JP2007318822A - センサレスブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシレスモータを９０°位相シフト法と３０°位相シフト法を用いて回転制御する際に、切り換えを滑らかに行う。
【解決手段】ブラシレスモータ２を回転駆動させたときに発生する誘起電圧Ｕｖ，Ｖｖ，Ｗｖからロータ位置検出器４でロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θを作成し、９０°位相をシフトさせた転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０と、３０°位相をシフトさせた転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０を生成する。これら転流パターンを３相インバータ１１に入力する割合をデューティ発生器９で算出したデューティ比に従ってリアルタイムに変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサレスで回転制御するブラシレスモータの駆動装置に関する。

ブラシレスモータは、永久磁石を周方向に複数配置した回転子（ロータ）と、コイルを巻装した固定子（ステータ）とを有し、コイルに印加する電圧のパターン（転流パターン）を切り替えることで回転制御を行う。転流パターンの切り替えのタイミングは、ロータの回転位置に合わせて行うため、ロータ位置を検出することが必要になる。
ここで、ロータ位置を検出する方法としては、ホールセンサなどのセンサを使用する代わりに、通電していない無通電相（開放相）に発生する誘起電圧を検出して転流タイミングを測る誘導電圧検出方式がある。この方式では、誘起電圧と仮想の中性点電位とのクロスポイントを検出して、そこから位相を３０°シフトさせる方法（３０°位相シフト法）や、９０°シフトして反転、相入れ換えを行う方法（９０°位相シフト法）のいずれかの方法で、ホールセンサで検出する方法と同等の切り替えタイミングを得ていた。

例えば、位相をシフトさせる装置として１次のＣＲ積分回路からなるアナログ位相シフト回路を使用して９０°位相シフト法を採用した場合、定格回転付近で略９０°位相がシフトするようにＣＲ積分回路の時定数を設定すれば、それ以上の回転速度でも略９０°位相がシフトしたロータ位置信号が得られる。したがって、高速回転域では、９０°位相シフト法による切り替えタイミングでブラシレスモータの制御ができる。しかし、このＣＲ積分回路では、低速回転域での位相シフト量が小さくなるので、低速回転域における転流タイミングが実際のタイミングからずれてしまう。このようなずれは、回転速度が小さくなるほど大きくなる。
同様に、３０°位相シフト法は、定格回転付近で３０°位相がシフトするように回路が設計されるので、始動時などの低速回転域ではロータ位置に対する転流タイミングのずれが小さくなる。しかし、高速回転になるに従って位相のずれが大きくなって、トルクが出難くなる。

このことを図６を用いて説明する。横軸は回転速度を示し、縦軸に９０°位相シフト法における実際のロータ位置からの位相シフト量を示す。９０°位相シフトさせた場合の位相は、曲線Ａ１に示すようになる。回転速度＝０（ｒｐｍ）では電気角９０°進角しており、回転速度が無限大で進角がゼロになっている。また、３０°位相シフトさせた場合の位相は、曲線Ｂ１に示すようになる。回転速度＝０（ｒｐｍ）では電気角３０°進角しており、回転速度が無限大で電気角６０°遅角になる。そして、基準位置となる電気角０度に対して進角側に所定の電気角θａまでと、遅角側に所定の電気角−θｂまでの位相差の範囲内であれば、その転流パターンを使ってブラシレスモータを脱調させずに制御することが可能であるとする。

曲線Ａ１に示すように９０°位相シフトさせた場合、低速回転域では、電気角θａよりも進角になっている。したがって、９０°位相シフトの法の転流タイミングではブラシレスモータの制御が困難になる。これに対して、曲線Ｂ１に示すように３０°位相シフトさせた場合、低速回転域では、電気角θａ〜−θｂの間に収まるので、ブラシレスモータを正しく制御することができる。
回転速度が上昇して、高速回転モードに入ると、曲線Ｂ１に示すように３０°位相シフトさせた場合は、電気角−θｂよりも遅れるので、制御が困難になる。これに対して、曲線Ａ１に示すように９０°位相シフトさせた場合は、電気角θａ〜−θｂの間に収まるので、転流制御することができる。

そこで、従来のセンサレスブラシレスモータの駆動装置では、１次のＣＲ積分回路を用いて電気角を９０°シフトさせてロータ位置信号を生成し、始動時にはロータ位置信号から３０°位相シフト法で転流パターンを生成してブラシレスモータの制御を行い、位相シフト量が電気角で６０°付近になるときに、９０°位相シフト法による転流パターンに切り替えるものがあった（例えば、特許文献１参照）。図６の例では、最初に曲線Ｂ１に示すような３０°位相シフトさせた転流パターンで通電制御を行い、電気角が−θｂに達する回転速度ｎ１で曲線Ａ１に示す９０°位相シフトさせた転流パターンに切り替える。一方、９０°位相シフトさせた転流パターンで回転制御しているときに、回転速度が減少したら、電気角が−θａに達する回転速度ｎ２で曲線Ｂ１に示す３０°位相シフトさせた転流パターンに切り替える。
特開２００４−３０４９０５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような技術では、３０°位相シフト法の転流パターンから９０°位相シフト法の転流パターンに不連続に切り替えられるので、切り換え時にショックが生じ易かった。切り換えタイミングに相当する回転速度域で回転速度が変動するときには、このようなショックが頻繁に発生することになる。また、ブラシレスモータの負荷状態によっては、切り替え時に回転変動が大きくなって回転が安定しなくなることがあった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものあり、ブラシレスモータを９０°位相シフト法と３０°位相シフト法を用いて回転制御する際に、切り換えを滑らかに行うことを主な目的とする。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、ブラシレスモータの回転によってモータ端子に生じる電圧変化をＣＲ積分回路によって位相をシフトさせてロータ位置信号を生成し、前記ロータ位置信号に対応して転流パターンを切り換えて前記ブラシレスモータの回転制御を行うセンサレスブラシレスモータの駆動装置であって、前記ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記ロータ位置信号に対応する第一の転流パターンを所定電気角度だけ遅角させて第二の転流パターンを生成する転流パターン遅角手段を有し、前記第一の転流パターンと前記第二の転流パターンの割合を回転速度に応じて変化させることを特徴とするセンサレスブラシレスモータの駆動装置とした。
このセンサレスブラシレスモータの駆動装置は、第一の転流パターンと第二の転流パターンの割合を回転速度に応じてリアルタイムで変化させながらブラシレスモータの回転制御を行う。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置において、高速回転域では前記第一の転流パターンを主に使用し、低速回転域では前記第二の転流パターンを主に使用することを特徴とする。
このセンサレスブラシレスモータの駆動装置は、主に使用する転流パターンを低速回転域と高速回転域とで変えることで、広い回転速度域でブラシレスモータの回転制御を正確に行う。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置において、前記第二の転流パターンは、前記第一の転流パターンに対して電気角６０°遅角していることを特徴とする。
このセンサレスブラシレスモータの駆動装置は、低速回転域では第一の転流パターンに対して電気角６０°遅角させた第二の転流パターンを使用する。低速回転域で第一の転流パターンを使用すると進角が大きすぎるので、一つ前の転流パターンに相当する第二の転流パターンを使用する。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置において、前記ＣＲ積分回路の位相シフト量が６０°に相当する回転数で前記第一の転流パターンと前記第二の転流パターンのデューティ比を５０％にすることを特徴とする。
このセンサレスブラシレスモータの駆動装置は、位相シフト量が６０°で第一、第二の転流パターンの割合を等しくすることで、第一の転流パターンの進角と第二の転流パターンの遅角とを打ち消すような通電制御が可能になる。

本発明によれば、位相シフト量の異なる２つの転流パターンを用い、両転流パターンの割合を回転速度に応じて適宜変更するようにしたので、位相シフト量の異なる転流パターンを不連続に切り替えた場合に生じるショックを防止できる。また、回転変動が生じ難くなって安定した運転が可能になる。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に本実施の形態に係るセンサレスブラシレスモータの駆動装置の概略構成を示す。駆動装置１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のセンサレスブラシレスモータ（以下、ブラシレスモータという）２が接続されており、ブラシレスモータ２の各コイルに接続されるロータ位置検出器４を有する。ロータ位置検出器４は、通電線３Ａ，３Ｂ，３Ｃに発生する誘起電圧Ｕ_Ｖ，Ｖ_Ｖ，Ｗ_Ｖを検出する装置であり、図２に示すように３相の通電線３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれに対応して１次のＣＲ積分回路２１が設けられている。ＣＲ積分回路２１は、コンデンサ（Ｃ）と抵抗（Ｒ）を組み合わせて構成され、その時定数が電気角９０°に設定されている。ＣＲ積分回路２１の出力は、等価中性点電位生成回路２２に接続されている。等価中性点電位生成回路２２は、３相の誘起電圧Ｕ_Ｖ，Ｖ_Ｖ，Ｗ_Ｖから等価中性点電位を生成するように構成されている。等価中性点電位生成回路２２には、コンパレータ２３が接続されている。コンパレータ２３には、中性点電位とＣＲ積分回路２１の出力とが相ごとに入力され、パルス状のロータ位置信号Ｕ_θ、Ｖ_θ、Ｗ_θが生成される。

図１に示すように、ロータ位置検出器４の出力は、ロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θが入力される９０°位相シフト器５と、３０°位相シフト器６（転流パターン遅角手段）と、電気角６０°検出器７（回転速度検出手段）とに接続されている。
９０°位相シフト器５と３０°位相シフト器６は、それぞれが各ロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θの入力に対してＮＯＴ回路とＡＮＤ回路とを組み合わせた構成を有する。３０°位相シフト器６は、９０°位相シフト器５が生成する第一の転流パターンに対して電気角６０°進角した第二の転流パターンを生成する。つまり、３０°位相シフト器６は、第一の転流パターンの一つ前の転流パターンを生成する。

電気角６０°検出器７は、ロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θのエッジ間隔を計測するカウンタ回路を有し、電気角６０°ごとの信号（電気角６０°信号）を生成する。また、単位時間当たりの電気角６０°信号のパルス間隔からブラシレスモータ２の回転速度を演算する。電気角６０°検出器７には、位相シフト量演算器８が接続されている。
位相シフト量演算器８は、電気角６０°信号を用いてロータ位置検出器４から出力されるロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θがシフトしている量（位相シフト量）を算出し、デューティ発生器９に出力する。
デューティ発生器９は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）のデューティ比Ｒ_Ｄ（転流割合：％）を後に説明するようにして演算する。デューティ発生器９で生成したデューティ比Ｒ_Ｄと、各位相シフト器５，６で生成した転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０，Ｕ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０は、駆動信号生成部１０に入力されるようになっている。

駆動信号生成部１０は、各ロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θごとにＡＮＤ回路とＯＲ回路が配列されている。９０°位相シフト器５の出力に対しては、デューティ比Ｒ_Ｄが乗算される。３０°位相シフト器６の出力に接続されたＡＮＤ回路には、デューティ比Ｒ_ＤがＮＯＴ回路を通して入力されるので、（１００−デューティ比Ｒ_Ｄ）（％）が乗算される。このように、駆動信号生成部１０は、デューティ比Ｒ_Ｄに応じて９０°位相シフトの第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０と、３０°位相シフトの第二の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０とを選択して３相インバータ１１に駆動信号として出力するように構成されている。
３相インバータ１１は、通電経路と通電方向を制御する複数のスイッチング素子が各相Ｕ，Ｖ，Ｗごとに配設され、駆動信号に応じてブラシレスモータ２のコイルに対して通電する構成を有する。

ここで、図３に、デューティ比Ｒ_Ｄの算出結果の一例を模式的に示す。図３で横軸は回転速度であり、縦軸はデューティ比になっている。ラインＬ１は、９０°位相シフト法による転流ロジックのデューティ比Ｒ_Ｄを示している。ラインＬ１は、回転速度がゼロのときは０％であり、回転速度が上昇するにつれてデューティ比Ｒ_Ｄが増加し、位相シフト量が６０°のときにデューティ比Ｒ_Ｄが５０％になり、やがて１００％になる。また、ラインＬ２は、３０°位相シフト法による転流ロジックのデューティ比であり、（１００−Ｒ_Ｄ）に相当する。ラインＬ２は、回転速度がゼロのときは１００％であり、回転速度が上昇するにつれて減少し、位相シフト量が６０°のときに５０％になり、やがて０％になる。

ラインＬ１，Ｌ２の算出方法について、ラインＬ１を例にして説明する。
ローパスフィルタを用いた９０°位相シフト回路の場合、位相シフト量（時間）Ｔ１は、モータ端子の電圧に正弦波状の誘起電圧の基本周波数ｆ_ＢＥＭＦの関数になる。１次遅れ系におけるローパスフィルタの伝達関数Ｇ（ｓ）は、
Ｇ（ｓ）＝１／（τｓ＋１）
であるので、ロータ位置検出信号の遅れ位相θは、
θ〔rad〕＝−ｔａｎ^−１（ωτ）
になる。ここで、ω＝２πｆ_ＢＥＭＦであるから、θはｆ_ＢＥＭＦの関数として表され、
θ〔rad〕＝−ｔａｎ^−１（２πτ×ｆ_ＢＥＭＦ）
になる。単位をθ[deg]にすると、
θ〔deg〕＝−ｔａｎ^−１（２πτ×ｆ_ＢＥＭＦ）×３６０／２π
になる。
電気角６０°回転するのに要する時間をＴ_６０とすると、Ｔ_６０×６＝Ｔ_ＢＥＭＦなので、
ｆ_ＢＥＭＦ＝（Ｔ_ＢＥＭＦ）^−１＝（Ｔ_６０×６）^−１
になる。ロータ位置検出信号の遅れ位相θは、電気角６０°回転するのに要する時間Ｔ_６０の関数として表すことができる。
θ（Ｔ_６０）〔deg〕＝−ｔａｎ^−１（２πτ／（Ｔ_６０×６））×３６０／２π
時間Ｔ_６０は、図２に示す３相分のコンパレータ２３から出力されるロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θのエッジ間隔を電気角６０°検出器７のカウンタで測定できる。この関数を横軸を回転速度、縦機軸を位相シフト量にとって図示すると、ラインＬ１が得られる。ラインＬ２は、ラインＬ１の値を１００から引いたラインとして得られる。

この実施の形態の作用について説明する。
ブラシレスモータ２を始動させると、通電線３Ａ，３Ｂ，３Ｃに生じた誘起電圧Ｕ_Ｖ，Ｖ_Ｖ，Ｗ_Ｗがロータ位置検出器４に入力される。ＣＲ積分回路２１は、ＰＷＭ駆動により生じるノイズを除去すると共に、誘起電圧Ｕ_Ｖ，Ｖ_Ｖ，Ｗ_Ｗの信号の位相をシフトさせる。始動時は回転速度が小さいので、位相シフト量は小さくなる。さらに、等価中性点電位生成回路２２を経てコンパレータ２３に導かれてロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θが生成される。この段階では、電気角６０°検出器７で検出する回転速度が小さいので、図３に示すデューティ比Ｒ_Ｄはゼロに近い値になる。したがって、９０°位相シフト器５からの第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０は殆ど３相インバータ１１に入力されず、３０°位相シフト器６からの第二の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０が主に３相インバータ１１に入力されて転流制御を行う。

次に、回転速度が徐々にあがると、ＣＲ積分回路２１における位相シフト量が徐々に増加し、これに従って図３に示すデューティ比Ｒ_Ｄは少しずつ大きくなり、３相インバータ１１に第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０が入力される比率が少しずつ大きくなる。ここで、例えば、低速回転域で位相シフト量が電気角２０°に達したときについて図１及び図４を主に用いて説明する。なお、図４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対する信号が上下に順番に分けて配置されており、横軸は電気角を示している。

モータ端子に発生した誘起電圧Ｕ_Ｖ，Ｖ_Ｖ，Ｗ_Ｖがロータ位置検出器４に入力され、ＣＲ積分回路２１を経て位相が２０度シフトしたロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θが生成される。これらロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θは、互いに位相が１２０度ずれた信号であり、９０°位相シフト器５と、３０°位相シフト器６と、電気角６０°検出器７のそれぞれに入力される。９０°位相シフト器５は、３相のロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θから、９０°位相をシフトさせた第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０を各相に対応して生成する。例えば、図１に示すように、第一の転流パターンＵ_Ｐ９０であれば、ロータ位置信号Ｕ_θと、ロータ位置信号Ｖ_θの反転パターンとを重畳させる。
同様に、３０°位相シフト器６は、３相のロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θから、３０°位相をシフト（電気角６０°遅角）させた第二の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０を生成する。また、電気角６０°検出器７は、位相シフト量が２０°に相当する回転速度（回転速度Ｎ１とする）を算出する。

ここで、前記のように算出された各転流パターンと、ホールセンサなどで転流パターンを決定する場合のような理想的の転流パターンとを対比すると、図４の下部に示すようになる。例えば、強調表示してあるように、理想的な転流パターンＰ_ＩではＵ相からＶ相に流す通電パターン（Ｕ→Ｖ）になるのに対して、３０°位相シフト器６の転流パターン（３０°シフト用パターンＰ_３０）では、僅かに進角側にずれており、そのずれは小さい。これに対して、９０°位相シフト器５の転流パターン（９０°シフト用パターンＰ_９０）は、主にＵ→Ｗになっていて理想の転流パターンＰＩから大きくずれている。

このような低速回転域では、デューティ発生器９が図３に示す回転速度Ｎ１のようにデューティ比Ｒ_Ｄとして小さい値を算出する。このため、駆動信号生成部１０で第一の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０の割合は殆どなくなる。これに対して、（１００−Ｒ_Ｄ）の値が大きくなるので、３０°位相シフトの第二の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０が支配的になる。その結果、３相インバータ１１には、主に第二の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０が入力される。したがって、実際のロータ位置に対してずれがより少ない３０°位相シフトの転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０でブラシレスモータ２が回転駆動されるようになり、脱調が防止される。

回転速度がさらに上昇してＣＲ積分回路２１における位相シフト量が電気角６０°に達すると、図５に示すようになる。すなわち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて６０°位相がシフトしたロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θが生成され、９０°位相シフト器５と、３０°位相シフト器６と、電気角６０°検出器７のそれぞれに入力される。９０°位相シフト器５と３０°位相シフト器６は、３相のロータ位置信号Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θから、それぞれ９０°位相をシフトさせた第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０と３０°位相をシフトさせた第二の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０を生成する。また、電気角６０°検出器７は、位相シフト量が６０°に相当する回転速度（回転速度Ｎ２とする）を算出する。

回転速度Ｎ２では、図５の下部に例えば強調表示してあるように理想的な転流パターンＰ_ＩがＵ→Ｖであるのに対して、３０°シフト用パターンＰ_３０は遅角側に略半分ずれたパターンになっている。９０°シフト用パターンＰ_９０は、理想的な転流パターンＰＩに対して進角側に略半分ずれたパターンになっている。
図３に示すように、回転速度Ｎ２の領域でのデューティ比Ｒ_Ｄは、それぞれの位相シフトの転流パターンが５０％ずつになっている。デューティ発生器９は、デューティ比Ｒ_Ｄとして５０％に相当する信号を出力する。駆動信号生成部１０は、両方の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０，Ｕ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０が等しい割合になるような駆動信号を３相インバータ１１に出力する。したがって、実際のロータ位置に対してずれが少ない２つの転流パターンに基づいてブラシレスモータ２が回転駆動されるようになり、脱調が防止される。

そして、回転速度がさらに上昇して位相シフト量が９０°に近付くと、３０°位相シフトによる第二の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０は、理想的な転流パターンＰＩに対してさらに遅角し、理想的な転流パターンＰＩに一致しなくなる。これに対して９０°位相シフトによる第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０は、進角量が減って理想的な転流パターンＰＩにさらに近付く。図３の回転速度Ｎ３に示すように、デューティ発生器９が９０°位相シフトの第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０の転流割合が高くなるようにデューティ比Ｒ_Ｄを設定し、主に第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０を使用してブラシレスモータ２の回転駆動が行われるようになる。

この実施の形態によれば、低速回転域（例えば、回転速度Ｎ１）では遅角させた第二の転流パターンＵ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０を主に使用してブラシレスモータ２の回転制御を行い、回転速度の増加に従って徐々に第一の転流パターンＵ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０のデューティ比Ｒ_Ｄを増加させるようにしたので、従来のように１箇所で不連続に位相シフトを切り替える場合のように切り替え時のショックが生じない。また、中間領域で回転速度が変動する場合、従来では切り替えポイントを通過する度にショックが生じるが、この実施の形態ではリアルタイムで転流パターンの割合を変化させるので滑らかな回転制御が可能である。また、負荷変動が起きた場合でも、脱調が生じず、安定性を向上させることができる。
デューティ発生器９は、回転速度に応じてデューティ比Ｒ_Ｄを変動させるようにし、その変化の割合は信号処理によって決定することができる。したがって、駆動装置１やブラシレスモータ２の構成が異なる場合には、デューティ発生器９の設定を変更するだけで対応することができる。ＣＲ積分回路を調整をする必要がなくなり、設計変更にも容易に対応することができる。

なお、本発明は、前記した実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、デューティ発生器９は、１次関数や、２次関数に基づいて９０°位相シフトと３０°位相シフトの転流パターンの転流割合を決定するように構成しても良い。

本発明の実施の形態に係るセンサレスブラシレスモータの駆動装置の構成を示すブロック図である。 ロータ位置検出器の回路構成を示す図である。 回転速度に対するデューティ比の変化の一例を示すグラフである。 ２０°位相がシフトしたときの転流パターンを説明する図である。 ６０°位相がシフトしたときの転流パターンを説明する図である。 従来の転流パターンの切り替え制御を模式的に示すグラフである。

符号の説明

１ 駆動装置
２ ブラシレスモータ
６ ３０°位相シフト器（転流パターン遅角手段）
７ 電気角６０°検出器（回転速度検出手段）
２１ ＣＲ積分回路
Ｕ_Ｖ，Ｖ_Ｖ，Ｗ_Ｖ 誘起電圧
Ｒ_Ｄ デューティ比
Ｕ_Ｐ３０，Ｖ_Ｐ３０，Ｗ_Ｐ３０ 第二の転流パターン
Ｕ_Ｐ９０，Ｖ_Ｐ９０，Ｗ_Ｐ９０ 第一の転流パターン
Ｕ_θ，Ｖ_θ，Ｗ_θ ロータ位置信号

Claims (4)

1. ブラシレスモータの回転によってモータ端子に生じる電圧変化をＣＲ積分回路によって位相をシフトさせてロータ位置信号を生成し、前記ロータ位置信号に対応して転流パターンを切り換えて前記ブラシレスモータの回転制御を行うセンサレスブラシレスモータの駆動装置であって、
   前記ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記ロータ位置信号に対応する第一の転流パターンを所定電気角度だけ遅角させて第二の転流パターンを生成する転流パターン遅角手段を有し、前記第一の転流パターンと前記第二の転流パターンの割合を回転速度に応じて変化させることを特徴とするセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
2. 高速回転域では前記第一の転流パターンを主に使用し、低速回転域では前記第二の転流パターンを主に使用することを特徴とする請求項１に記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
3. 前記第二の転流パターンは、前記第一の転流パターンに対して電気角６０°遅角していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
4. 前記ＣＲ積分回路の位相シフト量が６０°に相当する回転数で前記第一の転流パターンと前記第二の転流パターンのデューティ比を５０％にすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセンサレスブラシレスモータの駆動装置。
   
   

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