(57)【要約】【課題】最初に行ったモータの起動が失敗した場合でも、次回以降の起動を確実に行うことができるモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】モータを起動して駆動制御するため、制御回路は、インバータ回路を介してモータの巻線のうち２相に直流通電を行って回転子の位置決めを行う際に、前回に行った位置決めとは異なる通電パターンを採用する（Ｓ１〜Ｓ６）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相以上の巻線（１１〜１３）を有する電機子と永久磁石を有する回転子とを備える多相ブラシレス直流モータ（１０）に通電を行う駆動回路（７０）と、
前記モータを起動して駆動制御するため、前記駆動回路を介して前記モータの巻線に直流通電を行うことで前記回転子の位置決めを行う際に、前回に行った位置決めとは異なる通電パターンを採用する制御回路（５０）と、
を備えるモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前回の位置決め時に採用した通電パターンが記憶される記憶部（５１）を備え、
この記憶部に記憶されているものとは異なる通電パターンを今回の位置決め時に採用し、
前記採用した今回の通電パターンを前記記憶部に上書きして記憶する請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、今回の位置決めに基づく前記モータの起動が失敗した際にも、前記記憶部に記憶されているものとは異なる通電パターンを次回の位置決めに採用し、
前記次回に採用する通電パターンを前記記憶部に上書きして記憶する請求項２記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御回路は、通常の駆動制御において採用するモータの通電パターンの切替え順に従って、順次異なる通電パターンを次回の位置決めに採用する請求項２又は３記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記制御回路は、経時的に変化するデータを発生する周辺回路（５２）を備え、
前記データの値の変化を利用して、前回に行った位置決めとは異なる通電パターンを採用する請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記制御回路は、乱数を発生する乱数発生機能部を備え、
前記乱数を利用して、前回に行った位置決めとは異なる通電パターンを採用する請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記位置決めを２相通電により行う請求項１から６の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相以上の多相ブラシレス直流モータに通電を行う駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、３相ブラシレス直流モータを位置センサレス方式で駆動制御する装置が、モータを起動する際に行う回転子の位置決めをより短い時間で行うための方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−３６０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、位置決めを行う際に回転子の位置が、モータの巻線に２相通電を行うパターンに応じた位置に一致していると、残りの一相に誘起電圧が発生しないため起動が失敗することになる。この起動の失敗に伴い、制御回路がリセットされるとすれば、制御回路は前回と同じ通電パターンで位置決めを行うことになるので、モータの起動は再度失敗し、以降は同じ処理を繰り返してしまう。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、最初に行ったモータの起動が失敗した場合でも、次回以降の起動を確実に行うことができるモータ駆動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載のモータ駆動制御装置によれば、３相以上の多相ブラシレス直流モータを起動して駆動制御するため、制御回路は、駆動回路を介してモータの巻線に直流通電を行うことで回転子の位置決めを行う際に、前回に行った位置決めとは異なる通電パターンを採用する。このように構成すれば、前回に行った位置決めにおいて、回転子の位置がモータの巻線に２相以上の通電を行うパターンに応じた位置に一致していたとしても、異なる通電パターンにより誘起電圧を発生させてモータの起動を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態であり、制御回路の処理内容を示すフローチャート
【図２】モータを正転させる際に順次切り替える通電パターンを示す図
【図３】モータ駆動制御装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
本実施形態のモータ駆動制御装置は、例えば車載用フューエルポンプのアクチュエータに用いられる。図３に示すように、駆動制御装置１は、モータ１０に電圧を印加する電圧印加部２０，インバータ回路７０のスイッチング素子を駆動するゲートドライバ３０，ゲートドライバ３０を介してインバータ回路７０を制御する制御回路５０，及びモータ１０を構成する回転子の磁極位置を検知するための位置検知部４０を備えている。インバータ回路７０は駆動回路に相当する。
【０００９】
電圧印加部２０は、電源６０及びインバータ回路７０を備えており、モータ１０に電圧を印加すると共に、例えば、モータ１０の起動前に通電すべき相の固定子巻線に対して通電を行うことで回転子の位置決めも行う。電源６０は車載用のバッテリである。モータ１０はブラシレス３相直流モータであり、電機子及び電機子に対して回転する回転子を備えている。また、モータ１０は、回転子の位置を検出するためのホール素子等を備えない位置センサレス構成である。回転子は、磁極を有する円盤状部材であり、例えばその表面に永久磁石が貼付されている。電機子に形成された各相巻線，Ｕ相巻線１１，Ｖ相巻線１２及びＷ相巻線１３には、インバータ回路７０の各相出力端子が接続されている。
【００１０】
インバータ回路７０は、スイッチング素子である６個のＭＯＳＦＥＴ７１〜７６を備えており、電源６０の直流電圧をモータ１０の各相巻線１１〜１３のそれぞれに印加するように切り換える。ＦＥＴ７１〜７６の各ゲートは、ゲートドライバ３０の出力端子に接続されている。これらの構成により、制御回路５０は、ゲートドライバ３０を介してＦＥＴ７１〜７６のそれぞれのＯＮ，ＯＦＦを切り換える。
【００１１】
位置検知部４０は、３つのコンパレータ４１，４２，４３及び抵抗４４〜４９で構成され、回転子の磁極位置を検知するための信号を制御回路５０に出力する。モータ１０の各相巻線１１，１２，１３の一端は、抵抗４４，４５，４６にそれぞれ接続されており、これらの抵抗４４〜４６は、それぞれコンパレータ４１〜４３の非反転入力端子に接続されている。
【００１２】
さらに、モータ１０の各相巻線１１，１２，１３の一端は、それぞれ抵抗４７，４８，４９を介して共通に接続されている。この共通接続点が仮想中性点となっており、コンパレータ４１，４２，４３の各反転入力端子は、上記仮想中性点に接続されている。そして、各コンパレータ４１，４２，４３は、入力端子に入力される各相の誘起電圧と、基準電圧に採用する上記仮想中性点の電圧とを比較して、比較結果を回転子の位置検知信号として出力する。
【００１３】
この構成により、いわゆる２相通電が実行された際に、通電が行われていない開放相に対応するコンパレータは、当該開放相に発生する誘起電圧から基準電圧を差し引いた結果得られる正負何れかの極性，つまり誘起電圧極性を位置検知信号として制御回路５０に出力する。
【００１４】
制御回路５０は、ゲートドライバ３０を介してインバータ回路７０のＦＥＴ７１〜７６のスイッチングを制御することでモータ１０の出力を制御する。制御回路５０は、モータ１０の停止状態からの起動前に、位置検出部４０のコンパレータ４１，４２，４３から入力される回転子の位置検知信号に基づいて回転子の磁極位置の推定範囲を検出する。
【００１５】
さらに制御回路５０は、当該推定範囲に応じて予め対応づけされている位置決め角度に、当該モータ起動前の回転子の位置を決定する。このように制御回路５０は、回転子の磁極位置の推定範囲を検出する機能と、モータ起動前の回転子の位置決め角度を決定する機能も有している。また、制御回路５０には、インバータ回路７０に流れる電流を示す検出信号が入力される。
【００１６】
モータ１０の回転子が停止している状態では、電機子の巻線１１〜１３に誘起電圧が発生せず回転子の位置が検知できないので、制御回路５０は、ある一定周期で強制転流を行う。そして、回転子が回り始めると、電機子の各相巻線１１〜１３から発生する誘起電圧に基づいてコンパレータ４１〜４３から位置検知信号が出力される。制御回路５０は、この位置検知信号を元に、次回の転流タイミング、すなわち通電相の切換タイミングを決定し、この当該タイミングで転流を実行して所謂位置センサレス駆動制御を行う。
【００１７】
さらに制御回路５０は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御においてデューティを増大させてモータ１０の回転速度を上昇させ、ＰＷＭデューティを制御してモータ１０の回転速度を制御する。そして、制御回路５０は、上記の位置検知信号に基づいて回転速度を検出し、モータ１０が設定された回転速度になるようにＰＷＭ制御のデューティをフィードバック制御する。また、制御回路５０は、ワークエリアとして使用するＲＡＭ５１や、図示しないクロック信号によりカウント動作を行うフリーランカウンタ５２を備えている。ＲＡＭ５１は記憶部に相当し、フリーランカウンタ５２は周辺回路に相当する。
【００１８】
尚、上記の駆動制御装置１の構成は特許文献１の図１に開示されているものと基本的に同様であり、特許文献１とは、制御回路５０により実行される起動制御処理の一部が相違している。次に本実施形態の作用について説明するが、以下では、特許文献１で行う処理との相違点を中心に説明する。
【００１９】
図１に示すように、制御回路５０は、リセットが解除されると先ずリセット要因を判別する（Ｓ１）。パワーオンリセットであった場合は、通電パターンインデックスを除いてＲＡＭ５１を初期化する（Ｓ８）。ここで「通電パターンインデックス」について説明する。図２に示すように、モータ１０を例えば正転方向に回転させる際に通電相を切替えるパターンの内、回転子の位置決めを行う際には２相通電パターン（１）〜（６）を使用する。「通電パターンインデックス」には、２相通電パターン（１）〜（６）の内、前回の位置決めの際に何れのパターンを使用したかを示すインデックス，ポインタ値が格納されている。
【００２０】
そして、ステップＳ８の実行後にＲＡＭ５１の通電パターンインデックスを初期化するが（Ｓ９）、その際にはフリーランカウンタ５２の下位３ビットを読み込んで、その３ビットが示す値で初期化する。３ビットが示すカウンタ値は「０」〜「７」であるが、例えばカウンタ値が「０」又は「７」の場合は再度カウンタ５２の値を読み込んでも良いし、その値にそれぞれ「２」を加えることで「２」又は「１」に設定しても良い。それから、ステップＳ３に移行する。
【００２１】
一方、ステップＳ１において、リセット要因が例えばウォッチドッグタイマのオーバーフロー等によるソフトリセットであった場合は、ステップＳ８と同様に通電パターンインデックスを除いてＲＡＭ５１を初期化する（Ｓ２）。それから、前記通電パターンインデックスに格納されている前回の通電パターンを読み込むと（Ｓ３）、その値をインクリメントして通電パターンインデックスに格納し、今回値として記録する（Ｓ４）。
【００２２】
続いて、上記の今回値が示す通電パターンを用いることを決定すると（Ｓ５）２相通電を行う（Ｓ６）。例えば、前回値が（１）「Ｕ→Ｖ」であれば、今回は（２）「Ｕ→Ｗ」で２相通電を行うことになる。そして、誘起電圧を検出できたか否かを判断し（Ｓ７）、検出できれば（ＹＥＳ）特許文献１の図３に示すステップＳ３０に移行する。一方、誘起電圧が検出できなければ（ＮＯ）ソフトリセットを行い、ステップＳ１に移行する。ステップＳ３０〜Ｓ８０の処理は、特許文献１と同様に行う。
【００２３】
以上のように本実施形態によれば、モータ１０を起動して駆動制御するため、制御回路５０は、インバータ回路７０を介してモータ１０の巻線１１〜１３のうち２相に直流通電を行って回転子の位置決めを行う際に、前回に行った位置決めとは異なる通電パターンを採用する。このように構成すれば、前回の位置決めにおいて、回転子の位置がモータ１０の巻線１１〜１３に２相の通電を行うパターンに応じた位置に一致していたとしても、異なる通電パターンにより誘起電圧を発生させて、モータ１０の起動を確実に行うことができる。
【００２４】
この場合、制御回路５０は、前回の位置決め時に採用しＲＡＭ５１に記憶されているものとは異なる通電パターンを今回の位置決め時に採用し、今回の通電パターンをＲＡＭ５１に上書きして記憶することで、前回と異なる通電パターンを採用できる。また、制御回路５０は、今回の位置決めに基づくモータ１０の起動が失敗した際にも、ＲＡＭ５１に記憶されているものとは異なる通電パターンを次回の位置決めに採用し、次回に採用する通電パターンをＲＡＭ５１に上書きして記憶する。したがって、この場合も前回と異なる通電パターンを採用できる。
【００２５】
更に、制御回路５０は、通常の駆動制御において採用するモータ１０の通電パターンの切替え順に従って、順次異なる通電パターンを次回の位置決めに採用するので、異なる通電パターンを簡単に決定できる。また、制御回路５０は、経時的に変化するデータを発生するフリーランカウンタ５２を備え、カウンタ５２のカウンタ値の変化を利用して、前回に行った位置決めとは異なる通電パターンを採用する。これにより、擬似ランダム的に決定された異なる通電パターンを採用することができる。
【００２６】
本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
必ずしも図２に示す通電パターンの切替え順に従って通電パターンを変更する必要はない。
例えば、ステップＳ２〜Ｓ４の処理に替えて、ステップＳ５においてステップＳ９と同様にカウンタ５２のカウンタ値を利用して通電パターンを擬似ランダム的に決定しても良い。
【００２７】
周辺回路が発生させる経時的に変化するデータとしては、その他例えばタイマ割り込み用のタイマやリアルタイムクロックの値等を用いても良い。
また、制御回路５０に、乱数発生機能部として乱数発生プログラムを備え、当顔プログラムが発生させた乱数を用いて今回の通電パターンを決定しても良い。
記憶部は制御回路５０が備えるＲＡＭ５１に限ることなく、制御回路５０の外部にあるメモリでも良い。
４相以上のモータに適用しても良い。また、車載用フューエルポンプのアクチュエータに用いられるモータに限ることはない。
【符号の説明】
【００２８】
１  駆動制御装置、１０  モータ、１１〜１３  巻線、５０  制御回路、５１  ＲＡＭ、５２  フリーランカウンタ、７０  インバータ回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018014812.tif 000005