JP7433113B2 - モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法に関する。

従来、定電流制御状態において同期電動機の各相のスイッチング素子のゲートを遮断した後に同期電動機の各相に流れる減衰中の電流を検出し、検出された減衰中の電流に基づいて、回転子の初期磁極位置を推定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１９４５４号公報

しかしながら、従来の技術は、同期電動機の各相に流れる電流を検出するタイプのため、いわゆる１シャント電流検出方式には適用できない。また、減衰中の電流のみに基づいて初期磁極位置を推定するため、その推定精度を確保することが難しいことがある。

本開示は、１シャント電流検出方式において、磁極位置の推定精度を確保可能なモータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法を提供する。

本開示の一実施の形態に係るモータ制御装置は、
全アームのうち通電パターン毎に異なる一部のアームをオンすることで、ロータが停止又は極低速の状態のモータを通電させるインバータと、
前記インバータの直流側に接続される電流検出器と、
前記状態での前記ロータの磁極位置である初期位置を推定する初期位置推定部と、を備え、
第１電流閾値よりも高い閾値を第２電流閾値とするとき、
前記初期位置推定部は、
前記一部のアームをオンさせてから前記電流検出器に流れる電流が前記第１電流閾値に到達するまでの第１時間を通電パターン毎に計測し、
前記第１時間が最長の通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向に９０度ずらした第１方向を含む角度範囲を第１角度範囲とし、前記第１時間が最長の通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から負方向に９０度ずらした第２方向を含む角度範囲、又は前記第１時間が二番目に長い通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向に９０度ずらした第２方向を含む角度範囲を第２角度範囲とするとき、
前記一部のアームをオンさせてから前記電流検出器に流れる電流が前記第２電流閾値に到達するまでの第２時間を、前記第１角度範囲に含まれる第１中間角度方向に電圧ベクトルが生じる第１通電パターンと前記第２角度範囲に含まれる第２中間角度方向に電圧ベクトルが生じる第２通電パターンとで計測し、
前記第１角度範囲と前記第２角度範囲とのうち前記第２時間が短い方の通電パターンで生じる電圧ベクトルの方向を含む角度範囲を第３角度範囲とし、前記第３角度範囲の一方の端の角度方向を第１端方向とし、前記第３角度範囲の他方の端の角度方向を第２端方向とし、前記第１電流閾値よりも高い閾値を第３電流閾値とするとき、
前記一部のアームをオンさせてから前記電流検出器に流れる電流が前記第３電流閾値に到達するまでの第３時間を、前記第１端方向に電圧ベクトルが生じる第３通電パターンと前記第２端方向に電圧ベクトルが生じる第４通電パターンとで計測し、
前記第３角度範囲のうち前記第１端方向を含む角度範囲を第４角度範囲とし、前記第３角度範囲のうち前記第２端方向を含む角度範囲を第５角度範囲とするとき、
前記第４角度範囲と前記第５角度範囲とのうち、前記第３時間が短い方の通電パターンで生じる電圧ベクトルの方向を含む角度範囲に、前記初期位置があると推定する。

本開示によれば、１シャント電流検出方式において、磁極位置の推定精度を確保できる。

本開示の実施の形態１に係るモータシステムの構成例を示す図である。 電圧ベクトルの一例を示す図である。 ２相通電パターンに対して印加される電圧の位相を示す表である。 ３相通電パターンに対して印加される電圧の位相を示す表である。 通電パターン毎の電圧ベクトル方向のイメージ図である。 ステップ電圧印加時の電流応答特性の一例を示す図である。 初期位置推定部の構成及び動作の一例を示す図である。 磁気飽和特性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。 磁気飽和特性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するための図表である。 突極性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。 突極性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するための図表である。 本開示に係る高精度インダクティブセンシングで使用する静止性重視方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。 本開示に係る高精度インダクティブセンシングで使用する静止性重視方式における磁極位置情報の検出例を説明するための図表である。 本開示に係る高精度インダクティブセンシングで使用する静止性重視方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。 本開示に係る高精度インダクティブセンシングで使用する磁気飽和特性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。 本開示に係る高精度インダクティブセンシングで使用する磁気飽和特性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するための図表である。 本開示の実施の形態２に係るモータシステムの構成例を示す図である。 インダクティブ後のモータ始動方法を説明するためのベクトル図である。 始動時にγ軸電流を流してモータを始動させる方法（引き込み型始動方法）でモータの回転速度を上昇させる場合のタイミングチャートである。 始動時にモータを回転させ始める方法（初期回転型始動方法）でモータの回転速度を上昇させる場合のタイミングチャートである。 引き込み時の誘起電圧を利用してセンサレスベクトル制御に移行する方法（始動時センサレスベクトル制御型始動方法）でモータの回転速度を上昇させる場合のタイミングチャートである。 オープンループ制御がある場合（図２０）のモータ始動時の実波形である。 オープンループ制御がない場合（図２２）のモータ始動時の実波形である。

以下、図面を参照して、本開示の実施の形態に係るモータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法について詳細に説明する。

図１は、本開示の実施の形態１に係るモータシステム１－１の構成例を示す図である。図１に示されるモータシステム１－１は、モータ４の回転動作を制御する。モータシステム１－１が搭載される機器は、例えば、コピー機、パーソナルコンピュータ、冷蔵庫、ポンプ等であるが、当該機器は、これらに限られない。モータシステム１－１は、モータ４と、モータ制御装置１００－１とを少なくとも備える。

モータ４は、複数のコイルを有する永久磁石同期モータである。モータ４は、例えば、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとを含む３相コイルを有する。モータ４の具体例として、３相のブラシレス直流モータなどが挙げられる。モータ４は、少なくとも一つの永久磁石が配置されるロータと、ステータとを有する。モータ４は、ロータの磁石の角度位置（磁極位置）を検出する位置センサを使用しないセンサレス型のモータである。モータ４は、例えば、送風用のファンを回すファンモータである。

モータ制御装置１００－１は、３相ブリッジ接続された複数のスイッチング素子を３相のＰＷＭ信号を含む通電パターンに従いオンオフ（ＯＮ、ＯＦＦ）制御することで、直流を３相交流に変換するインバータを介してモータを駆動する。モータ制御装置１００－１は、インバータ２３、電流検出部２７、電流検出タイミング調整部３４、駆動回路３３、通電パターン生成部３５、キャリア発生部３７、及びクロック発生部３６を備える。

インバータ２３は、直流電源２１から供給される直流を複数のスイッチング素子のスイッチングによって３相交流に変換し、３相交流の駆動電流をモータ４に流すことによって、モータ４のロータを回転させる回路である。インバータ２３は、通電パターン生成部３５によって生成される複数の通電パターン（より具体的には、通電パターン生成部３５内のＰＷＭ信号生成部３２によって生成される３相のＰＷＭ信号）に基づいて、モータ４を駆動する。ＰＷＭとは、Pulse Width Modulation（パルス幅変調）を意味する。

インバータ２３は、３相ブリッジ接続された複数のアームＵｐ，Ｖｐ，Ｗｐ，Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎを有する。上アームＵｐ，Ｖｐ，Ｗｐは、それぞれ、直流電源２１の正極側に正側母線２２ａを介して接続されるハイサイドスイッチング素子である。下アームＵｎ，Ｖｎ，Ｗｎは、それぞれ、直流電源２１の負極側（具体的には、グランド側）に接続されるローサイドスイッチング素子である。複数のアームＵｐ，Ｖｐ，Ｗｐ，Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎは、それぞれ、上述の通電パターンに含まれるＰＷＭ信号に基づいて駆動回路３３から供給される複数の駆動信号のうち、対応する駆動信号に従って、オン又はオフとなる。以下では、複数のアームＵｐ，Ｖｐ，Ｗｐ，Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎを、特に区別しない場合には、単にアームと称する場合がある。

Ｕ相上アームＵｐとＵ相下アームＵｎとの接続点は、モータ４のＵ相コイルの一端に接続される。Ｖ相上アームＶｐとＶ相下アームＶｎとの接続点は、モータ４のＶ相コイルの一端に接続される。Ｗ相上アームＷｐとＷ相下アームＷｎとの接続点は、モータ４のＷ相コイルの一端に接続される。Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとのそれぞれの他端は、互いに接続されている。

アームの具体例として、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などが挙げられる。しかしながら、アームは、これらに限られない。

電流検出器２４は、インバータ２３の直流側に接続され、インバータ２３の直流側に流れる電流の電流値に対応する検出信号Ｓｄを出力する。図１に示される電流検出器２４は、負側母線２２ｂに流れる電流の電流値に対応する検出信号Ｓｄを発生させる。電流検出器２４は、例えば、負側母線２２ｂに配置される電流検出素子であり、より具体的には、負側母線２２ｂに挿入されるシャント抵抗である。シャント抵抗等の電流検出素子は、自身に流れる電流の電流値に対応する電圧信号を検出信号Ｓｄとして発生する。

電流検出部２７は、通電パターン生成部３５によって生成される複数の通電パターン（より具体的には、３相のＰＷＭ信号）に基づいて、検出信号Ｓｄを取得することによって、モータ４に流れるＵ，Ｖ，Ｗ各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。より詳細には、電流検出部２７は、複数の通電パターン（より具体的には、３相のＰＷＭ信号）に同期する取得タイミングで検出信号Ｓｄを取得することによって、モータ４に流れるＵ，Ｖ，Ｗ各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。検出信号Ｓｄの取得タイミングは、電流検出タイミング調整部３４により設定される。

例えば、電流検出部２７は、電流検出器２４で発生するアナログ電圧の検出信号Ｓｄを、電流検出タイミング調整部３４により設定される取得タイミングでＡＤ（Analog to Digital）変換器に取り込む。当該ＡＤ変換器は、電流検出部２７に設けられている。そして、電流検出部２７は、取り込んだアナログの検出信号Ｓｄをデジタルの検出信号ＳｄにＡＤ変換し、ＡＤ変換後のデジタルの検出信号Ｓｄをデジタル処理することによって、モータ４のＵ，Ｖ，Ｗ各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。電流検出部２７により検出された各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出値は、通電パターン生成部３５に供給される。

クロック発生部３６は、内蔵する発振回路により所定周波数のクロックを生成し、生成したクロックをキャリア発生部３７へ出力する回路である。なお、クロック発生部３６は、例えば、モータ制御装置１００－１の電源が投入されると同時に、動作を開始する。

キャリア発生部３７は、クロック発生部３６により生成されるクロックに基づいて、キャリアＣを生成する。キャリアＣは、レベルが周期的に増減する搬送波信号である。

通電パターン生成部３５は、インバータ２３を通電させるパターン（インバータ２３の通電パターン）を生成する。インバータ２３の通電パターンは、モータ４を通電させるパターン（モータ４の通電パターン）と言い換えてもよい。インバータ２３の通電パターンには、インバータ２３を通電させる３相のＰＷＭ信号が含まれる。通電パターン生成部３５は、電流検出部２７により検出されるモータ４の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出値に基づいて、モータ４が回転するようにインバータ２３を通電させる３相のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部３２を有する。

通電パターン生成部３５は、インバータ２３の通電パターンをベクトル制御により生成する場合、ベクトル制御部３０を更に有する。なお、本実施の形態においてはベクトル制御によってインバータの通電パターンを生成しているが、これに限らず、ｖｆ制御等を用いて各相の相電圧を求めてもよい。

ベクトル制御部３０は、外部からモータ４の回転速度指令ωｒｅｆが与えられると、モータ４の回転速度の測定値又は推定値と、回転速度指令ωｒｅｆとの差分に基づいて、トルク電流指令Ｉｑｒｅｆと励磁電流指令Ｉｄｒｅｆを生成する。ベクトル制御部３０は、モータ４のＵ，Ｖ，Ｗ各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいて、ロータ位置θを用いたベクトル制御演算により、トルク電流Ｉｑ及び励磁電流Ｉｄを算出する。ベクトル制御部３０は、トルク電流指令Ｉｑｒｅｆとトルク電流Ｉｑとの差分に対して例えばＰＩ制御演算を行い、電圧指令Ｖｑを生成する。ベクトル制御部３０は、励磁電流指令Ｉｄｒｅｆと励磁電流Ｉｄとの差分に対して例えばＰＩ制御演算を行い、電圧指令Ｖｄを生成する。ベクトル制御部３０は、電圧指令Ｖｑ，Ｖｄを上記のロータ位置θを用いてＵ，Ｖ，Ｗ各相の相電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*に変換する。ロータ位置θは、モータ４のロータの磁極位置を表す。

ＰＷＭ信号生成部３２は、ベクトル制御部３０により生成される相電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*を、キャリア発生部３７により生成されるキャリアＣのレベルと比較することによって、３相のＰＷＭ信号を含む通電パターンを生成する。ＰＷＭ信号生成部３２は、上アーム駆動用の３相のＰＷＭ信号を反転させた下アーム駆動用のＰＷＭ信号も生成し、必要に応じてデッドタイムを付加した後、生成したＰＷＭ信号を含む通電パターンを駆動回路３３に出力する。

駆動回路３３は、与えられたＰＷＭ信号を含む通電パターンに従い、インバータ２３に含まれる６つのアームＵｐ，Ｖｐ，Ｗｐ，Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎをスイッチングさせる駆動信号を出力する。これにより、３相交流の駆動電流がモータ４に供給され、モータ４のロータが回転する。

電流検出タイミング調整部３４は、キャリア発生部３７から供給されるキャリアＣと、ＰＷＭ信号生成部３２により生成されるＰＷＭ信号を含む通電パターンとに基づいて、電流検出部２７がキャリアＣの１周期内で３つ相の相電流のうちのいずれかの相の相電流を検出するための取得タイミングを決定する。

電流検出部２７は、電流検出タイミング調整部３４により決定される複数の取得タイミングで検出信号Ｓｄを取得することによって、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。電流検出部２７は、一つの電流検出器２４から複数の相電流を検出する方式（いわゆる、１シャント電流検出方式）で、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。

ところで、センサレス型の永久磁石同期電動機が停止しているときにロータの磁極位置（初期位置）を推定する方法として、インダクティブセンシングと呼ばれる手法がある。インダクティブセンシングとは、永久磁石同期モータのロータ磁石の磁極位置をインダクタンスのロータ位置依存性を利用して検出する手法である。この位置検出手法は、モータの誘起電圧を使用しないため、モータのロータが停止又は極低速の状態でもロータ磁石の磁極位置を検出できる。ロータが極低速の状態とは、モータ制御装置が誘起電圧を検出できない程度にロータが低速で回転している状態をいう。本明細書では、説明の便宜上、"ロータが停止又は極低速の状態"を、単に、"ロータの停止状態"という。

本実施の形態１に係るモータ制御装置１００－１は、インダクティブセンシングによって、モータのロータの停止状態での磁極位置である初期位置θｓを推定する初期位置推定部３８を備える。通電パターン生成部３５は、初期位置推定部３８により推定された初期位置θｓを用いて、モータ４のロータを回転させるＰＷＭ信号を含む通電パターンを駆動回路３３に出力する。ベクトル制御部３０は、初期位置推定部３８により推定された初期位置θｓをロータ位置θの初期値として用いて、電圧指令Ｖδ，Ｖγを相電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*に変換する。なお、本開示において、初期位置θｓは一例として３０度の幅を持った値となる。このような場合、初期位置θｓに基づき定めた所定の値を用いて、モータ４の制御が行われる。

インダクティブセンシングは、インダクタンスの違いを検出することによって磁極の初期位置を検出するが、インダクタンスそのものを直接求めて磁極位置情報を取り出す手法ではない。インダクティブセンシングは、停止中のモータをＲＬ直列回路とみなし、モータに所望の位相に対しステップ形状の電圧を印加したときにモータに流れる電流の応答から磁極位置情報を取り出す手法である。

所望の位相に対し電圧を印加するとは、モータに印加する電圧をベクトルで考え、その方向を所望の位相に合わせることである。例えば３相インバータのＷ相上アームＷｐとＵ相下アームＵｎをオンすると、図２のような電圧ベクトルが印加される。すなわち、３０度方向に電圧が印加されたことになる。この時に発生する電流ベクトル（Ｗ相コイルに流れる電流とＵ相コイルに流れる電流との合成電流のベクトル）及び磁束ベクトル（Ｗ相コイルで発生した磁束とＵ相コイルで発生した磁束との合成磁束のベクトル）も、電圧ベクトルとほぼ同じ位相に発生する。ただし、磁束ベクトルは、コイルの巻き方向によっては、１８０度逆方向の場合もある。

したがって、初期位置推定部３８は、図３及び図４に示す１２個の通電パターンｐ１～ｐ１２に従って各アームをオン又はオフにする駆動信号を駆動回路３３に順番に出力させることによって、３０度毎の１２種類の位相に電圧を印加できる（図５参照）。図３は、２相通電パターンｐ１～ｐ６に対して印加される電圧の位相を示す表である。図４は、３相通電パターンｐ７～ｐ１２に対して印加される電圧の位相を示す表である。図５は、通電パターン毎の電圧ベクトル方向のイメージ図である。

例えば図３において、初期位置推定部３８は、通電パターンｐ２に従って、上アームＷｐ及び下アームＶｎをオンし且つ残りの４つのアームをオフする駆動信号を駆動回路３３に出力させると、Ｕ相コイルに対して９０度の方向に電圧を印加できる（図５参照）。図３に示す他の２相通電パターンも同様に、各方向に電圧を印加できる。

例えば図４において、初期位置推定部３８は、通電パターンｐ９に従って、上アームＵｐ，Ｗｐ及び下アームＶｎをオンし且つ残りの３つのアームをオフする駆動信号を駆動回路３３に出力させると、Ｕ相コイルに対して１２０度の方向に電圧を印加できる（図５参照）。図４に示す他の３相通電パターンも同様に、各方向に電圧を印加できる。

なお、マイコンの汎用ポートを使ってオン又はオフのみの出力の場合、通電パターンは上述の１２種類であるが、マイコンのＰＷＭ機能を用いると、ＰＷＭタイマの分解能を許す限り、より細かい位相に電圧を印加できる。

次に、インダクティブセンシングにおいて、ステップ形状の電圧（ステップ電圧）を印加したときにモータに流れる電流の応答から磁極位置情報を取り出すことについて図６を参照して説明する。

図６は、ステップ電圧印加時の電流応答特性の一例を示す図である。ＲＬ直列回路の電流の過渡現象より、モータに流れる電流ｉは、印加された５Ｖのステップ電圧Ｅに対して、図６のように応答する。Ｒはコイルの抵抗値、Ｌはコイルのインダクタンスを表す。

この時の電流の立ち上がり時間は、コイルの抵抗値ＲとインダクタンスＬに依存し、ロータ位置が変わると、ロータ位置に応じて異なる値となるインダクタンスＬのみに応じて変化する。つまり、インダクタンスが大になるほど(磁気抵抗が小になるほど)、時定数Ｌ／Ｒは大になるので、電流ｉはゆっくり応答する。逆に、インダクタンスが小になるほど(磁気抵抗が大になるほど)、時定数Ｌ／Ｒは小になるので、電流ｉは素早く応答する。

以上のようなインダクタンスと電流応答の関係を利用して、初期位置推定部３８は、磁極の初期位置を推定する。まず、初期位置推定部３８は、所望の位相に対してステップ形状の電圧を印加してから、モータ４（電流検出器２４）に流れる電流ｉが所定の電流値(電流閾値)に到達するまでの立ち上がり時間Ｔｒを計測する。そして、初期位置推定部３８は、その立ち上がり時間Ｔｒの通電パターン毎の計測値の違いを少なくとも利用することで、ロータ位置に依存したインダクタンスの大小関係や分布を読み取り、磁極位置情報を取り出す。

なお、初期位置推定部３８は、２相通電パターンで計測された立ち上がり時間Ｔｒ同士を比較し、３相通電パターンで計測された立ち上がり時間Ｔｒ同士を比較する。２相通電と３相通電との間では、時定数はほとんど変わらないものの、立ち上がってから収束する電流値は変わるため、立ち上がり時間Ｔｒを単純に比較できないからである。

上述のように、インダクティブセンシングは、所望の位相に対し電圧をステップ形状に印加した時の電流の応答(立ち上がり時間Ｔｒ)から磁極位置情報を取り出す。インダクティブセンシングには、複数のセンシング方式がある。その一例として、磁気飽和特性によるインダクタンスの変化から磁極位置情報を取り出す方式（ここでは、磁気飽和特性利用方式と称する）がある。また、他の一例として、磁石埋込型同期モータなどの突極性のあるモータにおけるインダクタンスのロータ位置依存性から磁極位置情報を取り出す方式（ここでは、突極性利用方式と称する）がある。

磁気飽和特性利用方式と突極性利用方式とでは、電流閾値の設定方法や取り出す情報が異なる。次に、電流閾値の設定方法や取り出す情報について、方式毎にその手順も含めて説明する。

図８は、磁気飽和特性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。図９は、磁気飽和特性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するための図表である。磁気飽和特性利用方式では、６種類の２相通電パターン（図３参照）について順に電圧を印加していく。インバータ２３の一部のアームをオンしてモータ４に電圧を印加すると、モータ４内の２相のコイルに電流が流れて、その合成磁束が発生する（図８参照）。図８には、通電パターンｐ２に従って、上アームＷｐ及び下アームＶｎをオンし且つ残りの４つのアームをオフする場合に発生する合成磁束が例示されている。電流検出器２４に流れる電流ｉが電流閾値Ｉｔｈ２に到達すると電圧の印加を停止し、電圧を印加してから電流ｉが電流閾値Ｉｔｈ１に到達するまでの立ち上がり時間Ｔｒ２を計測することを、６種類の通電パターンのそれぞれについて順に実施する（図９参照）。本方式は、モータの磁気飽和特性を利用することから、磁気飽和を起こすだけの電流をモータ４に流すため、電流閾値Ｉｔｈ２は、磁気飽和特性が顕在化する程度に大きく設定される。

初期位置推定部３８は、６種類の通電パターンｐ１～ｐ６のうち立ち上がり時間Ｔｒ２が最短の通電パターンを特定する。電流の応答が速い（つまり、立ち上がり時間Ｔｒ２が短い）ということは、磁気飽和特性の顕在化（インダクタンスＬの低下）が起こっているとみなすことができる。一部の特定の通電パターンで立ち上がり時間Ｔｒ２が短縮（インダクタンスＬが低下）している理由は、コイルにより発生した磁束の方向が、ロータの磁石により発生した磁束の方向と同じだからである。したがって、初期位置推定部３８は、複数の通電パターンのうち立ち上がり時間Ｔｒ２の計測値が最短の通電パターンで一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向を中心とする角度範囲に、ロータの磁極位置が存在すると推定できる。ここで、通電パターンがｎ種類ある場合、ｎ個の角度範囲候補があり、各々の角度範囲候補の中心角は、（３６０／ｎ）度である。

図９に示す例では、９０度方向の電圧ベクトルを生じさせる通電パターンｐ２のときの立ち上がり時間Ｔｒ２の計測値が最短である。したがって、初期位置推定部３８は、９０度方向を中心とする角度範囲（６０度方向から１２０度方向）に、磁極位置が存在すると推定する（図８参照）。

図１０は、突極性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。図１１は、突極性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するための図表である。突極性利用方式でも、６種類の２相通電パターン（図３参照）について順に電圧を印加していく。インバータ２３の一部のアームをオンしてモータ４に電圧を印加すると、モータ４内の２相のコイルに電流が流れて、その合成磁束が発生する（図１０参照）。電流検出器２４に流れる電流ｉが電流閾値Ｉｔｈ１に到達すると電圧の印加を停止し、電圧を印加してから電流ｉが電流閾値Ｉｔｈ１に到達するまでの立ち上がり時間Ｔｒ１を計測することを、６種類の通電パターンのそれぞれについて順に実施する（図１１参照）。本方式は、モータの磁気飽和特性を利用しないことから、磁気飽和を起こさない程度の電流をモータ４に流すため、電流閾値Ｉｔｈ１は、磁気飽和特性が顕在化しない程度に小さく設定される。つまり、電流閾値Ｉｔｈ１は、電流閾値Ｉｔｈ２よりも小さい。

電流閾値Ｉｔｈ１は、第１電流閾値の一例であり、電流閾値Ｉｔｈ２は、第１電流閾値よりも高い第２電流閾値の一例である。立ち上がり時間Ｔｒ１は、一部のアームをオンさせてから電流検出器２４に流れる電流が第１電流閾値に到達するまでの第１時間の一例である。立ち上がり時間Ｔｒ２は、一部のアームをオンさせてから電流検出器２４に流れる電流が第２電流閾値に到達するまでの第２時間の一例である。

初期位置推定部３８は、６種類の通電パターンｐ１～ｐ６のうち、立ち上がり時間Ｔｒ１が最長の通電パターンと立ち上がり時間Ｔｒ１が二番目に長い通電パターンとの少なくとも一方の通電パターンを特定する。電流の応答が遅い（つまり、立ち上がり時間Ｔｒ１が長い）ということは、磁気抵抗の低い場所（方向）（インダクタンスＬが大きい場所（方向））であるとみなすことができる。一部の特定の通電パターンで立ち上がり時間Ｔｒ１が長くなっている（インダクタンスＬが大きい）理由は、コイルにより発生した磁束の方向が、ロータの磁石により発生した磁束の方向と異なるからである。つまり、コイルにより発生した磁束と同じ方向にロータの磁石が存在しない。

したがって、初期位置推定部３８は、複数の通電パターンのうち立ち上がり時間Ｔｒ１の計測値が最長の通電パターンで一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正負の方向にそれぞれ９０度ずらした方向を中心とする角度範囲に、ロータの磁極位置が存在すると推定できる。もしくは、初期位置推定部３８は、複数の通電パターンのうち立ち上がり時間Ｔｒ１の計測値が二番目に長い通電パターンで一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正負の方向にそれぞれ９０度ずらした方向を中心とする角度範囲に、ロータの磁極位置が存在すると推定できる。もしくは、初期位置推定部３８は、複数の通電パターンのうち立ち上がり時間Ｔｒ１の計測値が最長及び二番目に長い通電パターンで一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向又は負方向に９０度ずらした方向を中心とする角度範囲に、ロータの磁極位置が存在すると推定できる。

なお、理論上、２種類の通電パターンで同程度に応答が遅くなる。図１１に示す例では、通電パターンｐ１，ｐ４で電流の応答が遅くなり、通電パターンｐ１の方が電流の応答は僅かに遅い。しかしながら、実機では、様々なばらつき要素が想定される。よって、初期位置推定部３８は、６種類の通電パターンｐ１～ｐ６のうち立ち上がり時間Ｔｒ１が最長の通電パターンを特定し、最長の通電パターンで一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルから１８０度向きが異なる方向に電圧ベクトルを生じさせる通電パターンを二番目に長い通電パターンとして特定してもよい。

図１１に示す例では、３０度方向の電圧ベクトルを生じさせる通電パターンｐ１の立ち上がり時間Ｔｒ１の計測値が最長であり、２１０度方向の電圧ベクトルを生じさせる通電パターンｐ４の立ち上がり時間Ｔｒ１の計測値が二番目に長い。したがって、初期位置推定部３８は、３０度方向から正方向に９０度ずらした１２０度方向を中心とする角度範囲（９０度方向から１５０度方向）に、もしくは、３０度方向から負方向に９０度ずらした３００度方向又は２１０度方向から正方向に９０度ずらした３００度方向を中心とする角度範囲（２７０度方向から３３０度方向）に、磁極位置が存在すると推定する（図１０参照）。

初期位置推定部３８は、上記の２方式のインダクティブセンシングを組み合わせて、モータのロータの停止状態での磁極位置である初期位置θｓを高精度に推定する"高精度インダクティブセンシング"を実行する。本開示に係る高精度インダクティブセンシングは、ロータの静止性を重視した方式（ここでは、静止性重視方式と称する）と、上述の磁気飽和特性利用方式とを組み合わせて、初期位置θｓを高精度に推定する手法である。次に、本開示に係る高精度インダクティブセンシングについて説明する。

図１２は、本開示に係る高精度インダクティブセンシングで使用する静止性重視方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。図１３は、本開示に係る高精度インダクティブセンシングで使用する静止性重視方式における磁極位置情報の検出例を説明するための図表である。静止性重視手法は、突極性利用方式と磁気飽和特性利用方式とを組み合わせた方式であり、突極性利用方式による磁極位置推定の後に、磁気飽和特性利用方式による磁極位置推定を行う。

なお、ファンモータなど、摩擦が小さく、低い電流（小さいトルク）で回転するようなアプリケーションの場合、アプリケーションの状態に与える影響をできる限り小さくするため、インダクティブセンシングのためにモータに流す電流の値は小さい方が好ましい。本開示に係る高精度インダクティブセンシングの静止性重視方式は、比較的大きな電流を必要とする磁気飽和特性利用方式だけで初期位置θｓを絞り込むのではなく、突極性利用方式で絞り込んだ角度範囲の中から磁気飽和特性利用方式で初期位置を絞り込む。これにより、アプリケーションに与える影響（例えば、モータに流す電流の大きさや期間）を最小限とすることができる。

最初に、初期位置推定部３８は、突極性利用方式により、磁極位置が存在する範囲を２つの角度範囲に絞り込む。初期位置推定部３８は、突極性利用方式を用いて、一部のアームをオンさせてから電流検出器２４に流れる電流が電流閾値Ｉｔｈ１に到達するまでの第１立ち上がり時間Ｔｒ１を通電パターン毎に計測する。例えば図１２に示す例では、初期位置推定部３８は、１２０度方向を含む第１角度範囲（この例では、９０度方向から１５０度方向）に、又は、３００度方向を含む第２角度範囲（この例では、２７０度方向から３３０度方向）に、磁極位置が存在すると推定したとする。この例における１２０度方向は、立ち上がり時間Ｔｒ１が最長の通電パターンで一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向に９０度ずらした第１方向の一例である。この例における３００度方向は、立ち上がり時間Ｔｒ１が最長の通電パターンで一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から負方向に９０度ずらした第２方向の一例、又は、立ち上がり時間Ｔｒ１が二番目に長い通電パターンで一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向に９０度ずらした第２方向の一例である。

次に、初期位置推定部３８は、第１角度範囲の中間位相である第１中間角度方向（この例では、１２０度方向）と、第２角度範囲の中間位相である第２中間角度方向（この例では、３００度方向）とに、ステップ形状の電圧を印加する。初期位置推定部３８は、磁気飽和特性利用方式により、第１中間角度方向と第２中間角度方向のそれぞれに位置する磁石の極性がＮ極かＳ極かを判定する。

具体的には、初期位置推定部３８は、第１中間角度方向に電圧ベクトルが生じる第１通電パターンと第２中間角度方向に電圧ベクトルが生じる第２通電パターンとのうち、立ち上がり時間Ｔｒ２が短い方の通電パターンを特定する。電流の応答が速い（つまり、立ち上がり時間Ｔｒ２が短い）ということは、磁気飽和特性の顕在化（インダクタンスＬの低下）が起こっているとみなすことができる。２つの通電パターンのうち一方の通電パターンで立ち上がり時間Ｔｒ２が短縮（インダクタンスＬが低下）している理由は、コイルにより発生した磁束の方向が、ロータの磁石により発生した磁束の方向と同じだからである。したがって、初期位置推定部３８は、第１角度範囲と第２角度範囲とのうち立ち上がり時間Ｔｒ２が短い方の通電パターンで生じる電圧ベクトルの方向を含む第３角度範囲に、ロータの磁極位置が存在すると推定できる。

図１３に示す例では、１２０度方向の電圧ベクトルを生じさせる通電パターンｐ９のときの立ち上がり時間Ｔｒ２の計測値が、３００度方向の電圧ベクトルを生じさせる通電パターンｐ１２のときの立ち上がり時間Ｔｒ２の計測値よりも短い。したがって、初期位置推定部３８は、第３角度範囲（この例では、１２０度方向を中心とする、９０度方向から１５０度方向の範囲）に、磁極位置が存在すると推定する（図１４参照）。

なお、この例では、第１中間角度方向は、上述の第１方向と同じ方向であるが、第１角度範囲にあれば、第１方向からずれた方向でもよく、第２中間角度方向は、上述の第２方向と同じ方向であるが、第２角度範囲にあれば、第２方向からずれた方向でもよい。

次に、初期位置推定部３８は、第３角度範囲の一方の端の角度方向である第１端方向と第３角度範囲の他方の端の角度方向である第２端方向のそれぞれに、ステップ形状の電圧を印加する。初期位置推定部３８は、磁気飽和特性利用方式を用いて、第３角度範囲を第４角度範囲と第５角度範囲とに分けた場合のどちらの角度範囲に磁極位置が存在するかを絞り込む（図１５参照）。

図１５は、本開示に係る高精度インダクティブセンシングで使用する磁気飽和特性利用方式における磁極位置情報の検出例を説明するためのベクトル図である。この例において、９０度方向は、第１端方向の一例であり、１５０度方向は、第２端方向の一例であり、９０度方向から１２０度方向までの角度範囲は、第４角度範囲の一例であり、１２０度から１５０度までの角度範囲は、第５角度範囲の一例である。

初期位置推定部３８は、第１端方向に電圧ベクトルが生じる第３通電パターンと第２端方向に電圧ベクトルが生じる第４通電パターンのうち、電流閾値Ｉｔｈ３（図１６参照）までの立ち上がり時間Ｔｒ３が短い方の通電パターンを特定する。立ち上がり時間Ｔｒ３とは、一部のアームをオンさせてから電流検出器２４に流れる電流が第３電流閾値に到達するまでの第３時間の一例である。第３電流閾値は、第１電流閾値よりも高い閾値であり、磁気飽和特性が顕在化する程度に大きく設定される。電流閾値Ｉｔｈ３は、第３電流閾値の一例である。電流閾値Ｉｔｈ３は、磁気飽和特性が顕在化する程度に大きく設定されていれば、電流閾値Ｉｔｈ２と同じ値でもよい。

電流の応答が速い（つまり、立ち上がり時間Ｔｒ３が短い）ということは、磁気飽和特性の顕在化（インダクタンスＬの低下）が起こっているとみなすことができる。２つの通電パターンのうち一方の通電パターンで立ち上がり時間Ｔｒ３が短縮（インダクタンスＬが低下）している理由は、コイルにより発生した磁束の方向が、ロータの磁石により発生した磁束の方向と同じだからである。したがって、初期位置推定部３８は、第４角度範囲と第５角度範囲とのうち、立ち上がり時間Ｔｒ３が短い方の通電パターンで生じる電圧ベクトルの方向を含む角度範囲に、ロータの磁極位置が存在すると推定できる。

図１６に示す例では、９０度方向の電圧ベクトルを生じさせる通電パターンｐ２のときの立ち上がり時間Ｔｒ３の計測値が、１５０度方向の電圧ベクトルを生じさせる通電パターンｐ３のときの立ち上がり時間Ｔｒ３の計測値よりも短い。したがって、初期位置推定部３８は、第４角度範囲（この例では、９０度方向を端方向とする、９０度方向から１２０度方向の範囲）に、磁極位置が存在すると推定する（図１５参照）。

したがって、本開示に係る高精度インダクティブセンシングによれば、磁極位置情報を３０度範囲まで絞り込めるので、停止状態でのロータの磁極位置である初期位置の推定精度を高めることができる。また、突極性利用方式により２つの角度範囲に絞った上で、これらの２つの角度範囲の中間角度方向に磁気飽和させる電流を流している。この２つの中間角度方向は、磁極位置が向いている方向に近いので、この２つの中間角度方向に、磁気飽和させる比較的大きな電流を流しても、モータにトルクが発生しにくい。よって、初期位置検出用の電流を流しても、停止状態のモータが不用意に動くことを抑制できる。

図７は、初期位置推定部の構成及び動作の一例を示す図である。初期位置推定部３８は、モータ４にステップ電圧を印加させてから（一部のアームをオンさせてから）、電流検出器２４に流れる電流ｉが電流閾値に到達するまでの立ち上がり時間Ｔｒを表すタイマカウント値をメモリに記録する。

初期位置推定部３８は、例えば、閾値電圧生成回路３９、コンパレータ４０及びタイマカウンタ４１を有する。閾値電圧生成回路３９は、メモリに予め記憶されたデジタルの電流閾値ＩｔｈをＤ／Ａ（Digital to Analog）変換することで、電流閾値Ｉｔｈに対応するアナログの電圧閾値Ｖｔｈを生成する。コンパレータ４０は、電流検出器２４に接続される電流検出部２７（図１参照）のＡＤ変換器と並列に接続されている。コンパレータ４０は、負側母線２２ｂに直列に挿入される電流検出器２４に流れる電流ｉに応じて発生する電圧ｖを、電圧閾値Ｖｔｈと比較し、その比較結果を出力する。コンパレータ４０は、電圧ｖが電圧閾値Ｖｔｈに到達すると、その出力を反転させる。タイマカウンタ４１は、１２個の通電パターンのうち一の通電パターン（例えば、通電パターンｐ１）でパルス状のステップ電圧を一部のアームに印加し始めるタイミングでカウントを開始し、コンパレータ４０の出力が反転するまでカウントを継続する。初期位置推定部３８は、コンパレータ４０の出力反転時（カウント停止時）のタイマカウント値をメモリに記録し、他の通電パターンで順次計測されたタイマカウント値もメモリに記録する。これにより、初期位置推定部３８は、立ち上がり時間Ｔｒを測定できる。

なお、電流検出部２７、通電パターン生成部３５、電流検出タイミング調整部３４及び初期位置推定部３８の各機能は、不図示の記憶装置に読み出し可能に記憶されるプログラムによってＣＰＵ（Central Processing Unit）が動作することにより実現される。例えば、これらの各機能は、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータにおけるハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される。

図１７は、本開示の実施の形態２に係るモータシステム１－２の構成例を示す図である。実施の形態１と同様の構成についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。図１７に示すモータシステム１－２は、モータ４と、モータ制御装置１００－２とを備える。モータ制御装置１００－２は、通電パターン生成部３５が位置・速度推定部４５を有する点で、実施の形態１におけるモータ制御装置１００－１と異なる。

上述の又は公知のインダクティブセンシングにより、位置センサレスであっても、停止中のロータ磁極位置（初期磁極位置）を推定することが可能である。従来の多くのセンサレス制御では、初期磁極位置の推定後、誘起電圧が位置情報を得るのに十分な大きさになる速度まで、モータを速度オープンループ制御で起動及び加速させる。しかしながら、速度オープンループ制御では、外部要因によって出力を変化させることができないため、モータの負荷が外乱等により変化すると、モータの回転速度を滑らかに立ち上げることが難しい。インダクティブセンシングを駆動中にまで拡張し、モータを速度クローズド制御で起動及び加速する方法もあるが、静音性が比較的低く、実用的でない場合が多い。

本開示に係るベクトル制御部３０は、上述の又は公知のインダクティブセンシングにより推定された初期磁極位置から正方向に角度αずらした方向に電圧ベクトルを生じさせる通電パターンでインバータ２３を動作させる。これにより、停止状態のモータを滑らかに立ち上げることができる。角度αは、０度よりも大きく１８０度よりも小さい角度であるが、好ましくは４５度から１３５度、より好ましくは６０度から１２０度、さらに好ましいのは９０度である。磁極位置に対して９０度ずれた方向に電流を流すことで、モータに最もトルクを発生させることができるからである。

例えば、例えば図１８のように、３０度から９０度の角度範囲にロータ磁石の磁極位置が存在すると、初期位置推定部３８により推定されたとする。ベクトル制御部３０は、ロータを正方向ＣＷに回転させる場合、まず、１５０（＝６０＋９０）度方向に電流ベクトルを生成する。すると、ロータはその１５０度方向の電流ベクトルに引き込まれるように起動する。そして、そのまま何もしなければ、ロータ磁極位置は凡そ１５０度方向を向いて停止状態もしくは１５０度方向を中心とした振動状態となる。しかし、そのような状態になる前に、位置・速度推定部４５は、モータの誘起電圧を検出又は推定する。位置・速度推定部４５は、その誘起電圧から位置・速度情報を抽出し、速度クローズド制御に移行させることで、極低速を除くほぼ全ての速度領域において速度クローズド制御を実現する。これにより、外乱等の負荷の変動による影響を最小限に抑えることができる。

位置・速度推定部４５での位置・速度の検知方式は、特に限定されない。ＡＤ変換等を用いて"検出"してもよいし、拡張誘起電圧オブザーバなどを用いて"推定"してもよい。また、ロータの引き込み時に十分な速度、すなわち位置・速度情報を得るのに十分な誘起電圧を発生させるために電流ベクトルの大きさや方向を、モータの動作環境やモータ自体の特性に合わせて調整することが好ましい。

図１９は、始動時にγ軸電流を流してモータを始動させる方法（引き込み型始動方法）でモータの回転速度を上昇させる場合のタイミングチャートである。図２０は、始動時にモータを回転させ始める方法（初期回転型始動方法）でモータの回転速度を上昇させる場合のタイミングチャートである。図２１は、引き込み時の誘起電圧を利用してセンサレスベクトル制御に移行する方法（始動時センサレスベクトル制御型始動方法）でモータの回転速度を上昇させる場合のタイミングチャートである。γ軸は、推定した磁極位置を表す推定角度方向の軸であり、モータの基準コイル（例えば、Ｕ相コイル）の方向から推定角度θｍずれている。δ軸は、γ軸から電気角で９０度ずれた方向の軸である。γ－δ座標系は、基準コイルから推定角度θｍずれている。

始動時センサレスベクトル制御型始動方法の場合、γ軸電流による引き込みで発生する誘起電圧を使用してモータを回転させ始める。そのため、起動後にベクトル制御で駆動できる、起動時間が短い、ダンピングが発生しない、使用可能な加速度範囲が広いなどのメリットがある。

図２２は、オープンループ制御がある場合（図１９）のモータ始動時の実波形である。図２３は、オープンループ制御がない場合（図２１）のモータ始動時の実波形である。図２３に示すように、オープンループ制御がない場合でも、モータの回転速度を滑らかに立ち上げできる。

以上、モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法を実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、インバータの直流側に流れる電流の電流値に対応する検出信号を出力する電流検出器は、正側母線に流れる電流の電流値に対応する検出信号を出力するものでもよい。また、電流検出器は、ＣＴ（Current Transformer）等のセンサでもよい。

１－１，１－２ モータシステム
４ モータ
２１ 直流電源
２２ａ 正側母線
２２ｂ 負側母線
２３ インバータ
２４ 電流検出器
２７ 電流検出部
３０ ベクトル制御部
３２ ＰＷＭ信号生成部
３３ 駆動回路
３４ 電流検出タイミング調整部
３５ 通電パターン生成部
３６ クロック発生部
３７ キャリア発生部
３８ 初期位置推定部
４５ 位置・速度推定部
１００－１，１００－２ モータ制御装置
Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐ，Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎ アーム

Claims (6)

1. 全アームのうち通電パターン毎に異なる一部のアームをオンすることで、ロータが停止又は極低速の状態のモータを通電させるインバータと、
   前記インバータの直流側に接続される電流検出器と、
   前記状態での前記ロータの磁極位置である初期位置を推定する初期位置推定部と、を備え、
   第１電流閾値よりも高い閾値を第２電流閾値とするとき、
   前記初期位置推定部は、
   前記一部のアームをオンさせてから前記電流検出器に流れる電流が前記第１電流閾値に到達するまでの第１時間を通電パターン毎に計測し、
   前記第１時間が最長の通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向に９０度ずらした第１方向を含む角度範囲を第１角度範囲とし、前記第１時間が最長の通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から負方向に９０度ずらした第２方向を含む角度範囲、又は前記第１時間が二番目に長い通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向に９０度ずらした第２方向を含む角度範囲を第２角度範囲とするとき、
   前記一部のアームをオンさせてから前記電流検出器に流れる電流が前記第２電流閾値に到達するまでの第２時間を、前記第１角度範囲に含まれる第１中間角度方向に電圧ベクトルが生じる第１通電パターンと前記第２角度範囲に含まれる第２中間角度方向に電圧ベクトルが生じる第２通電パターンとで計測し、
   前記第１角度範囲と前記第２角度範囲とのうち前記第２時間が短い方の通電パターンで生じる電圧ベクトルの方向を含む角度範囲を第３角度範囲とし、前記第３角度範囲の一方の端の角度方向を第１端方向とし、前記第３角度範囲の他方の端の角度方向を第２端方向とし、前記第１電流閾値よりも高い閾値を第３電流閾値とするとき、
   前記一部のアームをオンさせてから前記電流検出器に流れる電流が前記第３電流閾値に到達するまでの第３時間を、前記第１端方向に電圧ベクトルが生じる第３通電パターンと前記第２端方向に電圧ベクトルが生じる第４通電パターンとで計測し、
   前記第３角度範囲のうち前記第１端方向を含む角度範囲を第４角度範囲とし、前記第３角度範囲のうち前記第２端方向を含む角度範囲を第５角度範囲とするとき、
   前記第４角度範囲と前記第５角度範囲とのうち、前記第３時間が短い方の通電パターンで生じる電圧ベクトルの方向を含む角度範囲に、前記初期位置があると推定する、モータ制御装置。
2. 前記第１中間角度方向は、前記第１方向と同じ方向である、又は、前記第２中間角度方向は、前記第２方向と同じ方向である、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記第３電流閾値は、前記第２電流閾値と同じ値である、請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
4. 前記インバータは、推定された前記初期位置から、正方向に、０度よりも大きく１８０度よりも小さい角度ずらした方向に電圧ベクトルを生じさせて前記モータを起動させる、請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
   前記モータと、を備える、モータシステム。
6. インバータの全アームのうち通電パターン毎に異なる一部のアームをオンすることで、ロータが停止又は極低速の状態のモータを通電させるモータ制御装置が行うモータ制御方法であって、
   第１電流閾値よりも高い閾値を第２電流閾値とするとき、
   前記一部のアームをオンさせてから、前記インバータの直流側に接続される電流検出器に流れる電流が前記第１電流閾値に到達するまでの第１時間を通電パターン毎に計測し、
   前記第１時間が最長の通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向に９０度ずらした第１方向を含む角度範囲を第１角度範囲とし、前記第１時間が最長の通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から負方向に９０度ずらした第２方向を含む角度範囲、又は前記第１時間が二番目に長い通電パターンで前記一部のアームをオンすることで生じる電圧ベクトルの方向から正方向に９０度ずらした第２方向を含む角度範囲を第２角度範囲とするとき、
   前記一部のアームをオンさせてから前記電流検出器に流れる電流が前記第２電流閾値に到達するまでの第２時間を、前記第１角度範囲に含まれる第１中間角度方向に電圧ベクトルが生じる第１通電パターンと前記第２角度範囲に含まれる第２中間角度方向に電圧ベクトルが生じる第２通電パターンとで計測し、
   前記第１角度範囲と前記第２角度範囲とのうち前記第２時間が短い方の通電パターンで生じる電圧ベクトルの方向を含む角度範囲を第３角度範囲とし、前記第３角度範囲の一方の端の角度方向を第１端方向とし、前記第３角度範囲の他方の端の角度方向を第２端方向とし、前記第１電流閾値よりも高い閾値を第３電流閾値とするとき、
   前記一部のアームをオンさせてから前記電流検出器に流れる電流が前記第３電流閾値に到達するまでの第３時間を、前記第１端方向に電圧ベクトルが生じる第３通電パターンと前記第２端方向に電圧ベクトルが生じる第４通電パターンとで計測し、
   前記第３角度範囲のうち前記第１端方向を含む角度範囲を第４角度範囲とし、前記第３角度範囲のうち前記第２端方向を含む角度範囲を第５角度範囲とするとき、
   前記第４角度範囲と前記第５角度範囲とのうち、前記第３時間が短い方の通電パターンで生じる電圧ベクトルの方向を含む角度範囲に、前記状態での前記ロータの磁極位置である初期位置があると推定する、モータ制御方法。

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