WO2009110206A1 - ブラシレスモータ装置及び制御装置 - Google Patents

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WO2009110206A1
WO2009110206A1 PCT/JP2009/000909 JP2009000909W WO2009110206A1 WO 2009110206 A1 WO2009110206 A1 WO 2009110206A1 JP 2009000909 W JP2009000909 W JP 2009000909W WO 2009110206 A1 WO2009110206 A1 WO 2009110206A1
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WO
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brushless motor
rotor
energization
degree
degrees
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/000909
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English (en)
French (fr)
Inventor
大西良孝
川村敏
上野友裕
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current

Definitions

  • the present invention controls, for example, a brushless motor device used as a drive source of an exhaust gas control actuator such as an EGR (Exhaust Gas Recirculation) valve for vehicles, a VG (Variable Geometric) turbo actuator, and the drive of the brushless motor. It is related with the control apparatus which performs.
  • EGR Exhaust Gas Recirculation
  • VG Vehicle Geometric
  • a brushless motor device is used as a drive source of an exhaust gas control actuator such as an EGR valve for a vehicle, a VG turbo actuator, or the like.
  • an exhaust gas control actuator such as an EGR valve for a vehicle, a VG turbo actuator, or the like.
  • a 120-degree energization method and a 180-degree energization method are known.
  • the coils that are energized are switched every 60 degrees in electrical angle, and there is a non-energization period of 60 degrees electrical angle when the energization direction of each coil is switched.
  • the presence of this non-energization period has a feature that the influence of rotor position detection and magnetization variation can be reduced. For this reason, in general, a 120-degree energization method is generally employed.
  • the rotational speed of the brushless motor is controlled based on the control parameter calculated according to the deviation between the target motor rotational speed and the actual rotational speed
  • the energization phase angle is controlled based on the detection signal of the rotational position of the brushless motor.
  • the energization phase angle can be corrected freely by using a high-resolution rotational position sensor and a high-performance microcomputer as in Patent Document 1.
  • a high-resolution rotational position sensor cannot be used in an inexpensive system.
  • FIG. 18 is a graph showing the responsiveness of the 120-degree energization method and the 180-degree energization method in a brushless motor with variations in the rotor rotational position sensor that can be detected every 60 degrees of electrical angle.
  • the target position is determined in steps.
  • the result of having simulated the response to the said target position in the case of changing is shown.
  • the curve with symbol A is the simulation result of responsiveness at 120 degrees energization drive (advance angle 0 degree)
  • the curve with symbol B is 180 degrees energization drive (advance angle 0 degree).
  • the 180-degree energization drive (advance angle 0 degree) is slower than the 120-degree energization drive (advance angle 0 degree).
  • the energization width is wide in the 180-degree energization method, the response until reaching the target position is worse than that in the 120-degree energization method as shown in FIG. Therefore, desired responsiveness cannot be obtained by simply switching between energization methods having different responsiveness.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems.
  • the brushless motor device and the brushless motor have improved responsiveness of the brushless motor by appropriately switching between the 120-degree energization method and the 180-degree energization method.
  • An object is to obtain a control device that controls driving.
  • the brushless motor device includes a three-phase brushless motor having a rotational position sensor for detecting the rotational position of the rotor, and a parameter related to the rotational speed as a parameter for switching the energization method based on a detection signal of the rotational position sensor.
  • a control device that calculates a value and switches the driving of the brushless motor between a 120-degree energization method and a 180-degree energization method advanced by a predetermined amount in accordance with a comparison result between the parameter value and a predetermined threshold. It is to be prepared.
  • the brushless motor is driven between the 120 degree energization method and the 180 degree energization method in which the drive of the brushless motor is advanced by a predetermined amount according to the comparison result between the parameter value related to the rotation speed and the predetermined threshold value. Since switching is performed, there is an effect that the response of the brushless motor can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an EGR valve structure to which a brushless motor device according to Embodiment 1 of the present invention is applied, cut in the axial direction.
  • This EGR valve is roughly composed of a brushless motor 1 and a valve mechanism 2.
  • the brushless motor 1 is configured by a cylindrical rotor 4 screwed to a motor shaft 3 being inserted into a hollow portion of a stator 6 fixed to a case 5 and rotatably supported by a bearing 7. Yes.
  • a magnetic pole position detection magnet 8 is fixed to the rotor 4 so as to be a surface perpendicular to the axis.
  • a hall switch (rotor rotational position sensor) 10 is mounted on the printed circuit board 9.
  • the hall switch 10 is composed of an IC in which a hall element is incorporated.
  • the printed circuit board 9 is attached to the case 5 so that the hall switch 10 faces the magnetic pole position detection magnet 8.
  • the motor shaft 3 screwed to the rotor 4 is movable in the axial direction (vertical direction in FIG. 1) by the rotation of the rotor 4, and the movement amount of the motor shaft 3 per one rotation of the rotor 4. Are formed in the motor shaft 3 and the rotor 4 so that the predetermined amount is reduced.
  • the valve mechanism 2 is provided with a valve shaft 12 to which a valve 11 is fixed, and the shaft thereof is arranged at the same position as the shaft of the motor shaft 3.
  • the valve shaft 12 is urged by a return spring 13 in a direction in which the valve 11 is closed (hereinafter referred to as “valve closing direction”) in order to realize a fail-safe function.
  • the valve shaft 12 is movable in the axial direction (arrow direction in the figure) when the motor shaft 3 abuts on one end thereof.
  • FIG. 2 is a plan view seen from the end surface of the motor shaft of the brushless motor in FIG.
  • the number of slots of the stator 6 of the brushless motor 1 is “9”, the number of poles of the rotor 4 is “12”, and the number of poles of the magnetic pole position detection magnet 8 is “12”.
  • a brushless motor device having the same number of poles of the rotor 4 and the number of poles of the magnetic pole position detection magnet 8 and including three hall switches 10 is referred to as “single precision brushless motor” in this specification. Called “device”.
  • the hall switch 10 disposed so as to face the magnetic pole position detection magnet 8 includes three hall switches such as a U hall switch, a V hall switch, and a W hall switch.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a control device that controls the driving of the brushless motor in FIG.
  • the control device 14 includes a hall switch interface 15, a microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) 16, high-side FET drive circuits 17-1 to 17-3, and a low-side FET drive circuit 18-1. 18-3, high-side FETs 19-1 to 19-3, low-side FETs 20-1 to 20-3, a first overcurrent detection circuit 21, a second overcurrent detection circuit 22, and a latch circuit 23.
  • the control device 14 may be integrally provided as a control unit of the brushless motor 1 or may be provided as an electronic control unit separate from the brushless motor 1.
  • the hall switch interface 15 includes a signal sent from the U hall switch via the hall switch terminal (U), a signal sent from the V hall switch via the hall switch terminal (V), and a hall switch from the hall switch.
  • a signal sent via the terminal (W) is input, and after predetermined amplification or the like, it is sent to the microcomputer 16.
  • the microcomputer (control unit) 16 generates a motor control signal based on the signal sent from the hall switch interface 15 and outputs the high-side FET drive circuits 17-1 to 17-3 and the low-side FET drive circuit 18 from the PWM output port. -1 to 18-3. Further, the microcomputer 16 stops generating the motor control signal when the drive stop signal is sent from the latch circuit 23.
  • the high-side FET drive circuits (drive circuit units) 17-1 to 17-3 send drive signals based on the motor control signal sent from the microcomputer 16 when the drive stop signal is not sent from the latch circuit 23. Generated and sent to the gates of the high-side FETs (drive circuit units) 19-1 to 19-3, respectively.
  • the high side FETs 19-1 to 19-3 are turned on according to the drive signals sent from the high side FET drive circuits 17-1 to 17-3 at a predetermined timing, and the first overcurrent detection circuit 21
  • the current sent via the resistor R1 is sent to the winding of the stator 6 of the brushless motor 1 via the motor terminal (U), the motor terminal (V) or the motor terminal (W).
  • the low-side FET drive circuits (drive circuit units) 18-1 to 18-3 receive motor control signals sent from the microcomputer 16 when no drive stop signal is sent from the latch circuit (drive circuit unit) 23. Based on this, a drive signal is generated and sent to the gates of the low-side FETs (drive circuit units) 20-1 to 20-3.
  • the low-side FETs 20-1 to 20-3 are turned on in response to drive signals sent from the low-side FET drive circuits 18-1 to 18-3 at a predetermined timing, and the motor terminals (U), The current sent via the motor terminal (V) or the motor terminal (W) is supplied to the ground via the resistor R2 of the second overcurrent detection circuit 22.
  • the first overcurrent detection circuit (drive circuit unit) 21 includes a resistor R1 and an operational amplifier AMP1 that detects a voltage across the resistor R1.
  • the high-side FETs 19-1 to 19-3 are connected from a power source.
  • an overcurrent signal indicating an overcurrent is generated and sent to the latch circuit 23.
  • the second overcurrent detection circuit (drive circuit unit) 22 includes a resistor R2 and an operational amplifier AMP2 that detects a voltage across the resistor R2.
  • an overcurrent signal indicating an overcurrent is sent to the latch circuit 23.
  • the latch circuit (drive circuit unit) 23 latches the overcurrent signals sent from the first overcurrent detection circuit 21 and the second overcurrent detection circuit 22, and uses the high side FET drive circuits 17-1 to 17-1 as drive stop signals. 17-3 and the low-side FET drive circuits 18-1 to 18-3 and also to the microcomputer 16. As a result, generation of drive signals in the high-side FET drive circuits 17-1 to 17-3 and low-side FET drive circuits 18-1 to 18-3 is stopped, and generation of motor control signals by the microcomputer 16 is stopped. .
  • the control device 14 drives the brushless motor 1 in the 120 ° energization direction in the rotor opening direction (CCW direction)
  • the energization direction is V phase ⁇ U phase
  • the high side FET 19-2 and the low side FET 20-1 are turned on. Is done.
  • the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FET 19-2 ⁇ the motor terminal (V) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (U) ⁇ the low side FET 20-1 ⁇ the second overcurrent detection circuit 22 ⁇ Current flows through a path called ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FET 19-3 ⁇ the motor terminal (W) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (U) ⁇ the low side FET 20-1 ⁇ the second overcurrent detection circuit 22 ⁇ A current flows through a path called ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the high side FET 19-3 and the low side FET 20-2 are turned on. Accordingly, the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FET 19-3 ⁇ the motor terminal (W) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (V) ⁇ the low side FET 20-2 ⁇ the second overcurrent detection circuit 22 ⁇ A current flows through a path called ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the high side FET 19-1 and the low side FET 20-2 are turned on.
  • the high side FET 19-1 and the low side FET 20-3 are turned on. Accordingly, the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FET 19-1 ⁇ the motor terminal (U) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (W) ⁇ the low side FET 20-3 ⁇ the second overcurrent detection circuit 22 ⁇ A current flows through a path called ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the high side FET 19-2 and the low side FET 20-3 are turned on. Accordingly, the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FET 19-2 ⁇ the motor terminal (V) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (W) ⁇ the low side FET 20-3 ⁇ the second overcurrent detection circuit 22 ⁇ A current flows through a path called ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the control device 14 drives the brushless motor 1 in the 180 ° energization method in the rotor opening direction (CCW direction)
  • the energization direction is V phase ⁇ U, W phase
  • the high side FET 19-2 and the low side FET 20 -1,20-3 are turned on.
  • the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FET 19-2 ⁇ the motor terminal (V) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminals (U, W) ⁇ the low side FETs 20-1, 20-3 ⁇ the second.
  • a current flows through the path of the overcurrent detection circuit 22 ⁇ ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FETs 19-2 and 19-3 ⁇ the motor terminals (V, W) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (U) ⁇ the low side FET 20-1 ⁇ the second.
  • a current flows through the path of the overcurrent detection circuit 22 ⁇ ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FET 19-3 ⁇ the motor terminal (W) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminals (U, V) ⁇ the low side FETs 20-1 and 20-2 ⁇ the second.
  • a current flows through the path of the overcurrent detection circuit 22 ⁇ ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FETs 19-1, 19-3 ⁇ the motor terminals (U, W) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (V) ⁇ the low side FET 20-2 ⁇ the second.
  • a current flows through the path of the overcurrent detection circuit 22 ⁇ ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FET 19-1 ⁇ the motor terminal (U) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (V, W) ⁇ the low side FET 20-2, 20-3 ⁇ the second A current flows through the path of the overcurrent detection circuit 22 ⁇ ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • the power source ⁇ the first overcurrent detection circuit 21 ⁇ the high side FETs 19-1 and 19-2 ⁇ the motor terminals (U, V) ⁇ the winding of the stator 6 ⁇ the motor terminal (W) ⁇ the low side FET 20-3 ⁇ the second.
  • a current flows through the path of the overcurrent detection circuit 22 ⁇ ground, and the winding of the stator 6 is excited.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the energization direction, the electrical angle, and the Hall switch output during operation of the brushless motor apparatus in FIG. 1, and FIG. 4 (a) shows a case of 120-degree energization drive.
  • FIG. 4B shows the case of 180-degree energization drive.
  • 4A and 4B are both energization switching patterns of the single-precision brushless motor device shown in FIG.
  • a magnetic pole position detecting magnet 8 having 12 poles and three hall switches 10 are used.
  • the U Hall switch, V Hall switch, and W Hall switch corresponding to the U phase, V phase, and W phase, respectively, are equiangularly spaced (electrical angle 120 °) within a pair of N pole and S pole (electrical angle 360 °). ), And there are six states within one period (mechanical angle 60 °, electrical angle 360 °) of a pair of N and S poles.
  • FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between the energization direction and the signal output from the hall switch when the rotor is rotated in the valve opening direction by the 120-degree energization method with an advance angle of 0 degrees.
  • the microcomputer 16 Based on the signal sent from the hall switch 10, the microcomputer 16 has a high side FET 19-1 (high side FET U), a high side FET 19-2 (high side FET V), and a high side FET 19-3 (high side FET W).
  • the low-side FET 20-1 (low-side FET U), the low-side FET 20-2 (low-side FET V), and the low-side FET 20-3 (low-side FET W) are sequentially turned on / off in ascending order of motor energization numbers at the timing shown in the figure. Then, the rotor 4 is rotated in the valve opening direction.
  • FIG. 6 is a diagram showing an energization sequence when the rotor is rotated in the valve opening direction by the energization pattern of the 120-degree energization method, and the torque point of the rotor in each energization. That is, in order to advance the rotor 4 in the valve opening direction, the energization pattern must be switched in the order of the motor energization number (1) ⁇ (6) indicated by the numbers in parentheses in the figure.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the relationship between the energization direction and the signal output from the hall switch when the rotor is rotated in the valve closing direction by a 120 degree energization method with an advance angle of 0 degrees.
  • the microcomputer 16 Based on the signal sent from the hall switch 10, the microcomputer 16 has a high side FET 19-1 (high side FET U), a high side FET 19-2 (high side FET V), and a high side FET 19-3 (high side FET W).
  • the low-side FET 20-1 (low-side FET U), the low-side FET 20-2 (low-side FET V) and the low-side FET 20-3 (low-side FET W) are sequentially turned on / off in descending order of the motor energization number at the timing shown in the figure. Then, the rotor 4 is rotated in the valve closing direction.
  • FIG. 8 is a diagram showing an energization sequence when the rotor is rotated in the valve closing direction by the energization pattern of the 120-degree energization method, and the torque point of the rotor in each energization. That is, in order to advance the rotor 4 in the valve closing direction, the energization pattern must be switched in the order of the motor energization number (6) ⁇ (1) indicated by the numbers in parentheses in the figure.
  • FIG. 9 is a timing chart showing the relationship between the energization direction and the signal output from the hall switch when the rotor is rotated in the valve opening direction by the 180 degree energization method with an advance angle of 0 degrees.
  • the microcomputer 16 Based on the signal sent from the hall switch 10, the microcomputer 16 has a high side FET 19-1 (high side FET U), a high side FET 19-2 (high side FET V), and a high side FET 19-3 (high side FET W).
  • the low-side FET 20-1 (low-side FET U), the low-side FET 20-2 (low-side FET V), and the low-side FET 20-3 (low-side FET W) are sequentially turned on / off in ascending order of motor energization numbers at the timing shown in the figure. Then, the rotor 4 is rotated in the valve opening direction.
  • FIG. 10 is a diagram showing an energization sequence when the rotor is rotated in the valve opening direction by the energization pattern of the 180 degree energization method, and the torque point of the rotor in each energization. That is, in order to advance the rotor 4 in the valve opening direction, the energization pattern must be switched in the order of motor energization numbers (1) ⁇ (12) indicated by numbers in parentheses in the figure.
  • FIG. 11 is a timing chart showing the relationship between the energization direction and the signal output from the hall switch when the rotor is rotated in the valve closing direction by a 180 degree energization method with an advance angle of 0 degrees.
  • the microcomputer 16 Based on the signal sent from the hall switch 10, the microcomputer 16 has a high side FET 19-1 (high side FET U), a high side FET 19-2 (high side FET V), and a high side FET 19-3 (high side FET W).
  • the low-side FET 20-1 (low-side FET U), the low-side FET 20-2 (low-side FET V) and the low-side FET 20-3 (low-side FET W) are sequentially turned on / off in descending order of the motor energization number at the timing shown in the figure. Then, the rotor 4 is rotated in the valve closing direction.
  • FIG. 12 is a diagram showing an energization sequence and a torque point of the rotor in each energization when the rotor is rotated in the valve closing direction by the energization pattern of the 180-degree energization method. That is, in order to advance the rotor 4 in the valve closing direction, the energization pattern must be switched in the order of the motor energization number (12) ⁇ (1) indicated by the numbers in parentheses in the figure.
  • the microcomputer 16 of the control device 14 calculates the rotation speed of the brushless motor 1 based on the rotation position detection signal input from the hall switch 10 via the hall switch interface 15.
  • the brushless motor 1 is driven by a 120-degree energization method without performing advance angle control (advance angle 0 degree).
  • the microcomputer 16 switches from 120 degrees energization to 180 degrees energization advanced by a predetermined advance amount to drive the brushless motor 1.
  • the energization period in 180-degree energization drive is advanced by an electrical angle of 30 degrees, which is a half period of the non-energization period in 120-degree energization.
  • the microcomputer 16 drives the brushless motor 1 by returning from the 180-degree energization to the 120-degree energization again.
  • FIG. 13 shows the relationship between the energization direction and the signal output from the hall switch when the rotor is rotated in the valve opening direction by 180 ° energization with no advance and 180 ° energization drive with 30 ° advance.
  • 13A is a timing chart
  • FIG. 13A shows a case of 180 ° energization with no advance angle
  • FIG. 13B shows a case of 180 ° energization advanced by 30 degrees.
  • FIG. 13B shows a high side FET 19-3 (high side FET W), a low side FET 20-1 (low side FET U), a low side FET 20-2 (low side FET V), and a low side FET 20-3 (low side FET W).
  • the change in the magnetic poles of the rotor 4 detected by the hall switch 10 is sequentially turned on / off in ascending order of the motor energization number at a timing preceding the electrical angle by 30 degrees By turning off, the rotor 4 is rotated in the valve opening direction.
  • the 180-degree energization (non-advance) Hall switch 10 shown in FIG. 5 the 180-degree energization (non-advance) energization switching shown in FIG.
  • the 180 degree energization (30 degree advance) energization switching timing shown in FIG. 13B is the same as the 120 degree energization (no advance angle) energization switching timing.
  • the time until the target position is reached by 120-degree energization drive (advance angle 0 degree).
  • the 180-degree energization drive (advance angle 30 degrees) is faster than the responsiveness.
  • the advance amount of the 180-degree energization is set to 30 degrees. However, if the responsiveness of the 180-degree energization method is not impaired, the advance angle is 30 degrees or less. There may be.
  • the positional deviation between the actual position of the rotational position of the rotor 4 and the target position is determined by the brushless motor. It may be obtained as a parameter related to the rotational speed of 1 and the energization switching may be performed according to this position deviation.
  • the microcomputer 16 calculates the actual position of the rotational position based on the detection signal of the magnetic pole position of the rotor 4 sent from the hall switch 10, and compares the positional deviation between the actual position and the target position with a predetermined threshold value. To do.
  • the rotation speed and the position deviation may be compared with respective threshold values, and switching from 120-degree energization to 180-degree energization may be performed when at least one of these exceeds the threshold. By doing in this way, when rotation speed is required, it can switch to 180 degree
  • a threshold value that is a criterion for switching from 120-degree energization to 180-degree energization when the rotation speed is increasing, and 180-degree energization to 120-degree energization when the rotation speed is decreasing.
  • the threshold value serving as the determination criterion for switching to is set to a value separated by a predetermined interval.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the hysteresis characteristic provided in the determination criterion for switching the energization.
  • FIG. 14A shows a case where the rotational speed is increasing, and FIG. Shows the case.
  • a threshold A1 is used as a determination criterion for switching from 180-degree energization to 120-degree energization
  • a threshold A2 is used as a determination criterion for switching from 120-degree energization to 180-degree energization. It is assumed that threshold value A1 ⁇ threshold value A2, and threshold values A1 and A2 are values separated by an interval that can absorb fluctuations in rotational speed (minute fluctuations in rotational speed).
  • the controller 14 drives the brushless motor 1 and does not switch from 120-degree energization to 180-degree energization even when the rotational speed increases and exceeds the threshold value A1.
  • the rotational speed further increases and exceeds the threshold value A2
  • a dead zone is not obtained with respect to switching from 180-degree energization to 120-degree energization, and frequent energization switching does not occur.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the arrangement of hall switches in a single-precision and double-precision brushless motor device.
  • a 12-pole magnetic pole position detecting magnet 8 and three hall switches 10 are used.
  • the U Hall switch, V Hall switch, and W Hall switch corresponding to the U phase, V phase, and W phase, respectively, are equiangularly spaced (electrical angle 120 °) within a pair of N pole and S pole (electrical angle 360 °). ), And there are six states within one period (mechanical angle 60 °, electrical angle 360 °) of a pair of N and S poles.
  • a brushless motor device In order to increase the resolution of detecting the rotational position of the rotor, a brushless motor device has been developed in which the number of poles of the magnetic pole position detecting magnet 8 is “24”, which is twice the single precision as shown in FIG. .
  • Such a brushless motor device in which the number of poles of the magnetic pole position detection magnet 8 is twice the number of poles of the rotor 4 and includes three Hall switches 10 is referred to as “double precision brushless” in this specification. It is called a “motor device”.
  • the resolution for detecting the rotational position of the rotor can be improved to twice that of the single-precision brushless motor device.
  • a 24-pole magnetic pole position detection magnet 8 and three hall switches 10 are used.
  • U Hall switch, V Hall switch, and W Hall switch corresponding to U phase, V phase, and W phase respectively within a pair of N pole and S pole (electrical angle 360 °) are equiangularly spaced (electrical angle 120 °)
  • the three states exist within one cycle (mechanical angle 30 °, electrical angle 360 °) of the pair of N and S poles.
  • the hall switch 10 serves as a brush in the DC motor.
  • FIG. 16 shows the response of the rotational speed of the rotor until it reaches the target position for the non-advanced and advanced 120 ° energization drive and 180 ° energization drive for the brushless motor with variations in the rotor rotation position sensor. It is a figure which shows a simulation result, and targets the above-mentioned double precision brushless motor apparatus.
  • FIG. 16A is a simulation result of behavior until the target position is reached when the target position of the rotational position of the rotor 4 is changed in steps (steps).
  • FIG. Based on the result of (a), the values obtained by normalizing the responsiveness in each energization method with reference to 120-degree energization drive (advance angle 0 degree) are shown. In FIG. 16, it is assumed that the drive duty of the PWM drive circuit (microcomputer 16) of the brushless motor 1 is 100%, and the operation of the motor alone, that is, no load.
  • the response waveform of the brushless motor 1 varies depending on the energization method and the advance amount.
  • the result (curve a) obtained by advancing the angle by 60 degrees by the 180-degree energization drive has the best response, and the response was 59% as shown in FIG.
  • the responsiveness of the 180-degree energization drive (curve b) advanced by 30 degrees is 71%
  • the responsiveness of the 120-degree energization drive (curve c) advanced by 60 degrees is 75%, advanced by 30 degrees.
  • the microcomputer 16 of the control device 14 when the rotational speed increases and the rotational speed is in the middle speed range exceeding the predetermined first threshold, the microcomputer 16 of the control device 14 The brushless motor 1 is driven by switching from the non-advanced 120 degree energization to the 180 degree energization advanced by 30 degrees. Further, when the rotational speed increases and enters a high speed range exceeding a predetermined second threshold, the microcomputer 16 switches to 180 degree energization that is further advanced by 30 degrees (60 degrees advance) to drive the brushless motor 1. .
  • the microcomputer 16 returns to energization of 180 degrees with a 30 degree advance angle to drive the brushless motor 1, and if the rotation speed falls below the first threshold value, no advance is made. Switch to 120 degree energization at the corner.
  • 180-degree energization drive that can control a wide range of rotational speeds that cannot be obtained by 120-degree energization without impairing the responsiveness of both 120-degree energization and 180-degree energization. it can.
  • the brushless motor 1 is driven by energizing 120 degrees advanced by 30 degrees in the low speed range, switched to 180 degrees energizing advanced by 30 degrees in the medium speed range, and further advanced by 30 degrees in the high speed range. You may make it switch to 180 degree energization made to advance. Further, the brushless motor 1 may be driven by 120-degree energization advanced by 60 degrees in the low-medium speed range, and switched to 180-degree energization advanced by 60 degrees in the high-speed range.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the arrangement of hall switches in a brushless motor device with a quadruple precision.
  • six hall switches 10 are used. Up Hall switch, Vp hall switch and Wp hall are shifted by a predetermined offset with respect to the U hall switch, V hall switch and W hall switch arranged in the double precision brushless motor device shown in FIG. Each switch is arranged.
  • the amount of offset is 1/12 of the angle of the pair of N poles and S poles (mechanical angle 30 °, electrical angle 360 °) constituting the magnetic pole position detection magnet 8, and the mechanical angle is 2.5 ° (electrical angle). 15 °).
  • the brushless motor apparatus shown in FIG. 17 has a detection resolution of a double rotational position by providing an Up Hall switch, a Vp Hall switch, and a Wp Hall switch in a double precision brushless motor apparatus.
  • the present invention can also be applied to such a so-called “quadruple precision brushless motor device”.
  • the brushless motor 1 is driven by 180 degrees energization that is advanced every 120 degrees of electrical angle determined according to the detection accuracy of the rotor rotational position from 120 degrees energization driving. Further, in the case of quadruple precision, 150-degree conduction drive is also possible.
  • the present invention can also be applied to an n-times precision brushless motor device in which the number of poles of the magnetic pole position detection magnet 8 is n times that of single precision.
  • the drive of the brushless motor 1 is advanced by the 120-degree energization method and the electrical angle of 30 degrees according to the comparison result between the parameter value related to the rotation speed and the predetermined threshold value.
  • Switch between the 180 degree energization method the control device 14 calculates the rotational speed of the brushless motor 1 as a parameter related to the rotational speed, and when the rotational speed exceeds a predetermined threshold, the brushless motor 1 is driven from the 120-degree energization method to the electrical angle. Switch to the 180-degree energization method advanced by 30 degrees.
  • the driving of the brushless motor 1 can be switched to an appropriate energization method according to the speed.
  • the control device 14 when the control device 14 reversibly switches between the 120-degree energization method and the 180-degree energization method to control the driving of the brushless motor 1, the forward direction switching and the reverse direction switching are performed.
  • the threshold values different from each other are set, and the value of the parameter related to the rotational speed is compared with the threshold value to switch between the forward direction and the reverse direction. In this way, by providing the threshold with hysteresis characteristics, it is possible to prevent ringing due to a change in the parameter related to the rotation speed in the vicinity of the threshold, and the brushless motor 1 can be driven stably.
  • the control device 14 includes a control unit including the microcomputer 16 that generates a motor control signal for controlling the driving of the brushless motor 1, and the above-described operation based on the motor control signal.
  • the threshold value that is the determination criterion for switching the energization method may be appropriately set in the microcomputer 16 of the control device 14 from the outside using an input device (not shown).
  • the brushless motor apparatus drives the brushless motor according to the comparison result between the parameter value related to the rotational speed of the brushless motor and the predetermined threshold value, and advances the driving of the brushless motor by a predetermined amount of time. Since it is configured to switch between the 180 ° energization system that is squared, the responsiveness of the brushless motor can be improved, and it is suitable for use in an EGR valve to which a brushless motor device is applied.

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Abstract

　ブラシレスモータ１の回転速度と所定の閾値の比較結果に応じて、ブラシレスモータ１の駆動を１２０度通電方式と電気角３０度進角させた１８０度通電方式との間で切り替える。

Description

ブラシレスモータ装置及び制御装置
　この発明は、例えば車用のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気ガス再循環）バルブ、ＶＧ（Variable Geometric）ターボアクチュエータ等の排ガス制御用アクチュエータの駆動源として用いられるブラシレスモータ装置及びブラシレスモータの駆動を制御する制御装置に関するものである。
　従来、車用のＥＧＲバルブ、ＶＧターボアクチュエータ等といった排ガス制御用アクチュエータの駆動源としてブラシレスモータ装置が用いられる。このブラシレスモータ装置の駆動方式には、１２０度通電方式と１８０度通電方式などが知られている。例えば、３相ブラシレスモータの１２０度通電駆動の場合、電気角で６０度ごとに通電するコイルの切り替えが行われ、各コイルの通電方向の切り替え時に電気角６０度の無通電期間が存在する。この無通電期間の存在によりロータ位置の検出や着磁のばらつきの影響を小さくできる特徴を有する。このため、従来は、一般に１２０度通電方式が多く採用されている。
　一方、近年、ブラシレスモータの応答性向上の要求が高まっており、上記のような無通電期間を有する１２０度通電駆動では市場の要求を満足することができなくなっている。例えば、特許文献１に記載されるブラシレスモータの駆動制御装置では、目標モータ回転数と実際の回転数との偏差に応じて算出された制御パラメータを基にブラシレスモータの回転数を制御するとともに、ブラシレスモータの回転位置の検出信号に基いて通電位相角を制御している。このように回転数制御の制御パラメータを用いて駆動回路の通電位相角を補正することにより、回転数の変化に対する応答性の確保を図っている。
特開２００５－１９２３３８号公報
　ブラシレスモータの応答性を向上させるには、特許文献１のように高分解能の回転位置センサと高性能なマイコンを用いることで自由に通電位相角を補正できる。しかしながら、安価なシステムにおいては、高分解能回転位置センサは使用できない。
　図１８は、電気角６０度ごとに検出できるロータ回転位置センサにばらつきのある、ブラシレスモータにおける１２０度通電方式と１８０度通電方式の応答性を示すグラフであり、目標位置をステップ（段階）で変化させた場合における前記目標位置に達するまでの応答性をシミュレーションした結果を示している。ここで、図１８中で符号Ａを付した曲線が１２０度通電駆動（進角０度）での応答性のシミュレーション結果であり、符号Ｂを付した曲線が１８０度通電駆動（進角０度）での応答性のシミュレーション結果である。
　図１８において、１８０度通電駆動（進角０度）は、１２０度通電駆動（進角０度）より遅くなっている。このように１８０度通電方式では通電幅は広いが、図１８に示すように１２０度通電方式よりも目標位置に達するまでの応答性が悪い。従って、互いに応答性の異なる通電方式を単に切り替えても所望の応答性を得ることができない。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、１２０度通電方式と１８０度通電方式を適宜切り替えることにより、ブラシレスモータの応答性を向上させたブラシレスモータ装置及びブラシレスモータの駆動を制御する制御装置を得ることを目的とする。
　この発明に係るブラシレスモータ装置は、ロータの回転位置を検出する回転位置センサを有する３相のブラシレスモータと、回転位置センサの検出信号に基づき、通電方式切り替えのパラメータとして回転速度に関係するパラメータの値を算出し、当該パラメータの値と所定の閾値との比較結果に応じて、ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式と所定量進角させた１８０度通電方式との間で切り替える制御装置とを備えるものである。
　この発明によれば、回転速度に関係するパラメータの値と所定の閾値との比較結果に応じて、ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式と所定量進角させた１８０度通電方式との間で切り替えるので、ブラシレスモータの応答性を向上させることができるという効果がある。
この発明の実施の形態１に係るブラシレスモータ装置が適用されたＥＧＲバルブの構造を軸方向に切断して示す断面図である。 図１中のブラシレスモータのモータシャフト端面から見た平面図である。 図１中のブラシレスモータの駆動を制御する制御装置の構成を示すブロック図である。 図１中のブラシレスモータ装置の運転時における通電方向、電気角及びホールスイッチの出力の関係を説明するための図である。 進角０度で１２０度通電方式によりバルブの開弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。 １２０度通電方式の通電パターンでロータを開弁方向に回転させる場合の通電順序と、各通電におけるロータのトルク点を示す図である。 進角０度で１２０度通電方式によりバルブの閉弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。 １２０度通電方式の通電パターンでロータを閉弁方向に回転させる場合の通電順序と、各通電におけるロータのトルク点を示す図である。 進角０度で１８０度通電方式によりバルブの開弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。 １８０度通電方式の通電パターンでロータを開弁方向に回転させる場合の通電順序と、各通電におけるロータのトルク点を示す図である。 進角０度で１８０度通電方式によりバルブの閉弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。 １８０度通電方式の通電パターンでロータを閉弁方向に回転させる場合の通電順序と、各通電におけるロータのトルク点を示す図である。 無進角の１８０度通電と３０度進角させた１８０度通電駆動でバルブの開弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。 通電切り替えの判定基準に設けたヒステリシス特性を説明するための図である。 単精度及び２倍精度のブラシレスモータ装置におけるホールスイッチの配置の例を示す図である。 無進角及び進角させた１２０度通電駆動と１８０度通電駆動とで、ロータの回転速度が目標位置に達するまでの応答性のシミュレーション結果を示す図である。 ４倍精度のブラシレスモータ装置におけるホールスイッチの配置の例を示す図である。 無進角の１２０度通電と１８０度通電における目標位置に達するまでの応答性のシミュレーション結果を示す図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１によるブラシレスモータ装置を適用したＥＧＲバルブの構造を軸方向に切断して示す断面図である。このＥＧＲバルブは、大きく分けると、ブラシレスモータ１とバルブ機構２とから構成されている。ブラシレスモータ１は、モータシャフト３に螺合された円筒状のロータ４が、ケース５に固着されたステータ６の中空部に挿入されて、ベアリング７によって回転自在に支持されることにより構成されている。また、ロータ４には、その軸に垂直な面となるように、磁極位置検出用マグネット８が固着されている。
　また、プリント基板９にはホールスイッチ（ロータ回転位置センサ）１０が搭載されている。ホールスイッチ１０は、ホール素子が組み込まれたＩＣから構成されている。プリント基板９は、ホールスイッチ１０が磁極位置検出用マグネット８に対向する位置になるようにケース５に取り付けられている。ロータ４に螺合されるモータシャフト３は、ロータ４の回転によって、その軸方向（図１中の上下方向）に移動可能になっており、ロータ４の１回転当たりのモータシャフト３の移動量が所定量になるように、モータシャフト３及びロータ４にねじが形成されている。
　バルブ機構２には、バルブ１１が固着されたバルブシャフト１２が設けられており、その軸はモータシャフト３の軸と同一位置になるように配置されている。このバルブシャフト１２は、フェイルセーフ機能を実現するために、リターンスプリング１３によって、バルブ１１が閉じる方向（以下、「閉弁方向」という）に付勢されている。バルブシャフト１２は、その一端にモータシャフト３が当接することにより、その軸方向（図示矢印方向）に移動可能になっている。
　図２は、図１中のブラシレスモータのモータシャフト端面から見た平面図である。このブラシレスモータ１のステータ６のスロット数は「９」であり、ロータ４の極数は「１２」であり、磁極位置検出用マグネット８の極数は「１２」である。このように、ロータ４の極数と磁極位置検出用マグネット８の極数とが同一であり、かつ３個のホールスイッチ１０を備えたブラシレスモータ装置を、この明細書では「単精度のブラシレスモータ装置」と呼ぶ。磁極位置検出用マグネット８に対向するように配置されたホールスイッチ１０は、図２に示すように、Ｕホールスイッチ、Ｖホールスイッチ、Ｗホールスイッチといった３個のホールスイッチから構成されている。
　図３は、図１中のブラシレスモータの駆動を制御する制御装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置１４は、ホールスイッチインタフェース１５、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略す）１６、ハイサイドＦＥＴドライブ回路１７－１～１７－３、ローサイドＦＥＴドライブ回路１８－１～１８－３、ハイサイドＦＥＴ１９－１～１９－３、ローサイドＦＥＴ２０－１～２０－３、第１過電流検出回路２１、第２過電流検出回路２２及びラッチ回路２３を備える。なお、制御装置１４は、ブラシレスモータ１の制御部として一体に設けてもよく、またブラシレスモータ１とは別個の電子制御ユニットとして設けてもよい。
　ホールスイッチインタフェース１５は、Ｕホールスイッチからホールスイッチ端子（Ｕ）を介して送られてくる信号、Ｖホールスイッチからホールスイッチ端子（Ｖ）を介して送られてくる信号及びＷホールスイッチからホールスイッチ端子（Ｗ）を介して送られてくる信号を入力し、所定の増幅等を行った後に、マイコン１６に送る。
　マイコン（制御部）１６は、ホールスイッチインタフェース１５から送られてくる信号に基づき、モータ制御信号を生成し、ＰＷＭ出力ポートからハイサイドＦＥＴドライブ回路１７－１～１７－３及びローサイドＦＥＴドライブ回路１８－１～１８－３に送る。また、マイコン１６は、ラッチ回路２３からの駆動停止信号が送られてきた場合に、モータ制御信号の生成を停止する。
　ハイサイドＦＥＴドライブ回路（駆動回路部）１７－１～１７－３は、ラッチ回路２３から駆動停止信号が送られてきていない場合に、マイコン１６から送られてくるモータ制御信号に基づき駆動信号を生成し、ハイサイドＦＥＴ（駆動回路部）１９－１～１９－３のゲートにそれぞれ送る。ハイサイドＦＥＴ１９－１～１９－３は、ハイサイドＦＥＴドライブ回路１７－１～１７－３から所定のタイミングで送られてくる駆動信号に応じてターンオンし、電源から第１過電流検出回路２１の抵抗Ｒ１を経由して送られてくる電流を、モータ端子（Ｕ）、モータ端子（Ｖ）又はモータ端子（Ｗ）をそれぞれ経由してブラシレスモータ１のステータ６の巻線に送る。
　ローサイドＦＥＴドライブ回路（駆動回路部）１８－１～１８－３は、ラッチ回路（駆動回路部）２３から駆動停止信号が送られてきていない場合に、マイコン１６から送られてくるモータ制御信号に基づき駆動信号を生成し、ローサイドＦＥＴ（駆動回路部）２０－１～２０－３のゲートにそれぞれ送る。ローサイドＦＥＴ２０－１～２０－３は、ローサイドＦＥＴドライブ回路１８－１～１８－３から所定のタイミングで送られてくる駆動信号に応じてターンオンし、ステータ６の巻線からモータ端子（Ｕ）、モータ端子（Ｖ）又はモータ端子（Ｗ）をそれぞれ経由して送られてくる電流を、第２過電流検出回路２２の抵抗Ｒ２を経由してグランドに流す。
　第１過電流検出回路（駆動回路部）２１は、抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１の両端の電圧を検出する演算増幅器ＡＭＰ１とから構成されており、電源からハイサイドＦＥＴ１９－１～１９－３を経由してステータ６の巻線に流れる電流が所定値以上になったことを検出した場合に、過電流である旨を表す過電流信号を生成し、ラッチ回路２３に送る。第２過電流検出回路（駆動回路部）２２は、抵抗Ｒ２と、この抵抗Ｒ２の両端の電圧を検出する演算増幅器ＡＭＰ２とから構成されており、ステータ６の巻線からローサイドＦＥＴ２０－１～２０－３を経由してグランドに流れる電流が所定値以上になったことを検出した場合に、過電流である旨を表す過電流信号をラッチ回路２３に送る。
　ラッチ回路（駆動回路部）２３は、第１過電流検出回路２１及び第２過電流検出回路２２から送られてくる過電流信号をラッチし、駆動停止信号としてハイサイドＦＥＴドライブ回路１７－１～１７－３及びローサイドＦＥＴドライブ回路１８－１～１８－３に送るとともに、マイコン１６に送る。これにより、ハイサイドＦＥＴドライブ回路１７－１～１７－３及びローサイドＦＥＴドライブ回路１８－１～１８－３における駆動信号の生成が停止されるとともに、マイコン１６によるモータ制御信号の生成が停止される。
　制御装置１４が、ブラシレスモータ１を１２０度通電方式でロータ開側方向（ＣＣＷ方向）へ駆動させる際、通電方向がＶ相→Ｕ相の場合、ハイサイドＦＥＴ１９－２及びローサイドＦＥＴ２０－１がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－２→モータ端子（Ｖ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｕ）→ローサイドＦＥＴ２０－１→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れて、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＷ相→Ｕ相の場合、ハイサイドＦＥＴ１９－３及びローサイドＦＥＴ２０－１がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－３→モータ端子（Ｗ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｕ）→ローサイドＦＥＴ２０－１→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＷ相→Ｖ相の場合、ハイサイドＦＥＴ１９－３及びローサイドＦＥＴ２０－２がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－３→モータ端子（Ｗ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｖ）→ローサイドＦＥＴ２０－２→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＵ相→Ｖ相の場合は、ハイサイドＦＥＴ１９－１及びローサイドＦＥＴ２０－２がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－１→モータ端子（Ｕ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｖ）→ローサイドＦＥＴ２０－２→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＵ相→Ｗ相の場合は、ハイサイドＦＥＴ１９－１及びローサイドＦＥＴ２０－３がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－１→モータ端子（Ｕ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｗ）→ローサイドＦＥＴ２０－３→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＶ相→Ｗ相の場合は、ハイサイドＦＥＴ１９－２及びローサイドＦＥＴ２０－３がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－２→モータ端子（Ｖ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｗ）→ローサイドＦＥＴ２０－３→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　一方、制御装置１４が、ブラシレスモータ１を１８０度通電方式でロータ開側方向（ＣＣＷ方向）へ駆動させる際、通電方向がＶ相→Ｕ，Ｗ相の場合、ハイサイドＦＥＴ１９－２及びローサイドＦＥＴ２０－１，２０－３がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－２→モータ端子（Ｖ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｕ，Ｗ）→ローサイドＦＥＴ２０－１，２０－３→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＶ，Ｗ相→Ｕ相の場合、ハイサイドＦＥＴ１９－２，１９－３及びローサイドＦＥＴ２０－１がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－２，１９－３→モータ端子（Ｖ，Ｗ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｕ）→ローサイドＦＥＴ２０－１→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＷ相→Ｕ，Ｖ相の場合、ハイサイドＦＥＴ１９－３及びローサイドＦＥＴ２０－１，２０－２がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－３→モータ端子（Ｗ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｕ，Ｖ）→ローサイドＦＥＴ２０－１，２０－２→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＵ，Ｗ相→Ｖ相の場合は、ハイサイドＦＥＴ１９－１，１９－３及びローサイドＦＥＴ２０－２がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－１，１９－３→モータ端子（Ｕ，Ｗ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｖ）→ローサイドＦＥＴ２０－２→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＵ相→Ｖ，Ｗ相の場合は、ハイサイドＦＥＴ１９－１及びローサイドＦＥＴ２０－２，２０－３がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－１→モータ端子（Ｕ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｖ，Ｗ）→ローサイドＦＥＴ２０－２，２０－３→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　通電方向がＵ，Ｖ相→Ｗ相の場合は、ハイサイドＦＥＴ１９－１，１９－２及びローサイドＦＥＴ２０－３がターンオンされる。これにより、電源→第１過電流検出回路２１→ハイサイドＦＥＴ１９－１，１９－２→モータ端子（Ｕ，Ｖ）→ステータ６の巻線→モータ端子（Ｗ）→ローサイドＦＥＴ２０－３→第２過電流検出回路２２→グランドという経路で電流が流れ、ステータ６の巻線が励磁される。
　図４は、図１中のブラシレスモータ装置の運転時における通電方向、電気角及びホールスイッチの出力の関係を説明するための図であり、図４（ａ）は１２０度通電駆動の場合を示しており、図４（ｂ）は１８０度通電駆動の場合を示している。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）はいずれも図２に示した単精度のブラシレスモータ装置の通電切り替えパターンである。
　単精度のブラシレスモータ装置の場合は、１２極の磁極位置検出用マグネット８及び３個のホールスイッチ１０が使用されている。この場合、一対のＮ極及びＳ極（電気角３６０°）内にＵ相、Ｖ相及びＷ相にそれぞれ対応するＵホールスイッチ、Ｖホールスイッチ及びＷホールスイッチが等角度間隔（電気角１２０°）で配置され、一対のＮ極及びＳ極の１周期（機械角６０°、電気角３６０°）内に６つの状態が存在するようになっている。
　図４（ａ）に示すように、１２０度通電駆動では、バルブ１１の開弁方向（開方向）にロータ４を回転させる場合は、ステータ６のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に対して、Ｖ→Ｕ、Ｗ→Ｕ、Ｗ→Ｖ、Ｕ→Ｖ、Ｕ→Ｗ、Ｖ→Ｗの順番で通電が繰り返される。一方、閉弁方向（閉方向）にロータ４を回転させる場合は、ステータ６のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に対して、Ｗ→Ｖ、Ｗ→Ｕ、Ｖ→Ｕ、Ｖ→Ｗ、Ｕ→Ｗ、Ｕ→Ｖの順番で通電が繰り返される。
　一方、図４（ｂ）に示すように、１８０度通電駆動では、バルブ１１の開弁方向（開方向）にロータ４を回転させる場合は、ステータ６のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に対して、Ｖ→ＵＷ、ＶＷ→Ｕ、Ｗ→ＵＶ、ＵＷ→Ｖ、Ｕ→ＶＷ、ＵＶ→Ｗ、Ｖ→ＵＷの順番で通電が繰り返される。一方、閉弁方向（閉方向）にロータ４を回転させる場合は、ステータ６のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に対して、ＵＷ→Ｖ、Ｗ→ＵＶ、ＶＷ→Ｕ、Ｖ→ＵＷ、ＵＶ→Ｗ、Ｕ→ＶＷ、ＵＷ→Ｖの順番で通電が繰り返される。
　図５は、進角０度で１２０度通電方式によりバルブの開弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。マイコン１６は、ホールスイッチ１０から送られてくる信号に基づき、ハイサイドＦＥＴ１９－１（ハイサイドＦＥＴ　Ｕ）、ハイサイドＦＥＴ１９－２（ハイサイドＦＥＴ　Ｖ）、ハイサイドＦＥＴ１９－３（ハイサイドＦＥＴ　Ｗ）、ローサイドＦＥＴ２０－１（ローサイドＦＥＴ　Ｕ）、ローサイドＦＥＴ２０－２（ローサイドＦＥＴ　Ｖ）及びローサイドＦＥＴ２０－３（ローサイドＦＥＴ　Ｗ）を、図示するタイミングでモータ通電番号の昇順に順次オン／オフさせることにより、ロータ４を開弁方向に回転させる。
　図６は、１２０度通電方式の通電パターンでロータを開弁方向に回転させる場合の通電順序と、各通電におけるロータのトルク点を示す図である。つまり、ロータ４を開弁方向に進角させるためには、通電パターンを、図中の括弧付き数字で示されるモータ通電番号（１）→（６）の順番で切り替えなければならない。
　図７は、進角０度で１２０度通電方式によりバルブの閉弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。マイコン１６は、ホールスイッチ１０から送られてくる信号に基づき、ハイサイドＦＥＴ１９－１（ハイサイドＦＥＴ　Ｕ）、ハイサイドＦＥＴ１９－２（ハイサイドＦＥＴ　Ｖ）、ハイサイドＦＥＴ１９－３（ハイサイドＦＥＴ　Ｗ）、ローサイドＦＥＴ２０－１（ローサイドＦＥＴ　Ｕ）、ローサイドＦＥＴ２０－２（ローサイドＦＥＴ　Ｖ）及びローサイドＦＥＴ２０－３（ローサイドＦＥＴ　Ｗ）を、図示するタイミングでモータ通電番号の降順に順次オン／オフさせることにより、ロータ４を閉弁方向に回転させる。
　図８は、１２０度通電方式の通電パターンでロータを閉弁方向に回転させる場合の通電順序と、各通電におけるロータのトルク点を示す図である。つまり、ロータ４を閉弁方向に進角させるためには、通電パターンを、図中の括弧付き数字で示されるモータ通電番号（６）→（１）の順番で切り替えなければならない。
　図９は、進角０度で１８０度通電方式によりバルブの開弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。マイコン１６は、ホールスイッチ１０から送られてくる信号に基づき、ハイサイドＦＥＴ１９－１（ハイサイドＦＥＴ　Ｕ）、ハイサイドＦＥＴ１９－２（ハイサイドＦＥＴ　Ｖ）、ハイサイドＦＥＴ１９－３（ハイサイドＦＥＴ　Ｗ）、ローサイドＦＥＴ２０－１（ローサイドＦＥＴ　Ｕ）、ローサイドＦＥＴ２０－２（ローサイドＦＥＴ　Ｖ）及びローサイドＦＥＴ２０－３（ローサイドＦＥＴ　Ｗ）を、図示するタイミングでモータ通電番号の昇順に順次オン／オフさせることにより、ロータ４を開弁方向に回転させる。
　図１０は、１８０度通電方式の通電パターンでロータを開弁方向に回転させる場合の通電順序と、各通電におけるロータのトルク点を示す図である。つまり、ロータ４を開弁方向に進角させるためには、通電パターンを、図中の括弧付き数字で示されるモータ通電番号（１）→（１２）の順番で切り替えなければならない。
　図１１は、進角０度で１８０度通電方式によりバルブの閉弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートである。マイコン１６は、ホールスイッチ１０から送られてくる信号に基づき、ハイサイドＦＥＴ１９－１（ハイサイドＦＥＴ　Ｕ）、ハイサイドＦＥＴ１９－２（ハイサイドＦＥＴ　Ｖ）、ハイサイドＦＥＴ１９－３（ハイサイドＦＥＴ　Ｗ）、ローサイドＦＥＴ２０－１（ローサイドＦＥＴ　Ｕ）、ローサイドＦＥＴ２０－２（ローサイドＦＥＴ　Ｖ）及びローサイドＦＥＴ２０－３（ローサイドＦＥＴ　Ｗ）を、図示するタイミングでモータ通電番号の降順に順次オン／オフさせることにより、ロータ４を閉弁方向に回転させる。
　図１２は、１８０度通電方式の通電パターンでロータを閉弁方向に回転させる場合の通電順序と、各通電におけるロータのトルク点を示す図である。つまり、ロータ４を閉弁方向に進角させるためには、通電パターンを、図中の括弧付き数字で示されるモータ通電番号（１２）→（１）の順番で切り替えなければならない。
　次に、この実施の形態１によるブラシレスモータ１の駆動制御について説明する。
（１）通電方式の切り替え
　先ず、ブラシレスモータ１が単精度のブラシレスモータである場合を例に挙げて説明する。制御装置１４のマイコン１６は、ホールスイッチインタフェース１５を介してホールスイッチ１０から入力する回転位置の検出信号に基づいて、ブラシレスモータ１の回転速度を算出する。ここで、回転速度が所定の閾値以下の低中速範囲では、進角制御を行わず（進角０度）に１２０度通電方式でブラシレスモータ１を駆動させる。
　この後、回転速度が上がっていき上記所定の閾値を超えた高速範囲になると、マイコン１６は、１２０度通電から所定の進角量だけ進角させた１８０度通電へ切り替えてブラシレスモータ１を駆動させる。例えば、１８０度通電駆動における通電期間を１２０度通電における無通電期間の半期間である電気角３０度だけ進角させる。一方、回転速度が落ちて上記所定の閾値以下になれば、マイコン１６は、１８０度通電から再び１２０度通電に戻してブラシレスモータ１を駆動させる。
　図１３は、無進角の１８０度通電と３０度進角させた１８０度通電駆動でバルブの開弁方向にロータを回転させるときの通電方向とホールスイッチから出力される信号との関係を示すタイミングチャートであり、図１３（ａ）は無進角の１８０度通電の場合を示し、図１３（ｂ）は３０度進角させた１８０度通電の場合を示している。マイコン１６は、回転速度が上記所定の閾値を超えると、ホールスイッチ１０から送られてくる信号に基づき、ハイサイドＦＥＴ１９－１（ハイサイドＦＥＴ　Ｕ）、ハイサイドＦＥＴ１９－２（ハイサイドＦＥＴ　Ｖ）、ハイサイドＦＥＴ１９－３（ハイサイドＦＥＴ　Ｗ）、ローサイドＦＥＴ２０－１（ローサイドＦＥＴ　Ｕ）、ローサイドＦＥＴ２０－２（ローサイドＦＥＴ　Ｖ）及びローサイドＦＥＴ２０－３（ローサイドＦＥＴ　Ｗ）を、図１３（ｂ）に示すようにホールスイッチ１０で検出されたロータ４の磁極の変化（図１３中のホールスイッチ１０の出力論理の変化）に対し電気角３０度分先行させるタイミングでモータ通電番号の昇順に順次オン／オフさせることにより、ロータ４を開弁方向に回転させる。
　図５に示した１２０度通電（無進角）のホールスイッチ１０の切り替わりタイミングでは、図１３（ａ）に示す１８０度通電（無進角）の通電の切り替えは作れない。しかし、図１３（ｂ）に示す１８０度通電（３０度進角）の通電切り替えタイミングは、１２０度通電（無進角）の通電切り替えタイミングと同じになる。
　図１６で後述する目標位置をステップ（段階）で変化させた場合における目標位置に達するまでの応答性をシミュレーションした結果において、１２０度通電駆動（進角０度）で目標位置に到達するまでの応答性に対して、１８０度通電駆動（進角３０度）の方が速い。
　なお、単精度のブラシレスモータ１において、１８０度通電の進角量を３０度とする場合を示したが、１８０度通電方式の応答性を損なわない範囲であれば３０度以下の進角量であってもよい。
　また、上述の説明では、ブラシレスモータ１の回転速度に応じて１２０度通電から１８０度通電へ切り替える場合を示したが、ロータ４の回転位置の実位置と目標位置との位置偏差を、ブラシレスモータ１の回転速度に関係するパラメータとして求め、この位置偏差に応じて通電切り替えを行うようにしてもよい。
　例えば、マイコン１６が、ホールスイッチ１０から送られてくるロータ４の磁極位置の検出信号に基づいて回転位置の実位置を算出し、この実位置と目標位置との位置偏差を所定の閾値と比較する。このとき、位置偏差が上記所定の閾値を超えて実位置との位置偏差が大きい場合、回転速度を上げて偏差を低減する必要があるので１８０度通電（進角３０度）へ切り替える。
　なお、回転速度及び位置偏差をそれぞれの閾値と比較し、これらの少なくとも一方が閾値を超えたことに応じて１２０度通電から１８０度通電へ切り替えるようにしてもよい。このようにすることにより、回転速度が必要な際に確実に１８０度通電へ切り替えることができる。
（２）通電切り替えの判定基準のヒステリシス特性
　ブラシレスモータ１の駆動状況として、回転速度が上昇している場合と回転速度が下降している場合の双方において、１２０度通電と１８０度通電を切り替える回転速度に関係するパラメータの閾値が同一であると、閾値周辺で通電切り替えが頻繁に発生する可能性がある。このように通電切り替えが頻繁になると、各通電方式でブラシレスモータ１に供給する電流波形にリンギングを生じさせ、ブラシレスモータ１の動作が不安定になる。
　そこで、この実施の形態１では、回転速度が上昇している場合に１２０度通電から１８０度通電へ切り替える判定基準となる閾値と、回転速度が下降している場合に１８０度通電から１２０度通電へ切り替える判定基準となる閾値とを、所定の間隔だけ離れた値にそれぞれ設定する。
　図１４は、通電切り替えの判定基準に設けたヒステリシス特性を説明するための図であり、図１４（ａ）は回転速度が上昇している場合、図１４（ｂ）は回転速度が下降している場合を示している。図１４（ａ）に示すように、１８０度通電から１２０度通電へ切り替える判定基準となる閾値Ａ１とし、１２０度通電から１８０度通電へ切り替える判定基準となる閾値Ａ２とする。閾値Ａ１＜閾値Ａ２であり、閾値Ａ１，Ａ２は回転速度のふらつき（回転速度の微小変動）を吸収できる間隔だけ離れた値であるものとする。
　制御装置１４は、ブラシレスモータ１を駆動させ、回転速度が上昇して閾値Ａ１を超えても１２０度通電から１８０度通電への切り替えは行わない。さらに回転速度が上昇して閾値Ａ２を超えると、１２０度通電（進角制御無し）から１８０度通電（進角制御有り）への切り替えを実行する。このようにすることで、閾値Ａ２近辺で回転速度が上下に変動しても、１８０度通電から１２０度通電への切り替えに関しては不感帯となり、頻繁に通電切り替えが発生することがない。
　一方、図１４（ｂ）に示す回転速度が下降している場合は、回転速度が下降して閾値Ａ２以下となっても１８０度通電から１２０度通電への切り替えは行わない。さらに回転速度が下降して閾値Ａ１以下になると、制御装置１４は、１８０度通電から１２０度通電（進角制御無し）への切り替えを実行する。これにより、閾値Ａ１近辺で回転速度が上下に変動しても、１２０度通電から１８０度通電への切り替えに関しては不感帯となり、頻繁に通電切り替えが発生することがない。
　このように、通電切り替えの判定基準にヒステリシス特性を持たせることにより、リンギングを防止することができ、ひいてはブラシレスモータ１を安定して動作させることができる。
（３）ｎ倍精度のブラシレスモータにおける通電方式の切り替え制御
　上述まででは単精度のブラシレスモータ１を駆動対象とした場合を説明したが、この発明は、これ以外の構成のブラシレスモータ装置に対しても適用可能である。
　図１５は、単精度及び２倍精度のブラシレスモータ装置におけるホールスイッチの配置の例を示す図である。単精度のブラシレスモータ装置の場合は、１２極の磁極位置検出用マグネット８及び３個のホールスイッチ１０が使用されている。この場合、一対のＮ極及びＳ極（電気角３６０°）内にＵ相、Ｖ相及びＷ相にそれぞれ対応するＵホールスイッチ、Ｖホールスイッチ及びＷホールスイッチが等角度間隔（電気角１２０°）で配置され、一対のＮ極及びＳ極の１周期（機械角６０°、電気角３６０°）内に６つの状態が存在するようになっている。
　また、ロータの回転位置検出の分解能を上げるために、磁極位置検出用マグネット８の極数を、図１５に示すように単精度の２倍の「２４」にしたブラシレスモータ装置が開発されている。このような、磁極位置検出用マグネット８の極数がロータ４の極数の２倍であり、かつ３個のホールスイッチ１０を備えたブラシレスモータ装置を、この明細書では「２倍精度のブラシレスモータ装置」と呼ぶ。この２倍精度のブラシレスモータ装置によれば、ロータの回転位置検出の分解能を、単精度のブラシレスモータ装置の２倍に向上させることができる。
　図１５に示す２倍精度のブラシレスモータ装置には、２４極の磁極位置検出用マグネット８及び３個のホールスイッチ１０が使用されている。また、一対のＮ極及びＳ極（電気角３６０°）内にＵ相、Ｖ相及びＷ相にそれぞれ対応するＵホールスイッチ、Ｖホールスイッチ及びＷホールスイッチが等角度間隔（電気角１２０°）で配置され、一対のＮ極及びＳ極の１周期（機械角３０°、電気角３６０°）内に３つの状態が存在するようになっている。単精度及び２倍精度のいずれの場合も、ホールスイッチ１０は、ＤＣモータにおけるブラシの役割を果たすものである。
　図１６は、ロータ回転位置センサにばらつきのあるブラシレスモータに対し、無進角及び進角させた１２０度通電駆動と１８０度通電駆動とでロータの回転速度が目標位置に達するまでの応答性のシミュレーション結果を示す図であり、上述の２倍精度のブラシレスモータ装置を対象としている。また、図１６（ａ）は、ロータ４の回転位置の目標位置をステップ（段階）で変化させた場合の目標位置に達するまでの挙動のシミュレーション結果であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の結果を基に１２０度通電駆動（進角０度）を基準として各通電方式での応答性を正規化した値を示している。なお、図１６では、ブラシレスモータ１のＰＷＭ駆動回路（マイコン１６）の駆動デューティが１００％であり、モータ単体での動作、すなわち無負荷である場合を想定している。
　図１６（ａ）に示すように、ブラシレスモータ１の応答波形は、通電方式やその進角量によって異なる。１８０度通電駆動で６０度進角させた結果（曲線ａ）が最も応答性がよく、図１６（ｂ）のように応答性が５９％であった。また、３０度進角させた１８０度通電駆動（曲線ｂ）の応答性が７１％、６０度進角させた１２０度通電駆動（曲線ｃ）の応答性が７５％、３０度進角させた１２０度通電駆動（曲線ｄ）の応答性が９２％となった反面、無進角の１２０度通電駆動（曲線ｅ）及び１８０度通電駆動（曲線ｆ）の応答性はそれぞれ１００％、１１４％であった。このように、１２０度通電及び１８０度通電の双方とも進角制御により応答性が向上する。
　そこで、この実施の形態１では、２倍精度のブラシレスモータ１において、回転速度が上がっていき、回転速度が所定の第１の閾値を超えた中速範囲になると、制御装置１４のマイコン１６が、無進角の１２０度通電から３０度進角させた１８０度通電へ切り替えてブラシレスモータ１を駆動させる。さらに、回転速度が上がって所定の第２の閾値を超えた高速範囲になると、マイコン１６が、さらに３０度進角（６０度進角）させた１８０度通電へ切り替えてブラシレスモータ１を駆動させる。
　一方、回転速度が落ちて上記第２の閾値以下になれば、マイコン１６が、３０度進角の１８０度通電に戻してブラシレスモータ１を駆動させ、上記第１の閾値以下になれば無進角の１２０度通電に切り替える。このように駆動制御することにより、１２０度通電と１８０度通電の双方の応答性を損なうことなく、１２０度通電で得られない広範囲な回転速度の制御が可能な１８０度通電駆動に切り替えることができる。
　また、低速範囲において３０度進角させた１２０度通電でブラシレスモータ１を駆動させ、中速範囲で３０度進角させた１８０度通電に切り替え、高速範囲でさらに進角量３０度進めて６０度進角させた１８０度通電に切り替えるようにしてもよい。さらに、低中速範囲において６０度進角させた１２０度通電でブラシレスモータ１を駆動させ、高速範囲で６０度進角させた１８０度通電に切り替えるようにしてもよい。
　図１７は、４倍精度のブラシレスモータ装置におけるホールスイッチの配置の例を示す図である。この場合、６個のホールスイッチ１０が使用される。図１５に示した２倍精度のブラシレスモータ装置で配置されているＵホールスイッチ、Ｖホールスイッチ及びＷホールスイッチに対し、所定のオフセットだけずらした位置に、Ｕｐホールスイッチ、Ｖｐホールスイッチ及びＷｐホールスイッチがそれぞれ配置されている。オフセットの量は、磁極位置検出用マグネット８を構成する一対のＮ極およびＳ極の角度（機械角３０°、電気角３６０°）の１／１２であり、機械角２．５°（電気角１５°）となる。
　図１７に示すブラシレスモータ装置は、２倍精度のブラシレスモータ装置にＵｐホールスイッチ、Ｖｐホールスイッチ及びＷｐホールスイッチを設けたことにより、さらに２倍の回転位置の検出分解能を有する。このようないわゆる「４倍精度のブラシレスモータ装置」に対しても、本発明を適用することができる。例えば、１２０度通電駆動から、ロータ回転位置の検出精度に応じて決定した電気角１５度毎に進角させた１８０度通電でブラシレスモータ１を駆動させる。さらに、４倍精度の場合は、１５０度通電駆動も可能である。
　なお、本発明は、磁極位置検出用マグネット８の極数を単精度のｎ倍にしたｎ倍精度のブラシレスモータ装置についても適用可能である。
　以上のように、この実施の形態１によれば、回転速度に関係するパラメータの値と所定の閾値との比較結果に応じて、ブラシレスモータ１の駆動を１２０度通電方式と電気角３０度進角させた１８０度通電方式との間で切り替える。この構成において、制御装置１４が、回転速度に関係するパラメータとしてブラシレスモータ１の回転速度を算出し、この回転速度が所定の閾値を超えると、ブラシレスモータ１の駆動を１２０度通電方式から電気角３０度進角させた１８０度通電方式へ切り替える。このように駆動制御することにより、応答性を向上させたブラシレスモータ装置を提供することができる。
　また、この実施の形態１によれば、回転速度に関係するパラメータとして、ブラシレスモータ１の回転速度、及びロータ４の回転位置の目標位置との位置偏差、のうちの少なくとも一方を用いるので、回転速度に応じてブラシレスモータ１の駆動を適切な通電方式に切り替えることができる。
　さらに、この実施の形態１によれば、制御装置１４が１２０度通電方式と１８０度通電方式とを可逆的に切り替えてブラシレスモータ１の駆動を制御するにあたり、正方向の切り替えと逆方向の切り替えで互いに異なる閾値を設定し、回転速度に関係するパラメータの値と前記閾値とをそれぞれ比較して正方向と逆方向の切り替えを行う。このように、閾値にヒステリシス特性を持たせることにより、当該閾値近辺での回転速度に関係するパラメータの変動に伴うリンギングの発生を防止することができ、ブラシレスモータ１を安定駆動させることができる。
　さらに、この実施の形態１によれば、制御装置１４が、ブラシレスモータ１の駆動を制御するためのモータ制御信号を生成するマイコン１６からなる制御部と、このモータ制御信号に基づいて上述のようなブラシレスモータ１の通電方式の切り替えを行う、ハイサイドＦＥＴドライブ回路１７－１～１７－３、ローサイドＦＥＴドライブ回路１８－１～１８－３、ハイサイドＦＥＴ１９－１～１９－３、ローサイドＦＥＴ２０－１～２０－３、第１過電流検出回路２１、第２過電流検出回路２２及びラッチ回路２３からなる駆動回路部とを備えたので、ブラシレスモータ１の応答性を向上させることができる。
　なお、上記実施の形態１において、通電方式の切り替えの判定基準となる閾値は、不図示の入力装置を用い、外部から制御装置１４のマイコン１６に適宜設定できるようにしてもよい。
　以上のように、この発明に係るブラシレスモータ装置は、ブラシレスモータの回転速度に関係するパラメータの値と所定の閾値との比較結果に応じて、ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式と所定量進角させた１８０度通電方式との間で切り替えるように構成したので、ブラシレスモータの応答性を向上させることができ、ブラシレスモータ装置を適用したＥＧＲバルブなどに用いるのに適している。

Claims (9)

  1. 　ロータの回転位置を検出する回転位置センサを有する３相のブラシレスモータと、
    　前記回転位置センサの検出信号に基づき、通電方式切り替えのパラメータとして回転速度に関係するパラメータの値を算出し、当該パラメータの値と所定の閾値との比較結果に応じて、前記ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式と所定量進角させた１８０度通電方式との間で切り替える制御装置とを備えたブラシレスモータ装置。
  2. 　制御装置は、回転速度に関係するパラメータが所定の閾値を超えると、ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式から電気角３０度進角させた１８０度通電方式へ切り替えることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ装置。
  3. 　ブラシレスモータは、固定的に配置されたステータと、前記ステータが複数の励磁パターンによって順次に励磁されることにより回転する所定の極数を有したロータと、前記ロータの磁極位置を検出するロータ回転位置センサとを備え、
    　制御装置は、前記ロータ回転位置センサの検出信号に基づいて算出した回転速度に関係するパラメータの値が所定の閾値を超えると、前記ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式から電気角３０度進角させた１８０度通電方式へ切り替えることを特徴とする請求項２記載のブラシレスモータ装置。
  4. 　ブラシレスモータは、固定的に配置されたステータと、前記ステータが複数の励磁パターンによって順次に励磁されることにより回転する所定の極数を有したロータと、前記ロータの電気角３０度相当の分解能を有するロータ回転位置センサを備え、
    　制御装置は、前記ロータ回転位置センサの検出信号に基づいて算出した回転速度に関係するパラメータの値が第１の閾値を超えると、前記ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式から電気角３０度進角させた１８０度通電方式へ切り替え、さらに前記パラメータの値が第２の閾値を超えると、電気角６０度進角させた１８０度通電方式へ切り替えることを特徴とする請求項２記載のブラシレスモータ装置。
  5. 　ブラシレスモータは、固定的に配置されたステータと、前記ステータが複数の励磁パターンによって順次に励磁されることにより回転する所定の極数を有したロータと、前記ロータの電気角１５度相当の分解能を有するロータ回転位置センサを備え、
    　制御装置は、前記ロータ回転位置センサの検出信号に基づいて算出した回転速度に関係するパラメータの値が所定の閾値を超えると、前記ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式から電気角３０度進角させた１８０度通電方式へ切り替えることを特徴とする請求項２記載のブラシレスモータ装置。
  6. 　ブラシレスモータは、固定的に配置されたステータと、前記ステータが複数の励磁パターンによって順次に励磁されることにより回転する所定の極数を有したロータと、前記ロータの電気角１５度相当の分解能を有するロータ回転位置センサを備え、
    　制御装置は、前記ロータ回転位置センサの検出信号に基づいて算出した回転速度に関係するパラメータの値が第１の閾値を超えると、前記ブラシレスモータの駆動を１２０度通電方式から電気角３０度進角させた１８０度通電方式へ切り替え、さらに前記パラメータの値が第２の閾値を超えると、電気角６０度進角させた１８０度通電方式へ切り替えることを特徴とする請求項２記載のブラシレスモータ装置。
  7. 　制御装置は、１２０度通電方式と１８０度通電方式とを可逆的に切り替えてブラシレスモータの駆動を制御するにあたり、正方向の切り替えと逆方向の切り替えで互いに異なる閾値を設定し、回転速度に関係するパラメータの値と前記閾値とをそれぞれ比較して前記正方向と前記逆方向の切り替えを行うことを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ装置。
  8. 　通電方式切り替えのパラメータは、ブラシレスモータの回転速度、及びロータの回転位置の目標位置との位置偏差のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ装置。
  9. 　ブラシレスモータの駆動を制御する制御装置において、
    　請求項１記載の制御を行うためのモータ制御信号を生成する制御部と、
    　前記モータ制御信号に基づいて前記ブラシレスモータの通電方式を切り替える駆動回路部とを備えたことを特徴とする制御装置。
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