JP2018074710A - モータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】逆起電圧が生じる期間が比較的長くなった場合でも、ロータの回転位置が誤検出されるのを抑制することが可能なモータの駆動装置を提供する。【解決手段】このモータ２００の駆動装置１００は、複数相の巻線２１１に、順次、通電相の切り替えを行いながら電力を供給する電源部１と、誘起電圧Ｖｉを検出する電圧検出部２と、位置検出タイミングに基づいて、電源部１の通電相の切り替えを制御する制御部３と、通電相の巻線２１１に流れる電流値Ｉを検出する電流値検出部４とを備える。制御部３は、電流値検出部４により検出された電流値Ｉに基づいて、通電相の切り替えによる巻線２１１の逆起電圧Ｚの検出を行わないマスク期間を決定する制御を行うように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、モータの駆動装置に関する。

従来、ロータの回転位置を取得する制御部を備えるモータの駆動装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、誘起電圧に基づいてロータの回転位置を取得する位置検出部を備えるモータの駆動装置が開示されている。このモータの駆動装置は、３相の巻線に通電相を切り替えながら電力を供給するインバータ回路と、通電相の切替タイミングを設定する通電タイミング回路とを備える。そして、位置検出部は、３相の巻線に生じる誘起電圧と基準電圧とを比較して、比較結果を位置信号として出力するように構成されている。また、通電タイミング回路は、位置検出部により位置信号が出力されたタイミング（以下「位置検出タイミング」）に基づいて、ロータが６０度回転するのに要した時間である周期時間を取得するように構成されている。そして、通電タイミング回路は、位置検出タイミングから周期時間の半分の長さの期間である遅延時間後に、インバータ回路により通電相を切り替える制御を行うとともに、位置検出タイミングから周期時間の４分の３の長さの期間であるマスク時間を設定するように構成されている。そして、位置検出部は、マスク時間中に位置検出を休止することにより、通電相の切り替えにより巻線に生じる逆起電圧に起因する誤ったロータの回転位置が検出されるのを抑制するように構成されている。

特開２０１４−２３２５７号公報

ここで、上記特許文献１では、マスク時間は、位置検出タイミングから周期時間の４分の３の長さの期間に設定されるように構成されている。しかしながら、上記特許文献１に記載のような従来のモータの駆動装置では、モータの負荷変動などに起因して、逆起電圧が生じる期間が比較的長くなり、マスク時間を超える場合がある。この場合、マスク時間を超えた時間に残存する逆起電圧に起因して位置検出タイミングが誤検出される場合があるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、逆起電圧が生じる期間が比較的長くなった場合でも、ロータの回転位置が誤検出されるのを抑制することが可能なモータの駆動装置を提供することである。

本願発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、通電相の切り替えによる巻線の逆起電圧が生じる期間は、直前に巻線に流れた電流値の大きさに比例し、この電流値が大きい場合に、逆起電圧が生じる期間がマスク期間を超える場合があり、この場合、ロータの回転位置が誤検出されるという知見を得た。この知見に基づき、以下の発明を想到するに至った。すなわち、この発明の一の局面におけるモータの駆動装置は、複数相の巻線を含むステータおよびロータを備えるモータの駆動装置であって、複数相の巻線に、順次、通電相の切り替えを行いながら電力を供給する電源部と、複数相の巻線のうちの通電相とは異なる巻線に誘起される誘起電圧が基準電圧を通過する通過タイミングを検出する通過タイミング検出部と、通過タイミング検出部により検出された通過タイミングに基づいて、電源部の前記通電相の切り替えを制御する制御部と、通電相の巻線に流れる電流値を検出する電流値検出部とを備え、制御部は、電流値検出部により検出された電流値に基づいて、通電相の切り替えによる巻線の逆起電圧の検出を行わないマスク期間を決定する制御を行うように構成されている。

この発明の一の局面によるモータの駆動装置では、上記のように、制御部を、電流値検出部により検出された電流値に基づいて、通電相の切り替えによる巻線の逆起電圧の検出を行わないマスク期間を決定する制御を行うように構成する。これにより、モータの負荷変動等に起因して、逆起電圧が生じる期間が比較的長くなった場合でも、電流値に基づいた逆起電圧が生じる期間に合わせてマスク期間を決定することができるので、逆起電圧が生じる期間がマスク期間を超えないように、マスク期間を決定することができる。その結果、逆起電圧が生じる期間が比較的長くなった場合でも、ロータの回転位置が誤検出されるのを抑制することができる。これにより、ロータの回転位置の誤検出によりモータが脱調状態になることを抑制することができる。

上記一の局面によるモータの駆動装置において、好ましくは、制御部は、検出された電流値に基づいて、逆起電圧が発生する期間に対応した期間であるマスク決定用期間を取得して、マスク決定用期間の長さと通過タイミングの周期である通過タイミング周期の長さとに基づいて、マスク期間を決定する制御を行うように構成されている。

ここで、通過タイミング周期は、通電相の切替えを行うタイミングである切替タイミングを決定する際に参照される。また、逆起電圧は、切替タイミングの直後から発生する。この点を考慮して、本発明では上記のように、逆起電圧が発生する期間に対応した期間であるマスク決定用期間に加えて、通過タイミング周期の長さに基づいて、マスク期間を決定することにより、逆起電圧が発生する期間と切替タイミングとの両方が考慮されたマスク期間を用いることにより、逆起電圧に起因したロータの回転位置の誤検出を、より確実に抑制することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、マスク決定用期間と電流値とが関連付けられたマスク用マップデータ、または、マスク決定用期間と電流値とが関連付けられた関数式のうちのいずれか一方と、検出された電流値とに基づいて、検出された電流値に対応するマスク決定用期間を取得する制御を行うように構成されている。

このように構成すれば、マスク用マップデータまたは関数式を用いることにより、容易に検出された電流値に対応するマスク決定用期間を取得することができる。

上記マスク決定用期間を取得する制御部を備えるモータの駆動装置において、好ましくは、制御部は、通過タイミング周期の２分の１以下の長さと、マスク決定用期間の長さを加えた長さの期間を、マスク期間として決定する制御を行うように構成されている。

ここで、たとえば、モータを台形波駆動させる場合には、制御部は、通過タイミングから通過タイミング周期の２分の１以下の長さの期間（以下、「切替期間」）の経過後に、巻線の通電相を切り替える制御を行うように構成される。この点に着目して、本発明では上記のように構成することにより、マスク期間を、切替期間にマスク決定用期間を加えた長さの期間として決定することができるので、巻線の通電相が切り替えられた時点から生じる逆起電圧に起因するロータの回転位置の誤検出をより効果的に抑制することができる。

上記マスク決定用期間を取得する制御部を備えるモータの駆動装置において、好ましくは、制御部は、取得したマスク決定用期間が通過タイミング周期の２分の１の長さ以下の場合に、通過タイミング周期の２分の１の長さと、マスク決定用期間の長さを加えた長さの期間を、マスク期間として決定するとともに、取得したマスク決定用期間が通過タイミング周期の２分の１の長さよりも大きい場合に、通過タイミング周期の長さをマスク期間として決定する制御を行うように構成されている。

このように構成すれば、取得したマスク決定用期間が通過タイミング周期の２分の１の長さよりも大きい場合でも、決定されるマスク期間が、通過タイミング周期よりも大きい長さに決定されないので、決定されたマスク期間が、次回以降に決定される通過タイミング周期およびマスク期間に重複するのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、マスク期間を通過タイミング周期の長さに決定した場合に、直前の通過タイミングからマスク期間が経過後、直前の通過タイミングと直前の通過タイミングの１つ前の通過タイミングとに基づいて、通過タイミング周期を決定する制御を行うように構成されている。

このように構成すれば、取得したマスク決定用期間が通過タイミング周期の２分の１の長さよりも大きい場合にマスク期間が通過タイミング周期の長さに決定されることにより、通過タイミング周期中に通過タイミングを取得できない場合でも、直前の通過タイミングと直前の通過タイミングの１つ前の通過タイミングとに基づいて、モータの駆動を継続させることができる。

［付記項］
なお、本出願では、上記一の局面によるモータの駆動装置とは別に、以下のような他の構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記一の局面によるモータの駆動装置において、制御部は、電源部の通電相の切り替えを制御するごとに、マスク期間の決定を行うように構成されている。

このように構成すれば、電源部の通電相の切り替えを制御する毎に、マスク期間を更新することができるので、モータの負荷変動が繰り返し生じた場合でも、逆起電圧に起因したロータの回転位置の誤検出を効果的に抑制することができる。

（付記項２）
すなわち、上記マスク決定用期間を取得するモータの駆動装置において、制御部は、マスク用マップデータと検出された電流値とに基づいて、検出された電流値に対応するマスク決定用期間を取得するように構成されている。

このように構成すれば、比較的複雑な関数式によりマスク決定用期間を算出する場合に比べて、複雑な計算をする必要がない分、制御部の制御負担を軽減することができる。

本発明の一実施形態によるモータの駆動装置の全体構成を模式的に示した回路図である。 本発明の一実施形態によるモータの駆動装置の動作のタイミングを説明するためのタイミング図である。 本発明の一実施形態によるモータの電流値と逆起電圧期間およびマスク決定用期間との関係を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるモータの駆動装置のマスク用マップデータを説明するための図である。 本発明の一実施形態によるモータの駆動装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［モータの駆動装置の構成］
図１〜図４を参照して、一実施形態によるモータ２００の駆動装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、駆動装置１００は、モータ２００を駆動させるとともに、モータ２００の駆動を制御する機能を有する。モータ２００は、複数相（たとえば、Ｕ−Ｖ相、Ｖ−Ｗ相、および、Ｗ−Ｕ相の３相）の巻線２１１を含むステータ２１０と、複数の磁極対を有するロータ２２０とを含む。

（モータの構成）
モータ２００は、いわゆるセンサレスブラシレスモータとして構成されている。すなわち、モータ２００には、ブラシが設けられていないとともに、ロータ２２０の回転位置を検出するための回転位置検出用素子が設けられていない。また、モータ２００は、たとえば、車両に搭載される電動オイルポンプの一部を構成する。なお、一般的に電動オイルポンプの負荷変動は、一般的な水ポンプの負荷変動に比べて大きくなる。また、オイルが低温の状態で電動オイルポンプが駆動される場合に、負荷が大きくなる。

モータ２００の巻線２１１は、Δ結線により互いに接続されている。具体的には、巻線２１１は、Ｕ相端子２１２ｕおよびＶ相端子２１２ｖに接続されたＵＶ間巻線２１１ａと、Ｖ相端子２１２ｖおよびＷ相端子２１２ｗに接続されたＶＷ間巻線２１１ｂと、Ｗ相端子２１２ｗおよびＵ相端子２１２ｕに接続されたＷＵ間巻線２１１ｃとを含む。なお、以下の記載では、Ｕ相端子２１２ｕ、Ｖ相端子２１２ｖ、および、Ｗ相端子２１２ｗを特に区別しない場合には、「動力端子２１２」として記載する。

そして、モータ２００は、ステータ２１０の巻線２１１に、順次、通電相の切り替えが行われながら電力を供給することにより、ロータ２２０を回転させるように構成されている。なお、本願明細書では、「通電相の切り替え」とは、Ｕ相端子２１２ｕ、Ｖ相端子２１２ｖ、および、Ｗ相端子２１２ｗに通電する状態（後述する電圧Ｅ固定状態、ハイインピーダンス状態、および、ゼロ電圧拘束状態）を切り替えることにより、巻線２１１に流れる電流の相を切り替えることを意味するものとして記載している。

また、ロータ２２０は図示しない負荷に接続されている。そして、モータ２００は、ロータ２２０を回転させることにより、負荷に回転運動を伝達するように構成されている。

（駆動装置の構成）
駆動装置１００は、図１に示すように、電源部１と、電圧検出部２（通過タイミング検出部の一例）と、制御部３と、電流値検出部４と、記憶部５とを備える。詳細には、電源部１は、モータ２００の巻線２１１に、順次、通電相の切り替えを行いながら電力を供給するように構成されている。これにより、駆動装置１００は、モータ２００を台形波駆動する装置として構成されている。電圧検出部２は、複数相の巻線２１１のうちの通電相とは異なる巻線２１１に誘起される誘起電圧Ｖｉ（Ｖｉｕ、Ｖｉｖ、および、Ｖｉｗ）を検出するように構成されている。

制御部３は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含み、記憶部５に記憶されたプログラム５１に基づいて、駆動装置１００の各部を制御するように構成されている。たとえば、制御部３は、電圧検出部２の検出結果に基づいて、パルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ信号）を電源部１に伝達することにより電源部１の動作を制御するように構成されている。

電源部１は、直流電源部１ａとインバータ回路１０とを含む。直流電源部１ａは、たとえば、バッテリを含み、所定の直流電圧Ｅ（以下、「電源電圧Ｅ」）をインバータ回路１０に印加するように構成されている。インバータ回路１０は、たとえば、３相ブリッジ回路により構成されている。そして、直流電源部１ａは、インバータ回路１０の３相の共通の入力端子１１ｐ、および、接地端子１１ｎに接続されている。

インバータ回路１０は、３相の各相に上側アーム部を構成するスイッチング素子１２と下側アーム部を構成するスイッチング素子１３とを含む。たとえば、スイッチング素子１２および１３は、それぞれ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）により構成されている。

また、３相のスイッチング素子１２は、入力端子１１ｐに接続されている。また、３相のスイッチング素子１３は、接地端子１１ｎに接続されている。そして、各相において、スイッチング素子１２とスイッチング素子１３とは直列に接続されており、スイッチング素子１２および１３の間に動力端子２１２が配線を介して接続されている。すなわち、Ｕ相のスイッチング素子１２および１３の間にＵ相端子２１２ｕが接続されており、Ｖ相のスイッチング素子１２および１３の間にＶ相端子２１２ｖが接続されており、Ｗ相のスイッチング素子１２および１３の間にＷ相端子２１２ｗが接続されている。

また、スイッチング素子１２および１３は、それぞれ、スイッチング部１４とダイオード部１５とを含む。スイッチング部１４とダイオード部１５とは、電気的に並列に接続されている。スイッチング部１４は、制御部３からのＰＷＭ信号に基づいて、両端間を導通させる導通状態（オン状態）と、両端間を遮断する遮断状態（オフ状態）とを切り替え可能に構成されている。

スイッチング素子１２のダイオード部１５は、動力端子２１２（巻線２１１）に生じた逆起電圧Ｚを入力端子１１ｐ側に通電するように構成されている。また、スイッチング素子１３のダイオード部１５は、接地端子１１ｎから動力端子２１２（巻線２１１）に通電するように構成されている。

動力端子２１２は、図２に示すように、スイッチング素子１２および１３がオンオフ制御されることにより、３つの状態を構成する。この３つの状態は、３相各相で同様であるため、以下、Ｕ相端子２１２ｕについて説明する。Ｕ相端子２１２ｕは、スイッチング素子１２が導通状態で、かつ、スイッチング素子１３が遮断状態の場合、電源電圧Ｅに固定された状態（図２の期間Ｔｕ１参照）になる。また、Ｕ相端子２１２ｕは、スイッチング素子１２が遮断状態で、かつ、スイッチング素子１３が導通状態の場合、ゼロ電圧（略接地電位）に固定された状態（図２の期間Ｔｕ３参照）になる。また、Ｕ相端子２１２ｕは、スイッチング素子１２および１３がともに遮断状態の場合、ハイインピーダンス状態（図２の期間Ｔｕ２およびＴｕ４参照）になる。なお、図２では、デューティ１００％の状態を図示しているが、デューティ１００％未満の場合、デューティオフの期間は、電源電圧Ｅに固定された状態（電圧Ｅ固定状態）、または、ハイインピーダンス状態であっても、電圧がゼロとなる。

また、図２に示すように、ハイインピーダンス状態のＵ相端子２１２ｕには、Ｕ相誘起電圧Ｖｉｕが誘起される。Ｕ相誘起電圧Ｖｉｕは、Ｕ相端子２１２ｕに接続されたＵＶ間巻線２１１ａおよびＷＵ間巻線２１１ｃにロータ２２０の磁極対からの磁束が鎖交することにより発生する。したがって、Ｕ相誘起電圧Ｖｉｕは、ＵＶ間巻線２１１ａおよびＷＵ間巻線２１１ｃとロータ２２０との相対回転位置関係に対応して変化する。また、以下の記載では、Ｕ相誘起電圧Ｖｉｕ、Ｖ相誘起電圧Ｖｉｖ、および、Ｗ相誘起電圧Ｖｉｗを特に区別しない場合には、誘起電圧Ｖｉと記載する。

また、制御部３は、誘起電圧Ｖｉが基準電圧Ｖｃを通過した通過タイミングに基づいてロータ２２０の回転位置（位置検出タイミングｔ１）を取得して、取得したロータ２２０の回転位置に基づいて、通電相の切り替えを制御するように構成されている。以下、具体的に説明する。

電圧検出部２は、図１に示すように、Ｕ相比較回路２０ｕと、Ｖ相比較回路２０ｖと、Ｗ相比較回路２０ｗとを含む。すなわち、電圧検出部２および制御部３は、いわゆる、３相独立形式のロータ２２０の回転位置の検出回路として構成されている。なお、図１では、ロータ２２０の回転位置の検出回路を３相独立形式として図示しているが、ロータ２２０の回転位置の検出回路は、３相独立形式に限らず、３相合成形式であってもよい。

Ｕ相比較回路２０ｕの正側入力端子２１ｕは、抵抗器Ｒ１を介して、Ｕ相端子２１２ｕが接続されている。Ｖ相比較回路２０ｖの正側入力端子２１ｖは、抵抗器Ｒ２を介して、Ｖ相端子２１２ｖが接続されている。Ｗ相比較回路２０ｗの正側入力端子２１ｗは、抵抗器Ｒ３を介して、Ｗ相端子２１２ｗが接続されている。

また、Ｕ相比較回路２０ｕの負側入力端子２２ｕ、Ｖ相比較回路２０ｖの負側入力端子２２ｖ、および、Ｗ相比較回路２０ｗの負側入力端子２２ｗには、たとえば、電源電圧Ｅが複数の抵抗器Ｒ４およびＲ５により２分の１に分圧された基準電圧Ｖｃ（Ｅ／２）が入力されている。

そして、Ｕ相比較回路２０ｕ、Ｖ相比較回路２０ｖおよびＷ相比較回路２０ｗは、それぞれ、動力端子２１２の電圧と基準電圧Ｖｃとの大小を比較して、比較結果信号ＣＳｕ、ＣＳｖ、および、ＣＳｗを制御部３に出力するように構成されている。たとえば、Ｕ相比較回路２０ｕは、Ｕ相端子２１２ｕの電圧が基準電圧Ｖｃよりも大きい場合には、ハイレベル（図２では「Ｈ」と記載）の比較結果信号ＣＳｕを出力し、Ｕ相端子２１２ｕの電圧が基準電圧Ｖｃ以下の場合には、ローレベル（図２では「Ｌ」と記載）の比較結果信号ＣＳｕを出力する。

そして、制御部３は、Ｕ相比較回路２０ｕ、Ｖ相比較回路２０ｖ、および、Ｗ相比較回路２０ｗからの比較結果信号ＣＳｕ、ＣＳｖ、および、ＣＳｗを取得することにより、誘起電圧Ｖｉが基準電圧Ｖｃを通過した通過タイミングを取得するように構成されている。すなわち、制御部３は、ゼロクロスの時点である、比較結果信号ＣＳｕ、ＣＳｖ、および、ＣＳｗがハイレベルからローレベルに変化した時点、および、ローレベルからハイレベルに変化した時点を、ロータ２２０の回転位置（位置検出タイミングｔ１）として取得するように構成されている。なお、この場合の「通過タイミング」を「有効な通過タイミング」とする。

また、図２に示すように、検出されるロータ２２０の回転位置（位置検出タイミングｔ１）は、電気角の３６０度内（期間Ｔｕ１〜Ｔｕ４）に、各相２個ずつの合計６個ある。すなわち、電気角の６０度間隔で位置検出タイミングｔ１が制御部３により取得される。

また、制御部３は、ＰＷＭ制御に起因した比較結果信号ＣＳｕ、ＣＳｖ、および、ＣＳｗのゼロクロス信号を、ロータ２２０の回転位置（位置検出タイミングｔ１）としては取得しないように構成されている。すなわち、制御部３は、電圧Ｅ固定状態またはハイインピーダンス状態において、デューティオンの期間からデューティオフの期間またはデューティオフの期間からデューティオンの期間に切り替わることにより、電圧が基準電圧Ｖｃを通過する通過タイミングを位置検出タイミングｔ１として取得しないように構成されている。なお、この場合の「通過タイミング」を「有効でない通過タイミング」とする。

また、制御部３は、取得した位置検出タイミングｔ１に基づいて、動力端子２１２（巻線２１１）の通電相を切り替える切替タイミングｔ２を設定する制御を行うように構成されている。

具体的には、図２に示すように、制御部３は、直前の２回の有効な通過タイミングである位置検出タイミングｔ１（たとえば、位置検出タイミングｔ１１およびｔ１２）から電気角の６０度に対応する周期期間ＴＭ１（通過タイミング周期の一例）を設定する。そして、制御部３は、周期期間ＴＭ１の２分の１の長さの切替期間ＴＭ２を設定する。なお、制御部３は、進角が設定されている場合には、進角に対応した電気角分、周期期間ＴＭ１の２分の１よりも小さく切替期間ＴＭ２が設定されるように構成されている。

そして、制御部３は、位置検出タイミングｔ１から切替期間ＴＭ２が経過した時に、切替タイミングｔ２とするように構成されている。そして、制御部３が、切替期間ＴＭ２に基づいて通電相を切り替える制御を行うことにより、各相の動力端子２１２では、電気角１２０度の電圧Ｅ固定状態（図２の期間Ｔｕ１）、６０度のハイインピーダンス状態（図２の期間Ｔｕ２）、１２０度のゼロ電圧固定状態（図２の期間Ｔｕ３）、および、６０度のハイインピーダンス状態（図２の期間Ｔｕ４）が繰り返される。これにより、モータ２００は、台形波駆動される。また、動力端子２１２は、各相同士において、電気角の１２０度分ずれるように制御されている。

電流値検出部４は、図１に示すように、たとえば、カレントトランス等の電流検出器を含み、電源部１からモータ２００の巻線２１１（動力端子２１２）に供給される電力の電流値Ｉを検出するように構成されている。具体的には、電流値検出部４は、電源部１と各動力端子２１２との間を接続する配線の近傍に配置され、通電相の巻線２１１に流れる電流値Ｉを検出するように構成されている。電流値検出部４は、電流値Ｉの情報を随時、制御部３に伝達するように構成されている。

記憶部５は、たとえば、不揮発性メモリを含む。そして、記憶部５には、制御部３が制御処理を行うためのプログラム５１と、後述するマスク用マップデータ５２とが記憶されている。

（マスク期間の決定に関する構成）
図２に示すように、動力端子２１２の電圧の波形には、通電相の切り替えにより生じる逆起電圧Ｚの波形が重畳している。ここで、逆起電圧Ｚの波形は、切替タイミングｔ２の直後に発生する。なお、本願明細書では、「逆起電圧」を、通電相が切り替えられる際に、巻線２１１の自己誘導作用により生じた電圧のみを意味するものではなく、巻線２１１から自己誘導作用により生じた電圧（電流）が、駆動装置１００の回路（ダイオード部１５等）を還流することにより、電圧値が変化した状態の電圧をも含む、広い概念を意味するものとして記載している。

ここで、図３（ａ）に示すように、逆起電圧Ｚが継続する長さ（逆起電圧Ｚが終了するまでの期間：逆起電圧期間Ｔｚ）と、通電相の巻線２１１の電流値Ｉとは、比例関係を有する。すなわち、モータ２００に接続されている負荷が大きく、巻線２１１に流れていた電流の電流値Ｉが大きい場合、逆起電圧期間Ｔｚが長くなり、モータ２００の負荷が小さく、巻線２１１に流れていた電流の電流値Ｉが小さい場合、逆起電圧期間Ｔｚが短くなる。

そこで、本実施形態では、制御部３は、電流値検出部４により検出された電流値Ｉに基づいて、逆起電圧Ｚにより位置検出タイミングｔ１（通過タイミング）を誤検出するのを抑制するためのマスク期間ＴＭ３を決定する（設定する）ように構成されている。

具体的には、本実施形態では、制御部３は、電流値検出部４から電流値Ｉを取得して、取得した電流値Ｉに基づいて、マスク用マップデータ５２を参照して、電流値Ｉに基づいたマスク決定用期間Ｔｄを取得する制御を行うように構成されている。そして、制御部３は、取得したマスク決定用期間Ｔｄに基づいて、マスク期間ＴＭ３を決定するように構成されている。

詳細には、制御部３は、マスク期間ＴＭ３の決定を行う直前の周期期間ＴＭ１に通電相の巻線２１１に流れた電流値Ｉを電流値検出部４から取得するように構成されている。また、図４に示すように、記憶部５に記憶されているマスク用マップデータ５２は、マスク決定用期間Ｔｄと電流値Ｉとが関連付けられて構成されている。たとえば、マスク用マップデータ５２は、電流値Ｉ１に関連付けられたマスク決定用期間Ｔｄとしての期間Ｔｄ１を含む。同様に、たとえば、マスク用マップデータ５２は、電流値Ｉ２〜Ｉ５に関連付けられたマスク決定用期間Ｔｄとして期間Ｔｄ２〜Ｔｄ５を含む。

また、マスク決定用期間Ｔｄは、逆起電圧期間Ｔｚに対応した長さの期間である。たとえば、マスク決定用期間Ｔｄは、予め実験的にモータ２００が駆動されて測定された逆起電圧期間Ｔｚに対応する期間とするか、または、駆動装置１００に接続されるモータ２００の逆起電圧期間Ｔｚに対応する期間に応じて同定された期間として記憶されている。

また、マスク決定用期間Ｔｄは、逆起電圧期間Ｔｚと略同一の長さの期間（Ｔｄ≒Ｔｚ）か、または、逆起電圧期間Ｔｚよりも大きい長さを有する期間（Ｔｄ＞Ｔｚ）として構成されている。言い換えると、マスク決定用期間Ｔｄは、逆起電圧期間Ｔｚと同一（Ｔｄ＝Ｔｚ：図３の（ｂ）の実線Ｃ１）として構成されていてもよいし、逆起電圧期間Ｔｚにマージン（モータ２００の個体ばらつき等に起因する期間Ｔｅｒ）を加えたもの（Ｔｄ＝Ｔｚ＋Ｔｅｒ：図３の（ｂ）の点線Ｃ２）、または、マージンを考慮した乗数Ａ（＞１）を乗算したもの（Ｔｄ＝Ａ×Ｔｚ：図３の（ｂ）の点線Ｃ３）として構成されていてもよい。

そして、本実施形態では、取得したマスク決定用期間Ｔｄの長さと通過タイミングの周期である周期期間ＴＭ１とに基づいて、マスク期間ＴＭ３を決定する制御を行うように構成されている。具体的には、本実施形態では、制御部３は、周期期間ＴＭ１の２分の１以下の長さに、マスク決定用期間Ｔｄの長さを加えた長さの期間を、マスク期間ＴＭ３として設定する制御を行うように構成されている。

また、制御部３は、進角が設定されていない場合（進角が０度の場合）、周期期間ＴＭ１の２分の１の長さに、マスク用マップデータ５２を参照して取得されたマスク決定用期間Ｔｄの長さを加えた長さ（Ｔｄ＋（ＴＭ１）／２）のマスク期間ＴＭ３を設定するように構成されている。

そして、制御部３は、切替タイミングｔ２からマスク期間ＴＭ３が経過するまで（マスク期間ＴＭ３の間）、位置検出タイミングｔ１（通過タイミング）を取得しない制御を行うように構成されている。すなわち、マスク期間ＴＭ３中の通過タイミングは、有効でない通過タイミングとなる。

また、本実施形態では、制御部３は、取得したマスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１の長さ以上（Ｔｄ≧（ＴＭ１）／２）である場合に、マスク期間ＴＭ３を、周期期間ＴＭ１の長さに決定する制御を行うように構成されている。たとえば、図２に示すマスク決定用期間Ｔｄａ（点線）は、周期期間ＴＭ１の２分の１よりも長い期間であるとする。この場合、制御部３は、マスク期間ＴＭ３ａ（点線）を、周期期間ＴＭ１の長さに決定する制御を行うように構成されている。

また、本実施形態では、制御部３は、マスク期間ＴＭ３を周期期間ＴＭ１の長さに決定した場合に、直前の有効な通過タイミングである位置検出タイミングｔ１（以下、「位置検出タイミングｔ１１」）からマスク期間ＴＭ３が経過後、位置検出タイミングｔ１１と位置検出タイミングｔ１１の１つ前の有効な通過タイミングである位置検出タイミングｔ１（以下、「位置検出タイミングｔ１２」）とに基づいて、周期期間ＴＭ１を決定する制御を行うように構成されている。

すなわち、制御部３は、マスク期間ＴＭ３を周期期間ＴＭ１の長さに決定した場合（マスク期間ＴＭ３ａの場合）、マスク期間ＴＭ３ａが経過した時点で周期期間ＴＭ１が経過しているため、位置検出タイミングｔ１は取得されない。そこで、制御部３は、過去直近２回分の位置検出タイミングｔ１を用いて、モータ２００の駆動を継続するように構成されている。この後、たとえば、制御部３により、マスク期間ＴＭ３が周期期間ＴＭ１未満に更新された後に、再び位置検出タイミングｔ１を取得して、取得した位置検出タイミングｔ１に基づいて、周期期間ＴＭ１および切替期間ＴＭ２が更新されるように構成されている。

また、制御部３は、マスク期間ＴＭ３の決定（設定）を、電源部１の通電相の切り替えを制御する際に、繰り返し行うように構成されている。すなわち、制御部３は、周期期間ＴＭ１ごとに、マスク期間ＴＭ３を繰り返し更新するように構成されている。

（モータの駆動装置の制御処理）
次に、図５を参照して、本実施形態によるモータ２００の駆動装置１００の制御処理について説明する。なお、駆動装置１００の制御処理は、制御部３により実行される。

まず、ステップＳ１において、周期期間ＴＭ１が設定される。たとえば、図２に示すように、直前の有効な通過タイミングである位置検出タイミングｔ１１と、位置検出タイミングｔ１１の１つ前に有効な通過タイミングとして取得された位置検出タイミングｔ１２との間隔が周期期間ＴＭ１として設定される。その後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、切替期間ＴＭ２が設定される。たとえば、周期期間ＴＭ１の２分の１の長さの期間が切替期間ＴＭ２として設定される。なお、進角が設定されている場合には、進角分、周期期間ＴＭ１の２分の１の長さよりも小さい期間が切替期間ＴＭ２として設定される。その後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、電流値検出部４から取得された電流値Ｉに基づいて、マスク用マップデータ５２から、マスク決定用期間Ｔｄが参照される。具体的には、電流値Ｉは、直前の周期期間ＴＭ１に通電相の巻線２１１に流れた電流値として検出された電流値である。その後、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、マスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１より大きいか否かが判断される。すなわち、ステップＳ１において取得された周期期間ＴＭ１の２分の１と、ステップＳ４において取得されたマスク決定用期間Ｔｄとの比較が行われる。そして、マスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１より大きい場合、ステップＳ６に進み、マスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１以下の場合、ステップＳ５に進む。

マスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１以下の場合に進むステップＳ５において、マスク期間ＴＭ３が周期期間ＴＭ１の２分の１にマスク決定用期間Ｔｄを加えた長さに設定される。すなわち、マスク期間ＴＭ３の決定が行われる。その後、ステップＳ７に進む。

マスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１より大きい場合（たとえば、図２のＴｄａ参照）に進むステップＳ６において、マスク期間ＴＭ３が周期期間ＴＭ１の長さ（たとえば、図２のＴＭ３ａ参照）に設定される。すなわち、マスク期間ＴＭ３の決定が行われる。その後、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、切替期間ＴＭ２が経過したか否かが判断される。切替期間ＴＭ２が経過するまでこの判断は繰り返され、切替期間ＴＭ２が経過した場合、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、通電相が切り替えられる。すなわち、電源部１からの各相の動力端子２１２に印加される電圧の状態（電圧Ｅ固定状態、ハイインピーダンス状態、および、ゼロ電圧固定状態）が切り替えられる。その後、ステップＳ８に進む。

ステップＳ９において、マスク期間ＴＭ３が経過したか否かが判断される。マスク期間ＴＭ３が経過するまでこの判断は繰り返され、マスク期間ＴＭ３が経過した場合、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、マスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１より大きいか否かが判断される。そして、マスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１より大きい場合、ステップＳ１に戻る。すなわち、この場合、ステップＳ６においてマスク期間ＴＭ３が周期期間ＴＭ１の長さに設定されているので、マスク期間ＴＭ３（ＴＭ３ａ）が経過した時点で周期期間ＴＭ１が経過している。このため、マスク期間ＴＭ３が経過した時点で新たな有効な通過タイミング（位置検出タイミングｔ１）を取得することはできないので、ステップＳ１に戻り、直前の位置検出タイミングｔ１１と直前よりも１つ前の位置検出タイミングｔ１２とに基づいて周期期間ＴＭ１および切替期間ＴＭ２が設定される。

マスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１以下の場合に進むステップＳ１１において、位置検出タイミングｔ１が取得されたか否かが判断される。位置検出タイミングｔ１が取得されるまでこの判断は繰り返され、位置検出タイミングｔ１が取得された場合、ステップＳ１に戻る。すなわち、上記のステップＳ１〜Ｓ１１が繰り返されることにより、周期期間ＴＭ１、切替期間ＴＭ２、および、マスク期間ＴＭ３が繰り返し更新されながら、モータ２００の駆動が行われる。

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、制御部３を、電流値検出部４により検出された電流値Ｉに基づいて、通電相の切り替えによる巻線２１１の逆起電圧Ｚの検出を行わないマスク期間ＴＭ３を決定する制御を行うように構成する。これにより、モータ２００の負荷変動等に起因して、逆起電圧期間Ｔｚの長さが比較的長くなった場合でも、電流値Ｉに基づいた逆起電圧期間Ｔｚに合わせてマスク期間ＴＭ３を決定することができるので、逆起電圧期間Ｔｚがマスク期間ＴＭ３を超えないように、マスク期間を決定することができる。その結果、逆起電圧期間Ｔｚが比較的長くなった場合でも、ロータ２２０の回転位置が誤検出されるのを抑制することができる。これにより、位置検出タイミングｔ１の誤検出によりモータ２００が脱調状態になることを抑制することができる。また、モータ２００の負荷が変動しても（比較的長くなった場合でも）ロータ２２０の回転位置が誤検出されるのを抑制することができるので、たとえば、モータ２００を電動ポンプの一部として構成する際に、作動温度幅を、特に低温側に、拡張することができる。そして、モータ２００を駆動する際に、駆動装置１００の負荷および指令電流値における範囲の幅（制御幅）を拡張することができる。

また、本実施形態では、上記のように、逆起電圧期間Ｔｚに対応した期間であるマスク決定用期間Ｔｄに加えて、周期期間ＴＭ１の長さに基づいて、マスク期間ＴＭ３を決定することができるので、逆起電圧期間Ｔｚと切替タイミングｔ２との両方が考慮されたマスク期間ＴＭ３を用いることにより、逆起電圧Ｚに起因したロータ２２０の回転位置の誤検出を、より確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、マスク用マップデータ５２を用いることにより、容易に検出された電流値Ｉに対応するマスク決定用期間Ｔｄを取得することができる。また、比較的複雑な関数式によりマスク決定用期間Ｔｄを算出する場合に比べて、複雑な計算をする必要がない分、制御部３の制御負担を軽減することができる。

また、本実施形態では、上記のように、マスク期間ＴＭ３を、切替期間ＴＭ２（ＴＭ１の２分の１の長さ）にマスク決定用期間Ｔｄを加えた長さの期間として決定することができるので、巻線２１１の通電相が切り替えられた時点である切替タイミングｔ２から生じる逆起電圧Ｚに起因するロータ２２０の回転位置の誤検出をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、取得したマスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１の長さよりも大きい場合でも、決定されるマスク期間ＴＭ３が、周期期間ＴＭ１よりも大きい長さに決定されないので、決定されたマスク期間ＴＭ３が、次回以降に決定される周期期間ＴＭ１およびマスク期間ＴＭ３に重複するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、取得したマスク決定用期間Ｔｄが周期期間ＴＭ１の２分の１の長さよりも大きい場合にマスク期間ＴＭ３が周期期間ＴＭ１の長さに決定されることにより、周期期間ＴＭ１中に通過タイミングを取得できない場合でも、直前の位置検出タイミングｔ１１と直前の位置検出タイミングｔ１１の１つ前の位置検出タイミングｔ１２に基づいて、モータ２００の駆動を継続させることができる。これにより、不必要なモータ２００の駆動の停止を抑制することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、モータをＰＷＭ信号に基づいてＰＷＭ制御するように駆動装置を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、モータをＰＷＭ制御せずに（デューティ１００％の状態で）駆動するように駆動装置を構成してもよい。

また、上記実施形態では、モータを台形波駆動させるように駆動装置を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、モータを矩形波駆動させるように駆動装置を構成してもよい。

また、上記実施形態では、動力端子（巻線）に電源電圧Ｅとゼロ電圧との間の電圧を印加するように電源部を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、動力端子（巻線）に電源電圧Ｅと−Ｅとの間の電圧を印加するように電源部を構成してもよい。

また、上記実施形態では、電流値検出部にカレントトランスを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電流値検出部に電流値検出用抵抗器を設けてもよいし、電流値検出用磁気センサを設けてもよい。

また、上記実施形態では、制御部を、マスク用マップデータを参照することにより、マスク決定用期間Ｔｄを取得するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１に示す一実施形態の変形例のように、制御部３０３を、マスク決定用期間Ｔｄと電流値Ｉとが関連付けられた以下の関数式（１）を用いて、マスク決定用期間Ｔｄを取得するように構成してもよい。ここで、定数Ｂは、たとえば、予め逆起電圧期間Ｔｚが実験的に測定されることにより取得された値である。また、関係式（１）での電流値Ｉは、絶対値の大きさを示している。
Ｔｄ ＝ Ｂ × Ｉ ・・・ （１）

また、上記実施形態では、図２に示すように、マスク期間ＴＭ３を位置検出タイミングｔ１から開始させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、マスク期間ＴＭ３を切替タイミングｔ２から開始させてもよい。この場合、制御部を、マスク決定用期間Ｔｄと一致したマスク期間ＴＭ３を設定（決定）するように構成することが好ましい。

また、上記実施形態では、電流値Ｉを、マスク期間を決定する直前の周期期間ＴＭ１において検出された電流値とする例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電流値Ｉを、マスク期間を決定する直前の複数の周期期間ＴＭ１の間に検出された電流値を平均化させた電流値としてもよい。

また、上記実施形態では、図１に示すように、ロータの回転位置の検出を３相独立形式により行うように駆動装置を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ロータの回転位置の検出を３相合成形式により行うように駆動装置を構成してもよい。

１ 電源部
２ 電圧検出部（通過タイミング検出部）
３、３０３ 制御部
４ 電流値検出部
１００ 駆動装置
２００ モータ
２１０ ステータ
２１１ 巻線
２２０ ロータ

Claims (6)

1. 複数相の巻線を含むステータおよびロータを備えるモータの駆動装置であって、
   前記複数相の巻線に、順次、通電相の切り替えを行いながら電力を供給する電源部と、
   前記複数相の巻線のうちの前記通電相とは異なる前記巻線に誘起される誘起電圧が基準電圧を通過する通過タイミングを検出する通過タイミング検出部と、
   前記通過タイミング検出部により検出された前記通過タイミングに基づいて、前記電源部の前記通電相の切り替えを制御する制御部と、
   前記通電相の前記巻線に流れる電流値を検出する電流値検出部とを備え、
   前記制御部は、前記電流値検出部により検出された前記電流値に基づいて、前記通電相の切り替えによる前記巻線の逆起電圧の検出を行わないマスク期間を決定する制御を行うように構成されている、モータの駆動装置。
2. 前記制御部は、検出された前記電流値に基づいて、前記逆起電圧が発生する期間に対応した期間であるマスク決定用期間を取得して、前記マスク決定用期間の長さと前記通過タイミングの周期である通過タイミング周期の長さとに基づいて、前記マスク期間を決定する制御を行うように構成されている、請求項１に記載のモータの駆動装置。
3. 前記制御部は、前記マスク決定用期間と前記電流値とが関連付けられたマスク用マップデータ、または、前記マスク決定用期間と前記電流値とが関連付けられた関数式のうちのいずれか一方と、検出された前記電流値とに基づいて、検出された前記電流値に対応する前記マスク決定用期間を取得する制御を行うように構成されている、請求項２に記載のモータの駆動装置。
4. 前記制御部は、前記通過タイミング周期の２分の１以下の長さと、前記マスク決定用期間の長さを加えた長さの期間を、前記マスク期間として決定する制御を行うように構成されている、請求項２または３に記載のモータの駆動装置。
5. 前記制御部は、取得した前記マスク決定用期間が前記通過タイミング周期の２分の１の長さ以下の場合に、前記通過タイミング周期の２分の１の長さと、前記マスク決定用期間の長さを加えた長さの期間を、前記マスク期間として決定するとともに、取得した前記マスク決定用期間が前記通過タイミング周期の２分の１の長さよりも大きい場合に、前記通過タイミング周期の長さを前記マスク期間として決定する制御を行うように構成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載のモータの駆動装置。
6. 前記制御部は、前記マスク期間を前記通過タイミング周期の長さに決定した場合に、直前の前記通過タイミングから前記マスク期間が経過後、前記直前の通過タイミングと前記直前の通過タイミングの１つ前の前記通過タイミングとに基づいて、前記通過タイミング周期を決定する制御を行うように構成されている、請求項５に記載のモータの駆動装置。

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