JP2014064371A - ブラシレスモータの制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシレスモータの制御に関する目標値を決定する目標値決定ＥＣＵと、実際にブラシレスモータを制御するモータコントローラとが別個に設けられた場合に、電源投入からブラシレスモータの運転開始までの時間を短縮すること。
【解決手段】モータコントローラ２０は、ブラシレスモータ１０の制御に関する目標値を決定する上位ＥＣＵ２２から実際に目標値を受け取ってからブラシレスモータ１０の位置決めを行うのではなく、電源が投入されると、即座に位置決めを実施する。そのため、上位ＥＣＵ２２から目標値を受け取るときには、位置決めが完了しているか、少なくとも位置決めが実行中の状態であるため、受信した目標値に従ってブラシレスモータ１０の回転制御を開始するまでの時間を短縮することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、永久磁石からなるロータと、複数相の固定子巻線とを有するブラシレスモータの制御システムに関する。

従来のブラシレスモータの制御システムとして、例えば特許文献１や特許文献２に開示されるように、ブラシレスモータの起動を確実なものとするため、ブラシレスモータの運転前に、ロータを所定の角度位置に位置決めするものが知られている。特許文献１に記載のものは、インバータ装置からモータを構成する固定子巻線の特定の相（Ｗ相）から他の相（Ｕ相、Ｖ相）へ直流電流を出力することにより、ロータの位置決めを行なっている。また、特許文献２に記載のものは、ロータの位置決めのため、固定子巻線の特定の一相から別の一相への通電処理を、相を変更しつつ２回行っている。これは、ロータの回転角度が、位置決めのための最終的な角度に対して電気角１８０°（デッドポイント）近傍の制御不能な角度にあったとしても、ロータを位置決めのための最終的な角度まで制御可能とするためである。

特開２００９−２６８１６９号公報 特開２００９−１６５２９７号公報

ここで、例えばブラシレスモータの制御に関する目標値（例えば、目標回転数）を決定する目標値決定ＥＣＵと、実際にブラシレスモータを制御するモータコントローラとが別個に設けられた制御システムについて考える。

この制御システムに電源が供給されて、制御が開始されるとき、目標値決定ＥＣＵは、各種のセンサやスイッチからの信号に基づいて、ブラシレスモータの制御に関する目標値を算出し、その算出した目標値をモータコントローラに送信する。すると、モータコントローラは、目標値を受信したことに基づき、ブラシレスモータの運転を開始することが必要であることを認識する。そのため、モータコントローラは、上記のロータの位置決めを行った上で、受信した目標値に従って、ブラシレスモータの回転状態を制御する。

このように、上述した制御システムでは、電源投入後、ブラシレスモータの運転開始前に、目標値決定ＥＣＵでの目標値の算出、目標値決定ＥＣＵからモータコントローラへの目標値の送信、及びモータコントローラによるロータの位置決めなど、多くの処理を行う必要がある。このため、上述した制御システムでは、実際にブラシレスモータの運転が開始されるまでに長い時間がかかり、ブラシレスモータの起動性の低下が懸念される。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、ブラシレスモータの制御に関する目標値を決定する目標値決定ＥＣＵと、実際にブラシレスモータを制御するモータコントローラとが別個に設けられた場合であっても、電源投入からブラシレスモータの運転開始までの時間を短縮することが可能な制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明によるブラシレスモータ（１０）の制御システムは、
ブラシレスモータの制御に関する目標値を決定する目標値決定ＥＣＵ（２２）と、
ブラシレスモータのロータの回転位置を検出する位置検出手段（１６，２０）と、
少なくとも固定子巻線の特定の相に電流を通電することにより、ロータの位置決めを行うとともに、目標値決定ＥＣＵからの目標値に従ってブラシレスモータの回転を制御すべく、位置検出手段によって検出されたロータの回転位置に基づき、固定子巻線の通電相を切り換えるモータコントローラ（２０）と、を備え、
モータコントローラは、電源が投入されたとき、目標値決定ＥＣＵから目標値を受け取る以前に、少なくとも固定子巻線の特定の相に通電を行い、ロータの位置決めを行うことを特徴とする。

このように、本願発明による制御システムでは、モータコントローラは、目標値決定ＥＣＵから目標値を受け取ってから位置決めを行うのではなく、電源が投入されると、即座に位置決めを実施する。そのため、目標値決定ＥＣＵから目標値を受け取るときには、位置決めが完了しているか、少なくとも位置決めが実行中の状態であるため、受信した目標値に従ってブラシレスモータの回転制御を開始するまでの時間を短縮することができる。

なお、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。

また、上述した特徴以外の本発明の特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。

実施形態におけるブラシレスモータの制御システムの全体構成を示す構成図である。 モータコントローラによるブラシレスモータの制御処理を示したフローチャートである。 図２のフローチャートのステップＳ２２０の処理の詳細を示したフローチャートである。 モータコントローラの電源が投入されたとき、モータコントローラが、上位ＥＣＵからブラシレスモータの制御に関する目標値を受信する前に、ロータの位置決め処理を開始し、位置決め処理完了後に、目標値に従ってブラシレスモータの回転制御を実行するケースを示す信号波形図である。 モータコントローラが、ロータの位置決めを完了しても、回転を指示する目標値が受信されず、ロータの位置決め後に、その位置決め状態を維持しているケースを示す信号波形図である。 モータコントローラが、ロータの位置決めを完了した後、位置決め状態を維持している所定時間の間に、回転を指示する目標値が受信されず、位置決め状態を解除したケースを示す信号波形図である。 モータコントローラの電源がオンしたときに、上位ＥＣＵから回転を指示する目標値を受信し、かつブラシレスモータが正転方向に回転している場合、ロータの位置決め処理を行うことなく、目標値に従ってブラシレスモータの回転を制御するケースを示す信号波形図である。 モータコントローラの電源がオンしたときに、上位ＥＣＵから回転を指示する目標値を受信し、かつブラシレスモータが逆転方向に回転している場合、ロータの回転を停止させるブレーキ処理及びロータの位置決め処理を行った後に、目標値に従ってブラシレスモータの回転を制御するケースを示す信号波形図である。 モータコントローラの電源がオンしたときに、上位ＥＣＵから回転を指示する目標値を受信しておらず、かつブラシレスモータが正転方向又は逆転方向に回転している場合に、ロータの位置決め処理を行うケースを示した信号波形図である。 変形例による処理を示すフローチャートである。 図１０のフローチャートに示す処理による動作を説明するための信号波形図である。

以下、本発明の実施形態によるブラシレスモータの制御システムについて、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態におけるブラシレスモータは、例えば車両において、燃料タンクに貯留された燃料を汲み上げて、燃料噴射システムへ提供する燃料ポンプを駆動するために用いられたり、あるいは、いわゆるエアコンにおいて、車室内に吹き出す風量を調節するためのブロワファンを駆動するために用いられたりする。ただし、本実施形態におけるブラシレスモータの用途は、これらに限られるものではない。

図１は、本実施形態におけるブラシレスモータの制御システムの全体構成を示している。図１において、ブラシレスモータ１０は、３相の永久磁石同期モータであり、例えば埋め込み磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ）を用いることができる。

ブラシレスモータ１０は、インバータ回路１８を介して、バッテリ１２に接続されている。インバータ回路１８は、スイッチング素子ＳUU，ＳULの直列接続体と、スイッチング素子ＳVU，ＳVLの直列接続体と、スイッチング素子ＳWU，ＳWLの直列接続体とを備えており、これら各直列接続体の接続点がブラシレスモータ１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ接続されている。これらスイッチング素子ＳUU，ＳUL，ＳVU，ＳVL，ＳWU，ＳWLとして、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いている。そして、これらＩＧＢＴには、それぞれ、ダイオードＤUU，ＤUL，ＤVU，ＤVL，ＤWU，ＤWLが並列に接続されている。

本実施形態による制御システムは、ブラシレスモータ１０の各相の固定子巻線（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）において、駆動電流が流れていない空きコイルに誘起される誘起電圧を検出するための電圧検出部１６を備えている。すなわち、本実施形態による制御システムでは、いわゆるセンサレスにて、ブラシレスモータ（ロータ）の角度位置を検出し、その検出した角度位置に応じて通電相を切り換えることにより、ブラシレスモータの回転を制御する。ただし、ホール素子などの角度位置センサを用いても良い。

電圧検出部１６は、公知のように、各相のコイルの誘起電圧に対して、増幅、波形整形、位相シフトなどの処理を行った上で、モータコントローラ２０に出力する。モータコントローラ２０は、入力された各相のコイルの誘起電圧に基づき、ロータの角度位置を検出する。そして、検出したロータの角度位置に応じた通電相に駆動電流が通電されるように、インバータ回路１８を操作する操作信号（ＰＷＭ信号）を生成して出力する。ここで、インバータ回路１８のスイッチング素子ＳUU，ＳUL，ＳVU，ＳVL，ＳWU，ＳWLを操作する信号が、それぞれ、操作信号ＧUU，ＧUL，ＧVU，ＧVL，ＧWU，ＧWLである。

なお、電圧検出部１６から入力される各相のコイルの誘起電圧波形に基づき、モータコントローラ２０は、ブラシレスモータ１０の回転速度の算出や、回転方向の判定も行う。さらに、モータコントローラ２０は、上述のように、通電相を切り換えてブラシレスモータの回転を制御することに加え、ブラシレスモータの回転制御前に、少なくとも特定の相のコイルに電流を通電することにより、ロータを所定の角度位置に位置決めする。この位置決めは、従来のように、特定の相（Ｗ相）から他の相（Ｕ相、Ｖ相）へ直流電流を出力することによって行なっても良いし、特定の一相から別の一相への通電処理を、相を変更しつつ２回行っても良い。

本実施形態のように、センサレス方式を採用する場合であっても、ロータの角度位置が、その位置決めによって所定の角度位置に定められるので、ロータを所望の回転方向に回転するよう駆動することが可能になり、ブラシレスモータ１０を確実に起動することができる。また、ホール素子などの角度位置センサを備える場合、角度位置センサによって検出される位置に応じた通電相への通電を開始しても、その角度位置センサの分解能によっては、ロータが逆方向に回転したりして、必ずしも正常にブラシレスモータ１０を起動することができないことも起こりえる。そのため、角度位置センサを備える場合であっても、モータコントローラ２０が、ロータの位置決めを行うことは意味がある。

上位ＥＣＵ２２とモータコントローラ２０とは、車内ＬＡＮを介して接続されており、ＣＡＮプロトロルやＬＩＮプロトコルなどの通信プロトコルに従って相互に通信を行うことが可能である。上位ＥＣＵ２２は、ブラシレスモータ１０の制御に関する目標値を決定し、通信により、その目標値をモータコントローラ２０に与える。

例えば、ブラシレスモータ１０が燃料ポンプの駆動源として用いられる場合には、上位ＥＣＵ２２は、車両のエンジンの運転状態、運転負荷などに基づき、燃料ポンプから燃料供給装置に必要な燃料を供給できるように、ブラシレスモータ１０の目標回転数を定め、モータコントローラ２０に与える。また、ブラシレスモータ１０が、ブロワファンを駆動するために用いられる場合、上位ＥＣＵ２２は、マニュアルモードにおいて、乗員により風量が指定されたときには、その指定された風量に応じた目標回転数を、また、オートモードにおいて、乗員により設定温度のみ定められたときには、その設定温度を達成するために必要な風量を算出し、その算出した風量に応じた目標回転数をモータコントローラ２０に与える。ただし、モータの用途によっては、目標値として、目標回転数ではなく、例えば目標トルクがモータコントローラ２０に与えられることもあり得る。

モータコントローラ２０は、上位ＥＣＵ２２から目標値が与えられると、その目標値に従ってブラシレスモータ１０の回転を制御する。例えば、目標値として目標回転数が与えられた場合、モータコントローラ２０は、ブラシレスモータ１０の回転数がその目標回転数に一致するように、操作信号ＧUU，ＧUL，ＧVU，ＧVL，ＧWU，ＧWLにより、ブラシレスモータ１０の各相のコイルに印加される電圧を制御する。

次に、モータコントローラ２０によって行われるブラシレスモータ１０の制御について、図２及び図３のフローチャート、及び図４から図９の信号波形図を用いて詳しく説明する。なお、図２は、ブラシレスモータ１０の制御処理を示したフローチャートであり、図３は、図２のフローチャートのステップＳ２２０の処理の詳細を示したフローチャートである。図２のフローチャートに示す処理は、モータコントローラ２０の電源が投入されたときに実行が開始される。なお、モータコントローラ２０と、上位ＥＣＵ２２とは、ブラシレスモータ１０の制御を開始すべきときに、同時に電源が投入される、
まず、ステップＳ１００では、電圧検出部１６から入力される誘起電圧波形に基づいて、ブラシレスモータ１０が回転しているか否か、回転している場合には、その回転方向を算出する。例えば、ブラシレスモータ１０がブロワファンの駆動のために用いられる場合、モータコントローラ２０から何ら操作信号を出力していない状態であっても、気流の流れによってブロワファンが回り、その結果、ブラシレスモータ１０が回転する場合がある。また、燃料ポンプの駆動のために用いられる場合も、車両の振動などにより、ブラシレスモータ１０が回転する場合がある。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１００での回転の有無に関する判定結果に基づき、回転との判定結果が得られた場合には、ステップＳ１２０の処理に進み、停止との判定結果が得られた場合には、ステップＳ１５０の処理に進む。ステップＳ１５０では、少なくとも特定の相のコイルに電流を通電することにより、ロータを所定の角度位置に位置決めする。

つまり、本実施形態によるモータ制御システムでは、図４の信号波形図に示されるように、モータコントローラ２０の電源が投入されたとき、ブラシレスモータ１０が停止している場合には、上位ＥＣＵ２２からブラシレスモータ１０の制御に関する目標値を受信する前に、モータコントローラ２０が、ロータの位置決め処理を開始する。

ここで、上位ＥＣＵ２２は、モータコントローラ２０と同時に電源が投入され、その電源投入後に、各種のセンサやスイッチからの信号に基づいて、ブラシレスモータ１０の制御に関する目標値を算出する。その後、算出した目標値を、所定の通信プロトコルに従ってモータコントローラ２０に送信する。そのため、例えば通信が混み合っている場合などは特にモータコントローラ２０が目標値を受け取るまでに長い時間がかかる場合もある。

しかし、本実施形態による制御システムでは、モータコントローラ２０が、上位ＥＣＵ２２から目標値を受け取ってから位置決めを行うのではなく、電源が投入されると、即座に位置決めを実施する。このため、上位ＥＣＵ２２から目標値を受け取るときには、位置決めが完了しているか、少なくとも位置決めが実行中の状態であるため、受信した目標値に従ってブラシレスモータ１０の回転制御を開始するまでの時間を短縮することができる。

ステップＳ１６０では、上位ＥＣＵ２２から回転を指示する目標値を受信したか否かを判定する。このステップＳ１６０の判定処理において、「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ステップＳ２２０の処理に進み、図４に示すように、位置決め処理が完了した後、目標値に従ってブラシレスモータ１０の回転制御を開始する。この目標値に応じたブラシレスモータ１０の回転制御に関しては、後に図３のフローチャートを用いて詳細に説明する。一旦、上位ＥＣＵ２２から目標値を受信して、ブラシレスモータ１０の回転制御を開始すると、ステップＳ２３０の処理により、モータコントローラ２０は、電源がオフされるまで、目標値に基づく回転制御を継続して実行する。

一方、位置決め処理が完了するまでに、回転を指示する目標値が受信されず、ステップＳ１６０において「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップＳ１７０に進む。ステップＳ１７０では、インバータ回路１８のスイッチング素子ＳUU，ＳUL，ＳVU，ＳVL，ＳWU，ＳWLに操作信号ＧUU，ＧUL，ＧVU，ＧVL，ＧWU，ＧWLを出力することにより、全相のコイルをグランドに接続、全相のコイルを電源に接続、あるいは、位置決めのために通電された特定の相への通電を低電流にて継続することの内、いずれかを実行する。これにより、ロータの位置決め状態が維持されるので、回転を指示する目標値が受信されると、すぐに目標値に従ったブラシレスモータ１０の回転制御を開始することができる。図５の信号波形図は、位置決めが完了しても、回転を指示する目標値が受信されず、ロータの位置決め後に、その位置決め状態を維持しているケースを示している。そして、図５に示すケースでは、位置決め状態を維持している間に、回転を指示する目標値が受信されたため、その目標値に従い、即座にブラシレスモータ１０の回転制御が開始されている。

ステップＳ１８０では、位置決め状態の維持を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。この場合、所定時間が経過していなければ、ステップＳ１６０の処理が再度実行され、所定時間が経過していれば、ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０では、インバータ回路１８のスイッチング素子ＳUU，ＳUL，ＳVU，ＳVL，ＳWU，ＳWLへの操作信号ＧUU，ＧUL，ＧVU，ＧVL，ＧWU，ＧWLの出力を停止することにより、ロータの位置決め状態を解除する。位置決め状態維持のために、無制限に操作信号ＧUU，ＧUL，ＧVU，ＧVL，ＧWU，ＧWLを出力し続けると、消費電力の増加を招くためである。

続くステップＳ２００では、上位ＥＣＵ２２から回転を指示する目標値を受信したか否かが判定される。この判定処理において、回転を指示する目標値を受信したと判定されると、ステップＳ２１０の処理に進み、あらためてロータの位置決め処理を実行した後、ステップＳ２２０の処理に進む。図６の信号波形図は、位置決めが完了した後、位置決め状態を維持している所定時間の間に、回転を指示する目標値が受信されず、一旦、位置決め状態を解除したケースを示している。そして、図６に示すケースでは、回転を指示する目標値が受信された時点で、あらためて位置決め処理が行われ、その後、ブラシレスモータ１０の回転制御が実行されている。

ステップＳ１１０にてブラシレスモータ１０が回転しているとの判定結果に応じて実行されるステップＳ１２０では、上位ＥＣＵ２２から回転を指示する目標値を受信しているか否かを判定する。この処理は、モータコントローラ２０の電源が、瞬断や瞬低により短時間オフされた後、すぐに電源オンの状態に復帰したか否かを確認するために実行される。つまり、ブラシレスモータ１０を目標値に従って回転制御しているとき、瞬断や瞬低により短時間だけ電源オフされた場合、その電源オフの期間、モータコントローラ２０からの操作信号ＧUU，ＧUL，ＧVU，ＧVL，ＧWU，ＧWLの出力は停止されるが、ブラシレスモータ１０のロータは慣性により回転を継続する。そのため、瞬断や瞬低によりモータコントローラ２０の電源が短時間だけオフされ、その後、電源オンしたときには、ブラシレスモータは回転しており、かつ上位ＥＣＵ２２から目標値が送信されており、モータコントローラ２０において、その目標値を受信することが可能である。

なお、ステップＳ１２０にて「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ１３０にて、ブラシレスモータ１０の回転方向の判定が行われる。このとき、ブラシレスモータ１０の回転方向が正転方向であると判定されると、ロータの位置決め処理を行うことなく、ステップＳ２２０に進み、目標値に従ってブラシレスモータの回転を制御する。これにより、図７の信号波形図に示すように、モータコントローラ２０が、短時間の電源オフ状態から復帰したときに、即座に、目標値に従ってブラシレスモータの回転制御を再開することができる。

一方、Ｓ１３０においてブラシレスモータ１０の回転方向が逆転方向と判定された場合には、ステップＳ１４０に進んで、その逆転方向への回転を停止させるべくブレーキ処理を実行する。このブレーキ処理は、インバータ回路１８のスイッチング素子ＳUU，ＳUL，ＳVU，ＳVL，ＳWU，ＳWLにより、ブラシレスモータ１０の全相のコイルをグランドに接続するか、もしくは全相のコイルを電源に接続することにより行われる。その後、ステップＳ１５０にて位置決め処理が行われ、さらに、ステップＳ２２０において、目標値に従ってブラシレスモータ１０の回転を制御する処理が行われる。

ここで、上位ＥＣＵ２２から回転を指示する目標値を受信しており、かつブラシレスモータ１０は逆方向に回転している状況がどのような場合に発生するかについて説明する。例えば、図８の信号波形図に示すように、モータコントローラ２０において短時間の電源オフが発生する以前に、上位ＥＣＵ２２がモータコントローラ２０に対して、ブラシレスモータ１０の停止を指示する目標値を送信していたとする。この場合、モータコントローラ２０は、インバータ回路１８のスイッチング素子ＳUU，ＳUL，ＳVU，ＳVL，ＳWU，ＳWLへの操作信号ＧUU，ＧUL，ＧVU，ＧVL，ＧWU，ＧWLの出力を停止する。このため、気流の流れや振動などの外力により、ブラシレスモータ１０が逆転方向に回転する場合が起こりえる。そして、図８に示すように、短時間の電源オフの間に、上位ＥＣＵ２２から送信される目標値が、ブラシレスモータ１０の回転を指示する目標値に変化した場合、電源オンの状態に復帰したとき、上位ＥＣＵ２２から回転を指示する目標値を受信しており、かつブラシレスモータ１０は逆方向に回転している状況が発生する。そして、このような場合には、確実かつ迅速にロータを所定の角度位置に位置決めするために、上述したブレーキ処理を実行して、逆転方向への回転を停止させるのである。

なお、ステップＳ１２０にて、回転を指示する目標値を受信しないと判定したときには、モータコントローラ２０が電源オンしたときに、ブラシレスモータ１０が、気流や振動等の外力によって正転方向もしくは逆転方向へ回転しているだけの状態と考えられる。そのため、この場合、ステップＳ１５０に進み、ロータの位置決め処理を実行することにより、回転を指示する目標値の受信によるブラシレスモータの回転制御の開始に備えるのである。図９の信号波形図は、このようなケースを示している。すなわち、図９に示すケースでは、モータコントローラ２０の電源が瞬断により短時間低下しているが、上位ＥＣＵ２２からはブラシレスモータ１０の停止を指示する目標値が出力されているだけである。このため、例えばブラシレスモータ１０が逆転方向に回転していてもブレーキ処理は行わず、単に位置決め処理のみを実行している。さらに、その後、所定時間は、その位置決め状態を維持している。

なお、図９に示すケース以外にも、例えば、モータコントローラ２０が、通常通り、電源投入されたときに、ブラシレスモータ１０が正転方向又は逆転方向に回転していると、ステップＳ１２０の処理を経て、ステップＳ１５０の位置決め処理が実行されることになる。

次に、図２のフローチャートのステップＳ２２０のブラシレスモータの回転制御について、図３のフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ３００では、上位ＥＣＵ２２から受信した目標値が、ブラシレスモータ１０の回転停止を指示しているものか否かを判定する。この判定処理において、回転停止を指示しているものと判定されると、ステップＳ３１０の処理に進む。一方、回転停止を指示するものではないと判定されると、ステップＳ３９０の処理に進む。

ステップＳ３１０では、インバータ回路１８のスイッチング素子スイッチング素子ＳUU，ＳUL，ＳVU，ＳVL，ＳWU，ＳWLへの操作信号ＧUU，ＧUL，ＧVU，ＧVL，ＧWU，ＧWLの出力を停止することで、ブラシレスモータ１０の回転を停止させる。なお、このとき、図２のフローチャートのステップＳ１４０のブレーキ処理を実行しても良い。

続くステップＳ３２０では、図２のフローチャートのステップＳ１５０の処理と同様の位置決め処理を実行する。つまり、本実施形態では、モータコントローラ２０の電源投入時に加え、ブラシレスモータ１０の回転の停止が指示され、ブラシレスモータ１０が停止したときにもロータの位置決め処理を実行する。これにより、その後、回転を指示する目標値の受信によるブラシレスモータの回転制御の開始に備えることができる。

なお、位置決め処理の後、ステップＳ３３０〜ステップＳ３８０の処理が行われるが、これらの処理は、図２のフローチャートのステップＳ１６０〜Ｓ２１０の処理と同様であるため、説明を省略する。このように、位置決め後に、電源投入時と同様の処理を行うことにより、回転停止時においても、上述した電源投入時に行われる処理による作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

ステップＳ３９０では、上位ＥＣＵ２２から受信した目標値に従って、ブラシレスモータ１０の回転を制御する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

例えば、上述した実施形態では、図２のフローチャートのステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理により、位置決め状態を第１所定時間維持した後に解除すると、その後、回転を指示する目標値を受信したとき、あらためて位置決め処理を行うものであった。

しかしながら、図１０に示すように、ステップＳ２００において回転を指示する目標値を受信したと判定されたときに、ステップＳ２４０に進み、位置決めが解除してから第２所定時間（例えば、数十ｍｓ）経過したか、あるいはロータが所定角度以上回転したかを判定する。そして、第２所定時間経過したと判定された場合、あるいは所定角度以上回転したと判定された場合のみ、ステップＳ２１０の位置決め処理を実行するようにしても良い。これにより、図１１の信号波形図に示すように、位置決め状態が解除されてから、ブラシレスモータの回転制御が開始されるまでに、第２所定時間未満しか経過していない場合、あるいは所定角度未満しかロータが回転していない場合、ロータは位置決めされた角度位置をほぼ保っていると推測できるので、あらためて位置決め処理を行うことなく、ブラシレスモータの回転制御を開始する。つまり、この変形例によれば、あらためて位置決めを実行することが必要か否かを精度良く判定し、必要である場合のみ、位置決め処理を実行することができ、その結果、ブラシレスモータの制御開始を極力早めることが可能になる。

また、上述した実施形態では、位置決め処理の際に通電するコイルの相を、特定の相に固定する例について説明したが、位置決めのために通電されるコイルの相を固定したものとはせず、位置決めが行われる毎に変化させるようにしても良い。これにより、ある一定の相のみが使用されることに起因する、ある回路部品や回路部分の劣化を抑え、制御システムの寿命を延ばすことができる。位置決め時に通電されるコイルの相を変化させる場合、回路全体が均等に使用されるように、予め定めた順番通りに変化させても良いし、ランダムに変化させても良い。

さらに、上述した実施形態では、ブラシレスモータ１０は、モータコントローラ２０により一方向（正転方向）に駆動される例について説明した。しかしながら、ブラシレスモータ１０は、モータコントローラ２０により両方向に駆動可能なものであっても良い。この場合、上位ＥＣＵ２２から、ブラシレスモータ１０の制御に関する目標値として、駆動方向も受け取り、その受け取った駆動方向を正転方向として、上述した処理を実行すれば良い。

１０ モータ
１２ 電源
１６ 電圧検出部
１８ インバータ回路
２０ モータコントローラ
２２ 上位ＥＣＵ

Claims (11)

1. 永久磁石からなるロータと、複数相の固定子巻線とを有するブラシレスモータ（１０）の制御システムであって、
   前記ブラシレスモータの制御に関する目標値を決定する目標値決定ＥＣＵ（２２）と、
   前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段（１６，２０）と、
   少なくとも前記固定子巻線の特定の相に電流を通電することにより、前記ロータの位置決めを行うとともに、前記目標値決定ＥＣＵからの目標値に従って前記ブラシレスモータの回転を制御すべく、前記位置検出手段によって検出された前記ロータの回転位置に基づき、前記固定子巻線の通電相を切り換えるモータコントローラ（２０）と、を備え、
   前記モータコントローラは、電源が投入されたとき、前記目標値決定ＥＣＵから前記目標値を受け取る以前に、少なくとも前記固定子巻線の特定の相に通電を行い、前記ロータの位置決めを行うことを特徴とするブラシレスモータの制御システム。
2. 前記目標値決定ＥＣＵは、前記モータコントローラとの間で、所定の通信プロトコルに従う通信を行うことにより、前記目標値を前記モータコントローラに送信することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御システム。
3. 前記モータコントローラは、電源が投入されたときに、前記目標値を受け取っており、かつ前記ロータが、その目標値により制御されるべき方向に回転しているとき、前記位置決めのための特定相への通電を行わずに、前記目標値に従って前記ブラシレスモータの回転を制御すべく、前記位置検出手段によって検出された前記ロータの回転位置に基づき、前記固定子巻線の通電相を切り換えることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシレスモータの制御システム。
4. 前記モータコントローラは、電源が投入されたときに、前記目標値を受け取っており、かつ前記ロータが、その目標値により制御されるべき方向とは反対の方向に回転しているとき、その反対方向への回転を停止させるように前記複数相の固定子巻線への通電を行い、さらに、少なくとも前記固定子巻線の特定相に通電して位置決めを行った後に、前記目標値に従って前記ブラシレスモータの回転を制御すべく、前記位置検出手段によって検出された前記ロータの回転位置に基づき、前記固定子巻線の通電相を切り換えることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシレスモータの制御システム。
5. 前記モータコントローラは、前記目標値決定ＥＣＵが前記ブラシレスモータの停止を指示する目標値を出力し、その目標値に従って前記ブラシレスモータを停止させたとき、前記固定子巻線の特定の相への通電を行なって、前記ロータの位置決めを行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のブラシレスモータの制御システム。
6. 前記モータコントローラは、前記固定子巻線の特定の相への通電により位置決めを行った後、前記目標値決定ＥＣＵから、前記ブラシレスモータの回転を指示する目標値を受け取るまでの間、前記固定子巻線全相のグランドへの接続、前記固定子巻線全相の電源への接続、及び低電流にて前記特定の相への通電の継続の内、いずれかを実行することにより、前記ロータの位置決め状態を維持することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のブラシレスモータの制御システム。
7. 前記モータコントローラは、前記ロータの位置決め状態の維持を所定時間行い、その所定時間の間に前記指令値出力手段から前記ブラシレスモータの回転再開を指示する目標値を受け取らない場合、前記ロータの位置決め状態を解除することを特徴とする請求項６に記載のブラシレスモータの制御システム。
8. 前記モータコントローラは、前記ロータの位置決め状態の解除の後に、前記目標値決定ＥＣＵから前記ブラシレスモータの回転再開を指示する目標値を受け取った場合、通電終了時点から、前記目標値を受け取ったときまでの時間、又は、その間の前記ロータの回転の有無に応じて、再度、位置決めのための通電を実行するか否かを決定することを特徴とする請求項７に記載のブラシレスモータの制御システム。
9. 前記モータコントローラは、前記特定の相への通電を終了した時点から前記目標値を受け取るまでの時間が所定時間よりも短い場合、又は、前記ロータの所定角度以上の回転が検出されない場合、前記位置決めのための通電を実行することなく、前記目標値に従って前記ブラシレスモータの回転を制御すべく、前記固定子巻線の通電相の切り換え駆動を開始し、前記所定時間よりも長い場合、又は、前記ロータの所定角度以上の回転が検出された場合、前記位置決めのための通電を実行した後、前記目標値に従って前記ブラシレスモータの回転を制御すべく、前記位置検出手段によって検出された前記ロータの回転位置に基づき、前記固定子巻線の通電相の切り換え駆動を開始することを特徴とする請求項８に記載のブラシレスモータの制御装置。
10. 前記モータコントローラは、前記ロータの位置決めのために通電される、前記固定子巻線の特定の相を固定したものとはせず、位置決めが行われる毎に変化させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のブラシレスモータの制御システム。
11. 前記位置検出手段は、前記複数相の固定子巻線の誘起電圧に基づいて、前記ロータの回転位置を検出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のブラシレスモータの制御システム。

Images