JP2022126289A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温下でも使用されるモータにおいて、低温作動時、モータが定格回転数に達する前段階の起動運転を繰り返し行うことにより、低温下でのモータ作動に伴う異音、振動等を抑えつつ、モータ回転軸のベアリングのグリスを回転に馴染ませ、通常のモータ作動を早期に開始可能とする。【解決手段】モータの温度を検出する温度検出手段と、モータ作動時、モータ温度が低温域にあることが検出されると、モータが定格回転数に達する前段階の立上り回転までの回転数でモータを間欠作動する間欠作動手段とを備え、間欠作動手段は、固定子コイルに一定の電流を流して、モータを停止状態に固定する位置固定手段と、モータを立上り回転までの回転数で回転する強制転流手段とを備え、位置固定手段は、一定の電流を温度検出手段により検出される温度が低いほど電流値を大きくされ、位置固定手段と強制転流手段とを交互に作動させる。【選択図】図２

Description

本明細書に開示の技術は、ポンプ等を駆動するモータの制御装置に関する。

特許文献１の発明では、低温時におけるステッピングモータの始動を可能とするため、モータの全コイルに電流を流してモータを動かすことなくコイルを発熱させてモータの暖機を行っている。また、モータ駆動のエアミックスドアを備えた空調装置において、車室内を早期に暖房するため、エアミックスドアを少しでも動かすべく、複数設定された設定温度に達する毎にモータを短時間回転させている。

特開昭６４－６９２７６号公報

特許文献１の発明において、コイルへの通電によりモータの暖機を行う場合、コイルが局所的にオーバーヒートする可能性があり、モータが故障する恐れがある。また、低温下でモータを回転させ、そのときの回転数が高くなると、異音や振動が発生し、モータの耐久性を損なう恐れがある。

本明細書が開示する技術の課題は、低温下でも使用されるモータにおいて、低温作動時、モータが定格回転数に達する前段階の起動運転を繰り返し行うことにより、低温下でのモータ作動に伴う異音、振動等を抑えつつ、モータ回転軸のベアリングのグリスを回転に馴染ませ、通常のモータ作動を早期に開始可能とすることにある。

上記課題を解決するために本明細書に開示のモータ制御装置は、次の手段をとる。

第１の手段は、モータ自体の温度、若しくはモータの周辺温度を検出する温度検出手段と、モータが低温作動であることを考慮する必要のない通常作動可能状態であることを判定する通常作動可能判定手段と、モータ作動時、前記温度検出手段により検出される温度が所定の低温域にあることが検出されると、前記通常作動可能判定手段が通常作動可能状態であることを判定するまで、モータが定格回転数に達する前段階の所定の立上り回転までの回転数でモータを間欠作動する間欠作動手段とを備え、該間欠作動手段は、モータの固定子コイルに一定の電流を流して、モータを停止状態に固定する位置固定手段と、モータを前記立上り回転までの回転数で回転する強制転流手段とを備え、前記位置固定手段は、前記一定の電流を前記温度検出手段により検出される温度に応じて設定し、温度が低いほど電流値を大きくされ、前記位置固定手段と前記強制転流手段とを交互に作動させる。

上記第１の手段によれば、低温域でのモータ作動時、モータの回転が定格回転に達する前段階の所定の立上り回転までの回転数でモータを間欠作動するので、モータのコイルには比較的大きな起動電流が繰り返し流れ、モータを効果的に暖機することができる。しかも、このとき、モータは回転しながら加熱されるため、モータのコイルには順次大きさが変化する電流が流れ、局所的にコイルがオーバーヒートすることを防止することができる。また、モータが立上り回転までの低回転数で繰り返し加熱しながら回転されるため、モータ作動に伴う低温作動時特有の異音、振動等を抑えつつ、ベアリングのグリスの粘度を下げてグリスをベアリングの回転に馴染ませることができる。更に、間欠作動によるモータの起動と起動との間で、モータを停止させるためにモータの固定子コイルには一定の電流（第１電流及び第２電流）が流される。しかも、その一定の電流は、モータの温度が低いほど大きくされている。そのため、モータが停止されている間にも、低温状態では大きく加熱してモータの暖機を促進することができる。一方、高温状態ではモータの加熱を抑制して固定子コイルのオーバーヒートを防止することができる。その結果、通常のモータ作動を早期に開始可能とすることができる。

第２の手段は、上述した第１の手段において、前記位置固定手段は、複数のコイルを組合せて構成されたモータの固定子コイルのうち、予め決められた一部の固定子コイルに定格電流よりも大きく、且つ前記強制転流手段により回転される際にモータの固定子コイルに流れる電流よりも小さい値の第１電流を流して、モータの回転子を停止位置に向けて誘導する誘導手段と、モータの全ての固定子コイルに前記第１電流よりも大きく、且つ前記強制転流手段により回転されるモータの固定子コイルに流れる電流よりも小さい値の第２電流を流して、モータの回転子を前記停止位置に停止する停止固定手段とを備える。

上記第２の手段によれば、回転子の回転位置に関わらず、また、回転子が回転停止中か否かに関わらず、誘導手段により予め決められた停止位置に向けて回転子を回転させて誘導する。その後、停止固定手段により回転子を予め決められた停止位置に停止する。そのため、回転子の状態に関わらず回転子を確実に停止させることができる。しかも、停止位置を強制転流制御時の回転子の回転が円滑に行われる位置に選択することにより、強制転流を円滑に開始することができる。

第３の手段は、上述した第１の手段において、前記位置固定手段は、複数のコイルを組合せて構成されたモータの固定子コイルのうち、予め決められた一部の固定子コイルに定格電流よりも大きく、且つ前記強制転流手段により回転される際にモータの固定子コイルに流れる電流よりも小さい値の第１電流を流して、モータの回転子を停止位置に向けて誘導する誘導手段と、モータの全ての固定子コイルに定格電流よりも大きく、且つ前記強制転流手段により回転される際にモータの固定子コイルに流れる電流よりも小さい値の第３電流を流して、モータの回転子を前記停止位置に停止する停止固定手段とを備え、該停止固定手段における前記第３電流は、通電開始から漸次増大され、最初は前記第１電流よりも小さくされ、最後は前記第１電流よりも大きくされる。

上記第３の手段によれば、誘導手段により予め決められた停止位置に向けて回転子を回転させて誘導する。その後、停止固定手段により回転子を予め決められた停止位置に停止する。このとき、停止固定手段は、固定子コイルに流れる電流を、第１電流より小さい状態から第１電流より大きい状態まで漸次大きくする。そのため、回転子の停止を安定して行うことができる。

第４の手段は、上述した第１～３のいずれかの手段において、前記間欠作動手段は、前記強制転流手段の作動後、前記位置固定手段の作動開始をある待機時間だけ待機させるインターバル手段を備え、該インターバル手段における待機時間は、モータ自体の温度、若しくはモータの周辺温度が高いほど長い時間に設定される。

上記第４の手段によれば、温度が高くなるのに応じてインターバル手段による待機時間を長くし、モータを立上り回転させる起動運転の間欠周期を長くするので、モータの固定子コイルをオーバーヒートさせることなく、適切に暖機することができる。

第５の手段は、上述した第１～４のいずれかの手段において、前記温度検出手段により検出される温度が、所定の第１温度よりも低い極低温域にあることを判定し、前記第１温度と該第１温度よりも高い第２温度との間の低温域にあることを判定し、前記第２温度と該第２温度よりも高い第３温度との間の中温域にあることを判定する温度域判定手段と、前記温度域判定手段が前記極低温域にあることを判定すると、モータの作動を停止するモータ停止手段と、前記温度域判定手段が前記中温域にあることを判定すると、モータを前記強制転流手段による回転数よりも高く、且つ定格回転数よりも低い回転数で高速回転させる高速回転手段とを備え、前記温度域判定手段が前記低温域にあることを判定すると、前記間欠作動手段によりモータを間欠作動させる。

上記第５の手段によれば、低温域では、モータの立上り回転を間欠的に行って、通常のモータ作動を早期に開始可能とし、極低温域では、無理にモータを起動しないようにし、中温域では、モータを上記立上り回転より高速回転させて短時間でベアリングのグリスを回転に馴染ませる。従って、温度に応じた制御を行い、可能な範囲で早期に通常のモータ作動を開始可能とすることができる。

第６の手段は、上述した第１～５のいずれかの手段において、前記通常作動可能判定手段は、前記間欠作動手段の作動開始後、所定時間以上経過したか、モータ自体の温度、若しくはモータの周辺温度が、モータが低温作動であることを考慮する必要のない通常作動可能な温度以上か、又はモータの定格負荷時における作動電流が所定電流以下か、のいずれかが満たされ、且つ前記間欠作動手段による間欠作動回数が所定回数以上であるとき、モータが通常作動可能状態にあると判定する。

上記第６の手段によれば、モータの暖機の進展状態及びモータの間欠起動の回数によりモータの通常作動可能状態を的確に判定することができる。そのため、適切なタイミングでモータを通常作動に移行させることができる。

第１実施形態のポンプ駆動モータの制御回路図である。 上記ポンプ駆動モータの暖機時の制御フローチャートである。 上記ポンプ駆動モータの暖機時の制御タイムチャートである。 上記ポンプ駆動モータの位置固定制御の制御フローチャートである。 上記ポンプ駆動モータの位置固定制御の電流値を決定するマップ内容を示すテーブルである。 上記ポンプ駆動モータの位置固定制御時の電流値を示すタイムチャート、並びに位置固定制御時のモータの固定子と回転子の相対位置関係を示す模式図である。 上記ポンプ駆動モータの暖機時における固定子と回転子の相対位置関係を示す模式図である。 第２実施形態のポンプ駆動モータの位置固定制御の制御フローチャートである。 第２実施形態のポンプ駆動モータの位置固定制御時の電流値を示すタイムチャート、並びに位置固定制御時のモータの固定子と回転子の相対位置関係を示す模式図である。 第３実施形態のポンプ駆動モータの暖機時の制御フローチャートである。 第４実施形態のポンプ駆動モータの暖機時の制御フローチャートである。 第５実施形態のポンプ駆動モータの暖機時の制御フローチャートである。 第５実施形態における制御時間マップの内容を示すテーブルである。 第６実施形態のポンプ駆動モータの暖機時の制御フローチャートである。 第６実施形態におけるポンプ駆動モータの暖機時の制御タイムチャートである。 第６実施形態におけるインターバル手段による待機時間マップの内容を示すテーブルである。 第７実施形態のポンプ駆動モータの暖機時の制御フローチャートである。 第７実施形態におけるポンプ駆動モータの暖機時の作動説明図である。

＜第１実施形態の構成＞
図１は第１実施形態を示す。第１実施形態は、モータをポンプ駆動モータとした例である。更に詳細には、この場合のポンプは、車両エンジン用のパージポンプであり、キャニスタ（図示略）により吸着し、捕捉された燃料タンク（図示略）内の蒸発燃料をエンジンの吸気路（図示略）に送給するためのものである。

モータ１０は、２極６スロットの３相ブラシレスモータである。モータ１０は、モータ駆動回路２０により回転駆動される。モータ駆動回路２０は、モータ１０の固定子でＹ型接続された各固定子コイルの通電を制御する３相インバータ回路２２と、３相インバータ回路２２を制御するデジタルコンピュータを含んだ制御回路２１とを備える。制御回路２１は、公知のようにモータ１０の回転速度を制御する機能、及び各固定子コイルの電流を制御する機能等を含んでいる。３相インバータ回路２２のアース側には電流検出用の分流抵抗２３が接続されて、検出信号は制御回路２１に入力されている。モータ駆動回路２０において、「ＬＩＮ」は回転数指示信号入力端子であり、「＋Ｂ」は電源端子、「ＧＮＤ」はアース端子である。

パージポンプとして作動されるべきタイミングで制御回路２１により３相インバータ回路２２の各トランジスタがスイッチングされてモータ１０が回転作動される。モータ１０の回転速度は、回転数指示信号入力端子ＬＩＮに入力される信号に応じて制御される。

＜第１実施形態の暖機制御＞
図２は、制御回路２１のデジタルコンピュータの制御プログラムのうち、冷間時に実行されるモータ暖機ルーチンを示す。モータ暖機ルーチンが実行されると、ステップＳ１において、吸気温度Ｔｉがエンジンの吸気路（図示略）に設けられた吸気温度センサ（図示略）により測定される。この場合、吸気温度Ｔｉはモータ１０の周辺温度として測定されている。ステップＳ２では、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度未満か否か判定される。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度未満の場合は、ステップＳ２は肯定判断され、ステップＳ３においてポンプは停止状態とされる。即ち、モータ１０は作動されない。このように吸気温度Ｔｉがマイナス３０度未満の場合はモータ１０を作動させず、モータ１０が作動されて異音や振動を発生してモータ１０の耐久性を低下させることを防止している。

吸気温度Ｔｉがマイナス３０度以上で、ステップＳ２が否定判断されると、ステップＳ４において、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度以上で０度未満か否か判定される。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度以上で０度未満の場合は、ステップＳ４が肯定判断され、ステップＳ５においてタイマＴｉｍｅのカウントを開始する。次のステップＳ６では、モータ１０の回転子の回転位置を予め決められた位置に固定する位置固定制御を行う。また、ステップＳ７では、モータ１０を作動して定格回転数、例えば、４～５万ｒｐｍに達する前段階の所定の立上り回転、例えば１万ｒｐｍまでの回転数で回転する強制転流制御を行う。

ステップＳ８では、上記強制転流制御によりモータ１０に通電した回数Ｃｏｕｎｔをカウントする。次のステップＳ９では、通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数、例えば４００回に達したか否か判定する。更に次のステップＳ１０では、タイマＴｉｍｅが所定時間、例えば５００秒に達したか否か判定される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達していないか、タイマＴｉｍｅが所定時間に達していない場合は、ステップＳ９又はステップＳ１０が否定判断されてステップＳ６以降の処理を繰り返す。そのため、図３のように、上記位置固定制御及び上記強制転流制御を繰り返し実行することになる。即ち、モータ１０が所定の立上り回転までの回転数で間欠作動される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つタイマＴｉｍｅが所定時間に達して、ステップＳ９及びステップＳ１０が肯定判断されると、ポンプ（モータ）暖機ルーチンの処理を終了する。

図２のステップＳ１の処理は、「課題を解決するための手段」の第１の手段における温度検出手段に相当し、ステップＳ５、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０の処理は、通常作動可能判定手段に相当し、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０の処理は、間欠作動手段に相当し、ステップＳ６の処理は位置固定手段に相当し、ステップＳ７の処理は強制転流手段に相当する。

＜第１実施形態の暖機制御（位置固定）＞
図４は、上記ステップＳ６の位置固定制御の詳細を示す。制御が開始されると、ステップＳ６０において、上記吸気温度Ｔｉに基づいて後述のように固定子コイルに流す電流値の補正係数Ｋを決定する。補正係数Ｋは、コンピュータの記憶部にマップとして予め格納されている。図５は、そのマップの内容を示す。図５のように、補正係数Ｋは、吸気温度Ｔｉに応じて設定され、吸気温度Ｔｉが低いほど大きい値とされている。なお、マップに予め格納されている温度と温度の間の補正係数Ｋは、格納された各温度の補正係数Ｋ間の差と同じ傾きで変化するものとして補完により求められる。

ステップＳ６１では、モータ１０の３相の固定子コイルのうちの２相ＶＹ、ＷＺに、補正係数Ｋにより補正された第１電流を流す。固定子コイルの電流値は、デューティー比制御されている。補正後の第１電流は、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度の低温であれば、定格電流より２～３倍程度大きく、且つ上記強制転流制御においてモータ１０の各固定子コイルに流される電流よりも小さくされている（図６の実線参照）。吸気温度Ｔｉが０度の場合、補正後の第１電流は、図６の仮想線で示す値となる。即ち、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度の場合の第１電流の０．４倍となるが、定格電流よりも大きい値となる。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度と０度の間の場合、補正後の第１電流は、図６の実線で示す値と仮想線で示す値の間の値となる。

これにより、永久磁石から成る回転子（図６において、Ｎ、Ｓで示す）は、ステップＳ６１による固定子コイルへの通電前の回転位置に係わらす、予め決められた所定の停止位置に向けて誘導回転される。図６では、通電された固定子コイルを、ハッチング及びドットを施して示し、非通電の固定子コイルと区別している。この通電の結果、固定子は、ハッチング側がＮ極、ドット側がＳ極に励磁される。

上記第１電流の通電により回転子が回転されると、図４のステップＳ６２が肯定判断され、ステップＳ６３において固定子コイルの３相全てＶＹ、ＷＺ、ＵＸに補正係数Ｋにより補正された第２電流を流す。補正後の第２電流は、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度の低温であれば、第１電流よりも大きく、且つ上記強制転流制御においてモータ１０の各固定子コイルに流される電流よりも小さくされている（図６の実線参照）。吸気温度Ｔｉが０度の場合、補正後の第２電流は、図６の仮想線で示す値となる。即ち、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度の場合の第２電流の０．４倍となるが、定格電流よりも大きい値となる。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度と０度の間の場合、補正後の第２電流は、図６の実線で示す値と仮想線で示す値の間の値となる。

図６のように、固定子コイルの３相全てＶＹ、ＷＺ、ＵＸに第２電流が流されることにより、回転子は、そのＮ極が固定子コイルＺに対向する所定の停止位置に回転位置を固定される。図４のステップＳ６４では、位置固定制御が開始されてから１．５秒が経過したことを判定して、図４の位置固定制御の処理を終了する。固定子コイルの３相全てＶＹ、ＷＺ、ＵＸに第２電流を１．５秒間流し続ける理由は、回転子の回転位置が所定の停止位置に確実に停止するのを待つためである。また、この間にモータ１０の固定子コイルを加熱してモータ１０の暖機を促進している。第１電流及び第２電流は、吸気温度Ｔｉが低いほど大きくされるため、暖機を効果的に行うことができる。

図４のステップＳ６１、Ｓ６２の処理は、「課題を解決するための手段」の第２の手段における誘導手段に相当し、ステップＳ６３、Ｓ６４の処理は、停止固定手段に相当する。

図７は、位置固定制御から強制転流制御へ移行する際のモータ１０の作動状態を模式的に示す。位置固定制御が開始される前の初期位置では、固定子コイルは通電されず、回転子（図７において、Ｎ、Ｓで示す）の回転位置はランダム位置とされている。位置固定制御が開始されると、上述のように３相の固定子コイルのうちの２相ＶＹ、ＷＺが通電されて、回転子が回転を始める。図７では、通電された固定子コイルを、ハッチング及びドットを施して示し、非通電の固定子コイルと区別している。この通電の結果、固定子は、ハッチング側がＮ極、ドット側がＳ極に励磁される。その後、固定子コイルの３相全てＶＹ、ＷＺ、ＵＸが通電されると、上述のように回転子の回転位置が所定の停止位置に固定される。

次に強制転流制御が開始される。強制転流制御では、ポンプ（モータ１０の回転子）の１回転の間に通電される固定子コイルが７回切り替えられる。最初（１回目）は、固定子コイルの２相ＶＹ、ＷＺが通電され、それに応じて位置固定制御による停止位置から回転子が矢印のように回転され始める。２回目以降は、通電される固定子コイルが順次切り替えられ、それに応じて回転子が矢印のように回転される。７回目は、ポンプが１回目と同じ回転位置に戻り、以降、以上の作動が繰り返されてポンプ（モータ１０）は回転される。

＜第１実施形態の作用、効果＞
第１実施形態によれば、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度以上で０度未満の低温域でのモータ作動時、強制転流制御によりモータ１０の回転が定格回転に達する前段階の所定の立上り回転までの回転数でモータ１０を間欠作動する。そのため、モータ１０の固定子コイルには定格電流の４倍程度の大きな起動電流が繰り返し流れ、モータ１０を効果的に暖機することができる。しかも、このとき、モータ１０は回転しながら加熱されるため、モータ１０の固定子コイルには順次大きさが変化する電流が流れ、局所的に固定子コイルがオーバーヒートすることを防止することができる。また、モータ１０が立上り回転までの低回転数で繰り返し加熱しながら回転されるため、モータ作動に伴う低温作動時特有の異音、振動等を抑えつつ、モータ１０の回転軸に設けられたベアリング（図示略）のグリスの粘度を下げてグリスをベアリングの回転に馴染ませることができる。更に、モータ１０の間欠作動による起動と起動との間で、モータ１０を停止させるためにモータの固定子コイルには一定の電流（第１電流及び第２電流）が流される。しかも、その一定の電流は、モータ１０の温度が低いほど大きくされている。そのため、モータ１０が停止されている間にも、低温状態では大きく加熱してモータ１０の暖機を促進することができる。一方、高温状態ではモータ１０の加熱を抑制して固定子コイルのオーバーヒートを防止することができる。その結果、通常のモータ作動を早期に開始可能とすることができる。

また、回転子の回転位置に関わらず、また、回転子が回転停止中か否かに関わらず、上記位置固定制御の誘導手段により予め決められた所定の停止位置に向けて回転子を回転させて誘導する。その後、上記位置固定制御の停止固定手段により回転子を所定の停止位置に停止する。そのため、回転子の状態に関わらず回転子を確実に停止させることができる。しかも、停止位置を強制転流制御時の回転子の回転が円滑に行われる位置に選択することにより、強制転流を円滑に開始することができる。

＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態を示す。第２実施形態が第１実施形態（図４参照）に対して特徴とする点は、位置固定制御における停止固定手段の内容を変更した点である。その他の構成は、第２実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一の部分についての再度の説明は省略する。

図８において、ステップＳ６０～Ｓ６２は、図４の第１実施形態の場合と同じである。図４と同様に回転子が回転を開始してステップＳ６２が肯定判断されると、図８のステップＳ６５において、固定子コイルの３相全てＶＹ、ＷＺ、ＵＸに第１電流よりも小さく、且つ定格電流よりも大きい第３１電流を流す。この第３１電流も、第１実施形態における第２電流の場合と同様、吸気温度Ｔｉに応じて決まる補正係数Ｋにより補正され、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度の場合は、図９の実線で示す値となる。また、吸気温度Ｔｉが０度の場合の第３１電流は、図９の仮想線で示す値となる。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度と０度の間の温度の場合の第３１電流は、図９の実線と仮想線で示す値の間の値となる。

その後、ステップＳ６６、Ｓ６８、Ｓ７０、Ｓ７２において０．２５秒が経過する毎に、次のステップＳ６７、Ｓ６９、Ｓ７１、Ｓ７３に進んで、第３２電流、第３３電流、第３４電流、第３５電流と段階的に電流が増加される。第３２電流、第３３電流、第３４電流、第３５電流も、第３１電流の場合と同様、吸気温度Ｔｉに応じて決まる補正係数Ｋにより補正され、吸気温度Ｔｉがマイナス３０度の場合は、図９の実線で示す値となる。また、吸気温度Ｔｉが０度の場合の第３２電流、第３３電流、第３４電流、第３５電流は、図９の仮想線で示す値となる。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度と０度の間の温度の場合の第３２電流、第３３電流、第３４電流、第３５電流は、図９の実線と仮想線で示す値の間の値となる。

図８のように、第３５電流は、第１電流よりも大きく、且つ上記強制転流制御においてモータ１０の各固定子コイルに流される電流よりも小さい電流とされている。また、第３１電流、第３２電流、第３３電流、第３４電流、第３５電流は、総称して第３電流であり、第１実施形態における第２電流に相当する。従って、第２電流の場合と同様、第３電流により、回転子は、そのＮ極が固定子コイルＺに対向する所定の停止位置に回転位置を固定される。固定子コイルの３相全てＶＹ、ＷＺ、ＵＸに第３５電流を流すステップＳ７３は、位置固定制御が開始されてからのタイマＴｉｍｅの時間が１．５秒経過して、ステップＳ７４が肯定判断されるまで継続される。

図８のステップＳ６１、Ｓ６２の処理は、「課題を解決するための手段」の第３の手段における誘導手段に相当し、ステップＳ６５～Ｓ７４の処理は、停止固定手段に相当する。

＜第２実施形態の作用、効果＞
第２実施形態によれば、誘導手段により所定の停止位置に向けて回転子を回転させて誘導した後、停止固定手段により回転子を所定の停止位置に停止する。このとき、停止固定手段は、固定子コイルに流れる電流を、第１電流より小さい第３１電流から第１電流より大きい第３５電流まで段階的に漸次大きくする。そのため、回転子の停止位置に向けた急な回転動作を抑制して、停止位置における回転停止を安定して行うことができる。

＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態を示す。第３実施形態が第１実施形態（図２参照）に対して特徴とする点は、モータ１０の温度として、第１実施形態における吸気温度Ｔｉに代えて、第３実施形態ではモータ駆動回路２０の温度を検出するサーミスタ温度Ｔｔｈを用いた点である。また、モータ１０を間欠作動する時間を、第１実施形態では、通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つタイマＴｉｍｅが所定時間に達するまでとしたのに対し、第３実施形態では、通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つサーミスタ温度Ｔｔｈが所定温度、例えば０度以上に達するまでとした点である。その他の構成は、第３実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一の部分についての再度の説明は省略する。

図１０において、ステップＳ１１では、サーミスタ温度Ｔｔｈが測定され取り込まれる。ステップＳ１２において、サーミスタ温度Ｔｔｈがマイナス３０度未満か否か判定される。サーミスタ温度Ｔｔｈがマイナス３０度未満の場合は、ステップＳ１２は肯定判断され、ステップＳ３においてポンプは停止状態とされる。サーミスタ温度Ｔｔｈがマイナス３０度以上で、ステップＳ１２が否定判断されると、ステップＳ１４において、サーミスタ温度Ｔｔｈがマイナス３０度以上で０度未満か否か判定される。サーミスタ温度Ｔｔｈがマイナス３０度以上で０度未満の場合は、ステップＳ１４が肯定判断され、ステップＳ６において第１実施形態と同様の位置固定制御を行う。また、ステップＳ７において第１実施形態と同様の強制転流制御を行う。

ステップＳ８、Ｓ９では、上記強制転流制御によるモータ１０の通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数、例えば４００回に達したか否か判定される。次のステップＳ１５では、サーミスタ温度Ｔｔｈが所定温度、例えば０度以上に達したか否か判定される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達していないか、サーミスタ温度Ｔｔｈが所定温度に達していない場合は、ステップＳ９又はステップＳ１５が否定判断されてステップＳ６以降の処理を繰り返す。そのため、図３のように、上記位置固定制御及び上記強制転流制御を繰り返し実行することになる。即ち、モータ１０が所定の立上り回転までの回転数で間欠作動される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つサーミスタ温度Ｔｔｈが所定温度に達して、ステップＳ９及びステップＳ１５が肯定判断されると、モータ暖機ルーチンの処理を終了する。

図１０のステップＳ１１の処理は、「課題を解決するための手段」の第１の手段における温度検出手段に相当し、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１５の処理は、通常作動可能判定手段に相当し、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１５の処理は、間欠作動手段に相当する。

＜第３実施形態の作用、効果＞
第３実施形態では、第１実施形態における吸気温度Ｔｉに代えて、モータ駆動回路２０の温度であるサーミスタ温度Ｔｔｈを用いたが、基本的に第１実施形態と同様の作用、効果を達成することができる。

＜第４実施形態＞
図１１は、第４実施形態を示す。第４実施形態が第１実施形態（図２参照）に対して特徴とする点は、モータ１０を間欠作動する時間を、第１実施形態では、通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つタイマＴｉｍｅが所定時間に達するまでとしたのに対し、第４実施形態では、通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つモータ１０の作動電流のピーク値Ｉｐが所定電流、例えば３Ａ未満となるまでとした点である。その他の構成は、第４実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一の部分についての再度の説明は省略する。

図１１において、ステップＳ１～Ｓ４は、第１実施形態の場合と同一である。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度以上で０度未満となって、ステップＳ４が肯定判断されると、ステップＳ６において第１実施形態と同様の位置固定制御を行う。また、ステップＳ７において第１実施形態と同様の強制転流制御を行う。ステップＳ８、Ｓ９は、第１実施形態と同一であり、強制転流制御によるモータ１０の通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数、例えば４００回に達したか否か判定される。次のステップＳ２５では、モータ１０によりポンプを回転作動させた際（定格負荷時）の電流のピーク値Ｉｐが測定される。その後、ステップＳ２６では、ピーク値Ｉｐが所定値、例えば３Ａ未満か否か判定される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達していないか、ピーク値Ｉｐが所定値より大きい場合は、ステップＳ９又はステップＳ２６が否定判断されてステップＳ６以降の処理を繰り返す。そのため、モータ１０が所定の立上り回転までの回転数で間欠作動される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つピーク値Ｉｐが所定電流未満となると、ステップＳ９及びステップＳ２６が肯定判断され、モータ暖機ルーチンの処理を終了する。

図１１のステップＳ８、Ｓ９、Ｓ２５、Ｓ２６の処理は、「課題を解決するための手段」の第１の手段における通常作動可能判定手段に相当し、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ２５、Ｓ２６の処理は、間欠作動手段に相当する。

＜第４実施形態の作用、効果＞
第４実施形態では、モータ１０を間欠作動する時間を、第１実施形態におけるタイマＴｉｍｅが所定時間に達するまでとしたのに代えて、モータ１０の作動ピーク値Ｉｐが所定値、例えば３Ａ未満となるまでとしたが、基本的に第１実施形態と同様の作用、効果を達成することができる。

＜第５実施形態＞
図１２は、第５実施形態を示す。第５実施形態が第１実施形態（図２参照）に対して特徴とする点は、モータ１０を間欠作動する時間を、第１実施形態では、通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つタイマＴｉｍｅが所定時間に達するまでとしたのに対し、第５実施形態では、タイマＴｉｍｅの所定時間を吸気温度Ｔｉに応じて決まる時間とした点である。その他の構成は、第５実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一の部分についての再度の説明は省略する。

図１２において、ステップＳ１～Ｓ４は、第１実施形態の場合と同一である。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度以上で０度未満となって、ステップＳ４が肯定判断されると、ステップＳ３５では、吸気温度Ｔｉに基づいてタイマＴｉｍｅの所定時間Ｔｉｍを決定する。所定時間Ｔｉｍは、コンピュータの記憶部にマップとして予め格納されている。図１３は、そのマップの内容を示す。図１３のように、所定時間Ｔｉｍは、吸気温度Ｔｉに応じて設定され、吸気温度Ｔｉが低いほど長い時間とされている。

ステップＳ５では、タイマＴｉｍｅのカウントを開始する。その後、ステップＳ６において第１実施形態と同様の位置固定制御を行う。また、ステップＳ７において第１実施形態と同様の強制転流制御を行う。ステップＳ８、Ｓ９は、第１実施形態と同一であり、強制転流制御によるモータ１０の通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数、例えば４００回に達したか否か判定される。次のステップＳ３６では、タイマＴｉｍｅがステップＳ３５で決定された所定時間Ｔｉｍに達したか否か判定される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達していないか、タイマＴｉｍｅが所定時間Ｔｉｍに達していない場合は、ステップＳ９又はステップＳ３６が否定判断されてステップＳ６以降の処理を繰り返す。そのため、モータ１０が所定の立上り回転までの回転数で間欠作動される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つタイマＴｉｍｅが所定時間Ｔｉｍに達すると、ステップＳ９及びステップＳ３６が肯定判断され、モータ暖機ルーチンの処理を終了する。

図１２のステップＳ３５、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ３６の処理は、「課題を解決するための手段」の第１の手段における通常作動可能判定手段に相当し、ステップＳ３５、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ３６の処理は、間欠作動手段に相当する。

＜第５実施形態の作用、効果＞
第５実施形態では、モータ１０を間欠作動する時間を、第１実施形態におけるタイマＴｉｍｅが所定時間、例えば５００秒に達するまでとしたのに代えて、タイマＴｉｍｅが、吸気温度Ｔｉに応じて設定される所定時間Ｔｉｍに達するまでとしたが、基本的に第１実施形態と同様の作用、効果を達成することができる。しかも、モータ１０を間欠作動する時間を、吸気温度Ｔｉが低いほど長くされ、吸気温度Ｔｉが高いほど短くされるため、必要性に応じてモータ１０の暖機を行うことができる。

＜第６実施形態＞
図１４は、第６実施形態を示す。第６実施形態が第１実施形態（図２参照）に対して特徴とする点は、図１５のように、強制転流が行われてから位置固定が行われるまでの間に待機時間Ｉｎｔｅｒを設定した点である。その他の構成は、第６実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一の部分についての再度の説明は省略する。

図１４において、ステップＳ１～Ｓ４は、第１実施形態の場合と同一である。吸気温度Ｔｉがマイナス３０度以上で０度未満となって、ステップＳ４が肯定判断されると、ステップＳ３７では、吸気温度Ｔｉに基づいて待機時間Ｉｎｔｅｒを決定する。待機時間Ｉｎｔｅｒは、コンピュータの記憶部にマップとして予め格納されている。図１６は、そのマップの内容を示す。図１６のように、待機時間Ｉｎｔｅｒは、吸気温度Ｔｉに応じて設定され、吸気温度Ｔｉが低いほど短い時間とされている。なお、待機時間Ｉｎｔｅｒを決定する吸気温度Ｔｉは、モータ自体の温度、若しくはモータの周辺温度であれば、他の温度に代えてもよい。

ステップＳ５では、タイマＴｉｍｅのカウントを開始する。その後、ステップＳ６において第１実施形態と同様の位置固定制御を行う。また、ステップＳ７において第１実施形態と同様の強制転流制御を行う。ステップＳ８、Ｓ９は、第１実施形態と同一であり、強制転流制御によるモータ１０の通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数、例えば４００回に達したか否か判定される。

ステップＳ３８では、ステップＳ３７で決定された待機時間Ｉｎｔｅｒだけポンプを停止する。次のステップＳ３９では、タイマＴｉｍｅが所定時間、例えば８００秒に達したか否か判定される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達していないか、タイマＴｉｍｅが所定時間に達していない場合は、ステップＳ９又はステップＳ３９が否定判断されてステップＳ６以降の処理を繰り返す。そのため、モータ１０が所定の立上り回転までの回転数で間欠作動される。通電回数Ｃｏｕｎｔが所定回数に達し、且つタイマＴｉｍｅが所定時間に達すると、ステップＳ９及びステップＳ３９が肯定判断され、モータ暖機ルーチンの処理を終了する。

図１４のステップＳ５、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ３９の処理は、「課題を解決するための手段」の第１の手段における通常作動可能判定手段に相当し、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ３９の処理は、間欠作動手段に相当し、ステップＳ６の処理は位置固定手段に相当し、ステップＳ７の処理は強制転流手段に相当する。また、ステップＳ３７、Ｓ３８の処理は、「課題を解決するための手段」の第４の手段におけるインターバル手段に相当する。

＜第６実施形態の作用、効果＞
第６実施形態では、図１５のように、強制転流が行われてから位置固定が行われるまでの間に待機時間Ｉｎｔｅｒを設定したが、基本的に第１実施形態と同様の作用、効果を達成することができる。しかも、モータ１０の温度が高くなるのに応じて待機時間Ｉｎｔｅｒを長くし、モータを立上り回転させる起動運転の間欠周期を長くするので、モータ１０の固定子コイルをオーバーヒートさせることなく、適切に暖機することができる。

＜第７実施形態＞
図１７は、第７実施形態を示す。第７実施形態が第１実施形態（図２参照）に対して特徴とする点は、図１８のように、温度領域を極低温域、低温域、中温域、暖機完了域の４領域に分け、中温域において、モータ１０を高速回転させる点である。この場合の高速回転とは、強制転流制御におけるモータ１０の回転数より高く、暖機完了後のモータ１０の定格回転数よりも低い回転数の回転である。その他の構成は、第７実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一の部分についての再度の説明は省略する。

図１７において、ステップＳ１では、第１実施形態の場合と同様に、吸気温度Ｔｉが測定される。ステップＳ４２、Ｓ４４、Ｓ４３では、吸気温度Ｔｉが極低温域（例えば、マイナス２０度未満）、低温域（例えば、マイナス２０度以上で０度未満）、中温域（例えば、０度以上で１０度未満）、暖機完了域（例えば、１０度以上）のどの領域にあるかを判定している。吸気温度Ｔｉが極低温域にある場合は、第１実施形態と同様で、ステップＳ４２が肯定判断されてステップＳ３にてポンプが停止される。吸気温度Ｔｉが低温域にある場合は、第１実施形態と同様で、ステップＳ４４が肯定判断されてステップＳ５１において、タイマＴｉｍｅのカウントを開始する。次のステップＳ６では位置固定制御が行われ、ステップＳ７にて強制転流制御が行われる。タイマＴｉｍｅが所定時間、例えば６００秒に達するまでは、ステップＳ６、Ｓ７の制御を繰り返し、モータ１０が所定の立上り回転までの回転数で間欠作動される。

吸気温度Ｔｉが中温域にある場合は、ステップＳ４３が肯定判断されて、ステップＳ５３において、タイマＴｉｍｅのカウントを開始する。次のステップＳ５４では、モータ１０が連続して高速回転される。タイマＴｉｍｅが所定時間、例えば１０秒に達するまでは、ステップＳ５５が否定判断されて、ステップＳ５４にてモータ１０の高速回転が継続される。タイマＴｉｍｅが所定時間に達すると、ステップＳ５６においてポンプ（モータ１０）の作動が停止される。吸気温度Ｔｉが暖機完了域にある場合は、ステップＳ４２、Ｓ４４、Ｓ４３が全て否定判断されてポンプ（モータ）暖機ルーチンの処理を終了する。

図１８のように、温度領域を極低温域、低温域、中温域、暖機完了域の４領域に分ける各温度は、マイナス２０度が「課題を解決するための手段」の第５の手段における第１温度に相当し、０度が第２温度に相当し、１０度が第３温度に相当する。

図１７のステップＳ４２、Ｓ４４、Ｓ４３の処理は、「課題を解決するための手段」の第５の手段における温度域判定手段に相当し、ステップＳ３の処理は、モータ停止手段に相当し、ステップＳ５３、Ｓ５４、Ｓ５５、Ｓ５６の処理は、高速回転手段に相当する。また、ステップＳ５１、Ｓ５２の処理は、「課題を解決するための手段」の第１の手段における通常作動可能判定手段に相当し、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ５１、Ｓ５２の処理は、間欠作動手段に相当し、ステップＳ６の処理は位置固定手段に相当し、ステップＳ７の処理は強制転流手段に相当する。

＜第７実施形態の作用、効果＞
第７実施形態では、低温域において、第１実施形態と同様、位置固定制御及び強制転流制御が行われる。そのため、基本的に第１実施形態と同様の作用、効果を達成することができる。しかも、中温域では、モータを上記立上り回転より高速回転させて短時間でベアリングのグリスを回転に馴染ませる。従って、温度に応じた制御を行い、可能な範囲で早期に通常のモータ作動を開始可能とすることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本明細書に開示の技術を特定の実施形態について説明したが、その他各種の形態で実施可能なものである。例えば、上記実施形態では、モータをポンプ駆動用のものとしたが、モータの用途はこれに限定されない。また、上記実施形態では、モータをブラシレスモータとしたが、モータの構造はこれに限定されない。また、上記実施形態では、モータ自体の温度、若しくはモータの周辺温度として、エンジンの吸気温度、モータ駆動回路２０の温度を検出したが、エンジンの冷却水温、エンジンオイル温度等の温度を検出してもよい。更に、第２実施形態では、停止固定手段による第３電流が段階的に増大するように制御したが、連続的に漸増するようにしてもよい。

１０ モータ
２０ モータ駆動回路
２１ 制御回路
２２ ３相インバータ回路
２３ 分流抵抗

Claims (6)

1. モータ自体の温度、若しくはモータの周辺温度を検出する温度検出手段と、
   モータが低温作動であることを考慮する必要のない通常作動可能状態であることを判定する通常作動可能判定手段と、
   モータ作動時、前記温度検出手段により検出される温度が所定の低温域にあることが検出されると、前記通常作動可能判定手段が通常作動可能状態であることを判定するまで、モータが定格回転数に達する前段階の所定の立上り回転までの回転数でモータを間欠作動する間欠作動手段とを備え、
   該間欠作動手段は、
   モータの固定子コイルに一定の電流を流して、モータを停止状態に固定する位置固定手段と、
   モータを前記立上り回転までの回転数で回転する強制転流手段とを備え、
   前記位置固定手段は、前記一定の電流を前記温度検出手段により検出される温度に応じて設定し、温度が低いほど電流値を大きくされ、
   前記位置固定手段と前記強制転流手段とを交互に作動させるモータ制御装置。
2. 請求項１において、
   前記位置固定手段は、
   複数のコイルを組合せて構成されたモータの固定子コイルのうち、予め決められた一部の固定子コイルに定格電流よりも大きく、且つ前記強制転流手段により回転される際にモータの固定子コイルに流れる電流よりも小さい値の第１電流を流して、モータの回転子を停止位置に向けて誘導する誘導手段と、
   モータの全ての固定子コイルに前記第１電流よりも大きく、且つ前記強制転流手段により回転されるモータの固定子コイルに流れる電流よりも小さい値の第２電流を流して、モータの回転子を前記停止位置に停止する停止固定手段とを備えるモータ制御装置。
3. 請求項１において、
   前記位置固定手段は、
   複数のコイルを組合せて構成されたモータの固定子コイルのうち、予め決められた一部の固定子コイルに定格電流よりも大きく、且つ前記強制転流手段により回転される際にモータの固定子コイルに流れる電流よりも小さい値の第１電流を流して、モータの回転子を停止位置に向けて誘導する誘導手段と、
   モータの全ての固定子コイルに定格電流よりも大きく、且つ前記強制転流手段により回転される際にモータの固定子コイルに流れる電流よりも小さい値の第３電流を流して、モータの回転子を前記停止位置に停止する停止固定手段とを備え、
   該停止固定手段における前記第３電流は、通電開始から漸次増大され、最初は前記第１電流よりも小さくされ、最後は前記第１電流よりも大きくされるモータ制御装置。
4. 請求項１～３のいずれかにおいて、
   前記間欠作動手段は、前記強制転流手段の作動後、前記位置固定手段の作動開始をある待機時間だけ待機させるインターバル手段を備え、
   該インターバル手段における待機時間は、モータ自体の温度、若しくはモータの周辺温度が高いほど長い時間に設定されるモータ制御装置。
5. 請求項１～４のいずれかにおいて、
   前記温度検出手段により検出される温度が、所定の第１温度よりも低い極低温域にあることを判定し、前記第１温度と該第１温度よりも高い第２温度との間の低温域にあることを判定し、前記第２温度と該第２温度よりも高い第３温度との間の中温域にあることを判定する温度域判定手段と、
   前記温度域判定手段が前記極低温域にあることを判定すると、モータの作動を停止するモータ停止手段と、
   前記温度域判定手段が前記中温域にあることを判定すると、モータを前記強制転流手段による回転数よりも高く、且つ定格回転数よりも低い回転数で高速回転させる高速回転手段とを備え、
   前記温度域判定手段が前記低温域にあることを判定すると、前記間欠作動手段によりモータを間欠作動させるモータ制御装置。
6. 請求項１～５のいずれかにおいて、
   前記通常作動可能判定手段は、
   前記間欠作動手段の作動開始後、所定時間以上経過したか、モータ自体の温度、若しくはモータの周辺温度が、モータが低温作動であることを考慮する必要のない通常作動可能な温度以上か、又はモータの定格負荷時における作動電流が所定電流以下か、のいずれかが満たされ、
   且つ前記間欠作動手段による間欠作動回数が所定回数以上であるとき、モータが通常作動可能状態にあると判定するモータ制御装置。

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