JP2008271727A - ブラシレスモータの起動方法、ブラシレスモータの制御装置、及びこのブラシレスモータの制御装置を備える電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】
起動初期の場合にパターン切換タイミング時間が極端に短くて、所定時間以下のときは、遅れ角制御を行うことにより、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができるブラシレスモータの起動方法、制御装置及び電動ポンプを提供する。
【解決手段】
ブラシレスＤＣモータの制御装置が採用しているブラシレスＤＣモータの起動方法では、起動時からのパターン切換タイミング時間Ｃを計時し、強制転流時にパターン切換タイミング時間Ｃが閾値Ｃｓ以下のときは、遅れ角制御を行ってセンサレス駆動に移行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブラシレスモータの起動方法、ブラシレスモータの制御装置、及びこのブラシレスモータの制御装置を備える電動ポンプに関する。

近時、車両に搭載されてトランスミッション及び舵取装置の電動ポンプ等を駆動する電動モータとして、ブラシレスモータが使用されている。ブラシレスモータは、ＤＣモータからブラシ及び整流子を取除き、電子整流回路を取付けたモータである。ブラシレスモータの制御装置は、マグネットロータがどの位置にあるのかを示す例えば３個のホール素子等の磁気センサからの検出信号に基づいてＰＷＭ制御等により、電子整流回路を介して例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相への通電を制御して回転磁界を発生させ、マグネットロータを回転駆動する。

従来、ブラシレスモータを駆動するには、上述したようにマグネットロータの回転位置センサが必要であるが、モータを高温のエンジンルーム内に搭載する場合には、センサの耐熱性が問題となり、回転位置センサを用いずにモータを駆動する所謂センサレス駆動が必要である。センサレス駆動では、マグネットロータの回転位置を推定して、回転位置センサからの回転位置信号に相当する回転位置推定信号を作成する必要があり、通常、回転位置推定信号の作成には、３相の誘起電圧が利用される。

ブラシレスモータのセンサレス駆動では、各相のステータ巻線への通電は、通常、電気角１８０度の内１２０度の区間のみ通電する所謂１２０度通電が行なわれており、通電しない残りの６０度の区間には、各相のステータ巻線の端子に各相の誘起電圧が露出する。

従って、この６０度の区間の各相のステータ巻線の端子電圧と基準電圧とを比較して、何れかの相でそれらがクロスする時点、即ち、ゼロクロス点をマグネットロータの回転位置に関連する時点とすることができる。基準電圧には、通電のための電源電圧の１／２の電圧を使用する。

このセンサレス駆動では、検出したゼロクロス点の間隔を６０度に相当する期間とし、その１／２の３０度を遅延時間として、すなわちゼロクロス点から３０度遅延した時点で、各相のステータ巻線への通電を切換えている。この通電を切換える時間を以下、パターン切換時間という。ゼロクロス点をサンプリングにより検出する場合、基準電圧との比較結果をサンプリングし、ステータ巻線の端子電圧の方が大である場合を「１」、小である場合を「０」として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各比較結果を「１０１」、「１１０」の様にパターン化する。このパターンは、３相の場合は６種類有り、６種類のパターンが連続しながら順次切換わって行き、パターンが切り替わった時点をゼロクロス点として検出している（特許文献１、特許文献２）。

ところで、センサレス駆動するブラシレスモータを起動させる場合、マグネットロータが回転していないときは誘起電圧は０であり、又、回転していても低速であるときは、誘起電圧は低く、基準電圧を越えることがないため、ゼロクロス点を検出することはできない。このため、マグネットロータの回転速度に関係なく、ただし、マグネットロータが回転始動して、誘起電圧が基準電圧を越える回転か速度まで上昇するように、強制的にステータ巻線に通電して、回転磁界を発生させる強制転流（強制的にパターン切換をする）が行われている。

図６は、従来のセンサレス駆動するブラシレスモータを起動させる場合のフローチャートである。同図に示されるように制御装置では起動命令があった場合、Ｓ１００で、強制転流が行われ、Ｓ１０２でパターン捕捉ができないと、Ｓ１１０に移行される。

Ｓ１０２でパターンの捕捉に成功すると、Ｓ１０４でゼロクロス点検出が行われ、Ｓ１０６で電気角３０度の遅延処理Ｓ１０６で出力信号のパターンを切換えた後リターンする。なお、Ｓ１０２でパターン捕捉が成功しない場合には、Ｓ１１０でモータの最低回転速度で電気角６０度分の時間が経過したかが判定され、時間経過している場合には、Ｓ１１２において強制転流が行われて、Ｓ１０６に移行し、Ｓ１１０で時間経過していない場合には、Ｓ１０２にリターンされる。
特開２００５−２６９７１９号公報 特開２００５−２７８３２０号公報

ところで、従来のセンサレス駆動するブラシレスモータを起動させる方法では、起動時のタイミングによっては、極端に短い時間に次の切換タイミングを捕捉することが数％の割合で発生する。この極端に短い場合とは、例えば、サンプリング周波数が１６ＫＨｚの場合に、例えば１０サンプリングクロック数以下の時間である。このときは、パターン切換時間が本来の電気角３０度の遅延時間分より極端に短い時間に設定されて進み角制御的な動作となるとともに脱調を起こして、パターン捕捉ができなくなり、スムーズな起動ができなくなって異音が生じる問題がある。

本発明の目的は、起動初期の場合にパターン切換タイミング時間が、所定時間以下のときは、遅れ角制御を行うことにより、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができるブラシレスモータの起動方法を提供することにある。

又、本発明の目的は、起動初期の場合にパターン切換タイミング時間が所定時間以下のときは、遅れ角制御を行うことにより、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができるブラシレスモータの制御装置を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、起動初期の場合にパターン切換タイミング時間が所定時間以下のときは、遅れ角制御を行うことにより、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができるブラシレスモータの制御装置を備える電動ポンプを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数相のステータ巻線の各端子電圧と所定電圧との大小関係のとるべき規則的な変化パターンを記憶しておき、前記各端子電圧と所定電圧との大小関係パターンを時系列的にサンプリングし、起動時に行われる強制転流時にサンプリングした大小関係パターンが前記規則的な変化パターンと合致してパターン捕捉が成功したとき、センサレス駆動に移行するブラシレスモータの起動方法において、起動時からのパターン切換タイミング時間を計時し、前記強制転流時にサンプリングした大小関係パターンの前記パターン切換タイミング時間が所定時間よりも短いときは、遅れ角制御を行ってセンサレス駆動に移行することを特徴とするブラシレスモータの起動方法を要旨とするものである。

請求項２の発明は、複数相のステータ巻線の各端子電圧と所定電圧との大小関係のとるべき規則的な変化パターンを記憶しておき、前記各端子電圧と所定電圧との大小関係パターンを時系列的にサンプリングし、起動時に行われる強制転流時にサンプリングした大小関係パターンが前記規則的な変化パターンと合致してパターン捕捉が成功したとき、センサレス駆動に移行するブラシレスモータの制御装置において、起動時からのパターン切換タイミング時間を計時する計時手段と、前記強制転流時にサンプリングした大小関係パターンの前記パターン切換タイミング時間が所定時間よりも短いときは、遅れ角制御を行ってセンサレス駆動に移行する遅れ角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を要旨とするものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載されたブラシレスモータの制御装置と、該制御装置が駆動制御するブラシレスモータと、該ブラシレスモータが駆動するポンプとを備えることを特徴とする電動ポンプを要旨とするものである。

請求項１の発明によれば、起動初期の場合にパターン切換タイミング時間が極端に短くて、所定時間以下のときは、遅れ角制御を行うことにより、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができるブラシレスモータの起動方法を提供することができる。

請求項２の発明によれば、起動初期の場合にパターン切換タイミング時間が極端に短くて、所定時間以下のときは、遅れ角制御を行うことにより、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができるブラシレスモータの制御装置を提供できる。

請求項３の発明によれば、起動初期の場合にパターン切換タイミング時間が極端に短くて、所定時間以下のときは、遅れ角制御を行うことにより、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができるブラシレスモータの制御装置を備える電動ポンプを提供できる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したブラシレスモータとしてのブラシレスＤＣモータの制御装置の一実施形態を図１〜５を参照して説明する。

図１に示すように、このブラシレスモータのセンサレス制御装置は、車両に搭載されて油圧ポンプ等を駆動するブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）のセンサレス制御装置であり、車載バッテリ２からの直流電源により片側ＰＷＭ方式で３相交流電圧を生成させ、モータ１を駆動制御する。

モータ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のステータ巻線（図示せず）の各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは回転位置推定信号生成部３に与えられる。センサレス駆動時の各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の波形図に示すように、位相がそれぞれ１２０度異なっており、それぞれの正負電圧区間である１８０度の電気角の内、中央部の１２０度の区間が通電され、それぞれの通電区間の終端部にはリンギングが生じている。中央部の１２０度以外の区間は、ステータ巻線に生じた誘起電圧が露出した部分である。

回転位置推定信号生成部３は、付与された各端子電圧に基づき、サンプリング（ディジタル方式）により各相の回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを作成する。回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、通電制御装置４に与えられる。そして、通電制御装置４は、付与さられた回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づき、片側ＰＷＭ方式で車載バッテリ２の直流電圧Ｅから３相交流電圧を生成させ、モータ１を駆動制御する。

図２に示すように回転位置推定信号生成部３は、電圧比較部１２及び極性決定部１４を備えている。極性決定部１４は、遅れ角制御手段に相当する。電圧比較部１２は、各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと車載バッテリ２の直流電圧Ｅの１／２の電圧Ｖａとをそれぞれ比較するコンパレータ１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを備えている。コンパレータ１５ｕ，１５ｖ，１５ｗは、モータ１の各相のステータ巻線の各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと車載バッテリ２の直流電圧Ｅの１／２の電圧Ｖａとをそれぞれ比較する。

直流電圧Ｅの１／２の電圧Ｖａは所定電圧に相当する。この所定電圧は端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとの比較し、ゼロクロス点を検出するための基準電圧となる。コンパレータ１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの比較結果は、各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの方が大である場合は「１」、小である場合は「０」であるディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗとして、極性決定部１４に例えば１６ＫＨｚの周波数でサンプリングされる。

ディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗは、例えば、（１０１）→（００１）→（０１１）→（０１０）→（１１０）→（１００）→（１０１）の順序で規則的に変化する。ディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのこの６種類のパターンが規則的に変化する周期的時間は、サンプリング周期より充分大きい。

極性決定部１４は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）により構成され、ディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのパターンの取るべき規則的な変化パターン、すなわち、ディジタル信号Ｂｗ，Ｂｖ，Ｂｕのパターンが規則的に変化する順序を記憶しているメモリ１４ａ、第１タイマ１４ｂ及び第２タイマ１４ｃを備えている。第１タイマ１４ｂは本発明の計時手段に相当する。

前記メモリ１４ａが記憶する前記ディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのパターンの取るべき規則的な変化パターンは、本発明の複数相のステータ巻線の各端子電圧と所定電圧（Ｖａ）との大小関係のとるべき規則的な変化パターンに相当する。

又、極性決定部１４はサンプリングしたディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのパターンとメモリ１４ａが記憶している規則的な変化パターンに基づき、各相の回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを作成して、通電制御装置４に与える。

具体的には、極性決定部１４は、サンプリングしたディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのパターンに基づき、ゼロクロス点を検出する。
極性決定部１４は、ゼロクロス点を検出したときは、前回のクロス点検出からの時間であるゼロクロス点間隔を求め、求めたゼロクロス点間隔の１／２を遅延時間とする。極性決定部１４は、メモリ１４ａが記憶している規則的な変化パターンに基づきコンパレータ１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの出力信号（サンプリングした信号）から遅延時間分遅延させた各相の回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを作成して、通電制御装置４に与える。回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗには、通電を切換えるタイミングと、メモリ１４ａが記憶している規則的な変化パターンに基づく、各相の正負の通分／非通電情報が含まれている。

又、メモリ１４ａは作業用メモリとなる記憶領域も備え、その時々にサンプリングしたディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのパターンも記憶する。
通電制御装置４は、通電信号生成部５、ＰＷＭ制御部７、ゲートドライブ回路８、スイッチング回路９及び速度制御部１６から構成されている。

スイッチング回路９は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎に、車載バッテリ２の陽極側に接続される半導体スイッチング素子６ｕ＋，６ｖ＋，６ｗ＋と、車載バッテリ２の陰極側に接続される半導体スイッチング素子６ｕ−，６ｖ−，６ｗ−とが直列接続されている。それぞれの接続点は、モータ１のステータ巻線の端子に各相毎に接続されている。半導体スイッチング素子６ｕ＋，６ｕ−，６ｖ＋，６ｖ−，６ｗ＋，６ｗ−には、それぞれフリーホイールダイオード（フライバックダイオード）が逆並列に接続されている。

速度制御部１６は、モータ１のマグネットロータの回転速度検出値Ｓ及び回転速度設定値Ｓａとを比較し、両者の大小関係に基づき、モータ１をＰＷＭ駆動するための速度制御信号Ｓｐｗｍを作成し、ＰＷＭ制御部７へ与える。

通電信号生成部５は、通電信号生成部５は、ＭＰＵ又は論理素子により構成されており、回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づく半導体スイッチング素子６ｕ＋〜６ｗ−の６種類の制御パターンを記憶している。そして、通電信号生成部５は、与えられた各相の回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと前記制御パターンとにより、スイッチング回路９の半導体スイッチング素子６ｕ＋，６ｕ−，６ｖ＋，６ｖ−，６ｗ＋，６ｗ−をそれぞれ通電制御するための通電信号Ｃｕ＋，Ｃｕ−，Ｃｖ＋，Ｃｖ−，Ｃｗ＋，Ｃｗ−を作成する。通電信号生成部５は作成した通電信号Ｃｕ＋，Ｃｕ−，Ｃｖ＋，Ｃｖ−，Ｃｗ＋，Ｃｗ−をＰＷＭ制御部７へ与える。

ＰＷＭ制御部７は、与えられた通電信号Ｃｕ＋〜Ｃｗ−及び速度制御信号Ｓｐｗｍに基づき、半導体スイッチング素子６ｕ＋〜６ｗ−をそれぞれＰＷＭ制御するためのＰＷＭ制御信号Ｄｕ＋，Ｄｕ−，Ｄｖ＋，Ｄｖ−，Ｄｗ＋，Ｄｗ−を作成し、ゲートドライブ回路８へ与える。ゲートドライブ回路８は、与えられたＰＷＭ制御信号Ｄｕ＋〜Ｄｗ−に基づき、片側ＰＷＭ方式で各相の半導体スイッチング素子６ｕ＋〜６ｗ−をそれぞれオン／オフ駆動する駆動信号を出力して、モータ１のステータ巻線に回転磁界を発生させて、マグネットロータを回転駆動する。

次に、上記構成のブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置の動作を、図３（ａ）、（ｂ）のフローチャートを参照しながら説明する。
電源が投入されて起動命令が入力された場合、極性決定部１４は、図３（ａ）に示すようにＳ２で図示しない第１タイマ１４ｂを０にリセットして、同第１タイマ１４ｂの計時を開始し、Ｓ４で強制転流を行う。前記第１タイマ１４ｂは起動時からのパターン切換タイミング時間Ｃを計時するためのものである。

Ｓ４での強制転流では下記のように行われる。
極性決定部１４は、メモリ１４ａが記憶しているパターンの取るべき規則的な変化パターンに基づき、ステータ巻線の回転磁界が予め設定された周波数と電圧で回転するための回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを通電制御装置４に与える。ここで、極性決定部１４は、電気角１８０度のうち１２０度のみを通電するようにし、電気角３０度を遅延処理する。前記強制転流により、マグネットロータが回転され、極性決定部１４は、ディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗをサンプリングし、サンプリングしたディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのパターンをメモリ１４ａに記憶する。

Ｓ６では、極性決定部１４は、前述の強制転流により、ステータ巻線に誘起電圧が生じてサンプリングしたパターンの捕捉が成功したか否かを判定する。
ここでのパターン捕捉が成功したか否かの判定処理を以下に説明する。

（パターン捕捉判定処理）
まず、図３（ｂ）はパターン捕捉は判定処理ルーチンを示し、同図に示すように、Ｓ３０では極性決定部１４は、サンプリングしたパターンが、現在のディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのパターン、つまり、パターンが変化した直近の時点からのパターンと一致するか否かを判定する。一致する場合は、パターンは変化しないので極性決定部１４は判定を「ＹＥＳ」とし、Ｓ２０に移行する。

次に、極性決定部１４は、サンプリングしたパターンが、現在のディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗのパターンと一致しない場合は（Ｓ３０の判定が「ＮＯ」）、サンプリングしたパターンと前回サンプリングして記憶したパターンとが一致するか否かを判定し（Ｓ３２）、一致しない場合は判定を「ＮＯ」とし、Ｓ２０に移行する。すなわち、同じパターンが２回連続しない場合はＳ２０に移行する。

次に、極性決定部１４は、サンプリングしたパターンと前回サンプリングして記憶したパターンとが一致する場合（Ｓ３２での判定が「ＹＥＳ」）、つまり、同じパターンが２回連続した場合は、Ｓ３４で、２回連続したパターンと、メモリ１４ａが記憶している規則的な変化から予想される次回のパターンとが一致するか否かを判定する。同じパターンが２回連続した場合は、上述した現在のパターンから、２回連続したパターンへ変化したことが推定されるが、この変化が、メモリ１４ａが記憶している規則的な変化に従っているか否かを判定する。

極性決定部１４は、２回連続したパターンと、メモリ１４ａが記憶している規則的な変化から予想される次回のパターンとが一致しない場合は（Ｓ３４の判定を「ＮＯ」）とし、Ｓ２０に移行する。

２回連続したパターンと予想される次回のパターンとが一致する場合は、現在のパターンから、２回連続したパターンへ変化したとして、極性決定部１４はＳ３４での判定を「ＹＥＳ」とする。すなわち、極性決定部１４は、Ｓ６のパターン捕捉に成功したとして判定を「ＹＥＳ」とし、次のＳ８のセンサレス駆動処理を行う。

Ｓ８のセンサレス駆動処理は、極性決定部１４はゼロクロス点を検出する処理である。又、Ｓ８では、極性決定部１４は第１タイマ１４ｂの計時を停止する。又、合わせて、第２タイマ１４ｃは第２タイマ１４ｃの計時を停止した後、次に、第２タイマ１４ｃの計時を開始する。

次のＳ１０において、極性決定部１４は、第１タイマ１４ｂが計時したパターン切換タイミング時間Ｃを読込みし、パターン切換タイミング時間Ｃが予め設定された閾値Ｃｓ未満か否かを判定する。第１タイマ１４ｂは、起動時に行われた強制転流によって、規則的な変化パターンがあった時までのパターン切換タイミング時間Ｃを計時している。又、この閾値Ｃｓは本発明の所定時間に相当する。

閾値Ｃｓは、パターン切換タイミング時間Ｃが極端に短い場合を排除するためのものである。パターン切換タイミング時間Ｃが極端に短い場合とは、例えば、起動時において、例えばサンプリング周波数が１６ｋＨｚの場合、１０サンプリングクロック数（０．６２５msec）以下で、パターン変化（すなわち、パターン切換）が行われた場合をいう。このような場合にセンサレス駆動が行われると、パターン切換タイミング時間Ｃが本来の電気角３０度の遅延時間分より極端に短い時間に設定されて進み角制御的な動作となるとともに脱調を起こして、その後パターン捕捉ができなくなり、スムーズな起動ができなくなってしまう。

なお、閾値Ｃｓの大きさは、限定されるものではなく、サンプリング周波数に応じて変更したり、前記サンプリング周波数が１６ＫＨｚの場合でも、前述のようにスムーズな起動ができなくなってしまうサンプリングクロック数に相当する時間に設定されていてもよい。又、この閾値Ｃｓは、起動時に必要とされる回転速度に応じて設定されていてもよい。この閾値Ｃｓは、試験値によって得ることができる。

Ｓ１０において、パターン切換タイミング時間Ｃが閾値Ｃｓ以下であれば、極性決定部１４はＳ１２において、閾値Ｃｓをセットし、閾値Ｃｓに相当する電気角で、Ｓ１４において遅れ角制御を行い、Ｓ１６に移行する。又、Ｓ１０において、パターン切換タイミング時間Ｃが閾値Ｃｓを越える場合は極性決定部１４はＳ１６に移行する。

Ｓ１６では、極性決定部１４は、電気角１８０度のうち１２０度のみを通電するようにし、電気角３０度を遅延処理する。ここで、電気角３０度の算出は、前回のパターン変化から、今回のパターン変化までの時間（すなわち、第２タイマ１４ｃで計時される時間）を２で割ることにより得られる。この後、極性決定部１４は、Ｓ１８では、出力パターンを切換え、Ｓ６にリターンする。

一方、Ｓ６からＳ２０に移行した場合、極性決定部１４は、モータ１の最低回転速度で電気角６０度分の時間が経過したかを判定する。
この時間は、ＰＷＭ制御で使用されるキャリア周波数を後述するカウンタによりカウントすることにより得られる。又、モータ１の最低回転速度としては、例えば２００min＾-1を上げることができるが、モータの仕様に応じてこの最低回転速度は適宜変更してもよい。なお、「＾」はべき乗である。

Ｓ２０において、モータ１の最低回転速度で電気角６０度分の時間が経過していなければ、極性決定部１４は「ＮＯ」の判定をし、Ｓ６にリターンする。又、Ｓ２０において、モータ１の最低回転速度で電気角６０度分の時間が経過していれば、「ＹＥＳ」の判定をして、図示しないカウンタをリセットして、再びカウンタのカウントを開始させた後、Ｓ２２に移行する。Ｓ２２では、極性決定部１４は、メモリ１４ａが記憶しているパターンの取るべき規則的な変化パターンに基づき、ステータ巻線の回転磁界が予め設定された周波数と電圧で回転するための回転位置推定信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを通電制御装置４に与え、Ｓ１６に移行する。

以上のように構成された実施形態のブラシレスＤＣモータの制御装置は、下記の特徴がある。
○ 本実施形態のブラシレスＤＣモータの制御装置は、起動時からのパターン切換タイミング時間Ｃを計時する第２タイマ１４ｃ（計時手段）と、前記パターン切換タイミング時間Ｃが閾値Ｃｓ（所定時間）以下のときは、遅れ角制御を行ってセンサレス駆動に移行する極性決定部１４（遅れ角制御手段）を備える。

又、本実施形態のブラシレスＤＣモータの制御装置が採用しているブラシレスＤＣモータの起動方法では、起動時からのパターン切換タイミング時間Ｃを計時し、強制転流時にパターン切換タイミング時間Ｃが閾値Ｃｓ（所定時間）以下のときは、遅れ角制御を行ってセンサレス駆動に移行するようにした。

この結果、本実施形態のブラシレスＤＣモータの制御装置は、起動初期の場合にパターン切換タイミング時間Ｃが、閾値Ｃｓ（所定時間）以下のときは、遅れ角制御が行われるため、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができる。

特に、パターン切換タイミング時間Ｃが極端に短くなった場合、前述した効果はより有利なものとなる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５を参照して説明する。

図５は、本発明に係る電動ポンプの第２実施形態の要部構成及びその周辺部を示すブロック図である。この電動ポンプ２２ａは、車両のオートマチック・トランスミッションに使用されている。エンジン２０の図示しないクランクシャフトとプロペラシャフト２４とをオートマチック・トランスミッション２１が連結されている。

電動ポンプ２２ａは、オートマチック・トランスミッション２１の側面に固定されたポンプ２２と、ポンプ２２を駆動するブラシレスＤＣモータ（以下、モータ１という）と、モータ１を駆動制御する第１実施形態で説明したブラシレスＤＣモータの制御装置２３とを備えている。電動ポンプ２２ａは、オートマチック・トランスミッション２１を作動させるオイルの圧力を制御する。

エンジン２０のクランクシャフトの、オートマチック・トランスミッション２１と連結しない側の端部の回転は、電磁クラッチ３２を介してプーリ３１に伝達され、プーリ３１の回転は、ベルト３３により発電機２８及び補機３０に伝達される。補機３０は例えばエアコンディショナのコンプレッサ等である。発電機２８が発電した電力は、車載バッテリ２９に蓄電され、制御装置２３等の電源となる。プロペラシャフト２４のオートマチック・トランスミッション２１と連結しない側の端部は、デファレンシャル２５により駆動輪２７の駆動軸２６に直角に連結されている。

以上のように構成された実施形態の電動ポンプ２２ａは、下記の特徴がある。
○ 第２実施形態の電動ポンプ２２ａによれば、起動初期の場合にパターン切換タイミング時間が極端に短くて、所定時間以下のときは、遅れ角制御を行うことにより、パターン捕捉ミスがなくなり、短時間で起動が可能となり、起動時の異音をなくすることができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第１実施形態では、片側ＰＷＭ方式でモータ１を駆動制御しているが、本発明にかかるブラシレスモータの起動方法及びブラシレスモータの制御装置は、両側ＰＷＭ方式及びＰＷＭ方式によらない方式にも適用することが可能である。

○ 第２実施形態は、制御装置をオートマチック・トランスミッション２１を作動させるオイルの圧力を制御する電動ポンプの制御装置に具体化したが、制御装置としては１２０度通電矩形波駆動を採用している全てのブラシレスモータのセンサレス駆動を行う場合においても適用可能である。

ブラシレスモータの起動方法及びブラシレスモータのセンサレス制御装置の要部構成を示すブロック図。 回転位置推定信号生成部３のブロック図。 （ａ）、（ｂ）はブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置の動作のフローチャート。 （ａ），（ｂ），（ｃ）はモータ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のステータ巻線の各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの波形図。 本発明に係る電動ポンプの第２実施形態の要部構成及びその周辺部を示すブロック図。 従来のセンサレス駆動するブラシレスモータを起動させる場合のフローチャート。

符号の説明

１４…極性決定部（遅れ角制御手段）、１４ｂ…第１タイマ（計時手段）、
Ｃ…パターン切換タイミング時間、Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ…端子電圧、
２２…ポンプ、２３…制御装置。

Claims (3)

1. 複数相のステータ巻線の各端子電圧と所定電圧との大小関係のとるべき規則的な変化パターンを記憶しておき、前記各端子電圧と所定電圧との大小関係パターンを時系列的にサンプリングし、起動時に行われる強制転流時にサンプリングした大小関係パターンが前記規則的な変化パターンと合致してパターン捕捉が成功したとき、センサレス駆動に移行するブラシレスモータの起動方法において、
   起動時からのパターン切換タイミング時間を計時し、前記強制転流時にサンプリングした大小関係パターンの前記パターン切換タイミング時間が所定時間よりも短いときは、遅れ角制御を行ってセンサレス駆動に移行することを特徴とするブラシレスモータの起動方法。
2. 複数相のステータ巻線の各端子電圧と所定電圧との大小関係のとるべき規則的な変化パターンを記憶しておき、前記各端子電圧と所定電圧との大小関係パターンを時系列的にサンプリングし、起動時に行われる強制転流時にサンプリングした大小関係パターンが前記規則的な変化パターンと合致してパターン捕捉が成功したとき、センサレス駆動に移行するブラシレスモータの制御装置において、
   起動時からのパターン切換タイミング時間を計時する計時手段と、
   前記強制転流時にサンプリングした大小関係パターンの前記パターン切換タイミング時間が所定時間よりも短いときは、遅れ角制御を行ってセンサレス駆動に移行する遅れ角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。
3. 請求項２に記載されたブラシレスモータの制御装置と、該制御装置が駆動制御するブラシレスモータと、該ブラシレスモータが駆動するポンプとを備えることを特徴とする電動ポンプ。

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