(57)【要約】【課題】  電源供給装置から供給される電源が変動した場合でも、ブラシレスモータを安定して起動させることが可能なブラシレスモータの制御装置を提供する。【解決手段】  本発明は、センサレス方式で回転子２２を回転させてなるブラシレスモータ２０の制御装置３０に関する。  制御装置３０は、電源供給装置４０から供給された電源に応じた電源検出信号Ｅｄを出力する電源検出手段３９と、電源検出手段３９から出力された電源検出信号Ｅｄに基づいて電源供給装置４０における電源変動を検知すると共に、永久磁石回転子２２を強制的に回転させているときに電源供給装置４０から供給された電源に変動が生じた場合でも、駆動信号Ｓｕｐ乃至ＳｗｎのＰＷＭデューティ比を可変させて、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給する電源を一定に保持するモータ制御手段３０Ｂ，３０Ｃと、を備える。【選択図】  図１
2006033946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータの起動時に同期信号に基づいて固定子巻線に順次駆動磁界を生じさせて永久磁石回転子を強制的に回転させると共に、前記ブラシレスモータの定常回転時に前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させてなるブラシレスモータの制御装置であって、
電源供給装置から供給された電源を検出し当該検出電源に応じた電源検出信号を出力する電源検出手段と、
該電源検出手段から出力された電源検出信号に基づいて前記電源供給装置における電源変動を検知すると共に、前記永久磁石回転子を強制的に回転させているときに前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持するモータ制御手段と、
を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
【請求項２】
前記モータ制御手段は、前記固定子巻線に接続され複数のスイッチング素子および整流素子がブリッジ接続されてなるインバータ回路と、
前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記インバータ回路にスイッチング信号を出力するスイッチング信号生成回路と、を備え、
前記スイッチング信号生成回路は、前記スイッチング信号のＰＷＭデューティ比を可変することにより前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持して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。
【請求項３】
前記モータ制御手段は、前記永久磁石回転子を強制的に回転させる前に、前記固定子巻線の予め定めた相を通電して前記永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータの制御装置。
【請求項４】
前記モータ制御手段は、前記永久磁石回転子を強制的に回転させているときに、前記固定子巻線を通電する周期を徐々に短くして前記永久磁石回転子の回転数を増加させてなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。
【請求項５】
前記モータ制御手段は、前記永久磁石回転子を強制的に回転させることによって前記永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合に、前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。
【請求項６】
ブラシレスモータからなるファンモータと、
該ファンモータの回転に伴って回転するファンと、
前記ファンモータを駆動させるコントローラと、
該コントローラに電源を供給する車両用電源バッテリと、を備えてなる車両用ファンモータ装置において、
前記コントローラに、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いたことを特徴とする車両用ファンモータ装置。
【請求項７】
駆動磁界を発生する固定子巻線を備えた固定子と、永久磁石を備え前記固定子巻線から発生する駆動磁界により回転する回転子と、を備えたブラシレスモータの制御方法であって、
前記固定子巻線の予め定めた相を通電して前記永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させる初期位置だしステップと、
同期信号に基づいて前記固定子巻線に順次駆動磁界を生じさせて前記永久磁石回転子を強制的に回転させると共に、電源供給装置から供給された電源を検出して前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持する強制駆動ステップと、
前記永久磁石回転子を強制的に回転させることによって前記永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合に、前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させるセンサレス駆動ステップと、
を備えてなることを特徴とする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、ブラシレスモータの制御装置および車両用ファンモータ装置並びにブラシレスモータの制御方法に係り、特にセンサレス方式のブラシレスモータの制御装置および車両用ファンモータ装置並びにブラシレスモータの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ホール素子等の回転位置検出器を用いるのではなく、回転子の定常回転時に固定子巻線に誘起される誘起電圧を検出することによって回転子の回転位置検出を行うようにした所謂センサレス方式のブラシレスモータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の例では、回転子の定常回転時に固定子巻線に誘起される誘起電圧を誘起電圧検出器によって検出し、この誘起電圧検出器から出力される誘起電圧信号に基づいてスイッチング信号を生成して回転子の速度制御を行っている。
【０００４】
ところで、上述の所謂センサレス方式のブラシレスモータ装置においては、回転子が停止した状態では固定子巻線に誘起電圧が誘起されないため、回転子の回転位置を検出することは不可能である。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載の例では、同期信号に基づいて生成したスイッチング信号をインバータ回路に与えることによって回転子を強制的に回転させる強制駆動を行い、その後、固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいてスイッチング信号を生成して回転子の速度制御を行うセンサレス駆動に切り替えるようにしている。
【特許文献１】特開平５−２１９７８４号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような所謂センサレス方式のブラシレスモータ装置は、供給電源が安定している状況の下では安定して起動することができるが、例えば、車両のように供給電源が変動する状況の下では安定して起動することができない虞がある。つまり、供給電源が足りない場合には起動することができない虞があり、供給電源が過剰である場合にはブラシレスモータに過大な電流が流れ固定子巻線等が破損する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、所謂センサレス方式のブラシレスモータを制御するための制御装置において、電源供給装置から供給される電源が変動した場合でも、ブラシレスモータを安定して起動させることが可能なブラシレスモータの制御装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、車両に搭載され所謂センサレス方式のブラシレスモータを備えてなる車両用ファンモータ装置において、車両用電源バッテリから供給される電源が変動した場合でも、ブラシレスモータを安定して起動させることが可能な車両用ファンモータ装置を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の他の目的は、所謂センサレス方式のブラシレスモータを制御するための制御方法において、電源供給装置から供給される電源が変動した場合でも、ブラシレスモータを安定して起動させることが可能なブラシレスモータの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題は、請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置によれば、ブラシレスモータの起動時に同期信号に基づいて固定子巻線に順次駆動磁界を生じさせて永久磁石回転子を強制的に回転させると共に、前記ブラシレスモータの定常回転時に前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させてなるブラシレスモータの制御装置であって、電源供給装置から供給された電源を検出し当該検出電源に応じた電源検出信号を出力する電源検出手段と、該電源検出手段から出力された電源検出信号に基づいて前記電源供給装置における電源変動を検知すると共に、前記永久磁石回転子を強制的に回転させているときに前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持するモータ制御手段と、を備えたこと、により解決される。
【００１１】
このように、本発明のブラシレスモータの制御装置は、電源供給装置から供給された電源を検出し当該検出電源に応じた電源検出信号を出力する電源検出手段と、該電源検出手段から出力された電源検出信号に基づいて前記電源供給装置における電源変動を検知すると共に、前記永久磁石回転子を強制的に回転させているときに前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持するモータ制御手段と、を備えているので、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、電源供給装置から供給された電源を一定の電源に補正してこれを固定子巻線に供給することができる。従って、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに固定子巻線に供給する電源は一定となる。
【００１２】
なお、本発明において、永久磁石回転子を強制的に回転させているときとは、永久磁石回転子の強制回転を継続させているときの他に、永久磁石回転子を強制的に起動させるときも含む概念である。
【００１３】
そして、請求項２に記載のように、前記モータ制御手段は、より具体的には、固定子巻線に接続され複数のスイッチング素子および整流素子がブリッジ接続されてなるインバータ回路と、固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいてインバータ回路にスイッチング信号を出力するスイッチング信号生成回路と、を備え、スイッチング信号生成回路が、スイッチング信号のＰＷＭデューティ比を可変することにより固定子巻線に供給する電源を一定に保持する構成である。このように構成されていると、電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、固定子巻線に供給される電源を確実に一定に保持することが可能となる。また、スイッチング素子および整流素子がブリッジ接続されてなるインバータ回路に出力されるＰＷＭデューティ比を可変することによって電源を補正する構成であるので、電源レギュレータ等によって電源を補正する構成と比較して電源損失を低く抑えることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載のように、モータ制御手段が永久磁石回転子を強制的に回転させる前に、固定子巻線の予め定めた相を通電して永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させるように構成されていると、永久磁石回転子と固定子の相を一致させた状態で永久磁石回転子を強制的に起動させることができる。これにより、永久磁石回転子の起動を円滑に行うことが可能となる。
【００１５】
さらに、請求項４に記載のように、モータ制御手段が永久磁石回転子を強制的に回転させているときに、固定子巻線を通電する周期を徐々に短くして永久磁石回転子の回転数を増加させるように構成されていると、永久磁石回転子の強制起動時に固定子巻線に順次磁界を生じさせるための同期信号の位相を固定子巻線に誘起される誘起電圧信号の位相に近づけた状態もしくは一致させた状態とすることができる。これにより、永久磁石回転子の強制起動時に固定子巻線に順次磁界を生じさせるための同期信号の位相を固定子巻線に誘起される誘起電圧信号の位相に近づけた状態もしくは一致させた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することが可能となる。
【００１６】
また、請求項５に記載のように、モータ制御手段が永久磁石回転子を強制的に回転させることによって永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合に、固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させるように構成されていると、永久磁石回転子の強制起動時に固定子巻線に順次磁界を生じさせるための同期信号の位相を固定子巻線に誘起される誘起電圧信号の位相に近づけた状態もしくは一致させた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することができる。これにより、脱調やモータ停止等の不具合が生ずることなく強制駆動状態からセンサレス駆動状態への移行を円滑に行うことが可能となる。
【００１７】
そして、請求項６に記載のように、ブラシレスモータからなるファンモータと、ファンモータの回転に伴って回転するファンと、ファンモータを駆動させるコントローラと、コントローラに電源を供給する車両用電源バッテリと、を備えてなる車両用ファンモータ装置において、コントローラに、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いると好適である。
【００１８】
このように、本発明の車両用ファンモータ装置は、ファンモータを駆動させるコントローラに上記請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いているので、ブラシレスモータの永久磁石回転子を強制的に回転させているときに、車両用電源バッテリから供給された電源に変動が生じた場合でも、固定子巻線に供給する電源を一定とすることができる。
【００１９】
また、前記課題は、請求項７に記載のブラシレスモータの制御方法によれば、駆動磁界を発生する固定子巻線を備えた固定子と、永久磁石を備え前記固定子巻線から発生する駆動磁界により回転する回転子と、を備えたブラシレスモータの制御方法であって、前記固定子巻線の予め定めた相を通電して前記永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させる初期位置だしステップと、同期信号に基づいて前記固定子巻線に順次駆動磁界を生じさせて前記永久磁石回転子を強制的に回転させると共に、電源供給装置から供給された電源を検出して前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持する強制駆動ステップと、前記永久磁石回転子を強制的に回転させることによって前記永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合に、前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させるセンサレス駆動ステップと、を備えてなること、により解決される。
【００２０】
このように、本発明のブラシレスモータの制御方法では、永久磁石回転子を強制的に回転させる前に、固定子巻線の予め定めた相を通電して永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させるので、永久磁石回転子と固定子の相を一致させた状態で永久磁石回転子を強制的に起動させることができる。これにより、永久磁石回転子の起動を円滑に行うことが可能となる。
【００２１】
また、本発明では、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、一定の電源に補正してこれを固定子巻線に供給することができる。従って、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに固定子巻線に供給する電源は一定となる。
【００２２】
さらに、本発明では、永久磁石回転子を強制的に回転させることによって永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合には、固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させるので、永久磁石回転子の強制起動時に固定子巻線に順次磁界を生じさせるための同期信号の位相を固定子巻線に誘起される誘起電圧信号の位相に近づけた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することができる。これにより、ブラシレスモータを強制駆動状態からセンサレス駆動状態へ円滑に移行することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明によれば、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、固定子巻線に供給する電源を一定とすることができるので、ブラシレスモータを安定して起動させることができる。これにより、ブラシレスモータが起動することができないといった不具合や、ブラシレスモータに過大な電流が流れ固定子巻線等が破損するといった不具合が生じることを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００２５】
図１乃至図５は本発明の一実施形態を示す図で、図１は車両用ファンモータ装置の構成を示す説明図、図２は車両用ファンモータ装置の動作の流れを示すフローチャート、図３はブラシレスモータに誘起される誘起電圧信号を示す説明図、図４は回転位置検出信号と駆動信号を示す説明図、図５はブラシレスモータに供給される電圧を示す説明図である。
【００２６】
はじめに、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両用ファンモータ装置の構成について説明する。
図１に示す本発明の一実施形態に係る車両用ファンモータ装置Ｓは、例えば、不図示の車両に設けられたエンジンのラジエータを冷却する冷却装置として好適に使用されるものであり、ファン１０と、ファンモータ２０と、制御装置としてのコントローラ３０と、電源供給装置としての車両用電源バッテリ４０と、上位コントローラ５０を有して構成されている。
【００２７】
ファン１０は、不図示の車両に設けられたエンジンのラジエータの近傍に配置されるものであり、羽根１１と回転シャフト１２を有して構成されている。羽根１１は、回転シャフト１２に放射状に形成されており、回転シャフト１２は、ファンモータ２０の回転子２２に連結されている。そして、本例のファン１０は、ファンモータ２０の駆動に伴って回転することができるようになっている。
【００２８】
ファンモータ２０は、駆動磁界を発生する固定子２１と、固定子２１から発生する駆動磁界によって回転する回転子２２を有して構成されている。固定子２１には、Ｙ字状に結線されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗが設けられており、回転子２２には、Ｎ極とＳ極とを１極ずつ備えた永久磁石（図１において符号省略）が設けられている。
【００２９】
コントローラ３０は、車両用電源バッテリ４０から電源供給を受けると共にファンモータ２０を駆動させるものであり、例えば、ワンチップ化された電気回路や小型の制御装置等により構成される。本例のコントローラ３０は、その内部にインバータ回路３０Ａと、ドライバ回路３０Ｂと、モータ制御回路３０Ｃと、回転位置検出回路３０Ｄと、フィルタ回路３０Ｅと、電源検出器３０Ｆを主要な構成として有している。
【００３０】
なお、インバータ回路３０Ａ、ドライバ回路３０Ｂ、モータ制御回路３０Ｃによって本発明に係るモータ制御手段が構成されており、ドライバ回路３０Ｂとモータ制御回路３０Ｃによって本発明に係るスイッチング信号生成回路が構成されている。
【００３１】
インバータ回路３０Ａは、上アームおよび下アームとがブリッジ接続されたいわゆる全波駆動回路により構成されている。すなわち、インバータ回路３０Ａの上アームは、スイッチング素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃおよびダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃにより構成され、下アームは、スイッチング素子３３ｄ，３３ｅ，３３ｆおよびダイオード３４ｄ，３４ｅ，３４ｆにより構成されている。
【００３２】
スイッチング素子３３ａ乃至３３ｆは、ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴにより構成されており、陽極電源線３５ａと陰極電源線３５ｂとの間で、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の三相にブリッジ接続されている。スイッチング素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃのドレインは、陽極電源線３５ａにそれぞれ接続されており、スイッチング素子３３ｄ，３３ｅ，３３ｆのソースは、陰極電源線３５ｂにそれぞれ接続されている。
【００３３】
また、スイッチング素子３３ａ乃至３３ｆのゲートは、ドライバ回路３０Ｂの出力端子にそれぞれ接続されており、スイッチング素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃとスイッチング素子３３ｄ，３３ｅ，３３ｆの各ブリッジ接続の中間部は、コントローラ３０の外部出力端子３２ｕ，３２ｖ，３２ｗを介して固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにそれぞれ配線接続されている。
【００３４】
そして、スイッチング素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、ゲートに与えられるスイッチング信号に基づいて陽極電源線３５ａから固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗへの電流の流れをスイッチングする。また、スイッチング素子３３ｄ，３３ｅ，３３ｆは、ゲートに与えられるスイッチング信号に基づいて固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗから陰極電源線３５ｂへの電流の流れをスイッチングする。
【００３５】
ダイオード３４ａ乃至３４ｆは、スイッチング素子３３ａ乃至３３ｆのスイッチングによって発生するサージ電圧を解放するためのものである。本例のダイオード３４ａ乃至３４ｆは、スイッチング素子３３ａ乃至３３ｆにそれぞれ並列接続されると共に、陽極電源線３５ａから陰極電源線３５ｂへの電流の流れに対して逆方向になるように配線接続されている。なお、ダイオード３４ａ乃至３４ｆは、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子３３ａ乃至３３ｆにそれぞれ内蔵されている。
【００３６】
陽極電源線３５ａと陰極電源線３５ｂとの間には、中性電位生成抵抗３６ａ，３６ｂが直列に接続されている。この中性電位生成抵抗３６ａ，３６ｂは、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに発生する誘起電圧の中性電位を生成するためのものである。中性電位生成抵抗３６ａと中性電位生成抵抗３６ｂの中間接続部は、信号線を介して後述する回転位置検出回路３０Ｄの比較器３８ｕ，３８ｖ，３８ｗにそれぞれ接続されている。
【００３７】
ドライバ回路３０Ｂは、スイッチング素子スイッチング素子３３ａ乃至３３ｆをスイッチングさせるためのものであり、モータ制御回路３０Ｃから出力される駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎ（図４参照）に応じて所定のスイッチング信号を生成し、このスイッチング信号をスイッチング素子３３ａ乃至３３ｆのゲートに出力するように構成されている。
【００３８】
モータ制御回路３０Ｃは、例えば、マイクロコンピュータにより構成されており、その内部には、演算部３７ａと、バッファメモリ３７ｂと、タイマ３７ｃが備えられている。演算部３７ａは、上位コントローラ５０から出力された制御信号Ｓａに基づいて所定の演算を行うと共に、回転位置検出回路３０Ｄから出力された回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗもしくはタイマ３７ｃから出力される同期信号に基づいて六相の駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎを生成する（図４参照）。
【００３９】
バッファメモリ３７ｂには、後に詳述するように、演算部３７ａで演算された電圧補正値（ＰＷＭデューティ比）を記憶する領域や、ファンモータ２０の駆動状態を示すフラグをセットするための領域が形成されている。本例のファンモータ２０の駆動状態としては、停止状態、強制駆動状態、センサレス駆動状態の三種類がある。これらの状態はバッファメモリ３７ｂの記憶領域に記憶される。タイマ３７ｃは、上位コントローラ５０からの制御信号Ｓａを受けて演算部３７ａに同期信号を出力するものである。なお、モータ制御回路３０Ｃの動作詳細については後述する。
【００４０】
回転位置検出回路３０Ｄは、回転子２２の回転に応じて固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに誘起された誘起電圧を検出するためのものであり、比較器３８ｕ，３８ｖ，３８ｗを有して構成されている。比較器３８ｕ，３８ｖ，３８ｗの一方の入力端子には、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに生ずる誘起電圧信号Ｅｕ’，Ｅｖ’，Ｅｗ’（図３参照）がそれぞれ入力される。また、比較器３８ｕ，３８ｖ，３８ｗの他方の入力端子には、中性電位生成抵抗３６ａと中性電位生成抵抗３６ｂの中間接続部における基準電圧信号Ｅｓが入力される。比較器３８ｕ，３８ｖ，３８ｗは、誘起電圧信号Ｅｕ’，Ｅｖ’，Ｅｗ’と基準電圧信号Ｅｓ（以上、図３参照）の大小を比較してゼロクロス信号を生成し、これを回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗ（図４参照）としてモータ制御回路３０Ｃに出力する。
【００４１】
フィルタ回路３０Ｅは、インダクタＬ１およびコンデンサＣ１，Ｃ２を有して構成されている。このインダクタＬ１およびコンデンサＣ１，Ｃ２は、インバータ回路３０Ａのスイッチング動作に伴って陽極電源線３５ａおよび陰極電源線３５ｂに生じたノイズ電流が車両用電源バッテリ４０に流れることを抑制するためのものである。本例のコントローラ３０では、このフィルタ回路３０Ｅにより、車両用電源バッテリ４０に接続された他の機器がインバータ回路３０Ａのスイッチングノイズにより誤作動することを防止できるようになっている。
【００４２】
コントローラ３０には、電源端子３１ｎ，３１ｐが設けられており、この電源端子３１ｎ，３１ｐには、車両用電源バッテリ４０に接続された陰極電源線４２および陽極電源線４１がそれぞれ接続されている。そして、コントローラ３０内の陽極電源線３５ａには、電源検出手段としての電源検出器３０Ｆが接続されている。電源検出器３０Ｆは、車両用電源バッテリ４０における供給電源の変動に応じた電源検出信号Ｅｄをモータ制御回路３０Ｃに出力するように構成されている。
【００４３】
車両用電源バッテリ４０は、車載用の直流型蓄電池で構成され、ファンモータ２０やコントローラ３０に所定の電力（例えば、出力電圧１２Ｖ）を供給することができるように構成されている。
【００４４】
上位コントローラ５０は、ＣＰＵやメモリ等を備えた演算処理回路より構成されたものであり、不図示のラジエータの内部に配設された冷却水温度センサや、車速度センサからの出力信号等を入力して、指令回転数を示す制御信号Ｓａを生成する。そして、上位コントローラ５０からの制御信号Ｓａは、信号線および入力端子３１ａを介してモータ制御回路３０Ｃに入力される。
【００４５】
また、上位コントローラ５０と車両用電源バッテリ４０とは、不図示の車両に設けられたイグニッションスイッチ６４、ヒューズ６５を介して接続されており、コントローラ３０と車両用電源バッテリ４０とを接続する陽極電源線４１には、過電流防止のためのヒューズ６６が設けられている。
【００４６】
次に、図２乃至図５を参照しながら、上記構成からなる車両用ファンモータ装置Ｓの動作について説明する。
１．停止状態から初期位置だしを行い、その後、強制駆動に移行する処理について
先ず、コントローラ３０に設けられたモータ制御回路３０Ｃの演算部３７ａにおいて、ファンモータ２０の回転数が０ｒｐｍであるか否か判断する（ステップＳ１）。ここで、演算部３７ａは、タイマ３７ｃから出力された同期信号をカウントする。
【００４７】
そして、カウント値が一定になる前に、回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗ（図３参照）の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出した場合には、ファンモータ２０の回転数が０ｒｐｍを超えているか判断する。一方、回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗ（図３参照）の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出する前に、カウント値がオーバーフローした場合には、ファンモータ２０の回転数が０ｒｐｍであると判断する。
【００４８】
ここで、ファンモータ２０の回転数が０ｒｐｍと判断した場合（ステップＳ１：Ｎ０）には、現段階の状態が強制駆動状態であるか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、演算部３７ａは、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされているか否かをチェックすることによりファンモータ２０の駆動状態を判断する。
【００４９】
なお、初期の状態では、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に停止状態を示すフラグがデフォルトとしてセットされている。従って、初回のルーチン処理では、ステップＳ２において、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される（ステップＳ２：ＮＯ）。
【００５０】
そして、上記ステップＳ２の処理において、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断した場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に停止状態を示すフラグをセットする（ステップＳ３）。なお、デフォルトとしてバッファメモリ３７ｂの記憶領域には既に停止状態を示すフラグがセットされているので、初回の処理では、実質的にはステップＳ３の処理を行わずにステップＳ４の処理に移行する。
【００５１】
ステップＳ４の処理では、上位コントローラ５０からの指令回転数（制御信号Ｓａ）の有無を判断する（ステップＳ４）。ここで、上位コントローラ５０からの指令回転数が有ると判断した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、現段階の状態がセンサレス駆動状態であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、演算部３７ａは、バッファメモリ３７ｂの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされているか否かをチェックすることによりファンモータ２０の駆動状態を判断する。
【００５２】
なお、初期の状態では、上述のように、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に停止状態を示すフラグがデフォルトとしてセットされているので、ステップＳ５においては、バッファメモリ３７ｂの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される（ステップＳ５：ＮＯ）。
【００５３】
続いて、ファンモータ２０の回転数を検出し、ファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数以下であるか判断する（ステップＳ６）。なお、初回の処理においてファンモータ２０が停止している状態（空転等のない状態）では回転数はゼロであるので、ステップＳ６の処理では、ファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数以下であると判断される（ステップＳ６：ＹＥＳ）。
【００５４】
そして、ファンモータ２０が強制駆動状態であるか否か判断する（ステップＳ７）。ここで、上述のように、デフォルトとしてバッファメモリ３７ｂの記憶領域には既に停止状態を示すフラグがセットされているので、ステップＳ７の処理ではバッファメモリ３７ｂの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される（ステップＳ７：ＮＯ）。続いて、ファンモータ２０の回転子２２を予め定められた回転位置に位置決めすべく初期位置だしを行う（ステップＳ８〜ステップＳ１１）。
【００５５】
初期位置だしを行うには、先ず、演算部３７ａにおいてモータ出力初期値を設定する。このとき、演算部３７ａは、電源検出器３０Ｆから出力される電源検出信号Ｅｄを検出して車両用電源バッテリ４０からの出力電圧を検知する。そして、車両用電源バッテリ４０からの出力電圧に対してファンモータ２０に供給される電圧が予め定められた電圧初期値（例えば、３．６Ｖ；図５参照）となるＰＷＭデューティ比を算出し、これをモータ出力初期値とする。
【００５６】
例えば、車両用電源バッテリ４０の出力電圧が１２Ｖである場合には、モータ出力初期値（ＰＷＭデューティ比）を３０％に設定する。これにより、ファンモータ２０に供給するモータ電圧を３．６Ｖとすることができる。そして、上述のようにして設定したモータ出力初期値を電圧補正値とし（ステップＳ８）、この電圧補正値をバッファメモリ３７ｂに記憶する（ステップＳ９）。
【００５７】
続いて、演算部３７ａは、バッファメモリ３７ｂに記憶されている電圧補正値（この場合、ＰＷＭデューティ比３０％）をモータ出力値とする（ステップＳ１０）。本例では、このモータ出力値によって表されるＰＷＭデューティ比を有するＰＷＭチョッピングが駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎに重畳される。そして、ＰＷＭチョッピングが重畳された駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎをドライバ回路３０Ｂへ出力する。このとき、ファンモータ２０の予め定めた相を通電するように駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎが出力される。
【００５８】
これにより、回転子２２に駆動磁界が生じ、この駆動磁界によって回転子２２と固定子２１の相が一致するように回転子２２が所定の回転位置に位置決めされる。このように、本例では、回転子２２と固定子２１の相が一致するように回転子２２が所定の回転位置に位置決めされることにより初期位置だしが行われる。このように初期位置だしを行うと、後述するように、回転子２２と固定子２１の相を一致させた状態で回転子２２を強制的に起動させることができる。従って、回転子２２の起動を円滑に行うことが可能である。
【００５９】
また、本例では、初期位置だしを行うときに車両用電源バッテリ４０から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、上述のように、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給することができる。従って、回転子２２の初期位置だしを行うときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給する電圧を一定とすることができる。従って、回転子２２の初期位置だしを確実に行うことができる。
【００６０】
そして、回転子２２の初期位置だしが終了したか否かを判断する（ステップＳ１１）。初期位置だしが終了したか否かは、タイマ３７ｃから出力された同期信号を演算部３７ａにおいてカウントし、一定時間が経過したことによって判断する。そして、初期位置だしが終了したと判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、ファンモータ２０を強制駆動状態に移行させる（ステップＳ１２〜ステップＳ１５）。このとき、先ず、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグをセットする（ステップＳ１２）。
【００６１】
次に、演算部３７ａにおいてモータ出力初期値を設定し、これを電圧補正値とする（ステップＳ１３）。初回のルーチン処理では、上述のように、初期位置だしを行った際に用いたモータ出力初期値（ＰＷＭデューティ比３０％）を電圧補正値とする。続いて、この電圧補正値をバッファメモリ３７ｂに記憶する（ステップＳ１４）。ここでは、初期位置だしを行った際に用いたモータ出力初期値（ＰＷＭデューティ比３０％）が電圧補正値としてバッファメモリ３７ｂに記憶される。
【００６２】
そして、演算部３７ａは、バッファメモリ３７ｂに記憶されている電圧補正値（この場合、ＰＷＭデューティ比３０％）をモータ出力値とする（ステップＳ１５）。本例では、このモータ出力値によって表されるＰＷＭデューティ比を有するＰＷＭチョッピングが駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎに重畳される（図４参照）。そして、ＰＷＭチョッピングが重畳された駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎをドライバ回路３０Ｂへ出力する。このとき、ＰＷＭチョッピングは、駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ又は駆動信号Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのいずれか又は双方に重畳される。なお、強制駆動時における駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎは、タイマ３７ｃから出力される同期信号に同期して生成される。
【００６３】
このようにして、モータ制御回路３０Ｃからドライバ回路３０ＢへＰＷＭチョッピングが重畳された駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎが出力されると、ドライバ回路３０Ｂによってスイッチング素子３４ａ乃至３４ｆのゲートへスイッチング信号が出力される。これにより、スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆが順次スイッチングされる。
【００６４】
そして、スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆが順次スイッチングされると、固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗに所定の順序で電流が流れ、固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗのうち、電流が流れた固定子巻線から駆動磁界が発せられ、ファンモータ２０の強制駆動が開始する。このとき、上アームのスイッチング素子３４ａ乃至３４ｃ又は下アームのスイッチング素子３４ｄ乃至３４ｆがＰＷＭチョッピングされるので、ファンモータ２０に出力される見かけ上の電圧が３．６Ｖに維持される。
【００６５】
このように、本例では、強制駆動時に車両用電源バッテリ４０から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、上述のように、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給することができる。従って、回転子２２を強制的に起動させるときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給する電圧を一定とすることができるので、ファンモータ２０を安定して起動させることができる。
【００６６】
また、本例では、スイッチング素子３３ａ乃至３３ｆおよびダイオード３４ａ乃至３４ｆがブリッジ接続されてなるインバータ回路３０Ａに出力されるＰＷＭデューティ比を可変することにより固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給される電圧を補正する構成であるので、例えば、電源レギュレータ等によって電圧補正する構成と比較して電源損失を低く抑えることができる。
【００６７】
続いて、タイマ３７ｃからの同期信号に基づいて駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎの切替タイミングを減算する（ステップＳ１６）。すなわち、現在出力している駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの周期から所定の減算値を引いた値に駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの周期を設定更新する。これにより、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを通電するタイミングが早まり、ファンモータ２０の回転数が上昇する。そして、上記ステップＳ１の処理に移行する。
【００６８】
２．強制駆動時の処理について
上述のようにしてファンモータ２０の固定子２１の回転を強制的に行うと、回転子２２が回転を開始する。そして、このようにして回転子２２が強制的に回転をしている状態では、ファンモータ２０の回転数が０ｒｐｍを超えているので、これにより、ステップＳ１の処理においてファンモータ２０の回転数が０ｒｐｍを超えていると判断される（ステップＳ１：ＹＥＳ）。
【００６９】
続いて、上位コントローラ５０からの指令回転数の有無を判断する（ステップＳ４）。ここで、上位コントローラ５０からの指令回転数が無くなった場合には、上位コントローラ５０からの指令回転数が無いと判断し（ステップＳ４：ＮＯ）、バッファメモリ３７ｂに記憶してある電圧補正値（ＰＷＭデューティ比）をクリアする（ステップＳ１７）。そして、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に停止状態を示すフラグをセットし（ステップＳ１８）、上記ステップＳ１の処理に移行する。
【００７０】
一方、上位コントローラ５０からの指令回転数が継続して有る場合には、上位コントローラ５０からの指令回転数が有ると判断する（ステップＳ４：ＹＥＳ）。続いて、バッファメモリ３７ｂの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされているか否か判断する（ステップＳ５）。このとき、上述のようにして強制的にファンモータ２０の駆動を開始した状態では、ステップＳ１２によりバッファメモリ３７ｂの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされている。従って、ステップＳ５の処理においては、バッファメモリ３７ｂの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される（ステップＳ５：ＮＯ）。
【００７１】
続いて、ファンモータ２０の回転数を検出し、ファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数以下であるか判断する（ステップＳ６）。ここで、ファンモータ２０を強制駆動させている状態において、ファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数以下であると判断した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）には、ファンモータ２０が強制駆動状態であるか否か判断する（ステップＳ７）。このとき、ステップＳ１２の処理においてバッファメモリ３７ｂの記憶領域には強制駆動状態を示すフラグがセットされているので、ステップＳ７の処理ではバッファメモリ３７ｂの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされていると判断される（ステップＳ７：ＹＥＳ）。
【００７２】
そして、演算部３７ａにおいて電圧補正値を設定する（ステップＳ１９）。すなわち、演算部３７ａは、電源検出器３０Ｆから出力される電源検出信号Ｅｄを検出して車両用電源バッテリ４０からの出力電圧を検知する。そして、車両用電源バッテリ４０からの出力電圧に対してファンモータ２０に供給される電圧が予め定められた電圧初期値（例えば、３．６Ｖ；図５参照）となるＰＷＭデューティ比を算出し、これを電圧補正値とする。
【００７３】
例えば、車両用電源バッテリ４０に負荷等が加わり、車両用電源バッテリ４０から出力される電圧が１２Ｖから６Ｖに低下していた場合には、電圧補正値（ＰＷＭデューティ比）を６０％に設定する。これにより、ファンモータ２０に供給される見かけ上のモータ電圧を３．６Ｖに維持することができる。そして、上記のようにして設定した電圧補正値をバッファメモリ３７ｂに記憶する（ステップＳ１４）。
【００７４】
そして、演算部３７ａは、バッファメモリ３７ｂに記憶されている電圧補正値（この場合、ＰＷＭデューティ比６０％）をモータ出力値とする（ステップＳ１５）。本例では、このモータ出力値によって表されるＰＷＭデューティ比を有するＰＷＭチョッピングが駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎに重畳される（図４参照）。そして、ＰＷＭチョッピングが重畳された駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎをドライバ回路３０Ｂへ出力する。このとき、ＰＷＭチョッピングは、駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ又は駆動信号Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのいずれか又は双方に重畳される。これにより、ファンモータ２０に供給される電圧が３．６Ｖに維持され、ファンモータ２０の強制駆動が継続される。
【００７５】
このように、本例では、強制駆動時に車両用電源バッテリ４０から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、上述のように、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給することができる。従って、回転子２２を強制的に回転させているときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給する電圧を一定とすることができるので、ファンモータ２０を安定して回転させることができる。
【００７６】
続いて、タイマ３７ｃからの同期信号に基づいて駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの切替タイミングを減算する（ステップＳ１６）。これにより、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを通電するタイミングが早まり、ファンモータ２０の回転数がさらに上昇する。そして、上記ステップＳ１の処理に移行し、上記ステップＳ１、ステップＳ４〜ステップＳ７、ステップＳ１９、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の強制駆動に係る処理を再び行う。このとき、ステップＳ６においてファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数を上回るまで、上記ステップＳ１、ステップＳ４〜ステップＳ７、ステップＳ１９、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の強制駆動に係る処理を行う。
【００７７】
３．強制駆動からセンサレス駆動に移行する処理について
上記上記ステップＳ１、ステップＳ４〜ステップＳ７、ステップＳ１９、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の強制駆動に係る処理を繰り返し行うことによってファンモータ２０の強制駆動における回転数が上昇すると、やがてファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数を上回る。なお、このリミット回転数は、回転位置検出回路３０Ｄから出力される回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗと駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎの位相差が所定値以下（もしくは位相が一致）となるときの回転数であり、予め定められたものである。
【００７８】
次に、上記上記ステップＳ１、ステップＳ４〜ステップＳ７、ステップＳ１９、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の強制駆動に係る処理を繰り返し行うなかで、ステップＳ６においてファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数を上回ったと判断した場合（ステップＳ６：ＮＯ）には、ファンモータ２０が強制駆動状態であるか否か判断する（ステップＳ２０）。ここで、上述のように、ステップＳ１２においてバッファメモリ３７ｂの記憶領域には強制駆動状態を示すフラグがセットされているので、ステップＳ２０の処理では強制駆動状態にあると判断される（ステップＳ２０：ＹＥＳ）。
【００７９】
そして、ステップＳ２０の処理において強制駆動状態にあると判断した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）には、ファンモータ２０をセンサレス駆動状態に移行させる（ステップＳ２１〜ステップＳ２２）。このように、本例では、回転子２２の強制起動時に固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに順次磁界を生じさせるための同期信号（タイマ３７ｃより出力）の位相を固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに誘起される誘起電圧信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗの位相に近づけた状態もしくは一致させた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することができる。従って、脱調やモータ停止等の不具合が生ずることなく強制駆動状態からセンサレス駆動状態への移行を円滑に行うことが可能である。
【００８０】
そして、ステップＳ２０の処理において強制駆動状態にあると判断した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）には、先ず、バッファメモリ３７ｂの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグをセットする（ステップＳ２１）。続いて、演算部３７ａは、出力オフセット値をモータ出力値とする。このときの出力オフセット値は、センサレス駆動状態に移行する直前の強制駆動状態の最後のルーチン処理においてバッファメモリ３７ｂに記憶された電圧補正値（例えば、ＰＷＭデューティ比６０％；図５参照）である。
【００８１】
本例では、このモータ出力値によって表されるＰＷＭデューティ比を有するＰＷＭチョッピングが駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎに重畳される（図４参照）。続いて、ＰＷＭチョッピングが重畳された駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎはドライバ回路３０Ｂへ出力される。このとき、ＰＷＭチョッピングは、駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ又は駆動信号Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのいずれか又は双方に重畳される。なお、センサレス駆動時における駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎは、回転位置検出回路３０Ｄから出力される回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに同期して生成される。
【００８２】
このようにして、モータ制御回路３０Ｃからドライバ回路３０ＢへＰＷＭチョッピングが重畳された駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎが出力されると、ドライバ回路３０Ｂによってスイッチング素子３４ａ乃至３４ｆのゲートにスイッチング信号が出力される。これにより、スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆが順次スイッチングされる。
【００８３】
そして、スイッチング素子３４ａ乃至３４ｆが順次スイッチングされると、固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗに所定の順序で電流が流れ、固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗのうち、電流が流れた固定子巻線から駆動磁界が発せられ、ファンモータ２０のセンサレス駆動が開始する。このとき、上アームのスイッチング素子３４ａ乃至３４ｃ又は下アームのスイッチング素子３４ｄ乃至３４ｆがＰＷＭチョッピングされるので、ファンモータ２０に出力される見かけ上の電圧が３．６Ｖに維持される。
【００８４】
このように、本例では、センサレス駆動に移行する際に、車両用電源バッテリ４０から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、上述のように、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給することができる。従って、回転子２２を強制的に回転させているときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給する電圧を一定とすることができるので、ファンモータ２０を安定してセンサレス駆動に移行することができる。そして、この状態から徐々にＰＷＭデューティ比を増加させる。これにより、ファンモータ２０に供給される電圧が上昇し、ファンモータ２０のトルクが増大する（図５参照）。
【００８５】
続いて、回転位置検出回路３０Ｄから出力された回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに基づいてファンモータ２０の回転数を検知し、この検知した回転数と上位コントローラからの指令回転数を比例演算し、この演算した値に基づいてファンモータ２０の回転数を一定に保つように制御する（ステップＳ２３）。そして、上記ステップＳ１の処理に移行する。
【００８６】
４．センサレス駆動時の処理について
上述のようにして、ファンモータ２０のセンサレス駆動を行っている状態では、ステップＳ２１の処理においてバッファメモリ３７ｂの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされている。従って、ステップＳ５の処理では、ファンモータ２０がセンサレス駆動状態にあると判断される（ステップＳ５：ＹＥＳ）。
【００８７】
続いて、演算部３７ａは、回転位置検出回路３０Ｄから出力された回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに基づいてファンモータ２０の回転数を検知し、この検知した回転数と上位コントローラ５０からの指令回転数を比例演算し、この演算した値に基づいてファンモータ２０の回転数を一定に保つように制御する（ステップＳ２３）。そして、上記ステップＳ１の処理に移行し、上記ステップＳ１、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ２３のセンサレス駆動に係る処理を再び行う。このとき、ステップＳ４において上位コントローラからの指令回転数が無くなるまで、上記ステップＳ１、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ２３のセンサレス駆動に係る処理を行う。
【００８８】
なお、図２において特に図示していないが、ファンモータ２０のセンサレス駆動を行う際に、電源検出器３０Ｆから出力される電源検出信号Ｅｄを検出して車両用電源バッテリ４０からの出力電圧を検知し、車両用電源バッテリ４０からの出力電圧に対してファンモータ２０に供給される電圧が所定値となるように電圧補正しても良いことは勿論である。
【００８９】
そして、上記ステップＳ１、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ２３のセンサレス駆動に係る処理を繰り返し行うなかで、上位コントローラ５０からの指令回転数が無くなった場合には、上位コントローラ５０からの指令回転数が無いと判断し（ステップＳ４：ＮＯ）、バッファメモリ３７ｂに記憶してある電圧補正値（ＰＷＭデューティ比）をクリアする（ステップＳ１７）。続いて、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に停止状態を示すフラグをセット（ステップＳ１８）し、上記ステップＳ１の処理に移行する。
【００９０】
５．その他の処理について
５−１  外力によってファンモータ２０が空転している状態からセンサレス駆動状態への移行処理
不図示の車両が走行することによって走行風を受けると、これによりファン１０と共にファンモータ２０が空転する。なお、このように、走行風を受けることによってファン１０およびファンモータ２０が空転していても、ファンモータ２０を積極的に回転制御している状態ではないので、バッファメモリ３７ｂの記憶領域には停止状態を示すフラグがセットされたままである。
【００９１】
ここで、車両の走行速度が上昇すると、ファン１０に当る走行風の量が増加するため、ファン１０およびファンモータ２０の回転数が徐々に増加する。このようにしてファンモータ２０の回転数が増加すると、バッファメモリ３７ｂの記憶領域には停止状態を示すフラグがセットされたままでありながら、ファンモータ２０の回転数が強制駆動からセンサレス駆動に移行する閾値となるリミット回転数を超えることがある。
【００９２】
そして、本例では、このように、外力によってファンモータ２０が空転し、この空転速度がリミット回転数を超えていた場合には、ファンモータ２０の強制駆動を省き、停止状態（空転状態）から一気にセンサレス駆動状態に移行する。以下、停止状態（空転状態）から強制駆動を省いてセンサレス駆動状態に移行する処理について説明する。
【００９３】
走行風を受けることによってファン１０およびファンモータ２０が空転すると、ステップＳ１の処理においてファンモータ２０の回転数が０ｒｐｍを超えていると判断される（ステップＳ１：ＹＥＳ）。続いて、上位コントローラ５０からの指令回転数の有無を判断する（ステップＳ４）。そして、上述のように、走行風等の外力によってファンモータ２０が空転しているときに、上位コントローラ５０から指令回転数が出力された場合には、ステップＳ４において、上位コントローラ５０からの指令回転数が有ると判断される（ステップＳ４：ＹＥＳ）。そして、この場合には、続いて現段階の状態がセンサレス駆動状態であるか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００９４】
ここで、上述のように、走行風を受けることによってファン１０およびファンモータ２０が空転している状態であっても、ファンモータ２０を積極的に回転制御している状態ではないので、バッファメモリ３７ｂの記憶領域には停止状態を示すフラグがセットされたままである。従って、ステップＳ５の処理においては、バッファメモリ３７ｂの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される（ステップＳ５：ＮＯ）。
【００９５】
続いて、空転するファンモータ２０の回転数を回転位置検出回路３０Ｄから出力される回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに基づいて検出し、ファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数以下であるか判断する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ６においてファンモータ２０の回転数が予め定められたリミット回転数を上回ったと判断した場合（ステップＳ６：ＮＯ）には、ファンモータ２０が強制駆動状態であるか否か判断する（ステップＳ２０）。ここで、上述のように、バッファメモリ３７ｂの記憶領域には停止状態を示すフラグがセットされているので、ステップＳ２０の処理では強制駆動状態にないと判断される（ステップＳ２０：ＮＯ）。
【００９６】
そして、ステップＳ２４の処理に移行し、バッファメモリ３７ｂの記憶領域にはセンサレス駆動状態を示すフラグをセットする（ステップＳ２４）。続いて、演算部３７ａは、オフセット値（ＰＷＭデューティ比）を設定する。オフセット値を設定するには、先ず、電源検出器３０Ｆから出力される電源検出信号Ｅｄを検出して車両用電源バッテリ４０からの出力電圧を検知する。次に、車両用電源バッテリ４０からの出力電圧に対してファンモータ２０に供給される電圧が予め定められた電圧初期値（例えば、３．６Ｖ；図５参照）となるＰＷＭデューティ比を算出する。そして、この算出したデューティ比をオフセット値とする。例えば、車両用電源バッテリ４０から出力される電圧が９Ｖである場合には、オフセット値（ＰＷＭデューティ比）を４０％に設定する。そして、このオフセット値を出力オフセット値とする（ステップＳ２５）。
【００９７】
続いて、上記出力オフセット値（この場合、ＰＷＭデューティ比４０％）によって表されるＰＷＭデューティ比を有するＰＷＭチョッピングが駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎに重畳される（図４参照）。そして、ＰＷＭチョッピングが重畳された駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎはドライバ回路３０Ｂへ出力される。このとき、ＰＷＭチョッピングは、駆動信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ又は駆動信号Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのいずれか又は双方に重畳される。これにより、ファンモータ２０に供給される電圧が３．６Ｖに維持され、ファンモータ２０のセンサレス駆動が開始される。
【００９８】
このように、本例では、外力によってファンモータ２０が空転し、この空転速度がリミット回転数を超えていた場合には、ファンモータ２０の強制駆動を省き、停止状態（空転状態）から一気にセンサレス駆動状態に移行する。そして、センサレス駆動に移行した後に、回転位置検出回路３０Ｄから出力された回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗに基づいてファンモータ２０の回転数を検知し、この検知した回転数と上位コントローラ５０からの指令回転数を比例演算し、この演算した値に基づいてファンモータ２０の回転数を一定に保つように制御する（ステップＳ２３）。そして、上記ステップＳ１の処理に移行する。
【００９９】
５−２  強制駆動状態又はセンサレス駆動状態においてファンモータ２０の回転数が低下したときの処理
本例の車両用ファンモータ装置Ｓにおいては、ファンモータ２０の回転数が５０ｒｐｍ以下では、回転位置検出信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗの立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出する前に、カウント値がオーバーフローするように設定されている。従って、強制駆動状態やセンサレス駆動状態において外乱等の影響によりファンモータ２０の回転数が低下し、ファンモータ２０の回転数が５０ｒｐｍ以下となった場合には、演算部３７ａにおいてファンモータ２０の回転数が０ｒｐｍであると判断される（ステップＳ１：ＮＯ）。
【０１００】
ここで、強制駆動状態にあるときにファンモータ２０の回転数が低下した場合には、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされているので、ステップＳ２の処理において強制駆動状態であると判断される（ステップＳ２：ＹＥＳ）。この場合には、以後、上記要領にて、ステップＳ４〜ステップＳ７、ステップＳ１９、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の強制駆動に係る処理を行う。
【０１０１】
一方、センサレス駆動状態にあるときにファンモータ２０の回転数が低下した場合には、バッファメモリ３７ｂの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされているので、ステップＳ２の処理において強制駆動状態ではないと判断される（ステップＳ２：ＮＯ）。この場合には、バッファメモリ３７ｂの記憶領域に停止状態を示すフラグをセットし、以後、上記要領にて、ステップＳ４〜ステップＳ１８の停止状態に係る処理を行う。
【０１０２】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）本実施形態によれば、強制駆動時に車両用電源バッテリ４０から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給することができる。従って、回転子２２を強制的に回転させているときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給する電圧を一定とすることができるので、ブラシレスモータを安定して起動させることができる。これにより、ブラシレスモータが起動することができないといった不具合や、ブラシレスモータに過大な電流が流れ固定子巻線等が破損するといった不具合が生じることを防止することが可能となる。
【０１０３】
（ロ）本実施形態によれば、スイッチング素子３３ａ乃至３３ｆおよびダイオード３４ａ乃至３４ｆがブリッジ接続されてなるインバータ回路３０Ａに出力されるＰＷＭデューティ比を可変することにより固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに供給される電圧を補正する構成であるので、例えば、電源レギュレータ等によって電圧補正する構成と比較して電源損失を低く抑えることができる。
【０１０４】
（ハ）本実施形態によれば、回転子２２の強制起動時の前に、回転子２２と固定子２１の相が一致するように初期位置だしを行うので、回転子２２と固定子２１の相を一致させた状態で回転子２２を強制的に起動させることができる。従って、回転子２２の起動を円滑に行うことが可能である。
【０１０５】
（ニ）本実施形態によれば、回転子２２の強制起動時に固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに順次磁界を生じさせるための同期信号（タイマ３７ｃより出力）の位相を固定子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに誘起される誘起電圧信号Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗの位相に近づけた状態もしくは一致させた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することができる。従って、脱調やモータ停止等の不具合が生ずることなく強制駆動状態からセンサレス駆動状態への移行を円滑に行うことが可能である。
【０１０６】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
すなわち、上記実施形態では、インバータ回路３０Ａが全波駆動回路で構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、インバータ回路３０Ａは、半波駆動回路で構成されていても良い。
【０１０７】
上記各実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想を以下に記載する。
ブラシレスモータと、該ブラシレスモータを駆動させるコントローラと、を備えてなるブラシレスモータ装置において、
前記コントローラに、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いたことを特徴とするブラシレスモータ装置。
【０１０８】
このように、ブラシレスモータを駆動させるコントローラに上記請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の制御装置を用いていると、ブラシレスモータの永久磁石回転子を強制的に回転させているときに、電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、固定子巻線に供給する電源を一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用ファンモータ装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用ファンモータ装置の動作の流れを示すフローチャートある。
【図３】本発明の一実施形態に係るブラシレスモータに誘起される誘起電圧信号を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る回転位置検出信号と駆動信号を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るブラシレスモータに供給される電圧を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０  ファン、１１  羽根、１２  回転シャフト、２０  ブラシレスモータ（ファンモータ）、２１  永久磁石固定子（固定子）、２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ  固定子巻線、２２  回転子、３０  ブラシレスモータの制御装置（コントローラ）、３０Ａ  インバータ回路、３０Ｂ  ドライバ回路、３０Ｃ  モータ制御回路、３０Ｄ  回転位置検出回路、３０Ｅ  フィルタ回路、３１ａ  入力端子、３１ｎ，３１ｐ  電源端子、３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ  外部出力端子、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ  スイッチング素子、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ  整流素子（ダイオード）、３５ａ  陽極電源線、３５ｂ  陰極電源線、３６ａ，３６ｂ  中性電位生成抵抗、３７ａ  演算部、３７ｂ  バッファメモリ、３７ｃ  タイマ、３８ｕ，３８ｖ，３８ｗ  比較器、３９  電源検出器、４０  車両用電源バッテリ、４１  陽極電源線、４２  陰極電源線、５０  上位コントローラ、６４  イグニッションスイッチ、６５  ヒューズ、６６  ヒューズ、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｌ１  インダクタ、Ｓ  車両用ファンモータ装置
【図１】
2006033946.tif 000003
【図２】
2006033946.tif 000004
【図３】
2006033946.tif 000005
【図４】
2006033946.tif 000006
【図５】
2006033946.tif 000007