JP5422526B2 - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータの駆動装置に関し、詳しくは、センサレスで通電モードの切り替えを行うブラシレスモータの駆動装置に関する。

特許文献１には、３相同期電動機において、パルス電圧によって誘起される非通電相の誘起電圧（パルス誘起電圧）を検出し、この誘起電圧と基準電圧とレベル比較し、該レベル比較の結果に応じて通電モードを順次切り替えていく、同期電動機の駆動システムが開示されている。

特開２００９−１８９１７６号公報

前述のようなセンサレス式の駆動制御では、開放相（非通電相）の端子電圧（パルス誘起電圧）と基準電圧（電圧閾値）とを比較して通電モードの切り替えを行うが、前記非通電相の電圧は、温度環境や巻線のばらつきなどによって変化する。
このため、温度環境や巻線のばらつきなどが非通電相の電圧の絶対値を小さくする方向に作用すると、通電モードの切り替えが要求される角度になっても、非通電相の電圧が電圧閾値を越えないために通電モードが切り替わらず、ブラシレスモータが脱調する可能性があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、温度環境や巻線のばらつきによって非通電相の電圧（パルス誘起電圧）が変化しても、通電モードの切り替えを行えるブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明は、複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対する通電モードを切り替え、各通電モードにおいてパルス幅変調動作によって通電制御を行うブラシレスモータの駆動装置であって、非通電相の電圧が電圧閾値に達した場合に、通電モードを切り替える第１通電モード切替手段と、非通電相の電圧が前記電圧閾値近傍の所定領域内で前記電圧閾値に近づく変化を停止した場合に、前記通電モードを切り替える第２通電モード切替手段と、を備えるようにした。

上記発明によると、温度環境や巻線のばらつきなどによって非通電相の電圧の絶対値が小さくなり、電圧閾値に達しなくなっても、通電モードを切り替えることができ、ブラシレスモータにおける脱調の発生を抑制できる。

実施形態において、本願発明に係るブラシレスモータの駆動装置を適用する、自動車ＡＴ（オートマチック・トランスミッション）用油圧ポンプシステムの構成を示すブロック図である。 実施形態におけるモータ制御装置及びブラシレスモータの構成を示す回路図である。 実施形態における制御器の構成を示すブロック図である。 実施形態におけるブラシレスモータの通電パターンを示すタイムチャートである。 実施形態における電圧閾値に基づく通電モードの切り替えを示すタイムチャートである。 実施形態における通電モードの切り替え処理のメインルーチンを示すフローチャートである。 実施形態における低速センサレス制御の詳細を示すフローチャートである。 実施形態におけるブラシレスモータの初期位置への位置決め処理を示す図である。 実施形態におけるブラシレスモータの起動における通電モードの切り替え処理を示す図である。 実施形態における非通電相の電圧検出期間を示すタイムチャートである。 実施形態における偏差の変化を例示するタイムチャートである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本願発明に係るブラシレスモータの駆動装置を適用する、自動車ＡＴ（オートマチック・トランスミッション）用油圧ポンプシステムの構成を示すブロック図である。

図１に示す自動車ＡＴ用油圧ポンプシステムでは、変速機７やアクチュエータ８にオイルを供給するオイルポンプとして、図外のエンジン（内燃機関）の出力により駆動される機械式オイルポンプ６と、モータで駆動される電動オイルポンプ１とを備えている。
また、エンジンの制御システムとして、自動停止条件の成立時にエンジンを停止し、自動始動条件が成立するとエンジンを再始動するアイドルストップ制御機能を備えており、アイドルストップによってエンジンが停止されている間は、機械式オイルポンプ６もその動作を停止するため、アイドルストップ中は、電動オイルポンプ１を用いて、変速機７やアクチュエータ８に対するオイルの供給を行う。

電動オイルポンプ１は、直結されたブラシレスモータ２により駆動される。ブラシレスモータ２は、モータ制御装置（ＭＣＵ）３により、ＡＴ制御装置（ＡＴＣＵ）４からの指令に基づいて制御される。
モータ制御装置（駆動装置）３は、ブラシレスモータ２を駆動制御して電動オイルポンプ１を駆動し、オイルパン１０のオイルを、オイル配管５を介して変速機７やアクチュエータ８に供給する。

エンジン駆動中は、エンジンにより駆動される機械式オイルポンプ６により、変速機７やアクチェータ８にオイル配管９を介してオイルパン１０のオイルが供給され、このとき、ブラシレスモータ２はオフ状態であって、逆止弁１１により電動オイルポンプ１に向かうオイルを遮断する。
エンジンがアイドルストップによって停止すると、エンジン回転速度が低下し、機械式オイルポンプ６も回転速度が低下してオイル配管９の油圧が低下するので、エンジンのアイドルストップと同時に、ＡＴ制御装置４がモータ起動の指令をモータ制御装置３に送信する。

起動指令を受けたモータ制御装置３は、ブラシレスモータ２を駆動して電動オイルポンプ１を回転させ、オイル配管５内の油圧を徐々に上昇させる。
機械式オイルポンプ６の油圧が低下し、電動オイルポンプ１の油圧が閾値を越えると、逆止弁１１が開弁し、オイルは、オイル配管５、電動オイルポンプ１、逆止弁１１、変速機７・アクチェータ８、オイルパン１０の経路を通って循環する。

図２は、モータ制御装置３及びブラシレスモータ２の詳細を示す。
モータ制御装置３は、モータ駆動回路２１２と、マイクロコンピュータを備えた制御器２１３とを含んで構成され、制御器２１３はＡＴ制御装置４との間で通信を行う。
ブラシレスモータ２は、３相ＤＣブラシレスモータ（３相同期電動機）であり、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の３相巻線２１５Ｕ，２１５Ｖ，２１５Ｗを、図示省略した円筒状の固定子に備え、該固定子の中央部に形成された空間に永久磁石回転子２１６が配置される。

そして、モータ駆動回路２１２は、例えばＩＧＢＴからなる６個のスイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆを３相ブリッジ接続し、かつ、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆに逆並列にダイオード２１８ａ〜２１８ｆをそれぞれ接続して構成され、かつ、電源回路２１９を有している。
スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆの制御端子（ゲート端子）は、制御器２１３に接続され、スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆのオン・オフは、制御器２１３によるパルス幅変調動作で制御される。

制御器２１３は、ブラシレスモータ２の印加電圧を演算し、駆動回路２１２へのパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を生成する回路であり、図３に示すように、ＰＷＭ発生器２５１、ゲート信号切替器２５２、通電モード決定器２５３、比較器２５４、電圧閾値切替器２５５、電圧閾値学習器２５６、非通電相電圧選択器２５７，電圧変化判定器２５８を含んでいる。
ＰＷＭ発生器２５１は、指令トルクに応じた印加電圧指令（指令電圧）に基づき、パルス幅変調されたＰＷＭ波を生成する回路である。

通電モード決定器２５３は、モータ駆動回路２１２の通電モード（スイッチングモード）を決定するモード指令信号を順次出力するデバイスであり、比較器２５４（第１通電モード切替手段）及び電圧変化判定器２５８（第２通電モード切替手段）が出力するモード切替トリガ信号をトリガとして通電モードを６通りに切り替える。
ゲート信号切替器２５２は、モータ駆動回路２１２の各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆがどのような動作でスイッチングするかを、通電モード決定器２５３の出力であるモード指令信号に基づいて決定し、該決定に従い、最終的な６つのゲートパルス信号をモータ駆動回路２１２に出力する。

電圧閾値切替器２５５は、非通電相の端子電圧の閾値（電圧閾値）を発生する回路であり、電圧閾値の切り替えタイミングは、通電モード決定器２５３の出力であるモード指令信号に基づき決定される。
非通電相電圧選択器２５７は、ブラシレスモータ２の３相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの中から非通電相の電圧をモード指令信号に従い選択して出力する回路であり、前記端子電圧は、ブラシレスモータ２の中性点に対する電位差として出力される。
尚、非通電相の端子電圧は、厳密にはグランドＧＮＤ−端子間の電圧であるが、本実施形態では、中性点の電圧を別途検出し、この中性点の電圧とＧＮＤ−端子間電圧との差を求めて、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとしている。

比較器２５４（第１通電モード切替手段）は、電圧閾値切替器２５７が出力する電圧閾値と非通電相電圧選択器２５７が出力する非通電相の電圧（誘起電圧）とを比較し、通電モード決定器２５３にモード切替トリガを出力する。
尚、誘起電圧は、２相の印加パルス電圧によって非通電相に誘起される電圧（パルス誘起電圧）であり、回転子の位置により磁気回路の飽和状態が変化することから、回転子の位置に応じた誘起電圧が非通電相に発生することになり、非通電相の誘起電圧から、回転子位置を推定して、通電モードの切り替えタイミングを検出することができる。

また、電圧変化判定器２５８（第２通電モード切替手段）は、電圧閾値に到達する前の非通電相の電圧変化に基づいてモード切替トリガを出力する。
電圧閾値学習器２５６（電圧閾値補正手段）は、電圧変化判定器２５８がモード切替トリガを出力した場合に、電圧閾値切替器２５７が出力する電圧閾値を補正し、補正結果を次回以降に用いる電圧閾値として記憶する、電圧閾値の学習処理を行う。

図４は、通電モード毎の各相への印加電圧を示す。
通電モードは、電気角６０degごとに順次切り替わる６通りの通電モード（１）〜（６）からなり、各通電モード（１）〜（６）においてスイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆは、指令電圧に応じてパルス幅変調した信号で駆動される。

本実施形態では、Ｕ相のコイルの角度位置を基準位置（deg）とし、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行う角度位置を３０degに、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う角度位置を９０degに、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行う角度位置を１５０degに、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行う角度位置を２１０degに、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行う角度位置を２７０degに、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行う角度位置を３３０degに設定している。

通電モード（１）は、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に電圧Ｖを印加し、Ｖ相に電圧−Ｖを印加し、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流す。
通電モード（２）は、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に電圧Ｖを印加し、Ｗ相に電圧−Ｖを印加し、Ｕ相からＷ相に向けて電流を流す。

通電モード（３）は、スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、Ｗ相に電圧−Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流す。
通電モード（４）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｃをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、Ｕ相に電圧−Ｖを印加し、Ｖ相からＵ相に向けて電流を流す。

通電モード（５）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｅをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に電圧Ｖを印加し、Ｕ相に電圧−Ｖを印加し、Ｗ相からＵ相に向けて電流を流す。
通電モード（６）は、スイッチング素子２１７ｅ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に電圧Ｖを印加し、Ｖ相に電圧−Ｖを印加し、Ｗ相からＶ相に向けて電流を流す。

上記のように、６つの通電モード（１）〜（６）を、電気角６０deg毎に切り替えることで、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆは、２４０deg毎に１２０deg間通電されることから、図４に示すような通電方式は１２０度通電方式と呼ばれる。
前記通電モードの切り替えを、本実施形態では、非通電相に発生する電圧（誘起電圧）に基づいて行うようになっており、本実施形態のモータ制御装置３は、所謂位置センサレスの通電制御を行う。

具体的には、非通電相電圧選択器２５７が３相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの中から通電モードに応じて非通電相（開放相）の電圧を選択して出力し、図５に示すように、この非通電相の端子電圧が、電圧閾値切替器２５５が出力する電圧閾値に達したか否かを比較器２５４が判断し、比較器２５４は、非通電相の端子電圧が電圧閾値に達したとき（非通電相の端子電圧が電圧閾値に達したとき）に、モード切替トリガを通電モード決定器２５３に出力する。
更に、電圧変化判定器２５８は、非通電相電圧選択器２５７が出力する非通電相の端子電圧が、電圧閾値切替器２５５が出力する電圧閾値に達する前に当該電圧閾値に近づく変化を停止した場合に、モード切替トリガを通電モード決定器２５３に出力することで、開放相の端子電圧が、温度環境や巻線のばらつきなどによって低下し、電圧閾値に達しないことがあっても、通電モードの切り替えが行われるようにする。

ここで、前記比較器２５４及び電圧変化判定器２５８によるモード切替トリガの出力処理（通電モードの切り替え指令処理）の詳細を、図６及び図７のフローチャートに従って説明する。
図６のフローチャートは、通電モード切替制御のメインルーチンを示し、ブラシレスモータ２の駆動開始指令をトリガとして処理が開始される。

まず、ステップＳ１０１では、ブラシレスモータ２を起動するに当たって、ブラシレスモータ２の初期位置を決定するための位置決め操作を行う。
具体的には、例えば図８に示すように、通電モード（３）に対応する相通電、即ち、Ｖｕ＝０、Ｖｖ＝Ｖin、Ｖｗ＝−Ｖinに設定し、係る相通電状態を保持することで、モータ角度の初期値を９０degとする。

但し、初期位置を決定するための位置決めを、通電モード（３）に対応する相通電による９０degの位置に限定するものではなく、他の通電モード（１），（２），（４）〜（６）のいずれかに対応する相通電を行わせることができ、更には、通電モード（１）〜（６）のいずれにも該当しない相通電を行わせてもよい。
ステップＳ１０１で初期位置に位置決めすると、ステップＳ１０２へ進み、通電モードの切り替えによるブラシレスモータ２の回転駆動制御として、低速センサレス制御を開始する。

前記低速センサレス制御とは、モータ回転速度を低速域と高速域とに２分した場合に、前記低速域において、３相固定子巻線のうち、２相の印加パルス電圧によって非通電相に誘起される電圧（パルス誘起電圧）を検出し、この非通電相の誘起電圧と閾値とを比較して、電圧を印加する２相（通電モード）を切り替える制御であり、前記比較器２５４及び電圧変化判定器２５８を用いて行われる。
一方、高速域では、後述するように、高速センサレス制御が実施されるが、この高速センサレス制御は、回転子が回転することによって発生する誘起電圧（速度起電力）を検出し、この誘起電圧（速度起電力）に基づき通電モードを切り替える制御であり、前記速度起電力のゼロクロス点を基準に通電モードの切り替えポイントを設定する。

前記高速センサレス制御で用いる速度起電力は、低速域では感度が低下するため、速度起電力に基づき精度良く通電モードの切り替えポイントを検出できる高回転側の領域が前記高回転域として設定されるように、前記低速域と高速域とに切り分けるモータ回転速度の閾値を予め適合してある。
ステップＳ１０２で、初期位置から低速センサレス制御によってブラシレスモータ２を回転させ始める場合には、回転子２１６が応答しない範囲内の時間で、通電モードの切り替えを２回行って、前記切り替え後の通電モードで発生する合成磁束に回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、初期位置から回転し始めるようにする。

例えば、初期位置を、通電モード（３）での相通電による９０degの角度位置として設定した場合には、図９に示すように、通電モード（３）に対応する相通電を維持していた状態から、電流は応答変化するが回転子２１６は回動しない時間Ｔ（例えば５００μsec）で、通電モード（４）を経て通電モード（５）に切り換え、通電モード（５）での合成磁束に引かれて、初期位置の９０degから２１０degに向けて回転子２１６が回転し始めるようにする。
そして、初期位置の９０degから回転し始めると、通電モード（５）の非通電相であるＶ相の端子電圧に基づき、通電モード（６）への切り替えタイミングを判断し、通電モード（６）への切り替えを行い、その後、順次通電モードを切り替えてブラシレスモータ２を回転させる。

上記低速センサレス制御による通電モードの切り替え制御については、後で詳細に説明する。
低速センサレス制御を開始すると、ステップＳ１０３では、モータ回転速度が前記低速域と高速域とに切り分けるモータ回転速度の閾値以上になったか否かを判断し、そのときのモータ回転速度が閾値未満であれば、そのまま低速センサレス制御を継続し、そのときのモータ回転速度が閾値以上であれば、ステップＳ１０４へ進み、回転子が回転することによって発生する誘起電圧（速度起電力）を検出し、この誘起電圧（速度起電力）に基づき通電モードを切り替える高速センサレス制御に移行する。

高速センサレス制御に移行した後は、ステップＳ１０５で、モータ回転速度が〔前記閾値−ヒステリシス分〕よりも低くなったか否かを判断し、モータ回転速度が〔前記閾値−ヒステリシス分〕よりも低くなれば、再度低速センサレス制御に戻るようにする。
前記ヒステリシス分（＞０）は、モータ回転速度が閾値近傍で変動する場合に、低速センサレス制御と高速センサレス制御との間で頻繁な切り替えがなされることがないように、高速センサレス制御に移行した後は、モータ回転速度が前記閾値を下回っても低速センサレス制御への切り替えを行わず、モータ回転速度が〔前記閾値−ヒステリシス分〕まで低下して初めて低速センサレス制御への切り替えを行う。

モータ回転速度が〔前記閾値−ヒステリシス分〕以上である場合には、ステップＳ１０６へ進み、モータ停止指令が出力されたか否かを判断し、モータ停止指令が出力されていなければ、ステップＳ１０４へ戻って高速センサレス制御によるモータ駆動を継続し、モータ停止指令が出力すると、ルーチンを終了させることで、ブラシレスモータ２の各相への通電を遮断する。

図７のフローチャートは、前記ステップＳ１０２の低速センサレス制御の詳細を示し、このフローチャートに示すルーチンは、一定時間毎に実行される。
まず、ステップＳ２０１では、通電モードの切り替えを認識し、切り替え後の通電モードで、非通電相の端子電圧として検出すべき電圧検出相を決定する。

ここで、通電モード（１）ではＷ相を電圧検出相とし、通電モード（２）ではＶ相を電圧検出相とし、通電モード（３）ではＵ相を電圧検出相とし、通電モード（４）ではＷ相を電圧検出相とし、通電モード（５）ではＶ相を電圧検出相とし、通電モード（６）ではＵ相を電圧検出相とする。
尚、非通電相の電圧を検出する場合、通電モードの切り替え直後は、転流電流が発生し、通電モードの切り替え判定を行わせることはできないので、通電モードの切り替え時から、電圧検出値のＡ／Ｄ変換周期の設定回数分の電圧データは、通電モードに切り替え判定に用いないようにするとよい。前記設定回数は、転流期間に相当し、一定回数としても良いが、モータ回転速度や電流によって転流電流の発生期間が変化するので、モータ回転速度や電流に応じて可変に設定するとよい。

ステップＳ２０１では、電圧検出相を決定すると共に、後述する最小偏差を初期値（最大値）に設定する。
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で決定した電圧検出相、即ち、そのときの通電モードにおける非通電相の端子電圧を検出する。

端子電圧の検出は、通電相への通電をデューティ制御する場合、電流を流す上流側の相のオン期間で行わせる。図１０は、通電モード（３）における、非通電相の端子電圧の検出期間を示し、通電モード（３）では、Ｖ相にパルス幅変調動作によって指示電圧に相当する電圧Ｖを印加し、Ｗ相に電圧−Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流すから、電圧検出相はＵ相であり、このＵ相の端子電圧を、Ｖ相上段のスイッチング素子２１７ｆのオン期間で検出する。
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で検出した非通電相の端子電圧（パルス誘起電圧）が、電圧閾値を横切って増減変化したか否かを判断する。このステップＳ２０３の処理は、比較器２５４において行われる。

より詳細には、通電モード（１）である場合は、非通電相であるＷ相の端子電圧が電圧閾値（１）以下に低下すれば、通電モード（２）への切り替えタイミングであると判断し、通電モード（２）である場合は、非通電相であるＶ相の端子電圧が電圧閾値（２）以上に増大すれば、通電モード（３）への切り替えタイミングであると判断し、通電モード（３）である場合は、非通電相であるＵ相の端子電圧が電圧閾値（３）以下に低下すれば、通電モード（４）への切り替えタイミングであると判断し、通電モード（４）である場合は、非通電相であるＷ相の端子電圧が電圧閾値（４）以上に増大すれば、通電モード（５）への切り替えタイミングであると判断し、通電モード（５）である場合は、非通電相であるＶ相の端子電圧が電圧閾値（５）以下に低下すれば、通電モード（６）への切り替えタイミングであると判断し、通電モード（６）である場合は、非通電相であるＵ相の端子電圧が電圧閾値（６）以上に増大すれば、通電モード（１）への切り替えタイミングであると判断する。

ステップＳ２０３で、非通電相の端子電圧と電圧閾値との比較から通電モードの切り替えタイミングを検出すると、ステップＳ２０８へ進み、通電モードの切り替えを実行する。係る処理は、比較器２５４が通電モード決定器２５３に対してモード切替トリガを出力し、モード切替トリガを受けた通電モード決定器２５３が、モータ駆動回路２１２の通電モード（スイッチングモード）を決定するモード指令信号を出力する機能（第１通電モード切替手段）に相当する。

一方、非通電相の端子電圧と電圧閾値との比較から通電モードの切り替えタイミングを検出しなかった場合には、ステップＳ２０４へ進み、そのときの非通電相の端子電圧と電圧閾値との偏差の絶対値、又は、端子電圧の絶対値と電圧閾値の絶対値との偏差を演算する。
次いで、ステップＳ２０５では、前記偏差の通電モード切り替え後の最小値を設定する最小偏差よりも、今回求めた偏差が小さいか否かを判断する。

そして、今回求めた偏差がそれまでの最小偏差よりも小さい場合には、ステップＳ２０６へ進み、今回求めた偏差を最小偏差に設定する。
図１１に示すように、通電モード切り替え後は、非通電相の電圧が電圧閾値に近づく方向に変化することで徐々に偏差が小さくなり、前記最小偏差は、初期値である最大値から徐々により小さい値に更新されることになるが、非通電相の電圧の絶対値が、温度環境や部品ばらつきなどによって低下し、電圧閾値に達する前に、非通電相の電圧が電圧閾値から遠ざかる方向に変化方向を転ずると、偏差はそれまでの減少変化から増加変化に切り替わることになり、前記ステップＳ２０６では、非通電相の電圧が電圧閾値に近づく方向に変化したときの最も電圧閾値に近づいたときの値を求めることになる。

また、ステップＳ２０５では、今回求めた偏差がそれまでの最小偏差以上の値であっても、今回求めた偏差が、設定値以上に大きい場合には、ステップＳ２０６へ進んで、今回求めた偏差を最小偏差に設定する。従って、偏差が設定値以上である場合には、後述するステップＳ２０８へ進んで通電モードの切り替えを行うことはなく、偏差が設定値以上である領域で、偏差が減少変化から増大変化に移行したとしても、通電モードを切り替えることはない。
前記設定値は、温度環境の変化や巻線のばらつきなどがあっても、前記設定値よりも最小偏差が小さくなるような値であり、設定値以上である偏差の変化に基づいて通電モードの切り替えが誤判定されることを抑制する。

換言すれば、通電モードの切り替えタイミングとは無関係な、電圧閾値から離れた領域での電圧変化に基づき、通電モードの切り替えがなされることがないように、偏差が設定値以上であれば、そのときの非通電相の端子電圧を、通電モードの切り替え判定の対象から除外し、偏差が設定値未満である電圧閾値近傍のモード切替領域内で、電圧が電圧閾値に近づく変化を停止した場合に、通電モードを切り替える。
ステップＳ２０５で、最小偏差の更新を行わないと判断した場合、即ち、偏差が設定値よりも小さく、非通電相の電圧が通電モードの切り替え判定を行える程度に電圧閾値に充分近づいた状態であって、かつ、偏差の減少変化（非通電相の電圧が電圧閾値に近づく変化）が停止した場合には、ステップＳ２０７へ進む。

前述の「偏差の減少変化の停止」には、偏差が減少変化を示した後に一定値に保持する場合と、偏差が減少変化後に増大変化に転じた場合との双方を含む。従って、非通電相の電圧が電圧閾値に充分に近づいた状態で、電圧が増大方向・減少方向のいずれにも変化せずに一定値を保持する場合、及び、非通電相の電圧が電圧閾値に充分に近づいてから電圧閾値から離れる方向に変化し始めた場合に、ステップＳ２０７へ進む。
そして、ステップＳ２０７では、ステップＳ２０５からステップＳ２０７へ進んだ連続回数が既定回数以上になったか否かを判断する。

即ち、非通電相の端子電圧が電圧閾値に近づいた状態で、電圧閾値に近づく動きを停止し、電圧閾値から遠ざかる方向に変化するようになるか、又は、電圧閾値に最も近づいたときの電圧を保持するようになると、電圧閾値に近づく動きの停止が瞬間的なものであるか否かを前記連続回数に基づいて判断し、前記連続回数が前記既定回数に達した場合には、非通電相の端子電圧が電圧閾値に近づく動きを停止したことが確定的であると判断し、ステップＳ２０８へ進んで通電モードの切り替えを行わせる（第２通電モード切替手段）。係る通電モードの切り替え判断は、前記電圧変化判定器２５８で実行される。

これにより、温度環境の変化や巻線のばらつきなどによって、非通電相の電圧が電圧閾値に達しないようになっても、通電モードの切り替えを行え、ブラシレスモータ２が脱調することを抑制できる。
ここで、非通電相の電圧が電圧閾値に近づく動きを停止する場合としては、前述のように、電圧閾値から遠ざかる方向に変化する（偏差が増大変化する）場合と、電圧閾値に最も近づいたときの電圧（偏差）を保持する場合とがあり、これらを場合分けし、前記既定回数として異なる値を割り付けることが好ましい。

具体的には、電圧閾値から遠ざかる方向に変化する（偏差が増大変化する）場合に用いる既定回数は、電圧閾値に最も近づいたときの電圧（偏差）を保持する場合に用いる既定回数よりも小さく設定する。
電圧は、一時的に前回値を保持しても、再度電圧閾値に近づく変化を開始する可能性があり、電圧閾値に近づく変化の停止を判断するには、一定レベルを保持している状態の安定を判断する必要があるのに対し、電圧閾値から遠ざかる変化を示すようになった場合（偏差が増大変化するようになった場合）には、一定レベルを保持する場合よりも、偏差の減少停止である可能性が高いので、電圧閾値から遠ざかる変化を示すようになった場合に用いる既定回数は、電圧（偏差）が一定値を保持する場合に用いる既定回数よりも小さく設定できる。

また、非通電相の電圧が、電圧閾値近傍で一定値を保持する間においては通電モードを切り換えずに、非通電相の電圧が、電圧閾値から遠ざかる方向に変化し始めてから、通電モードを切り替えるようにしてもよい。
ステップＳ２０７で、ステップＳ２０５からステップＳ２０７に進んだ連続回数が既定回数に達していないと判断された場合には、ステップＳ２０２へ戻り、あらためて非通電相の端子電圧を検出し、新たに検出した非通電相の端子電圧が電圧閾値に達すれば、通電モードの切り替えを行い、非通電相の端子電圧が電圧閾値に達することなく、ステップＳ２０７で既定回数に達したと判断すると、ステップＳ２０８へ進んで、通電モードの切り替えを行う。

このように、本実施形態では、温度環境の変化や巻線のばらつきなどによって、非通電相の端子電圧（中性点に対する電位差）が低下し、非通電相の端子電圧が電圧閾値に達しないようになったとしても、通電モードの切り替え後に端子電圧が電圧閾値に近づく動きを停止したことに基づいて、通電モードの切り替えを行わせるので、通電モードの切り替えが行われずに、ブラシレスモータ２が脱調してしまうことを抑制できる。
尚、上記実施形態では、非通電相の端子電圧と電圧閾値との偏差に基づいて、端子電圧が電圧閾値に近づく動きを停止したか否かを判断させたが、非通電相の端子電圧が電圧閾値に近づく動きを示した後、電圧閾値から遠ざかる変化に転じた場合、また、非通電相の端子電圧が電圧閾値に近づく動きを示した後に一定レベルを保持した場合に、通電モードの切り替えを行わせることができる。

また、前記電圧閾値は、通電モード毎に一定値として与えることができるが、モータ回転数が高いほど中性点から離れた電位に設定することができる。
ステップＳ２０８で通電モードの切り替えを行うと、次いで、ステップＳ２０９へ進み、ステップＳ２０７からステップＳ２０８へ進んだ場合に、電圧閾値を補正して、非通電相の端子電圧と電圧閾値との比較に基づき、通電モードの切り替えが行えるようにする。係る電圧閾値の補正は、電圧閾値補正手段としての電圧閾値学習器２５６によって実施される。

具体的には、それまでの電圧閾値を中性点により近づくように補正すればよく、詳細には、式（１）に示すようにして、電圧閾値を補正することができる。尚、式（１）は、中性点よりも高い電位の電圧閾値を更新する場合の例を示す。
「式（１）…新電圧閾値＝旧電圧閾値−最小偏差−余裕代」

式１において、「旧電圧閾値−最小偏差」は、非通電相の端子電圧が、旧電圧閾値に最も近づいたときの電位であり、これをそのまま電圧閾値とすると、僅かな端子電圧のばらつきで電圧閾値に達しない場合が生じることになってしまうので、端子電圧のばらつきがあっても、補正後の電圧閾値に端子電圧が達するように、余裕代分だけ更に中性点に近づけるようにしてある。
電圧閾値を補正すると、補正後の電圧閾値を記憶させ、次回の通電モードの切り替え判断において、補正した電圧閾値を用いるようにする。

尚、式（１）に代えて式（２）に従って電圧閾値を補正することができる。
「式（２）…新電圧閾値＝（旧電圧閾値−最小偏差）×ゲイン（ゲイン＜１００％）」
また、電圧閾値の補正においては、最小偏差（電圧閾値に最も近づいたときの非通電相の端子電圧）の時間的離散データを平滑化処理（加重平均など）し、この平滑化処理後の最小偏差に基づいて、電圧閾値を補正するとよい。

また、簡易には、電圧閾値を中性点に近づく方向に予め設定したステップ幅だけ補正してもよい。
また、電圧閾値の補正は、予め設定した範囲内で許容し、当該許容限界を超える補正を禁止することが好ましい。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項２記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記第２通電モード切替手段が、前記非通電相の電圧が前記電圧閾値から遠ざかる方向に変化している状態と、前記非通電相の電圧が前記電圧閾値に達する前に一定値を保持する状態との少なくとも一方が、既定よりも連続した場合に、通電モードを切り替えるブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、非通電相の電圧が電圧閾値に近づく変化を停止した状態が瞬間的なものであり、その後に再度電圧閾値に近づく変化を示すような場合に、誤ったタイミングで通電モードを切り替えてしまうことを抑制できる。

（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記第２通電モード切替手段が、前記非通電相の電圧の変化を、前記非通電相の電圧と前記電圧閾値との偏差に基づき検出するブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、非通電相の電圧が電圧閾値に近づく変化を、非通電相の電圧と電圧閾値との偏差の減少として検出し、非通電相の電圧が電圧閾値から遠ざかる変化を前記偏差の増大として検出する。

（ハ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記第２通電モード切替手段が、前記非通電相の電圧が、前記電圧閾値近傍のモード切替領域内で、前記電圧閾値に近づく変化を停止した場合に、前記通電モードを切り替えるブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、通電モードの切り替えタイミングとは無関係な、電圧閾値から離れた領域での電圧変化に基づき、通電モードの切り替えがなされることを抑制し、電圧閾値近傍のモード切替領域内で、電圧が電圧閾値に近づく変化を停止した場合に、通電モードを切り替える。

１…電動オイルポンプ、２…ブラシレスモータ、３…モータ制御装置、２１２…モータ駆動回路、２１３…制御器、２１５Ｕ，２１５Ｖ，２１５Ｗ…巻線、２１６…永久磁石回転子、２１７ａ〜２１７ｆ…スイッチング素子、２５１…ＰＷＭ発生器、２５２…ゲート信号切替器、２５３…通電モード決定器、２５４…比較器（第１通電モード切替手段）、２５５…電圧閾値切替器、２５６…電圧閾値学習器（電圧閾値補正手段）、２５７…非通電相電圧選択器、２５８…電圧変化判定器（第２通電モード切替手段）

Claims (3)

1. 複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対する通電モードを切り替え、各通電モードにおいてパルス幅変調動作によって通電制御を行うブラシレスモータの駆動装置であって、
   非通電相の電圧が電圧閾値に達した場合に、前記通電モードを切り替える第１通電モード切替手段と、
   前記非通電相の電圧が前記電圧閾値近傍の所定領域内で前記電圧閾値に近づく変化を停止した場合に、前記通電モードを切り替える第２通電モード切替手段と、
   を備えるブラシレスモータの駆動装置。
2. 前記第２通電モード切替手段は、前記電圧閾値近傍の所定領域内で前記非通電相の電圧が前記電圧閾値に近づく変化を所定以上連続して停止している場合に前記通電モードを切り替える、請求項１記載のブラシレスモータの駆動装置。
3. 前記第２通電モード切替手段によって前記通電モードの切り替えが行われた場合に、前記第１通電モード切替手段で通電モードの切り替えが行われるように前記電圧閾値を中性点電圧に近づく方向に変更する電圧閾値補正手段を設けた請求項１又は２記載のブラシレスモータの駆動装置。