１２０°から１８０°のとき‘Ｈ’、‘Ｈ’、‘Ｌ’、１８０°から２４０°のとき‘Ｌ’、‘Ｈ’、‘Ｌ’、２４０°から３００°のとき‘Ｌ’、‘Ｈ’、‘Ｈ’、３００°から３６０°のとき‘Ｌ’、‘Ｌ’、‘Ｈ’となる。磁極位置検出手段ではＣＳパルスが入力されたときにＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３のパターンから磁極の位置を検出してその値θｐを保持する。例えばＣＳパターンが‘Ｈ’、‘Ｈ’、‘Ｌ’のときθｐは１２０°となる。９はモータ速度検出手段であり、６０°間隔で入力するＣＳパルス間の時間を測定してそれを１回転あたりの時間に変換し、逆数と取ることでモータの回転速度ωを求める。１０は磁極位相検出手段であり、ＣＳパルスが入力されたときの磁極位置θｐを基準として、モータ速度ωからＰＷＭ周期間でロータが回転する角度を演算してθｐに加算しロータ位置推定角度θ＾を求める。電流制御部ではロータ位置推定角度θ＾を��いてモータへ通電する指令を決定する。１１は位相リミット手段であり、ロータ位置推定角度の進み過ぎを防止するものである。
【００１７】
以上のような構成のモータ制御装置について図２のモータ動作状態図を用いて説明する。モータの加減速度が小さく、またモータ速度が比較的安定している場合はロータ位置推定角度θ＾は実際のロータ位置角度とほぼ等しく、モータを安定して駆動することができる。しかし、モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に減速した場合は、ＣＳパターンが予想した時間より長い間入力されない。このときロータ位置推定角度θ＾はＣＳの入力に関係なくモータ速度によって求められた角度をＰＷＭ周期ごとに加算していくため、実際のロータ位置角度と大きく異なり、トルク振動が発生したり、最終的には制御不能の状態となる。このような状態が発生したとき位相リミット手段１１は、ロータ位置推定角度θ＾の進み過ぎに位相リミットを付ける。これによってモータの振動を抑え、安定してモータを駆動することができる。３相モータの場合ＣＳパルス間の角度は６０°であるので、位相角リミット値としては６０°がよい。ただし、６０°以上の設定においてもモータ振動が小さい場合は６０°以上の設定、例えば８０°等の設定も有効である。特にＩＰＭの場合、誘起電圧波形より３０°〜４０°位相を進めて電流を流すことで最大トルクを発生することができる。従って、リミット値が３０°〜４０°大きく設定しても負のトルクを発生することはない。
【００１８】
以上のように本発明は、ロータ位置推定角度が一定値より進むのを抑える位相リミット手段を設けた構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００１９】
（実施の形態２）
図３に本発明の第２の実施の形態のモータ制御装置のブロック図を示す。実施の形態１との相違は位相リミット手段の替わりに位相リセット手段１３が付加された構成となっている。以上のような構成のモータ制御装置について図４のモータ動作状態図を用いて説明する。モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に加速した場合は、ＣＳパターンが予想した時間より早く入力される。このときロータ位置推定角度θ＾は実際のロータ位置角度と大きくことなり、トルク振動が発生する。このような状態が発生したとき位相リセット手段１３は、ＣＳパルスによって磁極位置検出手段で検出した角度θｐをロータ位置推定角度θ＾とする指令を磁極位相検出手段に出力することで正確なロータ位置角度で駆動することができる。
【００２０】
以上のように本発明は、ロータ位置推定角度θ＾＜θｐ＋６０°の条件時に次のＣＳパターンとなるＣＳパルスが入力された際にθ＾を次のθｐでリセットする位相リセット手段を設けた構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００２１】
（実施の形態３）
図５に本発明の第３の実施の形態のモータ制御装置のブロック図を示す。実施の形態１との相違は位相リミット手段１１によってリミットが動作し続けている時間を数えるリミットカウンタ手段１５と、そのリミットカウンタ手段１５からの信号を受け、トルク制御部へ正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替える信号を出力する駆動モード切り替え手段１４を設けた構成となっている。以上のような構成のモータ制御装置について図６のモータ動作状態図を用いて説明する。モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に減速した場合は、ＣＳパターンが予想した時間より長い間入力されない。このときロータ位置推定角度θ＾はＣＳの入力に関係なくモータ速度によって求められた角度をＰＷＭ周期ごとに加算していくため、実際のロータ位置角度と大きく異なり、トルク振動が発生したり、最終的には制御不能の状態となる。このような状態が発生したとき位相リミット手段１１は、ロータ位置推定角度θ＾の進み過ぎに位相リミットを付ける。リミットカウンタ手段１５でカウントした値が基準値を越えてもＣＳパルスが入力されない場合、モータを正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替える信号を駆動モード切り替え手段１４へ出力する。矩形波駆動では若干振動は発生するが、ＣＳによる磁極位置の情報だけで安定してモータを駆動することができる。
【００２２】
以上のように本発明は、位相リミット手段が動作し続ける時間を数えるリミットカウンタ手段１５と、リミットカウンタ値がある基準値間かかり続けた場合、正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替える駆動モード切り替え手段１４を設けた構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００２３】
（実施の形態４）
図７に本発明の第４の実施の形態のモータ制御装置のブロック図を示す。実施の形態３との相違はモータ回転状態観測器１６を設けたことである。このモータ回転状態観測器１６は磁極位置検出手段８からの信号によってモータの回転方向の情報を記憶する。以上のような構成のモータ制御装置について図８のモータ動作状態図を用いて説明する。モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に変化して、モータ回転方向が瞬時逆転したＣＳパターンの情報が入力される。この場合磁極位置検出手段８では正確なロータ位置推定角度θ＾を推定することが困難になり、振動が発生し制御不能となる。モータ回転状態観測器１６によってモータ回転方向が反転したのを検出した場合はモータを正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替える信号を駆動モード切り替え手段１４へ出力する。矩形波駆動では若干振動は発生するが、ＣＳによる磁極位置の情報だけで安定してモータを駆動することができる。
【００２４】
以上のように本発明は、モータの回転状態を観測するモータ回転状態観測器１６を設け、モータ回転方向が反転した場合、正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替える駆動モード切り替え手段１４を設けた構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００２５】
（実施の形態５）
図９に本発明の第５の実施の形態のモータ制御装置のブロック図を示す。実施の形態１、３および４との相違はトルク制御部６と電流制御部５との間にモータへの通電をオン／オフするモータ通電手段１７を設けたことである。低速域での高トルクと高速域までの回転領域を必要とする、例えば電気自動車の駆動用に用いられるモータでは、一般的に弱め界磁制御という手法が用いられる。弱め界磁制御はｄ軸側に電流を流すことによってマグネットによる界磁を減少して高速まで駆動させる方法である。モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に変化して、磁極位相検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、弱め界磁制御領域で動作しているモータはｄ軸電流を流す必要があり、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動ではｄ軸電流を流すことができないため制御不能となる。従って、モータを弱め界磁制御領域で駆動している場合には、駆動モード切り替え手段１４から信号を受け取った時に、モータ通電手段１７によって通電をオフし、ある回転数までモータが減速した後にモータ通電手段によりモータへの通電をオンする構成とする。通電をオンする回転数はモータの誘起電圧がインバータのＤＣ電圧より小さくなる回転数である。
【００２６】
以上のように本発明は、モータへの通電をオン・オフするモータ通電手段１７を備え、モータを弱め界磁制御で駆動している状態でモータ駆動モード切り替え手段が作動した場合、磁極位相検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、モータ通電手段によりモータへの通電をオフし、ある回転数までモータが減速した後にモータ通電手段によりモータへの通電をオンして磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動とする構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００２７】
（実施の形態６）
図１０に本発明の第６の実施の形態の電流抑制パターン図を示す。実施の形態５との相違は図１０に示すようにモータ回転速度によって電流指令の最大値リミットを設けたことである。
【００２８】
以上のように本発明は、モータ回転速度によって電流指令の最大値リミットを設けた構成とすることにより、モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に変化して、弱め界磁制御領域で磁極位相検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、通電をオフすることなく電流を抑制することでトルクを出力し続けることができ、モータＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００２９】
（実施の形態７）
図１１に本発明の第７の実施の形態の電流抑制パターン図を示す。実施の形態６との相違は図１１に示すように正弦波駆動していたときの電流位相によって電流指令の最大値リミットを設けたことである。
【００３０】
以上のように本発明は、正弦波駆動していたときの電流位相によって電流指令の最大値リミットを設けた構成とすることにより、モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に変化して、弱め界磁制御領域で磁極位相検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、通電をオフすることなく電流を抑制することでトルクを出力し続けることができ、モータＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００３１】
（実施の形態８）
図９に本発明の第８の実施の形態のモータ制御装置のブロック図、図１２に本発明の第８の実施の形態のモータ動作状態図を示す。図１２のようにモータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に変化して、モータ回転方向が瞬時逆転したＣＳパターンの情報が入力された場合、または位相リミット手段１１が動作してリミットカウンタ手段１５によってカウントされる値が基準値を超えた場合、駆動モード切り替え手段１４によって正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替えられ、モータは再び安定して駆動し始める。更にモータ回転状態観測器１６によってモータの回転方向や回転速度が安定した場合に駆動モード切り替え手段１４へ矩形波駆動から正弦波駆動へ切り替える信号を出力する。安定を判定する手段としては同一回転方向へｎ回（ｎ≧１）ＣＳパターンが入力された場合や、リミットカウンタ手段１５が動作しなくなった場合とする。
【００３２】
以上のように本発明は、モータの回転状態を観測するモータ回転状態観測器１６によってモータが安定に回転し始めたのを確認し、駆動モード切り替え手段１４によって矩形波駆動から正弦波駆動へ切り替える構成とすることによって、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ロータ位置推定角度が一定値より進むのを抑える位相リミット手段を設けた構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００３４】
以上のように本発明は、ロータ位置推定角度θ＾＜θｐ＋６０°の条件時に次のＣＳパターンとなるＣＳパルスが入力された際にθ＾を次のθｐでリセットする位相リセット手段を設けた構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００３５】
以上のように本発明は、位相リミット手段が動作し続ける時間を数えるリミットカウンタ手段１５と、リミットカウンタ値がある基準値間かかり続けた場合、正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替える駆動モード切り替え手段を設けた構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００３６】
以上のように本発明は、モータの回転状態を観測するモータ回転状態観測器を設け、モータ回転方向が反転した場合、正弦波駆動から矩形波駆動へ切り替える駆動モード切り替え手段を設けた構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００３７】
以上のように本発明は、モータへの通電をオン・オフするモータ通電手段を備え、モータを弱め界磁制御で駆動している状態でモータ駆動モード切り替え手段が作動した場合、磁極位相検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、モータ通電手段によりモータへの通電をオフし、ある回転数までモータが減速した後にモータ通電手段によりモータへの通電をオンして磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動とする構成とすることにより、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００３８】
以上のように本発明は、モータ回転速度によって電流指令の最大値リミットを設けた構成とすることにより、モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に変化して、弱め界磁制御領域で磁極位相検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、通電をオフすることなく電流を抑制することでトルクを出力し続けることができ、モータＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００３９】
以上のように本発明は、正弦波駆動していたときの電流位相によって電流指令の最大値リミットを設けた構成とすることにより、モータの出力軸に設けられたギアによるバックラッシュや外力によってモータ速度が急激に変化して、弱め界磁制御領域で磁極位相検出手段からのロータ位置推定角度を利用した駆動から、磁極位置検出手段からの磁極位置を利用した駆動へ切り替える場合、通電をオフすることなく電流を抑制することでトルクを出力し続けることができ、モータＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【００４０】
以上のように本発明は、モータの回転状態を観測するモータ回転状態観測器によってモータが安定に回転し始めたのを確認し、駆動モード切り替え手段によって矩形波駆動から正弦波駆動へ切り替える構成とすることによって、ＣＳによる安価でかつ頑強なセンサでモータを正弦波駆動することが可能となり、トルクリップルを小さくすることができる。また、ギアを介在したモータでギア間のバックラッシュが発生するような使用環境においてもモータを安定して駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態のモータ制御装置のブロック図
【図２】  本発明の第１の実施の形態のモータ動作状態図
【図３】  本発明の第２の実施の形態のモータ制御装置のブロック図
【図４】  本発明の第２の実施の形態のモータ動作状態図
【図５】  本発明の第３の実施の形態のモータ制御装置のブロック図
【図６】  本発明の第３の実施の形態のモータ動作状態図
【図７】  本発明の第４の実施の形態のモータ制御装置のブロック図
【図８】  本発明の第４の実施の形態のモータ動作状態図
【図９】  本発明の第５の実施の形態のモータ制御装置のブロック図
【図１０】  本発明の第６の実施の形態の電流抑制パターン図
【図１１】  本発明の第７の実施の形態の電流抑制パターン図
【図１２】  本発明の第８の実施の形態のモータ制御装置のブロック図
【図１３】  従来のモータ制御装置のブロック図
【図１４】  従来のモータ動作状態図
【符号の説明】
１    ブラしレスＤＣモータ
２    ＣＴ
３    ＰＷＭ  Ｉｎｖｅｒｔｅｒ部
４    ＰＷＭ制御部
５    電流制御部
６    トルク制御部
７    ＡＤ変換部
８    磁極位置検出手段
９    モータ速度検出手段
１０  磁極位相検出手段
１１  位相リミット手段
１２  コミュテーションセンサ
１３  位相リセット手段
１４  駆動モード切り替え手段
１５  リミットカウンタ手段
１６  モータ回転状態観測器
１７  モータ通電手段
【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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【図１４】
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