JP6150694B2 - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＷＭ制御により多相ブラシレスモータを駆動する駆動装置であって、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に応じてパルス電圧を印加する相を順次切り替える、ブラシレスモータの駆動装置に関する。

特許文献１には、デューティ比の指令値、モータ回転数の指令値、実デューティ比、実モータ回転数のうちの１つの増減に応じてパルス幅変調周波数を段階的に増減させるブラシレスモータの駆動装置が開示されている。

特許文献２には、６通りの通電モードのそれぞれにおける通電相の線間電圧波形として、同期電動機に対して正回転のトルクを発生させる極性の正パルス電圧と、同期電動機に対して逆回転のトルクを発生させる逆パルス電圧と、零電圧の３種類の電圧の繰り返し波形を同期電動機に供給する駆動システムが開示されている。

特開２０１２−１６５６０３号公報 国際公開第２０１２／０２９４５１号

ブラシレスモータの低回転領域でＰＷＭ周波数を減少させて１周期を長くすれば、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧を検出できるパルス幅に設定して、モータの位置情報（通電パターンの切り替えタイミング）を取得することが可能となる。
しかし、ＰＷＭ周波数を低くすると駆動騒音が大きくなり、また、駆動装置を構成するマイクロコンピュータとして安価（低機能）なマイクロコンピュータを用いる場合、ＰＷＭ周波数を途中で変更することが難しくなる場合があった。
また、正パルス電圧と逆パルス電圧とを交互に印加する場合、ＰＷＭタイマ（三角波）の山タイミングと谷タイミングとの双方でデューティ比の設定を変更する必要が生じるが、安価（低機能）なマイクロコンピュータでは、このようなデューティ比の設定変更を実現することが難しい場合があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、低回転域で非通電相に誘起されるパルス誘起電圧を検出してモータの位置情報を取得できる駆動装置を、駆動騒音の増大を抑制しつつ安価に実現できるようにすることを目的とする。

そのため、本願発明では、多相ブラシレスモータを駆動する駆動装置であって、前記駆動装置は、ＰＷＭ周期の１周期当たりのオン時間割合である指令デューティ比に応じた値とＰＷＭキャリアの値とを比較してスイッチング制御するＰＷＭ制御と、パルス電圧を印加する相の選択パターンを非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に応じて順次切り替える制御とを行うとともに、前記ＰＷＭキャリアの周期を前記ＰＷＭ周期の半分に設定し、前記指令デューティ比が設定デューティ比（＜５０％）を下回るとき、前記ＰＷＭ周期の１周期を構成する前記ＰＷＭキャリアの２周期のうちの一方周期において、前記設定デューティ比に相当する時間だけ前記選択パターンに対応する方向に電流を流し、他方周期において前記指令デューティ比と前記設定デューティ比との差に相当する時間だけ前記選択パターンに対応する方向とは逆方向に電流を流す。

上記発明によると、低回転域で非通電相に誘起されるパルス誘起電圧を検出してモータの位置情報を取得できる駆動装置を、駆動騒音の増大を抑制しつつ安価に実現できる。

本発明の実施形態における油圧ポンプシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の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。 本発明の実施形態における制御ユニットの機能ブロック図である。 本発明の実施形態におけるＰＷＭ制御の概略を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施形態におけるＰＷＭ制御の概略を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施形態におけるＰＷＭ制御の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態における通電パターンＡにおけるＰＷＭ制御を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態における通電パターンＢにおけるＰＷＭ制御を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態における通電パターンＣにおけるＰＷＭ制御を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態におけるデッドタイムの設定例を示す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、本発明に係るブラシレスモータの駆動装置の一例として、自動車用の自動変速機の油圧ポンプシステムを構成するブラシレスモータの駆動に適用した例を示す。
図１に示す油圧ポンプシステムは、変速機構（ＴＭ）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。

そして、電動オイルポンプ１は、例えば、エンジンがアイドルストップによって停止したときに作動され、変速機構７やアクチュエータ８に対するオイルの供給を行い、アイドルストップ中における油圧の低下を抑制する。
電動オイルポンプ１は、ブラシレスモータ（３相同期電動機）２により駆動され、ブラシレスモータ２は、駆動装置としてのモータ制御装置（ＭＣＵ）３によって制御される。
モータ制御装置３は、ＡＴ制御装置（ＡＴＣＵ）４からの指令に基づいてブラシレスモータ２を駆動制御する。

ブラシレスモータ２で駆動される電動オイルポンプ１は、オイルパン１０のオイルを、オイル配管５を介して変速機構７やアクチュエータ８に供給する。
エンジン運転中は、エンジンで駆動される機械式オイルポンプ６が作動し、機械式オイルポンプ６から変速機構７やアクチェータ８に対してオイルが供給され、このとき、ブラシレスモータ２はオフ状態（停止状態）であって、逆止弁１１によって電動オイルポンプ１に向かうオイルの流れは遮断される。

一方、エンジンがアイドルストップによって一時的に停止すると、機械式オイルポンプ６が停止しオイル配管９内の油圧が低下するので、エンジンがアイドルストップによって停止するときに、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。
モータ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を起動させて電動オイルポンプ１を回転させ、電動オイルポンプ１によるオイルの圧送を開始させる。

そして、機械式オイルポンプ６の吐出圧が低下する一方で電動オイルポンプ１の吐出圧が設定圧を越えると、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、変速機構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ようになる。

なお、上記の自動車用自動変速機の油圧ポンプシステムは、ブラシレスモータを適用するシステムの一例であり、ブラシレスモータをアクチュエータとして用いる種々のシステムに本願発明に係る駆動装置を適用することができる。
例えば、ブラシレスモータは、ハイブリッド車両などにおいてエンジンの冷却水の循環に用いる電動ウォータポンプを駆動するブラシレスモータとすることができ、ブラシレスモータが駆動する機器をオイルポンプに限定するものではなく、また、ブラシレスモータを自動車に搭載されるモータに限定するものではない。

図２は、ブラシレスモータ２及びモータ制御装置３の一例を示す回路図である。
ブラシレスモータ２を駆動する駆動装置であるモータ制御装置３は、モータ駆動回路２１２と、Ａ／Ｄ変換器２１３ａやマイクロプロセッサ（ＣＰＵ，ＭＰＵなど）を備えたマイクロコンピュータ（マイコン）２１３ｂなどを含む制御ユニット２１３とを備え、制御ユニット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ブラシレスモータであり、スター結線される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した空間に永久磁石回転子（ロータ）２１６を回転可能に備える。

モータ駆動回路２１２は、逆並列のダイオード２１８ａ〜２１８ｆを含んでなるスイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆを３相ブリッジ接続した回路と、電源回路２１９とを有する。スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆは例えばＦＥＴで構成される。
スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆの制御端子（ゲート端子）は、制御ユニット２１３に接続され、制御ユニット２１３は、スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆのオン、オフをパルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）によって制御することで、ブラシレスモータ２に印加する電圧を制御する。

ＰＷＭ制御においては、三角波に設定されるＰＷＭタイマの値と、指令デューティ比（指令パルス幅）に応じて設定されるＰＷＭタイマ設定値とを比較することで、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆをオン、オフさせるタイミングを検出する。
なお、ＰＷＭタイマ設定値は、デューティ比が大きいほど大きな値に設定され、デューティ１００％ではＰＷＭタイマの最大値、デューティ０％ではＰＷＭタイマの最小値（零）に相当する値に設定される。

制御ユニット２１３によるブラシレスモータ２の駆動制御は、回転子の位置情報を検出するセンサを用いないセンサレスで行われ、更に、モータ回転速度に応じて正弦波駆動と矩形波駆動とを切り替える。
正弦波駆動は、各相に正弦波電圧を加えてブラシレスモータ２を駆動する方式である。この正弦波駆動では、回転子が回転することによって発生する誘起電圧（速度起電圧）から回転子の位置情報を得る一方、速度起電圧による回転子位置の検出周期の間で、モータ回転速度に基づき回転子位置を推定し、推定した回転子位置とPWMデューティとから、３相出力設定値を算出し、相間電圧の差で電流の向きと強さとを制御して３相交流電流を各相に流す。

また、矩形波駆動は、３相のうちでパルス電圧を印加する２相の選択パターン（通電モード）を所定の回転子位置毎に順次切り替えることでブラシレスモータ２を駆動する方式である。
この矩形波駆動では、通電相に対するパルス状の電圧印加によって非通電相に誘起される電圧（変圧器起電圧、パルス誘起電圧）から回転子の位置情報を得て、通電モードの切り替えタイミングを検出する。
ここで、正弦波駆動において位置検出のために検出する速度起電圧は、モータ回転速度の低下に伴って出力レベルが低下するため、低回転域では位置検出の精度が低下する。一方、矩形波駆動において位置検出のために検出するパルス誘起電圧は、モータ停止状態を含む低回転域においても検出可能であり、低回転域でも位置検出の精度を維持できる。

そこで、制御ユニット２１３は、正弦波駆動で位置情報を十分な精度で検出できる高回転領域、つまり、設定値よりもモータ回転速度が高い領域では、正弦波駆動でブラシレスモータ２を制御する。
また、制御ユニット２１３は、正弦波駆動では十分な精度で位置情報を検出できない低回転領域では、矩形波駆動でブラシレスモータ２を制御する。なお、正弦波駆動では十分な精度で位置情報を検出できない低回転領域には、設定値よりもモータ回転速度が低い領域、及び、モータ起動時が含まれる。
更に、制御ユニット２１３は、ブラシレスモータ２のＰＷＭ制御において、例えば、モータ回転速度の検出値と目標モータ回転速度との偏差に応じてＰＷＭ制御のデューティ比を決定して、実際のモータ回転速度を目標モータ回転速度に近づける。

以下では、制御ユニット２１３が実施する、ブラシレスモータ２の矩形波駆動制御について詳述する。
図３は、矩形波駆動制御における制御ユニット２１３の機能ブロック図である。
制御ユニット２１３は、ＰＷＭ発生部２５１、ゲート信号切替部２５２、通電モード決定部２５３、比較部２５４、電圧閾値切替部２５５、電圧閾値学習部２５６、非通電相電圧選択部２５７を備えている。

ＰＷＭ発生部２５１は、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。
通電モード決定部２５３は、モータ駆動回路２１２の通電モードを決定するモード指令信号を出力するデバイスであり、比較部２５４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。

通電モードとは、ブラシレスモータ２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のうちでパルス電圧を印加する２相の選択パターンを示し、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流す第１通電モードＭ１、Ｕ相からＷ相に向けて電流を流す第２通電モードＭ２、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流す第３通電モードＭ３、Ｖ相からＵ相に向けて電流を流す第４通電モードＭ４、Ｗ相からＵ相に向けて電流を流す第５通電モードＭ５、Ｗ相からＶ相に向けて電流を流す第６通電モードＭ６の６種類の通電モードが設定される。
そして、通電モード決定部２５３は、比較部２５４が出力するモード切替トリガ信号に応じて、第１通電モードＭ１〜第６通電モードＭ６のいずれか１つを指令するモード指令信号を出力する。

ゲート信号切替部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、通電モード決定部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。
電圧閾値切替部２５５は、非通電相のパルス誘起電圧と閾値との比較に基づく通電モードの切り替え制御における前記閾値として、各通電モードに対応する値を順次切り替えて出力し、閾値の切り替えタイミングは、通電モード決定部２５３の出力であるモード指令信号に基づき決定される。

非通電相電圧選択部２５７は、モード指令信号に従い、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の検出値を選択し、比較部２５４及び電圧閾値学習部２５６に出力する回路である。
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、中性点の電圧を検出し、この中性点の電圧とグランドＧＮＤ−端子間電圧との差を求めて、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとする。

比較部２５４は、電圧閾値切替部２５７が出力する閾値と、非通電相電圧選択部２５７が出力する非通電相の電圧検出値（パルス誘起電圧の検出値）とを比較することで、通電モードの切り替えタイミング、換言すれば、通電モードを切り替える回転子位置（磁極位置）になったか否かを検出し、切り替えタイミングを検出したときに通電モード決定部２５３に向けてモード切替トリガを出力する。
また、電圧閾値学習部２５６は、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる閾値を更新して記憶するデバイスである。

非通電相のパルス誘起電圧は、ブラシレスモータ２の製造ばらつき、電圧検出回路の検出ばらつきなどによって変動するため、閾値として固定値を用いると通電モードの切り替えタイミングを誤って判定する可能性がある。
そこで、電圧閾値学習部２５６は、通電モードの切り替えを行う所定磁極位置でのパルス誘起電圧を検出し、当該検出結果に基づいて電圧閾値切替部２５７が記憶する閾値を修正する閾値の学習処理を実施する。

通電モードは、前述のように６通りの通電モードＭ１〜Ｍ６からなり、これらの通電モードＭ１〜Ｍ６を、電気角６０deg間隔で設定される切り替え角度位置で順次切り替え、３相のうちパルス電圧（パルス状の電圧）を印加する２相を順次切り替えることで、ブラシレスモータ２が駆動される。

制御ユニット２１３は、Ｕ相のコイルの角度位置を回転子（磁極）の基準位置（角度＝０deg）としたときに、回転子の角度位置（磁極位置）が３０degであるときに第３通電モードＭ３から第４通電モードＭ４への切り替えを行い、回転子角度位置が９０degであるときに第４通電モードＭ４から第５通電モードＭ５への切り替えを行い、回転子角度位置が１５０degであるときに第５通電モードＭ５から第６通電モードＭ６への切り替えを行い、回転子角度位置が２１０degであるときに第６通電モードＭ６から第１通電モードＭ１への切り替えを行い、回転子角度位置が２７０degであるときに第１通電モードＭ１から第２通電モードＭ２への切り替えを行い、回転子角度位置が３３０degであるときに第２通電モードＭ２から第３通電モードＭ３への切り替えを行う。

ここで、制御ユニット２１３の電圧閾値切替部２５５は、通電モードの切り替えを行う回転子の角度位置での非通電相の電圧（パルス誘起電圧）を閾値として更新可能に記憶していて、そのときの通電モードに応じた閾値を出力する。
比較部２５４は、非通電相の電圧が閾値に達したときに次の通電モードへの切り替えを実施する角度を検出したことを示す信号を出力し、係る信号に基づき通電モード決定部２５３は通電モードの切り替えを実行する。

そして、制御ユニット２１３（ゲート信号切替部２５２）は、例えばＵ相からＶ相に向けて電流を流す第１通電モードＭ１では、図４又は図５に示すように、Ｕ相上段のスイッチング素子２１７ａをオンに制御する一方で、Ｖ相下段のスイッチング素子２１７ｄのオン／オフ比率をＰＷＭ制御することで、電流を流すＵ相及びＶ相の平均印加電圧を可変に制御する。
ここで、第１通電モードＭ１では、Ｕ相上段のスイッチング素子２１７ａ及びＶ相下段のスイッチング素子２１７ｄ以外のスイッチング素子２１７についてはオフに制御することができるが、本実施形態では、図４及び図５に示したように、Ｖ相上段のスイッチング素子２１７ｃを、Ｖ相下段のスイッチング素子２１７ｄを駆動するＰＷＭ波と逆位相のＰＷＭ波で駆動する相補制御方式を採用している。
なお、第１通電モードＭ１以外でも相補制御方式により、下流側相の上段（上アーム）のスイッチング素子及び下段（下アーム）のスイッチング素子のオン、オフをＰＷＭ制御する。

また、図４及び図５に示した例では、ＰＷＭ周波数は１２ｋＨｚに設定され、ＰＷＭ周期の１周期（83.3μs）当たりのオン時間割合として、ＰＷＭ制御における指令デューティ比が設定される。
また、スイッチング素子２１７ｄ（ＰＷＭパルス信号）をオン、オフさせるタイミングを検出するためのＰＷＭタイマ（ＰＷＭキャリア）の周波数を、ＰＷＭ周波数（ＰＷＭ周期）の２倍の周波数である２４ｋＨｚに設定してある。これにより、ＰＷＭ周期の１周期はＰＷＭタイマの２周期で構成されることになり、本願では、ＰＷＭ周期の１周期に含まれるＰＷＭタイマの２周期を前半周期と後半周期と称するものとする。

なお、ＰＷＭ周波数の１２ｋＨｚは一例であり、例えば、１０ｋＨｚなど他の周波数を任意に設定することができる。また、ＰＷＭタイマの周波数は、ＰＷＭ周波数の３倍、４倍などに設定することができる。
ＰＷＭタイマは三角波として設定され、ＰＷＭタイマの周波数がＰＷＭ周期の２倍の周波数に設定される場合、ＰＷＭの１周期当たり２つの谷タイミング又は２つの山タイミングが発生することになり、ＰＷＭタイマの谷タイミング又は山タイミングを中心としたオン、オフタイミングの検出は、前半周期と後半周期とでそれぞれ独立して行える。

図４のタイムチャートは、ＰＷＭタイマの周波数がＰＷＭ周期の２倍の周波数に設定される場合であって、第１通電モードＭ１における指令デューティ比（指令オンデューティ比）が、５０％未満の４０％から５０％を超える８０％に切り替えられる場合のＰＷＭ制御を例示する。
図４に示す例では、ＰＷＭ周期は１２ｋＨｚで、ＰＷＭタイマの周波数は２倍の２４ｋＨｚに設定され、前半周期でのＰＷＭ制御におけるデューティ比と、後半周期でのＰＷＭ制御におけるデューティ比とが個別に設定される。
尚、前半周期又は後半周期におけるデューティ比１００％は、ＰＷＭ周期の１周期の半分の時間に相当するパルス幅、換言すれば、指令デューティ比の５０％に相当することになる。

また、本実施形態では、制御ユニット２１３を構成するマイクロコンピュータ２１３ｂの機能上、デューティ比のレジスタ値の更新タイミングなどに下記のような制約があるものとする。
即ち、前半周期及び後半周期におけるデューティ比のｘ％（０％＜ｘ％＜１００％）から１００％への切り替えと、前半周期及び後半周期におけるデューティ比の１００％からｘ％への切り替えとはＰＷＭタイマの谷タイミングに限定され、前半周期及び後半周期におけるデューティ比の０％からｘ％への切り替えと、前半周期及び後半周期におけるデューティ比のｘ％から０％への切り替えとはＰＷＭタイマの山タイミングに限定される。

また、前半周期及び後半周期におけるデューティ比の０％から１００％への切り替えと、前半周期及び後半周期における１００％から０％への切り替えとは、共に不可とする。
更に、０％＜ｘ％＜１００％の範囲内でのｘ％の変更は、ＰＷＭタイマの谷タイミング又は山タイミングの一方に限定され、本実施形態では、ＰＷＭタイマの山タイミングで行わせる。このように、マイクロコンピュータ２１３ｂは、機能上の制約があることで安価なマイコンである。

指令デューティ比が５０％未満である場合、制御ユニット２１３は、ＰＷＭタイマの谷タイミングを中心としてパルスのオン、オフタイミングが検出されるようにＰＷＭタイマ設定値を与え、例えば、前半周期では谷タイミングを中心として指令デューティ比相当のパルス幅となるタイマ設定値を与え、後半周期では、デューティ比０％相当のタイマ設定値を与える。
なお、制御ユニット２１３は、後半周期で指令デューティ比相当のパルス幅となるタイマ設定値を与え、前半周期でデューティ比０％相当のタイマ設定値を与えることができる。

ここで、図４に例示したように、指令デューティ比が４０％であれば、前半周期におけるデューティ比を８０％に設定し、後半周期におけるデューティ比を０％に設定することで、前半周期と後半周期とでＰＷＭ周期の１周期当たり４０％のデューティ比に制御することになる。
指令デューティ比が４０％から増えて５０％に達した場合、前半周期におけるデューティ比は１００％となり、前半周期だけのＰＷＭ制御では、５０％よりも高い指令デューティ比に応じたパルス幅に制御できない。

そこで、制御ユニット２１３は、指令デューティ比が５０％よりも高い場合には、後半周期でもオン、オフタイミングを検出することで、指令デューティ比５０％に相当する前半周期でのパルス幅に、後半周期でオン、オフタイミングを検出したパルス幅（デューティ比＝（指令デューティ比−５０）×２）を付加することで、５０％よりも高い指令デューティ比に相当するパルス幅に制御する。
なお、指令デューティ比が５０％よりも低いときに、後半周期のデューティ比を指令デューティ比×２に設定し、前半周期のデューティ比を０％に設定する一方、指令デューティ比が５０％を超えたときに、後半周期のデューティ比を１００％に設定し、前半周期のデューティ比を（指令デューティ比−５０％）×２に設定することができる。

図４に示した例では、指令デューティ比が４０％から８０％に切り替わると、前半周期におけるオンデューティ比を１００％とした上で、後半周期におけるオンデューティ比を６０％（６０％＝（８０％−５０％）×２）として、ＰＷＭ周期の１周期当たり８０％のオンデューティ比に制御する。
ここで、指令デューティ比が５０％未満から５０％よりも高い値に切り替わると、ＰＷＭタイマの谷タイミングを中心としてパルスのオン、オフタイミングを検出する処理から、ＰＷＭタイマの山タイミングを中心としてパルスのオン、オフタイミングを検出する処理に切り替える。

これにより、後半周期でＰＷＭタイマの山タイミングを中心にオフパルス幅（オフデューティ比）が制御されることになり、前半周期のオンパルスの前後に連続して後半周期のオンパルスが出力される。
なお、指令デューティ比が５０％未満である場合、ＰＷＭタイマの谷タイミングを中心としてパルス幅が増減し、ＰＷＭタイマの谷タイミングを中心とする期間で通電モードに対応する通電が行われるので、ブラシレスモータ２の位置情報を取得するための非通電相の誘起電圧の検出は、ＰＷＭタイマの谷タイミングで行わせる。

一方、指令デューティ比が５０％よりも高い場合、ＰＷＭタイマの山タイミングを中心としてパルス幅が増減し、ＰＷＭタイマの山タイミングを中心とする期間で通電モードに対応する通電が行われるので、ブラシレスモータ２の位置情報を取得するための非通電相の誘起電圧の検出は、デューティ比を１００％とする前半周期又は後半周期の山タイミングで行わせる。
図４には、非通電相であるＷ相の電圧検出タイミングを、二重丸で示してある。

ところで、非通電相の誘起電圧の検出においては、通電開始当初の電圧の変動期間を避けて誘起電圧の検出を行わせる必要があり、また、パルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換には時間を要し、これらの要求からパルス誘起電圧の検出が可能な最低オンデューティ比（最低オンパルス幅）が決まる。
つまり、最低オンデューティ比を下回るデューティ比でブラシレスモータ２を駆動すると、通電モードの切り替えのための位置情報の検出精度が低下し、通電モードの切り替えが行えなくなったり、通電モードの切り替えが過剰に早く行われたり逆に過剰に遅れてしまったりして、ブラシレスモータ２が脱調してしまう可能性がある。

ここで、パルス誘起電圧の検出のために要求される最低オンデューティ比が、例えば２０％であると仮定すると、オンデューティ比を最低オンデューティ比である２０％以上に制限すればパルス誘起電圧の検出を行える。
しかし、オンデューティ比を最低オンデューティ比以上に制限すると、最低オンデューティ比で駆動するときのブラシレスモータ２の回転速度が、制御可能なモータ回転速度の最低値となり、ブラシレスモータ２の回転速度を十分に低下させることができなくなる場合がある。

ここで、上記のＰＷＭタイマの周波数をＰＷＭ周期の２倍の周波数に設定する構成において、図５に示すように、前半周期（又は後半周期）における最低オンデューティ比でのパルス幅制御と、係る前半周期（又は後半周期）でのオンデューティ比による通電方向とは逆方向に電流を流す後半周期（又は前半周期）でのパルス幅制御とを組み合わせることで、最低オンデューティ比を下回る平均オンデューティ比でブラシレスモータ２を駆動できる。
この場合、前半周期で最低オンデューティ比（最低オンパルス幅）に設定するときのＰＷＭタイマの谷タイミングでパルス誘起電圧の検出を行え、ＰＷＭ周期毎に位置情報を十分な精度で取得できる。

図５は、指令デューティ比が、５０％未満でかつ最低オンデューティ比よりも高い値から、最低オンデューティ比を下回る値に変更される場合のＰＷＭ制御の様子を示す。
詳細には、図５では、最低オンデューティ比を２０％とし、第１通電モードＭ１において、指令デューティ比が４０％から１０％に切り替えられる場合を例示する。

指令デューティ比が４０％であるときには、前述したように、前半周期においてＰＷＭタイマの谷タイミングを中心としてオン、オフタイミングを検出するＰＷＭ制御が実施され、前半周期のデューティ比８０％に相当する時間のパルス幅に制御することで、ＰＷＭの１周期当たりデューティ比４０％に相当する時間だけＵ相からＶ相に向けて電流を流し、前半周期の中心である谷タイミングで非通電相の誘起電圧を検出させる。

一方、指令デューティ比が４０％から最低オンデューティ比である２０％を下回る１０％に切り替わった場合、前半周期の谷タイミングを中心として最低オンデューティ比２０％（前半周期の４０％）に相当する時間のパルス幅に制御して、最低オンデューティ比２０％でＵ相からＶ相に向けて電流が流れるようにする。
また、後半周期の谷タイミングを中心として、第１通電モードＭ１における通電方向とは逆のＶ相からＵ相に向けて電流を流すための指令デューティ比１０％相当のパルス幅（後半周期におけるデューティ比２０％相当のパルス幅）を設定し、このパルス幅の間だけ、Ｕ相の上段スイッチング素子２１７ａをオフし、Ｕ相の下段スイッチング素子２１７ｂをオンすることで、デューティ比１０％でＶ相からＵ相に向けて電流を流す。

つまり、第１通電モードＭ１の場合に指令デューティ比が最低オンデューティ比を下回ると、前半周期の谷タイミングを中心として、最低オンデューティ比２０％に相当の時間だけＵ相からＶ相に向けて（正方向に）電流を流す一方、後半周期の谷タイミングを中心として、デューティ比１０％相当の時間だけＶ相からＵ相に向けて（負方向に）電流を流す。
これにより、ＰＷＭの１周期内で、オンデューティ比２０％相当の時間だけＵ相からＶ相に向けて電流を流す処理と、オンデューティ比１０％相当の時間だけＶ相からＵ相に向けて電流を流す処理との双方が行われ、ＰＷＭの１周期の平均としては、オンデューティ比１０％相当の時間だけＵ相からＶ相に向けて電流を流す処理を行った場合と略同等の磁力（回転トルク）を発生させることになり、更に、前半周期の谷タイミングを中心とする最低オンデューティ比相当のパルス幅のときに、非通電相のパルス誘起電圧を検出して通電モードの切り替えのための位置情報の取得が行える。

このように、最低オンデューティ比相当のパルス幅で通電を行わせることで、非通電相のパルス誘起電圧の検出を安定して行え、かつ、平均オンデューティ比としては最低オンデューティ比を下回るデューティ比を設定でき、指令オンデューティ比の下限を最低オンデューティ比に制限する場合に比べてブラシレスモータ２の回転速度をより低くすることが可能となり、ブラシレスモータ２の省電力化などを図ることができる。
また、上記構成では、ＰＷＭ周期の１周期がＰＷＭタイマの２周期で構成されるから、ＰＷＭタイマの谷タイミング又は山タイミングのいずれか一方でデューティ比の設定を変更することで、ＰＷＭ周期の１周期当たり２回のデューティ比変更を行ってＰＷＭ周期の１周期で正方向及び負方向の電圧印加を行え、デューティ比の変更が谷タイミング又は山タイミングのいずれか一方に限定されるマイコンを用いることができる。

更に、正負両方向の電圧印加をそれぞれ行えばＰＷＭ周波数を低回転域で低い側に変更しなくても、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧を検出できるオンパルス幅に設定できる。
このため、デューティ比の変更が谷タイミング又は山タイミングのいずれか一方に限定され、ＰＷＭ周波数の変更が困難である安価なマイクロコンピュータを用いて、低回転域で非通電相に誘起されるパルス誘起電圧を検出してモータの位置情報を取得し、ブラシレスモータ２の回転速度の低速化を図ることができる。

以下では、ＰＷＭタイマの周波数をＰＷＭ周期の２倍の周波数とする場合での制御ユニット２１３によるＰＷＭ制御の流れを詳細に説明する。
図６のフローチャートは、制御ユニット２１３によるＰＷＭ制御の流れを示し、このフローチャートに示すルーチンは、ＰＷＭタイマの谷タイミング毎に制御ユニット２１３により割り込み処理される。

まず、ステップＳ１０１で、制御ユニット２１３は、周期カウンタの値を判断する。
周期カウンタは初期値が０で、後述するように、本ルーチンの実施毎（ＰＷＭタイマの谷タイミング毎）に０→１→０→１・・・に順次切り替えられる。
そして、制御ユニット２１３は、周期カウンタの値が０であれば次回のデューティ比の更新タイミングが前半周期のデューティ比に切り替えるタイミングであり、周期カウンタの値が１であれば次回のデューティ比の更新タイミングが後半周期のデューティ比に切り替えるタイミングであると判断する。

ステップＳ１０１で、制御ユニット２１３は、周期カウンタ＝０を検出すると、ステップＳ１０２へ進み、本ルーチンの次回の実行に備えて周期カウンタの値を０から１に切り替える。
次いで、制御ユニット２１３は、ステップＳ１０３へ進み、オンデューティ比の指令値（目標オンデューティ比）が、所定値Ｙ（％）以上であるか否かを判断する。

所定値Ｙは、デューティ比５０％であって、ＰＷＭタイマの１周期（前半周期又は後半周期）でのデューティ比１００％に相当する。
制御ユニット２１３は、ステップＳ１０３で、指令オンデューティ比が所定値Ｙ（Ｙ＝５０％）以上であると判断すると、ステップＳ１０４へ進み、通電パターンＡに従ってＰＷＭ制御を実施する。

通電パターンＡでは、そのときの通電モードにおいて電流を流す２相のうちの下流側の相の下段のスイッチング素子２１７を指令オンデューティ比に応じてＰＷＭ制御し、上段のスイッチング素子２１７を、下段のスイッチング素子２１７のＰＷＭ波と逆位相のＰＷＭ波で駆動し、かつ、指令オンデューティ比に応じたＰＷＭ制御において後半周期のオンデューティ比を１００％とし、前半周期のデューティ比を（指令デューティ比−Ｙ）×２のオンデューティ比に制御する。

つまり、前半周期のオンデューティ比と後半周期のオンデューティ比との合計が、ＰＷＭ周期の１周期当たりの指令オンデューティ比に相当するようにする。
なお、通電パターンＡでは、ＰＷＭタイマの山タイミングを中心にパルスのオン、オフタイミングを検出する設定とし、前半周期においてＰＷＭタイマの山タイミングを中心にオフパルス幅（オフデューティ比）を制御させる構成とし、これにより、後半周期のオンパルスの前後に連続して前半周期のオンパルスが出力されるようにする。

通電パターンＡにおいて、前半周期では、山タイミングを中心とするオフパルス幅を挟んで両側に、「指令デューティ比−５０％」のデューティ比に相当するオンパルス幅がそれぞれ設定され、両オンパルスの合計は、前半周期における（指令デューティ比−５０％）×２のデューティ比となるから、前半周期のデューティ比１００％のオンパルス（指令デューティ比５０％相当のオンパルス）と合せて、ＰＷＭ周期の１周期毎に指令オンデューティ比に相当するパルス幅のパルス信号を出力することができる。
なお、前半周期のオンデューティ比を１００％とし、後半周期のオンデューティ比を（指令デューティ比−５０）×２に設定することができる。

ステップＳ１０４でデューティ比の設定を行うと、制御ユニット２１３は、ステップＳ１０８へ進み、次のデューティ比（ＰＷＭタイマ設定値）の更新タイミングでの更新値（レジスタ値）を、上流側の相のデューティ比については、ステップＳ１０４で設定した上流側の前半周期のデューティ比（０％）に設定し、また、下流側の相のデューティ比については、ステップＳ１０４で設定した下流側の前半周期のデューティ比＝（指令デューティ比−５０％）×２に設定する。

ここで、ステップＳ１０４でデューティ比の設定を行う場合、つまり、通電パターンＡが選択される場合には、デューティ比は１００％からｘ％（０％＜ｘ＜１００）に又はｘ％から１００％に切り替えられることになり、係る切り替えは、ＰＷＭタイマの谷タイミングで行われる。従って、ステップＳ１０８では、次の谷タイミングでデューティ比を前半周期に割り当てられた値に切り替える設定を行うことになる。

更に、ステップＳ１０９では、今回ステップＳ１０４に従ってデューティ比の設定を行ったか否か、換言すれば、通電方法としてパターンＡが選択されたか否かを判断する。
そして、通電パターンＡを選択している場合、制御ユニット２１３は、ステップＳ１１０へ進み、非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換起動タイミングとして、次回の山タイミング、つまり、後半周期であってオンデューティ比１００％に制御される山タイミング）を設定する。

一方、後述する通電パターンＡ以外の通電方法を選択している場合、制御ユニット２１３は、ステップＳ１１１へ進み、今回の谷タイミングにおいて非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換値を取得し、更に、次回の谷タイミングにおいて非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換を起動させる設定を行う。
つまり、通電パターンＡでは、ＰＷＭタイマの山タイミングを中心にオン、オフタイミングが検出され、かつ、後半周期のデューティ比が１００％に設定れるので、後半周期の山タイミング毎に非通電相の電圧をサンプリングする。
また、通電パターンＡ以外（後述する通電パターンＢ，Ｃ）では、ＰＷＭタイマの谷タイミングを中心にパルスのオン、オフタイミングが検出されるので、谷タイミングにおいて非通電相の電圧をサンプリングする。

制御ユニット２１３は、ステップＳ１０１で周期カウンタの値が１であると判断すると、ステップＳ１１２へ進む。
ステップＳ１１２で、制御ユニット２１３は、次のデューティ比（ＰＷＭタイマ設定値）の更新タイミングでの更新値（レジスタ値）を、上流側の相のデューティ比については、上流側の後半周期の設定デューティ比に設定し、また、下流側の相のデューティ比については、下流側の後半周期の設定デューティ比に設定する。

ここで、通電パターンＡに従ってデューティ比の設定がなされていた場合には、次のデューティ比の更新タイミング（次の谷タイミング）において、デューティ比の設定が、前半周期のデューティ比から後半周期のデューティ比１００％に切り替えられることになる。
ステップＳ１１３で、制御ユニット２１３は、周期カウンタの値を１から０にデクリメントし、次のステップＳ１１４では、通電パターンＡに従ってデューティ比の設定がなされているか否かを判断する。
そして、制御ユニット２１３は、通電パターンＡに従ってデューティ比を設定している場合に、ステップＳ１１４からステップＳ１１５へ進んで、前回の山タイミングにおいてＡ／Ｄ変換された非通電相の電圧を取得する。

図７は、通電パターンＡでのＰＷＭ制御の様子を示すタイムチャートであり、ＰＷＭタイマの周波数を２０ｋＨｚ、ＰＷＭ周期を１０ｋＨｚとし、かつ、第１通電モードＭ１において指令デューティ比が８０％である場合を例示する。
ここで、制御ユニット２１３は、ＰＷＭタイマの谷タイミング毎に、前半周期のデューティ比設定と後半周期についてのデューティ比の設定とを交互に行う。例えば、時刻ｔ１の谷タイミングで、制御ユニット２１３は、次の谷タイミング（時刻ｔ２）においてデューティ比を後半周期用として１００％に上げるべく、レジスタに１００％を設定する。また、時刻ｔ２で、制御ユニット２１３は、次の谷タイミング（時刻ｔ３）でデューティ比を後半周期の１００％から前半周期の６０％に下げるべく、レジスタに６０％を設定する。

そして、ＰＷＭタイマとＰＷＭタイマ設定値との比較に基づき出力されるパルス信号に応じて、Ｖ相の下段スイッチング素子２１７ｄを後半周期の全期間だけオンさせ、更に、前半周期の中心である山タイミングを中心としてデューティ４０％（ＰＷＭ１周期における２０％）に相当する時間だけＶ相の下段スイッチング素子２１７ｄをオフさせることで、結果的に、ＰＷＭの１周期当たりオンデューティ比８０％に相当する時間だけ下段スイッチング素子２１７ｄをオンさせる。

一方、Ｖ相の上段スイッチング素子２１７ｃは、Ｖ相下段のスイッチング素子２１７ｄを駆動するＰＷＭ波と逆位相のＰＷＭ波で駆動される。
尚、第１通電モードＭ１では、上流側であるＵ相のスイッチング素子２１７ａ、２１７ｂについては通電をＰＷＭ制御しないので、これらのスイッチング素子２１７ａ、２１７ｂのＰＷＭ制御における前半周期及び後半周期のデューティ比は０％に設定され、上記の前半周期及び後半周期のデューティ比設定は、下流側のＶ相のスイッチング素子２１７ｃ、２１７ｄについて通電をＰＷＭ制御するための設定である。

ステップＳ１０３で、制御ユニット２１３は、指令デューティ比（目標デューティ比）が所定値Ｙ（Ｙ＝５０％）よりも小さいと判断すると、ステップＳ１０５へ進む。
ステップＳ１０５で、制御ユニット２１３は、指令デューティ比（目標デューティ比）が所定値Ｘ以上であるか否かを判断する。ここで、所定値Ｘは、非通電相の電圧を検出するための最低オンデューティ比（最小オンパルス幅）である。

そして、制御ユニット２１３は、ステップＳ１０５で、指令デューティ比（目標デューティ比）が所定値Ｘ以上であると判断すると、換言すれば、所定値Ｘ≦指令デューティ比＜所定値Ｙ（５０％）であると判断すると、ステップＳ１０６へ進み、通電方法としてパターンＢを選択する。
通電パターンＢでは、ＰＷＭタイマの谷タイミングを中心としてパルスのオン、オフタイミングを検出し、前半周期において指令デューティ比に従い谷タイミングを中心とするパルス幅のＰＷＭ制御を行わせ、後半周期のデューティ比を０％に設定する。

尚、前半周期のデューティ比を０％に設定し、後半周期において指令デューティ比に従い谷タイミングを中心とするパルス幅制御を行わせることができる。
具体的には、そのときの通電モードにおける上流側の相のスイッチング素子２１７についてはＰＷＭ制御を行わないので、上流側の相のスイッチング素子２１７のＰＷＭ制御の前半周期及び後半周期のデューティ比についてはそれぞれ０％に設定する。一方、下流側の相のスイッチング素子２１７のＰＷＭ制御における前半周期については、指令デューティ比×２をデューティ比に設定し、後半周期については、デューティ比０％に設定する。

次いで、制御ユニット２１３は、ステップＳ１０８へ進み、次のデューティ比（ＰＷＭタイマ設定値）の更新タイミングでの更新値（レジスタ値）を、上流側の相のデューティ比については、ステップＳ１０６で設定した上流側の前半周期のデューティ比（０％）に設定し、また、下流側の相のデューティ比については、ステップＳ１０６で設定した下流側の前半周期のデューティ比（＝指令デューティ比×２）に設定する。

ここで、ステップＳ１０６でデューティ比の設定を行う場合、つまり、通電パターンＢが選択される場合には、デューティ比の切り替えは、０％からｘ％への切り替え又はｘ％から０％への切り替えであり、本実施形態のマイコンでは、係るデューティ比の切り替えは、ＰＷＭタイマの山タイミングに限定され、次の山タイミングにおいて、デューティ比（ＰＷＭタイマ設定値）が０％から前半周期用の「指令デューティ比×２」に切り替えられることになる。

制御ユニット２１３は、ステップＳ１０６を経由してステップＳ１０９に進んだ場合、通電方法が通電パターンＡではないと判断して、ステップＳ１１１へ進み、非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換値を取得し、更に、次回の谷タイミングにおいて非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換を起動させる設定を行う。
また、制御ユニット２１３は、ステップＳ１０１で周期カウンタの値が１であると判断すると、ステップＳ１１２へ進むが、通電パターンＢに従ってデューティ比の設定がなされていた場合には、次のデューティ比の更新タイミング（次の山タイミング）において、下流側相のデューティ比の設定が、前半周期のデューティ比である「指令デューティ比×２」から後半周期のデューティ比０％に切り替えられることになる。

ステップＳ１１３で、制御ユニット２１３は、周期カウンタの値を１から０にデクリメントし、次のステップＳ１１４では、通電パターンＡに従ってデューティ比の設定がなされているか否かを判断する。
そして、制御ユニット２１３は、通電パターンＢに従ってデューティ比を設定している場合に、ステップＳ１１５を迂回して本ルーチンを終了させることで、非通電相の電圧の取得は行わない。通電パターンＢで、制御ユニット２１３は、ステップＳ１１１にて非通電相の電圧を取得するためである。

図８は、通電パターンＢに従ったＰＷＭ制御の様子を示し、ＰＷＭタイマの周波数を２０ｋＨｚ、ＰＷＭ周期を１０ｋＨｚとし、かつ、第１通電モードＭ１において指令デューティ比が４０％である場合を例示する。
時刻ｔ１の谷タイミングで図６のフローチャートに示したルーチンの割り込み処理が実施されると、次の山タイミング（時刻ｔ２）においてデューティ比を０％から前半周期のデューティ比（＝指令デューティ比×２）にまで立ち上げる設定を行い、更に、次の谷タイミング（時刻ｔ３）にて非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換を起動させる設定を行う。

また、時刻ｔ３の谷タイミングでは、次の山タイミング（時刻ｔ４）でデューティ比を後半周期用に０％にまで立ち下げる設定を行う。更に、時刻ｔ５の谷タイミングでは、時刻ｔ３で起動させたＡ／Ｄ変換の結果を取得する処理、次回の山タイミング（ｔ６）にてデューティ比を０％から前半周期のデューティ比（＝指令デューティ比×２）にまで立ち上げる処理、次回の谷タイミング（時刻ｔ７）にてＡ／Ｄ変換を起動させる設定を行う。
制御ユニット２１３は、ステップＳ１０５で、指令デューティ比（目標デューティ比）が所定値Ｘ（最低オンデューティ比）を下回っていると判断すると、ステップＳ１０７へ進み、通電方法としてパターンＣに従ったデューティ比の設定を行う。

ステップＳ１０７で、制御ユニット２１３は、そのときの通電モードにおける下流側の相の前半周期において所定値Ｘのデューティ比に基づいてパルス制御を行わせ、所定値Ｘ（最低オンデューティ比）にて通電モードに対応する相通電を行わせる設定を行う。
更に、ステップＳ１０７で、制御ユニット２１３は、そのときの通電モードにおける上流側の相の後半周期において、そのときの通電モードでの通電方向とは逆方向に、ＰＷＭ周期の１周期当たり「所定値Ｘ−指令デューティ比」に相当する時間だけ通電させるためのデューティ比設定を行う。

詳細には、ＰＷＭタイマの谷タイミングを中心にオン、オフタイミングを検出させる設定において、上流側相の前半周期のデューティ比を０％に、上流側相の後半周期のデューティ比を「所定値Ｘ−指令デューティ比」×２に、下流側相の前半周期のデューティ比を所定値Ｘ×２に、下流側相の後半周期のデューティ比を０％に設定する。
尚、前後半の設定を入れ替え、上流側相の後半周期のデューティ比を０％に、上流側相の前半周期のデューティ比を「所定値Ｘ−指令デューティ比」×２に、下流側相の後半周期のデューティ比を所定値Ｘ×２に、下流側相の前半周期のデューティ比を０％に設定することができる。

そして、下流側相の下段スイッチング素子２１７が所定値Ｘ×２のデューティ比でオンされるときに、係るオン期間の中心であるＰＷＭタイマの谷タイミングにて、非通電相の電圧を検出させる。
つまり、非通電相の電圧を検出させるには、少なくとも所定値Ｘ（最低デューティ比）で相通電させる必要があるが、この場合、オンデューティ比が指令デューティ比よりも高くなって、指令デューティ比に見合う回転速度にブラシレスモータ２を制御できなくなる。

そこで、前半周期にて通電モードに応じた相通電を、オンデューティ比を所定値Ｘ（最低デューティ比）として行わせる一方で、後半周期では通電モードに応じた通電方向とは逆方向への通電を、ＰＷＭ周期の１周期当たり「所定値Ｘ−指令デューティ比」のデューティ比だけ行わせ、前半周期のＰＷＭ制御と後半周期のＰＷＭ制御との平均として指令デューティ比に制御する。

第１通電モードＭ１では、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流すから、前半周期では、所定値Ｘ（最低デューティ比）に相当する時間だけＵ相からＶ相に向けて電流を流すように、Ｖ相の下段スチッチング素子２１７ｄをオンさせる。一方、後半周期では、「所定値Ｘ−指令デューティ比」に相当する時間だけＶ相からＵ相に向けて電流を流すように、Ｕ相の下段スイッチング素子２１７ｂを、後半周期における「所定値Ｘ−指令デューティ比」×２に相当する時間だけオンさせ、Ｕ相の上段スイッチング素子２１７ａについては、下段スイッチング素子２１７ｂのＰＷＭ波の逆位相のＰＷＭ波で駆動する。

一方、後半周期では、デューティ比の設定を０％とすることで、Ｖ相の上段スイッチング素子２１７ｃはオンに保持され、Ｖ相の下段スイッチング素子２１７ｄはオフに保持されるから、結果、Ｕ相の下段スイッチング素子２１７ｂがオンされる期間だけ、Ｖ相からＵ相に向けて電流が流れることになる。

上記通電パターンＣでは、デューティ比の切り替えが０％とｘ％との間で行われ、係る切り替えは、本実施形態のマイコンでは、ＰＷＭタイマの山タイミングに固定される。従って、制御ユニット２１３は、テップＳ１０７からステップＳ１０８に進むと、次のデューティ比（ＰＷＭタイマ設定値）の更新タイミングである次回の山タイミングでの更新値（レジスタ値）を、上流側の相のデューティ比については、ステップＳ１０７で設定した上流側の前半周期の設定デューティ比（０％）に設定し、また、下流側の相のデューティ比については、ステップＳ１０７で設定した下流側の前半周期の設定デューティ比（最低デューティ比）に設定する。

更に、制御ユニット２１３は、ステップＳ１０７を経由してステップＳ１０９に進んだ場合、通電方法が通電パターンＡではないと判断して、ステップＳ１１１へ進み、非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換値を取得し、更に、次回の谷タイミングにおいて非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換を起動させる設定を行う。
また、制御ユニット２１３は、通電パターンＣの選択状態で、テップＳ１０１で周期カウンタの値が１であると判断してステップＳ１１２へ進むと、次のデューティ比（ＰＷＭタイマ設定値）の更新タイミングである山タイミングでの更新値（レジスタ値）を、上流側の相のデューティ比については、デューティ比０％から「所定値Ｘ−指令デューティ比」×２に立ち上げ、下流側の相のデューティについては、所定値Ｘ×２から０％に立ち下げる設定を行う。

また、制御ユニット２１３は、通電パターンＣに従ってデューティ比の設定を行っているときに、ステップＳ１１４へ進むと、ステップＳ１１５を迂回して本ルーチンを終了させることで、非通電相の電圧の取得は行わない。通電パターンＣで、制御ユニット２１３は、ステップＳ１１１にて非通電相の電圧を取得するためである。

図９は、通電パターンＣに従ったＰＷＭ制御の一例を示す。
ここでは、ＰＷＭタイマの周波数を２０ｋＨｚ、ＰＷＭ周期を１０ｋＨｚとし、かつ、第１通電モードＭ１において指令デューティ比が１５％で、所定値Ｘ（最低デューティ比）が２０％である場合を例示する。
時刻ｔ１の谷タイミングにて、制御ユニット２１３は、次の山タイミング（時刻ｔ２）で、下流側相のデューティ比を０％から４０％に引き上げ、また、上流側相のデューティ比を１０％から０％に引き下げる設定を行い、更に、次回の谷タイミング（時刻ｔ３）にて、非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換を起動させる設定を行う。

一方、時刻ｔ３の谷タイミングで、制御ユニット２１３は、下流側相のデューティを４０％から０％に引き下げ、また、上流側相のデューティ比を０％から１０％に引き下げる設定を行う。
これにより、下流側相のデューティ比が４０％に設定される前半周期では、第１通電モードＭ１に対応してＵ相からＶ相に電流を流し、上流側相のデューティが１０％に設定される後半周期では、第１通電モードＭ１での通電方向とは逆にＶ相からＵ相に電流を流し、前半周期と後半周期との平均として、ＰＷＭの１周期当たりデューティ比１５％に相当する時間だけＵ相からＶ相に電流を流したことになる。

ここで、下流側相のデューティ比が４０％に設定される前半周期で、非通電相の電圧を検出して位置情報を取得できるから、指令デューティ比が低くなったときに位置情報を取得するためにＰＷＭ周波数を低くなどの変更を行う必要がなく、また、ＰＷＭデューティの変更タイミングに制約がある安価なマイコンを用いてＰＷＭ制御を実現できる。
なお、最低デューティ比（下限オンデューティ比）である所定値Ｘ（％）は、電圧のＡ／Ｄ変換をＰＷＭタイマの谷タイミング起動させる場合に、係る起動からＡ／Ｄ変換完了までの時間、及び、相通電開始直後の電圧がリンギング波形を示す時間に基づき、通電期間中にＡ／Ｄ変換を完了でき、かつ、リンギング時間が経過してからＡ／Ｄ変換が開始されるように設定する。

また、通電パターンＢではモータトルクが正方向にのみ発生するのに対し、通電パターンＣでは前半周期での正方向トルクと後半周期での負方向トルクとが交互に発生するため、通電パターンＢと通電パターンＣとの間で通電パターンの切り替えを行った場合にトルク変動が発生し、これによるモータ回転変動によって指令デューティ比が振れて、通電パターンＢと通電パターンＣとの間での切り替えを繰り返すハンチングが発生する可能性がある。
そこで、例えば、通電パターンＢから通電パターンＣへの切り替えは指令デューティ比が所定値Ｘ（最低デューティ比）を下回ったときに実施し、通電パターンＣから通電モードＢへの切り替えは、指令デューティ比が「所定値Ｘ＋オフセット分α」よりも大きくなったときに行わせる設定として、通電パターンＢと通電パターンＣとの間でのハンチングを抑制することができる。

また、本実施形態のように、上段のスイッチング素子２１７を、下段のスイッチング素子２１７を駆動するＰＷＭ波と逆位相のＰＷＭ波で駆動する相補制御方式を採用する場合、正相ＰＷＭ出力と逆相ＰＷＭ出力との同時オンを抑制するために、デッドタイムを設ける場合がある。
例えば、図１０に示すように、上段スイッチング素子のオン、オフタイミングを検出するための第１ＰＷＭタイマと、下段スイッチング素子のオン、オフタイミングを検出するための第２ＰＷＭタイマとを設けることで、デッドタイムを設けることができる。

しかし、デッドタイムを確保するためには、オンデューティ比１００％付近での出力を行えなくなり、例えば、前半周期でのデューティ比が１００％を超えるようになるまで通電パターンＢを継続させると、指令デューティ比が５０％又は５０％近傍であるときに、実際のＰＷＭ出力はデッドタイム分だけ少なくなってしまう。
そこで、通電パターンＡと通電パターンＢとの間の切り替えを、指令デューティ比と所定値Ｙ（％）との比較に基づいて行わせるときに、所定値Ｙを、５０％よりもデッドタイム分だけ小さい値とすることができる。

上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

例えば、ＰＷＭタイマの周波数は、ＰＷＭ周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とすることができ、上記実施形態で示した２倍の他、３倍、４倍に設定することが可能である。ＰＷＭタイマの周波数をＰＷＭ周波数の３倍とした場合、ＰＷＭの１周期は、前半周期、中間周期、後半周期の３周期に分かれることになり、指令デューティ比の増大に応じて１００％デューティ比に設定する周期を増やし、また、３周期のうちの１つを最低デューティ比で制御し、残る２周期のうちの少なくとも１つで逆方向の通電を行わせて、最低デューティ比を下回る指令デューティ比に対応するトルクを発生させることができる。

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）
ＰＷＭ制御により多相ブラシレスモータを駆動する駆動装置であって、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に応じてパルス電圧を印加する相を順次切り替える駆動装置において、
ＰＷＭキャリアの周波数を、前記ブラシレスモータを駆動するＰＷＭ周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とするとともに、前記ＰＷＭキャリアのＮ周期分のＰＷＭ出力の組み合わせによって前記ブラシレスモータの印加電圧を制御する構成であって、
前記ＰＷＭキャリアのＮ周期分のＰＷＭ出力の組み合わせパターンをデューティ比に応じて切り替える、ブラシレスモータの駆動装置。
上記発明によると、デューティ比の増減に応じて、ＰＷＭキャリアの１周期分のＰＷＭ出力で指令デューティ比に見合う出力を発生させたり、ＰＷＭキャリアの２周期分の合計ＰＷＭ出力で指令デューティ比に見合う出力を発生させたり、正方向に電流を流す周期と逆方向に電流を流す周期とを設定したりすることで、指令デューティ比に見合う出力を発生させる。

（ロ）
ＰＷＭ制御により多相ブラシレスモータを駆動する駆動装置であって、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に応じてパルス電圧を印加する相を順次切り替える駆動装置において、
ＰＷＭキャリアの周波数を、前記ブラシレスモータを駆動するＰＷＭ周波数の２倍とし、ＰＷＭキャリアの２周期それぞれでのＰＷＭ出力の組み合わせで前記ブラシレスモータの印加電圧を制御する構成とし、
前記組み合わせのパターンを、指令デューティ比が５０％よりも高いか否か、及び、指令デューティ比が所定の最低デューティ比（＜５０％）よりも高いか否かに応じて３パターンのいずれかに設定する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記発明によると、ＰＷＭ周期が前半周期と後半周期とに分けられ、この前半周期でのデューティ比と後半周期でのデューティ比との組み合わせで、指令デューティ比に相当する出力を発生させ、かつ、指令デューティ比が、５０％及び最低デューティ比（＜５０％）によって区分される３領域のいずれに該当するかによって組み合わせパターンを選択する。

（ハ）
前記指令デューティ比が５０％よりも高いときに、前半周期と後半周期とのいずれか一方のデューティ比を１００％とし、他方のデューティ比を（指令デューティ比−５０％）×２とし、前記指令デューティ比が５０％よりも低く最低デューティ比よりも高いときに、前半周期と後半周期とのいずれか一方のデューティ比を指令デューティ比×２のデューティ比とし、前記指令デューティ比が最低デューティ比よりも低いときに、前半周期と後半周期とのいずれか一方のデューティ比を最低デューティ比×２として正方向に電流を流し、他方のデューティ比を（最低デューティ比−指令デューティ比）×２として逆方向に電流を流す、請求項（ロ）記載のブラシレスモータの駆動装置。
上記発明によると、指令デューティ比が５０％よりも高いか否かに応じて、前半周期と後半周期とのいずれか一方でＰＷＭ出力を発生させるか、双方でのデューティ比の合計として指令デューティ比を実現するかを選択する。更に、指令デューティ比が最低デューティ比を下回る場合には、非通電相の電圧検出などが行えなくなる場合があるので、最低デューティ比で正方向に電流を流すと共に、この最低デューティ比での制御で指令デューティ比を超える分だけ逆方向に電流を流して、最低デューティ比を下回る指令デューティ比での駆動を実現させる。

（ニ）
ＰＷＭ制御により多相ブラシレスモータを駆動する駆動装置であって、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に応じてパルス電圧を印加する相を順次切り替える駆動装置において、
ＰＷＭキャリアの周波数を、前記ブラシレスモータを駆動するＰＷＭ周波数の２倍とし、
ＰＷＭ周期の１周期を構成するＰＷＭキャリアの２周期のうちの前半周期で正方向に電流を流すパルス電圧を印加し、後半周期で負方向に電流を流すパルス電圧を印加する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記発明によると、ＰＷＭ周期の１周期はＰＷＭキャリアの２周期で構成されるから、正方向に電流を流すパルス電圧のためのデューティ比設定と、正方向に電流を流すパルス電圧のためのデューティ比設定とを、ＰＷＭキャリアの谷タイミング又は山タイミングのいずれか一方で行わせることができ、デューティ比の変更タイミングが谷タイミング又は山タイミングのいずれか一方に限定されるマイクロコンピュータを用い、低回転域でブラシレスモータを駆動できる。

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…制御ユニット、２１３ａ…Ａ／Ｄ変換器、２１３ｂ…マイコン、２１５ｕ，２１５ｖ，２１５ｗ…巻線、２１６…永久磁石回転子、２１７ａ〜２１７ｆ…スイッチング素子

Claims (3)

1. 多相ブラシレスモータを駆動する駆動装置であって、
   前記駆動装置は、
   ＰＷＭ周期の１周期当たりのオン時間割合である指令デューティ比に応じた値とＰＷＭキャリアの値とを比較してスイッチング制御するＰＷＭ制御と、パルス電圧を印加する相の選択パターンを非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に応じて順次切り替える制御とを行うとともに、
   前記ＰＷＭキャリアの周期を前記ＰＷＭ周期の半分に設定し、
   前記指令デューティ比が設定デューティ比（＜５０％）を下回るとき、前記ＰＷＭ周期の１周期を構成する前記ＰＷＭキャリアの２周期のうちの一方周期において、前記設定デューティ比に相当する時間だけ前記選択パターンに対応する方向に電流を流し、他方周期において前記指令デューティ比と前記設定デューティ比との差に相当する時間だけ前記選択パターンに対応する方向とは逆方向に電流を流す、ブラシレスモータの駆動装置。
2. 前記駆動装置は、
   前記ＰＷＭキャリアの谷タイミングと山タイミングとのいずれか一方で、通電時間を制御する、請求項１記載のブラシレスモータの駆動装置。
3. 前記駆動装置は、
   前記指令デューティ比が５０％以上であるときに、前記ＰＷＭ周期の１周期を構成する前記ＰＷＭキャリアの２周期のうちの一方周期でのデューティ比を１００％に制御するとともに、他方周期でのデューティ比を前記指令デューティ比と５０％との差の２倍に制御し、
   前記指令デューティ比が５０％を下回り前記設定デューティ比以上であるときに、前記ＰＷＭ周期の１周期を構成する前記ＰＷＭキャリアの２周期のうちの一方周期でのデューティ比を前記指令デューティ比の２倍に制御するとともに、他方周期でのデューティ比を０％に制御し、
   前記指令デューティ比が前記設定デューティ比を下回るときに、前記ＰＷＭ周期の１周期を構成する前記ＰＷＭキャリアの２周期のうちの一方周期でのデューティ比を前記設定デューティ比の２倍に制御するとともに、他方周期でのデューティ比を前記設定デューティ比と前記指令デューティ比との差の２倍に制御する、
   請求項１又は請求項２記載のブラシレスモータの駆動装置。