JP2014233188A - 車両用ブラシレスモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度が上昇したときであっても、ブラシレスモータの回転を落とさずに駆動する。
【解決手段】車両用ブラシレスモータ１０を、所定の回転数以下で回転させるときには低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するときに、スイッチングタイミング演算部１４ａ（駆動制御部）の温度が上昇して、所定の温度しきい値Ｔを超えたと判断されたときには、ブラシレスモータ１０の回転数によらずに第２の駆動モードで駆動する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載されたブラシレスモータの制御方法に関するものである。

車両に搭載されるモータ、例えば、空調装置に用いられるブロアファンを回転駆動するモータには、一般に、電機子コイルに流れる電流の方向を、半導体素子で構成されたスイッチング素子によって切り替えて、回転駆動力を生成するブラシレスモータが用いられている。

そして、特許文献１に記載された発明では、ブラシレスモータが高温になったときには、回転速度を低減して、発熱量を抑えるようにしていた。

特開２０００−７８８８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明にあっては、ブラシレスモータが高温になったときに回転速度を低減するため、風量が下がって、車両の乗員に対して不快な思いを与えてしまうという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ブラシレスモータが高温になったときであっても、ブラシレスモータの回転速度を落とすことなく、かつ、さらなる温度上昇を防止することができる車両用ブラシレスモータの制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、ブラシレスモータの温度が高いと判断されたときに、ブラシレスモータを高効率で回転させる駆動モードで駆動するものである。

すなわち、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、車両に搭載されたブラシレスモータを所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、前記ブラシレスモータを所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動する車両用ブラシレスモータの制御方法において、前記ブラシレスモータの駆動制御を行う駆動制御部の温度を検出して、前記温度が所定の温度しきい値を超えていると判断されたときには、ブラシレスモータを前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とする。

このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両用ブラシレスモータを、所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するときに、ブラシレスモータの駆動制御部の温度が上昇して、所定の温度しきい値を超えたと判断されたときには、ブラシレスモータを、その回転数によらずに、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するため、ブラシレスモータを第１の駆動モードで駆動していた低回転領域であっても、駆動制御部の温度が上昇したときには、効率の高い第２の駆動モードで駆動されるため、回転数を低下させることなく運転を継続させることができる。そして、ブラシレスモータの運転効率が上がることによって、熱の発生が少なくなるため、駆動制御部のさらなる温度上昇を防止することができる。

また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第１の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧波形を正弦波として前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第２の駆動モードが、前記電圧波形を矩形波として前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。

このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧波形を正弦波としてブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第２の駆動モードを、電圧波形を矩形波としてブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの電機子コイルに印加する電圧波形を変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードを確実に切り替えることができる。

また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第１の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第２の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。

このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによってブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第２の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによってブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの各相に印加する電圧波形のオーバーラップ時間を変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを確実に切り替えることができる。

また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第１の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、前記ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第２の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記界磁用永久磁石に対する前記センサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。

このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、ブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第２の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、界磁用永久磁石に対するセンサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、ブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの遅れ角の進角量を変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを確実に切り替えることができる。

本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両に搭載されたブラシレスモータの駆動制御部の温度が上昇したときにはブラシレスモータを高効率で駆動するため、モータの回転数を落とすことなく、さらなる温度上昇を防止して運転を継続することができるという効果が得られる。

（ａ）はロータ回転角が０°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。（ｂ）はロータ回転角が０°のときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。（ｃ）はロータ回転角が３０°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。（ｄ）はロータ回転角が３０°のときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。 （ａ）はブラシレスモータに印加する正弦波状の電圧波形の例を示す図である。（ｂ）はブラシレスモータに印加する矩形波状の電圧波形の例を示す図である。 ブラシレスモータの回転数に対して駆動電圧波形を変更する際の制御目標の一例を示す図である。 実施例１におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。 実施例１の動作の流れを示すフローチャートである。 図１（ａ）に示したブラシレスモータのスイッチング動作を行う際に、隣り合う相の間でオーバーラップが生じているときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。 オーバーラップ制御によってＵ相，Ｖ相，Ｗ相に印加される電圧波形のオーバーラップ状態を示す電圧波形図である。 ブラシレスモータの回転数に対する、オーバーラップ時間の制御目標の一例を示す図である。 実施例２におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。 実施例２の動作の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は遅れ角３０°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。（ｂ）は遅れ角４２°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。 ブラシレスモータの回転数に対する、遅れ角の進角量の制御目標の一例を示す図である。 実施例３におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。 (ａ）は磁気センサから出力されるセンサ信号のタイムチャートである。（ｂ）はＭＯＳＦＥＴをスイッチングするゲート信号のタイムチャートである。 実施例３の動作の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法の具体的な実施例について、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施形態である実施例１について、図１から図６を用いて説明する。

［ブラシレスモータの構造の説明］
まず、本発明のブラシレスモータの構造について、図１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

図１（ａ）は、本発明のブラシレスモータ１０を下側から見た下面図である。このブラシレスモータ１０は、車両に搭載されて、車両用空調装置の送風機ファンの駆動に用いられ、三相２極巻線のアウタロータ形のブラシレスＤＣモータ（以後、単にブラシレスモータと呼ぶ）であり、内周側のステータ３に電機子コイル（４ａ〜４ｆ）、外側のロータ１にメインマグネット（界磁用永久磁石）２を備えている。

すなわち、図１（ａ）において、ステータ３には、各突出部（３ａ〜３ｆ）をコアとして、突出部３ａ〜３ｆの外周部に、回転磁界を生成する三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の電機子コイル４ａ〜４ｆが配置されている。また、ステータ３の外側には、９０°間隔でメインマグネット（界磁用永久磁石）２を備えたロータ１が配置されている。このロータ１の回転位置を示すセンサマグネット５は、Ｎ極とＳ極とが２対、ロータ１の回転中心に対し均等角度に配置されて、ロータ１と一体に回転するシャフト６に取り付けられている。

そして、図１（ａ）のブラシレスモータ１０は、ロータ１と、メインマグネット（界磁用永久磁石）２と、センサマグネット５と、シャフト６と、が一体となって、回転方向Ｒの向きに回転する。

なお、センサマグネット５によって発生する磁界の方向を検出する磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）が、ステータ３の内周側に１２０°間隔で均等に配置されている。磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）には、例えば、電流に直角に磁場をかけると、電流と磁場の両方に直交する方向に起電力が生じる、いわゆるホール効果を利用して磁界を検出するホールＩＣが用いられる。

ブラシレスモータ１０にあっては、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えるタイミング、すなわち、ロータ１とメインマグネット（界磁用永久磁石）２の位置関係に応じて、発生するトルクが変化する。ロータ１の回転位置を示すセンサマグネット５は、本実施例１では、メインマグネット２に対して遅れ角４２°でシャフト６に取り付けられて、さらに電気的な進角制御を行っている。なお、図１（ａ）において、領域Ｐ１は電流経路が短く、他の電機子コイルに対して２倍の電流が流れているコイルを示す（詳しく後述する）。また、領域Ｐ２は電機子コイル４ｃ（４ｆ）とメインマグネット２との反発力による正回転トルク発生位置、そして、領域Ｐ３は電機子コイル４ａ（４ｄ）とメインマグネット２との反発力による逆トルク発生位置を示す。

ブラシレスモータ１０が図１（ａ）の状態にあるとき、各電機子コイル（４ａ〜４ｆ）は、後述するＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）と、図１（ｂ）に示すように接続されている。

すなわち、磁気センサ（ＩＣ３）から出力される信号を用いて、図１（ｂ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１），（Ｑ５）がスイッチングされて導通状態となり、外部に設置した直流電源から、所定の直流電圧が、接続点Ｕａと接続点Ｖａの間に印加される。このとき、接続点Ｕａから接続点Ｖａに向けて、２つの電流経路に沿って電流が流れる。第１の電流経路は、接続点Ｕａから電機子コイル（４ｃ，４ｆ）を経て接続点Ｖａに至る経路であり、第２の電流経路は、接続点Ｕａから電機子コイル（４ｂ，４ｅ，４ａ，４ｄ）を経て接続点Ｖａに至る経路である。

［ブラシレスモータの動作の説明］
次に、ブラシレスモータ１０が回転する原理について、図１（ａ）〜（ｄ）を用いて簡単に説明する。

図１（ｂ）の接続状態にある場合、第１の電流経路の抵抗値は第２の電流経路の抵抗値の半分になるため、第１の電流経路には、第２の電流経路に対して２倍の電流が流れる。前述した領域Ｐ１（図１（ａ）参照）は、この２倍の電流が流れる電機子コイル（４ｃ，４ｆ）を示している。そして、この電流値が２倍となる電機子コイル（４ｃ，４ｆ）とメインマグネット２との間には、他の電機子コイル（４ａ，４ｂ，４ｄ，４ｅ）と比べて、特に強い反発力が生じる。そして、この反発力によって、前記した逆トルクが打ち消されて、ロータ１は、回転方向Ｒの向きに回転する。

図１（ｃ）は、このようにして、ロータ１が回転方向Ｒの向きに３０°回転した状態を示している。そして、図１（ｄ）は、このときのＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）の状態を示す。すなわち、この場合、磁気センサ（ＩＣ１）から出力される信号を用いて、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ３），（Ｑ５）が導通して、所定の直流電圧が、接続点Ｗａと接続点Ｖａの間に印加される。

図１（ｃ）の場合は、電機子コイル（４ａ，４ｄ）とメインマグネット２との間に、他の電機子コイル（４ｂ，４ｃ，４ｅ，４ｆ）と比べて、特に強い反発力が生じ、ロータ１は、さらに回転方向Ｒの向きに回転する。以下、同様の動作を繰り返して、ブラシレスモータ１０は回転方向Ｒの向きに回転を続ける。

なお、図１（ａ），（ｃ）に示したブラシレスモータ１０の構造によると、センサマグネット５は、Ｎ極とＳ極とが９０°毎に配置されるため、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）からの磁界方向変化検出信号（以下、単にセンサ信号と呼ぶ）は、ロータ１が１回転する間に２周期変化する。これによって、ロータ１の回転を２倍細かくタイミング制御することができる。また、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）を均等間隔で３個配置したことによって、ロータ１の回転を３倍細かくタイミング制御することができる。この均等間隔で配置された磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）からの磁界方向検出結果に基づき、ロータ１が１回転する間にＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）の導通／非導通を計１２回スイッチングし、導通されたＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）の組み合わせによって、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に電圧を印加する電源側接続点と接地側接続点とを順次切り替えることによって、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流の方向を切り替える。その結果、回転磁界が生成されて、ロータ１が回転方向Ｒの向きに回転する駆動力が得られる。

［ブラシレスモータの駆動モードの説明］
次に、ブラシレスモータ１０の駆動モードについて、図１〜４を用いて説明する。

図２（ａ），（ｂ）は、ブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）の例である。

このうち、図２（ａ）は正弦波状の電圧波形ｅ（ｔ）を表わしており、図２（ｂ）は矩形波状の電圧波形ｅ（ｔ）を表わしている。正弦波形状を有する電圧波形ｅ（ｔ）を用いてブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えると、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に発生する磁束の変化が穏やかとなるため、相切り替え時の騒音を低減することができる。本実施例１においては、このように正弦波形状の電圧波形ｅ（ｔ）を用いてブラシレスモータ１０を駆動するモードを第１の駆動モードとする。

一方、矩形波形状を有する電圧波形ｅ（ｔ）を用いてブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えると、有効な回転トルクを生じる期間が長くなるため、高トルクを発生させることができる。本実施例１においては、このように矩形波形状の電圧波形ｅ（ｔ）を用いてブラシレスモータ１０を駆動するモードを第２の駆動モードとする。

［実施例１における電圧波形制御の説明］
本実施例１では、具体的には、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を、図３に示すように制御する。電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を正弦波とし、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動する第１の駆動モードと、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を矩形波とし、ブラシレスモータ１０を高効率で駆動する第２の駆動モードを設定する。

そして、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）を所定のタイミングでスイッチングする駆動制御部の温度が、予め設定した所定の温度しきい値Ｔ（例えば８５℃）を超えたときには、ブラシレスモータ１０を、目標回転数によらずに第２の駆動モード、すなわち矩形波で駆動する。また、駆動制御部の温度が予め設定した所定の温度しきい値Ｔ（例えば８５℃）を超えていないときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数が低い（例えば１８００rpm以下）ときには、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モード、すなわち正弦波で駆動して、ブラシレスモータ１０の目標回転数が高い（例えば１８００rpmよりも多い）ときには、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード、すなわち矩形波で駆動する。なお、所定の温度しきい値Ｔは８５℃に限定されるものではなく、ブラシレスモータ１０の運転条件や駆動制御部が置かれている環境に応じて適宜設定される。

［実施例１の構成の説明］
次に、実施例１の具体的な構成について、図４を用いて説明する。

図４は、本実施例１において、ブラシレスモータ１０の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置１００ａの全体構成を示すブロック図である。すなわち、ブラシレスモータ制御装置１００ａは、ブラシレスモータ１０と、センサ信号検出部１２と、スイッチングタイミング演算部１４ａと、モータ駆動部２０と、ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）と、電源供給部２２と、駆動電圧波形生成部２３と、空調制御部２４と、定電流回路２６と、サーミスタ２８と、温度検出部３０と、からなる。

センサ信号検出部１２は、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力されるセンサ信号に基づいて、センサマグネット５の磁界方向が変化したことを検出する。そして、各々の磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）のセンサ信号の反転信号を生成して、非反転信号と合わせて６種類の信号からなるセンサ信号としてスイッチングタイミング演算部１４ａに入力する。これは、後述するスイッチングタイミング演算部１４ａが、信号の立ち下がりエッジを検出して動作するため、立ち上がりエッジを立ち下がりエッジに変換して検出するためである。

電源供給部２２は、モータ駆動部２０、およびＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）に対して、必要な直流電圧を供給する。

スイッチングタイミング演算部１４ａは、前記した駆動制御部に対応する。このスイッチングタイミング演算部１４ａはマイクロコンピュータで構成されており、ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）を所定のタイミングでスイッチングする。スイッチングタイミング演算部１４ａは、さらに、駆動波形決定部１８と、電流切り替えタイミング生成部１７ａと、からなる。

駆動波形決定部１８は、後述する温度検出部３０が検出したスイッチングタイミング演算部１４ａの周囲温度に基づいて、ブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を決定する。具体的には、温度検出部３０で検出された、マイクロコンピュータで構成されたスイッチングタイミング演算部１４ａの周囲温度が、所定の温度しきい値Ｔを超えているときには、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を正弦波形として、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。

一方、スイッチングタイミング演算部１４ａの周囲温度が、所定の温度しきい値Ｔ以下であるときには、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を矩形波形として、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。

電流切り替えタイミング生成部１７ａは、空調制御部２４から得た、ブラシレスモータ１０の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に流す電流の切り替えタイミングを決定する。このとき、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１８００rpm）以上の値が指示されたときには、スイッチングタイミング演算部１４ａの周囲温度が所定の温度しきい値Ｔ以下であっても、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード（矩形波）で駆動する。また、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１８００rpm）よりも小さい値が指示されたときには、スイッチングタイミング演算部１４ａの周囲温度が所定の温度しきい値Ｔを超えていたら、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード（矩形波）で駆動して、スイッチングタイミング演算部１４ａの周囲温度が所定の温度しきい値Ｔ以下であると判断されたら、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モード（正弦波）で駆動する。

温度検出部３０は、スイッチングタイミング演算部１４ａの近傍に設置されて、マイクロコンピュータで構成されたスイッチングタイミング演算部１４ａの周囲の温度を検出する。すなわち、スイッチングタイミング演算部１４ａの温度が上昇すると、スイッチングタイミング演算部１４ａの近傍に設置されて、定電流回路２６から定電流の供給を受けるサーミスタ２８の内部抵抗値が変化して、サーミスタ２８の両端に発生する電圧が変化するため、温度検出部３０は、この電圧の変化を検出することによって、スイッチングタイミング演算部１４ａの周囲の温度を検出する。

駆動電圧波形生成部２３は、ブラシレスモータ１０の駆動モードに応じた電圧波形ｅ（ｔ）を生成する。すなわち、電圧波形ｅ（ｔ）として正弦波が選択されたときには、当該正弦波を所定の高周波成分からなる変調波でパルス幅変調したＰＷＭ波形を生成する。そして、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力される６つのセンサ信号の立ち下がりのタイミングで、生成したＰＷＭ波形をＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号として出力する。

一方、電圧波形ｅ（ｔ）として矩形波が選択されたときには、駆動電圧波形生成部２３において、電流切り替えタイミング生成部１７ｃで生成された電流切り替えタイミングを有する矩形波を生成する。そして、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力される６つのセンサ信号の立ち下がりのタイミングで、生成された矩形波をＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号として出力する。

このようにして駆動電圧波形生成部２３で生成された、正弦波に対応するＰＷＭ波形、または矩形波がモータ駆動部２０に入力される。

モータ駆動部２０は、ブラシレスモータ１０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に印加する電圧を発生させるタイミング信号を、モータ駆動部２０に接続されたＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）のゲートに印加する。

ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）は、電源供給部２２から供給される直流電圧を、前記タイミング信号で設定された所定のタイミングで断続して、ブラシレスモータ１０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に供給する。

このようにして各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に供給された電圧信号が、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加されることによって、ステータ３に回転磁界が発生し、この回転磁界と、ロータに設置されたメインマグネット（界磁用永久磁石）２との間で、磁力による吸引力と反発力が発生して、ブラシレスモータ１０が所定の回転数で回転する。

［実施例１の処理の流れの説明］
次に、実施例１の具体的な処理の流れについて、図５のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ５０）温度検出部３０にて、スイッチングタイミング演算部１４ａの周囲温度を検出する。

（ステップ５２）検出された温度が、所定の温度しきい値Ｔである８５℃を超えているか否かを判断する。温度しきい値Ｔを超えているときはステップＳ５４に進み、温度しきい値Ｔ以下であるときはステップＳ５６に進む。

（ステップＳ５４）ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード、すなわち矩形波で駆動する。なお、駆動時の目標回転数は、空調制御部２４から出力された空調制御信号に基づいて電流切り替えタイミング生成部１７ａで決定される。

（ステップＳ５６）ブラシレスモータ１０の目標回転数が１８００rpmよりも小さいか否かを判断する。この処理は、空調制御部２４から出力された空調制御信号に基づいて行われる。算出された目標回転数が１８００rpmよりも小さいときはステップＳ５８に進み、算出された目標回転数が１８００rpm以上であるときはステップＳ５４に進む。

（ステップＳ５８）ブラシレスモータ１０を第１の駆動モード、すなわち正弦波で駆動する。

（ステップＳ５９）ブラシレスモータ１０の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図５の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップＳ５０に戻る。

次に、本発明の第２の実施形態である実施例２について、図１、および図６から図１０を用いて説明する。本実施例２では、実施例１で用いた方法とは異なる方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードを実現する。

［実施例２における駆動モードの説明］
ブラシレスモータ１０を低騒音の回転状態で駆動する第１の駆動モードと、高効率の回転状態で駆動する第２の駆動モードを作り出す方法は、実施例１で説明した方法に限定されるものではない。

図６は、本実施例２において行うオーバーラップ制御の説明図である。図１（ｂ）に示す、接続点Ｕａと接続点Ｖａとの間に電圧を印加し、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１），（Ｑ５）を導通とする状態から、図１（ｄ）に示す、接続点Ｗａと接続点Ｖａとの間に電圧を印加し、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ３），（Ｑ５）を導通とする状態への切り替えを行う際に、図６に示すように、接続点Ｕａと接続点Ｗａを共に電源側に接続して、接続点Ｖａを接地側に接続する状態を作るものとする。このとき、接続点Ｕａと接続点Ｗａにはともに等しい電圧が印加されており、この状態をオーバーラップ状態と呼ぶことにする。

オーバーラップ状態にあるときは、接続点Ｕａ，接続点Ｗａは同電位となって、接続点Ｕａ，接続点Ｗａ間には電流が流れない。このため、図１（ｂ）の接続状態から図６に示すオーバーラップ状態を経て、図１（ｄ）の接続状態に移行させることによって、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流の変化が穏やかとなり、その結果、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に発生する磁束の変化が穏やかとなる。このため、ロータ１のメインマグネット２と電機子コイル（４ａ〜４ｆ）間の反発力の変化が穏やかとなって、反発力によって生じる固有振動音が小さくなる。また、その反面、有効な回転トルクを生じる期間が短くなるため、トルクの発生効率が低下する。

このオーバーラップ状態は、図７のタイミングチャートに示すように、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の各相（Ｕ，Ｖ、Ｗ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を切り替えるタイミングにおいて、切り替えタイミング前に電圧を印加していた相（Ｕ，Ｖ，Ｗのいずれか）と、切り替えタイミング後に電圧を印加する相（Ｕ，Ｖ，Ｗのいずれか）に、同時に電圧を印加することによって実現することができる。このとき、同時に電圧を印加する時間をオーバーラップ時間δと呼ぶことにする。

［実施例２におけるオーバーラップ制御の説明］
本実施例２では、具体的には、オーバーラップ時間δを図８に示すように制御する。すなわち、オーバーラップ時間δを長く（例えば６７０μsec）設定した、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動する第１の駆動モードと、オーバーラップ時間δを短く（例えば７５μsec）設定した、ブラシレスモータ１０を高効率で駆動する第２の駆動モードを設定する。

そして、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）を所定のタイミングでスイッチングする駆動制御部の温度が、予め設定した所定の温度しきい値Ｔ（例えば８５℃）を超えたときには、ブラシレスモータ１０を、目標回転数によらずに第２の駆動モード、すなわち、オーバーラップ時間δを短く設定した状態で駆動する。また、駆動制御部の温度が予め設定した所定の温度しきい値Ｔ（例えば８５℃）を超えていないときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数が低い（例えば１１２５rpm以下）ときには、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モード、すなわち、オーバーラップ時間δを長く設定した状態で駆動して、ブラシレスモータ１０の目標回転数が高い（例えば１８００rpm以上）ときには、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード、すなわち、オーバーラップ時間δを短く設定した状態で駆動する。なお、所定の温度しきい値Ｔは８５℃に限定されるものではなく、ブラシレスモータ１０の運転条件や駆動制御部が置かれている環境に応じて適宜設定される。

さらに、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１１２５rpmと１８００rpmの間にあるときには、目標回転数に応じてオーバーラップ時間δを緩やかに切り替える。これは、オーバーラップ時間を急激に変化させると、ブラシレスモータ１０の回転トルクも急激に変化するため、モータの回転むらが発生するためである。

［実施例２の構成の説明］
次に、実施例２の具体的な構成について、図９を用いて説明する。

図９は、本実施例２において、ブラシレスモータ１０の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置１００ｂの全体構成を示すブロック図である。ブラシレスモータ制御装置１００ｂの概略構成は、実施例１で説明したブラシレスモータ制御装置１００ａ（図４参照）とほぼ等しいものであるため、ここでは、ブラシレスモータ制御装置１００ａとの差異のみ説明する。

ブラシレスモータ制御装置１００ｂは、ブラシレスモータ制御装置１００ａが有していたスイッチングタイミング演算部１４ａ（図４参照）と駆動電圧波形生成部２３（図４参照）の代わりに、スイッチングタイミング演算部１４ｂを有する。

スイッチングタイミング演算部１４ｂはマイクロコンピュータで構成されており、さらに、オーバーラップ時間算出部１５ｂと、オーバーラップ制御部１６ｂと電流切り替えタイミング生成部１７ｂと、からなる。

オーバーラップ時間算出部１５ｂは、温度検出部３０が検出したスイッチングタイミング演算部１４ｂの周囲温度に基づいて、ブラシレスモータ１０の駆動モードを決定して、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前後の接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａのいずれか）に重複して電圧を印加する時間であるオーバーラップ時間δを算出する。

すなわち、温度検出部３０で検出された、マイクロコンピュータで構成されたスイッチングタイミング演算部１４ｂの周囲温度が、所定の温度しきい値Ｔを超えているときには、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流の切り替えタイミングにおいて、切り替え前に電流を流していた（電圧を印加していた）電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、切り替え後に電流を流す（電圧を印加する）電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、に重複して電流を流す（電圧を印加する）時間を減らすことによってブラシレスモータ１０を駆動する第２の駆動モードで駆動する。

一方、スイッチングタイミング演算部１４ｂの周囲温度が、所定の温度しきい値Ｔ以下であるときには、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流の切り替えタイミングにおいて、切り替え前に電流を流していた（電圧を印加していた）電機子コイルと、切り替え後に電流を流す（電圧を印加する）電機子コイルと、に重複して電流を流す（電圧を印加する）時間を増やすことによってブラシレスモータ１０を駆動する第１の駆動モードで駆動する。

オーバーラップ制御部１６ｂは、オーバーラップ時間算出部１５ｂで算出されたオーバーラップ時間δを実現するために必要な、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流の切り替えタイミングを算出する。

電流切り替えタイミング生成部１７ｂは、オーバーラップ制御部１６ｂで算出された電流の切り替えタイミングと、空調制御部２４から得た、ブラシレスモータ１０の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に流す電流の切り替えタイミングを決定する。このとき、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１８００rpm）よりも大きい値が指示されたときには、スイッチングタイミング演算部１４ｂの周囲温度が所定の温度しきい値Ｔ以下であっても、ブラシレスモータ１０を、オーバーラップ時間δが短い第２の駆動モードで駆動する。また、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１８００rpm）以下の値が指示されたときには、スイッチングタイミング演算部１４ｂの周囲温度が所定の温度しきい値Ｔを超えていたら、ブラシレスモータ１０を、オーバーラップ時間δが短い第２の駆動モードで駆動して、スイッチングタイミング演算部１４ｂの周囲温度が所定の温度しきい値Ｔ以下であると判断されたら、ブラシレスモータ１０を、オーバーラップ時間δが長い第１の駆動モードで駆動する。

［実施例２の処理の流れの説明］
次に、実施例２の具体的な処理の流れについて、図１０のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ６０）温度検出部３０にて、スイッチングタイミング演算部１４ｂの周囲温度を検出する。

（ステップ６２）検出された温度が、所定の温度しきい値Ｔである８５℃を超えているか否かを判断する。温度しきい値Ｔを超えているときはステップＳ７０に進み、温度しきい値Ｔ以下であるときはステップＳ６４に進む。

（ステップＳ６４）ブラシレスモータ１０の目標回転数が１８００rpm以上であるか否かを判断する。この処理は、空調制御部２４から出力された空調制御信号に基づいて行われる。目標回転数が１８００rpm以上であるときはステップＳ７０に進み、目標回転数が１８００rpmよりも小さいときはステップＳ６６に進む。

（ステップＳ６６）ブラシレスモータ１０の目標回転数が１１２５rpm以下であるか否かを判断する。この処理は、空調制御部２４から出力された空調制御信号に基づいて行われる。目標回転数が１１２５rpm以下であるときはステップＳ６８に進み、目標回転数が１１２５rpmよりも大きいときはステップＳ７２に進む。

（ステップＳ６８）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。

（ステップＳ７０）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。

（ステップＳ７２）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、目標回転数に応じたオーバーラップ時間δを有する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を駆動する。

（ステップＳ７４）ブラシレスモータ１０の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図１０の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップＳ６０に戻る。

なお、本実施例２では、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力される６つのセンサ信号の立ち下がりによって、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号をタイミング制御する。この場合、各センサ信号の立ち下がりに対応して、次の立ち下がりに相当するタイミング（ロータ１の３０°回転相当）を予測して、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号をオン／オフ制御する。その際、センサ信号の立ち下がりエッジ間の時間からロータ１の回転数を算出し、その回転数に対応したオーバーラップ制御のためのオーバーラップ時間δを求める。そして、ハイサイド側（電源側）およびローサイド側（接地側）のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号をオン／オフ制御する際、そのオーバーラップ時間δに応じたオーバーラップ制御を行う。なお、センサ信号の立ち上がりエッジを用いて同様の制御を行うこともできる。

また、オーバーラップ制御を行う際に、ハイサイド側のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ３）の出力のみ切り替えタイミングを制御して出力オフのタイミングを遅らせても、固有振動音を小さくする効果が得られるが、ローサイド側のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ４〜Ｑ６）の出力の切り替えタイミングも遅らせることによって、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の全ての電流切り替え時にオーバーラップ制御を行うことになり、よりいっそう固有振動音を小さくすることができる。

次に、本発明の第３の実施形態である実施例３について、図１１から図１５を用いて説明する。本実施例３では、実施例１，２で説明した方法とは異なる方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードを実現する。

［実施例３における駆動モードの説明］
図１１（ａ）は、ブラシレスモータ１０の状態を示す下面図である。ブラシレスモータ１０自体は、実施例１で説明したものと全く同じであるが、図１１（ａ）では、センサマグネット５が、メインマグネット２（界磁用永久磁石）に対して遅れ角３０°になるように、シャフト６に取り付けられている。この配置のとき、最も発生トルクが大きくなって、効率がよくなる。本実施例３においては、図１１（ａ）に示す状態でブラシレスモータ１０を駆動するモードを第２の駆動モードとする。

一方、図１１（ｂ）は、同じブラシレスモータ１０のセンサマグネット５を、遅れ角４２°でシャフト６に取り付けた状態を示す図である。この配置のとき、ブラシレスモータ１０の振動周波数とブラシレスモータを収納する収納ケースの固有振動周波数との共鳴によるうなり音が最も小さくなる。本実施例３においては、図１１（ｂ）に示す状態でブラシレスモータ１０を駆動するモードを第１の駆動モードとする。

なお、図１１（ａ），（ｂ）のブラシレスモータ１０も、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流を切り替えることによって回転方向Ｒの向きに回転する。その動作原理は、実施例１で説明した通りである。

そして、この電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流を切り替えるタイミングを制御することによって、センサマグネット５の、メインマグネット２（界磁用永久磁石）に対する遅れ角を制御することができる。すなわち、ブラシレスモータ１０を、図１１（ｂ）に示す状態（遅れ角４２°）に設計しておき、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流を切り替えるタイミングを制御することによって、図１１（ａ）に示す状態（遅れ角３０°）とすることができる。

この制御は、遅れ角を４２°から３０°に進める制御であるため、遅れ角の進角制御と呼ぶ。そして、この場合、遅れ角の進角量ｄは１２°となる。

すなわち、ブラシレスモータ１０の回転数が少ない（回転速度が遅い）ときには、遅れ角の進角量ｄを０°（図１１（ｂ）の状態）として駆動し（第１の駆動モード）、ブラシレスモータ１０の回転数が多い（回転速度が速い）ときには、遅れ角の進角量ｄを１２°（図１１（ａ）の状態）として駆動する（第２の駆動モード）ことによって、ブラシレスモータ１０が低速で回転しているときは低騒音で駆動して、ブラシレスモータ１０が高速で回転しているときは高効率で駆動することができる。

なお、ブラシレスモータ１０の機械的な誤差などによって、うなり音が最も小さくなる遅れ角には幅があるため、余裕をみて、例えば遅れ角４４°で取り付けておいて、誤差分を進角制御で補うようにする。本実際例３では、遅れ角の進角量ｄを８°（すなわち、第２の駆動モードにおける遅れ角は３６°）とする進角制御を行って、駆動モード１を駆動モード２に切り替える例をあげて説明する。

［実施例３における進角制御の説明］
本実施例３では、具体的には、遅れ角の進角量ｄを図１２に示すように制御する。すなわち、遅れ角の進角量ｄを０°に設定した、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動する第１の駆動モードと、遅れ角の進角量ｄを８°に設定した、ブラシレスモータ１０を高効率で駆動する第２の駆動モードを設定する。

そして、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）を所定のタイミングでスイッチングする駆動制御部の温度が、予め設定した所定の温度しきい値Ｔ（例えば８５℃）を超えたときには、ブラシレスモータ１０を、目標回転数によらずに第２の駆動モード、すなわち、遅れ角の進角量ｄを大きく設定した状態（ｄ＝８°）で駆動する。また、駆動制御部の温度が予め設定した所定の温度しきい値Ｔ（例えば８５℃）を超えていないときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数が低い（例えば１８００rpm以下）ときには、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モード、すなわち、遅れ角の進角量ｄを小さく設定した状態（ｄ＝０°）で駆動して、ブラシレスモータ１０の目標回転数が高い（例えば２５００rpm以上）ときには、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード、すなわち、遅れ角の進角量ｄを大きく設定した状態（ｄ＝８°）で駆動する。なお、所定の温度しきい値Ｔは８５℃に限定されるものではなく、ブラシレスモータ１０の運転条件や駆動制御部が置かれている環境に応じて適宜設定される。

さらに、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１８００rpmと２５００rpmの間にあるときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数に応じて遅れ角の進角量ｄを緩やかに切り替える。これは、遅れ角の進角量ｄを急激に変化させると、ブラシレスモータ１０の回転トルクも急激に変化するため、モータの回転むらが発生するためである。

なお、ブラシレスモータ１０の目標回転数のしきい値が、実施例２に記載した値（図８参照）と異なっているが、このしきい値は、個々のブラシレスモータ１０の特性や、空調制御部２４の仕様に基づいて設定される値であって、特定の値に限定されるものではない。

［実施例３の構成の説明］
次に、実施例３の具体的な構成について、図１３，図１４を用いて説明する。

図１３は、本実施例３において、ブラシレスモータ１０の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置１００ｃの全体構成を示すブロック図である。ブラシレスモータ制御装置１００ｃの概略構成は、実施例１で説明したブラシレスモータ制御装置１００ａ（図４参照）とほぼ等しいものであるため、ここでは、ブラシレスモータ制御装置１００ａとの差異のみ説明する。

ブラシレスモータ制御装置１００ｃは、ブラシレスモータ制御装置１００ａが有していたスイッチングタイミング演算部１４ａ（図４参照）と駆動電圧波形生成部２３（図４参照）の代わりに、スイッチングタイミング演算部１４ｃを有する。

スイッチングタイミング演算部１４ｃはマイクロコンピュータで構成されており、さらに、進角量算出部１５ｃと、進角制御部１６ｃと電流切り替えタイミング生成部１７ｃと、からなる。

進角量算出部１５ｃは、温度検出部３０が検出したスイッチングタイミング演算部１４ｃの周囲温度に基づいて、ブラシレスモータ１０の駆動モードを決定する。そして、スイッチングタイミング演算部１４ｃの周囲温度所定の温度しきい値Ｔ（例えば８５℃）を超えたときには、ブラシレスモータ１０を、目標回転数によらずに第２の駆動モード、すなわち、ロータ１に取り付けられた界磁用永久磁石２に対する、ロータ１と一体に取り付けられたセンサマグネット５の遅れ角の進角量ｄを大きく設定した状態で駆動する。

一方、進角量算出部１５ｃは、スイッチングタイミング演算部１４ｃの周囲温度が予め設定した所定の温度しきい値Ｔ（例えば８５℃）を超えていないときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数が低い（例えば１８００rpm以下）ときには、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モード、すなわち遅れ角の進角量ｄを小さく設定した状態で駆動して、ブラシレスモータ１０の目標回転数が高い（例えば１８００rpmよりも多い）ときには、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード、すなわち遅れ角の進角量ｄを大きく設定した状態で駆動する。なお、所定の温度しきい値Ｔは８５℃に限定されるものではなく、ブラシレスモータ１０の運転条件や駆動制御部が置かれている環境に応じて適宜設定される。

進角制御部１６ｃは、進角量算出部１５ｃで算出された遅れ角の進角量ｄを実現するために必要な、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流の切り替えタイミングを算出する。

電流切り替えタイミング生成部１７ｃは、進角制御部１６ｃで算出された電流の切り替えタイミングと、空調制御部２４から得た、ブラシレスモータ１０の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に流す電流の切り替えタイミングを、図１２に示す制御目標に基づいて決定する。

次に、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に流す電流の切り替えタイミングを決定する方法について、図１４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図１４(ａ)，（ｂ）は、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力されるセンサ信号と、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えるためにＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングするゲート信号との関係を示すタイムチャートである。

図１４（ａ）に示すセンサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ）は、それぞれ磁気センサＩＣ１から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示す。同様にセンサ信号（ＳＢＨ，ＳＢＬ）は、それぞれ磁気センサＩＣ２から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示し、センサ信号（ＳＣＨ，ＳＣＬ）は、それぞれ磁気センサＩＣ３から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示す。以上の６信号によって、ロータ１が３０°回転するごとに、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流切り替えタイミングをきめ細かく制御することができる。

図１４（ｂ）は、進角制御を行った際に、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）に印加するゲート信号を示し、ゲート信号（ＡＴ，ＢＴ，ＣＴ）はハイサイド側（電源側）のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ３）、ゲート信号（ＡＢ，ＢＢ，ＣＢ）はローサイド側（接地側）のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ４〜Ｑ６）に対するゲート信号を示す。

本実施例３では、前記した６つのセンサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ，ＳＢＨ，ＳＢＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）の立ち下がりによって、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号をタイミング制御する。この場合、各センサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ，ＳＢＨ，ＳＢＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）の立ち下がりに対応して、次の立ち下がりに相当するタイミング（ロータ１の３０°回転相当）を予測して、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号をオン／オフ制御する。その際、センサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ，ＳＢＨ，ＳＢＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）の立ち下がりエッジ間の時間からロータ１の回転速度を算出し、その回転速度に対応した進角制御のための遅れ角の進角量ｄを求める。そして、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号（ＡＴ，ＢＴ，ＣＴ，ＡＢ，ＢＢ，ＣＢ）をオン／オフ制御する際、その遅れ角の進角量ｄに応じた制御を行い、タイミング制御する。なお、センサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ，ＳＢＨ，ＳＢＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）の立ち上がりエッジを用いて同様の制御を行うこともできる。

［実施例３の処理の流れの説明］
次に、実施例３の具体的な処理の流れについて、図１５のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ８０）温度検出部３０にて、スイッチングタイミング演算部１４ｃの周囲温度を検出する。

（ステップＳ８２）検出された温度が、所定の温度しきい値Ｔである８５℃を超えているか否かを判断する。温度しきい値Ｔを超えているときはステップＳ９０に進み、温度しきい値Ｔ以下であるときはステップＳ８４に進む。

（ステップＳ８４）進角量算出部１５ｃにおいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数が２５００rpm以上か否かを判断する。もし、目標回転数が２５００rpm以上ならばステップＳ９０に進み、それ以外のときはステップＳ８６に進む。

（ステップＳ８６）進角量算出部１５ｃにおいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１８００rpm以下か否かを判断する。もし、目標回転数が１８００rpm以下ならばステップＳ８８に進み、それ以外のときはステップＳ９２に進む。

（ステップＳ８８）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動するように遅れ角の進角量ｄを設定する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。

（ステップＳ９０）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動するように遅れ角の進角量ｄを設定する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。

（ステップＳ９２）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、目標回転数に応じた進角制御を行う。具体的には、目標回転数に応じた遅れ角の進角量ｄを設定する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を駆動する。

（ステップＳ９４）ブラシレスモータ１０の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図１５の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップＳ８０に戻る。

以上、説明したように、実施例１に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両用ブラシレスモータ１０を、所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するときに、ブラシレスモータ１０のスイッチングタイミング演算部１４ａ（駆動制御部）の温度が上昇して、所定の温度しきい値Ｔを超えたと判断されたときには、ブラシレスモータ１０を、その回転数によらずに、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するため、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動していた低回転領域であっても、スイッチングタイミング演算部１４ａ（駆動制御部）の温度が上昇したときには、効率の高い第２の駆動モードで駆動されるため、回転数を低下させることなく運転を継続させることができる。そして、ブラシレスモータ１０の運転効率が上がることによって、熱の発生が少なくなるため、スイッチングタイミング演算部１４ａ（駆動制御部）のさらなる温度上昇を防止することができる。

また、実施例１に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、ブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の各接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を正弦波としてブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動することができ、第２の駆動モードを、電圧波形ｅ（ｔ）を矩形波としてブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ１０の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードを確実に切り替えることができる。

また、実施例２に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の各接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、切り替え後に電圧を印加する電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、に重複して電圧を印加する時間（オーバーラップ時間δ）を増やすことによってブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動することができ、第２の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の各接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、切り替え後に電圧を印加する電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、に重複して電圧を印加する時間（オーバーラップ時間δ）を減らすことによってブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ１０の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ１０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に印加する電圧波形のオーバーラップ時間δを変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを確実に切り替えることができる。

また、実施例３に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ１０への通電状態を制御するＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）（スイッチング素子）の切り替えタイミングを、ブラシレスモータ１０のロータ１に取り付けられたメインマグネット２（界磁用永久磁石）に対する、ロータ１と一体に取り付けられたセンサマグネット５の遅れ角の進角量ｄが大きくなるように制御して、ブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動することができ、第２の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ１０への通電状態を制御するＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）（スイッチング素子）の切り替えタイミングを、メインマグネット２（界磁用永久磁石）に対するセンサマグネット５の遅れ角の進角量ｄが小さくなるように制御して、ブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ１０の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ１０の遅れ角の進角量ｄを変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを確実に切り替えることができる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。

１００ａ ブラシレスモータ制御装置
１ ロータ
２ メインマグネット（界磁用永久磁石）
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ 電機子コイル
５ センサマグネット
１０ ブラシレスモータ
１２ センサ信号検出部
１４ａ スイッチングタイミング演算部
１７ａ 電流切り替えタイミング生成部
１８ 駆動波形決定部
２０ モータ駆動部
２２ 電源供給部
２３ 駆動電圧波形生成部
２４ 空調制御部
２６ 定電流回路
２８ サーミスタ
３０ 温度検出部
ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３ 磁気センサ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６ ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）
Ｕ，Ｖ，Ｗ 相
Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ 接続点

Claims (4)

1. 車両に搭載されたブラシレスモータを所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、前記ブラシレスモータを所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動する車両用ブラシレスモータの制御方法において、
   前記ブラシレスモータの駆動制御を行う駆動制御部の温度を検出して、前記温度が所定の温度しきい値を超えていると判断されたときには、ブラシレスモータを前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とする車両用ブラシレスモータの制御方法。
2. 前記第１の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧波形を正弦波として前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
   前記第２の駆動モードは、前記電圧波形を矩形波として前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法。
3. 前記第１の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
   前記第２の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法。
4. 前記第１の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、前記ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
   前記第２の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記界磁用永久磁石に対する前記センサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法。