(57)【要約】【課題】ブラシレスモータを高効率で駆動する時間を増やして省電力化を図る。【解決手段】オーディオ状態検出部２６ａによって、オーディオシステムが動作状態にあると判断されたときは、車両用ブラシレスモータ１０を、その回転数によらずに、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動して、オーディオシステムが動作状態にあると判断されないときは、ブラシレスモータ１０を所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたブラシレスモータを所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、前記ブラシレスモータを所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動する車両用ブラシレスモータの制御方法において、
前記車両の車内騒音が大きい状態であるか否かを判断して、車内騒音が大きい状態であると判断されたときには、前記ブラシレスモータを、その回転数によらずに前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とする車両用ブラシレスモータの制御方法。
【請求項２】
前記第１の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
前記第２の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法。
【請求項３】
前記第１の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、前記ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
前記第２の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記界磁用永久磁石に対する前記センサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法。
【請求項４】
前記第１の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧波形を正弦波として、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
前記第２の駆動モードは、前記電圧波形を矩形波として、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法。
【請求項５】
前記車両のオーディオシステムからオーディオ信号が出力しているときは、前記ブラシレスモータを前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法。
【請求項６】
前記車両のウインドウ、またはサンルーフが開いているときは、前記ブラシレスモータを前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたブラシレスモータの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるモータ、例えば、空調装置に用いられるブロアファンを回転駆動するモータには、一般に、電機子コイルに流れる電流の方向を、半導体素子で構成されたスイッチング素子によって切り替えて、回転駆動力を生成するブラシレスモータが用いられている。
【０００３】
そして、特許文献１に記載された発明では、車両用空調装置のブロアファンを回転させるブラシレスモータを、低速回転（例えば１１２５rpm以下の回転数）のときは、低騒音となるように、電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前後の接続点に重複して電圧を印加する時間幅（オーバーラップ時間）を増やすように制御して、一方、高速回転（例えば１８００rpm以上の回転数）のときは、高効率となるように、オーバーラップ時間を減らすように制御して、低速回転時の騒音低減と、高速回転時の高効率化を両立させていた。
【０００４】
また、特許文献２に記載された発明では、ブラシレスモータが低速回転しているときは、センサマグネットの界磁用永久磁石に対する遅れ角の進角量が少なくなるように制御して、一方、ブラシレスモータが高速回転しているときは、センサマグネットの界磁用永久磁石に対する遅れ角の進角量が多くなるように制御して、前記と同様の効果を得ていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１９０６２８号
【特許文献２】特許第４１４２８０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際の車両環境を考慮すると、車両用空調装置のブロアファンを低速で回転させる状況の中には、ブラシレスモータを必ずしも低騒音で駆動させなくてもよい状況がある。例えば、車両に設置されたオーディオシステムで音楽やラジオを聞いているとき、あるいは、車両のウインドウやサンルーフを開いて走行しているときなどは、一般に車内騒音が大きい状態であるため、仮に、ブラシレスモータが発する騒音が多少大きくなっても、モータが発する騒音によって運転者や乗員の快適性を損なうことはない。
【０００７】
すなわち、ブラシレスモータを低速で回転させる領域であっても、ブラシレスモータを高効率で運転することによって、省電力化が図れる領域を、より一層拡大することができる可能性があった。  
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、車内の騒音状態に基づいて、ブラシレスモータを高効率で運転する領域をより一層拡大することができる車両用ブラシレスモータの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、車内騒音が大きい状態であると判断されたときには、ブラシレスモータを高効率で回転させる駆動モードで駆動するものである。
【００１０】
すなわち、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、車両に搭載されたブラシレスモータを所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、前記ブラシレスモータを所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動する車両用ブラシレスモータの制御方法において、前記車両の車内騒音が大きい状態であるか否かを判断して、車内騒音が大きい状態であると判断されたときには、前記ブラシレスモータを、その回転数によらずに前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とする。
【００１１】
このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両用ブラシレスモータを、所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するときに、車両の車内騒音が大きい状態であると判断されたときには、ブラシレスモータの回転数によらずに、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するため、ブラシレスモータを第１の駆動モードで駆動していた低回転領域であっても、車内騒音が大きい状態であると判断されたときには、より効率の高い第２の駆動モードで駆動するため、ブラシレスモータを高効率で駆動する時間が増えることによって、省電力化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第１の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第２の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。
【００１３】
このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによってブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第２の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによってブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの各相に印加する電圧波形のオーバーラップ時間を変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを確実に切り替えることができる。
【００１４】
また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第１の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、前記ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第２の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記界磁用永久磁石に対する前記センサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。
【００１５】
このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、ブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第２の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、界磁用永久磁石に対するセンサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、ブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの遅れ角の進角量を変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを確実に切り替えることができる。
【００１６】
また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第１の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧波形を正弦波として、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第２の駆動モードが、前記電圧波形を矩形波として、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。
【００１７】
このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧波形を正弦波としてブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第２の駆動モードを、電圧波形を矩形波としてブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの電機子コイルに印加する電圧波形を変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードを確実に切り替えることができる。
【００１８】
また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記車両のオーディオシステムからオーディオ信号が出力しているときに、前記ブラシレスモータを前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とする。
【００１９】
このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両のオーディオシステムからオーディオ信号が出力しているときは、車内騒音が大きい状態であると判断して、ブラシレスモータを第２の駆動モードで駆動するため、車両のオーディオシステムの状態を確認するという簡単な処理によって車内騒音の状態を推定して、ブラシレスモータを高効率で駆動する時間を増やして省電力化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記車両のウインドウ、またはサンルーフが開いているときに、前記ブラシレスモータを前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とする。
【００２１】
このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両のウインドウ、またはサンルーフが開いていると判断されたときは、車内騒音が大きい状態であると判断して、ブラシレスモータを第２の駆動モードで駆動するため、ウインドウやサンルーフの開閉状態を確認するという簡単な処理によって車内騒音の状態を推定して、ブラシレスモータを高効率で駆動する時間を増やして省電力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両に搭載されたブラシレスモータを高効率で駆動する時間を増やすことができるため、省電力化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）はロータの回転角が０°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。（ｂ）はロータの回転角が０°のときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。（ｃ）はロータの回転角が３０°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。（ｄ）はロータの回転角が３０°のときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。
【図２】図１（ａ）に示したブラシレスモータのスイッチング動作を行う際に、隣り合う相の間でオーバーラップが生じているときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。
【図３】オーバーラップ制御によるＵ相，Ｖ相，Ｗ相に印加される電圧波形のオーバーラップ状態を示す電圧波形図である。
【図４】ブラシレスモータの回転数に対する、オーバーラップ時間の制御目標の一例を示す図である。
【図５】実施例１におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】実施例１の動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は遅れ角３０°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。（ｂ）は遅れ角４２°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。
【図８】ブラシレスモータの回転数に対する、遅れ角の進角量の制御目標の一例を示す図である。
【図９】実施例２におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】(ａ）は磁気センサから出力されるセンサ信号のタイムチャートである。（ｂ）はＭＯＳＦＥＴをスイッチングするゲート信号のタイムチャートである。
【図１１】実施例２の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）はブラシレスモータに印加する正弦波状の電圧波形の例を示す図である。（ｂ）はブラシレスモータに印加する矩形波状の電圧波形の例を示す図である。
【図１３】実施例３におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】実施例３の動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法の具体的な実施例について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２５】
本発明の第１の実施形態である実施例１について、図１から図６を用いて説明する。
【００２６】
［ブラシレスモータの構造の説明］
まず、本発明のブラシレスモータの構造について、図１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００２７】
図１（ａ）は、本発明のブラシレスモータ１０を下側から見た下面図である。このブラシレスモータ１０は、車両に搭載されて、車両用空調装置の送風機ファンの駆動に用いられ、三相２極巻線のアウタロータ形のブラシレスＤＣモータ（以後、単にブラシレスモータと呼ぶ）であり、内周側のステータ３に電機子コイル（４ａ〜４ｆ）、外側のロータ１にメインマグネット（界磁用永久磁石）２を備えている。
【００２８】
すなわち、図１（ａ）において、ステータ３には、各突出部（３ａ〜３ｆ）をコアとして、突出部３ａ〜３ｆの外周部に、回転磁界を生成する三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の電機子コイル４ａ〜４ｆが配置されている。また、ステータ３の外側には、９０°間隔でメインマグネット（界磁用永久磁石）２を備えたロータ１が配置されている。このロータ１の回転位置を示すセンサマグネット５は、Ｎ極とＳ極とが２対、ロータ１の回転中心に対し均等角度に配置されて、ロータ１と一体に回転するシャフト６に取り付けられている。
【００２９】
そして、図１（ａ）のブラシレスモータ１０は、ロータ１と、メインマグネット（界磁用永久磁石）２と、センサマグネット５と、シャフト６と、が一体となって、回転方向Ｒの向きに回転する。
【００３０】
なお、センサマグネット５によって発生する磁界の方向を検出する磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）が、ステータ３の内周側に１２０°間隔で均等に配置されている。磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）には、例えば、電流に直角に磁場をかけると、電流と磁場の両方に直交する方向に起電力が生じる、いわゆるホール効果を利用して磁界を検出するホールＩＣが用いられる。
【００３１】
ブラシレスモータ１０にあっては、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えるタイミング、すなわち、ロータ１とメインマグネット（界磁用永久磁石）２の位置関係に応じて、発生するトルクが変化する。ロータ１の回転位置を示すセンサマグネット５は、本実施例１では、メインマグネット２に対して遅れ角４２°でシャフト６に取り付けられて、さらに電気的な進角制御を行っている。なお、図１（ａ）において、領域Ｐ１は電流経路が短く、他の電機子コイルに対して２倍の電流が流れているコイルを示す（詳しく後述する）。また、領域Ｐ２は電機子コイル４ｃ（４ｆ）とメインマグネット２との反発力による正回転トルク発生位置、そして、領域Ｐ３は電機子コイル４ａ（４ｄ）とメインマグネット２との反発力による逆トルク発生位置を示す。
【００３２】
ブラシレスモータ１０が図１（ａ）の状態にあるとき、各電機子コイル（４ａ〜４ｆ）は、後述するＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）と、図１（ｂ）に示すように接続されている。
【００３３】
すなわち、磁気センサ（ＩＣ３）から出力される信号を用いて、図１（ｂ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１），（Ｑ５）がスイッチングされて導通状態となり、外部に設置した直流電源から、所定の直流電圧が、接続点Ｕａと接続点Ｖａの間に印加される。このとき、接続点Ｕａから接続点Ｖａに向けて、２つの電流経路に沿って電流が流れる。第１の電流経路は、接続点Ｕａから電機子コイル（４ｃ，４ｆ）を経て接続点Ｖａに至る経路であり、第２の電流液路は、接続点Ｕａから電機子コイル（４ｂ，４ｅ，４ａ，４ｄ）を経て接続点Ｖａに至る経路である。
【００３４】
［ブラシレスモータの動作の説明］
次に、ブラシレスモータ１０が回転する原理について、図１（ａ）〜図１（ｄ）を用いて簡単に説明する。
【００３５】
図１（ｂ）の接続状態にある場合、第１の電流経路の抵抗値は第２の電流経路の抵抗値の半分になるため、第１の電流経路には、第２の電流経路に対して２倍の電流が流れる。前述した領域Ｐ１（図１（ａ）参照）は、この２倍の電流が流れる電機子コイル（４ｃ，４ｆ）を示している。そして、この電流値が２倍となる電機子コイル（４ｃ，４ｆ）とメインマグネット２との間には、他の電機子コイル（４ａ，４ｂ，４ｄ，４ｅ）と比べて、特に強い反発力が生じる。そして、この反発力によって、前記した逆トルクが打ち消されて、ロータ１は、回転方向Ｒの向きに回転する。
【００３６】
図１（ｃ）は、このようにしてロータ１が、回転方向Ｒの向きに３０°回転した状態を示している。そして、図１（ｄ）は、このときのＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）の状態を示す。すなわち、この場合、磁気センサ（ＩＣ１）から出力される信号を用いて、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ３），（Ｑ５）が導通して、所定の直流電圧が、接続点Ｗａと接続点Ｖａの間に印加される。
【００３７】
そして、この場合は、電機子コイル（４ａ，４ｄ）とメインマグネット２との間に、他の電機子コイル（４ｂ，４ｃ，４ｅ，４ｆ）と比べて、特に強い反発力が生じ、ロータ１は、さらに回転方向Ｒの向きに回転する。以下、同様の動作を繰り返して、ブラシレスモータ１０は回転方向Ｒの向きに回転を続ける。
【００３８】
なお、図１（ａ），（ｃ）に示したブラシレスモータ１０の構造によると、センサマグネット５は、Ｎ極とＳ極とが９０°毎に配置されるため、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）からの磁界方向変化検出信号（以下、単にセンサ信号と呼ぶ）は、ロータ１が１回転する間に２周期変化する。これによって、ロータ１の回転を２倍細かくタイミング制御することができる。また、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）を均等間隔で３個配置したことによって、ロータ１の回転を３倍細かくタイミング制御することができる。この均等間隔で配置された磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）からの磁界方向検出結果に基づき、ロータ１が１回転する間にＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）の導通／非導通を計１２回スイッチングし、導通されたＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）の組み合わせによって、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に電圧を印加する電源側接続点と接地側接続点とを順次切り替えることによって、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流の方向を切り替える。その結果、回転磁界が生成されて、ロータ１が回転方向Ｒの向きに回転する駆動力が得られる。
【００３９】
［ブラシレスモータの駆動モードの説明］
次に、ブラシレスモータ１０の駆動モードについて、図１〜図４を用いて説明する。
【００４０】
図２は、本実施例１において行うオーバーラップ制御の説明図である。図１（ｂ）に示す、接続点Ｕａと接続点Ｖａとの間に電圧を印加し、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１），（Ｑ５）を導通とする状態から、図１（ｄ）に示す、接続点Ｗａと接続点Ｖａとの間に電圧を印加し、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ３），（Ｑ５）を導通とする状態への切り替えを行う際に、図２に示すように、接続点Ｕａと接続点Ｗａを共に電源側に接続して、接続点Ｖａを接地側に接続する状態を作るものとする。このとき、接続点Ｕａと接続点Ｗａにはともに等しい電圧が印加されており、この状態をオーバーラップ状態と呼ぶことにする。
【００４１】
オーバーラップ状態にあるときは、接続点Ｕａ，接続点Ｗａは同電位となって、接続点Ｕａ，接続点Ｗａ間には電流が流れない。このため、図１（ｂ）の接続状態から図２に示すオーバーラップ状態を経て、図１（ｄ）の接続状態に移行させることによって、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流の変化が穏やかとなり、その結果、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）発生する磁束の変化が穏やかとなる。このため、ロータ１のメインマグネット２と電機子コイル（４ａ〜４ｆ）間の反発力の変化が穏やかとなって、反発力によって生じる固有振動音が小さくなる。また、その反面、有効な回転トルクを生じる期間が短くなるため、トルクの発生効率が低下する。
【００４２】
このオーバーラップ状態は、図３のタイミングチャートに示すように、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の各相（Ｕ，Ｖ、Ｗ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を切り替えるタイミングにおいて、切り替えタイミング前に電圧を印加していた相（Ｕ，Ｖ，Ｗのいずれか）と、切り替えタイミング後に電圧を印加する相（Ｕ，Ｖ，Ｗのいずれか）に、同時に電圧を印加することによって実現することができる。このとき、同時に電圧を印加する時間をオーバーラップ時間δと呼ぶことにする。
【００４３】
本実施例１では、具体的には、オーバーラップ時間δを図４に示すように制御する。すなわち、オーバーラップ時間δを長く（例えば６７０μsec）設定してブラシレスモータ１０を低騒音で駆動する第１の駆動モードと、オーバーラップ時間δを短く（例えば７５μsec）設定してブラシレスモータ１０を高効率で駆動する第２の駆動モードを設定する。
【００４４】
そして、車両のオーディオシステム（ラジオ，ＣＤ，ＴＶ等）が動作して、オーディオ信号が出力されているとき（音楽や音声が出力されているとき）には、ブラシレスモータ１０の目標回転数によらずに、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。また、車両のオーディオシステムが動作していないときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数が低い（例えば１１２５rpm以下）ときには、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動して、ブラシレスモータ１０の目標回転数が高い（例えば１８００rpm以上）ときには、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。さらに、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１１２５rpmと１８００rpmの間にあるときには、目標回転数に応じてオーバーラップ時間δを緩やかに切り替える。これは、オーバーラップ時間δを急激に変化させると、ブラシレスモータ１０の回転トルクも急激に変化するため、モータの回転むらが発生するためである。
【００４５】
［実施例１の構成の説明］
次に、実施例１の具体的な構成について、図５を用いて説明する。
【００４６】
図５は、本実施例１において、ブラシレスモータ１０の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置１００ａの全体構成を示すブロック図である。すなわち、ブラシレスモータ制御装置１００ａは、ブラシレスモータ１０と、センサ信号検出部１２と、スイッチングタイミング演算部１４ａと、モータ駆動部２０と、ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）と、電源供給部２２と、オーディオ状態検出部２６ａと、空調制御部２４と、からなる。
【００４７】
オーディオ状態検出部２６ａは、車両に設置されたラジオ，ＣＤ，ＴＶ等のオーディオシステムが動作状態にあるか否かを検出する。具体的には、オーディオスイッチが押下されていること検出して、オーディオシステムの動作状態を検出する。
【００４８】
電源供給部２２は、モータ駆動部２０、およびＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）に対して、必要な直流電圧を供給する。
【００４９】
センサ信号検出部１２は、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力されるセンサ信号に基づいて、センサマグネット５の磁界方向が変化したことを検出する。そして、各々の磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）のセンサ信号の反転信号を生成して、非反転信号と合わせて６種類の信号からなるセンサ信号としてスイッチングタイミング演算部１４ａに入力する。これは、後述するスイッチングタイミング演算部１４ａが、信号の立ち下がりエッジを検出して動作するため、立ち上がりエッジを立ち下がりエッジに変換して検出するためである。
【００５０】
スイッチングタイミング演算部１４ａはマイクロコンピュータで構成されており、さらに、オーバーラップ時間算出部１５ａと、オーバーラップ制御部１６ａと電流切り替えタイミング生成部１７ａと、からなる。
【００５１】
オーバーラップ時間算出部１５ａは、車両のオーディオシステムの動作状態に基づいて、ブラシレスモータ１０の駆動モードを決定して、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前後の接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａのいずれか）に重複して電圧を印加する時間であるオーバーラップ時間δを算出する。すなわち、オーディオ状態検出部２６ａによって車両のオーディオシステムが動作していると判断されたときは、車室内の騒音が大きい状態であると推定して、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流の切り替えタイミングにおいて、切り替え前に電流を流していた（電圧を印加していた）電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、切り替え後に電流を流す（電圧を印加する）電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、に重複して電流を流す（電圧を印加する）時間を減らすことによってブラシレスモータ１０を駆動する第２の駆動モードで駆動する。
【００５２】
一方、オーディオ状態検出部２６ａによって車両のオーディオシステムが動作していないと判断されたときは、車室内の騒音が大きい状態ではないと推定して、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流の切り替えタイミングにおいて、切り替え前に電流を流していた（電圧を印加していた）電機子コイルと、切り替え後に電流を流す（電圧を印加する）電機子コイルと、に重複して電流を流す（電圧を印加する）時間（オーバーラップ時間δ）を増やすことによってブラシレスモータ１０を駆動する第１の駆動モードで駆動する。
【００５３】
オーバーラップ制御部１６ａは、オーバーラップ時間算出部１５ａで算出されたオーバーラップ時間δを設定するために必要な、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流の切り替えタイミングを算出する。
【００５４】
電流切り替えタイミング生成部１７ａは、オーバーラップ制御部１６ａで算出された電流の切り替えタイミングと、空調制御部２４から得た、ブラシレスモータ１０の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に流す電流の切り替えタイミングを決定する。このとき、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１８００rpm）以上の値が指示されたときには、オーディオ状態検出部２６ａの検出結果に関わらずに、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。また、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１１２５rpm）以下の値が指示されたときには、オーディオ状態検出部２６ａによって、車両のオーディオシステムが動作していると判断されたときには、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動して、車両のオーディオシステムが動作していないと判断されたときには、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。
【００５５】
そして、モータ駆動部２０は、ブラシレスモータ１０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に印加する電圧を発生させるタイミング信号を、モータ駆動部２０に接続されたＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）のゲートに印加する。
【００５６】
ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）は、電源供給部２２から供給される直流電圧を、前記タイミング信号で設定された所定のタイミングで断続して、ブラシレスモータ１０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に供給する。
【００５７】
このようにして各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に供給された電圧信号が、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加されることによって、ステータ３に回転磁界が発生し、この回転磁界と、ロータに設置されたメインマグネット（界磁用永久磁石）２との間で、磁力による吸引力と反発力が発生して、ブラシレスモータ１０が所定の回転数で回転する。
【００５８】
［実施例１の処理の流れの説明］
次に、実施例１の具体的な処理の流れについて、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
（ステップＳ６０）電流切り替えタイミング生成部１７ａは、空調制御部２４から出力された空調制御信号に基づいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数を算出する。
【００６０】
（ステップＳ６２）車両のオーディオ信号が出力している（オーディオシステムが動作している）か否かを判断して、車両のオーディオ信号が出力している（オーディオシステムが動作している）ときはステップＳ７０に進み、車両のオーディオ信号が出力していない（オーディオシステムが動作していない）ときはステップＳ６４に進む。なお、この処理は、オーバーラップ時間算出部１５ａで行われる。
【００６１】
（ステップＳ６４）オーバーラップ時間算出部１５ａにおいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１８００rpm以上か否かを判断する。もし、目標回転数が１８００rpm以上ならばステップＳ７０に進み、それ以外のときはステップＳ６６に進む。
【００６２】
（ステップＳ６６）オーバーラップ時間算出部１５ａにおいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１１２５rpm以下か否かを判断する。もし、目標回転数が１１２５rpm以下ならばステップＳ６８に進み、それ以外のときはステップＳ７２に進む。
【００６３】
（ステップＳ６８）電流切り替えタイミング生成部１７ａにおいて、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。
【００６４】
（ステップＳ７０）電流切り替えタイミング生成部１７ａにおいて、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。
【００６５】
（ステップＳ７２）電流切り替えタイミング生成部１７ａにおいて、目標回転数に応じたオーバーラップ時間δを有する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を駆動する。
【００６６】
（ステップＳ７４）ブラシレスモータ１０の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図６の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップＳ６０に戻る。
【００６７】
なお、本実施例１では、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力される６つのセンサ信号の立ち下がりによって、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号をタイミング制御する。この場合、各センサ信号の立ち下がりに対応して、次の立ち下がりに相当するタイミング（ロータ１の３０°回転相当）を予測して、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号をオン／オフ制御する。その際、センサ信号の立ち下がりエッジ間の時間からロータ１の回転数を算出し、その回転数に対応したオーバーラップ制御のためのオーバーラップ時間δを求める。そして、ハイサイド側（電源側）およびローサイド側（接地側）のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号をオン／オフ制御する際、そのオーバーラップ時間δに応じたオーバーラップ制御を行う。なお、センサ信号の立ち上がりエッジを用いて同様の制御を行うこともできる。
【００６８】
また、オーバーラップ制御を行う際に、ハイサイド側のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ３）の出力のみ切り替えタイミングを制御して出力オフのタイミングを遅らせても、固有振動音を小さくする効果が得られるが、ローサイド側のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ４〜Ｑ６）の出力の切り替えタイミングも遅らせることによって、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の全ての電流切り替え時にオーバーラップ制御を行うことになり、よりいっそう固有振動音を小さくすることができる。
【実施例２】
【００６９】
次に、本発明の第２の実施形態である実施例２について、図７〜図１０を用いて説明する。本実施例２では、実施例１で用いた方法とは異なる方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードを実現する。また、車内騒音の大きさを推定するために、実施例１ではオーディオシステムの状態を検出したが、実施例２では、車両のウインドウ、またはサンルーフの状態を検出して、車内騒音が大きい状態であるか否かを推定する。
【００７０】
［実施例２における駆動モードの説明］
ブラシレスモータ１０を低騒音の回転状態で駆動する第１の駆動モードと、高効率の回転状態で駆動する第２の駆動モードを作り出す方法は、実施例１で説明した方法に限定されるものではない。
【００７１】
図７（ａ）は、ブラシレスモータ１０の状態を示す下面図である。ブラシレスモータ１０自体は、実施例１で説明したものと全く同じであるが、図７（ａ）では、センサマグネット５が、メインマグネット２（界磁用永久磁石）に対して遅れ角３０°になるように、シャフト６に取り付けられている。この配置のとき、最も発生トルクが大きくなって、効率がよくなる。本実施例２においては、図７（ａ）に示す状態でブラシレスモータ１０を駆動するモードを第２の駆動モードとする。
【００７２】
一方、図７（ｂ）は、同じブラシレスモータ１０のセンサマグネット５を、遅れ角４２°でシャフト６に取り付けた状態を示す図である。この配置のとき、ブラシレスモータ１０の振動周波数とブラシレスモータを収納する収納ケースの固有振動周波数との共鳴によるうなり音が最も小さくなる。本実施例２においては、図７（ｂ）に示す状態でブラシレスモータ１０を駆動するモードを第１の駆動モードとする。
【００７３】
なお、図７（ａ），（ｂ）のブラシレスモータ１０も、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流を切り替えることによって回転方向Ｒの向きに回転する。その動作原理は、実施例１で説明した通りである。
【００７４】
そして、この電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流を切り替えるタイミングを制御することによって、センサマグネット５の、メインマグネット２（界磁用永久磁石）に対する遅れ角を制御することができる。すなわち、ブラシレスモータ１０を、図７（ｂ）に示す状態（遅れ角４２°）に設計しておき、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流れる電流を切り替えるタイミングを制御することによって、図７（ａ）に示す状態（遅れ角３０°）とすることができる。
【００７５】
この制御は、遅れ角を４２°から３０°に進める制御であるため、遅れ角の進角制御と呼ぶ。そして、この場合、遅れ角の進角量ｄは１２°となる。
【００７６】
すなわち、ブラシレスモータ１０の回転数が少ない（回転速度が遅い）ときには、遅れ角の進角量ｄを０°（図７（ｂ）の状態）として駆動し（第１の駆動モード）、ブラシレスモータ１０の回転数が多い（回転速度が速い）ときには、遅れ角の進角量ｄを１２°（図７（ａ）の状態）として駆動する（第２の駆動モード）ことによって、ブラシレスモータ１０が低速で回転しているときは低騒音で駆動して、ブラシレスモータ１０が高速で回転しているときは高効率で駆動することができる。
【００７７】
なお、ブラシレスモータ１０の機械的な誤差などによって、うなり音が最も小さくなる遅れ角には幅があるため、余裕をみて、例えば遅れ角４４°で取り付けておいて、誤差分を進角制御で補うようにする。本実際例２では、遅れ角の進角量ｄを８°（すなわち、第２の駆動モードにおける遅れ角は３６°）とする進角制御を行って、第１の駆動モードを第２の駆動モードに切り替える例をあげて説明する。
【００７８】
［車内騒音の推定方法の説明］
本実施例２においては、車両のウインドウ、またはサンルーフが開いていることを検出して、その結果を用いて車内の騒音状態を推定する。
【００７９】
一般に、車両のウインドウ、またはサンルーフが開いているときには、車内騒音が大きくなると推定することができる。逆に、車両のウインドウ、およびサンルーフが閉じているときには、車内騒音が大きくならないと推定することができる。本実施例２は、このように、車両のウインドウ、またはサンルーフが開いていることを検出して、車内騒音の大きさを推定する。
【００８０】
［実施例２における進角制御の説明］
本実施例２では、遅れ角の進角量ｄを図８に示すように制御する。すなわち、遅れ角の進角量ｄを０°に設定した、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動する第１の駆動モードと、遅れ角の進角量ｄを８°に設定した、ブラシレスモータ１０を高効率で駆動する第２の駆動モードを設定する。
【００８１】
そして、車両のウインドウ、またはサンルーフが開いているときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数によらずに、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。また、車両のウインドウ、およびサンルーフが閉じているときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数が低い（例えば１８００rpm以下）ときは、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動して、ブラシレスモータ１０の目標回転数が高い（例えば２５００rpm以上）ときは、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。さらに、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１８００rpmと２５００rpmの間にあるときには、目標回転数に応じて遅れ角の進角量ｄを緩やかに切り替える。これは、遅れ角の進角量ｄを急激に変化させると、ブラシレスモータ１０の回転トルクも急激に変化するため、モータの回転むらが発生するためである。
【００８２】
なお、ブラシレスモータ１０の目標回転数のしきい値が、実施例１に記載した値（図４参照）と、実施例２に記載した値とで異なっているが、このしきい値は、個々のブラシレスモータ１０の特性や、空調制御部２４の仕様に基づいて設定される値であって、特定の値に限定されるものではない。
【００８３】
［実施例２の構成の説明］
次に、実施例２の具体的な構成について、図９，図１０を用いて説明する。
【００８４】
図９は、本実施例２において、ブラシレスモータ１０の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置１００ｂの全体構成を示すブロック図である。ブラシレスモータ制御装置１００ｂの概略構成は、実施例１で説明したブラシレスモータ制御装置１００ａ（図５参照）とほぼ等しいものであるため、ここでは、ブラシレスモータ制御装置１００ａとの差異のみ説明する。
【００８５】
ブラシレスモータ制御装置１００ｂは、ブラシレスモータ制御装置１００ａが有していたオーディオ状態検出部２６ａ（図５参照）の代わりに、ウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂを有して、スイッチングタイミング演算部１４ａ（図５参照）の代わりに、スイッチングタイミング演算部１４ｂを有する。
【００８６】
ウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂは、車両のウインドウとサンルーフの開閉状態を検出する。具体的には、パワーウインドウの操作スイッチの状態とサンルーフの操作スイッチの状態を検出して、ウインドウやサンルーフの開閉状態を判断する。
【００８７】
スイッチングタイミング演算部１４ｂはマイクロコンピュータで構成されており、さらに、進角量算出部１５ｂと、進角制御部１６ｂと、電流切り替えタイミング生成部１７ｂと、からなる。
【００８８】
進角量算出部１５ｂは、ウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂから出力された、車両のウインドウとサンルーフの状態を示す信号に基づいて、ブラシレスモータ１０の駆動モードを決定する。そして、車両のウインドウとサンルーフが閉じているときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数に応じて駆動モードを切り替える。すなわち、目標回転数が低い（例えば１８００rpm以下）ときには、ロータ１に取り付けられた界磁用永久磁石２に対する、前記ロータ１と一体に取り付けられたセンサマグネット５の遅れ角の進角量ｄを小さく設定して、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。そして、ブラシレスモータ１０の目標回転数が高い（例えば２５００rpm以上）ときには、遅れ角の進角量ｄを大きく設定して、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。
【００８９】
一方、車両のウインドウ、またはサンルーフが開いているときには、ロータ１に取り付けられた界磁用永久磁石２に対する、前記ロータ１と一体に取り付けられたセンサマグネット５の遅れ角の進角量ｄを大きく設定した状態でブラシレスモータ１０を駆動する第２の駆動モードで駆動する。
【００９０】
進角制御部１６ｂは、進角量算出部１５ｂで算出された遅れ角の進角量ｄを設定するために必要な、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流の切り替えタイミングを算出する。
【００９１】
電流切り替えタイミング生成部１７ｂは、進角制御部１６ｂで算出された電流の切り替えタイミングと、空調制御部２４から得た、ブラシレスモータ１０の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に流す電流の切り替えタイミングを決定する。このとき、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば２５００rpm）よりも大きい値が指示されたときには、ウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂの判断結果に関わらずに、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。また、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１８００rpm）以下の値が指示されたときには、ウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂが、車両のウインドウ、またはサンルーフが開いていると判断したときには、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動して、ウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂが、車両のウインドウ、およびサンルーフが閉じていると判断したときには、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する（図８参照）。
【００９２】
図１０(ａ)，（ｂ）は、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力されるセンサ信号と、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えるためにＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングするゲート信号との関係を示すタイムチャートである。
【００９３】
図１０（ａ）に示すセンサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ）は、それぞれ磁気センサＩＣ１から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示す。同様にセンサ信号（ＳＢＨ，ＳＢＬ）は、それぞれ磁気センサＩＣ２から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示し、センサ信号（ＳＣＨ，ＳＣＬ）は、それぞれ磁気センサＩＣ３から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示す。以上の６信号によって、ロータ１が３０°回転するごとに、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流切り替えタイミングをきめ細かく制御することができる。
【００９４】
図１０（ｂ）は、進角制御を行った際に、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）に印加するゲート信号を示し、ゲート信号（ＡＴ，ＢＴ，ＣＴ）はハイサイド側（電源側）のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ３）、ゲート信号（ＡＢ，ＢＢ，ＣＢ）はローサイド側（接地側）のＭＯＳＦＥＴ（Ｑ４〜Ｑ６）に対するゲート信号を示す。
【００９５】
本実施例２では、前記した６つのセンサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ，ＳＢＨ，ＳＢＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）の立ち下がりによって、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号（ＡＴ，ＢＴ，ＣＴ，ＡＢ，ＢＢ，ＣＢ）のタイミングを制御する。この場合、各センサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ，ＳＢＨ，ＳＢＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）の立ち下がりに対応して、次の立ち下がりに相当するタイミング（ロータ１の３０°回転相当）を予測して、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号（ＡＴ，ＢＴ，ＣＴ，ＡＢ，ＢＢ，ＣＢ）をオン／オフ制御する。その際、センサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ，ＳＢＨ，ＳＢＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）の立ち下がりエッジ間の時間からロータ１の回転速度を算出し、その回転速度に対応した進角制御のための遅れ角の進角量ｄを求める。そして、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号（ＡＴ，ＢＴ，ＣＴ，ＡＢ，ＢＢ，ＣＢ）をオン／オフ制御する際、その遅れ角の進角量ｄに応じたタイミング制御を行う。なお、センサ信号（ＳＡＨ，ＳＡＬ，ＳＢＨ，ＳＢＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）の立ち上がりエッジを用いて同様の制御を行うこともできる。
【００９６】
［実施例２の処理の流れの説明］
次に、実施例３の具体的な処理の流れについて、図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００９７】
（ステップＳ８０）電流切り替えタイミング生成部１７ｂは、空調制御部２４から出力された空調制御信号に基づいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数を算出する。
【００９８】
（ステップＳ８２）進角量算出部１５ｂは、ウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂから出力された信号を検出して、車両のウインドウとサンルーフの開閉状態を判断する。もし、ウインドウ、またはサンルーフが開いているならばステップＳ９０に進み、ウインドウ、およびサンルーフが閉じているときはステップＳ８４に進む。
【００９９】
（ステップＳ８４）進角量算出部１５ｂにおいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数が２５００rpm以上か否かを判断する。もし、目標回転数が２５００rpm以上ならばステップＳ９０に進み、それ以外のときはステップＳ８６に進む。
【０１００】
（ステップＳ８６）進角量算出部１５ｂにおいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１８００rpm以下か否かを判断する。もし、目標回転数が１８００rpm以下ならばステップＳ８８に進み、それ以外のときはステップＳ９２に進む。
【０１０１】
（ステップＳ８８）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。
【０１０２】
（ステップＳ９０）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。
【０１０３】
（ステップＳ９２）電流切り替えタイミング生成部１７ｂにおいて、目標回転数に応じた進角制御を行う。具体的には、目標回転数に応じた遅れ角の進角量ｄを設定する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を駆動する。
【０１０４】
（ステップＳ９４）ブラシレスモータ１０の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図１１の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップＳ８０に戻る。
【実施例３】
【０１０５】
次に、本発明の第３の実施形態である実施例３について、図１２〜図１４を用いて説明する。本実施例３では、実施例１，実施例２で説明した方法とは異なる方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードを実現する。
【０１０６】
［実施例３における駆動モードの説明］
図１２（ａ），（ｂ）は、ブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えるために印加する電圧波形ｅ（ｔ）の例である。
【０１０７】
図１２（ａ）は電圧波形ｅ（ｔ）が正弦波形状を有する例であり、図１２（ｂ）は電圧波形ｅ（ｔ）が矩形波形状を有する例である。
【０１０８】
このうち、正弦波形状を有する電圧波形ｅ（ｔ）を用いてブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えると、相切り替え時の騒音を低減することができる。本実施例３においては、このように正弦波形状の電圧波形ｅ（ｔ）を用いてブラシレスモータ１０を駆動するモードを第１の駆動モードとする。
【０１０９】
一方、矩形波形状を有する電圧波形ｅ（ｔ）を用いてブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に流す電流を切り替えると、ブラシレスモータ１０を高効率で回転させて高トルクを発生させることができる。本実施例３においては、このように矩形波形状の電圧波形ｅ（ｔ）を用いてブラシレスモータ１０を駆動するモードを第２の駆動モードとする。
【０１１０】
［実施例３の構成の説明］
次に、本実施例の具体的な構成について、図１３を用いて説明する。
【０１１１】
図１３は、本実施例３において、ブラシレスモータ１０の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置１００ｃの全体構成を示すブロック図である。ブラシレスモータ制御装置１００ｃの概略構成は、実施例１で説明したブラシレスモータ制御装置１００ａ（図５参照）とほぼ等しいものであるため、ここでは、ブラシレスモータ制御装置１００ａとの差異のみ説明する。
【０１１２】
ブラシレスモータ制御装置１００ｃは、スイッチングタイミング演算部１４ａ（図５参照）の代わりにスイッチングタイミング演算部１４ｃを有する。また、駆動電圧波形生成部２３を有する。
【０１１３】
スイッチングタイミング演算部１４ｃはマイクロコンピュータで構成されており、さらに、駆動波形決定部１８と、電流切り替えタイミング生成部１７ｃと、からなる。
【０１１４】
駆動波形決定部１８は、オーディオ状態検出部２６ａから出力された、車両のオーディオシステムの動作状態を示す信号に基づいて、ブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形を決定する。そして、車両のオーディオシステムが動作していないときには、ブラシレスモータ１０の目標回転数に応じて駆動モードを切り替える。すなわち、目標回転数が低い（例えば１８００rpm以下）ときには、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形を正弦波形として、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。そして、ブラシレスモータ１０の目標回転数が高い（例えば１８００rpmより高い）ときには、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形を矩形波形として、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。
【０１１５】
一方、車両のオーディオシステムが動作しているときには、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形を矩形波形として、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。
【０１１６】
電流切り替えタイミング生成部１７ｃは、空調制御部２４から得た、ブラシレスモータ１０の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に流す電流の切り替えタイミングを決定する。このとき、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１８００rpm）よりも高い値が指示されたときには、オーディオ状態検出部２６ａが検出した車両のオーディオシステムの動作状態に関わらずに、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード（矩形波）で駆動する。また、空調制御信号によって、ブラシレスモータ１０の回転数として、所定値（例えば１８００rpm）よりも小さい値が指示されたときには、オーディオ状態検出部２６ａの出力に基づいて、車両のオーディオシステムが動作していると判断されたときには、ブラシレスモータ１０を第２の駆動モード（矩形波）で駆動して、車両のオーディオシステムが動作していないと判断されたときには、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モード（正弦波）で駆動する。
【０１１７】
駆動電圧波形生成部２３は、ブラシレスモータ１０の駆動モードに応じた電圧波形ｅ（ｔ）を生成する。すなわち、電圧波形ｅ（ｔ）として正弦波が選択されたときには、当該正弦波を所定の高周波成分からなる変調波でパルス幅変調したＰＷＭ波形を生成する。すなわち、正弦波の振幅に対応したパルス幅を有するＰＷＭ波形を生成する。そして、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力される６つのセンサ信号の立ち下がりのタイミングで、生成したＰＷＭ波形をＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号として出力する。
【０１１８】
一方、電圧波形ｅ（ｔ）として矩形波が選択されたときには、駆動電圧波形生成部２３において、電流切り替えタイミング生成部１７ｃで生成された電流切り替えタイミングを有する矩形波を生成する。そして、磁気センサ（ＩＣ１〜ＩＣ３）から出力される６つのセンサ信号の立ち下がりのタイミングで、生成された矩形波をＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート信号として出力する。
【０１１９】
このようにして駆動電圧波形生成部２３で生成された、正弦波に対応するＰＷＭ波形、または矩形波がモータ駆動部２０に入力されて、ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングしてブラシレスモータ１０を駆動する。
【０１２０】
［実施例３の処理の流れの説明］
次に、本実施例の具体的な処理の流れについて、図１４のフローチャートを用いて説明する。
【０１２１】
（ステップＳ１００）電流切り替えタイミング生成部１７ｃは、空調制御部２４から出力された空調制御信号に基づいて、ブラシレスモータ１０の目標回転数を算出する。
【０１２２】
（ステップＳ１０２）駆動波形決定部１８は、オーディオ状態検出部２６ａの作用によって、オーディオ信号が出力されているか否かを判断する。もし、オーディオ信号が出力している（オーディオシステムが動作状態にある）ならばステップＳ１０８に進み、オーディオ信号が出力していない（オーディオシステムが動作状態にない）ときはステップＳ１０４に進む。
【０１２３】
（ステップＳ１０４）駆動波形決定部１８において、ブラシレスモータ１０の目標回転数が１８００rpmよりも高いか否かを判断する。もし、目標回転数が１８００rpmよりも高いときはステップＳ１０８に進み、それ以外のときはステップＳ１０６に進む。
【０１２４】
（ステップＳ１０６）ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動する。このときは、駆動電圧波形生成部２３において、正弦波からなる電流切り替えタイミング信号（電圧波形ｅ（ｔ））が生成されて、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）がスイッチングされる。
【０１２５】
（ステップＳ１０８）ブラシレスモータ１０を第２の駆動モードで駆動する。このときは、駆動電圧波形生成部２３において、矩形波からなる電流切り替えタイミング信号（電圧波形ｅ（ｔ））が生成されて、モータ駆動部２０においてＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）（Ｑ１〜Ｑ６）がスイッチングされる。
【０１２６】
（ステップＳ１１０）ブラシレスモータ１０の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図１４の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップＳ１００に戻る。
【０１２７】
以上、説明したように、実施例１に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両用ブラシレスモータ１０を、所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第１の駆動モードで駆動して、所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するときに、オーディオ状態検出部２６ａによって車両の車内騒音が大きい状態であると判断されたときには、ブラシレスモータ１０の回転数によらずに、高効率で回転させる第２の駆動モードで駆動するため、ブラシレスモータ１０を第１の駆動モードで駆動していた低回転領域であっても、車内騒音が大きい状態であると判断されたときには、より効率の高い第２の駆動モードで駆動するため、ブラシレスモータを高効率で駆動する時間が増えることによって、省電力化を図ることができる。
【０１２８】
また、実施例１に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の各接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間（オーバーラップ時間δ）を増やすことによってブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動することができ、また、第２の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の各接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、切り替え後に電圧を印加する電機子コイル（４ａ〜４ｆのいずれか）と、に重複して電圧を印加する時間（オーバーラップ時間δ）を減らすことによってブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ１０の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ１０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に印加する電圧波形のオーバーラップ時間δを変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを確実に切り替えることができる。
【０１２９】
また、実施例１に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、オーディオ状態検出部２６ａによって、車両のオーディオシステムからオーディオ信号が出力していることが検出されたときは、車内騒音が大きい状態であると判断して、ブラシレスモータ１０を高効率な第２の駆動モードで駆動するため、車両のオーディオシステムの状態を確認するという簡単な処理によって車内騒音の状態を推定することができ、ブラシレスモータ１０を高効率で駆動する時間を増やして省電力化を図ることができる。
【０１３０】
また、実施例２に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ１０への通電状態を制御するＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）（スイッチング素子）の切り替えタイミングを、ブラシレスモータ１０のロータ１に取り付けられたメインマグネット２（界磁用永久磁石）に対する、ロータ１と一体に取り付けられたセンサマグネット５の遅れ角の進角量ｄが小さくなるように制御して、ブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動することができ、第２の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ１０への通電状態を制御するＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ６）（スイッチング素子）の切り替えタイミングを、メインマグネット２（界磁用永久磁石）に対するセンサマグネット５の遅れ角の進角量ｄが大きくなるように制御して、ブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ１０の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ１０の遅れ角の進角量ｄを変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードとを確実に切り替えることができる。
【０１３１】
また、実施例２に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、ウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂによって、車両のウインドウ、またはサンルーフが開いていると判断されたときは、車内騒音が大きい状態であると判断して、ブラシレスモータ１０を高効率な第２の駆動モードで駆動するため、ウインドウやサンルーフの開閉状態を確認するという簡単な処理によって車内騒音の状態を推定して、ブラシレスモータ１０を高効率で駆動する時間を増やして省電力化を図ることができる。
【０１３２】
また、実施例３に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第１の駆動モードを、ブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）の各接続点（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を正弦波としてブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ１０を低騒音で駆動することができ、第２の駆動モードを、電圧波形ｅ（ｔ）を矩形波としてブラシレスモータ１０を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ１０の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ１０の電機子コイル（４ａ〜４ｆ）に印加する電圧波形ｅ（ｔ）を変更するという簡便な方法によって、第１の駆動モードと第２の駆動モードを確実に切り替えることができる。
【０１３３】
なお、前記した実施例１，実施例２では、それぞれ、オーディオシステムの動作状態，ウインドウ・サンルーフの開閉状態に基づいて車内騒音の大きさを推定したが、この推定は、さらに、車両の車速を考慮して行ってもよい。すなわち、車両の車速が所定値よりも大きいときには、車外騒音がより一層大きい状態であると推定して、車両の車速が所定値以下であるときには車外騒音が大きい状態でないと推定してもよい。
【０１３４】
また、オーディオ状態検出部２６ａとウインドウ・サンルーフ状態検出部２６ｂの出力を組み合わせて、車内騒音を推定する構成としてもよい。このように複数の情報を組み合わせることによって、車内騒音の状態をより正確に判断することができる。
【０１３５】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【０１３６】
１００ａ  ブラシレスモータ制御装置
１    ロータ
２    メインマグネット（界磁用永久磁石）
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ    電機子コイル
５    センサマグネット
１０  ブラシレスモータ
１２  センサ信号検出部
１４ａ  スイッチングタイミング演算部
１５ａ  オーバーラップ時間算出部
１６ａ  オーバーラップ制御部
１７ａ  電流切り替えタイミング生成部
２０    モータ駆動部
２２    電源供給部
２４    空調制御部
２６ａ  オーディオ状態検出部
ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３    磁気センサ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６    ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）
Ｕ，Ｖ，Ｗ    相
Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ    接続点
【図１】
2014230403.tif 000003
【図２】
2014230403.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014230403.tif 000008
【図７】
2014230403.tif 000009
【図８】
2014230403.tif 000010
【図９】
2014230403.tif 000011
【図１０】
2014230403.tif 000012
【図１１】
2014230403.tif 000013
【図１２】
2014230403.tif 000014
【図１３】
2014230403.tif 000015
【図１４】
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