(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期運転を行ってブラシレスＤＣモータを起動した後、切換条件が成立したことを条件としてブラシレスＤＣモータの位置検出運転を行うブラシレスＤＣモータ駆動方法において、
ブラシレスＤＣモータ起動時の負荷状態に応じて位置検出運転時の制御ゲインを設定することを特徴とするブラシレスＤＣモータ駆動方法。
【請求項２】
同期運転時の電圧または電流値を用いて位置検出運転時の制御ゲインを設定する請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ駆動方法。
【請求項３】
位置検出運転切替までの経過時間に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定する請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ駆動方法。
【請求項４】
位置検出運転切替時のデューティー値に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定する請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ駆動方法。
【請求項５】
設定された制御ゲインを位置検出運転切替後の所定時間だけ使用して位置検出運転を行う請求項１から請求項４の何れかに記載のブラシレスＤＣモータ駆動方法。
【請求項６】
同期運転を行ってブラシレスＤＣモータを起動した後、切換条件が成立したことを条件としてブラシレスＤＣモータの位置検出運転を行うブラシレスＤＣモータ駆動装置において、
ブラシレスＤＣモータ起動時の負荷状態に応じて位置検出運転時の制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段（２７）（２７ａ）を含むことを特徴とするブラシレスＤＣモータ駆動装置。
【請求項７】
前記制御ゲイン設定手段（２７）は、同期運転時の電圧または電流値を用いて位置検出運転時の制御ゲインを設定するものである請求項６に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。
【請求項８】
前記制御ゲイン設定手段（２７ａ）は、位置検出運転切替までの経過時間に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定するものである請求項６に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。
【請求項９】
前記制御ゲイン設定手段は、位置検出運転切替時のデューティー値に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定するものである請求項６に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。
【請求項１０】
設定された制御ゲインを位置検出運転切替後の所定時間だけ使用して位置検出運転を行う制御ゲイン持続時間設定手段をさらに含む請求項６から請求項９の何れかに記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、同期運転を行ってブラシレスＤＣモータを起動した後に、位置検出運転（回転子の磁極位置を検出して検出位置に基づいて制御系によって供給電圧もしくは電流を制御する運転）を行うようにしたブラシレスＤＣモータ駆動方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、同期運転を行ってブラシレスＤＣモータを起動することが特開平８−９８５８０号公報に、位置検出運転が特開平８−１９１５８９号公報に記載されているように、知られている。
【０００３】
図１は従来のブラシレスＤＣモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【０００４】
このブラシレスＤＣモータ駆動装置は、起動処理部と、位置検出運転処理部と、位置検出運転と同期運転とを切り替える切替部と、電圧位相指令を出力するインバータモード切替部と、電圧振幅指令および電圧位相指令を入力としてスイッチング信号を出力するＰＷＭ部とを有している。
【０００５】
前記位置検出運転処理部は、回転子の回転位置を示す位置信号を入力とする周期測定タイマと、周期測定タイマの出力を入力として位置信号の周期を演算する位置信号周期演算部と、位置信号周期演算部の出力を入力として速度演算を行う速度演算部と、速度演算部の出力および速度指令信号を入力として速度制御演算を行う速度制御部と、位置信号周期演算部の出力および位相量指令信号を入力としてタイマ値演算を行うタイマ値演算部と、位置信号およびタイマ値演算部からの出力を入力とする位相補正タイマとを含んでいる。
【０００６】
前記起動処理部は、レベル検出信号を入力とする電位差信号レベル判定部と、インバータモード選択信号および位置信号を入力とするモード比較部と、電位差信号レベル判定部からの出力、モード比較部からの出力、および運転信号を入力とするＶ／Ｆパターン設定部と、電位差信号レベル判定部からの出力、およびモード比較部からの出力を入力として前記切替部に切替指示信号を供給する位置検出運転切替部と、Ｖ／Ｆパターン設定部からの出力を入力とする波形タイマとを有している。
【０００７】
前記切替部は、速度制御部からの出力とＶ／Ｆパターン設定部からの出力とを選択すると同時に、位相補正タイマからの出力と波形タイマからの出力とを選択する。
【０００８】
そして、Ｖ／Ｆ比を一定値ずつ下げるために、図２の同期運転の領域に示すようにインバータ出力電圧を下げ、またはインバータ周波数を上げるようにしている。ただし、同期運転領域、位置検出運転領域の全範囲にわたって、制御ゲインを一定に保持している。
【０００９】
図３は前記ブラシレスＤＣモータ駆動装置の運転開始処理を説明するフローチャートであり、ステップＳＰ１において、運転状態を”同期運転加速”に設定し、ステップＳＰ２において、キャリア割込カウンタを初期化し、ステップＳＰ３において、インバータ出力電圧を下げる量（電圧ダウン量）を初期設定し、ステップＳＰ４において、波形出力機能を設定し、ステップＳＰ５において、キャリア割込を許可し、ステップＳＰ６において、波形出力を開始し、そのまま一連の処理を終了する。
【００１０】
図４は前記ブラシレスＤＣモータ駆動装置のキャリア割込処理を説明するフローチャートであり、ステップＳＰ１において、同期運転中か否かを判定し、同期運転処理中でなければ位置検出運転処理を行う。
【００１１】
逆に、同期運転中であれば、ステップＳＰ２において、キャリア割込カウンタを更新し、ステップＳＰ３において、１キャリア当たりの角度変化量を計算し、ステップＳＰ４において、出力波形の位相を計算し、ステップＳＰ５において、同期運転加速中か否かを判定する。
【００１２】
同期運転加速中であれば、ステップＳＰ６において、加速時の電圧振幅を計算し、逆に、同期運転加速中でなければ、ステップＳＰ７において、切替条件判定時の電圧振幅を計算する。
【００１３】
ステップＳＰ６の処理またはステップＳＰ７の処理が行われた後は、ステップＳＰ８において、加速が終了したか否かを判定し、加速が終了していれば、ステップＳＰ９において、運転状態を”切替条件判定”に変更する。
【００１４】
そして、加速が終了していないと判定された場合、またはステップＳＰ９の処理が行われた後は、ステップＳＰ１０において、波形出力データを設定し、そのまま一連の処理を終了する。
【００１５】
図５は同期運転中のＶ／Ｆ比設定処理を説明するフローチャートであり、ステップＳＰ１において、同期運転中か否かを判定し、同期運転処理中でなければ位置検出運転処理を行う。
【００１６】
逆に、同期運転中であれば、ステップＳＰ２において、出力波形の位相を算出し、ステップＳＰ３において、同期運転加速中か否かを判定し、同期運転加速中であれば、ステップＳＰ４において、加速時の出力電圧振幅を算出する。
【００１７】
逆に、ステップＳＰ３において同期運転加速中でないと判定された場合には、ステップＳＰ５において、電圧ダウン許可の有無を判定し、電圧ダウン許可がある場合には、ステップＳＰ６において、出力電圧振幅をダウンさせる。
【００１８】
ステップＳＰ５において電圧ダウン許可がないと判定された場合、またはステップＳＰ６の処理が行われた場合には、ステップＳＰ７において、電圧値が設定範囲内における最小か否かを判定し、最小であれば、ステップＳＰ８において、停止処理を行う。
【００１９】
ステップＳＰ４の処理が行われた場合、ステップＳＰ７において電圧値が最小でないと判定された場合、またはステップＳＰ８の処理が行われた場合には、そのまま元の処理に戻る。
【００２０】
図６は位置検出運転切替処理を説明するフローチャートである。
【００２１】
ステップＳＰ１において、電圧波形の位相を測定し、ステップＳＰ２において、切替条件が成立したか否かを判定し、成立していれば、ステップＳＰ３において、運転状態を“位置検出運転”に変更する。
【００２２】
ステップＳＰ２において切替条件が成立していないと判定された場合、またはステップＳＰ３の処理が行われた場合には、そのまま元の処理に戻る。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば圧縮機低温時では機械系潤滑油の粘度が非常に高いため、冷媒の負荷挙動と違い、位置検出運転切替り後も過大な負荷状態がしばらく続く。具体的には、潤滑油が高粘度の場合、冷媒過負荷の場合、冷媒軽負荷の場合のそれぞれに対応する位置検出運転切替時のデューティー、および負荷トルクの変動の挙動を示す図１９を参照することにより分かるように、冷媒負荷の変動によっては負荷トルクの傾きが殆ど変化しないのに対して、潤滑油が高粘度の場合には、負荷トルクの傾きが大幅に変化することになる。
【００２４】
そのため潤滑油が高粘度の時、冷媒負荷が大きい時又は均圧時に対応させて調整した制御ゲインを設定すると以下の問題が発生する。
【００２５】
潤滑油が高粘度の時に合わせた制御ゲインに設定すると、均圧起動若しくはデフロスト等の軽負荷での位置検出運転切替り時に制御系のオーバーシュート（制御ゲイン過大）が発生し、最悪の場合には脱調停止に至る。
【００２６】
冷媒が高負荷の時に合わせた制御ゲインに設定すると、潤滑油が高粘度の状態での切替り時に制御系のゲインが小さい為、インバータ出力の応答が遅くなり、モータトルク＜負荷トルクとなり、モータトルク不足により最悪の場合にはモータ失速に至る。
【００２７】
【発明の目的】
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、起動時の負荷状態の大小に関わらず同期運転から位置検出運転への切り替えを最適に行うことができるブラシレスＤＣモータ駆動方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のブラシレスＤＣモータ駆動方法は、同期運転を行ってブラシレスＤＣモータを起動した後、切換条件が成立したことを条件としてブラシレスＤＣモータの位置検出運転を行うブラシレスＤＣモータ駆動方法において、
ブラシレスＤＣモータ起動時の負荷状態に応じて位置検出運転時の制御ゲインを設定する方法である。
【００２９】
請求項２のブラシレスＤＣモータ駆動方法は、同期運転時の電圧または電流値を用いて位置検出運転時の制御ゲインを設定する方法である。
【００３０】
請求項３のブラシレスＤＣモータ駆動方法は、位置検出運転切替までの経過時間に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定する方法である。
【００３１】
請求項４のブラシレスＤＣモータ駆動方法は、位置検出運転切替時のデューティー値に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定する方法である。
【００３２】
請求項５のブラシレスＤＣモータ駆動方法は、設定された制御ゲインを位置検出運転切替後の所定時間だけ使用して位置検出運転を行う方法である。
【００３３】
請求項６のブラシレスＤＣモータ駆動装置は、同期運転を行ってブラシレスＤＣモータを起動した後、切換条件が成立したことを条件としてブラシレスＤＣモータの位置検出運転を行うブラシレスＤＣモータ駆動装置において、
ブラシレスＤＣモータ起動時の負荷状態に応じて位置検出運転時の制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段を含むものである。
【００３４】
請求項７のブラシレスＤＣモータ駆動装置は、前記制御ゲイン設定手段として、同期運転時の電圧または電流値を用いて位置検出運転時の制御ゲインを設定するものを採用するものである。
【００３５】
請求項８のブラシレスＤＣモータ駆動装置は、前記制御ゲイン設定手段として、位置検出運転切替までの経過時間に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定するものを採用するものである。
【００３６】
請求項９のブラシレスＤＣモータ駆動装置は、前記制御ゲイン設定手段として、位置検出運転切替時のデューティー値に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定するものを採用するものである。
【００３７】
請求項１０のブラシレスＤＣモータ駆動装置は、設定された制御ゲインを位置検出運転切替後の所定時間だけ使用して位置検出運転を行う制御ゲイン持続時間設定手段をさらに含むものである。
【００３８】
【作用】
請求項１のブラシレスＤＣモータ駆動方法であれば、同期運転を行ってブラシレスＤＣモータを起動した後、切換条件が成立したことを条件としてブラシレスＤＣモータの位置検出運転を行うに当たって、
ブラシレスＤＣモータ起動時の負荷状態に応じて位置検出運転時の制御ゲインを設定するのであるから、同期運転から位置検出運転への移行を、過大なオーバーシュート、トルク不足などを生じさせることなく達成することができ、ブラシレスＤＣモータを安定に制御することができる。
【００３９】
請求項２のブラシレスＤＣモータ駆動方法であれば、同期運転時の電圧または電流値を用いて位置検出運転時の制御ゲインを設定するのであるから、起動時の負荷トルクの大小に拘わらず、同期運転から位置検出運転への移行を確実に達成することができるほか、請求項１と同様の作用を達成することができる。
【００４０】
請求項３のブラシレスＤＣモータ駆動方法であれば、位置検出運転切替までの経過時間に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定するのであるから、起動負荷トルクが大きい場合でも、素早く所定の周波数に近づけることが可能となり、失速などの異常停止を回避することができるほか、請求項１と同様の作用を達成することができる。
【００４１】
請求項４のブラシレスＤＣモータ駆動方法であれば、位置検出運転切替時のデューティー値に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定するのであるから、ブラシレスＤＣモータおよび負荷トルクの特性を考慮した制御ゲイン設定が可能となり、あらゆる状態において安定したモータトルクの制御を行うことができるほか、請求項１と同様の作用を達成することができる。
【００４２】
請求項５のブラシレスＤＣモータ駆動方法であれば、設定された制御ゲインを位置検出運転切替後の所定時間だけ使用して位置検出運転を行うのであるから、起動時のみの過負荷状態に対応することができるほか、請求項１から請求項４の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００４３】
請求項６のブラシレスＤＣモータ駆動装置であれば、同期運転を行ってブラシレスＤＣモータを起動した後、切換条件が成立したことを条件としてブラシレスＤＣモータの位置検出運転を行うに当たって、
制御ゲイン設定手段によって、ブラシレスＤＣモータ起動時の負荷状態に応じて位置検出運転時の制御ゲインを設定することができる。
【００４４】
したがって、同期運転から位置検出運転への移行を、過大なオーバーシュート、トルク不足などを生じさせることなく達成することができ、ブラシレスＤＣモータを安定に制御することができる。
【００４５】
請求項７のブラシレスＤＣモータ駆動装置であれば、前記制御ゲイン設定手段として、同期運転時の電圧または電流値を用いて位置検出運転時の制御ゲインを設定するものを採用するのであるから、起動時の負荷トルクの大小に拘わらず、同期運転から位置検出運転への移行を確実に達成することができるほか、請求項６と同様の作用を達成することができる。
【００４６】
請求項８のブラシレスＤＣモータ駆動装置であれば、前記制御ゲイン設定手段として、位置検出運転切替までの経過時間に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定するものを採用するのであるから、起動負荷トルクが大きい場合でも、素早く所定の周波数に近づけることが可能となり、失速などの異常停止を回避することができるほか、請求項６と同様の作用を達成することができる。
【００４７】
請求項９のブラシレスＤＣモータ駆動装置であれば、前記制御ゲイン設定手段として、位置検出運転切替時のデューティー値に応答して位置検出運転時の制御ゲインを設定するものを採用するのであるから、ブラシレスＤＣモータおよび負荷トルクの特性を考慮した制御ゲイン設定が可能となり、あらゆる状態において安定したモータトルクの制御を行うことができるほか、請求項６と同様の作用を達成することができる。
【００４８】
請求項１０のブラシレスＤＣモータ駆動装置であれば、設定された制御ゲインを位置検出運転切替後の所定時間だけ使用して位置検出運転を行う制御ゲイン持続時間設定手段をさらに含むのであるから、起動時のみの過負荷状態に対応することができるほか、請求項６から請求項９の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明のブラシレスＤＣモータ駆動方法およびその装置の実施の態様を詳細に説明する。
【００５０】
図７はこの発明のブラシレスＤＣモータ駆動方法が適用されるブラシレスＤＣモータ駆動装置の一実施態様の要部の構成を示すブロック図である。なお、インバータによってブラシレスＤＣモータに交流電圧又は交流電流を供給することは従来公知であるから、図示を省略する。
【００５１】
この装置は、起動処理部１と、位置検出運転処理部２と、位置検出運転と同期運転とを切り替える切替部３と、電圧位相指令を出力するインバータモード切替部４と、電圧振幅指令および電圧位相指令を入力としてインバータに対するスイッチング信号を出力するＰＷＭ部５とを有している。
【００５２】
前記位置検出運転処理部２は、回転子の回転位置を示す位置信号を入力とする周期測定タイマ２１と、周期測定タイマ２１の出力を入力として位置信号の周期を演算する位置信号周期演算部２２と、位置信号周期演算部２２の出力を入力として速度演算を行う速度演算部２３と、速度演算部２３の出力および速度指令信号を入力として速度制御演算を行う速度制御部２４と、位置信号周期演算部２２の出力および位相量指令信号を入力としてタイマ値演算を行うタイマ値演算部２５と、位置信号およびタイマ値演算部２５からの出力を入力とする位相補正タイマ２６と、速度制御部２４における制御ゲインを設定するゲイン設定部２７とを含んでいる。なお、ゲイン設定部２７には、後述のＶ／Ｆパターン設定部１４の出力および電流もしくは電圧の検出値が供給されている。
【００５３】
前記起動処理部１は、レベル検出信号を入力とする電位差信号レベル判定部１１と、インバータモード選択信号および位置信号を入力とするモード比較部１２と、電位差信号レベル判定部１１からの出力、モード比較部１２からの出力、および運転信号を入力とするＶ／Ｆパターン設定部１４と、電位差信号レベル判定部１１からの出力、およびモード比較部１２からの出力を入力として前記切替部３に切替指示信号を供給する位置検出運転切替部１５と、Ｖ／Ｆパターン設定部１４からの出力を入力とする波形タイマ１６とを有している。
【００５４】
前記切替部３は、速度制御部２４からの出力とＶ／Ｆパターン設定部１４からの出力とを選択すると同時に、位相補正タイマ２６からの出力と波形タイマ１６からの出力とを選択する。
【００５５】
そして、Ｖ／Ｆ比を一定値ずつ下げるために、インバータ出力電圧を下げ、またはインバータ周波数を上げるようにしている。
【００５６】
上記のブラシレスＤＣモータ駆動装置の殆どの作用は図１のブラシレスＤＣモータ駆動装置の作用と同様であるから、異なる点についてのみ説明し、同様の部分は説明を省略する。
【００５７】
このブラシレスＤＣモータ駆動装置においては、ゲイン設定部２７によって速度制御部２４の制御ゲインを設定することができる。具体的には、図８に示すように、制御ゲイン（制御定数）の最大値、最小値がそれぞれＧｍａｘ、Ｇｍｉｎで与えられ、同期運転加速終了時のインバータ出力電圧がＶ０で与えられ、切替条件が成立する電圧幅を規定する下限側のインバータ出力電圧がＶｓで与えられた場合には、ゲイン設定部２７において、Ｋｓ＝（Ｖｓ／Ｖ０）＊（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）＋Ｇｍｉｎの演算を行って制御ゲインＫｓを設定する。
【００５８】
したがって、負荷が大きい時には、制御ゲインＫｓを大きくして素早くモータトルクを増大させることができ、逆に、負荷が小さい時には、制御ゲインＫｓを小さくしてオーバーシュート成分を減少させることができる。この結果、起動時の負荷トルクの大小に拘わらず、同期運転から位置検出運転への移行を確実に行うことができる。
【００５９】
また、図９に示すように、インバータ出力電流Ａがさらに与えられ、このインバータ出力電流の最大値がＩｓで与えられた場合には、ゲイン設定部２７において、Ｋｓ＝Ａ＊Ｇｍａｘ＊Ｉｓ＋Ｇｍｉｎの演算を行って制御ゲインＫｓを設定する。
【００６０】
この場合にも、負荷が大きい時には、制御ゲインＫｓを大きくして素早くモータトルクを増大させることができ、逆に、負荷が小さい時には、制御ゲインＫｓを小さくしてオーバーシュート成分を減少させることができる。この結果、起動時の負荷トルクの大小に拘わらず、同期運転から位置検出運転への移行を確実に行うことができる。
【００６１】
図１０はこの発明のブラシレスＤＣモータ駆動方法が適用されるブラシレスＤＣモータ駆動装置の他の実施態様の要部の構成を示すブロック図である。
【００６２】
このブラシレスＤＣモータ駆動装置が図７のブラシレスＤＣモータ駆動装置と異なる点は、ゲイン設定部２７に代えて、位置検出運転切替部１５からの出力を入力として、位置検出運転切替までの経過時間に応じて制御ゲインを設定するゲイン設定部２７ａを採用した点のみである。
【００６３】
図１２は制御ゲイン設定処理を説明するフローチャートであり、ステップＳＰ１において、同期運転中か否かを判定し、同期運転処理中でなければ位置検出運転処理を行う。
【００６４】
逆に、同期運転中であれば、ステップＳＰ２において、出力波形の位相を算出し、ステップＳＰ３において、同期運転加速中か否かを判定し、同期運転加速中であれば、ステップＳＰ４において、加速時の出力電圧振幅を算出する。
【００６５】
逆に、ステップＳＰ３において同期運転加速中でないと判定された場合には、ステップＳＰ５において、電圧ダウン許可の有無を判定し、電圧ダウン許可がある場合には、ステップＳＰ６において、出力電圧振幅をダウンさせる。
【００６６】
ステップＳＰ５において電圧ダウン許可がないと判定された場合、またはステップＳＰ６の処理が行われた場合には、ステップＳＰ７において、一定時間が経過したか否かを判定し、一定時間が経過した場合には、ステップＳＰ８において、制御ゲインの設定処理を行う。
【００６７】
ステップＳＰ７において一定時間が経過していないと判定された場合、またはステップＳＰ８の処理が行われた場合には、ステップＳＰ９において、電圧値が設定範囲内における最小か否かを判定し、最小であれば、ステップＳＰ１０において、停止処理を行う。
【００６８】
ステップＳＰ４の処理が行われた場合、ステップＳＰ９において電圧値が最小でないと判定された場合、またはステップＳＰ１０の処理が行われた場合には、そのまま元の処理に戻る。
【００６９】
したがって、図１１に示すように、一定時間が経過する毎に制御ゲインを変化させることができる。
【００７０】
この結果、負荷が大きい時には位置検出運転切替までが速くなり、素早くモータトルクを増大させ、より速く安定させることができる。
【００７１】
したがって、起動負荷トルクが大きい時でも、素早く所定の周波数に近づけることが可能となり、失速などの異常停止を避けることができる。
【００７２】
図１４は制御ゲインの設定処理の他の例を説明するフローチャートであり、ステップＳＰ１において、同期運転中か否かを判定し、同期運転処理中でなければ位置検出運転処理を行う。
【００７３】
逆に、同期運転中であれば、ステップＳＰ２において、出力波形の位相を算出し、ステップＳＰ３において、同期運転加速中か否かを判定し、同期運転加速中であれば、ステップＳＰ４において、加速時の出力電圧振幅を算出する。
【００７４】
逆に、ステップＳＰ３において同期運転加速中でないと判定された場合には、ステップＳＰ５において、電圧ダウン許可の有無を判定し、電圧ダウン許可がある場合には、ステップＳＰ６において、出力電圧振幅をダウンさせる。
【００７５】
ステップＳＰ５において電圧ダウン許可がないと判定された場合、またはステップＳＰ６の処理が行われた場合には、ステップＳＰ７において、制御ゲインの演算、設定処理を行い、ステップＳＰ８において、電圧値が設定範囲内における最小か否かを判定し、最小であれば、ステップＳＰ９において、停止処理を行う。
【００７６】
ステップＳＰ４の処理が行われた場合、ステップＳＰ８において電圧値が最小でないと判定された場合、またはステップＳＰ９の処理が行われた場合には、そのまま元の処理に戻る。
【００７７】
なお、制御ゲインＫｓの演算は、例えば、Ｋｓ＝Ａ＊（Ｄｕｔｙ−Ｄｍｉｎ）＋Ｂの演算により達成できる。ここで、Ａは（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）／（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）、ＢはＧｍｉｎである。また、Ｄｕｔｙはデューティー値、Ｄｍａｘ、Ｄｍｉｎは、デューティー値の最大値、最小値である。
【００７８】
したがって、図１３に示すように、デューティー値の最大値、最小値と制御ゲインの最大値、最小値とを決めておくことにより関数化を達成でき、任意の制御ゲイン特性に設定することができる。
【００７９】
この結果、ブラシレスＤＣモータ及び負荷トルクの特性を考慮した制御ゲイン設定が可能となる為、あらゆる状態においても安定したモータトルクの制御を行うことができる。
【００８０】
図１６はゲインテーブルを用いる制御ゲイン設定処理を説明するフローチャートであり、ステップＳＰ１において、同期運転中か否かを判定し、同期運転処理中でなければ位置検出運転処理を行う。
【００８１】
逆に、同期運転中であれば、ステップＳＰ２において、出力波形の位相を算出し、ステップＳＰ３において、同期運転加速中か否かを判定し、同期運転加速中であれば、ステップＳＰ４において、加速時の出力電圧振幅を算出する。
【００８２】
逆に、ステップＳＰ３において同期運転加速中でないと判定された場合には、ステップＳＰ５において、電圧ダウン許可の有無を判定し、電圧ダウン許可がある場合には、ステップＳＰ６において、出力電圧振幅をダウンさせる。
【００８３】
ステップＳＰ５において電圧ダウン許可がないと判定された場合、またはステップＳＰ６の処理が行われた場合には、ステップＳＰ７において、ゲインテーブルを参照して制御ゲインの設定処理を行い、ステップＳＰ８において、電圧値が設定範囲内における最小か否かを判定し、最小であれば、ステップＳＰ９において、停止処理を行う。
【００８４】
ステップＳＰ４の処理が行われた場合、ステップＳＰ８において電圧値が最小でないと判定された場合、またはステップＳＰ９の処理が行われた場合には、そのまま元の処理に戻る。
【００８５】
なお、ゲインテーブルとしては、例えば、表１に示すように、Ｄｕｔｙ［％］に対応させて速度制御のＰ項（比例制御項）、速度制御のＩ項（積分制御項）、効率制御のＰ項（比例制御項）などが予め設定されたものが例示できる。そして、ゲインテーブルに格納される数値は、演算により算出されてもよいが、経験的に定められてもよい。
【００８６】
【表１】
0003969638.tif 000002
【００８７】
したがって、図１５に示すように、ゲインテーブルを参照することによって、任意の制御ゲイン特性に設定することができる。
【００８８】
図１８は所定時間の位置検出運転後に制御ゲインを戻す処理を説明するフローチャートであり、ステップＳＰ１において、位置検出運転中か否かを判定し、位置検出運転中であれば、ステップＳＰ２において、位置検出運転切替から所定時間Ｔ１を経過したか否かを判定し、位置検出運転切替から所定時間Ｔ１を経過していれば、ステップＳＰ３において、起動ゲイン（位置検出運転切り替わり当初の制御ゲイン）が最適ゲイン（通常運転時に最適な制御ゲイン）よりも大きいか否かを判定する。
【００８９】
ステップＳＰ３において起動ゲインが最適ゲインよりも大きいと判定された場合には、ステップＳＰ４において、制御ゲインを所定量だけ減少される処理を行う。
【００９０】
逆に、ステップＳＰ３において起動ゲインが最適ゲインよりも大きくないと判定された場合には、ステップＳＰ５において、起動ゲインが最適ゲインよりも小さいか否かを判定し、起動ゲインが最適ゲインよりも小さいと判定された場合には、ステップＳＰ６において、制御ゲインを所定量だけ増加させる処理を行う。
【００９１】
ステップＳＰ２において位置検出運転切替から所定時間Ｔ１を経過していないと判定された場合、ステップＳＰ４の処理が行われた場合、ステップＳＰ５において起動ゲインが最適ゲインよりも小さくないと判定された場合（ステップＳＰ３の判定をも考慮して、起動ゲインが最適ゲインと等しいと判定された場合）、ステップＳＰ６の処理が行われた場合には、ステップＳＰ７において、制御ゲインに基づいて出力電圧の演算を行い、ステップＳＰ８において、出力波形の位相の演算を行う。
【００９２】
そして、ステップＳＰ１において位置検出運転中でないと判定された場合、またはステップＳＰ８の処理が行われた場合には、そのまま元の処理に戻る。
【００９３】
したがって、図１７に示すように、位置検出運転開始当初における制御ゲインを起動時の負荷状態に応じて決定した後、所定時間が経過した後に、制御ゲインを徐々に最適ゲイン値に向けて変化させることができる。
【００９４】
例えば、ブラシレスＤＣモータによって空気調和装置用の圧縮機を駆動する場合には、油の粘度が高いことに起因して起動時に過負荷状態が生じるが、運転を継続すれば、温度上昇に伴って油が潤滑性を取り戻すので、位置検出運転切替から所定時間が経過した後に制御ゲインを従来の冷媒およびモータ特性に合った設定値に徐々に戻すことができる。
【００９５】
したがって、起動時のみの過負荷状態に対処することができる。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、同期運転から位置検出運転への移行を、過大なオーバーシュート、トルク不足などを生じさせることなく達成することができ、ブラシレスＤＣモータを安定に制御することができるという特有の効果を奏する。
【００９７】
請求項２の発明は、起動時の負荷トルクの大小に拘わらず、同期運転から位置検出運転への移行を確実に達成することができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【００９８】
請求項３の発明は、起動負荷トルクが大きい場合でも、素早く所定の周波数に近づけることが可能となり、失速などの異常停止を回避することができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【００９９】
請求項４の発明は、ブラシレスＤＣモータおよび負荷トルクの特性を考慮した制御ゲイン設定が可能となり、あらゆる状態において安定したモータトルクの制御を行うことができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【０１００】
請求項５の発明は、起動時のみの過負荷状態に対応することができるほか、請求項１から請求項４の何れかと同様の効果を奏する。
【０１０１】
請求項６の発明は、同期運転から位置検出運転への移行を、過大なオーバーシュート、トルク不足などを生じさせることなく達成することができ、ブラシレスＤＣモータを安定に制御することができるという特有の効果を奏する。
【０１０２】
請求項７の発明は、起動時の負荷トルクの大小に拘わらず、同期運転から位置検出運転への移行を確実に達成することができるほか、請求項６と同様の効果を奏する。
【０１０３】
請求項８の発明は、起動負荷トルクが大きい場合でも、素早く所定の周波数に近づけることが可能となり、失速などの異常停止を回避することができるほか、請求項６と同様の効果を奏する。
【０１０４】
請求項９の発明は、ブラシレスＤＣモータおよび負荷トルクの特性を考慮した制御ゲイン設定が可能となり、あらゆる状態において安定したモータトルクの制御を行うことができるほか、請求項６と同様の効果を奏する。
【０１０５】
請求項１０の発明は、起動時のみの過負荷状態に対応することができるほか、請求項６から請求項９の何れかと同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のブラシレスＤＣモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】従来のブラシレスＤＣモータ駆動装置によるブラシレスＤＣモータ起動時の制御ゲイン、インバータ出力周波数、インバータ出力電圧の変化の一例を示す図である。
【図３】図１のブラシレスＤＣモータ駆動装置の運転開始処理を説明するフローチャートである。
【図４】図１のブラシレスＤＣモータ駆動装置のキャリア割込処理を説明するフローチャートである。
【図５】図１のブラシレスＤＣモータ駆動装置の同期運転中のＶ／Ｆ比設定処理を説明するフローチャートである。
【図６】図１のブラシレスＤＣモータ駆動装置の位置検出運転切替処理を説明するフローチャートである。
【図７】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動方法が適用されるブラシレスＤＣモータ駆動装置の一実施態様の要部の構成を示すブロック図である。
【図８】図７のブラシレスＤＣモータ駆動装置によるブラシレスＤＣモータ起動時の制御ゲイン、インバータ出力周波数、インバータ出力電圧の変化の一例を示す図である。
【図９】図７のブラシレスＤＣモータ駆動装置によるブラシレスＤＣモータ起動時の制御ゲイン、インバータ出力周波数、インバータ出力電圧、インバータ出力電流の変化の一例を示す図である。
【図１０】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動方法が適用されるブラシレスＤＣモータ駆動装置の他の実施態様の要部の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０のブラシレスＤＣモータ駆動装置によるブラシレスＤＣモータ起動時の制御ゲイン、インバータ出力周波数、インバータ出力電圧の変化の一例を示す図である。
【図１２】経過時間に基づく制御ゲイン設定処理を説明するフローチャートである。
【図１３】ブラシレスＤＣモータ起動時の制御ゲイン、インバータ出力周波数、デューティー値の変化の一例を示す図である。
【図１４】デューティー値に基づく制御ゲイン設定処理を説明するフローチャートである。
【図１５】ブラシレスＤＣモータ起動時の制御ゲイン、インバータ出力周波数、インバータ出力電圧の変化の一例を示す図である。
【図１６】ゲインテーブルを参照することによる制御ゲイン設定処理を説明するフローチャートである。
【図１７】ブラシレスＤＣモータ起動時の制御ゲイン、インバータ出力周波数、インバータ出力電圧の変化の他の例を示す図であり、一定時間経過後に最適ゲイン値に戻す処理を示している。
【図１８】一定時間経過後に最適ゲイン値に戻す処理を説明するフローチャートである。
【図１９】潤滑油高粘度時、冷媒過負荷時、冷媒軽負荷時のそれぞれに対応する位置検出運転切替時のデューティー値、および負荷トルクの経時変化を示す図である。
【符号の説明】
２７、２７ａ  ゲイン設定部
【図１】
0003969638.tif 000003
【図２】
0003969638.tif 000004
【図３】
0003969638.tif 000005
【図４】
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【図５】
0003969638.tif 000007
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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