JP7122917B2 - ブラシレスモータおよびブラシレスモータの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータおよびブラシレスモータの制御方法に関する。

特許文献１では、ブラシレスモータ駆動で、３相のうちＯＦＦ相（相開放期間に対応する。以下、フリー相と呼ぶことがある）にＤｕｔｙの１／２を出力する制御方法を出願している。以下、この制御方法を、フリーレス駆動・通電と言う。

また、ブラシレスモータ駆動には３つのセンサのパターンにより、各ＦＥＴを制御して通電するコイルを決定しているが、センサの配置位置とロータの位置とのアンマッチなどにより入力信号がばらついてしまうという問題がある。特許文献２および特許文献３においては、このばらつきを補正する手段を提案している。

特開２０１７－１０３９２５号公報 特開２０１７－１２１１０５号公報 特開２０１８－１３３９１１号公報

しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載されている構成では、補正はモータが回転した結果を使って、次のモータ駆動出力のタイミングを決めるため、モータ動き出し時は補正することができない。よって、特許文献２および特許文献３に記載されている構成では、モータ動き出し時は補正することができないため、センサの入力パターンをそのまま使用してモータ駆動出力を行う必要が生じてしまう。

一方、特許文献１に記載されている構成では、特許文献２および特許文献３に記載されている構成と同様、補正無しの時は本来通電したいタイミングで通電していないので、この時にフリーレス駆動すると、モータの回転にスムーズに回転しないという影響を与えてしまう問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなれたものであり、ロータの回転位置の検出誤差を補正しないときのモータ回転をスムーズにすることができるブラシレスモータおよびブラシレスモータの制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、ステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ステータに巻回された３相のコイルと、前記コイルに通電制御を行って、前記ロータの回転制御を行うモータ制御装置と、備えたブラシレスモータにおいて、前記コイルに流す電流を切り替え可能に配置された複数のスイッチング素子と、前記ロータの回転位置を検出する複数のセンサと、前記複数のセンサの出力である位置検出信号に基づいて各スイッチング素子の通電パターンを制御するための駆動信号を出力する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ロータの回転制御が開始された直後の所定の期間において、前記位置検出信号を補正するか否かの判定を行い、複数の前記通電パターンを含み前記通電パターンを選択する際に用いられる出力パターンを、異なる複数の前記出力パターンから、前記位置検出信号を補正しない場合、前記スイッチング素子が継続的にオンされた状態である第１状態、若しくは前記スイッチング素子が継続的にオフされた状態である第２状態、またはＰＷＭ制御された状態である第３状態のいずれかの組み合わせである通電パターンを含む第１出力パターンを選択して前記３相のコイルに矩形波通電制御を行い、前記位置検出信号を補正する場合、前記スイッチング素子が前記第３状態でのＰＷＭ制御よりも大きな最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第４状態、若しくは前記スイッチング素子が前記第３状態でのＰＷＭ制御よりも小さな最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第５状態、または前記最大デューティ比と前記最小デューティ比との間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第６状態のいずれかの組み合わせであり、位置検出信号を所定の補正係数を用いて補正した位置検出信号に基づいた各スイッチング素子の前記位置検出信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングに同期して制御される通電パターンを含む異なる複数の前記出力パターンから、前記通電制御の進角の設定値に対して、前記複数のセンサのうち所定のセンサの前記位置検出信号の補正前後の差分に対応する補正角を付加した前記進角と前記通電制御の通電角とに応じて、３以上の前記タイミングにわたって前記スイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含まない第２出力パターン、または３以上の前記タイミングにわたって前記スイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含む第３出力パターンを選択して前記３相のコイルにフリーレス通電制御を行うブラシレスモータである。

また、本発明の一態様は、上記ブラシレスモータであって、前記第４状態は前記第１状態から変更した状態であり、前記第５状態は前記第３状態から変更した状態であり、前記第６状態は前記第２状態から変更した状態である。

また、本発明の一態様は、上記ブラシレスモータであって、前記中間のデューティ比は５０％であり、前記最大デューティ比は、前記中間のデューティ比に、外部から入力される指示デューティ比の半分のデューティ比を加算したデューティ比であり、前記最小デューティ比は、前記中間のデューティ比から、前記指示デューティ比の半分のデューティ比を減算したデューティ比である。

また、本発明の一態様は、上記ブラシレスモータであって、前記中間のデューティ比は外部から入力される指示デューティ比の５０％であり、前記最大デューティ比は、前記指示デューティ比であり、前記最小デューティ比は、０％である。

また、本発明の一態様は、ステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ステータに巻回された３相のコイルと、前記コイルに通電制御を行って、前記ロータの回転制御を行うモータ制御装置と、を備えたブラシレスモータの制御方法において、前記モータ制御装置は、前記コイルに流す電流を切り替え可能に配置された複数のスイッチング素子と、前記ロータの回転位置を検出する複数のセンサと、前記複数のセンサの出力である位置検出信号に基づいて各スイッチング素子の通電パターンを制御するための駆動信号を出力する制御部と、を備え、前記制御部によって、前記ロータの回転制御が開始された直後の所定の期間において、前記位置検出信号を補正するか否かの判定を行い、複数の前記通電パターンを含み前記通電パターンを選択する際に用いられる出力パターンを、異なる複数の前記出力パターンから、前記位置検出信号を補正しない場合、前記スイッチング素子が継続的にオンされた状態である第１状態、若しくは前記スイッチング素子が継続的にオフされた状態である第２状態、またはＰＷＭ制御された状態である第３状態のいずれかの組み合わせである通電パターンを含む第１出力パターンを選択して前記３相のコイルに矩形波通電制御を行い、前記位置検出信号を補正する場合、前記スイッチング素子が前記第３状態でのＰＷＭ制御よりも大きな最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第４状態、若しくは前記スイッチング素子が前記第３状態でのＰＷＭ制御よりも小さな最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第５状態、または前記最大デューティ比と前記最小デューティ比との間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第６状態のいずれかの組み合わせであり、位置検出信号を所定の補正係数を用いて補正した位置検出信号に基づいた各スイッチング素子の前記位置検出信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングに同期して制御される通電パターンを含む異なる複数の前記出力パターンから、前記通電制御の進角の設定値に対して、前記複数のセンサのうち所定のセンサの前記位置検出信号の補正前後の差分に対応する補正角を付加した前記進角と前記通電制御の通電角とに応じて、３以上の前記タイミングにわたって前記スイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含まない第２出力パターン、または３以上の前記タイミングにわたって前記スイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含む第３出力パターンを選択して前記３相のコイルにフリーレス通電制御を行うブラシレスモータの制御方法である。

本発明によれば、ロータの回転位置の検出誤差を補正しないときのモータ回転をスムーズにすることができる。

本発明のモータ制御装置の制御系統を示すブロック図である。 図１に示す３つのホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗのセンサマグネット２に対する構造の一例を示す図である。 図１に示すモータ制御装置４の動作例を説明するための説明図である。 図１に示すモータ制御装置４の動作例を説明するための説明図である。 図１に示すモータ制御装置４の動作例を説明するための説明図である。 図１に示すモータ制御装置４が用いる第２出力パターン９５５の一般例を説明するための図である。 図６に示す第２出力パターン９５５の一般例をテーブルとしてまとめたものである。 図１に示すモータ制御装置４が用いる第３出力パターン９５６の一般例を説明するための図である。 図８に示す第３出力パターン９５６の一般例をテーブルとしてまとめたものである。 図１に示す出力パターン選択部９３の動作例を示すフローチャートである。 図１に示すモータ制御装置４が用いる第１出力パターン９５４の例を説明するための図である。 図１１に示す第１出力パターン９５４の例をテーブルとしてまとめたものである。 図１に示すモータ制御装置４が用いる第２出力パターン９５５の例を説明するための図である。 図１３に示す第２出力パターン９５５の例をテーブルとしてまとめたものである。 図１に示す駆動信号生成部９１の動作例を示すフローチャートである。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状および大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

以下、本実施形態におけるモータ制御装置を、図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態のモータ制御装置４の制御系統を示すブロック図である。図１は、ブラシレスモータ１およびモータ制御装置４の構成を示している。ブラシレスモータ１は、３相のコイルＵ、ＶおよびＷを有するステータと、界磁用の永久磁石を有するロータとを有し、ロータの回転軸には、ロータと共に回転するセンサマグネット２が取り付けられている。

センサマグネット２は、回転方向にＳ極とＮ極が交互に着磁されており、センサマグネット２の近傍には、回転位置を検出する３つのホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗが回転方向に１２０°の間隔で、センサマグネット２の磁極の切り替わりを検出できるように取り付けられている。ここで、３つのホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗは、図２に示すように、センサマグネット２から離間された平面的な基板３Ｂに取り付けられており、ホールセンサ３Ｖ（所定のセンサ）のセンサマグネット２の回転における中心線２Ｃに対する距離Ｌｖは、３つのホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの距離Ｌｕ、ＬｖおよびＬｗのうち最短な距離である。このような構造では、センサマグネット２に対して３つのホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗのうち中心に位置し、かつ最短距離に位置するホールセンサ３Ｖを基準としてセンサマグネット２に対する位置決めを行うことが適切である。例えば、ホールセンサ３Ｕを基準とした場合、ホールセンサ３Ｗの検出誤差が、ホールセンサ３Ｖを基準とする場合と比較して大きくなりやすくなる。なお、本実施形態において、ホールセンサ３Ｖが後述するＶ相補正角を算出する際に基準となる所定のセンサであるが、他のホールセンサが最短な距離で平面的な基板３Ｂに取り付けられている場合、当該他のホールセンサが所定のセンサであってもよい。

モータ制御装置４は、直流電源５からコイルＵ、ＶおよびＷに流す電流を切り換えるインバータ回路６と、３つのホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗと、各ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの出力が入力され、インバータ回路６のスイッチングを行う制御回路７とを有する。

インバータ回路６は、３つのアーム１１、１２および１３が直流電源５に対して並列に接続されている。第１のアーム１１は、２つのスイッチング素子ＷＨおよびＷＬの接続点がコイルＷに接続されている。第２のアーム１２は、２つのスイッチング素子ＶＨおよびＶＬの接続点がコイルＶに接続されている。第３のアーム１３は、２つのスイッチング素子ＵＨおよびＵＬの接続点がコイルＵに接続されている。なお、図１に示す例では、スイッチング素子ＷＨ、ＷＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＵＨおよびＵＬを、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）とコレクタにカソードを接続しエミッタにアノードを接続する環流ダイオードとから構成しているが、例えばＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）等から構成してもよい。コイルＵ、ＶおよびＷは、例えば、スター結線されており、交点（中性点）側と反対側のコイルＵ、ＶおよびＷの端部が、インバータ回路６にそれぞれ電気的に接続されている。

モータ制御装置４が有するホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗは、例えば、ホールＩＣ（集積回路）で構成され、ロータの回転軸が回転すると回転軸の回転位置を検出し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する出力信号として、個別に制御回路７に対して位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗを出力する。

制御回路７は、ゲート制御電圧出力部８と、制御部９とを含んで構成されている。

ゲート制御電圧出力部８は、駆動信号生成部９１から入力したＰＷＭ信号（駆動信号）ＣＷＨ、ＣＷＬ、ＣＶＨ、ＣＶＬ、ＣＵＨおよびＣＵＬに基づき、スイッチング素子ＷＨ、ＷＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＵＨおよびＵＬの各ゲートに印加されるＰＷＭ信号ＧＷＨ、ＧＷＬ、ＧＶＨ、ＧＶＬ、ＧＵＨおよびＧＵＬを生成して出力する。

制御部９は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等を備えたマイクロコンピュータである。ここで、ＲＯＭは、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性記憶装置を含む。制御部９は、駆動信号生成部９１と、位置補正部９２と、出力パターン選択部９３と、補正情報生成部９４と、記憶部９５を有する。記憶部９５は、駆動情報９５１、補正係数９５２、Ｖ相補正角９５３、第１出力パターン９５４、第２出力パターン９５５および第３出力パターン９５６を記憶する。

本実施形態のモータ制御装置４は、少なくとも次の２つの機能を有する。すなわち、モータ制御装置４は、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗが有する検出誤差を補正するための補正情報を生成して記憶する機能と、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗと記憶した補正情報とに基づき、ブラシレスモータ１を駆動制御する機能（以下、駆動制御機能という）とを有する。

記憶部９５が記憶する駆動情報９５１は、駆動制御機能において、制御回路７がインバータ回路６をどのように駆動するかを表す情報である。駆動情報９５１は、例えば、ブラシレスモータ１の駆動に係る動作指令（始動、停止、正転、逆転、出力、回転数等の指令内容を表す）と、インバータ回路６の通電制御における進角および通電角の指令値との対応関係を表す情報を含む。駆動信号生成部９１は、例えば、駆動情報９５１を参照する等して、進角の値や通電角の値を決定する。

図３は、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗが出力した位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗと、インバータ回路６の通電制御における進角および通電角の一例を説明するための説明図である。図３は、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗとスイッチング素子ＶＨがオンされる角度領域との対応関係を示す。横軸は、ブラシレスモータ１のロータの磁極の回転位置を電気角で表す。位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗは、電気角３６０°を１周期として、互いに１２０°の位相差を有し、１８０°毎にＨまたはＬレベルに変化する。本実施形態では、位置検出信号ＨｕのＬからＨへの変化をホールエッジＨＥ１と称し、ＨからＬへの変化をホールエッジＨＥ４と称する。また、位置検出信号ＨｖのＬからＨへの変化をホールエッジＨＥ３と称し、ＨからＬへの変化をホールエッジＨＥ６と称する。また、位置検出信号ＨｗのＬからＨへの変化をホールエッジＨＥ５と称し、ＨからＬへの変化をホールエッジＨＥ２と称する。ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗが出力した位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗが誤差を含んでいないとすると（図３に示す例は位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗが誤差を含んでいない場合である）、各ホールエッジ間の電気角は６０°である。また、ホールエッジＨＥ１とホールエッジＨＥ２の間をホールステージ１（以下、単にステージ１という（以下、同様））と称し、ホールエッジＨＥ２とホールエッジＨＥ３の間をステージ２と称し、ホールエッジＨＥ３とホールエッジＨＥ４の間をステージ３と称する。また、ホールエッジＨＥ４とホールエッジＨＥ５の間をステージ４と称し、ホールエッジＨＥ５とホールエッジＨＥ６の間をステージ５と称し、ホールエッジＨＥ６とホールエッジＨＥ１の間をステージ６と称する。

インバータ回路６の通電制御において進角を３０°とし、通電角を１２０°とする場合、駆動信号生成部９１は、スイッチング素子ＶＨをホールエッジＨＥ３に同期してオンし、ホールエッジＨＥ５に同期してオフする。本実施形態において、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗは、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗがロータの磁極位置に対して電気角で３０°進角した位置でホールエッジＨＥ１～ＨＥ６を発生するように配置されている。したがって、スイッチング素子ＶＨをホールエッジＨＥ３に同期してオンすることで、進角の値は３０°となる。本実施形態において、駆動信号生成部９１は、この進角３０°および通電角を１２０°の通電制御を基準として、進角と通電角の値を変化させる。

また、例えば、インバータ回路６の通電制御において進角を２０°とし、通電角を１３０°とする場合、駆動信号生成部９１は、スイッチング素子ＶＨをホールエッジＨＥ３から１０°遅角させかつ５°進角させた回転位置（ホールエッジＨＥ３から５°遅角させた回転位置）でオンする。ここで、１０°の遅角分は、進角を２０°とする場合に基準となる進角３０°からの変化分（２０°－３０°＝－１０°）に対応する。また、５°の進角分は、基準となる通電角１２０°からの通電角１３０°の変化分の２分の１（（１３０°－１２０°）×０．５＝５°）に対応する。また、駆動信号生成部９１は、スイッチング素子ＶＨをホールエッジＨＥ５から１５°遅角させた回転位置でオフする。

また、例えば、インバータ回路６の通電制御において進角を６０°とし、通電角を１６５°とする場合、駆動信号生成部９１は、スイッチング素子ＶＨをホールエッジＨＥ３から３０°進角させさらに２２．５°進角させた回転位置（ホールエッジＨＥ３から５２．５°進角させた回転位置）でオンする。ここで、３０°の進角分は、進角を６０°とする場合に基準となる進角３０°からの変化分（６０°－３０°＝３０°）に対応する。また、２２．５°の進角分は、基準となる通電角１２０°からの通電角１６５°の変化分の２分の１（（１６５°－１２０°）×０．５＝２２．５°）に対応する。また、駆動信号生成部９１は、スイッチング素子ＶＨをホールエッジＨＥ５から７．５°進角させた回転位置でオフする。

一方、記憶部９５が記憶する補正係数９５２とＶ相補正角９５３は、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗが出力する位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗが含む検出誤差を補正するための情報であり、補正情報生成部９４によって生成される。補正情報生成部９４は、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗが出力した位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗに基づいて、補正係数９５２とＶ相補正角９５３を生成する。

まず、補正係数９５２について説明する。補正係数９５２は、例えば図４に示すように、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗにおけるホールエッジＨＥ１～ＨＥ６の間隔にばらつきがある場合に、ばらつきを補正するための係数である。なお、図４は、横軸を電気角とし、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗと、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗを位置補正部９２で補正した位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃと、図３と同様にして通電制御の一例を示す図である。

補正情報生成部９４は、ブラシレスモータ１を一定速度で回転させた状態で、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗにおけるホールエッジＨＥ１～ＨＥ６の時間間隔Ｔ１～Ｔ６を計測する。そして、時間間隔が最小の２つのホールエッジのうち、ブラシレスモータ１の回転方向にホールエッジの位置を広げることで時間間隔が小さくなるホールエッジを基準ホールエッジとし、基準ホールエッジがある相に対応する位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗのいずれか１つを基準位置検出信号と決定する。図４に示す例では、時間間隔Ｔ４が最小であり、ホールエッジＨＥ４とホールエッジＨＥ５のうち、回転方向にホールエッジの位置を移動させることで時間間隔が小さくなるホールエッジは、ホールエッジＨＥ４である。したがって、ホールエッジＨＥ４が基準ホールエッジとなり、位置検出信号Ｈｕが基準位置検出信号となる。

そして、補正情報生成部９４は、決定した基準位置検出信号のＨまたはＬレベルに対応する時間間隔の平均値を算出する。図４に示す例では、補正情報生成部９４は、基準位置検出信号に決定した位置検出信号ＨｕのＨレベルに対応する時間間隔Ｔ１、Ｔ２およびＴ３の平均値を算出するとともに、Ｌレベルに対応する時間間隔Ｔ４、Ｔ５およびＴ６の平均値を算出する。さらに、補正情報生成部９４は、算出した平均値と各時間間隔との比の値を補正係数としてホールエッジＨＥ１～ＨＥ６毎に算出する。補正情報生成部９４は、算出したホールエッジＨＥ１～ＨＥ６毎の補正係数を、基準位置検出信号を特定する情報とともに、補正係数９５２として記憶部９５に記憶する。

これに対し、位置補正部９２は、補正情報生成部９４が生成した補正係数９５２を用いて、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗにおけるホールエッジＨＥ１～ＨＥ６の間隔を補正し、補正した位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃを生成して駆動信号生成部９１に対して出力する。図４に示す例では、位置補正部９２は、補正係数９５２を用いて、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗにおけるホールエッジＨＥ１～ＨＥ６の各位置を補正し、等間隔のホールエッジＨＥ１ｃ～ＨＥ６ｃを有する位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃを生成する。

ところが、補正はモータが回転した結果を使って、次のモータ駆動出力のタイミングを決めるため、モータ動き出し時は補正することができない。よって、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの入力パターンをそのまま使用してモータ駆動出力を行っている。
具体的には、駆動信号生成部９１は、ロータの回転制御が開始された直後から所定期間が経過するまで、所定の補正係数を用いることが可能であるか否かを示す補正係数使用可能信号を、出力パターン選択部９３に対して出力する。
すなわち、補正係数使用可能信号は、駆動信号生成部９１がモータ駆動方法を矩形波駆動にする際に補正を無効とする補正無効、駆動信号生成部９１がモータ駆動方法をフリーレス駆動にする際に補正を有効とする補正有効それぞれを表す信号である。
駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力しない場合、記憶部９５が記憶する第１出力パターン９５４を選択して、通電制御（矩形波通電制御）を行う。
一方、駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力した場合、出力パターン選択部９３が選択した出力パターン（第２出力パターン９５５または第３出力パターン９５６）を用いて、通電制御（フリーレス通電制御）を行う。
なお、出力パターンとは、複数の通電パターンを含んで構成される。通電パターンは、複数のスイッチング素子ＷＨ、ＷＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＵＨおよびＵＬの動作状態の組み合わせである。

ここで、駆動信号生成部９１が、補正係数使用可能信号を出力しない場合、位置補正部９２は、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗが制御回路７に対して出力した位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗを、そのまま、駆動信号生成部９１に対して出力する。
一方、駆動信号生成部９１が、補正係数使用可能信号を出力した場合、位置補正部９２は、補正情報生成部９４が生成した補正係数９５２を用いて、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗにおけるホールエッジＨＥ１～ＨＥ６の間隔を補正し、補正した位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃを生成して駆動信号生成部９１に対して出力する。
すなわち、駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力しない場合、位置補正部９２が出力する位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗに基づいて通電制御を実行する。一方、駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力した場合、位置補正部９２が生成した補正後の位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃに基づいて通電制御を実行する。

このように、駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力しない場合、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗに基づいて各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンを制御するためのＰＷＭ信号（駆動信号）ＣＷＨ、ＣＷＬ、ＣＶＨ、ＣＶＬ、ＣＵＨおよびＣＵＬを出力する。一方、駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力した場合、複数のホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの出力である位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗを所定の補正係数を用いて補正した位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃに基づいて各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンを制御するためのＰＷＭ信号（駆動信号）ＣＷＨ、ＣＷＬ、ＣＶＨ、ＣＶＬ、ＣＵＨおよびＣＵＬを出力する。

つまり、駆動信号生成部９１は、ロータの回転制御が開始された直後から所定期間が経過するまで、所定の補正係数を用いることが可能であるか否かを示す補正係数使用可能信号に応じて、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗに基づいて各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンを制御するためのＰＷＭ信号（駆動信号）ＣＷＨ、ＣＷＬ、ＣＶＨ、ＣＶＬ、ＣＵＨおよびＣＵＬを出力するか、あるいは、複数のホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの出力である位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗを所定の補正係数を用いて補正した位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃに基づいて各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンを制御するためのＰＷＭ信号（駆動信号）ＣＷＨ、ＣＷＬ、ＣＶＨ、ＣＶＬ、ＣＵＨおよびＣＵＬを出力する。

図１１は、第１出力パターン９５４の例を説明するための図である。図１１は、横軸を電気角とし、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗと、各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンとの対応関係を示す図である。図１１に示す通電制御の例は、進角２０°で通電角１３０°とする場合である。
通電パターンは、各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬが、継続的にオンされた状態（「ＯＮ」）もしくは継続的にオフ「ＯＦＦ」された状態（「ＯＮ」または「ＰＷＭ」以外の期間であって、フリー相の期間とも言う）または一定の周期でオンまたはオフに制御された状態（ＰＷＭ制御された状態）（「ＰＷＭ」）のいずれかの組み合わせである。各ステージ１～６は、さらに３つの区間Ａ’、Ｂ’およびＣ’にそれぞれ区分されている。区間Ａ’、Ｂ’およびＣ’に対しては個別に通電パターンが設定されている。区間Ａ’、Ｂ’およびＣ’の期間（電気角）は、進角の値と通電角の値によって変化する。

例えば、ホールエッジＨＥ１とホールエッジＨＥ２で囲まれたステージ１では、区間Ａ’の通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＯＮ」、「ＯＦＦ」、「ＰＷＭ」、「ＰＷＭ」、「ＯＦＦ」、および「ＯＦＦ」の組み合わせである。また、区間Ｂ’の通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＯＮ」、「ＯＦＦ」、「ＰＷＭ」、「ＰＷＭ」、「ＯＮ」、および「ＯＦＦ」の組み合わせである。また、区間Ｃ’の通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＯＦＦ」、「ＯＦＦ」、「ＰＷＭ」、「ＰＷＭ」、「ＯＮ」、および「ＯＦＦ」の組み合わせである。

また、図１２は、図１１に示す第１出力パターン９５４の例をテーブルとしてまとめたものである。記憶部９５は、例えば、図１１に示すような形式で第１出力パターン９５４を記憶する。図１１において、「１」はオン、「０」はオフ、「Ｐ」はＰＷＭを表す。

以上、説明したように、本実施形態においては、ロータの回転制御が開始された直後から所定期間が経過するまで、補正を行っていない。しかしながら、補正無しの時は本来通電したいタイミングで通電していないので、この時にフリーレス駆動すると、モータの回転に影響を与えてしまう問題がある。すなわち、モータがスムーズに回転しないという問題がある。ここで、フリーレス駆動・通電の制御方法とは、３相のうち、ＯＦＦ相にＤｕｔｙの１／２を出力する方法を意味する。

まず、ロータの回転制御が開始された直後から所定期間が経過するまでの矩形波通電制御に対応する通電パターンを構成する組み合わせは、上述したように、下記（１）～（３）の３つの状態がある。
（第１状態）各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬが、継続的にオンされた状態（「ＯＮ」）にある。
（第２状態）各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬが、継続的にオフ「ＯＦＦ」された状態（「ＯＮ」または「ＰＷＭ」以外の期間）にある。
（第３状態）各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬが、一定の周期でオンまたはオフに制御された状態（ＰＷＭ制御された状態）（「ＰＷＭ」）にある。

そこで、本実施形態においては、ロータの回転制御が開始された直後から所定期間が経過した後の、フリーレス駆動・通電では、上記（１）～（３）各状態を、それぞれ下記（４）～（６）の３つの状態に変更する。
（第４状態）第１状態を、第３状態でのＰＷＭ制御よりも大きな最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された第４状態（以下、「ＰＬ」状態と言う）へと変更する。
（第５状態）第３状態を、第３状態でのＰＷＭ制御よりも小さな最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された第５状態（以下、「ＰＳ」状態と言う）へと変更する。
（第６状態）第２状態を、最大デューティ比と最小デューティ比と間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された第６状態（以下、「ＰＭ」状態と言う）へと変更する。
これにより、通電パターンが第１状態から第２状態へ切り替わる際に、ブラシレスモータの入力端子に負電圧が発生したときに、スイッチング素子を駆動する制御回路（ゲート制御電圧出力部８）が誤動作するという問題に対応できる。また、１２０°矩形波通電ではフリーとなるタイミング（相開放期間：第２状態にある期間）においても、第６状態のようにＰＷＭ制御することにより、結果的に１８０°通電となり、転流時の電流波形が滑らかになることで駆動音が静かになる(モータ作動音を低減する)効果が期待できる。

ここで、本実施形態において、中間のデューティ比は５０％である。また、最大デューティ比は、中間のデューティ比に、外部から入力される指示デューティ比の半分のデューティ比を加算したデューティ比である。また、最小デューティ比は、中間のデューティ比から、指示デューティ比の半分のデューティ比を減算したデューティ比である。なお、指示デューティ比は、予めユーザーにより制御部９が有するＲＯＭに記憶される構成としておけばよい。
また、デューティ比とは、ゲート制御電圧出力部８が出力するＰＷＭ信号の周期に対するオン期間の比率で定義される。ここで、負極側のスイッチング素子ＵＬ、ＶＬおよびＷＬは、正極側のスイッチング素子ＵＨ、ＶＨおよびＷＨに入力されるＰＷＭ信号とは逆相のＰＷＭ信号が入力される。そこで、対をなすスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューティ比は、正極側と負極側とでは異なるが、本実施形態においては、正極側のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を、対をなすスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューティ比という。
また、中間のデューティ比を５０％とする一例について説明しているが、中間のデューティ比を外部から入力される指示デューティ比の５０％とし、最大デューティ比を指示デューティ比とし、最小デューティ比を０％としてもよい。どちらのデューティ比としても、同様の効果が期待できる。

図１３は、第２出力パターン９５５の例を説明するための図である。図１３は、横軸を電気角とし、補正後の位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃと、各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンとの対応関係を示す図である。図１３に示す通電制御の例は、進角２０°で通電角１３０°とする場合である。通電パターンは、各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬが、継続的にオンされた状態（「ＯＮ」）、すなわち「ＯＮ」（第１状態）から「ＰＬ」(第４状態)へ変更した状態と、継続的にオフ「ＯＦＦ」された状態（「ＯＮ」または「ＰＷＭ」以外の期間）、すなわち、「ＯＦＦ」（第２状態）から「ＰＭ」（第６状態）へ変更した状態と、一定の周期でオンまたはオフに制御された状態（ＰＷＭ制御された状態）（「ＰＷＭ」）、すなわち、「ＰＷＭ」（第３状態）から「ＰＳ」（第５状態）へ変更した状態と、のいずれかの組み合わせである。各ステージ１～６は、さらに３つの区間Ａ、ＢおよびＣにそれぞれ区分されている。区間Ａ、ＢおよびＣに対しては個別に通電パターンが設定されている。区間Ａ、ＢおよびＣの期間（電気角）は、進角の値（後述するＶ相補正角を含む）と通電角の値によって変化する。

例えば、ホールエッジＨＥ１ｃとホールエッジＨＥ２ｃで囲まれたステージ１では、区間Ａの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＬ」、「ＰＬ」、「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＭ」、および「ＰＭ」の組み合わせである。また、区間Ｂの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＬ」、「ＰＬ」、「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＬ」、および「ＰＬ」の組み合わせである。また、区間Ｃの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＭ」、「ＰＭ」、「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＬ」、および「ＰＬ」の組み合わせである。

また、図１４は、図１３に示す第２出力パターン９５５の例をテーブルとしてまとめたものである。記憶部９５は、例えば、図１４に示すような形式で第２出力パターン９５５を記憶する。なお、図１４において、「ＰＬ」は最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された第４状態、「ＰＳ」は最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された第５状態、「ＰＭ」は最大デューティ比と最小デューティ比と間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された第６状態を、それぞれ表す。

次に、補正情報生成部９４が、フリーレス駆動・通電の制御方法において決定する、Ｖ相補正角９５３について説明する。Ｖ相補正角９５３は、図２に示すような構造においてホールセンサ３Ｖをセンサマグネット２に対する位置決めの基準としている場合に、補正係数９５２を算出する際の基準位置検出信号がＶ相のホールセンサ３Ｖの位置検出信号Ｈｖ以外であったときに、通電制御の基準を補正するための情報である。具体的には、図４に示す例において、位置検出信号ＨｖにおけるホールエッジＨＥ３およびＨＥ６と、補正後の位置検出信号ＨｖｃにおけるホールエッジＨＥ３ｃおよびＨＥ６ｃとの差を、電気角で表した値が、Ｖ相補正角９５３となる。ホールエッジＨＥ３とホールエッジＨＥ３ｃとの差の電位角とホールエッジＨＥ６とホールエッジＨＥ６ｃとの差の電位角とが異なる場合には、例えば両者の平均値をＶ相補正角９５３とすることができる。補正情報生成部９４は、補正係数９５２を算出する際と同様に、ブラシレスモータ１を一定速度で回転させた状態で計測された位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗにおけるホールエッジＨＥ１～ＨＥ６の時間間隔Ｔ１～Ｔ６を用いて、Ｖ相補正角９５３を決定することができる。補正情報生成部９４は、決定したＶ相補正角９５３を記憶部９５に記憶する。このＶ相補正角９５３は、駆動信号生成部９１による通電制御において使用される。

駆動信号生成部９１は、位置補正部９２が生成した補正後の位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃに基づいて通電制御を実行する。その際、駆動信号生成部９１は、Ｖ相補正角９５３の角度だけ、進角の値を増加させる。これによって、駆動信号生成部９１は、擬似的に補正前の位置検出信号ＨｖのホールエッジＨＥ３およびＨＥ６を基準として通電制御を行うことができる。例えば、図４に示す例では、進角３０°で通電角１２０°の通電制御を行う場合に、駆動信号生成部９１は、進角を（Ｖ相補正角９５３の値＋３０°）に設定する。駆動信号生成部９１は、スイッチング素子ＶＨをホールエッジＨＥ３ｃよりＶ相補正角９５３の値だけ進角させた位置でオンし、ホールエッジＨＥ５ｃよりＶ相補正角９５３の値だけ進角させた位置でオフする。

しかしながら、駆動信号生成部９１による通電制御において、Ｖ相補正角９５３の値だけ進角の値を大きくする場合、次のような課題が生じる。すなわち、図５に示すように、通電角や進角の値が比較的大きい場合、Ｖ相補正角９５３を付加しないときには越えることがなかった他のホールステージに通電期間がわたってしまうことがあるという課題が生じる。図５は、横軸を電気角とし、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗと、位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗを位置補正部９２で補正した位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃと、図３および図４と同様にして通電制御の一例を示す図である。

図５に示す通電制御の例は、進角６０°で通電角１６５°とする場合である。仮にＶ相補正角９５３に対応する進角を行わなかったとすると、スイッチング素子ＶＨをオンさせる期間は、補正後のホールエッジＨＥ２ｃ～ＨＥ５ｃまでのステージ２～４に収まっている。この場合、ホールエッジＨＥ２ｃの位置から７．５°遅れた位置でスイッチング素子ＶＨがオンしホールエッジＨＥ５ｃの位置から７．５°進んだ位置でスイッチング素子ＶＨがオフする。これに対し、Ｖ相補正角９５３の値が７．５°を越えた場合、７．５°を越えた超過角の分だけ、ステージ１に通電期間がわたってしまっている。Ｖ相補正角９５３による進角の付加分は、本来、検出誤差を補正するために設定されたものである。
よって、図５に示す進角をＶ相補正角＋６０°に設定する通電制御は、Ｖ相補正角９５３による進角の付加分を持たない進角６０°、通電角１６５°の通電制御よりも理論的には誤差が小さいはずである。しかしながら、通常、越えることがなかったホールステージに、他のホールステージに設定されている通電期間がわたることになると、ホールステージを単位として設定されている通常の通電パターンでは対応することができなくなる。Ｖ相補正角を付加する前には問題なく実行することができた進角６０°、通電角１６５°の通電制御が、Ｖ相補正角を付加することで実行できなくなるという課題が生じる。

そこで、本実施形態では、フリーレス駆動・通電の制御においては、通常の出力パターン（第２出力パターン９５５）に加え、超過角（ただし最大でＶ相補正角以内）に対応した出力パターン（第３出力パターン９５６）を用意し、超過角の有無に応じて、使用する出力パターンを切り替えることで、本来、実行することが可能なＶ相補正角の付加によるステージを越えた通電期間にも対応できるようにした。なお、出力パターンとは、複数の通電パターンを含んで構成される。通電パターンは、複数のスイッチング素子ＷＨ、ＷＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＵＨおよびＵＬの動作状態の組み合わせである。

図６は、第２出力パターン９５５の一般例を説明するための図である。図６は、横軸を電気角とし、補正後の位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃと、各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンとの対応関係を示す図である。通電パターンは、各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬが、最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態（「ＰＬ」；第４状態）もしくは最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態（「ＰＳ」；第５状態）または最大デューティ比と最小デューティ比と間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態（「ＰＭ」；第６状態）のいずれかの組み合わせである。各ステージ１～６は、さらに３つの区間Ａ、ＢおよびＣにそれぞれ区分されている。区間Ａ、ＢおよびＣに対しては個別に通電パターンが設定されている。区間Ａ、ＢおよびＣの期間（電気角）は、進角の値（Ｖ相補正角を含む）と通電角の値によって変化する。

例えば、ホールエッジＨＥ１ｃとホールエッジＨＥ２ｃで囲まれたステージ１では、区間Ａの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＭ」、「ＰＭ」、「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＬ」、および「ＰＬ」の組み合わせである。また、区間Ｂの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＬ」、および「ＰＬ」の組み合わせである。また、区間Ｃの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＭ」、「ＰＭ」、「ＰＬ」、および「ＰＬ」の組み合わせである。

また、図７は、図６に示す第２出力パターン９５５の一般例をテーブルとしてまとめたものである。記憶部９５は、例えば、図７に示すような形式で第２出力パターン９５５を記憶する。図７において、「ＰＬ」は最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態、「ＰＭ」は最大デューティ比と最小デューティ比と間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態、「ＰＳ」は最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態を表す。

図８は、第３出力パターン９５６の一般例を説明するための図である。図８は、図６と同様に、横軸を電気角とし、補正後の位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃと、各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンとの対応関係を示す図である。第２出力パターン９５５と同様、各ステージ１～６は、さらに３つの区間Ａ、ＢおよびＣにそれぞれ区分されている。区間Ａ、ＢおよびＣの期間（電気角）は、進角の値（Ｖ相補正角を含む）と通電角の値によって変化する。ここで、区間Ｃは、図５を参照して説明した超過角に対応する。したがって、区間Ｃの電気角は、（Ｖ相補正角＋進角（電気角３０°分減じた角度）＋通電角（１２０°から増加した角度の１／２））に設定される。また、区間Ｃの電気角は、最大でＶ相補正角の値に制限される。

例えば、ホールエッジＨＥ１ｃとホールエッジＨＥ２ｃで囲まれたステージ１では、区間Ａの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＬ」、および「ＰＬ」の組み合わせである。また、区間Ｂの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＭ」、「ＰＭ」、「ＰＬ」、および「ＰＬ」の組み合わせである。また、区間Ｃの通電パターンが、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬがそれぞれ「ＰＳ」、「ＰＳ」、「ＰＬ」、「ＰＬ」、「ＰＬ」、および「ＰＬ」の組み合わせである。

また、図９は、図８に示す第３出力パターン９５６の一般例をテーブルとしてまとめたものである。記憶部９５は、例えば、図９に示すような形式で第３出力パターン９５６を記憶する。図９において、「ＰＬ」は最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態、「ＰＭ」は最大デューティ比と最小デューティ比と間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態、「ＰＳ」は最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態を表す。

図１に示す駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力した場合、出力パターン選択部９３が選択した出力パターン（第２出力パターン９５５または第３出力パターン９５６）を用いて、通電制御を行う。出力パターン選択部９３は、記憶部９５が記憶するＶ相補正角９５３を参照するとともに、駆動信号生成部９１から通電制御における進角と通電角の設定値を受信する。そして、出力パターン選択部９３は、例えば図１０に示す処理によって出力パターンを選択し、選択した出力パターンを示す情報を駆動信号生成部９１へ送信する。

図１０は、出力パターン選択部９３の動作例を示すフローチャートである。出力パターン選択部９３は、例えば、駆動信号生成部９１において進角や通電角の設定値が変更された場合に、図１０に示す処理を実行する。出力パターン選択部９３は、Ｖ相補正角＋進角（電気角３０°分減じた角度）＋通電角（１２０°から増加した角度の１／２）の値を算出する（ステップＳ１）。次に、出力パターン選択部９３は、ステップＳ１で算出した値が６０°より大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。算出値が６０°より大きくない場合（ステップＳ２でＮｏの場合）、出力パターン選択部９３は、第２出力パターン９５５を選択する（ステップＳ３）。算出値が６０°より大きい場合（ステップＳ２でＹｅｓの場合）、出力パターン選択部９３は、第３出力パターン９５６を選択する（ステップＳ４）。出力パターン選択部９３は、ステップＳ１～Ｓ４の処理の後、選択した出力パターンを示す情報を駆動信号生成部９１へ送信し、処理を終了する。

以上のようにして、本実施形態のモータ制御装置４は、ホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗが出力した位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗのばらつきを補正するとともに、補正後の位置検出信号ＨｖｃのホールエッジＨ３ｃおよびＨ６ｃとホールセンサ３Ｖの位置検出信号ＨｖのホールエッジＨ３およびＨ６との各位置の差に応じたＶ相補正角の進角を通電制御の進角の設定値に付加することで、通電制御における基準となる位置を補正する。よって、ロータの回転位置の検出誤差を低コストで精度良く補正することができる。さらに、本実施形態のモータ制御装置４は、通電制御において、２種類の出力パターンを選択的に使用することで、Ｖ相補正角を進角の設定値に付加することで、通電制御の制御範囲(進角の範囲や通電角の範囲）が制限されてしまうことがないようにした。

図１５は、駆動信号生成部９１の動作例を示すフローチャートである。
駆動信号生成部９１は、ロータの回転制御が開始された直後において、位置検出信号を補正するか否かの補正可否判定を行う（ステップＳ１０）。この判定は、例えば、駆動信号生成部９１が、モータが回転した結果を使って補正の可否を判定することによって行われる。
次に、駆動信号生成部９１は、補正を実際にするか否かを決定する（ステップＳ１１）。
この決定は、例えば、ロータの回転制御が開始された直後から所定期間が経過するまで、所定の補正係数を用いることが可能であるか否かを示す補正係数使用可能信号を出力することによって行われる。
そして、駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力しない場合（ステップＳ１１でＮｏの場合）、位置補正部９２が出力する位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗに基づいて通電制御を実行する。具体的には、駆動信号生成部９１は、第１出力パターン９５４を選択し、ブラシレスモータ１の３相のコイルＵ、Ｖおよびを矩形波駆動する（ステップＳ１２）。
一方、駆動信号生成部９１は、補正係数使用可能信号を出力する場合（ステップＳ１１でＹｅｓの場合）、位置補正部９２が生成した補正後の位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃに基づいて通電制御を実行する。具体的には、駆動信号生成部９１は、第２出力パターン９５５または第３出力パターン９５６を選択し、ブラシレスモータ１の３相のコイルＵ、ＶおよびＷをフリーレス駆動する（ステップＳ１３）。

以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置４においては、補正をしていないときは矩形波駆動、補正中はフリーレス駆動をする。フリーレス駆動を採用しない場合、すなわち、矩形波駆動のままであると、モータ作動音が増えてしまうという問題があった。しかしながら、本実施形態のモータ制御装置４では、フリーレス駆動でモータ電流を正弦波駆動時に近づけているので、モータ作動音を低減することができる効果がある。
また、補正無し時のモータ回転がスムーズになるので、モータトルクの低下や音・振動の低減に効果がある。

本実施形態は、ステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ステータに巻回された３相のコイルＵ、ＶおよびＷと、コイルに通電制御を行って、ロータの回転制御を行うモータ制御装置４と、備えたブラシレスモータである。このブラシレスモータは、コイルＵ、ＶおよびＷに流す電流を切り替え可能に配置された複数のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬと、ロータの回転位置を検出する複数のホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗと、複数のホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの出力である位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗに基づいて各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンを制御するためのＰＷＭ信号（駆動信号）ＣＷＨ、ＣＷＬ、ＣＶＨ、ＣＶＬ、ＣＵＨおよびＣＵＬを出力する制御部９とを備える。この制御部９は、ロータの回転制御が開始された直後の所定の期間において、位置検出信号を補正するか否かの判定を行い、複数の通電パターンを含み通電パターンを選択する際に用いられる出力パターンを、異なる複数の出力パターンから、位置検出信号を補正しない場合、スイッチング素子が継続的にオンされた状態である第１状態（「ＯＮ」）、若しくはスイッチング素子が継続的にオフされた状態である第２状態（「ＯＦＦ」）、またはＰＷＭ制御された状態である第３状態（「ＰＷＭ」）のいずれかの組み合わせである通電パターンを含む第１出力パターンを選択する。一方、位置検出信号を補正する場合、制御部９は、スイッチング素子が第３状態でのＰＷＭ制御よりも大きな最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第４状態（「ＰＬ」）、若しくはスイッチング素子が第３状態でのＰＷＭ制御よりも小さな最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第５状態（「ＰＳ」）、または最大デューティ比と最小デューティ比との間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第６状態（「ＰＭ」）のいずれかの組み合わせである通電パターンを含む、第１出力パターンとは異なる出力パターンを選択する。

また、本実施形態においては、第４状態は第１状態から変更した状態であり、第５状態は第３状態から変更した状態であり、第６状態は第２状態から変更した状態である。

また、本実施形態においては、中間のデューティ比は５０％であり、最大デューティ比は、中間のデューティ比に、外部から入力される指示デューティ比の半分のデューティ比を加算したデューティ比であり、最小デューティ比は、中間のデューティ比から、指示デューティ比の半分のデューティ比を減算したデューティ比である。

また、本実施形態においては、中間のデューティ比は外部から入力される指示デューティ比の５０％であり、最大デューティ比は、指示デューティ比であり、最小デューティ比は、０％である。

また、本実施形態においては、制御部９は、位置検出信号を補正する場合、複数のホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗの出力である位置検出信号Ｈｕ、ＨｖおよびＨｗを所定の補正係数を用いて補正した位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃに基づいて各スイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬの通電パターンを制御するためのＰＷＭ信号（駆動信号）ＣＷＨ、ＣＷＬ、ＣＶＨ、ＣＶＬ、ＣＵＨおよびＣＵＬを出力し、通電制御の進角の設定値に対して、複数のホールセンサ３Ｕ、３Ｖおよび３Ｗのうちホールセンサ３Ｖ（所定のセンサ）の位置検出信号ＨｖおよびＨｖｃの補正前後の差分に対応するＶ相補正角（補正角）を付加し、複数の通電パターンを含み通電パターンを選択する際に用いられる出力パターンを、異なる第２出力パターンと第３出力パターンから、Ｖ相補正角を付加した進角と通電制御の通電角とに応じて選択する。

また、本実施形態は、通電パターンが位置検出信号Ｈｕｃ、ＨｖｃおよびＨｗｃの立ち上がりまたは立ち下がりのタイミング（ホールエッジ）に同期して制御されるものであり、第２出力パターンは、３以上のタイミングにわたってスイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含まない出力パターンであり、第３出力パターンは、３以上の前記タイミングにわたってスイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含む出力パターンである。

また、上述した実施形態におけるモータ制御装置４をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ ブラシレスモータ
３Ｕ、３Ｖ、３Ｗ ホールセンサ（センサ）
４ モータ制御装置
６ インバータ回路
７ 制御回路
８ ゲート制御電圧出力部
９ 制御部
９１ 駆動信号生成部
９２ 位置補正部
９３ 出力パターン選択部
９４ 補正情報生成部
９５ 記憶部
９５１ 駆動情報
９５２ 補正係数
９５３ Ｖ相補正角
９５４ 第１出力パターン
９５５ 第２出力パターン
９５６ 第３出力パターン
Ｕ、Ｖ、Ｗ コイル
ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬ スイッチング素子

Claims (5)

1. ステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ステータに巻回された３相のコイルと、前記コイルに通電制御を行って、前記ロータの回転制御を行うモータ制御装置と、備えたブラシレスモータにおいて、
   前記コイルに流す電流を切り替え可能に配置された複数のスイッチング素子と、
   前記ロータの回転位置を検出する複数のセンサと、
   前記複数のセンサの出力である位置検出信号に基づいて各スイッチング素子の通電パターンを制御するための駆動信号を出力する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記ロータの回転制御が開始された直後の所定の期間において、前記位置検出信号を補正するか否かの判定を行い、
   複数の前記通電パターンを含み前記通電パターンを選択する際に用いられる出力パターンを、異なる複数の前記出力パターンから、
   前記位置検出信号を補正しない場合、前記スイッチング素子が継続的にオンされた状態である第１状態、若しくは前記スイッチング素子が継続的にオフされた状態である第２状態、またはＰＷＭ制御された状態である第３状態のいずれかの組み合わせである通電パターンを含む第１出力パターンを選択して前記３相のコイルに矩形波通電制御を行い、
   前記位置検出信号を補正する場合、前記スイッチング素子が前記第３状態でのＰＷＭ制御よりも大きな最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第４状態、若しくは前記スイッチング素子が前記第３状態でのＰＷＭ制御よりも小さな最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第５状態、または前記最大デューティ比と前記最小デューティ比との間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第６状態のいずれかの組み合わせであり、位置検出信号を所定の補正係数を用いて補正した位置検出信号に基づいた各スイッチング素子の前記位置検出信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングに同期して制御される通電パターンを含む異なる複数の前記出力パターンから、
   前記通電制御の進角の設定値に対して、前記複数のセンサのうち所定のセンサの前記位置検出信号の補正前後の差分に対応する補正角を付加した前記進角と前記通電制御の通電角とに応じて、
   ３以上の前記タイミングにわたって前記スイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含まない第２出力パターン、または３以上の前記タイミングにわたって前記スイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含む第３出力パターンを選択して前記３相のコイルにフリーレス通電制御を行う
   ブラシレスモータ。
2. 前記第４状態は前記第１状態から変更した状態であり、前記第５状態は前記第３状態から変更した状態であり、前記第６状態は前記第２状態から変更した状態である
   請求項１記載のブラシレスモータ。
3. 前記中間のデューティ比は５０％であり、
   前記最大デューティ比は、前記中間のデューティ比に、外部から入力される指示デューティ比の半分のデューティ比を加算したデューティ比であり、
   前記最小デューティ比は、前記中間のデューティ比から、前記指示デューティ比の半分のデューティ比を減算したデューティ比である
   請求項１または請求項２に記載のブラシレスモータ。
4. 前記中間のデューティ比は外部から入力される指示デューティ比の５０％であり、
   前記最大デューティ比は、前記指示デューティ比であり、
   前記最小デューティ比は、０％である
   請求項１または請求項２に記載のブラシレスモータ。
5. ステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ステータに巻回された３相のコイルと、前記コイルに通電制御を行って、前記ロータの回転制御を行うモータ制御装置と、を備えたブラシレスモータの制御方法において、
   前記モータ制御装置は、
   前記コイルに流す電流を切り替え可能に配置された複数のスイッチング素子と、
   前記ロータの回転位置を検出する複数のセンサと、
   前記複数のセンサの出力である位置検出信号に基づいて各スイッチング素子の通電パターンを制御するための駆動信号を出力する制御部と、を備え、
   前記制御部によって、
   前記ロータの回転制御が開始された直後の所定の期間において、前記位置検出信号を補正するか否かの判定を行い、
   複数の前記通電パターンを含み前記通電パターンを選択する際に用いられる出力パターンを、異なる複数の前記出力パターンから、
   前記位置検出信号を補正しない場合、前記スイッチング素子が継続的にオンされた状態である第１状態、若しくは前記スイッチング素子が継続的にオフされた状態である第２状態、またはＰＷＭ制御された状態である第３状態のいずれかの組み合わせである通電パターンを含む第１出力パターンを選択して前記３相のコイルに矩形波通電制御を行い、
   前記位置検出信号を補正する場合、前記スイッチング素子が前記第３状態でのＰＷＭ制御よりも大きな最大デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第４状態、若しくは前記スイッチング素子が前記第３状態でのＰＷＭ制御よりも小さな最小デューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第５状態、または前記最大デューティ比と前記最小デューティ比との間の中間のデューティ比のＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御された状態である第６状態のいずれかの組み合わせであり、位置検出信号を所定の補正係数を用いて補正した位置検出信号に基づいた各スイッチング素子の前記位置検出信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングに同期して制御される通電パターンを含む異なる複数の前記出力パターンから、
   前記通電制御の進角の設定値に対して、前記複数のセンサのうち所定のセンサの前記位置検出信号の補正前後の差分に対応する補正角を付加した前記進角と前記通電制御の通電角とに応じて、
   ３以上の前記タイミングにわたって前記スイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含まない第２出力パターン、または３以上の前記タイミングにわたって前記スイッチング素子を継続的に同一の通電状態とする通電パターンを含む第３出力パターンを選択して前記３相のコイルにフリーレス通電制御を行う
   ブラシレスモータの制御方法。

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