JP2007325453A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの回転位置を検出する回転検出センサを駆動コイルの相数よりも少ない２個で構成するものにおいて、ロータの回転位置の検出を簡易的としながらも、そのロータの回転制御が可能なブラシレスモータの制御装置を提供する。
【解決手段】エアコンＥＣＵは、ロータの停止状態において２個の回転検出センサ（１４ｕ，１４ｖ）からのパルス信号（Ｕ相用パルス，Ｖ相用パルス）からロータの位置を特定できる図中マル１の特定可能位置に配置させるべく、その特定可能位置にロータを配置させるための磁界がステータに生じるような通電パターン（ａ）の駆動電流を、対応する相の駆動コイルに供給する。そして、このようにロータを図中マル１の特定可能位置に配置した後に、ロータの回転始動を実施するようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、ブラシレスモータの制御装置に係り、詳しくは、ロータの回転位置の検出に基づきステータの３相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）の駆動コイルにそれぞれ供給する各相の駆動電流を生成し、その駆動電流にてロータの回転を制御する制御装置に関するものである。

ブラシレスモータは、ステータに３相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）の駆動コイルを備えており、各相の駆動コイルにそれぞれ位相差が電気角１２０°の駆動電流を供給して、ロータ回転のための回転磁界を発生させる構成となっている。各相の駆動コイルに供給する駆動電流はロータの回転位置に基づいて生成するため、ブラシレスモータにはロータの回転位置を検出するためのホール素子等の回転検出センサが用いられている。回転検出センサは各相に対応させて３個用いられるのが一般的であるが、例えば特許文献１及び特許文献２にて示されているように、センサを１個省略し、２個のセンサでロータの位置検出を行うようにしたものもある。

特許文献１では、Ｕ相用センサ及びＶ相用センサが互いに１２０°間隔を有して配置され、各センサからは電気角１２０°のＵ相信号とＶ相信号が出力される。また、これらＵ相信号とＶ相信号とから更に１２０°の位相差を有するＷ相信号が生成され、これらＵ相・Ｖ相・Ｗ相信号から各相の駆動コイルに供給する駆動電流が生成されている。この特許文献１では、Ｕ相信号及びＶ相信号からＷ相信号を生成する場合に、Ｕ相信号とＶ相信号との振幅差を軽減するように調整する振幅調整手段が備えられ、歪みの小さいＷ相信号が生成されるようになっている。

特許文献２では、Ｕ相信号及びＶ相信号からＷ相信号を生成する場合に、Ｕ相信号とＶ相信号の基本波に対しその同相の第３次高調波成分と第５次高調波成分の加算や反転を行って歪みの小さいＷ相信号を生成する加算回路及び非線形変換手段が備えられている。

つまり、これら特許文献１及び特許文献２では、各種の演算によりロータが回転方向のいずれに配置されていてもその回転位置を的確に把握し、ロータの回転を制御するように構成されている。
特開平１０−５２０８２号公報 特開平１０−８４６９０号公報

ところで、本来３個必要なセンサを２個とすることで、ロータの回転位置の検出において全回転位置の内で検出が困難な箇所が存在するが、特許文献１及び特許文献２では、上記演算によりその弱点をカバーし、ロータの回転状態及び停止状態においても全回転位置を的確に検出するようにしている。

しかしながら、ロータの全回転位置を的確に検出するが故に、その検出に係る演算が複雑であり、高能力のマイコン等が必要である。そのため、コスト面で不利となっている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロータの回転位置を検出する回転検出センサを駆動コイルの相数よりも少ない２個で構成するものにおいて、ロータの回転位置の検出を簡易的としながらも、そのロータの回転制御が可能なブラシレスモータの制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、３相の駆動コイルを有するとともに各相の駆動コイルに所定位相差を有する各相の駆動電流の供給に基づいて回転磁界が生じるステータと、前記ステータにて生じる回転磁界に基づいて回転駆動されるロータと、前記ロータの回転位置を検出すべく２つの相の前記駆動コイルに対応させた２個の回転検出センサとを備えたブラシレスモータにおいて、２個の前記回転検出センサからのパルス信号に基づいて残りの相に対応するパルス信号を生成し、これら３相のパルス信号に基づいて前記ロータの回転位置を検出し３相の前記駆動電流を生成して前記ロータの回転を制御する制御装置であって、前記ロータの停止状態において２個の前記回転検出センサからのパルス信号から前記ロータの位置を特定できる特定可能位置に配置させるべく、その特定可能位置に前記ロータを配置させるための磁界が前記ステータに生じるような所定の通電パターンの前記駆動電流を対応する相の前記駆動コイルに供給する位置決め配置手段と、前記位置決め配置手段により前記ロータを特定可能位置に配置した後に、前記ロータの回転始動を実施する始動制御手段とを備えたことをその要旨とする。

この発明では、位置決め配置手段により、ロータの停止状態において２個の回転検出センサからのパルス信号からロータの位置を特定できる特定可能位置に配置させるべく、その特定可能位置にロータを配置させるための磁界がステータに生じるような所定の通電パターンの駆動電流が、対応する相の駆動コイルに供給される。そして、始動制御手段では、位置決め配置手段にてロータを特定可能位置に配置した後に、ロータの回転始動が実施される。つまり、ロータの停止状態において２個の回転検出センサにてロータの位置を特定できる特定可能位置に配置させそこからロータを回転させることで、ロータの位置検出にかかる演算等が複雑でなくともその位置検出が回転当初から安定して行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置において、前記位置決め配置手段は、前記ロータの回転始動時の最初及び前記ロータの回転停止時の最後の少なくとも一方で、前記ロータを特定可能位置に配置させることをその要旨とする。

この発明では、ロータの回転始動時の最初及びロータの回転停止時の最後の少なくとも一方において、ロータが特定可能位置に配置される。これにより、より安定したロータの位置検出を回転当初から行うことが可能となる。特に、ロータの回転始動時の最初にロータを特定可能位置に配置するようにすれば、ロータの回転始動前に何らかの原因で該ロータの位置がずれてしまってもロータの位置を修正できる。更に、ロータの回転停止時の最後とロータの回転始動時の最初の両方で行えば、停止時に一度ロータを特定可能位置に配置することで、次回の回転始動時の最初にロータを特定可能位置に配置することがより確実となり、より一層安定したロータの位置検出が可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のブラシレスモータの制御装置において、前記ロータの特定可能位置は、複数であってその複数の内で１つに設定され、前記位置決め配置手段は、前記ロータを毎回同じ特定可能位置に配置させることをその要旨とする。

この発明では、ロータの特定可能位置は複数でありその複数の内で１つに設定され、ロータは、その設定された毎回同じ特定可能位置に配置される。これにより、ロータの回転の停止制御及び始動制御が簡単となり、演算等を複雑化しない。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータの制御装置において、前記始動制御手段は、前記ロータの回転位置にかかわらず所定時間毎に通電パターンを順次切り替える同期駆動を実施した後に、前記ロータの回転位置の検出に基づいて前記通電パターンを切り替えるフィードバック駆動を実施することをその要旨とする。

この発明では、始動制御手段により、ロータの回転位置にかかわらず所定時間毎に通電パターンを順次切り替える同期駆動が実施され、その後、ロータの回転位置の検出に基づいて通電パターンを切り替えるフィードバック駆動が実施される。つまり、回転初期段階では、３相のパルス信号が得られず回転中のロータの回転位置を検出できない箇所が生じてフィードバック駆動が難しいため、その期間に、ロータの回転位置にかかわらず回転駆動を行える同期駆動を実施することで、ロータの回転駆動を容易かつ円滑に行うことが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラシレスモータの制御装置において、前記ロータを停止させる際、回転中の前記ロータを減速させて停止させる停止制御手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、停止制御手段により、回転中のロータが減速されて停止されるため、ロータの回転停止を短時間で行うことが可能である。また、ロータを所望の位置に停止することも容易となる。そのため、上記した請求項２のように、ロータの回転停止時の最後にロータを特定可能位置に配置させるような場合には、その位置への停止制御が行い易くなる。

従って、上記記載の発明によれば、ロータの回転位置を検出する回転検出センサを駆動コイルの相数よりも少ない２個で構成するものにおいて、ロータの回転位置の検出を簡易的としながらも、そのロータの回転制御が可能なブラシレスモータの制御装置を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両用空調装置１は、空調ダクト２内の送風通路を切り換える各種の切換ドア３を作動させるための複数のモータアクチュエータ４と、該各アクチュエータ４を制御するエアコンＥＣＵ５とを備えている。

空調ダクト２に備えられる各種切換ドア３としては、外気導入路６と内気循環路７との間で空気の流入経路を切り換えるＲ／Ｆドア３ａや、エバポレータ８を通過した冷気とヒータコア９を通過した暖気とを混合するエアミックスドア３ｂ、車室内への空気の吹出経路を可変するモード切換ドア３ｃ等がある。これら各種の切換ドア３には、それぞれ対応した同様の構成のモータアクチュエータ４がそれぞれ設けられている。

モータアクチュエータ４は、図２に示すように、駆動モータ１１と、該駆動モータ１１の回転を減速して出力する減速機構２１とを備え、これらがケース４ａ内に収容されて一体に構成されている。

駆動モータ１１は、本実施の形態ではブラシレスモータよりなり、図３に示すように、３相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを有するステータ１２と、各駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗへの通電により発生する回転磁界により回転されるロータ１３とを備えている。

ステータ１２の各駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、Δ結線による接続がなされており、自身の磁極の中心位置が１２０°間隔となるように配置されている。この場合、軸方向一方から見て、Ｕ相駆動コイル１２ｕの磁極中心から時計回りに１２０°の間隔を有してＶ相駆動コイル１２ｖの磁極中心が位置し、そのＶ相駆動コイル１２ｖの磁極中心から更に時計回りに１２０°の間隔を有してＷ相駆動コイル１２ｗの磁極中心が位置するように、各駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗが配置されている。また、Ｕ相駆動コイル１２ｕとＶ相駆動コイル１２ｖとの間にはモータ給電端子Ｔｖが、Ｖ相駆動コイル１２ｖとＷ相駆動コイル１２ｗとの間にはモータ給電端子Ｔｗが、Ｗ相駆動コイル１２ｗとＵ相駆動コイル１２ｕとの間にはモータ給電端子Ｔｕがそれぞれ設けられ、各モータ給電端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗから１２０°の位相差を有する３相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）の駆動電流がそれぞれ供給される。この駆動電流の供給により、ステータ１２には回転磁界が生じるようになっている。

ロータ１３は、モータ回転軸１３ａと、１８０°の幅でそれぞれＮ極・Ｓ極となるマグネット１３ｎ，１３ｓとを有して駆動モータ１１内に回転可能に支持され、ステータ１２にて生じる回転磁界を受けて回転する。

また、駆動モータ１１には、各相の駆動電流を生成すべくロータ１３の回転位置を検出するＵ相用及びＶ相用の２個の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖが備えられており、Ｗ相用の回転検出センサは省略されている。回転検出センサ１４ｕ，１４ｖは、それぞれホール素子よりなり、駆動モータ１１内に配置されるセンサ基板１４上に配設されている。Ｕ相用の回転検出センサ１４ｕは、軸方向一方から見てＵ相駆動コイル１２ｕの磁極中心から反時計回りに３０°ずれた位置に配置され、Ｖ相用の回転検出センサ１４ｖは、Ｖ相駆動コイル１２ｖの磁極中心から反時計回りに３０°ずれた位置に配置されている。つまり、Ｕ相用の回転検出センサ１４ｕから時計回りに１２０°の間隔を有してＶ相用の回転検出センサ１４ｖが配置されている。尚、図３（ａ）、図４及び図５において、Ｕ相用及びＶ相用の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖは実線で描いてあり、省略されたＷ相用の回転検出センサは破線で描いてある。

回転検出センサ１４ｕ，１４ｖは、それぞれの配置位置でのロータ１３のマグネット１３ｎ，１３ｓの磁界を検出し、その検出に応じたＵ相用及びＶ相用パルスをエアコンＥＣＵ５にそれぞれ出力する。具体的には、各回転検出センサ１４ｕ，１４ｖは、ロータ１３のＮ極のマグネット１３ｎと対面する期間では各出力パルスをＨレベルとし、逆にロータ１３のＳ極のマグネット１３ｓと対面する期間では各出力パルスをＬレベルとする。Ｕ相用パルス及びＶ相用パルスは、これらの各回転検出センサ１４ｕ，１４ｖの配置の関係上、１２０°の位相差を有している。因みに、ロータ１３の正転時ではＵ相用パルスよりもＶ相用パルスが１２０°遅れ、ロータ１３の逆転時ではＶ相用パルスよりもＵ相用パルスが１２０°遅れるようになっている。つまり、このＵ相用及びＶ相用パルスの位相差に基づいて、後述するエアコンＥＣＵ５では、ロータ１３の回転方向の検出が行われている。

図２に示すように、減速機構２１は、第１減速ギヤ２２、第２減速ギヤ２３及び出力ギヤ２４を備えている。前記モータ回転軸１３ａの先端側に設けられるウォーム１３ｂは第１減速ギヤ２２と噛合され、該第１減速ギヤ２２は第２減速ギヤ２３と噛合され、該第２減速ギヤ２３は出力ギヤ２４と噛合されている。つまり、前記モータ回転軸１３ａの回転は、各ギヤ２２〜２４を経て減速され、出力ギヤ２４に一体に設けられる出力軸２５に伝達される。出力軸２５には図１にて示す前記切換ドア３が連結され、該出力軸２５の回動により切換ドア３の開度が変更される。尚、切換ドア３は所定角度範囲内で揺動するものであり、該切換ドア３を駆動する出力軸２５を所定角度範囲内で回動させている。

エアコンＥＣＵ５は、前記ロータ１３の回転位置の検出を行ってモータアクチュエータ４の出力軸２５、即ち切換ドア３の開度を把握し、該切換ドア３の開度を踏まえて駆動モータ１１を制御すべく各相の駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに供給する駆動電流を調整している。

より詳しくは、エアコンＥＣＵ５には、ロータ１３の回転に伴って、駆動モータ１１に備えられたＵ相用及びＶ相用の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖから図７に示すようなＵ相用及びＶ相用パルスがそれぞれ入力される。上記したように、Ｕ相用及びＶ相用パルスは互いに１２０°の位相差を有しており、エアコンＥＣＵ５は、その両パルスの立ち上がり及び立ち下がりの全エッジ間の時間を計時している。この場合、両パルスの全エッジ間を計時すると、ロータ１３の回転角６０°に対応する第１の時間Ｔ１と、ロータ１３の回転角１２０°に対応し前記第１の時間Ｔ１の略２倍となる第２の時間Ｔ２とが交互に計時される。

エアコンＥＣＵ５は、第１の時間Ｔ１を計時したエッジからその第１の時間Ｔ１分遅らせた所で（第２の時間Ｔ２の略半分の所で）、Ｗ相用パルスの立ち上がり及び立ち下がりエッジを設定し、Ｕ相用及びＶ相用パルスに対してそれぞれ１２０°の位相差を有するＷ相用パルスを生成している（図７中、破線にて示す波形）。そして、ロータ１３の１回転（３６０°）のうちで６０°毎にＵ相用、Ｖ相用及びＷ相用パルスのいずれかのエッジが変化することから、エアコンＥＣＵ５は、各エッジに基づいてロータ１３の６０°毎の回転位置を検出している。また、このエアコンＥＣＵ５は、Ｗ相用パルスを含めた全部の相のパルスの全エッジ間の時間（第１の時間Ｔ１を含む）を計時し、その計時した時間の半分の時間を算出し、算出したその半分の時間に基づいてロータ１３の３０°毎の回転位置の検出も行っている。

そして、エアコンＥＣＵ５は、Ｕ相用、Ｖ相用及びＷ相用パルスの各エッジに基づいてロータ１３の回転位置、本実施の形態では図４及び図７等のマル１〜マル６の６つの回転領域（６０°間隔）のいずれに配置されているかを検出する。エアコンＥＣＵ５は、この検出したロータ１３の回転位置に対応して予め設定された６０°毎の通電パターンＡ〜Ｆに基づき、各相の駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに駆動電流を供給する。

ここで、通電パターンＡ〜Ｆについて、図４及び図７に示すように、通電パターンＡは、Ｕ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりエッジの前後３０°の範囲に設定されており、モータ給電端子Ｔｕが所定のマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｖがオープン（この場合、ゼロ電圧）、モータ給電端子Ｔｗが所定のプラス電圧とされる。通電パターンＢは、Ｗ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりエッジの前後３０°の範囲に設定されており、モータ給電端子Ｔｕがオープン、モータ給電端子Ｔｖがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｗがプラス電圧とされる。通電パターンＣは、Ｖ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりエッジの前後３０°の範囲に設定されており、モータ給電端子Ｔｕがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｖがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｗがオープンとされる。

通電パターンＤは、Ｕ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりエッジの前後３０°の範囲に設定されており、モータ給電端子Ｔｕがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｖがオープン、モータ給電端子Ｔｗがマイナス電圧とされる。通電パターンＥは、Ｗ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりエッジの前後３０°の範囲に設定されており、モータ給電端子Ｔｕがオープン、モータ給電端子Ｔｖがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｗがマイナス電圧とされる。通電パターンＦは、Ｖ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりエッジの前後３０°の範囲に設定されており、モータ給電端子Ｔｕがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｖがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｗがオープンとされる。

また、図５及び図７中のマル１〜マル６の領域について、先ず同図マル１の領域は、Ｖ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりからＵ相用パルスがＨレベルに立ち上がるまでの区間で、その区間の中央位置は、ロータ１３の磁極の境目がＵ相駆動コイル１２ｕとＷ相駆動コイル１２ｗとの間となる。このとき、Ｎ極のマグネット１３ｎがＷ相駆動コイル１２ｗと主に対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＵ相駆動コイル１２ｕと主に対向する。同図マル２の領域は、Ｕ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりからＷ相用パルスがＬレベルに立ち下がるまでの区間で、その区間の中央位置は、ロータ１３の磁極の境目がＶ相駆動コイル１２ｖとＷ相駆動コイル１２ｗとの間となる。このとき、Ｎ極のマグネット１３ｎがＷ相駆動コイル１２ｗと主に対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＶ相駆動コイル１２ｖと主に対向する。同図マル３の領域は、Ｗ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりからＶ相用パルスがＨレベルに立ち上がるまでの区間で、その区間の中央位置は、ロータ１３の磁極の境目がＵ相駆動コイル１２ｕとＶ相駆動コイル１２ｖとの間となる。このとき、Ｎ極のマグネット１３ｎがＵ相駆動コイル１２ｕと主に対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＶ相駆動コイル１２ｖと主に対向する。

同図マル４の領域は、Ｖ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりからＵ相用パルスがＬレベルに立ち下がるまでの区間で、その区間の中央位置は、ロータ１３の磁極の境目がＵ相駆動コイル１２ｕとＷ相駆動コイル１２ｗとの間となる。このとき、Ｎ極のマグネット１３ｎがＵ相駆動コイル１２ｕと主に対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＷ相駆動コイル１２ｗと主に対向する。同図マル５の領域は、Ｕ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりからＷ相用パルスがＨレベルに立ち上がるまでの区間で、その区間の中央位置は、ロータ１３の磁極の境目がＶ相駆動コイル１２ｖとＷ相駆動コイル１２ｗとの間となる。このとき、Ｎ極のマグネット１３ｎがＶ相駆動コイル１２ｖと主に対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＷ相駆動コイル１２ｗと主に対向する。同図マル６の領域は、Ｗ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりからＶ相用パルスがＬレベルに立ち下がるまでの区間で、その区間の中央位置は、ロータ１３の磁極の境目がＵ相駆動コイル１２ｕとＶ相駆動コイル１２ｖとの間となる。このとき、Ｎ極のマグネット１３ｎがＶ相駆動コイル１２ｖと主に対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＵ相駆動コイル１２ｕと主に対向する。

そして、エアコンＥＣＵ５は、ロータ１３の通常回転時（始動制御時及び停止制御時は除く）では、３相の各パルス信号に基づいて検出されるロータ１３の回転位置に応じて通電パターンＡ〜Ｆを切り替えるフィードバック駆動制御を行う。このフィードバック駆動制御は、検出したロータ１３の回転位置に対してそれぞれ９０°進んだ通電パターンＡ〜Ｆを選択し、各駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗへの給電を行う。

ロータ１３の正転時において、Ｖ相用パルスの立ち下がりから次のＵ相用パルスが立ち上がる同図マル１の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は、９０°進んだ通電パターンＢにて各駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに対し給電がなされる。次いで、Ｕ相用パルスの立ち上がりから次のＷ相用パルスが立ち下がる同図マル２の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＣを用いる。次いで、Ｗ相用パルスの立ち下がりから次のＶ相用パルスが立ち上がる同図マル３の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＤを用いる。

次いで、Ｖ相用パルスの立ち上がりから次のＵ相用パルスが立ち下がる同図マル４の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＥを用いる。次いで、Ｕ相用パルスの立ち下がりから次のＷ相用パルスが立ち上がる同図マル５の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＦを用いる。次いで、Ｗ相用パルスの立ち上がりから次のＶ相用パルスが立ち下がる同図マル６の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＡを用いる。このようにフィードバック駆動時（通常回転時）では、Ｕ相用、Ｖ相用及びＷ相用パルスの各エッジから検出した実際のロータ１３の回転位置に対し最も高トルクで回転駆動ができることで知られた９０°進んだ通電パターンＡ〜Ｆを用いて回転駆動される。

一方、ロータ１３の逆転時においては、Ｕ相用、Ｖ相用及びＷ相用パルスの各エッジの順序が逆転する。そのため、逆転方向から見たロータ１３の回転位置から９０°進んだ通電パターンＡ〜Ｆが用いられる。

即ち、Ｖ相用パルスの立ち上がりから次のＷ相用パルスが立ち下がる同図マル６の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＤを用いる。次いで、Ｗ相用パルスの立ち下がりから次のＵ相用パルスが立ち上がる同図マル５の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＣを用いる。次いで、Ｕ相用パルスの立ち上がりから次のＶ相用パルスが立ち下がる同図マル４の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＢを用いる。

次いで、Ｖ相用パルスの立ち下がりから次のＷ相用パルスが立ち上がる同図マル３の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＡを用いる。次いで、Ｗ相用パルスの立ち上がりから次のＵ相用パルスが立ち下がる同図マル２の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＦを用いる。次いで、Ｕ相用パルスの立ち下がりから次のＶ相用パルスが立ち上がる同図マル１の領域に到達すると、エアコンＥＣＵ５は通電パターンＥを用いる。

ところで、ロータ１３の停止状態において、一般的に３個用いる回転検出センサを２個の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖで構成する本実施の形態では、ロータ１３の停止位置を各センサ１４ｕ，１４ｖからそれぞれ出力されるＵ相用及びＶ相用パルスの２つのパルスから特定できる位置に停止させている。また、回転始動時においても、ロータ１３の位置を特定可能な位置から回転を開始するようにもしている。

ここで、上記した通電パターンＡ〜Ｆでは、ロータ１３の回転位置、即ち図４及び図７等のマル１〜マル６の位置との関係が一対一となっていない。つまり、通電パターンＡ〜Ｆは、ロータ１３に回転力を生じさせるパターンとなっており、これら通電パターンＡ〜Ｆのいずれか１つを用いてロータ１３を停止させることは困難である。

これに対し、ロータ１３の回転位置を図５中のマル１〜マル６の領域の中央位置で停止させる通電パターン（ａ）〜（ｆ）は、同図に示すようになっている。即ち、ロータ１３を同図マル１の回転位置で停止させる通電パターン（ａ）では、モータ給電端子Ｔｕが所定のマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｖが所定のプラス電圧、モータ給電端子Ｔｗが所定のプラス電圧とされる。ロータ１３を同図マル２の回転位置で停止させる通電パターン（ｂ）では、モータ給電端子Ｔｕがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｖがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｗがプラス電圧とされる。ロータ１３を同図マル３の回転位置で停止させる通電パターン（ｃ）では、モータ給電端子Ｔｕがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｖがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｗがプラス電圧とされる。

ロータ１３を同図マル４の回転位置で停止させる通電パターン（ｄ）では、モータ給電端子Ｔｕがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｖがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｗがマイナス電圧とされる。ロータ１３を同図マル５の回転位置で停止させる通電パターン（ｅ）では、モータ給電端子Ｔｕがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｖがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｗがマイナス電圧とされる。ロータ１３を同図マル６の回転位置で停止させる通電パターン（ｆ）では、モータ給電端子Ｔｕがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｖがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｗがマイナス電圧とされる。

しかしながらこの場合、本実施の形態のように２個の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖ、即ちＵ相用及びＶ相用パルスの２つのパルスから特定できる位置は、両パルスがともにＬレベル若しくはともにＨレベルとなる、ロータ１３が同図マル１若しくはマル４の位置で停止するときである。同図マル２及びマル３では、ともにＵ相用パルスがＨレベル、Ｖ相用パルスがＬレベルとなり、同図マル５及びマル６では、ともにＵ相用パルスがＬレベル、Ｖ相用パルスがＨレベルとなるため、ロータ１３の位置が特定できない。そのため、本実施の形態のエアコンＥＣＵ５では、ロータ１３の回転停止位置をＵ相用及びＶ相用パルスがともにＬレベルとなる、同図マル１の領域の中央位置でロータ１３の停止位置が常時停止するように減速及び停止位置の位置決めを行う停止制御を実施している。また、回転始動時においても、最初にロータ１３を同図マル１の領域の中央位置に位置決めしてから回転を始動する始動制御を実施している。

停止制御について、先ずエアコンＥＣＵ５に停止指令が生じると、図８に示すように、その時点から２回転先のロータ１３の同図マル１の停止位置を目標停止位置としてブレーキを掛ける。具体的に、通常回転時（フィードバック駆動時）において実際のロータ１３の各回転位置からそれぞれ９０°進んだ通電パターンＡ〜Ｆを用いていたものを、例えば目標停止位置から１回転半前（適宜変更可）の同図マル５の位置に到達すると、その位置に対して３０°進んだ通電パターンＥとし、次いで同図マル６の位置では、その位置に対して３０°遅れた同じく通電パターンＥとし、次からの同図マル１〜マル４の位置では、各位置に対してそれぞれ９０°遅れた通電パターンＥ，Ｆ，Ａ，Ｂで通電を実施する。次いで同図マル５の位置では、前半がその位置に対して９０°遅れた通電パターンＣで通電を実施し、後半がその位置に対して３０°遅れた通電パターンＤで通電を実施する。つまり、目標停止位置の１回転半前から逆回転時の通電パターンＡ〜Ｆに切り替えて通電を行うことでロータ１３にブレーキ力を付与し、そのロータ１３の回転を減速させる。

そして、上記した通電パターンＤの次からは同期駆動、即ちロータ１３の回転位置にかかわらず通電パターンＥ〜通電パターンＡにて所定時間ずつ通電し、最後に通電パターン（ａ）による通電にてロータ１３が同図マル１の位置にて停止される。その後、通電パターン（ａ）による通電が停止され、ロータ１３の回転位置が次回の回転始動時にＵ相用パルス及びＶ相用パルスの２つのパルスから特定できる同図マル１の位置に位置決めされて回転が停止される。

次に始動制御について、先ずエアコンＥＣＵ５に回転指令が生じると、図６に示すように、その指令に基づいて最初に通電パターン（ａ）による通電がなされる。つまり、前回の停止後に何らかの要因でロータ１３の回転位置が若干移動することを考慮し、最初に通電パターン（ａ）による通電にてロータ１３の回転位置を同図マル１の位置に位置決めする。これにより、Ｕ相用パルス及びＶ相用パルスの２つのパルスからロータ１３の位置が確実に特定可能となる。次いで、通電パターンＡ、通電パターンＢ及び通電パターンＣと所定時間ずつ通電する同期駆動を実施し、これによりロータ１３が回転し始める。

通電パターンＡ〜Ｃの通電によりロータ１３が同図マル１〜マル４まで回転することによりＵ相用パルス及びＶ相用パルスが順次変化し始め、これによりエアコンＥＣＵ５にてＷ相用パルスが生成される。そして、３相全てのパルスが揃うことでロータ１３の全回転位置が検出可能となり、これにより上記したフィードバック駆動に移行する。因みに、同図マル４の位置では、前半がその位置に対して３０°進んだ通電パターンＤで通電を実施し、後半がその位置に対して９０°遅れた通電パターンＥで通電を実施し、同図マル５以降の位置では、各位置に対して９０°進んだ通電パターンＦ以降で順次通電する。

このように本実施の形態のエアコンＥＣＵ５は、上記したように回転始動時には始動制御を実施し、ロータ１３の全回転位置が検出可能となるとその回転位置に基づくフィードバック駆動制御を実施し、回転停止時には停止制御を実施している。この際、エアコンＥＣＵ５は、ロータ１３を停止させた状態及び回転を開始する直前のロータ１３の位置をＵ相用パルス及びＶ相用パルスの２つのパルスのみで特定できる位置に配置させているため、ロータ１３の停止している状態から全回転位置のいずれに配置されているかを把握するための高度な演算の必要のない構成となっている。

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施の形態では、ロータ１３の停止状態において２個の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖからのパルス信号（Ｕ相用パルス，Ｖ相用パルス）からロータ１３の位置を特定できる図中マル１の特定可能位置に配置させるべく、その特定可能位置にロータ１３を配置させるための磁界がステータ１２に生じるような通電パターン（ａ）の駆動電流を、対応する相の駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに供給するようにした。そして、このようにロータ１３を図中マル１の特定可能位置に配置した後に、ロータ１３の回転始動を実施するようにした。つまり、ロータ１３の停止状態において２個の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖにてロータ１３の位置を特定できる図中マル１の特定可能位置に配置させそこからロータ１３を回転させることで、ロータ１３の位置検出にかかる演算等が複雑でなくともその位置検出が回転当初から安定して行うことができる。

（２）本実施の形態では、ロータ１３の回転始動時の最初及びロータ１３の回転停止時の最後の両方において、ロータ１３を図中マル１の特定可能位置に配置するようにした。これにより、より安定したロータ１３の位置検出を回転当初から行うことができる。特に、本実施の形態のようにロータ１３の回転始動時の最初にロータ１３を図中マル１の特定可能位置に配置することで、ロータ１３の回転始動前に何らかの原因で該ロータ１３の位置がずれてしまっても、ロータ１３の位置を修正することができる。更に、ロータ１３の回転停止時の最後とロータ１３の回転始動時の最初の両方で行う本実施の形態では、停止時に一度ロータ１３を特定可能位置に配置することで、次回の回転始動時の最初にロータ１３を特定可能位置に配置することがより確実となり、より一層安定したロータ１３の位置検出ができる。

（３）停止状態にあるロータ１３の特定可能位置は図中マル１とマル４の２つであり、その複数の内で本実施の形態では図中マル１の１つに設定され、ロータ１３をその設定された毎回同じ図中マル１の特定可能位置に配置するようにした。これにより、ロータ１３の回転の停止制御及び始動制御が簡単となり、演算等を複雑化しない。

（４）本実施の形態では、始動制御時において、ロータ１３の回転位置にかかわらず所定時間毎に通電パターンＡ〜Ｆを順次切り替える同期駆動を実施した後、ロータ１３の回転位置の検出に基づいて通電パターンＡ〜Ｆを切り替えるフィードバック駆動を実施するようにした。つまり、回転初期段階では、３相のパルス信号が得られず回転中のロータ１３の回転位置を検出できない箇所が生じてフィードバック駆動が難しいため、その期間に、ロータ１３の回転位置にかかわらず回転駆動を行える同期駆動を実施することで、ロータ１３の回転駆動を容易かつ円滑に行うことができる。

（５）本実施の形態では、停止制御時において、回転中のロータ１３が減速されて停止されるため、ロータ１３の回転停止を短時間で行うことができる。また、ロータ１３を所望の位置に停止することも容易となるため、本実施の形態のように、ロータ１３の回転停止時の最後にロータ１３を図中マル１の特定可能位置に配置させるような場合には、その位置への停止制御を行い易くすることができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施の形態を図面に従って説明する。尚、本実施の形態では、Ｕ相用及びＶ相用の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖの配置位置、及び通電パターンＡ〜Ｆが変更されている。

図９に示すように、本実施の形態においても、Ｕ相用及びＶ相用の２個の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖが備えられており、Ｕ相用の回転検出センサ１４ｕは、Ｕ相駆動コイル１２ｕの磁極中心とはモータ回転軸１３ａを挟んだ反対側、即ちＶ相駆動コイル１２ｖとＷ相駆動コイル１２ｗとの間に配置される。Ｖ相用の回転検出センサ１４ｖは、Ｖ相駆動コイル１２ｖの磁極中心とはモータ回転軸１３ａを挟んだ反対側、即ちＷ相駆動コイル１２ｗとＵ相駆動コイル１２ｕとの間に配置される。Ｕ相用及びＶ相用の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖは、互いに１２０°の間隔を有して配置されている。尚、図９において、Ｕ相用及びＶ相用の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖは実線で描いてあり、省略されたＷ相用の回転検出センサは破線で描いてある。回転検出センサ１４ｕ，１４ｖは、それぞれの配置位置でのロータ１３のマグネット１３ｎ，１３ｓの磁界を検出し、その検出に応じた図１０に示すようなＵ相用及びＶ相用パルスをエアコンＥＣＵ５にそれぞれ出力する。

エアコンＥＣＵ５は、Ｕ相用及びＶ相用パルスからＷ相用パルスを生成し、３相のパルス信号からロータ１３の回転位置、即ち図９及び図１０のマル１〜マル６の６つの領域（６０°間隔）のいずれに配置されているかを検出する。エアコンＥＣＵ５は、この検出したロータ１３の回転位置に対応して予め設定された６０°毎の通電パターンＡ〜Ｆに基づき、各相の駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに駆動電流を供給する。

ここで、本実施の形態の通電パターンＡ〜Ｆと図中マル１〜マル６の回転領域との関係について、図１０に示すように、先ず同図マル１の領域は、Ｖ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりからＵ相用パルスがＬレベルに立ち下がるまでの区間で、その区間の中央位置は、Ｎ極のマグネット１３ｎの磁極中心とＷ相駆動コイル１２ｗの磁極中心とが一致する。つまり、Ｎ極のマグネット１３ｎがＷ相駆動コイル１２ｗと対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＵ相及びＶ相駆動コイル１２ｕ，１２ｖと均等に対向する。本実施の形態では、この図中マル１に対応させて通電パターンＡが設定されており、この通電パターンＡでは、モータ給電端子Ｔｕが所定のマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｖがオープン（この場合、ゼロ電圧）、モータ給電端子Ｔｗが所定のプラス電圧とされる。

次いで同図マル２の領域は、Ｕ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりからＷ相用パルスがＨレベルに立ち上がるまでの区間で、その区間の中央位置は、Ｓ極のマグネット１３ｓの磁極中心とＶ相駆動コイル１２ｖの磁極中心とが一致する。つまり、Ｓ極のマグネット１３ｓがＶ相駆動コイル１２ｖと対向し、Ｎ極のマグネット１３ｎがＷ相及びＵ相駆動コイル１２ｗ，１２ｕと均等に対向する。本実施の形態では、この図中マル２に対応させて通電パターンＢが設定されており、この通電パターンＢでは、モータ給電端子Ｔｕがオープン、モータ給電端子Ｔｖがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｗがプラス電圧とされる。

次いで同図マル３の領域は、Ｗ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりからＶ相用パルスがＬレベルに立ち下がるまでの区間で、その区間の中央位置は、Ｎ極のマグネット１３ｎの磁極中心とＵ相駆動コイル１２ｕの磁極中心とが一致する。つまり、Ｎ極のマグネット１３ｎがＵ相駆動コイル１２ｕと対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＶ相及びＷ相駆動コイル１２ｖ，１２ｗと均等に対向する。本実施の形態では、この図中マル３に対応させて通電パターンＣが設定されており、この通電パターンＣでは、モータ給電端子Ｔｕがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｖがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｗがオープンとされる。

次いで同図マル４の領域は、Ｖ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりからＵ相用パルスがＨレベルに立ち上がるまでの区間で、その区間の中央位置は、Ｓ極のマグネット１３ｓの磁極中心とＷ相駆動コイル１２ｗの磁極中心とが一致する。つまり、Ｓ極のマグネット１３ｓがＷ相駆動コイル１２ｗと対向し、Ｎ極のマグネット１３ｎがＵ相及びＶ相駆動コイル１２ｕ，１２ｖと均等に対向する。本実施の形態では、この図中マル４に対応させて通電パターンＤが設定されており、この通電パターンＤでは、モータ給電端子Ｔｕがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｖがオープン、モータ給電端子Ｔｗがマイナス電圧とされる。

次いで同図マル５の領域は、Ｕ相用パルスのＨレベルへの立ち上がりからＷ相用パルスがＬレベルに立ち下がるまでの区間で、その区間の中央位置は、Ｎ極のマグネット１３ｎの磁極中心とＶ相駆動コイル１２ｖの磁極中心とが一致する。つまり、Ｎ極のマグネット１３ｎがＶ相駆動コイル１２ｖと対向し、Ｓ極のマグネット１３ｓがＷ相及びＵ相駆動コイル１２ｗ，１２ｕと均等に対向する。本実施の形態では、この図中マル５に対応させて通電パターンＥが設定されており、この通電パターンＥでは、モータ給電端子Ｔｕがオープン、モータ給電端子Ｔｖがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｗがマイナス電圧とされる。

次いで同図マル６の領域は、Ｗ相用パルスのＬレベルへの立ち下がりからＶ相用パルスがＨレベルに立ち上がるまでの区間で、その区間の中央位置は、Ｓ極のマグネット１３ｓの磁極中心とＵ相駆動コイル１２ｕの磁極中心とが一致する。つまり、Ｓ極のマグネット１３ｓがＵ相駆動コイル１２ｕと対向し、Ｎ極のマグネット１３ｎがＶ相及びＷ相駆動コイル１２ｖ，１２ｗと均等に対向する。本実施の形態では、この図中マル６に対応させて通電パターンＦが設定されており、この通電パターンＦは、モータ給電端子Ｔｕがマイナス電圧、モータ給電端子Ｔｖがプラス電圧、モータ給電端子Ｔｗがオープンとされる。

そして、本実施の形態のエアコンＥＣＵ５は、このように設定される通電パターンＡ〜Ｆにて各相の駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗへの通電を行っている。因みに、本実施の形態においても、同期駆動時では、通電パターンＡ〜Ｆにて順次通電し、フィードバック駆動時では、検出したロータ１３の回転位置に対してそれぞれ９０°進んだ通電パターンＡ〜Ｆを選択し、各駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗへの給電を行う。

また、本実施の形態においても２個の回転検出センサ１４ｕ，１４ｖ、即ちＵ相用及びＶ相用パルスの２つのパルスから特定できる位置は、両パルスがともにＨレベル若しくはともにＬレベルとなる、ロータ１３が同図マル１若しくはマル４の位置で停止するときである。そのため、本実施の形態のエアコンＥＣＵ５では、ロータ１３の回転停止位置をＵ相用及びＶ相用パルスがともにＨレベルとなる、同図マル１の領域の中央位置でロータ１３の停止位置が常時停止するように減速及び停止位置の位置決めを行う停止制御を実施している。また、回転始動時においても、最初にロータ１３を同図マル１の領域の中央位置に位置決めしてから回転を始動する始動制御を実施している。

このような本実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。しかも、本実施の形態では、同図マル１の領域と通電パターンＡとが対応付けして設定されているためその通電パターンＡをそのまま用いることでロータ１３を同図マル１に位置決め停止させることが可能となっている。従って、本実施の形態では、通電パターンを簡素化することができる。

尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施の形態では、３相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗをΔ結線による接続としていたが、図１１に示すように、スター結線による接続としたモータに実施してもよい。この場合、例えば同図のように、Ｕ相用の回転検出センサ１４ｕを、軸方向一方から見てＶ相駆動コイル１２ｖの磁極中心から時計回りに３０°ずれた位置に配置し、Ｖ相用の回転検出センサ１４ｖを、Ｗ相駆動コイル１２ｗの磁極中心から時計回りに３０°ずれた位置に配置すれば、Ｕ相用及びＶ相用パルスは前記図１０と同様の波形を得ることができる。

・上記各実施の形態において、ロータ１３の回転位置（図中マル１〜マル６）に対応させて設定した通電パターンＡ〜Ｆは一例であり、例えば駆動コイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの数やロータ１３のマグネット１３ｎ，１３ｓの磁極の数を変更した場合等、その変更に応じて通電パターンを適宜変更してもよい。

・上記各実施の形態では、車両用空調装置１のモータアクチュエータ４の駆動モータ１１であるブラシレスモータに適用したが、これ以外の装置に用いられるブラシレスモータに適用することもできる。

各実施の形態における車両用空調装置の概略構成図である。 モータアクチュエータの概略構成図である。 （ａ）（ｂ）は、第１の実施の形態におけるブラシレスモータの概略構成図である。 第１の実施の形態におけるブラシレスモータの動作を説明するための図である。 第１の実施の形態におけるブラシレスモータの動作を説明するための図である。 第１の実施の形態におけるモータの始動制御を説明するための図である。 第１の実施の形態におけるモータのフィードバック駆動制御を説明するための図である。 第１の実施の形態におけるモータの停止制御を説明するための図である。 第２の実施の形態におけるブラシレスモータの動作を説明するための図である。 第２の実施の形態におけるモータの回転制御を説明するための図である。 （ａ）（ｂ）は、別例におけるブラシレスモータの構成図である。

符号の説明

５…位置決め配置手段、始動制御手段、及び停止制御手段を構成するエアコンＥＣＵ、１１…駆動モータ（ブラシレスモータ）、１２…ステータ、１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ…駆動コイル、１３…ロータ、１４ｕ，１４ｖ…回転検出センサ。

Claims (5)

1. ３相の駆動コイルを有するとともに各相の駆動コイルに所定位相差を有する各相の駆動電流の供給に基づいて回転磁界が生じるステータと、前記ステータにて生じる回転磁界に基づいて回転駆動されるロータと、前記ロータの回転位置を検出すべく２つの相の前記駆動コイルに対応させた２個の回転検出センサとを備えたブラシレスモータにおいて、２個の前記回転検出センサからのパルス信号に基づいて残りの相に対応するパルス信号を生成し、これら３相のパルス信号に基づいて前記ロータの回転位置を検出し３相の前記駆動電流を生成して前記ロータの回転を制御する制御装置であって、
   前記ロータの停止状態において２個の前記回転検出センサからのパルス信号から前記ロータの位置を特定できる特定可能位置に配置させるべく、その特定可能位置に前記ロータを配置させるための磁界が前記ステータに生じるような所定の通電パターンの前記駆動電流を対応する相の前記駆動コイルに供給する位置決め配置手段と、
   前記位置決め配置手段により前記ロータを特定可能位置に配置した後に、前記ロータの回転始動を実施する始動制御手段と
   を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
2. 請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置において、
   前記位置決め配置手段は、前記ロータの回転始動時の最初及び前記ロータの回転停止時の最後の少なくとも一方で、前記ロータを特定可能位置に配置させることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
3. 請求項１又は２に記載のブラシレスモータの制御装置において、
   前記ロータの特定可能位置は、複数であってその複数の内で１つに設定され、
   前記位置決め配置手段は、前記ロータを毎回同じ特定可能位置に配置させることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータの制御装置において、
   前記始動制御手段は、前記ロータの回転位置にかかわらず所定時間毎に通電パターンを順次切り替える同期駆動を実施した後に、前記ロータの回転位置の検出に基づいて前記通電パターンを切り替えるフィードバック駆動を実施することを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラシレスモータの制御装置において、
   前記ロータを停止させる際、回転中の前記ロータを減速させて停止させる停止制御手段を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。

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