JP5144337B2

JP5144337B2 - ブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータ

Info

Publication number: JP5144337B2
Application number: JP2008081698A
Authority: JP
Inventors: 高行北河
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP2009240041A

Description

本発明は、回転センサの角度ズレを補正する機能を有するブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータに関するものである。

ブラシレスモータでは、回転センサにてロータの回転位置（磁極位置）が検出され、検出した回転位置に基づいてステータコイルへの通電タイミングが設定されて、モータの回転が制御されている。そのため、回転センサとその周囲部品の寸法誤差や回転センサの組付け誤差等によりその回転センサに角度ズレが生じ、該回転センサで検出したロータの回転位置が理想位置に対して進角側又は遅角側にずれていると、これに基づいて回転が制御されるモータでは、理想位置とのズレにより回転時の騒音が増大してしまう。このような回転センサの角度ズレによる回転時の騒音の問題は、回転センサとその周囲部品の寸法精度の向上や回転センサの組付け精度の向上を図ることで改善できるが、このようなハード的な対応では限度があり困難であった。

そこで従来では、例えば特許文献１にて示されているように、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の各相の回転センサ（ホールＩＣ素子）の１つからロータの回転周期を算出し、算出した回転周期を複数に分割したその分割値に基づいて各相の巻線への通電タイミングを設定するソフト的な対応が提案されている。つまり、１つの回転センサから算出した回転周期で各相の巻線への通電タイミングが設定されることから、各相の回転センサに相対的な角度ズレが生じても各相の通電タイミングに位相ズレが生じず、これにより回転時の騒音低減が図られていた。
特開２００３−４７２７７号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、各相の回転センサの相対的な角度ズレには対応できても、絶対位置（理想位置）に対する角度ズレには効果がなく、回転時の騒音抑制にまだ改善の余地があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転センサの角度ズレに対する補正をより的確に行い、モータ回転時の騒音低減を図ることができるブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、磁極を有するロータの回転位置を回転センサにて検出し、該回転センサによる前記ロータの検出回転位置に基づいて三相のステータコイルへの通電タイミングを設定してブラシレスモータの回転を制御するものであり、前記回転センサに生じ得る角度ズレに対応して前記通電タイミングを補正する補正手段を備えてなるブラシレスモータ制御装置であって、前記ロータの所定回転後であって、そのロータの回転が定常回転よりも低速回転域に、前記ステータコイルの全相への通電を停止して前記ロータの慣性回転期間を設定する慣性回転設定手段を備え、前記補正手段は、前記ロータの慣性回転期間において前記ステータコイルの少なくとも一相の誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、前記ロータの慣性回転期間内で得た前記誘起電圧検出手段からの出力信号と前記回転センサからの検出信号とから相互の位相差を検出し、該位相差に基づいて前記通電タイミングの補正に用いる前記回転センサのズレ角を検出するズレ角検出手段とを備え、前記誘起電圧検出手段は、前記ロータの慣性回転期間となってから、ブラシレスモータに生じる還流電流の消滅を考慮して予め設定した所定時間経過後に、前記ステータコイルの誘起電圧を検出することをその要旨とする。

この発明では、回転センサに生じ得る角度ズレに対応して通電タイミングを補正する補正手段には、ステータコイルの少なくとも一相の誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、該誘起電圧検出手段からの出力信号と回転センサからの検出信号とから相互の位相差を検出し、該位相差に基づいて通電タイミングの補正に用いる回転センサのズレ角を検出するズレ角検出手段とが備えられる。つまり、ステータコイルに生じる誘起電圧は、ロータの実磁極位置を反映するものであり回転センサの理想位置を示すものであるため、該誘起電圧を検出したその出力信号と回転センサからの検出信号との位相差を検出することで該回転センサのズレ角をより的確に検出できる。従って、これによりズレ角補正を行うことで、モータ回転時の騒音低減を図ることが可能となる。

この発明では、ロータの所定回転後にステータコイルの全相への通電を停止してロータの慣性回転期間を設定する慣性回転設定手段が備えられ、そのロータの慣性回転期間にステータコイルの誘起電圧が検出される。これにより、ステータコイルへの通電が停止されるロータの慣性回転期間では、ステータコイルの相電圧に駆動電圧が含まれないため、該相電圧の検出にて誘起電圧を容易且つ正確に検出できる。

この発明では、ロータの回転が定常回転よりも低速回転域にロータの慣性回転期間が設定され、該期間内で得た誘起電圧検出手段からの出力信号と回転センサからの検出信号とに基づいて回転センサのズレ角が検出される。つまり、ロータの低速回転域では誘起電圧とロータの回転位置とを小誤差で検出でき、ズレ角検出（位相差検出）を高精度に行うことができる。これにより、ズレ角補正をより一層的確に行うことが可能となる。また、ロータの慣性回転時に生じる電流及びトルクリップルがその低速回転域では小さいことから、懸念される慣性回転による異音も極めて小さく抑えられる。

この発明では、ロータの慣性回転期間となってから予め設定した所定時間経過後にステータコイルの誘起電圧が検出される。つまり、ステータコイルへの通電を停止してロータの慣性回転期間に移行した直後ではモータに還流電流が生じるため、該期間となってから還流電流の消滅を少なくとも考慮した所定時間経過後にステータコイルの誘起電圧を検出すれば、より純粋な誘起電圧が得られるようになる。これにより、ズレ角検出（位相差検出）をより高精度に行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラシレスモータ制御装置において、前記ズレ角検出手段は、前記誘起電圧検出手段からの出力信号と前記回転センサからの検出信号との位相差を複数検出し、該複数の検出値に基づいて前記回転センサのズレ角を算出することをその要旨とする。

この発明では、誘起電圧検出手段からの出力信号と回転センサからの検出信号との位相差が複数検出され、該複数の検出値に基づいて回転センサのズレ角が算出される。つまり、複数の検出値の平均を取る等することで、求めたズレ角の信頼性を向上できるため、ズレ角検出（位相差検出）をより高精度に行うことが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のブラシレスモータ制御装置において、前記誘起電圧検出手段は、前記誘起電圧を検出すべく前記ステータコイルの相電圧を入力し該入力に応じた２値信号の出力信号を出力するコンパレータを備えてなることをその要旨とする。

この発明では、誘起電圧を検出すべくステータコイルの相電圧を入力し、該入力に応じた２値信号の出力信号を出力するコンパレータが備えられる。つまり、コンパレータを用いることでステータコイルの相電圧（誘起電圧）の検出を容易とでき、また該検出を行う回路を簡素な構成で実現可能である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置を一体に備えてなるブラシレスモータである。
この発明では、回転センサの角度ズレに対する補正がより的確に行われ、モータ回転時の騒音低減を図ることが可能なブラシレスモータを提供できる。

本発明によれば、回転センサの角度ズレに対する補正がより的確に行われ、モータ回転時の騒音低減を図ることができるブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のブラシレスモータ１０を示す。本実施形態のブラシレスモータ１０は、車両用空調装置の送風用モータとして用いられる。ブラシレスモータ１０は、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の三相の駆動電力の供給に基づいて回転駆動されるものであり、制御装置１１は、その三相への通電タイミングを設定して各相の駆動電力を生成することでブラシレスモータ１０の回転を制御している。この制御装置１１は、ブラシレスモータ１０に一体に備えられている。

制御装置１１は、直流電源Ｅからの直流電力から１２０°位相の異なる三相の駆動電力を生成するための三相インバータ回路１２を備えている。三相インバータ回路１２は、６個のスイッチング素子としてＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗを６個用いたブリッジ回路で構成され、高電位側電源線Ｌ１とグランド線ＧＮＤとの間にＵ相用のＦＥＴ１ｕとＦＥＴ２ｕとが直列に、Ｖ相用のＦＥＴ１ｖとＦＥＴ２ｖとが直列に、Ｗ相用のＦＥＴ１ｗとＦＥＴ２ｗとが直列に接続されてなる。高電位側電源線Ｌ１及びグランド線ＧＮＤには、直流電源Ｅからの直流電力がチョークコイル１３ａと平滑コンデンサ１３ｂ，１３ｃとからなる電源安定化回路１３を通じて安定化されて供給されている。また、各ＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗには、還流電流を流すためのダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ逆接続されている。

ここで、前記ブラシレスモータ１０は、６０°毎に磁極の異なる６磁極のロータ１０ａが回転可能に備えられるとともに、ステータ１０ｂにおいてはＵ相、Ｖ相、Ｗ相のステータコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗがＹ結線（星型結線）にて構成されており、Ｕ相用のＦＥＴ１ｕ，２ｕ間の出力端子がＵ相のコイル１０ｕの一端に、Ｖ相用のＦＥＴ１ｖ，２ｖ間の出力端子がＶ相のコイル１０ｖの一端に、Ｗ相用のＦＥＴ１ｗ，２ｗ間の出力端子がＷ相のコイル１０ｗの一端にそれぞれ接続されている。そして、インバータ回路１２の各ＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗが所定タイミングでスイッチング制御されることで生成される各相の駆動電力が各相のコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに供給されるようになっている。

図２にスイッチング制御のタイミングを示すように、ＦＥＴ１ｕ，２ｕがＦＥＴ−Ｕ上／下、ＦＥＴ１ｖ，２ｖがＦＥＴ−Ｖ上／下、ＦＥＴ１ｗ，２ｗがＦＥＴ−Ｗ上／下にそれぞれ対応しており、Ｕ相用のＦＥＴ１ｕ，２ｕでは、ＦＥＴ２ｕが電気角１２０°のオン期間に次いで電気角６０°のオフ期間を有し、その後、ＦＥＴ１ｕが電気角１２０°のオン期間に次いで電気角６０°のオフ期間を有する繰り返しとなっており、Ｖ相用のＦＥＴ１ｖ，２ｖ及びＷ相用のＦＥＴ１ｗ，２ｗも同様にオンオフ期間が設定されている。また、相間では、Ｕ相用のＦＥＴ１ｕのオン期間終了とＶ相用のＦＥＴ１ｖのオン期間開始とが一致、Ｖ相用のＦＥＴ１ｖのオン期間終了とＷ相用のＦＥＴ１ｗのオン期間開始とが一致するように１２０°の位相差が設けられている。これにより、１２０°の位相差を有する各相の駆動電力（図２では図示せず）がモータ１０の各相のコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗにそれぞれ印加されることになる。尚、図２に示される正弦波波形は、各相のコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに生じる誘起電圧の波形である。

因みに、後述する回転センサとしてのホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗからは、ロータ１０ａの回転に伴って１２０°の位相差を有するパルス状の検出信号が得られ、Ｕ相用のホール素子Ｈｕ（ホールＵ）のＨレベルへの立ち上がりに基づいてＦＥＴ２ｕ（ＦＥＴ−Ｕ下）がオン、ホール素子Ｈｕ（ホールＵ）のＬレベルへの立ち下がりに基づいてＦＥＴ１ｕ（ＦＥＴ−Ｕ上）がオンされる。また、Ｖ相用のホール素子Ｈｖ（ホールＶ）のＨレベルへの立ち上がりに基づいてＦＥＴ２ｗ（ＦＥＴ−Ｗ下）がオン、ホール素子Ｈｖ（ホールＵ）のＬレベルへの立ち下がりに基づいてＦＥＴ１ｗ（ＦＥＴ−Ｗ上）がオンされる。Ｗ相用のホール素子Ｈｗ（ホールＷ）のＨレベルへの立ち上がりに基づいてＦＥＴ２ｖ（ＦＥＴ−Ｖ下）がオン、ホール素子Ｈｗ（ホールＷ）のＬレベルへの立ち下がりに基づいてＦＥＴ１ｖ（ＦＥＴ−Ｖ上）がオンされる。

また、前記各ＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗの内、グランド線ＧＮＤ側に設けた下段のＦＥＴ２ｕ，２ｖ，２ｗは、オン期間において更に高い周波数でオンオフされるＰＷＭ制御が行われており（図２にてオン期間を縦縞とし、ＰＷＭ制御が実施されることを示している）、これによりブラシレスモータ１０の回転速度が制御されている。このような各ＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗのスイッチング制御は、制御回路１５により行われている。

図１に示すように、制御回路１５は、スタンバイ回路１４からの動作電源の供給に基づいてそれぞれ動作する駆動タイミング生成部１６、制御部１７、Ｆ／Ｖコンバータ１８、及びＰＷＭ生成部１９を備えている。スタンバイ回路１４は、外部に備えられるエアコンＥＣＵからの起動指令信号に基づいて動作電源を生成しそれら各回路に供給する。

前記ブラシレスモータ１０には、６磁極のロータ１０ａの回転位置（磁極位置）を各相毎に検出すべく３つのホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが４０°間隔（電気角では１２０°間隔）で配設されている。ロータ１０ａの回転に伴って出力される各ホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗからの検出信号は、１２０°の位相差を有するパルス状をなしており（図２参照）、駆動タイミング生成部１６、制御部１７、及びＦ／Ｖコンバータ１８のそれぞれに出力される。

駆動タイミング生成部１６は、ホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗから入力される検出信号に基づいてロータ１０ａの回転位置を検出し、その時々の各相のＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗの駆動タイミング（通電タイミング）を設定している。制御部１７は、図示しない速度指令値設定部からの速度指令値とロータ１０ａの検出回転位置とをパラメータとしてその時々の進角・遅角量を決定して上記で設定した駆動タイミングに加味し、最終的な駆動制御信号をＦＥＴ１ｕ，１ｖ，１ｗには直接出力するとともに、ＦＥＴ２ｕ，２ｖ，２ｗにはＡＮＤ回路（アンド回路）２０を介して出力する。

Ｆ／Ｖコンバータ１８は、ホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗから入力されるパルス状の検出信号に基づいて得られるロータ１０ａの回転速度に対応した周波数を電圧に変換し、その変換電圧をＰＷＭ生成部１９に出力している。ＰＷＭ生成部１９は、変換電圧からロータ１０ａの回転速度を把握し、ＰＷＭ制御信号を制御部１７からの駆動制御信号に加味すべくＡＮＤ回路２０に出力する。このＰＷＭ生成部１９は、モータ１０の起動時において回転速度を徐々に上昇させるソフトスタートを行うべく、エアコンＥＣＵらの起動指令信号に基づいてＰＷＭ制御信号のデューティを徐々に大きくし、そのソフトスタートの後には、速度指令値で設定された回転速度で一定となるようにＰＷＭ制御信号のデューティを調整している。これに伴って、下段のＦＥＴ２ｕ，２ｖ，２ｗのオン期間での実オン時間が変更されてモータ１０に供給する駆動電力が調整され、該モータ１０の回転速度が制御されている。

尚、ＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗに駆動制御信号を出力する制御部１７に対し、その駆動制御信号の出力を強制的に停止させてＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗの動作及びモータ１０の回転を停止させ、モータ１０や制御装置１１の保護を行う保護回路２１が備えられている。

また、制御装置１１には、コンパレータ２２が備えられている。コンパレータ２２のマイナス側入力端子は各相のコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの中性点と接続され、プラス側入力端子はＷ相のコイル１０ｗの一端と接続されている。即ち、コンパレータ２２にはＷ相のコイル１０ｗの相電圧（駆動電圧と誘起電圧との合成電圧）が入力され、該コンパレータ２２は、Ｗ相のコイル１０ｗの相電圧のプラスとなる期間にＨレベル、マイナスとなる期間にＬレベルとなる出力信号を前記駆動タイミング生成部１６に出力する。そして、駆動タイミング生成部１６では、Ｗ相のコイル１０ｗの相電圧の内で誘起電圧に対応したコンパレータ２２からの出力信号とＵ相のホール素子Ｈｕからの検出信号とに基づいて、各ホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの配置位置が理想位置に対して角度ズレが生じているか否かが判定され、角度ズレが生じている場合にはそのズレ角に相当する補正値を駆動制御信号（駆動タイミング）に反映させるズレ角補正を行っている。本実施形態では、このズレ角補正は、モータ１０の起動時の回転速度が上昇する途中の低速回転域で行っている。

図３は、制御回路１５が行うズレ角補正を含めたモータ起動時の処理フローであり、エアコンＥＣＵらの起動指令信号が入力されると、ステップＳ１ではモータ１０への通電を開始し、ステップＳ２では回転速度を次第に上昇させるソフトスタートを行わせる。これと平行して、駆動タイミング生成部１６内に備えられる周期カウンタ（図示略）のカウント値に基づいてモータ１０の回転速度を検出する。因みに、この周期カウンタのカウント値は、モータ１０の回転速度の上昇とともに小さくなる（図４（ａ）参照）。

ステップＳ３では、上昇中のモータ１０の回転速度が所定回転速度（例えば５００［ｒｐｍ］）以上となったか否かが周期カウンタのカウント値にて検出し、その回転速度が所定回転速度以上となるまでステップＳ２，Ｓ３を繰り返して、回転速度が所定回転速度以上となるとステップＳ４に進む。ステップＳ４では、保護回路２１による保護動作中か否かが判定され、保護動作中であればステップＳ５に進み、ズレ角補正を含む起動時処理フローから逸脱した保護動作処理に移行する。即ち、保護動作中でないことを条件にステップＳ６以降のズレ角補正処理に進む（以降、図４（ｂ）参照）。

ステップＳ６では、駆動タイミング生成部１６は、各相のコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗへの通電を停止すべくインバータ回路１２のＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗを全てオフさせる。これは、コンパレータ２２に入力するＷ相のコイル１０ｗの相電圧を誘起電圧のみとするためである。つまり、コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに生じる誘起電圧は、ロータ１０ａの実磁極位置を反映するものであり、ホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの理想位置を示すものである。従って、ロータ１０ａを所定回転速度で回転させた後の慣性回転でコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに誘起電圧を生じさせ、その中でＷ相のコイル１０ｗの誘起電圧を利用する。本実施形態では、ズレ角補正にかかるロータ１０ａの慣性回転は３回転としている。

ステップＳ７において、ロータ１０ａの慣性回転１回転目では、ズレ角補正としては何も行わない。これは、モータ１０への通電を停止した直後は還流電流が生じるため、この還流電流によりコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗから純粋な誘起電圧が得られない虞があるためである。従って、ロータ１０ａの慣性回転１回転目は、還流電流の消滅を考慮した時間として設定している。

ステップＳ８において、ロータ１０ａの慣性回転２回転目では、１回目のホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの理想位置からのズレ角検出（位相差検出）を行う。具体的には、Ｕ相のホール素子Ｈｕからの検出信号のＨレベルへの立ち上がりから最初のＷ相のコイル１０ｗの誘起電圧のゼロクロス点、即ちコンパレータ２２の出力信号がＨレベルに立ち上がるまでの位相差（ズレ角）として、ホール素子Ｈｕの検出信号の立ち上がりから駆動タイミング生成部１６内に備えられる第２カウンタ（図示略）を動作させコンパレータ２２の出力信号が立ち上がるまでの間のカウント値を求める。図２では、そのカウント値の大きさに相当する波形をホール素子Ｈｕの検出信号とコンパレータ２２の出力信号とのＥＸ−ＯＲ（排他的論理和）で示している。尚、これはカウント値の大きさを示すためのものであり、実際にこの演算は行っていない。

ホール素子Ｈｕが理想位置に対して角度ズレが生じていない場合では、該ホール素子Ｈｕの検出信号の立ち上がりからコイル１０ｗの誘起電圧のゼロクロス点までが理想では電気角３０°であるため、ズレ角に対応するカウント値は３０°相当の値となっている。これに対し、ホール素子Ｈｕが理想位置に対して遅れ側に角度ズレが生じている場合では、角度ズレが生じていない場合と比べてカウント値が小さく（ＥＸ−ＯＲの出力波形幅が小）、ホール素子Ｈｕが理想位置に対して進み側に角度ズレが生じている場合では、角度ズレが生じていない場合と比べてカウント値が大きくなる（ＥＸ−ＯＲの出力波形幅が大）。そして、このカウント値を１回目のズレ角検出（位相差検出）で取得したものとして駆動タイミング生成部１６内に備えられるメモリ（図示略）に記憶しておく。

ステップＳ９において、ロータ１０ａの慣性回転３回転目では、前記ステップＳ８と同様に２回目のズレ角検出（位相差検出）を行い、ここでのカウント値を２回目のズレ角検出（位相差検出）で取得したものとして同メモリに記憶する。

ステップＳ１０では、駆動タイミング生成部１６は、１回目と２回目のズレ角検出（位相差検出）で取得した２つのカウント値の平均を取り、この平均値からホール素子Ｈｕの理想位置からのズレ角を算出する。そして、算出したホール素子Ｈｕのズレ角に応じて補正値を算出する。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０で算出した補正値を、各相のＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗの駆動タイミングに反映する。従って、ホール素子Ｈｕの理想位置に対応したＦＥＴ１ｕ，２ｕ，１ｖ，２ｖ，１ｗ，２ｗの駆動タイミングに調整されるため、コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗへの通電タイミングが好適に設定される。

このようなズレ角補正において本実施形態ではロータ１０ａを３回慣性回転させるが、本実施形態のようにモータ１０を車両用空調装置の送風用モータといった比較的慣性力が大きなシステムに用いれば、懸念される慣性回転による異音は殆ど発生しない。また、このズレ角補正を低速回転域で行っているため、ズレ角検出（位相差検出（ズレ角検出））を高精度に行うことができるとともに、慣性回転時に生じる電流及びトルクリップルが小さいことからも、慣性回転時に生じる異音も極めて小さく抑えられている。

そして、ステップＳ１２では、前記ステップＳ１１までのズレ角補正処理により好適なタイミングとされた通電タイミングにてコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗへの通電が再開され、途中であったソフトスタートを再開し、モータ１０の回転速度を速度指令値で設定された回転速度まで上昇させる。やがて、速度指令値で設定された回転速度まで上昇すると、ステップＳ１３において、速度指令値に基づく回転速度一定の定常回転に維持する通常制御に移行する。このように本実施形態では、上記のズレ角補正を実行することで、モータ１０の回転時の低騒音化が図られている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、ホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに生じ得る角度ズレに対する駆動タイミング生成部１６でのズレ角補正として、Ｗ相のコイル１０ｗの誘起電圧（相電圧）がコンパレータ２２にて検出され、該コンパレータ２２からの出力信号とＵ相のホール素子Ｈｕからの検出信号とから相互の位相差、即ちホール素子Ｈｕの理想位置からのズレ角が検出され、該検出に基づいて全相の通電タイミングが補正される。つまり、コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに生じる誘起電圧は、ロータ１０ａの実磁極位置を反映するものでありホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの理想位置を示すものであるため、その代表としてコイル１０ｗの誘起電圧を検出したコンパレータ２２の出力信号とホール素子Ｈｕからの検出信号との位相差を検出することでホール素子Ｈｕのズレ角をより的確に検出することができる。従って、これによりズレ角補正を行うことで、モータ回転時の騒音低減を図ることができる。

（２）本実施形態では、ロータ１０ａの所定回転（所定回転速度に到達）後にコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの全相への通電を停止してロータ１０ａの慣性回転期間が設定され、そのロータ１０ａの慣性回転期間にコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの誘起電圧が検出される。これにより、コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗへの通電が停止されるロータ１０ａの慣性回転期間では、コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの相電圧に駆動電圧が含まれないため、該相電圧の検出にて誘起電圧を容易且つ正確に検出することができる。

（３）本実施形態では、ロータ１０ａの回転が定常回転よりもソフトスタート途中の低速回転域にロータ１０ａの慣性回転期間が設定され、該期間内で得たコンパレータ２２からの出力信号とホール素子Ｈｕからの検出信号とに基づいてホール素子Ｈｕのズレ角が検出される。つまり、ロータ１０ａの低速回転域では誘起電圧とロータ１０ａの回転位置とを小誤差で検出でき、ズレ角検出（位相差検出）を高精度に行うことができる。これにより、ズレ角補正をより一層的確に行うことができる。また、ロータ１０ａの慣性回転時に生じる電流及びトルクリップルがその低速回転域では小さいことから、懸念される慣性回転による異音も極めて小さく抑えることができる。

（４）本実施形態では、ロータ１０ａの慣性回転期間となってから予め設定した所定時間経過後、この場合、ロータ１０ａの慣性回転２回転目及び３回転目にコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの誘起電圧が検出される。つまり、コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗへの通電を停止してロータ１０ａの慣性回転期間に移行した直後ではモータ１０に還流電流が生じるため、慣性回転１回転目はその還流電流の消滅を考慮した時間として設定され、慣性回転２回転目以降にコイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの誘起電圧を検出することで、より純粋な誘起電圧が得られるようになる。これにより、ズレ角検出（位相差検出）をより高精度に行うことができる。

（５）本実施形態では、コンパレータ２２からの出力信号とホール素子Ｈｕからの検出信号との位相差（カウント値）がロータ１０ａの慣性回転２回転目及び３回転目の２回検出され、この２回それぞれの検出値の平均値に基づいてホール素子Ｈｕのズレ角が算出される。つまり、このように複数の検出値の平均を取る等することで、求めたズレ角の信頼性を向上できるため、ズレ角検出（位相差検出）をより高精度に行うことができる。

（６）本実施形態では、誘起電圧を検出すべくコイル１０ｗの相電圧を入力し、該入力に応じた２値信号の出力信号を出力するコンパレータ２２が備えられる。つまり、コンパレータ２２を用いることでコイル１０ｗの相電圧（誘起電圧）の検出を容易とでき、また該検出を行う回路を１つのコンパレータ２２にて簡素に構成することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、Ｕ相のホール素子ＨｕとＷ相のコイル１０ｗをズレ角検出の対象としたが、他の相のホール素子Ｈｖ，Ｈｗやコイル１０ｕ，１０ｖをその対象としてもよい。また上記実施形態では、一相のホール素子Ｈｕのズレ角を全相の通電タイミングに反映させた演算量軽減の態様であったが、二相又は三相のホール素子のズレ角を全相の通電タイミングに反映させてもよい。また、三相のホール素子のズレ角を個別に検出する態様とした場合、対応する相毎の通電タイミングに反映させれば、各相のホール素子それぞれの角度ズレに対応することができる。

・上記実施形態では、ロータ１０ａの慣性回転によるズレ角補正をソフトスタート中の低速回転域で実施したが、これに限らず、例えば定常回転時に行ってもよい。
・上記実施形態では、ロータ１０ａの慣性回転１回転目を還流電流の影響を考慮してからズレ角検出を行わず慣性回転２回転目以降にズレ角検出を行ったが、ズレ角検出を行わない時間はこれに限らず適宜変更してもよい。また、ロータ１０ａの慣性回転期間となった直後からコイル１０ｗの誘起電圧を検出してもよい。

・上記実施形態では、ロータ１０ａの慣性回転２回転目と３回転目で得た２つのズレ角（カウント値）の平均値に基づいてホール素子Ｈｕのズレ角を算出したが、１つ若しくは３つ以上のズレ角から算出してもよい。

・上記実施形態では、コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの全相への通電を停止してロータ１０ａの慣性回転期間にコイル１０ｗの誘起電圧を検出したが、コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗへの通電中、即ちロータ１０ａの回転駆動中に誘起電圧の検出を行ってもよい。

・上記実施形態では、回転センサとして３個のホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いて構成したが、センサの数はこれに限らず、例えば２個や１個で構成したものであってもよい。また、回転センサはホール素子以外の磁気センサを用いてもよく、更には磁気センサ以外のセンサで構成したものであってもよい。

・上記実施形態では、モータ起動時にホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのズレ角検出（補正）を行う構成であるが、初期設定時にズレ角検出を行ってその補正値を記憶又は反映し、以降はズレ角検出を行わないようにしてもよい。

・上記実施形態では、コイル１０ｗの相電圧（誘起電圧）をコンパレータ２２で検出したが、該電圧を検出する構成はこれに限定されるものではない。
・上記実施形態では、車両用空調装置の送風用モータとして用いられるブラシレスモータ１０に適用したが、この使用用途以外のブラシレスモータに適用してもよい。

本実施形態におけるブラシレスモータ及び制御装置の概略構成図である。ブラシレスモータ及び制御装置各所の動作波形図である。起動時処理を示すフロー図である。（ａ）（ｂ）は起動時処理を説明するための説明図である。

符号の説明

１０…ブラシレスモータ、１０ａ…ロータ、１０ｕ，１０ｖ，１０ｗ…コイル（ステータコイル）、１１…制御装置、１６…駆動タイミング生成部（補正手段、ズレ角検出手段、慣性回転設定手段）、２２…コンパレータ（誘起電圧検出手段）、Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ…ホール素子（回転センサ）。

Claims

磁極を有するロータの回転位置を回転センサにて検出し、該回転センサによる前記ロータの検出回転位置に基づいて三相のステータコイルへの通電タイミングを設定してブラシレスモータの回転を制御するものであり、前記回転センサに生じ得る角度ズレに対応して前記通電タイミングを補正する補正手段を備えてなるブラシレスモータ制御装置であって、
前記ロータの所定回転後であって、そのロータの回転が定常回転よりも低速回転域に、前記ステータコイルの全相への通電を停止して前記ロータの慣性回転期間を設定する慣性回転設定手段を備え、
前記補正手段は、
前記ロータの慣性回転期間において前記ステータコイルの少なくとも一相の誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
前記ロータの慣性回転期間内で得た前記誘起電圧検出手段からの出力信号と前記回転センサからの検出信号とから相互の位相差を検出し、該位相差に基づいて前記通電タイミングの補正に用いる前記回転センサのズレ角を検出するズレ角検出手段と
を備え、
前記誘起電圧検出手段は、前記ロータの慣性回転期間となってから、ブラシレスモータに生じる還流電流の消滅を考慮して予め設定した所定時間経過後に、前記ステータコイルの誘起電圧を検出することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
請求項１に記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記ズレ角検出手段は、前記誘起電圧検出手段からの出力信号と前記回転センサからの検出信号との位相差を複数検出し、該複数の検出値に基づいて前記回転センサのズレ角を算出することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
請求項１又は２に記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記誘起電圧検出手段は、前記誘起電圧を検出すべく前記ステータコイルの相電圧を入力し該入力に応じた２値信号の出力信号を出力するコンパレータを備えてなることを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置を一体に備えてなることを特徴とするブラシレスモータ。