JP4214047B2 - ブラシレスモータのコントローラおよびファンモータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータのコントローラおよびファンモータ装置に係り、特に、通電信号の進み角を調整可能なブラシレスモータのコントローラおよびこれを用いたファンモータ装置に関する。

従来から、車両には、エンジンのラジエータや空調装置のコンデンサなどを冷却するためのファンモータ装置が備えられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のファンモータ装置では、冷却ファンを回転させるためにブラシレスモータが用いられている。このブラシレスモータでは、ロータと共にロータマグネットが回転するようになっており、このロータマグネットによる磁界の変化が位置検出センサにより検出されるようになっている。そして、位置検出センサから出力されるセンサ出力信号に基づいて、コントローラにおける通電信号が順次切り替えられるようになっている。

しかしながら、ロータのモータハウジングへの組み付け位置に誤差が生じたり、ロータマグネットのロータへの組み付け位置に誤差が生じたりした場合や、ロータマグネットの着磁位置に誤差が生じたり、センサ素子の取り付け位置に誤差が生じたり等した場合には、ステータへの通電のタイミングにずれが生じることとなり、ブラシレスモータの回転特性に種々の影響を及ぼすこととなる。例えば、図６は、通電信号における位相のずれと出力トルクとの関係を示す図である。図６に示すように、通電信号における位相にずれが生じると、ステータとロータとにおける界磁のバランスがくずれ、これにより出力トルクが低下することになる。

そして、このように、通電のタイミングがずれることによって出力トルクが低下すると、ロータに回転ムラが生じるなど出力特性が低下し、これによって騒音や振動が大きくなったり、ロータの回転速度が低下したり等することが一般に知られている。ここで、ロータのモータハウジングへの組み付けや、ロータマグネットのロータへの組み付けなどをし直すことも考えられるが、このようにした場合には、付け直し工数の増加に伴って、ブラシレスモータのコストが増大することになる。

そこで、ロータマグネットやセンサ素子の取付位置にずれ等が生じている場合でも、ブラシレスモータの回転時に発生する騒音や振動を抑制したり、速度低下を防止したりすることが可能な技術として、通電信号の位相を進めるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。ここで、図７は、特許文献２、特許文献３に記載の実施例に倣って、通電信号の進み角を調整することができるように構成したブラシレスモータ装置１００を示す図である。

図７に示す例において、コントローラ１３０に備えられたモータ制御回路１３０ｃには、ロータマグネット１２４の磁界の変化に伴って位置検出センサ１２５ｕ，１２５ｖ，１２５ｗから出力されるセンサ出力信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’が、センサ出力信号入力端子１３１ｕ，１３１ｖ，１３１ｗを介してそれぞれ入力されるようになっており、このセンサ出力信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’に基づいて、モータ制御回路１３０ｃにおいて通電信号Ｓｕｐ’〜Ｓｗｎ’が生成されるようになっている。このとき、通電信号Ｓｕｐ’〜Ｓｗｎ’の位相は、所定の進み角の分だけセンサ出力信号Ｈｕ’，Ｈｖ’，Ｈｗ’に対して進めることができるようになっている。

また、進み角調整情報記憶メモリ１３０ｄに記憶された進み角調整情報は、不図示の外部出力装置によって入力することができるようになっている。すなわち、コントローラ１３０のモード切替信号入力端子１３１ａにモード切替信号Ｓａ’を入力することによって、モータ制御回路１３０ｃを進み角の設定可能な状態に切り替えておき、この状態において、進み角設定信号入力端子１３１ｃ，１３１ｄ，１３１ｅ（合計３つ）に所定の進み角設定信号Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅをそれぞれ入力することにより、この進み角設定信号Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅを進み角調整情報として進み角調整情報記憶メモリ１３０ｄに記憶させることができるようになっている。

そして、図７に示すブラシレスモータ装置１００では、モータ制御回路１３０ｃにおいて、進み角調整情報記憶メモリ１３０ｄに記憶された進み角調整情報に基づき、通電信号Ｓｕｐ’〜Ｓｗｎ’の進み角が調整されるようになっている（なお、このように、進み角設定信号入力端子を備えたモータ制御回路としては、例えば、非特許文献１に記載のものがある）。そして、ドライバ回路１３０ｂは、上述のように進み角が調整された通電信号Ｓｕｐ’〜Ｓｗｎ’に基づいてインバータ回路１３０ａのスイッチング素子を順次駆動させ、これにより、ブラシレスモータ１２０に備えられたステータ１２２の電機子巻線１２１ｕ，１２１ｖ，１２１ｗに順次電流が流れて磁界が形成され、この磁界に対してロータ１２３の永久磁石が吸引・反発することによってロータ１２３が回転するようになっている。

特開２００２−６１５１２（第３−７頁、図１） 特開２０００−１５２６８１（第２−３頁、図１，図３） 特開２００２−３１５３８１（第４−６頁、図１，図３） 東芝ＣＭＯＳ集積回路データシート、[online]、株式会社東芝セミコンダクター社、［平成１５年１２月１日検索］、インターネット＜URL:http://www.semicon.Toshiba.co.jp/td/ja/ASSP/Automotive/20030118_TB9060FN_datasheet.pdf＞

しかしながら、図７に示す例では、上述のように、進み角調整情報記憶メモリ１３０ｄには、専用の進み角設定信号入力端子１３１ｃ，１３１ｄ，１３１ｅを介して入力された進み角設定信号に基づいて、進み角調整情報が記憶されるようになっている。従って、コントローラ１３０に３つの進み角設定信号入力端子１３１ｃ，１３１ｄ，１３１ｅを専用に設ける必要があり、これによってコントローラ１３０のコストが増加するという問題がある。

本発明は、上記種々の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、進み角設定信号を入力するための構成を簡素化することができ、コストを低減することが可能なブラシレスモータのコントローラおよびファンモータ装置を提供することにある。

前記課題は、請求項１に記載のブラシレスモータ（２０）のコントローラ（３０）によれば、ブラシレスモータ（２０）におけるロータ（２３）の回転位置を検出する位置検出センサ（２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ）から出力されたセンサ出力信号を入力するためのセンサ出力信号入力手段（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）と、該センサ出力信号入力手段（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）を介して入力されたセンサ出力信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）に基づいて、ブラシレスモータ（２０）を回転駆動させるための通電信号（Ｓｕｐ〜Ｓｗｎ）を生成する制御手段（３０ｃ）と、通電信号（Ｓｕｐ〜Ｓｗｎ）の進み角を調整するための進み角調整情報を記憶する進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）と、を備え、制御手段（３０ｃ）は、進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）に記憶された進み角調整情報に基づいて、通電信号（Ｓｕｐ〜Ｓｗｎ）の進み角を調整するように構成されたブラシレスモータ（２０）のコントローラ（３０）において、進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）には、センサ出力信号入力手段（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）を介して入力されたセンサ出力信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）に基づいて、進み角調整情報が記憶されること、により解決される。

また、前記課題は、請求項３に記載のファンモータ装置（Ｓ）によれば、ロータ（２３）を有するブラシレスモータ（２０）と、ブラシレスモータ（２０）を駆動制御するコントローラ（３０）と、ロータ（２３）の回転に伴って回転するファン（１０）と、を備えてなるファンモータ装置（Ｓ）において、ブラシレスモータ（２０）には、ロータ（２３）の回転位置を検出する位置検出手段（２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ）が設けられ、コントローラ（３０）には、位置検出手段（２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ）から出力されたセンサ出力信号を入力するためのセンサ出力信号入力手段（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）と、センサ出力信号入力手段（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）を介して入力されたセンサ出力信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）に基づいて、ブラシレスモータ（２０）を回転駆動させるための通電信号（Ｓｕｐ〜Ｓｗｎ）を生成する制御手段（３０ｃ）と、通電信号（Ｓｕｐ〜Ｓｗｎ）の進み角を調整するための進み角調整情報を記憶する進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）と、が備えられ、制御手段（３０ｃ）は、進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）に記憶された進み角調整情報に基づいて、通電信号（Ｓｕｐ〜Ｓｗｎ）の進み角を調整するように構成され、進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）には、センサ出力信号入力手段（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）を介して入力されたセンサ出力信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）に基づいて、進み角調整情報が記憶されること、により解決される。

このように、本発明におけるブラシレスモータ（２０）のコントローラ（３０）およびファンモータ装置（Ｓ）では、進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）に、専用の進み角設定信号入力端子を介して入力された進み角設定信号に基づいて進み角調整情報が記憶されるのではなく、センサ出力信号入力手段（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）を介して入力されたセンサ出力信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）に基づいて、進み角調整情報が記憶されるので、進み角調整情報の入力を行うための専用の進み角設定信号入力端子を不要とすることができる。これにより、進み角設定信号を入力するための構成を簡素化することができ、コストを低減することが可能となる。

このとき、請求項２、請求項４に記載のように、制御手段（３０ｃ）は、より好適には、外部から出力されたモード切替信号（Ｓａ）に応じて、ブラシレスモータ（２０）を回転駆動させる「モータ駆動制御モード」と、進み角調整情報を設定するための「進み角調整情報設定モード」とに切り替え可能に構成されると共に、「モータ駆動制御モード」にあるときに、進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）に記憶された進み角調整情報に基づいて、通電信号（Ｓｕｐ〜Ｓｗｎ）の進み角を調整し、「進み角調整情報設定モード」にあるときに、センサ出力信号入力手段（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）を介して入力されたセンサ出力信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）に基づいて、進み角調整情報を進み角調整情報記憶手段（３０ｄ）に記憶させるように構成される。

また、請求項５に記載のように、さらに具体的には、上記ファンモータ装置（Ｓ）において、ファン（１０）は、車両に配設されたラジエータを冷却させるためのラジエータ冷却用ファンで構成され、ブラシレスモータ（２０）は、ラジエータ冷却用ファンを回転駆動させるために車両に配設されたファンモータで構成される。

本発明におけるブラシレスモータのコントローラおよびファンモータ装置によれば、従来のように進み角調整情報の入力を行うための専用の進み角設定信号入力端子を不要とすることができるので、進み角設定信号を入力するための構成を簡素化することができ、コストを低減することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
ここで、図１乃至図５は本発明の一実施形態を示す図で、図１はファンモータ装置の全体構成を示す図、図２はファンモータ装置において進み角調整情報を入力する様子を示す図、図３はモータ制御回路の処理の流れを示す図、図４はファンモータ装置における各信号波形を示す図、図５はセンサ出力信号と通電信号との関係を示す図である。

はじめに、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係るファンモータ装置の構成について説明する。図１に示す本発明の第一実施形態に係るファンモータ装置Ｓは、例えば、不図示の車両に配設されたエンジンのラジエータや空調装置のコンデンサ等を冷却するためのものであり、ファン１０、ファンモータ２０、コントローラ３０、バッテリ４０、上位コントローラ５０等を有して構成されている。ファン１０は、上記ラジエータやコンデンサ等の近傍に配設されるものであり、回転軸１１と、この回転軸１１に放射状に配設された複数の羽根１２とを有して構成されている。このファン１０は、ファンモータ２０のロータ２３に連結され、このファンモータ２０の回転駆動に伴って回転することができるようになっている。

ファンモータ２０は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを備えたステータ２２と、永久磁石が配設されたロータ２３と、を有するブラシレスモータにより構成されている。ロータ２３には、Ｎ極とＳ極とを１極ずつ備えたロータマグネット２４が配設されており、また、ロータ２３の回転軸にはファン１０が連結されている。電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは星形結線されており、この電機子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗの各末端部は、後述するコントローラ３０の外部出力端子３２ｕ、３２ｖ、３２ｗにそれぞれ接続されている。

ファンモータ２０には、ロータマグネット２４と対向するように、ホール素子等からなる位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗが一体に組み込まれており、この位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの出力部は、後述するコントローラ３０のセンサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗにそれぞれ接続されている。そして、本実施形態に係るファンモータ装置Ｓでは、位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗによって、ロータ２３の回転に伴うロータマグネット２４の磁界の変化が検出され、ロータ２３の回転位置に応じたセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが、後述するセンサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを介してモータ制御回路３０ｃに出力されるようになっている。なお、位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、ロータマグネット２４のＮ極と対向しているときに、例えば、「Ｈレベル」からなるセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力すると共に、ロータマグネット２４のＳ極と対向しているときに、センサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを「Ｌレベル」とするように構成されている。

コントローラ３０は、例えば、ワンチップ化された電気回路や小型の制御装置等により構成されるものであり、バッテリ４０から電力供給を受けることによってファンモータ２０を回転駆動させるものである。このコントローラ３０には、モード切替信号入力端子３１ａ、制御信号入力端子３１ｂ、センサ出力信号入力手段としてのセンサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ、外部出力端子３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ、電源端子３３ｐ，３３ｎが設けられている。モード切替信号入力端子３１ａは、不図示の外部出力装置（上位コントローラ５０でも可）と配線接続可能となっており、制御信号入力端子３１ｂは、信号線５１を介して上位コントローラ５０の出力端子と接続されている。

センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗには、位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの出力部がそれぞれ接続されており、外部出力端子３２ｕ，３２ｖ，３２ｗは、電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗの各末端部にそれぞれ接続されている。電源端子３３ｐは、バッテリ４０の陽極端子に陽極電源線４１を介して接続されており、電源端子３３ｎは、バッテリ４０の陰極端子に陰極電源線４２を介して接続されている。また、本例のコントローラ３０は、その内部にインバータ回路３０ａ、ドライバ回路３０ｂ、制御手段としてのモータ制御回路３０ｃ、進み角調整情報記憶手段としての進み角調整情報記憶メモリ３０ｄ、電源ＩＣ３０ｅ、フィルタ回路３０ｆ等を有して構成されている。

インバータ回路３０ａは、上アームおよび下アームとがブリッジ接続されたいわゆる全波駆動回路により構成されている。すなわち、インバータ回路３０ａの上アームは、スイッチング素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃおよびダイオード３５ａ，３５ｂ，３５ｃにより構成され、下アームは、スイッチング素子３４ｄ，３４ｅ，３４ｆおよびダイオード３５ｄ，３５ｅ，３５ｆにより構成されている。スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆは、ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴにより構成されており、陽極電源線３６と陰極電源線３７との間で、ｕ，ｖ，ｗの三相にブリッジ接続されている。各ブリッジ接続部の中間部は、外部出力端子３２ｕ、３２ｖ、３２ｗにそれぞれ配線接続されており、スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆのゲートは、ドライバ回路３０ｂにそれぞれ接続されている。

そして、スイッチング素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、陽極電源線３６から電機子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗへの電流の供給、停止をそれぞれスイッチングすることができるようになっており、また、スイッチング素子３４ｄ，３４ｅ，３４ｆは、電機子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗから陰極電源線３７への電流の流れをスイッチングすることができるようになっている。ダイオード３５ａ乃至３５ｆは、順方向にのみ電流を流すことができる整流素子で構成されており、各ブリッジ接続部において、各スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆにそれぞれ並列接続されると共に、陽極電源線３６から陰極電源線３７への電流の流れに対して逆方向になるように配線接続されている。なお、通常、ダイオード３５ａ乃至３５ｆは、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子３４ａ乃至３４ｆにそれぞれ内蔵されている。

ドライバ回路３０ｂは、電源ＩＣ３０ｅから電源供給を受けると共に、モータ制御回路３０ｃから出力される通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎに応じてスイッチング素子３４ａ乃至３４ｆのゲートを駆動させて、これらスイッチング素子３４ａ乃至３４ｆをオン・オフさせることによってスイッチングするように構成されている。

モータ制御回路３０ｃは、例えば、いわゆるモータコントローラＩＣにより構成されている。モータ制御回路３０ｃに備えられた複数の信号入力端子には、コントローラ３０のモード切替信号入力端子３１ａ、制御信号入力端子３１ｂ、センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗがそれぞれ接続されており、これら外部入力端子からの信号が入力されるようになっている。また、モータ制御回路３０ｃに備えられた複数の信号出力端子には、ドライバ回路３０ｂの入力端子に接続されている。さらに、モータ制御回路３０ｃは、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄとの間で信号のやりとりを行うことが可能となっている。そして、本実施形態に係るモータ制御回路３０ｃは、電源ＩＣ３０ｅから電源供給を受けると共に、モード切替信号入力端子３１ａに入力された信号（以下、モード切替信号という）Ｓａに応じて、「モータ駆動制御モード」と、「進み角調整情報設定モード」とに切り替えられるように構成されている。

すなわち、モータ制御回路３０ｃは、例えば、モード切替信号Ｓａが「Ｈレベル」の場合には、「モータ駆動制御モード」となり、モード切替信号Ｓａが「Ｌレベル」の場合には、「進み角調整情報設定モード」となるように構成されている。そして、モータ制御回路３０ｃは、「モータ駆動制御モード」となっているときに、上位コントローラ５０から出力された制御信号Ｓｂに応じて、ドライバ回路３０ｂに通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎを出力する。このときの通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの進み角は、後述するように、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに記憶された進み角調整情報に応じて調整されるようになっている。また、モータ制御回路３０ｃは、「進み角調整情報設定モード」となっているときに、センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを介して入力されたセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを読み込み、このセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗにおける各信号レベルの組み合わせによって表される情報を進み角調整情報として進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに記憶させるようになっている。

なお、モータ制御回路３０ｃが「進み角調整情報設定モード」となっているときに、センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを介して入力されるセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、ロータマグネット２４から発せられる磁界によるものではなく、後に詳述するように、別途用意された磁界発生装置７０から発せられる磁界によるものである。また、このとき、センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを介して入力されるセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、いわゆるロータ２３の回転位置検出情報を表すのではなく、上述の通り、各信号レベルの組み合わせによる進み角調整情報を表すものである。そして、このセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗにおける各信号レベルの組み合わせによって表される進み角調整情報には、表１に示すように、モータ制御回路３０ｃが「モータ駆動制御モード」となっているときに出力する通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの進み角が割り当てられ、この表１に示す割り当ては、モータ制御回路３０ｃに組み込まれている。

進み角調整情報記憶メモリ３０ｄは、書き込み可能な不揮発性のＲＡＭ等により構成されており、上述のように、モータ制御回路３０ｃから転送された進み角調整情報（表１参照）を記憶するものである。なお、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに進み角調整情報を記憶させる方法については後述する。電源ＩＣ３０ｅは、バッテリ４０の１２Ｖの電圧を５Ｖに降圧して、これをモータ制御回路３０ｃに供給すると共に、バッテリ４０の１２Ｖの電圧を所定の電圧に調整（例えば２４Ｖに昇圧）して、これをドライバ回路３０ｂに供給するように構成されている。

フィルタ回路３０ｆは、インダクタおよびコンデンサからなり、インバータ回路３０ａのスイッチングに伴って陽極電源線３６および陰極電源線３７に流れるノイズ電流が、バッテリ４０に流れることを抑制するためのものである。本実施形態のコントローラ３０では、このフィルタ回路３０ｆにより、バッテリ４０に接続された他の機器がインバータ回路３０ａのスイッチングノイズにより誤作動することを防止できるようになっている。バッテリ４０は、車載用の直流型蓄電池で構成され、ファンモータ２０やコントローラ３０に所定の電力を供給することができるように構成されている。

上位コントローラ５０は、ＣＰＵやメモリ等を備えた演算処理回路より構成されたものであり、不図示のラジエータの内部に配設された冷却水温度センサや、車速度センサからの出力信号等を入力して、「回転駆動指令」、「動作停止指令」を示す制御信号Ｓｂをコントローラ３０へ出力することができるようになっている。上位コントローラ５０とバッテリ４０とは、不図示の車両に配設されたイグニッションスイッチ６４、ヒューズ６５を介して接続されており、コントローラ３０とバッテリ４０とを接続する陽極電源線４１には、過電流防止のためのヒューズ６６が設けられている。

次に、図１乃至図３を参照しながら、本発明の一実施形態に係るファンモータ装置における進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに進み角調整情報を記憶させる方法について説明する。
本実施形態に係るファンモータ装置Ｓにおいて、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに進み角調整情報を記憶させるためには、まず、ファンモータ２０を回転駆動させながら、不図示の治具や測定機器等を用いて、センサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに対する通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの位相のずれを実際に測定する。そして、ファンモータ２０が騒音や振動等を発生することなく正常に回転駆動することができる最適な進み角を決定する。

そして、図２に示すように、位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに磁界発生装置７０を近づける。磁界発生装置７０は、３つの電磁石７０ｕ，７０ｖ，７０ｗを有して構成されており、それぞれの電磁石７０ｕ，７０ｖ，７０ｗに設けられたコイルに通電すると、この電磁石７０ｕ，７０ｖ，７０ｗから磁界が発せられるように構成されている。また、磁界発生装置７０は、コイルに流す電流の向きを任意に設定することにより、位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに与える磁界の向きを自在に設定することができるようになっている。

例えば、図２に示す例では、位置検出センサ２５ｕには、電磁石７０ｕのＳ極が対向するようになっており、位置検出センサ２５ｖには、電磁石７０ｖのＮ極が対向するようになっている。また、位置検出センサ２５ｗには、電磁石７０ｗのＳ極が対向するようになっている。これにより、位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗからそれぞれ出力されるセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、「Ｌレベル」、「Ｈレベル」、「Ｌレベル」となり、センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを介して、モータ制御回路３０ｃに「０，１，０」の進み角調整情報が入力される。この「０，１，０」からなる進み角調整情報は、表１に従えば、進み角を「＋３度」に設定することを表している。

また、これと同時に、モード切替信号入力端子３１ａに入力するモード切替信号Ｓａを「Ｌレベル」とする。これにより、モータ制御回路３０ｃが「進み角調整情報設定モード」となる。モータ制御回路３０ｃは、「進み角調整情報設定モード」となったことにより、センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを介して入力されたセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを読み込み、このセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗにおける各信号レベルの組み合わせによって表される情報を進み角調整情報として進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに記憶させる。そして、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄは、モータ制御回路３０ｃから転送された上記進み角調整情報を記憶する。このようにして、本実施形態に係るファンモータ装置Ｓでは、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに進み角調整情報を記憶させることができるようになっている。

このように、本実施形態におけるファンモータ装置Ｓでは、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに、従来のように専用の進み角設定信号入力端子を介して入力された進み角設定信号に基づいて進み角調整情報が記憶されるのではなく、センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを介して入力されたセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、進み角調整情報が記憶されるので、進み角調整情報の入力を行うための専用の進み角設定信号入力端子を不要とすることができる。これにより、進み角設定信号を入力するための構成を簡素化することができ、コストを低減することが可能となる。

次に、図１乃至図５を参照しながら、本発明の一実施形態に係るファンモータ装置における動作について説明する。
本実施形態に係るファンモータ装置Ｓにおいて、ファン１０を回転させるためには、コントローラ３０におけるモータ制御回路３０ｃを「モータ駆動制御モード」としておく必要がある。そこで、モード切替信号入力端子３１ａに入力するモード切替信号Ｓａを「Ｈレベル」とする。そして、上位コントローラ５０は、不図示のラジエータの内部に配設された冷却水温度センサから出力される検出信号を所定の間隔で検出し、冷却水の温度が規定値を上回っていると判断した場合には、回転駆動指令を示す制御信号Ｓｂをコントローラ３０へ出力する。

コントローラ３０では、上位コントローラ５０から出力された制御信号Ｓｂが制御信号入力端子３１ｂを介してモータ制御回路３０ｃへ入力される。ここで、図３はモータ制御回路３０ｃにおける処理の流れを示す図である。モータ制御回路３０ｃは、上述のようにして制御信号Ｓｂが入力されたことに応じて、モード切替信号Ｓａの読み込みを行い（ステップＳ１）、モード切替信号Ｓａが「進み角調整情報設定モード」を指示するものであるか否かの判断を行う（ステップＳ２）。そして、ステップＳ２において、「進み角調整情報設定モード」を指示するものであると判断した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、上述のように、センサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを読み込み（ステップＳ３）、進み角調整情報の設定を行う（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ２において、モード切替信号Ｓａが「進み角調整情報設定モード」を指示するものではないと判断した場合、すなわち、モード切替信号Ｓａが「モータ駆動制御モード」への切り替えを指示するものと判断した場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、モータ制御回路３０ｃが「モータ駆動制御モード」となり、モータ駆動制御を行う（ステップＳ５）。そして、モータ制御回路３０ｃは、モータ駆動制御を行うにあたり、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに記憶されている進み角調整情報の読み込みを行い、この読み込んだ進み角調整情報と表１に示す割り当てとに基づいて、通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの進み角を決定する。図２に示す例に照らせば、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄには、上述の通り、「０，１，０」からなる進み角調整情報が記憶されているので、モータ制御回路３０ｃは、この「０，１，０」からなる進み角調整情報と表１に示す割り当てとに基づいて、進み角を「＋３度」に設定する。

そして、モータ制御回路３０ｃからドライバ回路３０ｂへ通電信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎが出力される。このときの通電信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎは、位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗから出力されるセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに応じて順次切り替えられる。ここで、図４は、本実施形態に係るファンモータ装置Ｓにおける各信号波形を示す図であり、図５は、図４におけるセンサ出力信号Ｈｕと、通電信号Ｓｕｐとを比較した拡大図である。両図に示すように、このときの通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎは、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに記憶された進み角調整情報に応じて進み角αの分だけ位相が進められている。この進み角αは、上記進み角調整情報（表１参照）に基づくものである。

そして、ドライバ回路３０ｂに上記通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎが入力されたことに応じて、ドライバ回路３０ｂによってスイッチング素子３４ａ乃至３４ｆのゲートが順次駆動されて、スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆが順次スイッチングされる。このようにして、スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆが順次スイッチングされると、電機子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗに所定の順序で電流が流れ、これにより、電機子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗのうち、電流が流れた電機子巻線から磁界が発せられる。そして、この磁界に対してロータ２３の永久磁石が吸引、反発することにより、ロータ２３と共にファン１０が回転し、不図示のエンジンのラジエータを冷却することができる。

上記したように、本実施形態によれば、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに、従来のように専用の進み角設定信号入力端子を介して入力された進み角設定信号に基づいて進み角調整情報が記憶されるのではなく、センサ出力信号入力端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを介して入力されたセンサ出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、進み角調整情報が記憶されるので、進み角調整情報の入力を行うための専用の進み角設定信号入力端子を不要とすることができる。これにより、進み角設定信号を入力するための構成を簡素化することができ、コストを低減することが可能となる。

なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
（ａ）上記施形態では、コントローラ３０のモード切替信号入力端子３１ａに不図示の外部出力装置が配線接続され、この外部出力装置からモード切替信号Ｓａが出力されるよう説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、上位コントローラ５０とコントローラ３０のモード切替信号入力端子３１ａが接続され、上位コントローラ５０からモード切替信号Ｓａが出力される構成でも良い。また、モード切替信号入力端子３１ａの代わりに、切替式スイッチや押し釦が設けられ、これらを操作することによってモード切替信号Ｓａがモータ制御回路３０ｃに入力される構成であっても良い。

（ｂ）上記実施形態では、ファンモータ装置Ｓが、ファンモータ２０の回転駆動だけを行なうように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、ファンのモータ装置Ｓは、ファン１０が車両の走行中に受ける走行風によって回転することによってファンモータ２０が発電するように構成し、この発電によるエネルギーをバッテリ４０に回生するように構成されても良い。

（ｃ）上記実施形態では、進み角が表１に示すように、進み角調整情報に応じて、＋１度、＋２度、＋３度、−１度、−２度、−３度、０度となるように設定されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、進み角は、ファンモータ２０の性能や特性に応じて種々設定できることは勿論である。

（ｄ）上記実施形態では、進み角調整情報記憶メモリ３０ｄに進み角調整情報を記憶させる際に、磁界発生装置７０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、磁界発生装置７０を用いる代わりに、治具等を用いてロータ２３の回転角度を調節することにより、ロータマグネット２４による磁界が位置検出センサ２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに与えられるようにし、これによってモータ制御回路３０ｃに予め定められたセンサ出力信号が入力されるようにしても良い。

（ｅ）上記実施形態では、通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの進み角を一斉に調整するように説明したが、通電信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎのうち、所定の通電信号についてのみ進み角を調整するようにしても良いことは勿論である。

（ｆ）上記実施形態では、インバータ回路３０ａが全波駆動回路で構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、インバータ回路３０ａは、半波駆動回路で構成されていても良い。

本実施形態に係るファンモータ装置の全体構成を示す図である。 本実施形態に係るファンモータ装置において進み角調整情報を入力する様子を示す図である。 本実施形態に係るモータ制御回路の処理の流れを示す図である。 本実施形態に係るファンモータ装置における各信号波形を示す図である。 本実施形態に係るセンサ出力信号と通電信号との関係を示す図である。 従来技術に係る通電信号における位相のずれと出力トルクとの関係を示す図である。 従来技術に係るブラシレスモータ装置の全体構成を示す図である。

符号の説明

１０ ファン、１１ 回転軸、１２ 羽根、２０，１２０ ファンモータ、２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ，１２１ｕ，１２１ｖ，１２１ｗ 電機子巻線、２２，１２２ ステータ、２３，１２３ ロータ、２４、１２４ ロータマグネット、２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ，１２５ｕ，１２５ｖ，１２５ｗ 位置検出センサ、３０，１３０ コントローラ、３０ａ，１３０ａ インバータ回路、３０ｂ，１３０ｂ ドライバ回路、３０ｃ，１３０ｃ モータ制御回路、３０ｄ，１３０ｄ 進み角調整情報記憶メモリ、３０ｅ 電源ＩＣ、３０ｆ フィルタ回路、３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ，１３１ｕ，１３１ｖ，１３１ｗ センサ出力信号入力端子、３１ａ，１３１ａ モード切替信号入力端子、３１ｂ 制御信号入力端子、３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ 外部出力端子、３３ｐ，３３ｎ 電源端子、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ スイッチング素子、３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ スイッチング素子、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ ダイオード、３５ｄ，３５ｅ，３５ｆ ダイオード、３６ 陽極電源線、３７ 陰極電源線、４０ バッテリ、４１ 陽極電源線、４２ 陰極電源線、５０ 上位コントローラ、５１ 信号線、６４ イグニッションスイッチ、６５，６６ ヒューズ、７０ 磁界発生装置、７０ｕ，７０ｖ，７０ｗ 電磁石、１００ ブラシレスモータ装置、１３１ｃ，１３１ｄ，１３１ｅ 進み角設定信号入力端子

Claims (5)

1. ブラシレスモータにおけるロータの回転位置を検出する位置検出センサから出力されたセンサ出力信号を入力するためのセンサ出力信号入力手段と、
   該センサ出力信号入力手段を介して入力されたセンサ出力信号に基づいて、前記ブラシレスモータを回転駆動させるための通電信号を生成する制御手段と、
   前記通電信号の進み角を調整するための進み角調整情報を記憶する進み角調整情報記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記進み角調整情報記憶手段に記憶された進み角調整情報に基づいて、前記通電信号の進み角を調整するように構成されたブラシレスモータのコントローラにおいて、
   前記進み角調整情報記憶手段には、前記センサ出力信号入力手段を介して入力されたセンサ出力信号に基づいて、前記進み角調整情報が記憶されることを特徴とするブラシレスモータのコントローラ。
2. 前記制御手段は、外部から出力されたモード切替信号に応じて、前記ブラシレスモータを回転駆動させるモータ駆動制御モードと、前記進み角調整情報を設定するための進み角調整情報設定モードとに切り替え可能に構成されると共に、
   前記モータ駆動制御モードにあるときに、前記進み角調整情報記憶手段に記憶された進み角調整情報に基づいて、前記通電信号の進み角を調整し、
   前記進み角調整情報設定モードにあるときに、前記センサ出力信号入力手段を介して入力されたセンサ出力信号に基づいて、前記進み角調整情報を前記進み角調整情報記憶手段に記憶させるように構成された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コントローラ。
3. ロータを有するブラシレスモータと、該ブラシレスモータを駆動制御するコントローラと、前記ロータの回転に伴って回転するファンと、を備えてなるファンモータ装置において、
   前記ブラシレスモータには、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段が設けられ、
   前記コントローラには、前記位置検出手段から出力されたセンサ出力信号を入力するためのセンサ出力信号入力手段と、
   該センサ出力信号入力手段を介して入力されたセンサ出力信号に基づいて、前記ブラシレスモータを回転駆動させるための通電信号を生成する制御手段と、
   前記通電信号の進み角を調整するための進み角調整情報を記憶する進み角調整情報記憶手段と、が備えられ、
   前記制御手段は、前記進み角調整情報記憶手段に記憶された進み角調整情報に基づいて、前記通電信号の進み角を調整するように構成され、
   前記進み角調整情報記憶手段には、前記センサ出力信号入力手段を介して入力されたセンサ出力信号に基づいて、前記進み角調整情報が記憶されることを特徴とするファンモータ装置。
4. 前記制御手段は、外部から出力されたモード切替信号に応じて、前記ブラシレスモータを回転駆動させるモータ駆動制御モードと、前記進み角調整情報を設定するための進み角調整情報設定モードとに切り替え可能に構成されると共に、
   前記モータ駆動制御モードにあるときに、前記進み角調整情報記憶手段に記憶された進み角調整情報に基づいて、前記通電信号の進み角を調整し、
   前記進み角調整情報設定モードにあるときに、前記センサ出力信号入力手段を介して入力されたセンサ出力信号に基づいて、前記進み角調整情報を前記進み角調整情報記憶手段に記憶させるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のファンモータ装置。
5. 前記ファンは、車両に配設されたラジエータを冷却させるためのラジエータ冷却用ファンで構成され、
   前記ブラシレスモータは、前記ラジエータ冷却用ファンを回転駆動させるために前記車両に配設されたファンモータで構成されたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のファンモータ装置。

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