WO2014174930A1 - ブラシレスモータの制御装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2014174930A1
WO2014174930A1 PCT/JP2014/056790 JP2014056790W WO2014174930A1 WO 2014174930 A1 WO2014174930 A1 WO 2014174930A1 JP 2014056790 W JP2014056790 W JP 2014056790W WO 2014174930 A1 WO2014174930 A1 WO 2014174930A1
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energization mode
energization
phase
positioning
brushless motor
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PCT/JP2014/056790
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English (en)
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誠己 羽野
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Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/181—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using different methods depending on the speed
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/24—Arrangements for stopping

Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method for a brushless motor.
  • the brushless motor control device and control method according to the present invention when receiving a brushless motor start command, holds the energization for a predetermined phase of the brushless motor and positions the rotor at a predetermined position. Temporarily switch to another energization mode for energizing a combination of phases different from the predetermined phase.
  • the time required for rotor positioning can be shortened.
  • (A) is an energization mode (1)
  • (b) is an energization mode (2)
  • (c) is an energization mode (3)
  • (d) is an energization mode (4)
  • ( e) is an explanatory view of the energization mode (5)
  • (f) is an explanatory view of the energization mode (6). It is explanatory drawing explaining the positive direction torque which arises by positioning energization mode.
  • the wave form diagram with respect to the rotor magnetic pole phase of a non-energized phase voltage is shown, (a) is an energizing mode (2), (b) is an energizing mode (3), and (c) is an explanatory diagram about the energizing mode (4).
  • (A) is a waveform diagram with respect to time of the non-energized phase voltage
  • (b) is a time chart of the energized mode. The timing for returning to the positioning energization mode will be described.
  • (A) is a waveform diagram with respect to the rotor magnetic pole phase of the non-energized phase voltage in the energized mode (3)
  • (b) is the rotor magnetic pole phase of the non-energized phase voltage in the energized mode (2).
  • (C) is a waveform diagram with respect to time of the non-conduction phase voltage. It is a flowchart which shows the content of the normal direction switching process of electricity supply mode.
  • (a) is a waveform diagram with respect to time of the non-energization phase voltage in the positioning energization mode
  • (b) is a graph showing the ratio of each peak value to the first peak in (a). It is.
  • FIG. 1 shows an example of a cooling system for cooling an engine.
  • Cooling water as a refrigerant that has cooled the cylinder block, the cylinder head, and the like of the engine 10 is guided to the radiator 16 provided with the electric radiator fan 14 through the first cooling water passage 12.
  • the cooling water guided to the radiator 16 exchanges heat with the outside air when passing through the radiator core to which the fins are attached, and the temperature thereof decreases. Then, the cooling water whose temperature has been lowered by passing through the radiator 16 is returned to the engine 10 via the second cooling water passage 18.
  • first cooling water passage 12 and the second cooling water passage 18 are connected to each other via the bypass passage 20 so that the cooling water discharged from the engine 10 bypasses the radiator 16.
  • An electric thermostat 22 that opens and closes the passage area of the bypass passage 20 in multiple stages or continuously from fully open to fully closed is arranged at the junction between the downstream end of the bypass passage 20 and the second coolant passage 18. It is installed.
  • the electric control thermostat 22 is configured as an on-off valve that opens and closes the valve by utilizing the fact that the built-in wax is thermally expanded by a built-in heater that is driven according to the duty ratio of the PWM signal through a drive circuit, for example. can do. Therefore, the ratio of the cooling water passing through the radiator 16 can be changed by controlling the electric control thermostat 22 with the duty ratio.
  • a mechanical water pump 24 that forcibly circulates cooling water between the engine 10 and the radiator 16 at a downstream end of the second cooling water passage 18 and an intermediate portion downstream of the electric control thermostat 22.
  • the electric water pump 26 is each arrange
  • the mechanical water pump 24 is attached so as to close the cooling water inlet of the engine 10 and is driven by, for example, a camshaft of the engine 10.
  • the electric water pump 26 is driven by a brushless motor, which will be described later, which is a driving source different from the engine 10 so that the cooling performance can be exhibited or the heating function can be maintained even when the engine 10 is stopped by the idle stop function.
  • a water temperature sensor 28 As a control system for controlling the driving of the radiator fan 14, the electric thermostat 22 and the electric water pump 26, a water temperature sensor 28 as a cooling water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water discharged from the engine 10 (cooling water temperature).
  • a vehicle speed sensor 30 for detecting the vehicle speed, a temperature sensor 32 for detecting the outside air temperature, a rotation speed sensor 34 for detecting the engine rotation speed, and a load sensor 36 for detecting the engine load are attached.
  • the output signals of the water temperature sensor 28, the vehicle speed sensor 30, the temperature sensor 32, the rotational speed sensor 34, and the load sensor 36 are input to an engine control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 38 having a built-in computer, and the ROM (The radiator fan 14, the electric thermostat 22 and the electric water pump 26 are controlled according to a control program stored in “Read Only Memory” or the like.
  • ECU engine control unit
  • the ECU 38 repeatedly determines whether or not a driving condition for driving the electric water pump 26 is satisfied, at least during the operation of the engine 10. When the ECU 38 determines that this drive condition is satisfied, it outputs a drive command signal to the electric water pump 26, while when it determines that the drive condition is not satisfied, the electric water pump A stop command signal for stopping or prohibiting the drive 26 is output.
  • the driving condition of the electric water pump 26 is that the oil temperature of the engine 10 is equal to or higher than a predetermined temperature.
  • a predetermined temperature As another driving condition, regarding the driving circuit or signal circuit of the electric water pump 26, for example, voltage is ensured, normality is diagnosed by overcurrent diagnosis / microcomputer diagnosis / relay diagnosis, or For example, the relay is turned on.
  • FIG. 2 shows an example of a brushless motor that drives the electric water pump 26 and this control device.
  • the brushless motor 100 is a three-phase DC (Direct Current) brushless motor (three-phase synchronous motor), and a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase windings 110u, 110v, and 110w are not illustrated.
  • a rotor (permanent magnet rotor) 120 is rotatably provided in a space formed in the center portion of the stator.
  • the U-phase winding 110u, the V-phase winding 110v, and the W-phase winding 110w are arranged in this order in the clockwise rotation direction of the rotor 120 with a coil phase difference of an electrical angle of 120 degrees. It shall be.
  • the center line of the U-phase winding 110u is the reference axis
  • the center line of the V-phase winding 110v is 120 deg in electrical angle with respect to the reference axis
  • the center line of the W-phase winding 110w is electrical angle with respect to the reference axis. It shall be located at 240deg.
  • a control device 200 of the brushless motor 100 as a control unit includes a drive circuit 210 and a controller 220 including a microcomputer.
  • the motor control device 200 is not limited to the one disposed in the vicinity of the brushless motor 100.
  • at least the controller 220 of the motor control device 200 may be formed integrally with the ECU 38 or another control unit.
  • the drive circuit 210 includes a circuit in which switching elements 214a to 214f including antiparallel diodes 212a to 212f are connected in a three-phase bridge, and a power supply circuit 230.
  • the switching elements 214a to 214f are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) and other semiconductor elements used for power control.
  • Control terminals (gate terminals) of the switching elements 214a to 214f are connected to the controller 220, and on / off of the switching elements 214a to 214f is controlled by a PWM operation by the controller 220 as described later.
  • the controller 220 is configured to input a drive command signal from the ECU 38.
  • the controller 220 includes a circuit that receives a drive command signal for the brushless motor 100 from the ECU 38, calculates an applied voltage that is an operation amount of the brushless motor 100, and generates a PWM signal based on the applied voltage. Further, the controller 220 sequentially switches a two-phase selection pattern (hereinafter referred to as “energization mode”) that applies a pulsed voltage (hereinafter referred to as “pulse voltage”) among the three phases according to a predetermined switching timing. It has a circuit to go.
  • the controller 220 determines the operation of each of the switching elements 214a to 214f of the drive circuit 210 based on the PWM signal and the energization mode, and according to the determination, the six gate signals are transferred to the drive circuit. Output to 210.
  • Controller 220 detects the predetermined switching timing as follows. That is, by applying a pulsed voltage (hereinafter referred to as “pulse voltage”) to the two phases, an induced voltage (hereinafter, referred to as a non-energized phase (open phase)) among the three phases of the brushless motor 100.
  • the switching timing of the energization mode is detected by comparing the detected value of “pulse-induced voltage”) with a predetermined threshold value that is different for each energization mode.
  • the pulse induced voltage is generated as a voltage corresponding to the position of the rotor 120 due to the saturation state of the magnetic circuit changing depending on the position of the rotor 120.
  • the pulse-induced voltage is detected as the terminal voltage of the non-energized phase. Strictly speaking, this terminal voltage is a voltage between the ground GND and the terminal, but in the present embodiment, a neutral point voltage is separately detected, and a difference between the neutral point voltage and the GND-terminal voltage is calculated.
  • the terminal voltages Vu, Vv, and Vw are obtained.
  • FIG. 3 shows a voltage application state to each phase in each energization mode.
  • the energization mode is composed of six energization modes (1) to (6) that are sequentially switched every electrical angle of 60 deg.
  • the magnetic pole position) is set to 30 deg
  • the angular position of the rotor 120 for switching from the energization mode (4) to the energization mode (5) is set to 90 deg
  • the angle position of the rotor 120 for switching from the energization mode (6) to the energization mode (1) is set to 210 deg, and the rotor 120 for switching from the energization mode (1) to the energization mode (2) is set to 150 deg.
  • the angular position of the rotor 120 that switches from the energization mode (2) to the energization mode (3) is set to 330 deg.
  • the switching element 214a and the switching element 217d are turned on and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the U phase, the voltage ⁇ V is applied to the V phase, A current is passed toward the V phase.
  • the switching element 214a and the switching element 214f are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the U phase, the voltage ⁇ V is applied to the W phase, A current is passed toward the W phase.
  • the switching element 217c and the switching element 214f are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the V phase, the voltage ⁇ V is applied to the W phase, A current is passed toward the W phase.
  • the switching element 217b and the switching element 217c are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the V phase, the voltage ⁇ V is applied to the U phase, A current is passed toward the U phase.
  • the switching element 217b and the switching element 217e are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the W phase, the voltage ⁇ V is applied to the U phase, A current is passed toward the U phase.
  • the switching element 217e and the switching element 217d are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the W phase, the voltage ⁇ V is applied to the V phase, and from the W phase. A current is passed toward the V phase.
  • the six energization modes (1) to (6) are energized for 120 deg every 180 deg by sequentially switching every 60 deg electrical angle by turning on / off the switching elements 214a to 214f.
  • the energization method as shown in 3 is called a 120-degree energization method.
  • the switching control of the energization mode is performed based on the induced voltage of the non-energized phase, it is a so-called position sensorless energization control, and among them, is performed based on the pulse induced voltage induced in the non-energized phase.
  • This is “low-speed sensorless control”.
  • the low speed sensorless control is energization control used in a low speed range when the motor rotation speed is divided into a low speed range and a high speed range.
  • the high-speed sensorless control used in the high-speed range is a control for detecting an induced voltage (hereinafter referred to as “speed electromotive voltage”) generated by the rotation of the rotor 120 and switching the energization mode based on the speed electromotive voltage. Set the energization mode switching point based on the zero cross point of the voltage.
  • speed electromotive force used in the high-speed sensorless control decreases the sensitivity of the speed electromotive force due to noise or the like when the motor rotation speed decreases.
  • the high-speed sensorless control is performed in a rotational speed range that is equal to or higher than a predetermined motor rotational speed at which the switching point of the energization mode can be accurately detected based on the speed electromotive voltage, that is, in a high speed range.
  • the low speed sensorless control can detect the pulse induced voltage according to the position of the rotor 120 without depending on the rotational speed of the rotor 120, the energization control by the high speed sensorless control is difficult. It is carried out in the rotational speed range, that is, in the low speed range.
  • FIG. 4 shows the control processing content of the brushless motor 100 that is started by the controller 220 in response to the output of the drive command signal from the ECU 38 and ends in response to the output of the stop command signal from the ECU 38.
  • step 1001 (abbreviated as “S1001” in the figure, the same applies hereinafter), positioning control for positioning the rotor 120 at a predetermined position is performed in order to rotate the rotor 120 by sensorless control described later. Details of the positioning control process of the rotor 120 will be described later.
  • step 1002 positioning completion determination is performed to determine whether or not the positioning control processing in step 1001 has been completed.
  • the standard for determining the positioning completion is, for example, when the time during which the absolute value of the voltage generated in the non-energized phase is equal to or less than a predetermined value continues for a predetermined time, or after switching the positioning energization mode described later to a different energization mode.
  • the predetermined time elapses, the swing of the rotor 120 centered on the predetermined position by the positioning control process is attenuated or attenuated to the extent that the sensorless control at step 1003 may be shifted. It is estimated that. If it is determined that the positioning control process has been completed, the process proceeds to step 1003 (Yes). On the other hand, if it is determined that the positioning control process has not been completed, the process returns to step 1001 (No).
  • step 1003 sensorless control of the brushless motor 100 is performed. Specifically, first, the above-described low-speed sensorless control is performed, and when the rotational speed of the brushless motor 100 increases to reach a predetermined speed, the above-described high-speed sensorless control is performed.
  • FIG. 5 shows details of the positioning control process of the rotor 120 in step 1001.
  • a positioning energization mode is performed so as to position the rotor 120 at a predetermined position. That is, in any one of the energization modes (1) to (6) in FIG. 3, the energization is maintained by applying a voltage to two predetermined phases among the three phases, and the magnetic flux generated in the two phases causes one of the rotor 120 to The magnetic poles (for example, N poles) are attracted, and the rotor 120 rotates so that the phase of the magnetic poles matches the positioning angle set according to the energization mode.
  • the magnetic poles for example, N poles
  • the positioning angle set according to each energization mode is the phase of the combined magnetic flux that combines the magnetic flux generated by the excitation current of each phase.
  • the positioning angle in each energization mode is 330 deg in the energization mode (1), 30 deg in the energization mode (2), 90 deg in the energization mode (3), and 150 deg in the energization mode (4).
  • the energization mode (5) it is 210 deg
  • in the energization mode (6) it is 270 deg.
  • the direction in which the positioning angle changes when the energization mode is switched in ascending order is the forward direction
  • the direction in which the positioning angle changes when the energization mode is switched in the descending order is the reverse direction.
  • Switching in ascending order is referred to as “forward direction”
  • switching the energization mode in descending order is referred to as “reverse direction”.
  • the energization mode (3) is set to the positioning energization mode, the voltage V is applied to the V phase, and the voltage ⁇ V is applied to the W phase. A current is passed from W to the W phase, and the positioning angle is set to 90 deg.
  • the U phase is a non-energized phase.
  • the applied voltage V in each energization mode is a temperature at which the viscosity of the cooling water in the cooling system becomes the highest in order to enable rotation of the rotor 120 in the positioning control process under all temperature conditions using the electric water pump 26.
  • a voltage at which the rotor 120 can operate against friction is set.
  • the applied voltage V may be set according to the temperature, for example, set lower as the temperature such as the water temperature detected by the water temperature sensor 28 or the outside air temperature detected by the temperature sensor 32 becomes higher.
  • the pulse induced voltage generated in the non-energized phase is substantially 0 (see black circles in the figure). Then, by storing such a voltage waveform in advance, the position of the rotor 120 can also be specified based on the stored voltage waveform and the pulse induced voltage generated in the non-energized phase.
  • a speed electromotive voltage corresponding to the rotational speed of the rotor 120 that causes the swing of the magnetic pole phase to increase or decrease with respect to the positioning angle is superimposed on the pulse induced voltage generated in the non-energized phase.
  • the controller 220 does not identify the magnetic pole position of the rotor 120 with reference to the voltage waveform of FIG.
  • the voltage waveform in FIG. 8 is used as the voltage generated in the non-conduction phase.
  • step 2002 it is determined whether or not energization mode switching control for switching the positioning energization mode can be started.
  • the positioning energization mode is switched for the following reasons. That is, as a result of the execution of the positioning energization mode in step 2001, the rotor 120 that has started to rotate as shown in FIG. 7 oscillates so that the phase of its magnetic pole (for example, N pole) increases or decreases with respect to the positioning angle.
  • the inertia segment of inertia
  • the start of the sensorless control in the above-described step 1003 is delayed, and the start-up response of the electric water pump 26 and the like may be reduced.
  • the standard for starting the energization mode switching control is, for example, step In FIG. 8 (b), for example, a predetermined time has elapsed since the execution of the positioning energization mode in 2001, the non-energization is performed as the magnetic pole phase of the rotor 120 increases or decreases across the positioning angle due to the swing of the rotor 120. It is estimated that the magnetic pole phase of the rotor 120 is within a range where the phase voltage also increases or decreases. For example, when the positioning energization mode is the energization mode (3), it is estimated that the magnetic pole phase of the rotor 120 is within the range of ⁇ in FIG.
  • the positioning energization mode is switched to a different energization mode, for example, the absolute value of the voltage generated in the non-energization phase exceeds a predetermined voltage, and “brake” is performed. It is a reference for starting the energization mode switching control that the swinging of the rotor 120 is not difficult to attenuate by acting.
  • step 2002 If it is determined in step 2002 that energization mode switching control can be started, the process proceeds to step 2003 (Yes), and if it is determined that energization mode switching control cannot be started, positioning control is performed. The process is terminated (No).
  • the time change rate ⁇ of the induced voltage generated in the non-energized phase (for example, the U phase) is calculated.
  • the controller 220 includes detection means for detecting a non-energized phase voltage every minute time ⁇ t, and among the non-energized phase voltages detected by the detection means, the voltage V1 detected this time and the previous time are detected.
  • a subtraction value (V1-V2) is obtained from the detected voltage V2, and the time change rate ⁇ is calculated by dividing this subtraction value by the minute time ⁇ t.
  • the time change rate ⁇ may be a subtraction value (V1 ⁇ V2).
  • the time change rate ⁇ is calculated by superimposing a speed electromotive voltage corresponding to the rotational speed of the rotor 120 on the voltage of the non-conducting phase so that the magnetic pole phase of the rotor 120 is derived from the voltage waveform of FIG. This is because it is only necessary to estimate whether the rotor 120 is rotating in the forward direction or the reverse direction.
  • the energization mode switching flag Fmod is set.
  • the energization mode switching flag Fmod is a flag indicating either forward switching for switching one energization mode in the forward direction or reverse switching for switching one energization mode in the reverse direction with respect to the positioning energization mode. .
  • the positioning energization mode is the energization mode (3)
  • Whether the switching flag Fmod of the energization mode that is, whether the forward direction switching or the reverse direction switching is set depends on whether or not the change rate ⁇ calculated in step 2003 is less than 0.
  • Fmod 0 is set to perform reverse direction switching.
  • Fmod Set to 1.
  • Step 2006 the energization mode is switched in the reverse direction. Details of the reverse switching of the energization mode will be described later.
  • step 2007, the energization mode is switched in the forward direction. Details of forward switching of the energization mode will be described later.
  • FIG. 11 shows the details of the reverse switching process of the energization mode in step 2006.
  • step 3001 similarly to step 2003, the time change rate ⁇ ′ of the minute time ⁇ t of the voltage generated in the non-energized phase (for example, the U phase) is calculated.
  • the reverse direction switching execution flag Fcw of the energization mode is set.
  • the reverse direction switching execution flag Fcw is a flag indicating whether or not to perform reverse direction switching of the energization mode.
  • Fcw 0, it indicates that reverse switching is not performed.
  • the reverse direction switching flag Fcw indicating whether or not to perform the reverse direction switching is further set based on the rotation direction of the rotor 120. This is to confirm again that it is the forward direction and to prevent the “brake” on the rotor 120 from accelerating the rotor 120.
  • the forward direction switching is performed.
  • Set Fcw 1 for implementation.
  • step 3003 it is determined whether the reverse direction switching execution flag Fcw is 0 or 1.
  • Fcw 0, since the reverse switching of the energization mode is not performed, the forward switching process of the energization mode is terminated in order to determine whether or not the positioning control process in step 1002 has been completed.
  • step 3004 the energization mode is switched from the positioning energization mode to the reverse direction.
  • the positioning energization mode is the energization mode (3) as in this embodiment, the mode is switched to the energization mode (2).
  • step 3005 it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the energization mode was switched in the reverse direction in step 3004.
  • the predetermined time is a time during which a reflux current flowing in the non-energized phase is generated with the switching of the energization mode.
  • energization mode (3) which is a positioning energization mode
  • energization occurs when the rotor 120 rotates in the positive direction and the voltage generated in the non-energized phase (U phase) changes from point A to point B.
  • the mode is switched to the mode (2) and the rotor 120 is rotated in the positive direction and the voltage generated in the non-energized phase (V phase) is changed from the point B ′ to the point C ′, the process will be described later in step 3008.
  • the time change of the voltage generated in the non-energization phase is as shown in FIG.
  • the voltage of the phase is stuck to the GND (ground) voltage. Therefore, at this time ⁇ , whether the rotor 120 is rotating in the forward direction or the reverse direction even if the time change rate is calculated for the voltage of the non-energized phase as in Step 3006 described later. Cannot be estimated.
  • step 3005 If it is determined in step 3005 that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 3006 (Yes). On the other hand, if it is determined that the predetermined time has not elapsed, this step is repeated (No). ). If priority is given to reducing the processing load by the controller 220, step 3005 need not be performed. The same applies to the forward direction switching process described later.
  • step 3006 the time change rate ⁇ of the voltage generated in the non-energized phase (V phase) is calculated as in step 2003.
  • step 3007 it is determined whether or not the time change rate ⁇ of the voltage generated in the non-energized phase (V phase) is less than 0 in order to detect the timing for returning the energization mode to the positioning energization mode.
  • the reason why the timing for returning to the positioning energization mode is detected by the time change rate ⁇ of the voltage generated in the non-energization phase will be described.
  • the rotor 120 rotates in the positive direction, and the voltage generated in the non-energized phase (U phase) changes from the D point to the E point.
  • the rotor 120 rotates in the positive direction due to the inertia even after switching, so that the voltage generated in the non-energized phase (V phase) is directed from point E ′ to point F ′. Change.
  • the positioning angle in the energization mode (2) is 30 deg and the reverse torque is applied to the rotor 120 and the "brake" is acting, the forward rotation of the rotor 120 is finally Stop and start turning in the opposite direction.
  • the voltage of the non-energized phase (V phase) rises from the point E ′ to the point F ′, for example, but then decreases toward the point E ′. That is, as shown in FIG. 14C, the time change rate of the voltage of the non-conduction phase (V phase) is reversed between plus and minus at the F ′ point.
  • the energization mode (2) When the energization mode (2) is maintained when the rotor 120 starts to rotate in the reverse direction, the swing of the rotor 120 is increased and the time change rate changes to less than 0. The energization mode (2) is returned to the energization mode (3) which is the positioning energization mode.
  • Step 3007 when it is determined that the time change rate ⁇ of the voltage generated in the non-energized phase (V phase) is less than 0, the process proceeds to Step 3008 (Yes). On the other hand, when it is determined that the time change rate ⁇ of the voltage generated in the non-energized phase (V phase) is 0 or more, the process returns to Step 3006 (No).
  • step 3008 the positioning energization mode is performed.
  • the energization mode (2) is returned to the positioning energization mode, the voltage generated in the non-energization phase (U phase) as shown in FIG. 13 as in the case where the positioning energization mode is switched to the energization mode (2) in step 3004. Is caused to stick to the GND voltage due to reflux.
  • step 1002 performed after this step, it is determined whether or not the positioning control process is completed based on the voltage of the non-energized phase itself. Therefore, when step 1002 is executed, as in step 3005, the non-energized phase voltage may not be detected until the reflux time elapses after the positioning energization mode is performed in this step.
  • the non-energized phase voltage may be detected after detecting an edge when the non-energized phase voltage rises to the GND voltage and then rises again.
  • FIG. 15 shows details of the forward switching process of the energization mode in step 2007.
  • the forward direction switching process is the same as the backward direction switching process of FIG. 11 except that the forward direction torque is generated with respect to the rotor 120 rotating in the reverse direction. Simplified or omitted.
  • step 4001 as in step 2003, the time change rate ⁇ ′ in the minute time ⁇ t of the voltage generated in the non-energized phase (for example, U phase) is calculated.
  • the forward direction switching execution flag Fccw of the energization mode is set.
  • the forward direction switching execution flag Fccw is a flag indicating whether or not to perform forward direction switching of the energization mode.
  • Fccw 0 is set so as to stop the forward direction switching.
  • step 4003 it is determined whether the forward direction switching execution flag Fccw is 0 or 1.
  • Fccw 0, since the forward switching of the energization mode is not performed, the forward switching process of the energization mode is terminated in order to determine whether or not the positioning control process in Step 1002 has been completed.
  • Fccw 1
  • the routine proceeds to step 4004 to switch the energization mode in the forward direction.
  • step 4004 the energization mode is switched from the positioning energization mode to the positive direction.
  • the positioning energization mode is the energization mode (3) as in this embodiment, the mode is switched to the energization mode (4).
  • step 4005 it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the energization mode was switched in the reverse direction in step 4004.
  • the predetermined time is a time during which a reflux current flowing in the non-energized phase is generated with the switching of the energization mode. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 4006 (Yes). On the other hand, if it is determined that the predetermined time has not elapsed, this step is repeated (No).
  • step 4006 as in step 2003, the time change rate ⁇ of the voltage generated in the non-energized phase (V phase) is calculated.
  • step 4007 it is determined whether or not the time change rate ⁇ of the voltage generated in the non-energized phase (V phase) is less than 0 in order to detect the timing for returning the energized mode to the positioning energized mode.
  • the process proceeds to Step 4008 (Yes).
  • the process returns to step 4006 (No).
  • step 4008 the positioning energization mode is performed.
  • a “brake” can be applied to the rotor 120 that rotates in the positioning energization mode by generating torque in the direction opposite to the rotation direction. For this reason, even if the rotor of the electric water pump 26 driven by the brushless motor 100 and the inertia of the rotor 120 itself are increased, the swing of the rotor 120 with respect to the positioning angle in the positioning energization mode is not easily attenuated. Therefore, since the time required for positioning the rotor 120 can be shortened from about 0.8 seconds to 0.115 seconds, for example, the sensorless control in Step 1003 can be started quickly, and the start response of the electric water pump 26 Improves.
  • the positioning energization mode is switched to the forward direction or the reverse direction, and the “brake” is applied to the rotating rotor 120. Also good. This is because when the water temperature decreases and the friction of the electric water pump 26 increases due to the temperature dependency of the viscosity of the cooling water in the cooling system, this friction serves as a “brake” and the oscillation of the rotor 120 is attenuated. This is because it becomes easier.
  • the above-mentioned predetermined case is, for example, the upper limit value of the water temperature that becomes the viscosity of the cooling water that does not affect the start-up response of the electric water pump 26 without applying the “brake” by switching the positioning energization mode.
  • the measured value of the water temperature is less than or equal to this upper limit value.
  • the predetermined case described above assumes that the voltage of the non-energized phase is within the range of ⁇ in FIG. 8B, for example, at the zero cross point, etc.
  • the time change rate may be a predetermined rate or less. Since the time change rate of the non-energized phase voltage decreases as the viscosity of the cooling water increases even when the magnetic pole phase of the rotor is the same, the above-mentioned predetermined rate affects the start-up response of the electric water pump 26. This is the upper limit of the rate of change over time when the viscosity of the cooling water is not given.
  • the positioning energization mode is switched to the reverse direction or the forward direction (steps 3004 and 4004), and torque is generated in the direction opposite to the rotation direction on the rotating rotor 120 to apply the “brake”.
  • the size of the “brake” may be gradually reduced according to the time elapsed since the execution of the positioning energization mode in step 2001.
  • the energization mode (3) which is the positioning energization mode
  • the energization mode ( 2) or the motor applied voltage V in the energization mode (4) is decreased.
  • the torque generated in the direction opposite to the rotation direction of the rotor 120 can be reduced and the size of the “brake” can be gradually reduced. Reduce the likelihood of attenuation.
  • the size of the “brake” is gradually decreased according to the amplitude of the voltage of the non-energized phase in the positioning energization mode. Also good.
  • the non-energized phase voltage in the positioning energization mode is a peak voltage that gradually decreases as the oscillation of the rotor 120 attenuates (open circles in the figure). Are sequentially detected after it is determined in step 2002 that energization mode switching control can be started.
  • the peak voltage ratio obtained by dividing each peak voltage V1, V2, V3, V4, V5, V6... By the peak voltage V1 detected first and making it an absolute value.
  • step 3004 or step 4004 is first performed after the calculation of the peak voltage ratio, a voltage obtained by multiplying the motor applied voltage V (or -V) by the latest peak voltage ratio is applied, and the energization mode (2) Or energization mode (4) is implemented. Even in this case, the torque generated in the direction opposite to the rotation direction of the rotor 120 can be reduced and the size of the “brake” can be gradually reduced. Thus, it is possible to prevent the time required for positioning from being shortened.
  • the size of the “brake” can be gradually reduced not only according to the time and the voltage of the non-energized phase in the positioning energization mode, but also according to the water temperature and the rate of time change described above. is there. For example, the size of the “brake” is decreased as the water temperature increases, while the size of the “brake” is gradually increased as the water temperature decreases. Further, for example, the size of the “brake” is gradually decreased as the time change rate increases, and the magnitude of the “brake” is gradually increased as the time change rate decreases.
  • the brushless motor 100 is not only applied to the power source of the electric water pump 26, but also, for example, a power source of an oil pump that provides a lubricating cooling function / hydraulic pressure to an engine, a transmission, etc.
  • the present invention can be applied to various uses such as an electric actuator for operating various mechanical parts.
  • a brushless motor control device for energizing two phases of the plurality of phases of the brushless motor and positioning the rotor at a predetermined position when receiving a start command for the brushless motor,
  • the positioning energization mode to be energized is temporarily switched to the energization mode to energize another two phases different from the two phases, the positioning energization mode is executed after a predetermined time has elapsed when the positioning energization mode is resumed.
  • the time change rate of the non-energized phase voltage can be calculated with high accuracy.
  • the energization mode for energizing the other two phases is positive or negative in the rate of change of the voltage generated in the non-energization phase.
  • the switching to the positioning energization mode is performed again according to the above or according to the positive / negative of the slope of the voltage generated in the non-energization phase, or (a) or (b) The control apparatus of the brushless motor as described in any one of these.
  • the rotor is in the forward or reverse direction. It can be estimated to which direction it is rotating.
  • the positioning energization mode energizes the two phases with a voltage that allows the rotor to rotate according to the temperature of the medium pumped by the electric pump.
  • the brushless motor control device according to any one of claims 1 to 3, or (a) to (e). In this way, in the positioning control, there is an advantage that the rotor can be rotated against the friction with the medium pumped by the electric pump, and wasteful power is not consumed.
  • the energization mode for energizing the other two phases changes the voltage energized to the other two phases according to the viscosity of the medium pumped by the electric pump.
  • the brushless motor control device according to any one of claims 1 to 3, or (a) to (f). Due to the temperature dependence of the viscosity of the medium pumped by the electric pump, if the temperature of the medium decreases and the friction of the electric water pump increases, this friction can be used as a “brake” and the oscillation of the rotor tends to attenuate. Become. For this reason, useless electric power is not consumed when the “brake” is not required.

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Abstract

低速センサレス制御を開始する際に行う位置決め制御では、ブラシレスモータの３相のうち２相に通電して保持する位置決め通電モードを実施する。位置決め通電モードの実施から所定時間が経過した場合には、ロータの動作方向を推定すべく位置決め通電モードにおける非通電相電圧の変化率αを演算し、この変化率αの正負により通電モードの切替フラグＦmodを設定する。そして、切替フラグＦmodの値に応じて、ロータに対し動作方向と反対方向にトルクを発生させるように、別の通電モードへ一時的に切り替えて、ロータに「ブレーキ」を作用させる。これによりロータの位置決めに要する時間を短縮する。

Description

ブラシレスモータの制御装置及び制御方法
　本発明は、ブラシレスモータの制御装置及び制御方法に関する。
　ブラシレスモータの制御装置及び制御方法として、センサレス制御を開始する場合に、ブラシレスモータの所定相へ通電して、ロータを所定位置に位置決めするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２－０３００７４１号公報
　しかしながら、ブラシレスモータにより駆動されるポンプなどの回転体やロータ自体のイナーシャが大きくなるほど、所定位置に対するロータの揺動が減衰しにくくなってしまう。したがって、ロータの位置決めに要する時間が長くなるため、センサレス制御の開始が遅れてしまい、ポンプなどの起動応答性が低下するおそれがあった。
　そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、センサレス制御を開始する場合に、ロータの位置決めに要する時間を短縮できるブラシレスモータの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
　このため、本発明に係るブラシレスモータの制御装置及び制御方法は、ブラシレスモータの起動指令を受けた場合に、ブラシレスモータの所定相に対する通電を保持してロータを所定位置に位置決めするものであり、所定相と異なる組み合わせの相に通電する他の通電モードへ一時的に切り替える。
　本発明のブラシレスモータの制御装置及び制御方法によれば、センサレス制御を開始する場合に、ロータの位置決めに要する時間を短縮することができる。
エンジンを冷却する冷却システムを示す構成図である。 ブラシレスモータ及びその制御装置の構成を示す回路図である。 ブラシレスモータの通電モードを示すタイムチャートである。 ブラシレスモータの制御処理の内容を示すフローチャートである。 ロータの位置決め制御処理の内容を示すフローチャートである。 各通電モードによる位置決め角度を示し、（ａ）は通電モード（１）、（ｂ）は通電モード（２）、（ｃ）は通電モード（３）、（ｄ）は通電モード（４）、（ｅ）は通電モード（５）、（ｆ）は通電モード（６）についての説明図である。 位置決め通電モードにより生じる正方向トルクを説明する説明図である。 非通電相電圧のロータ磁極位相に対する波形図を示し、（ａ）は通電モード（２）、（ｂ）は通電モード（３）、（ｃ）は通電モード（４）についての説明図である。 通電モードの切り替えにより生じる逆方向トルクを説明する説明図である。 図７の状態における非通電相電圧を示す説明図である。 通電モードの逆方向切り替え処理の内容を示すフローチャートである。 通電モードの切り替えに伴う非通電相電圧の変化を説明し、（ａ）は通電モード（３）における非通電相電圧のロータ磁極位相に対する波形図、（ｂ）は通電モード（２）における非通電相電圧のロータ磁極位相に対する波形図である。 通電モードの切り替えに伴う非通電相電圧の変化を説明し、（ａ）は非通電相電圧の時間に対する波形図、（ｂ）は通電モードのタイムチャートである。 位置決め通電モードに戻すタイミングについて説明し、（ａ）は通電モード（３）における非通電相電圧のロータ磁極位相に対する波形図、（ｂ）は通電モード（２）における非通電相電圧のロータ磁極位相に対する波形図、（ｃ）は非通電相電圧の時間に対する波形図である。 通電モードの正方向切り替え処理の内容示すフローチャートである。 「ブレーキ」通電モードにおける印加電圧を説明し、（ａ）は位置決め通電モードにおける非通電相電圧の時間に対する波形図、（ｂ）は（ａ）における最初のピークに対する各ピーク値の比率を示すグラフである。
　以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。図１は、エンジンを冷却する冷却システムの一例を示す。
　エンジン１０のシリンダブロック、シリンダヘッドなどを冷却した冷媒としての冷却水は、第１の冷却水通路１２を介して、電動式のラジエータファン１４が併設されたラジエータ１６に導かれる。ラジエータ１６に導かれた冷却水は、フィンが取り付けられたラジエータコアを通過するときに外気と熱交換をし、その温度が低下する。そして、ラジエータ１６を通過することで温度が低下した冷却水は、第２の冷却水通路１８を介してエンジン１０へと戻される。
　また、エンジン１０から排出された冷却水がラジエータ１６をバイパスするように、第１の冷却水通路１２と第２の冷却水通路１８とは、バイパス通路２０を介して連通接続されている。バイパス通路２０の下流端と第２の冷却水通路１８との接合箇所には、バイパス通路２０の通路面積を全開から全閉までの間で多段階又は連続的に開閉する電制サーモスタット２２が配設されている。電制サーモスタット２２は、例えば、駆動回路を介してＰＷＭ信号のデューティ比に応じて駆動される内蔵ヒータにより、同じく内蔵されたワックスが熱膨張することを利用して弁を開閉する開閉弁として構成することができる。従って、電制サーモスタット２２をデューティ比により制御することで、ラジエータ１６を通過する冷却水の割合を変化させることができる。
　第２の冷却水通路１８の下流端、及び、その電制サーモスタット２２の下流である中間部には、エンジン１０とラジエータ１６との間で冷却水を強制的に循環させる、機械式ウォータポンプ２４及び電動ウォータポンプ２６が夫々配設されている。機械式ウォータポンプ２４は、エンジン１０の冷却水入口を塞ぐように取り付けられており、例えば、エンジン１０のカムシャフトによって駆動される。電動ウォータポンプ２６は、アイドルストップ機能によりエンジン１０が停止した場合にも冷却性能を発揮あるいは暖房機能を維持できるようにすべく、エンジン１０とは異なる駆動源である、後述のブラシレスモータによって駆動される。
　ラジエータファン１４、電制サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６の駆動を制御する制御系として、エンジン１０から排出される冷却水の温度（冷却水温度）を検出する冷却水温度検出手段としての水温センサ２８、車速を検出する車速センサ３０、外気温を検出する温度センサ３２、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ３４、エンジン負荷を検出する負荷センサ３６が取り付けられている。そして、水温センサ２８、車速センサ３０、温度センサ３２、回転速度センサ３４及び負荷センサ３６の出力信号は、コンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」という）３８に入力され、そのＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムに従って、ラジエータファン１４、電制サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６が制御される。
　ＥＣＵ３８は、電動ウォータポンプ２６を駆動させるための駆動条件が成立しているか否かを、少なくともエンジン１０の運転中、繰り返し判定する。ＥＣＵ３８は、この駆動条件が成立していると判定した場合には、電動ウォータポンプ２６に対して駆動指令信号を出力する一方、駆動条件が成立していないと判定した場合には、電動ウォータポンプ２６の駆動を停止あるいは禁止する停止指令信号を出力する。
　電動ウォータポンプ２６の駆動条件としては、エンジン１０の油温が所定温度以上であることが挙げられる。別の駆動条件としては、電動ウォータポンプ２６の駆動回路あるいは信号回路などに関して、例えば、電圧が確保されていること、過電流診断・マイコン診断・リレー診断により正常と診断されていること、あるいは、リレーがＯＮになっていることなどが挙げられる。
　図２は、電動ウォータポンプ２６を駆動するブラシレスモータ、及びこの制御装置の一例を示す。
　ブラシレスモータ１００は、３相ＤＣ（Direct Current）ブラシレスモータ（３相同期電動機）であり、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の３相巻線１１０ｕ，１１０ｖ，１１０ｗを、図示省略した円筒状のステータ（固定子）に備え、該ステータの中央部に形成した空間にロータ（永久磁石回転子）１２０を回転可能に備えている。なお、本明細書では、ロータ１２０の時計周りの回転方向にＵ相巻線１１０ｕ、Ｖ相巻線１１０ｖ及びＷ相巻線１１０ｗがこの順番で、かつ、電気角１２０degのコイル位相差で配置されているものとする。また、Ｕ相巻線１１０ｕの中心線を基準軸とし、基準軸に対してＶ相巻線１１０ｖの中心線が電気角で１２０deg、基準軸に対してＷ相巻線１１０ｗの中心線が電気角で２４０degに位置するものとする。
　コントロールユニットとしてのブラシレスモータ１００の制御装置（以下、「モータ制御装置」という）２００は、駆動回路２１０と、マイクロコンピュータを備えた制御器２２０と、を備えている。モータ制御装置２００は、ブラシレスモータ１００の近傍に配置されるものに限られず、例えば、モータ制御装置２００のうち少なくとも制御器２２０が、ＥＣＵ３８あるいは他のコントロールユニットと一体的に形成されてもよい。
　駆動回路２１０は、逆並列のダイオード２１２ａ～２１２ｆを含んでなるスイッチング素子２１４ａ～２１４ｆを３相ブリッジ接続した回路と、電源回路２３０とを有しており、スイッチング素子２１４ａ～２１４ｆは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）など、電力制御の用途に用いられる半導体素子で構成されている。スイッチング素子２１４ａ～２１４ｆの制御端子（ゲート端子）は、制御器２２０に接続され、スイッチング素子２１４ａ～２１４ｆのオン／オフは、後述のように、制御器２２０によるＰＷＭ動作で制御される。
　制御器２２０は、ＥＣＵ３８からの駆動指令信号を入力するように構成されている。また、制御器２２０は、ＥＣＵ３８からブラシレスモータ１００の駆動指令信号を受けて、ブラシレスモータ１００の操作量である印加電圧を演算し、該印加電圧に基づいてＰＷＭ信号を生成する回路を有する。さらに、制御器２２０は、３相のうちでパルス状の電圧（以下、「パルス電圧」という）を印加する２相の選択パターン（以下、「通電モード」という）を所定の切り替えタイミングに従って順次切り替えていく回路を有する。そして、制御器２２０は、駆動回路２１０の各スイッチング素子２１４ａ～２１４ｆがどのような動作でスイッチングするかを、ＰＷＭ信号及び通電モードに基づいて決定し、該決定に従い、６つのゲート信号を駆動回路２１０に出力する。
　制御器２２０は、前記所定の切り替えタイミングを以下のようにして検出する。すなわち、２相に対してパルス状の電圧（以下、「パルス電圧」という）を印加することにより、ブラシレスモータ１００の３相のうち非通電相（開放相）に誘起される誘起電圧（以下、「パルス誘起電圧」という）の検出値と、通電モードごとに異なる所定の閾値と、を比較することで、通電モードの切り替えタイミングを検出する。パルス誘起電圧は、ロータ１２０の位置により磁気回路の飽和状態が変化することに起因して、ロータ１２０の位置に応じた電圧として発生するものである。
　なお、パルス誘起電圧は非通電相の端子電圧として検出される。この端子電圧は、厳密にはグランドＧＮＤ－端子間の電圧であるが、本実施形態では、中性点の電圧を別途検出し、この中性点の電圧とＧＮＤ－端子間電圧との差を求めて、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとしている。
　図３は、各通電モードにおける各相への電圧印加状態を示す。通電モードは、電気角６０degごとに順次切り替わる６通りの通電モード（１）～（６）からなり、各通電モード（１）～（６）において、３相から選択された２相（所定相）に対してパルス電圧を印加する。
　本実施形態では、Ｕ相のコイルの角度位置を、ロータ（磁極）１２０の基準位置（角度０deg）とし、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置（磁極位置）を３０degに、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を９０degに、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を１５０degに、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を２１０degに、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を２７０degに、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を３３０degに設定している。
　通電モード（１）は、スイッチング素子２１４ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に電圧Ｖを印加し、Ｖ相に電圧－Ｖを印加し、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流す。
　通電モード（２）は、スイッチング素子２１４ａ及びスイッチング素子２１４ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に電圧Ｖを印加し、Ｗ相に電圧－Ｖを印加し、Ｕ相からＷ相に向けて電流を流す。
　通電モード（３）は、スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１４ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、Ｗ相に電圧－Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流す。
　通電モード（４）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｃをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、Ｕ相に電圧－Ｖを印加し、Ｖ相からＵ相に向けて電流を流す。
　通電モード（５）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｅをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に電圧Ｖを印加し、Ｕ相に電圧－Ｖを印加し、Ｗ相からＵ相に向けて電流を流す。
　通電モード（６）は、スイッチング素子２１７ｅ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に電圧Ｖを印加し、Ｖ相に電圧－Ｖを印加し、Ｗ相からＶ相に向けて電流を流す。
　上記のように、６つの通電モード（１）～（６）を、スイッチング素子２１４ａ～２１４ｆのオン／オフにより電気角６０deg毎に順次切り替えることで、１８０deg毎に１２０degの間通電することから、図３に示すような通電方式は１２０度通電方式と呼ばれる。
　前記通電モードの切り替え制御は、非通電相の誘起電圧に基づいて行っているため、いわゆる位置センサレスによる通電制御であるが、その中でも、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に基づいて行われることを特徴とする「低速センサレス制御」である。低速センサレス制御は、モータ回転速度を低速域と高速域とに２分した場合に、低速域において用いる通電制御である。
　高速域で用いる高速センサレス制御は、ロータ１２０が回転することによって発生する誘起電圧（以下、「速度起電圧」という）を検出し、この速度起電圧に基づき通電モードを切り替える制御であり、速度起電圧のゼロクロス点を基準に通電モードの切り替えポイントを設定する。ところが、高速センサレス制御で用いる速度起電圧は、モータ回転速度が低くなるとノイズなどにより速度起電圧の感度が低下する。このため、高速センサレス制御は、速度起電圧に基づいて精度良く通電モードの切り替えポイントを検出できる所定のモータ回転速度以上の回転速度域、すなわち高速域で実施される。一方、低速センサレス制御は、ロータ１２０の回転速度に依存せずに、ロータ１２０の位置に応じたパルス誘起電圧を検出できるので、高速センサレス制御による通電制御が困難な前記所定のモータ回転速度未満の回転速度域、すなわち低速域で実施される。
　図４は、制御器２２０により、ＥＣＵ３８からの駆動指令信号の出力を契機として実行が開始され、ＥＣＵ３８からの停止指令信号の出力にともない実行が終了する、ブラシレスモータ１００の制御処理内容を示す。
　ステップ１００１（図では「Ｓ１００１」と略記する。以下同様。）では、後述のセンサレス制御によりロータ１２０を回転させるため、ロータ１２０を所定位置に位置決めする位置決め制御を行う。なお、ロータ１２０の位置決め制御処理の詳細については後述する。
　ステップ１００２では、ステップ１００１の位置決め制御処理が完了したか否かを判定する位置決め完了判定を行う。位置決め完了判定の基準は、例えば、非通電相に発生している電圧の絶対値が所定値以下となる時間が所定時間継続した場合、あるいは、後述する位置決め通電モードを異なる通電モードへ切り替えてから所定時間が経過した場合など、位置決め制御処理により所定位置を中心とするロータ１２０の揺動が、ステップ１００３のセンサレス制御へ移行させてもよい程度に、減衰していること、又は減衰していると推定されることである。位置決め制御処理が完了していると判定された場合には、ステップ１００３へ進み（Ｙｅｓ）、一方、位置決め制御処理が完了していないと判定された場合には、ステップ１００１に戻る（Ｎｏ）。
　ステップ１００３では、ブラシレスモータ１００のセンサレス制御を行う。具体的には、先ず前述の低速センサレス制御を行い、ブラシレスモータ１００の回転速度が上昇して所定速度に達した場合に、前述の高速センサレス制御を行う。
　図５は、ステップ１００１におけるロータ１２０の位置決め制御処理の詳細を示す。
　ステップ２００１では、ロータ１２０を所定位置に位置決めするように位置決め通電モードを実施する。すなわち、図３の通電モード（１）～（６）のいずれかにより、３相のうち所定の２相へ電圧を印加して通電を保持し、２相に生じた磁束により、ロータ１２０における一方の磁極（例えば、Ｎ極）が引き寄せられて、磁極の位相が、通電モードに応じて設定される位置決め角度と一致するようにロータ１２０が回動する。
　各通電モードに応じて設定される位置決め角度は、各相の励磁電流により生じる磁束を合成した合成磁束の位相である。各通電モードによる位置決め角度は、図６に示すように、通電モード（１）のとき３３０deg、通電モード（２）のとき３０deg、通電モード（３）のとき９０deg、通電モード（４）のとき１５０deg、通電モード（５）のとき２１０deg、通電モード（６）のとき２７０degである。なお、本明細書では、通電モードを昇順に切り替えた場合に位置決め角度が変化する方向を正方向とし、通電モードを降順に切り替えた場合に位置決め角度が変化する方向を逆方向として、通電モードが昇順に切り替わることを「正方向」に切り替わるといい、通電モードが降順に切り替わることを「逆方向」に切り替わるというものとする。
　本実施形態では、図７に示すように、例えば、通電モード（３）を位置決め通電モードとして、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、かつ、Ｗ相に電圧－Ｖを印加することにより、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流して、位置決め角度を９０degに設定している。この場合、Ｕ相は非通電相となる。ロータ１２０が図７に示すような位相で静止している場合、ロータ１２０は正方向のトルクを受けて、ロータ１２０の磁極Ｎが位置決め角度９０degに向けて正方向に回動を始める。
　各通電モードにおける印加電圧Ｖは、電動ウォータポンプ２６を使用する全温度条件で位置決め制御処理におけるロータ１２０の回動を可能とするため、冷却システムにおける冷却水の粘性などが最も高くなる温度でのフリクションに抗してロータ１２０が動作できる電圧を設定する。印加電圧Ｖは、例えば、水温センサ２８により検出される水温、又は温度センサ３２により検出される外気温などの温度が高くなるに従って低く設定するなど、温度に応じて設定してもよい。
　なお、ロータ１２０を緩やかに１回転させた場合に非通電相に発生するパルス誘起電圧は、特に、通電モード（２）、通電モード（３）及び通電モード（４）について、夫々、図８（ａ）～（ｃ）のような電圧波形となる。
　図８の電圧波形において、ロータ１２０の磁極位相が位置決め角度と一致する場合、非通電相に生じるパルス誘起電圧は略０となっている（図中の黒丸印参照）。そして、このような電圧波形を予め記憶しておくことにより、記憶した電圧波形と非通電相に生じるパルス誘起電圧とに基づいてロータ１２０の位置を特定することもできる。しかし、実際の位置決め制御では、磁極の位相が位置決め角度に対して増減する揺動を起こすロータ１２０の回動速度に応じた速度起電圧が、非通電相に生じるパルス誘起電圧に重畳する。このため、非通電相の電圧波形は、図８に示す電圧波形に対し、特に位置決め角度付近において異なる（０とならない）ものとなる。したがって、制御器２２０は、かかる速度起電圧の影響を考慮し、図８の電圧波形を参照してロータ１２０の磁極位置を特定しない。ただし、本明細書では、説明の便宜上、非通電相に生じている電圧として、図８の電圧波形を利用するものとする。
　ステップ２００２では、位置決め通電モードを切り替える通電モード切替制御が開始可能であるか否かを判定する。
　位置決め通電モードを切り替えるのは、以下の理由による。すなわち、ステップ２００１の位置決め通電モードの実施により、図７に示すように回動を開始したロータ１２０は、その磁極（例えば、Ｎ極）の位相が位置決め角度に対して増減する揺動を起こすが、電動ウォータポンプ２６の回転体やロータ１２０自体のイナーシャ（慣性モーメント）が大きくなるほど、この揺動が減衰しにくくなってしまう。したがって、ロータ１２０の位置決めに要する時間が長くなるため、前述のステップ１００３におけるセンサレス制御の開始が遅れてしまい、電動ウォータポンプ２６などの起動応答性が低下するおそれがあった。これに対し、図９に示すように、位置決め通電モードを適宜切り替えることにより、回動するロータ１２０に対して、回動方向と反対方向にトルクを発生させて揺動を抑制する、いわば「ブレーキ」を働かせている。これにより、ロータ１２０の位置決めに要する時間を短縮することができるからである。
　通電モード切替制御の開始可能な基準は、制御器２２０により、ＥＣＵ３８からの駆動指令信号の出力を契機としてブラシレスモータ１００の制御が開始されて最初に本ステップを実施する場合には、例えば、ステップ２００１における位置決め通電モードの実施から所定時間経過していることなど、図８（ｂ）において、ロータ１２０の揺動により、ロータ１２０の磁極位相が位置決め角度を挟んで増減するのに合わせて非通電相の電圧も増減する範囲に、ロータ１２０の磁極位相が収まっていると推定されることである。例えば、位置決め通電モードを通電モード（３）とした場合には、ロータ１２０の磁極位相が図８（ｂ）のΔθの範囲に収まっていると推定されることである。
　一方、本ステップの２回目以降の実施においては、例えば、非通電相に生じている電圧の絶対値が所定電圧を超えていることなど、位置決め通電モードを異なる通電モードへ切り替えて「ブレーキ」を働かせることにより、ロータ１２０の揺動がかえって減衰し難くなる状態ではないことが、通電モード切替制御を開始するための基準となる。
　ステップ２００２において、通電モード切替制御の開始が可能であると判定された場合には、ステップ２００３へ進み（Ｙｅｓ）、通電モード切替制御の開始が可能ではないと判定された場合には、位置決め制御処理を終了する（Ｎｏ）。
　ステップ２００３では、非通電相（例えば、Ｕ相）に生じる誘起電圧の時間変化率αを演算する。具体的には、制御器２２０が微小時間Δｔごとに非通電相の電圧を検出する検出手段を備え、この検出手段により検出される非通電相の電圧のうち、今回検出された電圧Ｖ1と前回検出された電圧Ｖ2とから減算値（Ｖ1－Ｖ2）を求め、この減算値を微小時間Δｔで除算して時間変化率αを演算する。なお、時間変化率αを減算値（Ｖ1－Ｖ2）としてもよい。
　時間変化率αを演算するのは、前述のように、非通電相の電圧にはロータ１２０の回動速度に応じた速度起電圧が重畳することにより図８の電圧波形からロータ１２０の磁極位相を特定しにくいためであり、また、ロータ１２０が正方向又は逆方向のいずれに回動しているかを推定できればよいからである。
　ステップ２００４では、通電モードの切替フラグＦmodの設定を行う。通電モードの切替フラグＦmodとは、位置決め通電モードに対して、通電モードを正方向に１つ切り替える正方向切替、又は通電モードを逆方向に１つ切り替える逆方向切替のいずれかを示すフラグである。ここで、Ｆmod＝０である場合、逆方向切替を示し、Ｆmod＝１である場合、正方向切替を示すものとする。本実施形態のように、位置決め通電モードが通電モード（３）である場合には、Ｆmod＝０は通電モード（２）へ切り替えることを示し、Ｆmod＝１は通電モード（４）へ切り替えることを示している。
　通電モードの切替フラグＦmod、すなわち、正方向切り替え又は逆方向切り替えのいずれが設定されるかは、ステップ２００３において演算した変化率αが０未満となっているか否かによる。時間変化率αが０以上である場合には、逆方向切り替えを行うべく、Ｆmod＝０に設定する一方、時間変化率αが０未満である場合には、正方向切り替えを行うべく、Ｆmod＝１に設定する。
　例えば、図７のように、位置決め通電モードが通電モード（３）である場合にロータ１２０が正方向に回動するものとすると、図１０に示すように、非通電相に生じる電圧は図中の白抜き丸印から増大して時間変化率αが０以上となるので、位置決め通電モードの逆方向切り替えを行うべく、Ｆmod＝０に設定する。
　なお、通電モードの切り替えを正方向と逆方向とで交互に実施させるために、ＥＣＵ３８からの駆動指令信号の出力を契機としてブラシレスモータ１００の制御が開始されて最初に本ステップを実施する場合を除いて、本ステップにおいてＦmod＝１と設定するときには前回の設定はＦmod＝０であり、Ｆmod＝０に設定する場合には前回の設定はＦmod＝１であることを条件としてもよい。
　ステップ２００５では、通電モードの切替フラグＦmodが０と１とのいずれであるかを判定する。Ｆmod＝０である場合、逆方向切り替えを行うべくステップ２００６へ進む一方、Ｆmod＝１である場合、正方向切り替えを行うべくステップ２００７へ進む。
　ステップ２００６では、通電モードの逆方向切り替えを行う。通電モードの逆方向切り替えの詳細については後述する。
　ステップ２００７では、通電モードの正方向切り替えを行う。通電モードの正方向切り替えの詳細については後述する。
　図１１は、ステップ２００６における通電モードの逆方向切り替え処理についての詳細を示す。
　ステップ３００１では、ステップ２００３と同様に、非通電相（例えば、Ｕ相）に生じる電圧の微小時間Δｔにおける時間変化率α´を演算する。
　ステップ３００２では、通電モードの逆方向切り替え実施フラグＦcwの設定を行う。逆方向切り替え実施フラグＦcwは、通電モードの逆方向切り替えを実施するか否かいずれかを示すフラグである。ここで、Ｆcw＝１である場合、逆方向切り替えを実施することを示し、Ｆcw＝０である場合、逆方向切り替えを実施しないことを示すものとする。
　通電モードを逆方向に切り替えることを示す切替フラグＦmod＝０が設定されてから、さらに逆方向切り替えを実施するか否かの逆方向切替フラグＦcwを設定するのは、ロータ１２０の回動方向が正方向であることを再度確認して、ロータ１２０に対する「ブレーキ」が、逆にロータ１２０を加速させることがないようにするためである。本実施形態のように、位置決め通電モードが通電モード（３）である場合、Ｆcw＝０は、通電モード（２）への切り替えを実施しないことを示し、Ｆcw＝１は、通電モード（２）への切り替えを実施することを示している。
　時間変化率α´が０未満である場合には、逆方向切り替えの実施を中止すべく、Ｆcw＝０に設定する一方、時間変化率α´が０以上である場合には、正方向切り替えを実施すべく、Ｆcw＝１に設定する。
　ステップ３００３では、逆方向切り替え実施フラグＦcwが０と１とのいずれであるかを判定する。Ｆcw＝０である場合、通電モードの逆方向切り替えを実施しないため、ステップ１００２における位置決め制御処理が完了しているか否かを判定すべく、通電モードの正方向切り替え処理を終了する。一方、Ｆcw＝１である場合、通電モードの逆方向切り替えを実施すべく、ステップ３００４へ進む。
　ステップ３００４では、通電モードを位置決め通電モードから逆方向へ切り替える。本実施形態のように、位置決め通電モードが通電モード（３）である場合、通電モード（２）へ切り替える。
　ステップ３００５では、ステップ３００４において通電モードを逆方向に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、通電モードの切り替えに伴って非通電相に流れる還流電流が発生している時間である。
　ここで、所定時間が経過しているか否かを判定する理由について述べる。図１２のように、位置決め通電モードである通電モード（３）において、ロータ１２０が正方向に回動して、非通電相（Ｕ相）に生じる電圧がＡ点からＢ点に変化したところで通電モード（２）に切り替わり、さらに、ロータ１２０が正方向に回動して、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧がＢ´点からＣ´点へと変化したところで、ステップ３００８に後述するように位置決め通電モードへ戻る場合、非通電相に生じる電圧の時間変化は、図１３（ａ）のようになる。
　図１３（ａ）に示すように、位置決め通電モードである通電モード（３）から通電モード（２）に切り替わって還流電流が非通電相（Ｖ相）に流れる時間λにおいて、非通電相（Ｖ相）の電圧はＧＮＤ（ground）電圧に張り付いてしまう。このため、この時間λにおいて、非通電相の電圧について、後述のステップ３００６のように時間変化率を演算しても、ロータ１２０が正方向又は逆方向のいずれの方向に回動しているかを推定できない。そこで、時間λが経過するまで非通電相の電圧について時間変化率の演算を行わないようにするため、時間λを所定時間として、ステップ３００４における通電モードの切り替えから所定時間が経過しているか否かを判定している。
　ステップ３００５において、所定時間が経過していると判定された場合には、ステップ３００６へ進み（Ｙｅｓ）、一方、所定時間が経過していないと判定された場合には、本ステップを繰り返す（Ｎｏ）。なお、制御器２２０による処理負担の軽減を優先する場合には、ステップ３００５を実施しなくてもよい。これは、後述する正方向切り替え処理についても同様である。
　ステップ３００６では、ステップ２００３と同様に、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧の時間変化率βを演算する。
　ステップ３００７では、通電モードを位置決め通電モードに戻すタイミングを検出すべく、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧の時間変化率βが０未満であるか否かを判定する。
　ここで、位置決め通電モードに戻すタイミングを非通電相に生じる電圧の時間変化率βにより検出する理由について述べる。図１４に示すように、位置決め通電モードである通電モード（３）において、ロータ１２０が正方向に回動して、非通電相（Ｕ相）に生じる電圧がＤ点からＥ点まで変化した場合、Ｅ点で通電モード（２）に切り替えると、切り替えた後もイナーシャによりロータ１２０は正方向に回動するので、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧はＥ´点からＦ´点に向けて変化する。しかし、通電モード（２）の位置決め角度が３０degであり、ロータ１２０には逆方向のトルクが働いて「ブレーキ」が作用している状態であるので、ロータ１２０の正方向の回動はついには停止して逆方向に回動を始める。このため、非通電相（Ｖ相）の電圧は、Ｅ´点から、例えば、Ｆ´点まで上昇するが、その後、Ｅ´点へ向けて減少していく。すなわち、この非通電相（Ｖ相）の電圧は、図１４（ｃ）に示すように、Ｆ´点を境に、時間変化率がプラス／マイナス逆転する。そして、ロータ１２０が逆方向に回動を始めた場合に通電モード（２）を維持していると、ロータ１２０の揺動をかえって大きくしてしまうため、時間変化率が０未満に変化したときに、通電モード（２）を位置決め通電モードである通電モード（３）に戻している。
　ステップ３００７において、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧の時間変化率βが０未満であると判定された場合には、ステップ３００８へ進む（Ｙｅｓ）。一方、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧の時間変化率βが０以上であると判定された場合には、ステップ３００６へ戻る（Ｎｏ）。
　ステップ３００８では、位置決め通電モードを実施する。通電モード（２）を位置決め通電モードに戻した場合、ステップ３００４において位置決め通電モードを通電モード（２）に切り替えたときと同様、図１３に示すように、非通電相（Ｕ相）に生じる電圧が還流によりＧＮＤ電圧に張り付く現象が生じる。また、本ステップの後に実施するステップ１００２では、非通電相の電圧自体に基づいて、位置決め制御処理が完了したか否かを判定する。したがって、ステップ１００２を実行する場合には、ステップ３００５のように、本ステップで位置決め通電モードを実施していから還流時間が経過するまで非通電相の電圧を検出しないようにしてもよい。また、非通電相の電圧がＧＮＤ電圧に張り付いてから再び立ち上がるときのエッジを検出してから、非通電相の電圧を検出するようにしてもよい。これは、後述する正方向切り替え処理についても同様である。なお、ステップ２００１は、本ステップの実施により不要である。
　図１５は、ステップ２００７における通電モードの正方向切り替え処理についての詳細を示す。なお、正方向切り替え処理は、逆方向に回動するロータ１２０に対して正方向のトルクを発生させるという点で相違する以外には、図１１の逆方向切り替え処理と同様であるので、説明を簡略化ないし省略して述べる。
　ステップ４００１では、ステップ２００３と同様に、非通電相（例えば、Ｕ相）に生じる電圧の微小時間Δｔにおける時間変化率α´を演算する。
　ステップ４００２では、通電モードの正方向切り替え実施フラグＦccwの設定を行う。正方向切り替え実施フラグＦccwは、通電モードの正方向切り替えを実施するか否かいずれかを示すフラグである。ここで、Ｆccw＝１である場合、正方向切り替えを実施することを示し、Ｆccw＝０である場合、正方向切り替えを実施しないことを示すものとする。本実施形態のように、位置決め通電モードが通電モード（３）である場合、Ｆccw＝０は、通電モード（４）への切り替えを実施しないことを示し、Ｆccw＝１は、通電モード（４）への切り替えを実施することを示している。
　時間変化率α´が０未満である場合には、正方向切り替えの実施を中止すべく、Ｆccw＝０に設定する一方、時間変化率α´が０以上である場合には、正方向切り替えを実施すべく、Ｆccw＝１に設定する。
　ステップ４００３では、正方向切り替え実施フラグＦccwが０と１とのいずれであるかを判定する。Ｆccw＝０である場合、通電モードの正方向切り替えを実施しないため、ステップ１００２における位置決め制御処理が完了しているか否かを判定すべく、通電モードの正方向切り替え処理を終了する。一方、Ｆccw＝１である場合、通電モードの正方向切り替えを実施すべく、ステップ４００４へ進む。
　ステップ４００４では、通電モードを位置決め通電モードから正方向へ切り替える。
　本実施形態のように、位置決め通電モードが通電モード（３）である場合、通電モード（４）へ切り替える。
　ステップ４００５では、ステップ４００４において通電モードを逆方向に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、通電モードの切り替えに伴って非通電相に流れる還流電流が発生している時間である。所定時間が経過していると判定された場合には、ステップ４００６へ進み（Ｙｅｓ）、一方、所定時間が経過していないと判定された場合には、本ステップを繰り返す（Ｎｏ）。
　ステップ４００６では、ステップ２００３と同様に、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧の時間変化率βを演算する。
　ステップ４００７では、通電モードを位置決め通電モードに戻すタイミングを検出すべく、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧の時間変化率βが０未満であるか否かを判定する。非通電相（Ｖ相）に生じる電圧の時間変化率βが０未満であると判定された場合には、ステップ４００８へ進む（Ｙｅｓ）。一方、非通電相（Ｖ相）に生じる電圧の時間変化率βが０以上であると判定された場合には、ステップ４００６へ戻る（Ｎｏ）。
　ステップ４００８では、位置決め通電モードを実施する。
　このようなモータ制御装置２００によれば、位置決め通電モードにより回動するロータ１２０に対し、回動方向と反対方向にトルクを発生させて「ブレーキ」を作用させることができる。このため、ブラシレスモータ１００により駆動される電動ウォータポンプ２６の回転体やロータ１２０自体のイナーシャが大きくなっても、位置決め通電モードにおける位置決め角度に対するロータ１２０の揺動が減衰しにくくなることがない。したがって、ロータ１２０の位置決めに要する時間が、例えば、約０．８秒から０．１１５秒まで短縮できるため、ステップ１００３におけるセンサレス制御を速やかに開始することが可能となり、電動ウォータポンプ２６の起動応答性が向上する。
　なお、前述の実施形態において、所定の場合には、位置決め通電モードを正方向あるいは逆方向に切り替えて、回動するロータ１２０に「ブレーキ」を働かせる、ステップ２００２～ステップ２００７の処理を実施しなくともよい。これは、冷却システムにおける冷却水の粘度の温度依存性により、水温が低下して電動ウォータポンプ２６のフリクションが高くなると、このフリクションが「ブレーキ」代わりとなって、ロータ１２０の揺動が減衰しやすくなるからである。したがって、前述の所定の場合とは、例えば、位置決め通電モードの切り替えにより「ブレーキ」を作用させなくても電動ウォータポンプ２６の起動応答性に影響を与えない冷却水の粘度となる水温の上限値に対し、水温の実測値がこの上限値以下となる場合である。
　これとは別に、前述の所定の場合とは、非通電相の電圧が図８（ｂ）のΔθの範囲に収まっていることを前提に、非通電相の電圧の、例えば、ゼロクロス点などにおける時間変化率が所定率以下となっている場合としてもよい。非通電相電圧の時間変化率は、ロータの磁極位相が同じであっても、冷却水の粘度が高くなるにつれて低下するので、前述の所定率は、電動ウォータポンプ２６の起動応答性に影響を与えない冷却水の粘度となる場合の時間変化率の上限値である。
　前述の実施形態において、位置決め通電モードを逆方向又は正方向に切り替えて（ステップ３００４、ステップ４００４）、回動するロータ１２０に回動方向と反対方向にトルクを生じさせて「ブレーキ」を作用させているが、この「ブレーキ」の大きさは、ステップ２００１の位置決め通電モード実施から経過した時間に応じて、徐々に小さくしてもよい。具体的には、位置決め通電モードである通電モード（３）から通電モード（２）又は通電モード（４）に切り替えられた場合に、位置決め通電モードの実施から経過した時間に応じて、通電モード（２）又は通電モード（４）におけるモータ印加電圧Ｖを減少させる。これにより、ロータ１２０の回動方向と反対方向に生じるトルクを低下させて、「ブレーキ」の大きさを徐々に小さくすることができるので、「ブレーキ」の効き過ぎによりロータ１２０の揺動がかえって減衰しにくくなる可能性を低減する。
　また、時間に応じて「ブレーキ」の大きさを徐々に小さくする前述の方法に代えて、位置決め通電モードにおける非通電相の電圧の振幅に応じて「ブレーキ」の大きさを徐々に小さくしてもよい。図１６（ａ）に示すように、位置決め通電モードにおける非通電相の電圧は、ロータ１２０の揺動が減衰していくのに伴い、徐々に小さくなるピーク電圧（図中の白抜き丸印）を、ステップ２００２において通電モードの切り替え制御を開始できると判定されてから順次検出する。また、図１６（ｂ）に示すように、各ピーク電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６…を、最初に検出されたピーク電圧Ｖ１で除算し、かつ、絶対値化したピーク電圧比率｜Ｖ１／Ｖ１｜，｜Ｖ２／Ｖ１｜，｜Ｖ３／Ｖ１｜，｜Ｖ４／Ｖ１｜，｜Ｖ５／Ｖ１｜，｜Ｖ６／Ｖ１｜…、を順次演算する。そして、ピーク電圧比率の演算後、最初にステップ３００４又はステップ４００４を実施する場合、モータ印加電圧Ｖ（あるいは－Ｖ）に最新のピーク電圧比率を乗算した電圧を印加して、通電モード（２）あるいは通電モード（４）を実施する。このようにしても、ロータ１２０の回動方向と反対方向に生じるトルクを低下させて、「ブレーキ」の大きさを徐々に小さくすることが可能であるので、「ブレーキ」の効き過ぎによりロータ１２０の位置決めに要する時間の短縮化を阻害しないようにすることができる。
　なお、「ブレーキ」の大きさを徐々に小さくするのは、時間や、位置決め通電モードにおける非通電相の電圧に応じてだけでなく、前述した水温や時間変化率に応じて行うことも可能である。例えば、水温の上昇に伴って「ブレーキ」の大きさを小さくする一方、水温の低下に従って「ブレーキ」の大きさを徐々に大きくする。また、例えば、時間変化率の増大に従って「ブレーキ」の大きさを徐々に小さくする一方、時間変化率の減少に従って「ブレーキ」の大きさを徐々に大きくする。
　ブラシレスモータ１００は、前述のように、電動ウォータポンプ２６の動力源に適用されるだけでなく、例えば、エンジン・変速機などへ潤滑冷却機能・油圧を提供するオイルポンプの動力源や、車両の様々な機構部品を作動させるための電動アクチュエータなど、種々の用途に適用可能である。
　ここで、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）ブラシレスモータの起動指令を受けた場合に、前記ブラシレスモータの複数相のうち２相へ通電してロータを所定位置に位置決めするブラシレスモータの制御装置であって、前記２相に対して通電する前記位置決め通電モードを、前記２相と異なる他の２相へ通電する通電モードへ一時的に切り替えた場合、前記位置決め通電モードを再開するときには所定時間経過してから前記位置決め通電モードを実施することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、位置決め通電モードから通電モードが切り替わった場合に、還流電流が非通電相に流れても、所定時間を還流電流が流れる時間に設定すれば、非通電相の電圧について時間変化率の演算を行なえないようになる。したがって、非通電相電圧の時間変化率を精度良く演算することができる。
（ロ）前記位置決め通電モードは、前記非通電相に生じる電圧の変化率における正負に応じて、又は、前記非通電相に生じる電圧の傾きにおける正負に応じて、前記他の２相へ通電する通電モードへ一時的に切り替えられることを特徴とする請求項１～請求項３、又は（イ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、非通電相の電圧に対してロータの回動速度に応じた速度起電圧が重畳することによりロータ磁極位相の特定が困難であっても、ロータが正方向又は逆方向のいずれに回動しているかを推定できる。
（ハ）前記位置決め通電モードを前記他の２相へ通電する通電モードへ一時的に切り替えた場合、前記他の２相へ通電する通電モードは、前記非通電相に生じる電圧の変化率における正負に応じて、又は、前記非通電相に生じる電圧の傾きにおける正負に応じて、前記位置決め通電モードに再び切り替えられることを特徴とする請求項１～請求項３、又は（イ）若しくは（ロ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、非通電相の電圧に対してロータの回動速度に応じた速度起電圧が重畳することによりロータ磁極位相の特定が困難であっても、ロータが正方向又は逆方向のいずれに回動しているかを推定できる。
（ニ）前記位置決め通電モードから前記他の２相へ通電する通電モードに切り替える場合の前記非通電相に生じる電圧の変化率は、前記他の２相へ通電する通電モードから前記位置決め通電モードに切り替える場合の前記非通電相に生じる電圧の変化率に対して、正負が逆になることを特徴とする請求項１～請求項３、又は（イ）～（ハ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、通電モードを切り替えるか否かの判断が容易である。
（ホ）前記位置決め通電モードから前記他の２相へ通電する通電モードに切り替える場合の前記非通電相に生じる電圧の傾きは、前記他の２相へ通電する通電モードから前記位置決め通電モードに切り替える場合の前記非通電相に生じる電圧の傾きに対して、正負が逆になることを特徴とする請求項１～請求項３、又は（イ）～（ハ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、通電モードを切り替えるか否かの判断が容易である。
（ヘ）前記ブラシレスモータが電動ポンプを駆動する場合、前記位置決め通電モードは、前記電動ポンプにより圧送される媒体の温度に応じて、ロータが回動可能な電圧を前記２相に通電することを特徴とする請求項１～請求項３、又は（イ）～（ホ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、位置決め制御において、電動ポンプにより圧送される媒体とのフリクションに抗してロータの回動を可能にしつつ、無駄な電力を消費しないという利点が得られる。
（ト）前記ブラシレスが電動ポンプを駆動する場合、前記他の２相へ通電する通電モードは、前記電動ポンプにより圧送される媒体の粘度に応じて、前記他の２相へ通電する電圧を変更することを特徴とする請求項１～請求項３、又は（イ）～（ヘ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。電動ポンプにより圧送される媒体の粘度の温度依存性により、媒体の温度が低下して電動ウォータポンプのフリクションが高くなると、このフリクションが「ブレーキ」代わりとなって、ロータの揺動が減衰しやすくなる。このため、「ブレーキ」を必要としない場合に無駄な電力を消費することがない。
（チ）前記他の２相へ通電する通電モードは、前記媒体の温度に応じて、前記他の２相へ通電を行うことを特徴とする（ト）に記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、電動ポンプにより圧送される媒体の粘度を媒体の温度で推定して、この温度に応じて前記他の２相へ通電する電圧を変更することができる。
（リ）前記他の２相へ通電する通電モードは、前記非通電相に生じる電圧の変化率に応じて、前記他の２相へ通電を行うことを特徴とする（ト）に記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、電動ポンプにより圧送される媒体の粘度を、非通電相に生じる電圧の変化率で推定して、この変化率に応じて前記他の２相へ通電する電圧を変更することができる。
（ヌ）前記他の２相へ通電する通電モードは、前記位置決め通電モードにより前記２相へ通電を開始してからの経過時間に応じて、前記他の２相へ通電する電圧を徐々に減少させることを特徴とする請求項１～請求項３、又は（イ）～（リ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、「ブレーキ」の効き過ぎによりロータの揺動がかえって減衰しにくくなる可能性を低減できる。
（ル）前記他の２相へ通電する通電モードは、前記位置決め通電モードにおける非通電相電圧の振幅に応じて、前記他の２相へ通電する電圧を徐々に減少させることを特徴とする請求項１～請求項３、又は（イ）～（リ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。このようにすれば、（ヌ）と同様に、「ブレーキ」の効き過ぎによりロータの揺動がかえって減衰しにくくなる可能性を低減できる。
　１００…ブラシレスモータ、１１０ｕ…Ｕ相、１１０ｖ…Ｖ相、１１０ｗ…Ｗ相、１２０…ロータ、２００…モータ制御装置、２１０…駆動回路、２２０…制御器

Claims (14)

  1. 　ブラシレスモータの起動指令を受けた場合に、前記ブラシレスモータの所定相に対する通電を保持してロータを所定位置に位置決めするブラシレスモータの制御装置であって、
    　前記所定相に対して通電を保持する位置決め通電モードを、非通電相に生じる電圧に基づいて、前記所定相と異なる組み合わせの相に通電する他の通電モードへ一時的に切り替えることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
  2. 　前記他の通電モードは、前記位置決め通電モードにより回動する前記ロータに対し、回動方向と反対方向にトルクを発生させることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  3. 　前記位置決め通電モードは、前記非通電相に生じる電圧の変化に応じて、前記他の通電モードへ一時的に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  4. 　前記位置決め通電モードを、前記非通電相に生じる電圧に基づいて、前記他の通電モードへ一時的に切り替えた場合、前記位置決め通電モードを再開するときには所定時間経過してから前記位置決め通電モードを実施することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  5. 　前記位置決め通電モードは、前記非通電相に生じる電圧の変化率における正負に応じて、前記他の通電モードへ一時的に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  6. 　前記位置決め通電モードを前記他の通電モードへ一時的に切り替えた場合、前記他の通電モードは、前記非通電相に生じる電圧の変化率における正負に応じて、前記位置決め通電モードに再び切り替えられることを特徴とする請求項５に記載のブラシレスモータの制御装置。
  7. 　前記位置決め通電モードから前記他の通電モードに切り替える場合の前記非通電相に生じる電圧の変化率は、前記他の通電モードから前記位置決め通電モードに切り替える場合の前記非通電相に生じる電圧の変化率に対して、正負が逆になることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  8. 　前記ブラシレスモータが電動ポンプを駆動する場合、前記位置決め通電モードでの通電電圧は、前記電動ポンプにより圧送される媒体の温度に応じて前記ロータが回転できる電圧であることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  9. 　前記ブラシレスモータが電動ポンプを駆動する場合、前記他の通電モードでの通電電圧は、前記電動ポンプにより圧送される媒体の粘度に応じて変更されることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  10. 　前記他の通電モードでの通電電圧は、前記媒体の温度に応じて変更されることを特徴とする請求項９に記載のブラシレスモータの制御装置。
  11. 　前記他の通電モードでの通電電圧は、前記非通電相に生じる電圧の変化率に応じて変更されることを特徴とする請求項９に記載のブラシレスモータの制御装置。
  12. 　前記他の通電モードでの通電電圧を、前記位置決め通電モードにより前記所定相へ通電を開始してからの経過時間に応じて、徐々に減少させることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  13. 　前記他の通電モードでの通電電圧を、前記位置決め通電モードにおける前記非通電相の電圧の振幅に応じて、徐々に減少させることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
  14. 　ブラシレスモータのコントロールユニットが、該ブラシレスモータの起動指令を受けた場合に、該ブラシレスモータの所定相に対する通電を保持し、非通電相に生じる電圧に基づいて、前記所定相と異なる組み合わせの相へ一時的に通電を切り替えるブラシレスモータの制御方法。
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