(57)【要約】【課題】負荷変動にかかわらず、センサレス・ブラシレスＤＣモータを起動時から安定して回転させ得るインバータの制御方法を提供すること。【解決手段】本発明による制御方法では、ブラシレスＤＣモータの誘起電圧を用いてモータの回転子位置が検出され、複数の制御信号パターンを切替えてインバータが制御され、制御信号パターンの切替えに関連してモータの回転子位置検出を無効化するための位置検出禁止時間ＴＭ１が設けられ、モータの回転子位置検出時刻から所定の遅延時間ＴＭ２後に制御信号パターンが切替えられる。本方法は、特に、ブラシレスＤＣモータの実動回転数ｒを算出する工程（Ｓ２００）と、位置検出禁止時間ＴＭ１を、実動回転数ｒの第１の区分による各領域に応じて算出する工程（Ｓ３００）と、制御信号パターンの切替え遅延時間ＴＭ２を、実動回転数ｒの第２の区分による各領域に応じて算出する工程（Ｓ４００）とをさらに含む。【選択図】図４
2009100567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータの制御方法であって、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧を用いて前記ブラシレスＤＣモータの回転子位置を検出し、複数の制御信号パターンを切替えて前記インバータを制御し、前記制御信号パターンの切替えに関連して前記モータの回転子位置検出を無効化するための位置検出禁止時間を設け、前記モータの回転子位置検出時刻から所定の遅延時間後に前記制御信号パターンを切替える方法において、
前記ブラシレスＤＣモータの実動回転数を算出する工程と、
前記位置検出禁止時間を、前記実動回転数の第1の区分による各領域に応じて算出する工程と、
前記遅延時間を、前記実動回転数の第２の区分による各領域に応じて算出する工程と、
を含むことを特徴とするインバータの制御方法。
【請求項２】
前記第１の区分は、前記モータの起動時の実動回転数領域であって第１の回転数以下の第１の領域と、前記モータ起動時の実動回転数領域であって、前記第１の回転数より大きく、第２の回転数より小さい第２の領域と、前記モータの通常運転時の実動回転数領域であって前記第２の回転数以上の第３の領域とを含み、
前記第２の区分は、前記モータ起動時の実動回転数領域である第１の領域と、前記モータ通常運転時の実動回転数領域である第２の領域とを含むことを特徴とする請求項１記載のインバータの制御方法。
【請求項３】
前記第１の区分の第１の領域において、前記位置検出禁止時間は一定の上限値として算出され、
前記第１の区分の第３の領域において、前記位置検出禁止時間は、前記第１の区分の第２の領域における算出方法によって算出される時間に比べて長くなるように算出され、
前記遅延時間を算出する工程は、前記モータの通常運転時において、加速中か安定時かを判定する工程を含み、
前記第２の区分の前記第２の領域は、前記加速中に係る領域と前記安定時に係る領域とを含み、
前記安定時に係る領域は、低速回転領域、中速回転領域および高速回転領域とを含み、
前記安定時の低速回転領域において、前記遅延時間は、前記第２の区分の第１の領域における算出方法によって算出される時間に比べて長くなるように算出され、
前記安定時の高速回転領域において、前記遅延時間は、前記第２の区分の第１の領域における算出方法によって算出される時間に比べて短くなるように算出されることを特徴とする請求項１または２記載のインバータの制御方法。
【請求項４】
ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータの制御回路であって、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧を用いて前記ブラシレスＤＣモータの回転子位置を検出し、複数の制御信号パターンを切替えて前記インバータを制御し、前記制御信号パターンの切替えに関連して、前記モータの回転子位置検出を無効化するための位置検出禁止時間を設け、前記モータの回転子位置検出時刻から所定の遅延時間後に前記制御信号パターンを切替える制御回路において、
前記ブラシレスＤＣモータの実動回転数を算出する実動回転数算出回路と、
前記位置検出禁止時間を、前記実動回転数の第１の区分による各領域に応じて算出する位置検出禁止時間算出回路と、
前記遅延時間を、前記実動回転数の第２の区分による各領域に応じて算出する遅延時間算出回路と、
を備えることを特徴とするインバータの制御回路。
【請求項５】
前記第１の区分は、前記モータの起動時の実動回転数領域であって第１の回転数以下の第１の領域と、前記モータ起動時の実動回転数領域であって、前記第１の回転数より大きく、第２の回転数より小さい第２の領域と、前記モータの通常運転時の実動回転数領域であって前記第２の回転数以上の第３の領域とを含み、
前記第２の区分は、前記モータ起動時の実動回転数領域である第１の領域と、前記モータ通常運転時の実動回転数領域である第２の領域とを含むことを特徴とする請求項４記載のインバータの制御回路。
【請求項６】
前記検出禁止時間算出回路は、
前記第１の区分の第１の領域において、前記位置検出禁止時間を一定の上限値として算出し、
前記第１の区分の第３の領域において、前記位置検出禁止時間を、前記第１の区分の第２の領域における算出方法によって算出される時間に比べて長くなるように算出し、
前記遅延時間算出回路は、前記モータの通常運転時において、加速中か安定時かを判定し、
前記第２の区分の前記第２の領域は、前記加速中に係る領域と前記安定時に係る領域とを含み、
前記安定時に係る領域は、低速回転領域、中速回転領域および高速回転領域とを含み、
前記遅延時間算出回路は、前記遅延時間を、
前記安定時の低速回転領域においては、前記第２の区分の第１の領域における算出方法によって算出される時間に比べて長くなるように算出し、
前記安定時の高速回転領域においては、前記第２の区分の第１の領域における算出方法によって算出される時間に比べて短くなるように算出することを特徴とする請求項４または５記載のインバータの制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータの制御方法に関し、より詳しくは、センサレスのブラシレスＤＣモータを駆動するインバータを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータの駆動にはロータの位置検出が必要である。その位置検出には、モータの構造が簡単になるため、近年、モータの誘起電圧を用いた方法が用いられている。その例が、特許文献１に示される。ここでは、３相１２０度通電方式における非通電相の通電休止期間中において、非通電相に発生する誘起電圧を用いてロータの位置が検出される。その位置検出時刻（例えば、誘起電圧のゼロクロス点）から所定の遅延時間（所定の定常回転数時の電気角３０度に相当する時間Ｄ：固定値）の経過の後に、通電相が切替えられる。そして、各回転数に応じた電気角１２０度の期間、通電し、最適なコイル通電波形を得るようにしている。あるいは、一般に、所定の電気角、例えば２０度に相当する時間（回転数の増加に伴って減少する）の遅延時間の後に通電相が切替えられている。
【０００３】
また、一般に、ブラシレスＤＣモータにおいて、負荷が重くなった場合や、回転数が上がった場合において、通電相の切替えの際に、ブラシレスＤＣモータのコイルに過渡的な逆起電力が発生する。この逆起電力は、誘起電圧を検出する相にノイズとして現れる。そのため、通常、このノイズを誘起電圧として検知しないようにするために、通電相が切替わった後において、所定の電気角、例えば２０度に相当する時間（回転数の増加に伴って減少する）、誘起電圧の検出を無効化（マスク）する、すなわちモータの回転子位置検出を禁止する検出禁止時間が設けられている。
【特許文献１】特開平２−１７９２９５号公報（第４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術ように、モータの回転子位置の検出禁止時間およびモータの回転子位置検出時刻から通電相切替えまでの遅延時間を、所定の電気角（例えば２０度）に相当し、単に回転数の増加に伴って減少する時間とされる場合には、負荷が重くなったり、回転数が上がったりしたときに、モータが脱調するおそれがあった。また、例えばモータの負荷が冷凍庫のコンプレッサである場合、一回転の間に圧縮、吸入などの負荷変動や、その負荷変動の強弱の度合いが急激に変化することがある。そのため、タイミングがずれ（脱調）、保護回路が働いたり、モータが止まったりすることがあった。
【０００５】
そこで、本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、負荷の変動にかかわらず、センサレスのブラシレスＤＣモータを起動時から安定して回転させることのできるインバータの制御方法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】
【０００６】
本発明の一態様は、ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータの制御方法であって、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧を用いて前記ブラシレスＤＣモータの回転子位置を検出し、複数の制御信号パターンを切替えて前記インバータを制御し、前記制御信号パターンの切替えに関連して、前記モータの回転子位置検出を無効化するための位置検出禁止時間を設け、前記モータの回転子位置検出時刻から所定の遅延時間後に前記制御信号パターンを切替える方法において、前記ブラシレスＤＣモータの実動回転数を算出する工程と、前記位置検出禁止時間を、前記実動回転数の第１の区分による各領域に応じて算出する工程と、前記遅延時間を、前記実動回転数の第２の区分による各領域に応じて算出する工程とを含むことに特徴を有する。
【０００７】
この構成によれば、モータの位置検出禁止時間が、モータの実動回転数の第１の区分による各領域に応じて算出される。例えば、起動時の回転数の低い領域においては、位置検出禁止時間を回転数に応じた時間とせず、一定の上限値とする。そのため、モータ起動時にモータの回転が重負荷等の影響によって非常に下がった場合においても、モータの回転を所定の回転数に早く復帰させることができる。また、起動時には負荷が重いため、位置検出禁止時間を、例えば電気角３０度に相当する時間として算出する。通常運転時は、制御信号パターンの切替えに伴うノイズの発生時間が回転数の上昇とともに長くなるので、位置検出禁止時間を、起動時の算出方法によって算出される時間に比べて長くなるように算出する。このように位置検出禁止時間を算出することによって、負荷変動があってもモータの脱調を低減することができる。
【０００８】
また、制御信号パターンの切替え遅延時間が、モータの実動回転数の第２の区分による各領域に応じて算出される。例えば、起動時の回転数領域においては、負荷が重いため、遅延時間を従来の電気角２０度に相当する時間より短くなるように算出する。また、通常運転時の回転数領域においては、遅延時間を、低速回転加速時および低速回転安定時には、起動時の算出方法によって算出される時間に比べて長くなるように算出し、高速回転加速時および高速回転安定時においては、起動時の算出方法によって算出される時間に比べて短くなるように算出する。このように遅延時間を算出することにより、負荷変動があってもモータの脱調を低減することができる。
【０００９】
従って、モータの位置検出禁止時間および信号パターン切替え遅延時間を、モータの実動回転数の各領域に応じて算出することにより、負荷の変動にかかわらず、センサレスのブラシレスＤＣモータを起動時から安定して回転させることができる。また、位置検出禁止時間および信号パターン切替え遅延時間が一定の電気角に相当する時間として算出されないので、各相の通電角度も一定ではなく、適宜変化する。
【００１０】
上記発明において、好ましくは、前記実動回転数の前記第１の区分は、前記モータの起動時の実動回転数領域であって第１の回転数以下の第１の領域と、前記モータ起動時の実動回転数領域であって、前記第１の回転数より大きく、第２の回転数より小さい第２の領域と、前記モータの通常運転時の実動回転数領域であって前記第２の回転数以上の第３の領域とを含み、前記実動回転数の前記第２の区分は、前記モータ起動時の実動回転数領域である第１の領域と、前記モータ通常運転時の実動回転数領域である第２の領域とを含む。
【００１１】
また、上記発明において、好ましくは、前記第１の区分の第１の領域において、前記位置検出禁止時間は一定の上限値として算出され、前記第１の区分の第３の領域において、前記位置検出禁止時間は、前記第１の区分の第２の領域における算出方法によって算出される時間に比べて長くなるように算出され、前記遅延時間を算出する工程は、前記モータの通常運転時において、加速中か安定時かを判定する工程を含み、前記第２の区分の前記第２の領域は、前記加速中に係る領域と前記安定時に係る領域とを含み、前記安定時に係る領域は、低速回転領域、中速回転領域および高速回転領域とを含み、前記安定時の低速回転領域において、前記遅延時間は、前記第２の区分の第１の領域における算出方法によって算出される時間に比べて長くなるように算出され、前記安定時の高速回転領域において、前記遅延時間は、前記第２の区分の第１の領域における算出方法によって算出される時間に比べて短くなるように算出される。
【００１２】
本発明の別の態様は、ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータの制御回路であって、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧を用いて前記ブラシレスＤＣモータの回転子位置を検出し、複数の制御信号パターンを切替えて前記インバータを制御し、前記制御信号パターンの切替えに関連して前記モータの回転子位置検出を無効化するための位置検出禁止時間を設け、前記モータの回転子位置検出時刻から所定の遅延時間後に前記制御信号パターンを切替える制御回路において、前記ブラシレスＤＣモータの実動回転数を算出する実動回転数算出回路と、前記位置検出禁止時間を、前記実動回転数の第１の区分による各領域に応じて算出する検出禁止時間算出回路と、前記遅延時間を、前記実動回転数の第２の区分による各領域に応じて算出する遅延時間算出回路とを備えることに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、負荷の変動にかかわらず、センサレスのブラシレスＤＣモータを起動時から安定して回転させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜実施形態＞
本発明の実施形態を図１ないし図８によって説明する。まず、図１および図２を参照して、３相センサレス・ブラシレスＤＣモータ（以下、単に「センサレスＤＣモータ」という）の１２０度通電システムの概要を説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るインバータの制御回路を含むセンサレスＤＣモータの１２０度通電システムの概略的な構成図である。図２は通電システムに関連する信号のタイムチャートである。同通電システムは、制御回路１０、電源回路２０、インバータ３０、センサレスＤＣモータ４０、およびコンパレータ５０等を含む。なお、センサレスＤＣモータ４０の負荷として、ここでは例えば冷凍庫のコンプレッサが想定される。
【００１６】
電源回路２０は、交流電圧、例えば１００Ｖを所定の直流電圧Ｖｄｃに変換して、直流電圧Ｖｄｃを制御回路１０およびインバータ３０等に供給する。なお、制御回路１０に供給される直流電圧Ｖｄｃは適宜電圧変換される。インバータ３０は、それぞれ２個のスイッチ素子を含む３相のブリッジから構成される。６個のスイッチ素子は、それぞれ、図２に示されるような、制御回路１０からの６個のＰＷＭ（パスル幅変調）信号（Ｕｐ信号、Ｕｎ信号、Ｖｐ信号、Ｖｎ信号、Ｗｐ信号、Ｗｎ信号）によってスイッチンングされる。その結果、それぞれ、図２に示されるようなＵ相、Ｖ相、およびＷ相のインバータ出力信号（各相モータコイルの駆動信号：Ｕ相駆動信号、Ｖ相駆動信号、Ｗ相駆動信号）が生成される。１２０度通電方式においては、図２に示されるように、ＰＷＭ信号は、信号位相角６０度ごとに異なる６個のパターン（パターン１〜パターン６）を有し、位相角６０度ごとに切替えられる。ここで、ＰＷＭ信号は、ハイアクティブである。
【００１７】
コンパレータ５０は３個のコンパレータを含む。各コンパレータは、それぞれＵ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル駆動信号に含まれる誘起電圧と、抵抗分圧された１／２直流電圧Ｖｄｃ（基準電圧）とを比較して、図２に示されるような各相のコンパレータ出力信号を生成する。コンパレータ出力信号は、モータの回転子位置を決定するために使用される。なお、１２０度通電方式では、重なり合うことがないため、個別に各相から誘導電圧を検出する必要がない。そのため、各位のコイル駆動信号を、抵抗を介して１つの信号に合成し、１個のコンパレータによってその合成信号と１／２直流電圧Ｖｄｃとを比較して、各相の誘起電圧を検出することもできる。また、コンパレータ５０の基準電圧として、モータコイルがスター（Ｙ）結線の場合、その中性点電位を利用することもできる。
【００１８】
制御回路１０は、コンパレータ出力信号の論理から、どの相の誘起電圧が１／２直流電圧Ｖｄｃをクロスしたかを検出し、その検出結果からモータの回転子位置を検出する。制御回路１０は、モータの回転子位置検出にしたがって、それぞれ６パターンのＰＷＭ信号のうちのから次の信号パターンを決定する。そして、モータの回転子位置検出時刻から所定の遅延時間ＴＭ２の後に、現在のＰＷＭ信号を決定された次の信号パターンに切替える。ここで、誘起電圧（交流電圧）が１／２直流電圧Ｖｄｃをクロスすることは、交流的にはゼロクロスと等しい。
【００１９】
例えば、図２のパターン１においては、Ｗ相に係る２個のスイッチ素子はオフ状態にあり、駆動系から切り離された状態のＷ相のコイル駆動信号に含まれる誘起電圧が検出される。具体的には、制御回路１０は、Ｗ相のコイル駆動信号が１／２直流電圧Ｖｄｃをクロスすることを検出し、この検出から所定の遅延時間ＴＭ２後にＰＷＭ信号をパターン１からパターン２に切替える。以下同様にして６０度ごとにパターン２〜パターン６が切替えられる。なお、ゼロクロス位置は、図２に示されるように、パターン１のほぼ中央に位置し、位相角ではほぼ３０度の位置に相当する。また、上記したように、ＰＷＭ信号の切換え時のノイズによってコンパレータ５０が誤動作するのを防止するために、各ＰＷＭ信号の切換え時刻から所定の位置検出禁止時間ＴＭ１が設けられている。
【００２０】
次に、図３を参照して、インバータの制御回路を説明する。図３は、本発明に係るインバータ制御回路１０の概略的な構成図である。図３に示されるように、インバータ制御回路１０は、目標回転数算出回路１１、ＰＷＭオン・デューティ算出回路１２、誘起電圧ゼロクロス検出回路１３、実動回転数算出回路１４、制御信号パターン決定回路１５、タイマ１６Ａ、１６Ｂおよびメモリ１７を含む。
【００２１】
目標回転数算出回路１１は回転数指令を外部から受け取り、回転数指令にしたがってモータの目標回転数Ｒｔを算出し、算出された目標回転数ＲｔをＰＷＭオン・デューティ算出回路１２に提供する。誘起電圧ゼロクロス検出回路１３は、コンパレータ５０からコンパレータ出力信号を受け取る。誘起電圧ゼロクロス検出回路１３は、コンパレータ出力信号の所定のパルスの立ち上がり、あるいは立ち下がりにしたがって誘起電圧のゼロクロス（実際には、１／２直流電圧Ｖｄｃのクロス）を検出して、ゼロクロス検出信号を生成し、ゼロクロス検出信号を実動回転数算出回路１４および制御信号パターン決定回路１５に提供する。その際、位置検出禁止時間ＴＭ１の間、制御信号パターン決定回路１５によって検出動作がマスクされる。
【００２２】
実動回転数算出回路１４は、ゼロクロス検出信号にしたがってモータの実動回転数ｒを算出する。実動回転数ｒの算出は、例えば２つのＰＷＭ信号のパターン間の各ゼロクロス検出信号の検出間隔時間を用いて算出される。算出された実動回転数ｒはＰＷＭオン・デューティ算出回路１２および制御信号パターン決定回路１５に提供される。ＰＷＭオン・デューティ算出回路１２は、目標回転数Ｒｔおよび実動回転数ｒを用いて、実動回転数ｒが目標回転数Ｒｔ近づくように、ＰＷＭ信号のオン・デューティを算出する。算出されたオン・デューティは制御信号パターン決定回路１５に提供される。
【００２３】
制御信号パターン決定回路１５は、提供されたオン・デューティを用いて、インバータ制御信号としてのＰＷＭ信号を生成する。制御信号パターン決定回路１５は、上記位置検出禁止時間ＴＭ１および上記遅延時間ＴＭ２をタイマ１６Ａ、１６Ｂのタイマ時間としてそれぞれ算出し、位置検出禁止時間ＴＭ１をタイマ１６Ａに、遅延時間ＴＭ２をタイマ１６Ｂにそれぞれ設定する。メモリ１７には、制御信号パターン決定回路１５の動作を指令するプログラム等が格納されている。なお、カウント開始の時刻が異なるため、タイマ１６Ａ、１６Ｂを１個のタイマとして構成することもできる。
【００２４】
次に、図４ないし図８を参照して、制御回路１０によるインバータの制御方法を説明する。図４は、本発明によるインバータの制御方法を示す概略的なフローチャートである。図５は、図４の位置検出禁止時間ＴＭ１の算出ルーチンに係るフローチャートであり、図６は、図４の遅延時間ＴＭ２の算出ルーチンに係るフローチャートである。なお、各フローチャートに示される処理は、制御信号パターン決定回路１５に対する処理命令のプログラムとして、メモリ１７に格納されており、システムの起動とともに制御信号パターン決定回路（本発明の「位置検出禁止時間算出回路」および「遅延時間算出回路」に相当）１５によって実行される。
【００２５】
図４のステップＳ１００において、まず、制御信号パターン決定回路１５によって初期設定に係る処理が行われる。この初期設定には、例えば、始動時であってモータ４０がまだ回転していない状態での制御信号パターンの初期切替えに係る従来の処理等が含まれる。これは、モータ４０がまだ回転していない状態では誘導電圧の発生がなく、誘導電圧による位置決定ができないためである。始動時の位置決定方法としては、例えば、所定のモータコイルに電流を流して強制的に位置決めする方法等が行われている。
【００２６】
続いて、モータ４０が回転を開始すると、ステップＳ２００において、制御信号パターン決定回路１５は、実動回転数ｒを算出する処理を実行する。具体的には、制御信号パターン決定回路１５は、誘起電圧ゼロクロス検出回路１３にゼロクロス検出信号を生成させるための制御信号を生成し、実動回転数算出回路１４にゼロクロス検出信号を用いて実動回転数ｒを算出させるための制御信号を生成し、各制御信号をそれぞれの回路に送信する。実動回転数算出回路１４は、実動回転数ｒを、上記したように、例えば連続する２つのＰＷＭ信号のパターンの各ゼロクロス検出信号の時間間隔を用いて算出する。なお、モータの実動回転数ｒの算出方法は、ゼロクロス検出信号の間隔を用いる方法に限られない。
【００２７】
次いで、ステップＳ３００において、制御信号パターン決定回路１５は、位置検出禁止時間ＴＭ１を実動回転数ｒの区分（本発明の「第1の区分」に相当）の各領域に応じて算出し、算出された位置検出禁止時間ＴＭ１をタイマ時間としてタイマ１６Ａに設定する。
【００２８】
まず、図５のステップＳ３１０において、制御信号パターン決定回路１５は、実動回転数ｒが２．５［ｒｐｓ］（本発明の「第1の回転数」に相当）以下かどうかを判定する。実動回転数ｒが２．５［ｒｐｓ］以下（本発明の「第1の区分の第1の領域」に相当）と判定した場合、ステップＳ３２０において、位置検出禁止時間ＴＭ１を上限値として一定の１５．８［ｍｓ］に設定する。
【００２９】
ここで、実動回転数ｒが２．５［ｒｐｓ］以下の場合、位置検出禁止時間ＴＭ１を上限値として一定の１５．８［ｍｓ］に設定したのは以下の理由による。すなわち、冷凍機のコンプレッサのバネや冷凍回路の配管の共振点があるため、モータの起動時に、その回転数を３０ｒｐｓまで一気に上げる必要がある。しかしながら、モータの低速時には負荷が非常に大きいため、回転変動が大きくなる。そのため、例えば起動を５［ｒｐｓ］からスタートする場合がある。その際、場合によっては回転数が２．５［ｒｐｓ］以下になることもあり、そのとき、位置検出禁止時間が長くなって脱調につながるおそれがある。また、回転数が２．５［ｒｐｓ］以下なった場合、パターン切替えに係るノイズはそれほど長くは発生せず、同期運転をしていない可能性が高い。そのため、位置検出禁止時間ＴＭ１を上限値として一定とし、少しでも早く同期運転に復帰できるようにした。
【００３０】
一方、制御信号パターン決定回路１５は、ステップＳ３１０において、実動回転数ｒが２．５［ｒｐｓ］以下でないと判定した場合、ステップＳ３３０において、実動回転数ｒが２．５［ｒｐｓ］より大きく、３０［ｒｐｓ］（本発明の「第２の回転数」に相当）より小さいかどうかを判定する。
【００３１】
ステップＳ３３０において、実動回転数ｒが２．５［ｒｐｓ］より大きく、３０［ｒｐｓ］より小さい（本発明の「第1の区分の第２の領域」に相当）と判定した場合、ステップＳ３４０において、位置検出禁止時間ＴＭ１を、実動回転数ｒを用いて以下の式１によって算出する。
【数１】
2009100567.tif 000003
ここで、ＩＮＴは小数点以下切捨て関数であり（以下同様）、ｒは実動回転数であり（以下同様）、ＴＭ１の単位は秒である（以下同様）。また、タイマ１６Ａは、ＰＷＭ信号のキャリア周波数の単位でカウントされる。
【００３２】
起動時であって実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］より小さい場合の、実動回転数ｒと位置検出禁止時間（タイマ時間）ＴＭ１との関係が、図７Ａに示される。なお、図７Ａには、参考として、検出禁止時間が一定の電気角３０度に相当する時間とされた場合も示される。図７Ａに示されるように、式１によって算出される位置検出禁止時間ＴＭ１のグラフと、一定の電気角３０度に相当する禁止時間のグラフとは等しい。このように、起動時（実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］より小さい場合）は負荷が重いため、位置検出禁止時間ＴＭ１を一定の電気角３０度に相当する時間とした。
【００３３】
一方、ステップＳ３３０において、否定的に判定した場合、すなわち実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］以上で、７６［ｒｐｓ］以下（本発明の「第1の区分の第３の領域」に相当）の場合、ステップＳ３５０において、位置検出禁止時間ＴＭ１を、実動回転数ｒを用いて以下の式２によって算出する。
【数２】
2009100567.tif 000004
ここで、タイマ１６Ａは制御回路の発振周波数の単位でカウントされるものとする。
【００３４】
通常運転時であって実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］以上で、７６［ｒｐｓ］以下の場合の、実動回転数ｒと位置検出禁止時間ＴＭ１との関係が、図７Ｂに示される。なお、なお、図７Ｂには、参考として、位置検出禁止時間が一定の電気角３０度に相当する時間とされた場合も示される。実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］以上で、７６［ｒｐｓ］以下の通常運転時においては、パターン切替えに伴うノイズの発生期間が回転数の上昇につれて長くなる。そのため、通常運転時においては、図７Ｂに示されるように、起動時と同様の式１によって算出される時間（一定の電気角３０度に相当する時間）と比べて長くなるように、位置検出禁止時間ＴＭ１が算出される。その結果、負荷変動が発生した場合においても、モータ４０の脱調を低減することができる。
【００３５】
次いで、図４のステップＳ４００において、制御信号パターン決定回路１５は、遅延時間ＴＭ２を実動回転数ｒの区分（本発明の「第２の区分」に相当）の各領域に応じて算出し、算出された遅延時間ＴＭ２をタイマ時間としてタイマ１６Ｂに設定する。まず、図６のステップＳ４１０において、制御信号パターン決定回路１５は、実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］より小さいかどうかを判定する。すなわち、現在、起動時かどうかを判断する。実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］より小さい（本発明の「第２の区分の第１の領域」に相当）と判定した場合、ステップＳ４２０において、遅延時間ＴＭ２を、実動回転数ｒを用いて以下の式３によって算出する。
【数３】
2009100567.tif 000005
ここで、タイマ１６Ｂは、ＰＷＭ信号のキャリア周波数の単位でカウントされるものとする。
【００３６】
実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］より小さい場合の、すなわち起動時の実動回転数ｒと遅延時間ＴＭ２との関係が、図８Ａに示される。なお、図８Ａには、参考として、検出禁止時間が一定の電気角２０度および１１度に相当する時間とされる場合も示される。図８Ａに示されるように、式３によって算出される遅延時間ＴＭ２のグラフと、一定の電気角１１度に相当する遅延時間のグラフとは等しい。このように、本実施形態においては、起動時（実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］より小さい場合）は負荷が重いため、遅延時間ＴＭ２を一定の電気角１１度に相当する時間に設定される。そのため、脱調することなく、モータを起動することができる。
【００３７】
一方、ステップＳ４１０において、実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］より小さくない、すなわち実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］以上（本発明の「第２の区分の第２の領域」に相当）と判定した場合、制御信号パターン決定回路１５は、ステップＳ４３０において、現在、加速中であるかどうかを判定する。すなわち、通常運転時において、加速中であるか安定時であるかを判定する。この判定において、例えば、目標回転数Ｒｔと実動回転数ｒとの差が２［ｒｐｓ］以上ある場合に、現在、加速中であると判定する。
【００３８】
ステップＳ４３０において、加速中であると判定した場合、ステップＳ４４０において、通常運転時の加速中の遅延時間ＴＭ２−１を、実動回転数ｒを用いて以下の式４によって算出する。
【数４】
2009100567.tif 000006
ここで、タイマ１６Ｂは、制御回路の発振周波数の単位でカウントされるものとする（以下同様）。また、実動回転数ｒは、３０［ｒｐｓ］以上、７６［ｒｐｓ］以下（本発明の「加速中に係る領域」に相当）である。
【００３９】
一方、ステップＳ４３０において、現在加速中でない、すなわち現在安定時であると判定した場合、制御信号パターン決定回路１５は、ステップＳ４５０において、実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］以上で、３５［ｒｐｓ］より小さい（本発明の「安定時に係る領域の低速回転領域」に相当）かどうか判定する。ステップＳ４５０の判定が肯定的である場合、ステップＳ４６０において、通常運転時の安定時の遅延時間ＴＭ２−２を、実動回転数ｒを用いて以下の式５によって算出する。
【数５】
2009100567.tif 000007
一方、ステップＳ４５０の判定が否定的である場合、すなわち、実動回転数ｒが３５［ｒｐｓ］以上の場合、ステップＳ４７０において、制御信号パターン決定回路１５は、実動回転数ｒが３５［ｒｐｓ］以上で、６５［ｒｐｓ］より小さい（本発明の「安定時に係る領域の中速回転領域」に相当）かどうかを判定する。ステップＳ４５０の判定が肯定的である場合、ステップＳ４８０において、遅延時間ＴＭ２−２を、実動回転数ｒを用いて以下の式６によって算出する。
【数６】
2009100567.tif 000008
一方、ステップＳ４７０の判定が否定的である場合、すなわち、実動回転数ｒが６５［ｒｐｓ］以上の場合、ステップＳ４９０において、遅延時間ＴＭ２−２を、実動回転数ｒを用いて以下の式７によって算出する。
【数７】
2009100567.tif 000009
ここで、実動回転数ｒは、６５［ｒｐｓ］以上、７６［ｒｐｓ］以下（本発明の「安定時に係る領域の高速回転領域」に相当）とする。
【００４０】
実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］以上で、７６［ｒｐｓ］以下の場合の、すなわち通常運転時の、実動回転数ｒと、加速中遅延時間ＴＭ２−１および安定時遅延時間ＴＭ２−２との関係が、図８Ｂに示される。なお、なお、図８Ｂには、参考として、遅延時間ＴＭ２が、一定の電気角１１度および２０度に相当する時間とされた場合も示される。このように、本実施形態においては、遅延時間ＴＭ２は、通常運転時の高回転加速中および高回転安定時には、起動時と同様の式３によって算出される時間（一定の電気角１１度相当する時間）に比べて短くなるように補正され、また低回転加速中および低回転安定時には、式３によって算出される時間に比べて長くなるように補正される。そのため、負荷変動による脱調を低減することができる。
【００４１】
続いて、図４のステップＳ５００において、制御信号パターン決定回路１５は、初期設定によるパターンの切替え時に、タイマ１６Ａのカウントを開始させ、タイマ１６Ａがそのタイマ時間（位置検出禁止時間ＴＭ１）をカウントする間、ゼロクロス検出信号を無効化し、位置検出禁止時間ＴＭ１の経過後のゼロクロス検出信号によって、モータの回転子位置を検出する。制御信号パターン決定回路１５は、検出されたモータの回転子位置に関連して、次の制御信号パターンを決定する。
【００４２】
次いで、ステップＳ６００において、制御信号パターン決定回路１５は、モータの回転子位置を検出した時刻に、タイマ１６Ｂのカウントを開始させる。タイマ１６Ｂがそのタイマ時間（切替え遅延時間ＴＭ２）のカウントを終了したとき、すなわち、モータの回転子位置検出時刻から遅延時間ＴＭ２の経過後に、制御信号パターン決定回路１５は、現在の制御信号パターンを次の制御信号パターンに切替える。続いて、制御信号パターン決定回路１５は、上記ステップＳ１００からＳ６００の処理を繰り返す。
【００４３】
上記したように、本実施形態においては、モータの回転子位置の検出禁止時間ＴＭ１が、実動回転数ｒの区分の各領域に応じて算出される。そのため、起動時であって実動回転数ｒが２．５［ｒｐｓ］以下の場合は、位置検出禁止時間ＴＭ１の最大値を１５．８［ｍｓ］で一定とした。その結果、より早い同期運転への復帰を実現することができる。また、起動時であって実動回転数ｒが２．５［ｒｐｓ］を超える場合には、負荷が重いため、検出禁止時間ＴＭ１を一定の電気角３０度に相当する時間とした。さらに、通常運転時においては、起動時の一定の電気角３０度に相当する時間と比べて長くなるように、位置検出禁止時間ＴＭ１が算出される。その結果、負荷変動が発生した場合においても、モータ４０の脱調を低減することができる。
【００４４】
また、制御信号パターンの切替え遅延時間ＴＭ２も、実動回転数ｒの区分の各領域に応じて算出される。そのため、起動時であって実動回転数ｒが３０［ｒｐｓ］未満の場合は、負荷が重いため、切替え遅延時間ＴＭ２が、一定の電気角１１度相当する時間をして算出される。また、通常運転時には、加速中と安定時とに分けて切替え遅延時間ＴＭ２が算出される。さらに、安定時は、回転数によって、低回転時、中回転時、高回転時に分けて遅延時間ＴＭ２が算出される。その際、遅延時間ＴＭ２は、高回転加速中および高回転安定時には、起動時の式３によって算出される時間（一定の電気角１１度相当する時間）に比べて短くされ、また低回転加速中および低回転安定時には、式３によって算出される時間に比べて長くされる。
【００４５】
すなわち、本実施形態においては、モータの回転子位置の検出禁止時間ＴＭ１および制御信号パターンの切替え遅延時間ＴＭ２を、実動回転数ｒの各領域において要求される各条件に対応して適宜算出することができる。その結果、負荷変動によるセンサレス・ブラシレスＤＣモータの脱調を低減することができるとともに、起動時から安定して回転させることができる。また、位置検出禁止時間ＴＭ１および信号パターン切替え遅延時間ＴＭ２が一定の電気角に相当する時間として算出されないので、各相の通電角度も、例えば３相１２０度通電方式の場合、１２０度で一定ではなく、実動回転数ｒの領域に応じて適宜変化させることができる。その結果、センサレス・ブラシレスＤＣモータを、起動時から安定して回転させることができる。
【００４６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４７】
（１）位置検出禁止時間ＴＭ１を算出する際の実動回転数ｒの区分（第1の区分）による領域の分け方、および遅延時間ＴＭ２を算出する際の実動回転数ｒの区分（第２の区分）による領域の分け方は、特に上記実施形態に示されたものに限定されるものではない。これらは、モータの負荷条件および安定回転条件等に応じて適宜変更されてもよい。
【００４８】
（２）位置検出禁止時間ＴＭ１の算出に係る上限値１５．８［ｍｓ］、式１〜式２、および遅延時間ＴＭ２の算出に係る式３〜式７は、特に上記実施形態に示されたものに限定されるものではない。これらは、モータの負荷条件および安定回転条件等に応じて適宜変更されてもよい。
【００４９】
（３）上記実施形態では、制御回路１０が複数の回路によって構成される例を示したが、特にこれに限定されない。例えば、制御回路１０を一個のマイクロコンピュータによって構成し、各回路の動作を、メモリに格納されたプログラムにしたがってマイクロコンピュータが実行するようにしてもよい。
【００５０】
（４）上記実施形態では、ＰＷＭ駆動されるモータの例を示したが、本発明は、ＰＷＭ駆動されない、例えば矩形波駆動あるいは台形波駆動されるモータのインバータ制御にも適用され得る。
【００５１】
（５）上記実施形態では、本発明を４極３相センサレス・ブラシレスＤＣモータの１２０度通電システムに適用する例を示したが、特にこれに限定されない。本発明は、例えば２相あるいは４相のセンサレスＤＣモータにも適用できる。また２極あるいは８極のセンサレスＤＣモータにも適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ブラシレスＤＣモータ駆動システムの概略的な構成図
【図２】ブラシレスＤＣモータ駆動に係るタイムチャート
【図３】本発明による制御回路の概略的な構成図
【図４】制御回路の処理を示すフローチャート
【図５】位置検出禁止時間算出ルーチンのフローチャート
【図６】切替え遅延時間算出ルーチンのフローチャート
【図７Ａ】起動時の実動回転数と位置検出禁止時間との関係を示すグラフ
【図７Ｂ】通常運転時の実動回転数と位置検出禁止時間との関係を示すグラフ
【図８Ａ】起動時の実動回転数と切替え遅延時間との関係を示すグラフ
【図８Ｂ】通常運転時の実動回転数と切替え遅延時間との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００５３】
１０…制御回路  １４…実動回転数算出回路  １５…制御信号パターン決定回路（検出禁止時間算出回路、遅延時間算出回路）
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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