(57)【要約】【課題】停止状態の回転子の磁極位置を所定の精度で推定することができかつ推定の所要時間を従来よりも短くする。【解決手段】電機子に流れる電流による回転磁界によって永久磁石を用いた回転子が回転するセンサレス型の永久磁石同期電動機の制御装置は、磁極位置の探索を行う角度位置範囲である対象範囲５１〜５４を区分した複数の探索区画５１１，５１２，５２１，５２２，５３１，５３２，５４１，５４２のそれぞれに磁界ベクトルが生じるようパルス電圧を電機子に印加する処理と、パルス電圧を印加したときに電機子に流れる電流に基づいて複数の探索区画のうちの１つを次の対象範囲とするよう対象範囲５１〜５４を絞り込む処理とを繰り返して、初期位置を推定する。【選択図】図１４
2018098824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子に流れる電流による回転磁界によって永久磁石を用いた回転子が回転するセンサレス型の永久磁石同期電動機の制御装置であって、
前記電機子に電圧を印加して前記回転子を駆動する駆動部と、
停止状態の前記回転子の磁極位置である初期位置を推定する初期位置推定部と、
前記駆動部を制御する制御部と、を有し、
前記初期位置推定部は、前記初期位置を探索するための磁界ベクトルを生じさせるパルス電圧を、対象範囲を区分した複数の探索区画のそれぞれに印加するよう前記制御部に指示し、前記パルス電圧の印加によって前記電機子に最も多くの電流が流れた探索区画を次の対象範囲とするよう対象範囲の絞り込みを行って、初期位置を推定する、
ことを特徴とする永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項２】
前記初期位置推定部は、前記対象範囲の絞込みにおいて、前記対象範囲ではない対象外範囲に回転防止のための磁界ベクトルを生じさせるパルス電圧を印加するよう、前記制御部に指示する、
請求項１記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項３】
前記初期位置推定部は、前記複数の探索区画のそれぞれに順に前記磁界ベクトルを生じさせる途中に、前記回転防止のための磁界ベクトルを生じさせるよう、前記制御部に指示する、
請求項２記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項４】
前記回転防止のための磁界ベクトルの向きは、前記探索区画に生じさせる前記磁界ベクトルの向きに対して電気角で１８０度ずれた向きまたはそれに近い向きである、
請求項２または３記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項５】
前記回転防止のための磁界ベクトルの向きは、前記対象範囲の中央の角度位置に対して電気角で１８０度ずれた向きである、
請求項２または３記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項６】
前記初期位置推定部は、前記対象範囲が設定された大きさに絞り込まれる以前の段階においてのみ、前記回転防止のための磁界ベクトルを生じさせるよう、前記制御部に指示する、
請求項１ないし５のいずれかに記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項７】
前記初期位置推定部は、前記複数の探索区画のそれぞれに前記磁界ベクトルを生じさせたときの当該複数の探索区画の間の前記電流の差がしきい値以下である場合に、現在の前記対象範囲をその角度位置をずらした範囲に変更し、変更後の対象範囲を区分した複数の探索区画のそれぞれに前記磁界ベクトルを生じさせるよう、前記制御部に指示する、
請求項１ないし６のいずれかに記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項８】
前記初期位置推定部は、前記パルス電圧の立ち上がりから当該パルス電圧の印加時間以下の設定時間が経過したときの前記電流の値に基づいて前記初期位置を推定する、
請求項１ないし７のいずれかに記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項９】
前記初期位置推定部は、前記パルス電圧の立ち上がりから前記電流の値が設定値になるまでの時間に基づいて前記初期位置を推定する、
請求項１ないし７のいずれかに記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項１０】
センサレス型の永久磁石同期電動機における回転子の初期位置推定のための制御方法であって、
前記初期位置を探索するための磁界ベクトルを生じさせるパルス電圧を、電機子における探索を行う角度位置範囲である対象範囲を区分した複数の探索区画のそれぞれに印加する処理と、前記パルス電圧の印加によって前記電機子に最も多くの電流が流れた探索区画を次の対象範囲とするよう対象範囲を絞り込む処理とを繰り返して、初期位置を推定する、
ことを特徴とする初期位置推定のための制御方法。
【請求項１１】
前記対象範囲の絞込みにおいて、前記対象範囲ではない対象外範囲に回転防止のための磁界ベクトルが生じるよう前記電機子にパルス電圧を印加する、
請求項１０記載の初期位置推定のための制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石同期電動機の制御装置、および回転子の初期位置推定のための制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ：Permanent Magnet Synchronous Motor）は、捲線（電機子捲線）を有する固定子と永久磁石を用いた回転子とを有し、捲線に交流電流を流して回転磁界を発生させる。これにより、回転子は回転磁界に同期して回転する。
【０００３】
近年、センサレス型の永久磁石同期電動機が広く用いられている。センサレス型は、磁極位置を検出するための磁気センサやエンコーダを有していない。このため、センサレス型の永久磁石同期電動機の駆動には、回転中に捲線に発生する誘起電圧により流れる電流に基づいて回転子の磁極位置および回転速度を推定する方法が用いられる。
【０００４】
また、センサレス型の永久磁石同期電動機が停止しているときに回転子の磁極位置を推定するいわゆる初期位置推定の手法として、インダクティブセンシングと呼ばれる方法がある。この方法は、磁極位置によって捲線のインダクタンスが微妙に変化する性質を利用する方法であって、特許文献１に記載されるように、各相の励磁を順に行うように捲線に電圧を印加し、各相の励磁において捲線に流れる電流のピーク振幅値を比較することにより磁極位置を推定するものである。
【０００５】
初期位置推定を行うことにより、その後に回転子を回転させる際に、回転子の磁極位置に応じて適切に固定子を励磁することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−０６９４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インダクティブセンシングによる初期位置推定では、電気角で３６０度（２π）の角度位置範囲を複数の区画に区分して区画ごとに磁界を発生させるよう捲線に電圧を印加する。印加は間隔をあけて複数回行い、印加ごとに捲線に流れる電流を測定する。そして、複数回の測定の結果に基づいて磁極位置を推定する。例えば、電流値が最も大きい区画の位置を磁極位置と推定する。
【０００８】
推定の精度を高くするには、角度位置範囲を細かく区分しなければならない。しかし、細かく区分すると、電圧の印加の回数が増えて推定に要する時間が長くなる、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、停止状態の回転子の磁極位置を所定の精度で推定することができかつ推定に要する時間を従来よりも短くすることのできる制御装置および初期位置推定のため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】
【００１０】
本発明の実施形態に係る制御装置は、電機子に流れる電流による回転磁界によって永久磁石を用いた回転子が回転するセンサレス型の永久磁石同期電動機の制御装置であって、前記電機子に電圧を印加して前記回転子を駆動する駆動部と、停止状態の前記回転子の磁極位置である初期位置を推定する初期位置推定部と、前記駆動部を制御する制御部と、を有し、前記初期位置推定部は、前記初期位置を探索するための磁界ベクトルを生じさせるパルス電圧を、対象範囲を区分した複数の探索区画のそれぞれに印加するよう前記制御部に指示し、前記パルス電圧の印加によって前記電機子に最も多くの電流が流れた探索区画を次の対象範囲とするよう対象範囲の絞り込みを行って、初期位置を推定する。
【００１１】
本発明の実施形態に係る制御方法は、センサレス型の永久磁石同期電動機における回転子の初期位置推定のための制御方法であって、前記初期位置を探索するための磁界ベクトルを生じさせるパルス電圧を、電機子における探索を行う角度位置範囲である対象範囲を区分した複数の探索区画のそれぞれに印加する処理と、前記パルス電圧の印加によって前記電機子に最も多くの電流が流れた探索区画を次の対象範囲とするよう対象範囲の絞り込む処理とを繰り返して、初期位置を推定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、停止状態の回転子の磁極位置を所定の精度で推定することができかつ推定に要する時間を従来よりも短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を備えた画像形成装置の構成の概要を示す図である。
【図２】ブラシレスモータの構成を模式的に示す図である。
【図３】ブラシレスモータのｄ−ｑ軸モデルを示す図である。
【図４】モータ制御装置の機能的構成の一例を示す図である。
【図５】モータ制御装置におけるモータ駆動部および電流検出部の構成の例を示す図である。
【図６】全探索による初期位置推定の概要を示す図である。
【図７】全探索による初期位置推定において電機子に流れる電流の測定結果の例を示す図である。
【図８】二分探索による初期位置推定の第１例の概要を示す図である。
【図９】対象範囲のデフォルトの区分による探索が可能な場合の例を示す図である。
【図１０】探索が可能でない場合における対象範囲の角度位置の変更の例を示す図である。
【図１１】パルス電圧を印加したときの電流の定量化の例を示す図である。
【図１２】磁界ベクトルの向きを設定するためのテーブルの例を示す図である。
【図１３】二分探索における磁界ベクトル８５と回転子３２の位置関係の例を示す図である。
【図１４】二分探索による初期位置推定の第２例の概要を示す図である。
【図１５】パルス電圧の印加および電流の測定のタイミングの例を示す図である。
【図１６】磁界ベクトルの向きを設定するためのテーブルの例を示す図である。
【図１７】モータ制御装置における処理の流れの概要を示す図である。
【図１８】初期位置推定処理の流れの例を示す図である。
【図１９】対象範囲の分割数とパルス電圧の印加回数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１には本発明の一実施形態に係るモータ制御装置２１を備えた画像形成装置１の構成の概要が、図２にはブラシレスモータ３，３ｂの構成が模式的に示されている。
【００１５】
図１において、画像形成装置１は、電子写真式のプリンタエンジン１Ａを備えたカラープリンタである。プリンタエンジン１Ａは４個のイメージングステーション１１，１２，１３，１４を有しており、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナー像を並行して形成する。イメージングステーション１１，１２，１３，１４のそれぞれは、筒状の感光体、帯電チャージャ、現像器、クリーナ、および露光用の光源などを有している。
【００１６】
４色のトナー像は中間転写ベルト１６に一次転写され、用紙カセット１０から給紙ローラ１５Ａによって引き出されてレジストローラ１５Ｂを経て搬送されてきた用紙９に二次転写される。二次転写の後、用紙９は定着器１７の内部を通って上部の排紙トレイ１８へ送り出される。定着器１７を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像が用紙９に定着する。
【００１７】
画像形成装置１は、定着器１７、中間転写ベルト１６、給紙ローラ１５Ａ、レジストローラ１５Ｂ、感光体、および現像器のローラなどの回転体を回転させる駆動源として、ブラシレスモータ３を含む複数のブラシレスモータを用いる。つまり、プリンタエンジン１Ａは、これらのブラシレスモータにより回転駆動される回転体を用いて用紙９を搬送したり当該用紙９に画像を形成したりする。
【００１８】
ブラシレスモータ３は、例えば用紙カセット１０の近傍に配置されて、給紙ローラ１５Ａを回転駆動する。このブラシレスモータ３は、モータ制御装置２１により制御される。
【００１９】
図２において、ブラシレスモータ３，３ｂは、センサレス型の永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ:Permanent Magnet Synchronous Motor)である。
【００２０】
図２（Ａ）に示すブラシレスモータ３は、回転磁界を発生させる電機子としての固定子３１と、永久磁石を用いたインナー式の回転子３２とを備えている。固定子３１は、１２０°間隔で配置されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコア３６，３７，３８、およびＹ結線された３つの捲線（コイル）３３，３４，３５を有している。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相交流電流を捲線３３〜３５に流してコア３６，３７，３８を順に励磁することによって回転磁界が生じる。回転子３２は、この回転磁界に同期して回転する。
【００２１】
このようなブラシレスモータ３に代えて、図２（Ｂ）に示すブラシレスモータ３ｂを画像形成装置１に実装することができる。ブラシレスモータ３ｂは、回転磁界を発生させる固定子３１ｂと、永久磁石を用いたアウター式の回転子３２ｂとを備えている。固定子３１ｂは、１２０°間隔で配置されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコア３６ｂ，３７ｂ，３８ｂ、およびＹ結線された３つの捲線３３ｂ，３４ｂ，３５ｂを有している。ブラシレスモータ３ｂもブラシレスモータ３と同様に回転磁界に同期して回転する。
【００２２】
図２に示す例では回転子３２，３２ｂの磁極数は２である。ただし、回転子３２，３２ｂの磁極数は２に限らず、４または６以上であってもよい。また、固定子３１，３１ｂのスロット数は３に限らない。いずれにしても、ブラシレスモータ３，３ｂに対して、ｄ−ｑ軸座標系を基本とした制御モデルを用いて磁極位置および回転速度の推定を行うベクトル制御（センサレスベクトル制御）が、モータ制御装置２１により行われる。
【００２３】
なお、以下において、回転子３２のＳ極およびＮ極のうちの黒丸で示すＮ極の回転角度位置を、回転子３２の「磁極位置ＰＳ」ということがある。また、回転子３２の回転中心から磁極位置ＰＳへ向かう方向を「磁極方向」ということがある。
【００２４】
図３にはブラシレスモータ３のｄ−ｑ軸モデルが示されている。ブラシレスモータ３のベクトル制御では、ブラシレスモータ３の捲線３３〜３５に流れる３相の交流電流を、回転子３２である永久磁石と同期して回転している２相の捲線に流す直流電流に変換して制御を簡単化する。
【００２５】
永久磁石の磁束方向（Ｎ極の方向）をｄ軸とし、ｄ軸から電気角でπ／２［ｒａｄ］（９０°）進んだ方向をｑ軸とする。ｄ軸およびｑ軸はモデル軸である。Ｕ相の捲線３３を基準とし、これに対するｄ軸の進み角をθと定義する。この角度θは、Ｕ相の捲線３３に対する磁極の角度位置（磁極位置ＰＳ）を示す。ｄ−ｑ座標系は、Ｕ相の捲線３３を基準としてこれより角度θだけ進んだ位置にある。
【００２６】
ブラシレスモータ３は回転子３２の角度位置（磁極位置）を検出する位置センサを有していないので、モータ制御装置２１において回転子３２の磁極位置ＰＳを推定する必要がある。その推定した磁極位置を示す推定角度θｍに対応してγ軸を定め、γ軸よりも電気角でπ／２進んだ位置をδ軸に定める。γ−δ座標系は、Ｕ相の捲線３３を基準としてこれより推定角度θｍだけ進んだ位置にある。角度θに対する推定角度θｍの遅れ量を、Δθと定義する。遅れ量Δθが零のときは、γ−δ座標系はｄ−ｑ座標系と一致する。
【００２７】
図４にはモータ制御装置２１の機能的構成の一例が、図５にはモータ制御装置２１におけるモータ駆動部２６および電流検出部２７の構成の例が、それぞれ示されている。また、図６には全探索による初期位置推定の処理の概要が、図７には全探索による初期位置推定において電機子に流れる電流の測定結果の例が、それぞれ示されている。
【００２８】
図４に示すように、モータ制御装置２１は、ベクトル制御部２３、速度・位置推定部２４、初期位置推定部２５、モータ駆動部２６、および電流検出部２７などを有している。
【００２９】
モータ駆動部２６は、ブラシレスモータ３の捲線３３〜３５に電流を流して回転子３２を駆動するインバータ回路である。図５のように、モータ駆動部２６は、３つのデュアル素子２６１，２６２，２６３、およびプリドライブ回路２６５などを有する。
【００３０】
各デュアル素子２６１〜２６３は、特性の揃った２つのトランジスタ（例えば、電界効果トランジスタ：ＦＥＴ）を直列接続してパッケージに収めた回路部品である。
【００３１】
デュアル素子２６１〜２６３によって、直流電源ライン２１１から接地ラインへ捲線３３〜３５を介して流れる電流Ｉが制御される。詳しくは、デュアル素子２６１のトランジスタＱ１，Ｑ２によって、捲線３３を流れる電流Ｉｕが制御され、デュアル素子２６２のトランジスタＱ３，Ｑ４によって、捲線３４を流れる電流Ｉｖが制御される。そして、デュアル素子２６３のトランジスタＱ５，Ｑ６によって、捲線３５を流れる電流Ｉｗが制御される。
【００３２】
図５において、プリドライブ回路２６５は、ベクトル制御部２３から入力される制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−を、各トランジスタＱ１〜Ｑ６に適した電圧レベルに変換する。変換後の制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−が、トランジスタＱ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート）に入力される。
【００３３】
電流検出部２７は、Ｕ相電流検出部２７１およびＶ相電流検出部２７２を有し、捲線３３，３４に流れる電流Ｉｕ，Ｉｖを検出する。Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０であるので、検出した電流Ｉｕ，Ｉｖの値から計算によって電流Ｉｗを求めることができる。
【００３４】
Ｕ相電流検出部２７１およびＶ相電流検出部２７２は、電流Ｉｕ，Ｉｖの流路に挿入されているシャント抵抗による電圧降下を増幅してＡ／Ｄ変換し、電流Ｉｕ，Ｉｖの検出値として出力する。すなわち、２シャント方式の検出を行う。シャント抵抗の抵抗値は１／１０Ωオーダーの小さい値である。
【００３５】
なお、モータ駆動部２６と電流検出部２７とを一体化した回路部品を用いてモータ制御装置２１を構成することができる。
【００３６】
図４に戻って、ベクトル制御部２３は、上位制御部２０からの速度指令Ｓ１が示す速度指令値ω＊に応じて、モータ駆動部２６を制御する。上位制御部２０は、画像形成装置１の全体の制御を受け持つコントローラであり、画像形成装置１をウォームアップするとき、プリントジョブを実行するとき、節電モードに移行するときなどに速度指令Ｓ１を発する。回転駆動の開始（起動）を指令する場合に、上位制御部２０は、起動指令Ｓ１ａを含む速度指令Ｓ１をベクトル制御部２３に与える。つまり、この場合の速度指令Ｓ１は、起動指令Ｓ１ａとなる。その後、所定の運転パターンに従って加速するよう速度指令値ω＊を増大させる。
【００３７】
ベクトル制御部２３は、起動指令Ｓ１ａが入力されると、後に述べる初期位置を推定するためのパルス電圧を電機子の捲線３３〜３５に印加するようモータ駆動部２６を制御する。その後に、初期位置推定部２５により推定された初期位置から回転する回転磁界が生成されるようモータ駆動部２６を制御する。
【００３８】
ベクトル制御部２３は、速度制御部４１、電流制御部４２、出力座標変換部４３、ＰＷＭ変換部４４、および入力座標変換部４５を有する。これらの各部により、次のようにブラシレスモータ３のベクトル制御のための処理が行われる。
【００３９】
速度制御部４１は、上位制御部２０からの速度指令値ω＊と速度・位置推定部２４からの速度推定値ωｍとに基づいて、速度推定値ωｍが速度指令値ω＊に近づくようにγ−δ座標系の電流指令値Ｉγ＊，Ｉδ＊を決定する。
【００４０】
電流制御部４２は、電流指令値Ｉγ＊，Ｉδ＊に基づいて、γ−δ座標系の電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊を決定する。
【００４１】
出力座標変換部４３は、速度・位置推定部２４からの推定角度θｍに基づいて、電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊をＵ相、Ｖ相、およびＷ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。
【００４２】
ＰＷＭ変換部４４は、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−を生成し、モータ駆動部２６へ出力する。制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−は、ブラシレスモータ３に供給する３相交流電力の周波数および振幅をパルス幅変調（PWM: Pulse Width Modulation ）により制御するための信号である。
【００４３】
入力座標変換部４５は、電流検出部２７により検出されたＵ相の電流ＩｕおよびＶ相の電流Ｉｖの各値からＷ相の電流Ｉｗの値を算出する。そして、速度・位置推定部２４からの推定角度θｍと３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの値とに基づいて、γ−δ座標系の推定電流値Ｉγ，Ｉδを算出する。つまり、電流について３相から２相への変換を行う。
【００４４】
速度・位置推定部２４は、入力座標変換部４５からの推定電流値Ｉγ，Ｉδと電流制御部４２からの電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊とに基づいて、いわゆる電圧電流方程式に従って速度推定値ωｍおよび推定角度θｍを求める。速度推定値ωｍは、回転子３２の回転速度の推定値の例であり、推定角度θｍは、回転子３２の磁極位置ＰＳの推定値の例である。
【００４５】
求められた速度推定値ωｍは、速度制御部４１に入力され、求められた推定角度θｍは、出力座標変換部４３および入力座標変換部４５に入力される。なお、速度推定値ωｍを上位制御部２０に回転状態のモニタ情報として送るようにしてもよい。
【００４６】
初期位置推定部２５は、インダクティブセンシング法を用いて、停止状態の回転子３２の磁極位置ＰＳである初期位置ＰＳｓ( 図６参照）を推定する。停止状態は、必ずしも書回転子３２が完全に静止している状態に限るものではなく、零に近い低速度で回転していたり小さく振動していたりする静止寸前の状態であってもよい。
【００４７】
初期位置ＰＳｓの推定の要領は次の通りである。
【００４８】
本実施形態における初期位置推定は、探索の対象範囲を段階的に絞り込む二分探索の手法を用いる。この二分探索による初期位置推定の比較例として、まず、絞込みを行わない全探索による初期位置推定の処理を説明する。
【００４９】
速度制御部４１は、全探索による初期位置推定の処理として、回転子３２が停止状態であるときに、図６（Ｂ）に示すパルス電圧Ｖθを多数回印加するようモータ駆動部２６を制御する。パルス電圧Ｖθは、図６（Ａ）に示す磁界ベクトル８５を生じさせるために印加される。
【００５０】
磁界ベクトル８５の方向は、パルス電圧Ｖθを印加するごとに切り替えられる。図６（Ａ）の例では、電気角で３６０度の角度位置範囲（探索の対象範囲）を１２等分した３０度ずつずれる方向に切り替えられる。つまり、３０度ずつずれる方向の全てに磁界ベクトル８５を順次に生じさせるよう、パルス電圧Ｖθを１２回印加する。
【００５１】
なお、以下において、初期位置ＰＳｓを推定するために磁界ベクトル８５の方向が変わるようにパルス電圧Ｖθを印加することを「探索」ということがある。
【００５２】
磁界ベクトル８５を生じさせるために、磁界ベクトル８５と同じ向きの電流ベクトル９５を定める。電流ベクトル９５は、磁界ベクトル８５を生じさせるために捲線３３〜３５に流すべき電流を表わす。電流ベクトル９５の大きさは磁界ベクトル８５の大きさと比例する。図６（Ａ）では、図示を簡略化するため、磁界ベクトル８５と電流ベクトル９５とが同じ大きさのベクトルとして示されている。
【００５３】
電流ベクトル９５を定めることは、モータ駆動部２６を制御するための実際の処理の上では、電流ベクトル９５の向きと大きさとを設定することである。電流ベクトル９５の向きとして、Ｕ相の捲線３３に対する角度位置を示す角度θを設定する。この角度θは、図３で説明した通りｄ軸の角度位置を示す。つまり、初期位置ＰＳｓの推定においては、電流ベクトル９５の向きをｄ軸とする。したがって、電流ベクトル９５の大きさは、電流ベクトル９５のｄ軸成分（Ｉｄ）に等しい。電流ベクトル９５のｑ軸成分（Ｉｑ）は零である。
【００５４】
速度制御部４１は、探索のための処理として、図４に示すように、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を電流制御部４２に与えるとともに、角度θを出力座標変換部４３に入力する。電流指令値Ｉｄ＊は、電流ベクトル９５のｄ軸成分の値Ｉｄを示すものであり、１２回のパルス電圧Ｖθの印加において一定である。電流指令値Ｉｑ＊は０である。角度θは、例えば０から始めて３０度（π／６）ずつ３３０度（１１π／６）まで、パルス電圧Ｖθの印加ごとに増加される。
【００５５】
電流制御部４２は、電流指令値Ｉγ＊，Ｉδ＊に代えて、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に基づいて、電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊を決定する。つまり、初期位置推定の処理において、電流指令値Ｉｑ＊は０であり、電流指令値Ｉｄ＊に対応して電圧指令値Ｖγ＊が決定される。電圧指令値Ｖδ＊は０となる。この場合に、電圧指令値Ｖγ＊は、パルス電圧Ｖθの電圧値（大きさ）Ｖｄを決めるための電圧指令値Ｖｄ＊であると言える。
【００５６】
なお、電流指令値Ｉｄ＊を用いることなく、電流制御部４２が電圧指令値Ｖｄ＊を直接的に出力して電圧値Ｖｄを設定するように構成してもよい。
【００５７】
出力座標変換部４３は、推定角度θｍに代えて、角度θに基づいて、電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊を電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。この電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて、ＰＷＭ変換部４４が制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−を生成し、制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−に従ってモータ駆動部２６がブラシレスモータ３にパルス電圧Ｖθを印加する。
【００５８】
なお、図６（Ｂ）に示す各パルス電圧Ｖθの波形は単一の矩形からなるが、実際にブラシレスモータ３に印加される電圧の波形は、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の相ごとに１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚのクロックの周期でパルス幅変調された多数の矩形からなる。
【００５９】
図６（Ｂ）に示すように、各パルス電圧Ｖθの印加に伴って捲線３３〜３５に流れる推定電流値Ｉγが増加し、各パルス電圧Ｖθの印加の終了に伴って減少する。増加および減少は、指数関数的な変化である。各パルス電圧Ｖθは、１つ前のパルス電圧Ｖθの印加により増加した推定電流値Ｉγが増加前のレベルにまで減少するタイミングで印加される。パルス電圧Ｖθの印加の周期Ｈは、例えば２００ｍｓ程度である。
【００６０】
初期位置推定部２５は、各パルス電圧Ｖθの立ち上りエッジからパルス電圧Ｖθのパルス幅よりも短い時間Ｔ０が経過した時点の推定電流値Ｉγ，Ｉδを、入力座標変換部４５から取り込む。パルス電圧Ｖθを１２回印加する場合には、１２個の推定電流値Ｉγを順に取り込む。推定電流値Ｉγ，Ｉδは、電機子としての固定子３１の捲線３３〜３５に流れる電流の例である。
【００６１】
図６（Ａ）に示す例では、初期位置ＰＳｓに対応する角度である初期角度θｓは、およそ４３度である。したがって、図７において、探索の角度θが初期角度θｓに近い３０度または６０度であるときの推定電流値Ｉγが、その他のとき、特に初期位置ＰＳｓと正反対の位置に近い２１０度または２４０度のときの推定電流値Ｉγよりも大きい。
【００６２】
初期位置推定部２５は、取り込んだ１２個の推定電流値Ｉγのうちの最大の推定電流値Ｉγに対応する角度θを初期角度θｓと推定する。そして、推定した初期角度θｓを初期位置ＰＳｓの推定結果として速度制御部４１に通知する。この場合に、推定した初期角度θｓと真の磁極位置ＰＳとの誤差範囲は±１５度である。つまり、３０度ずつの全探索によると、±１５度の精度で初期位置ＰＳｓを推定することができる。
【００６３】
速度制御部４１は、通知された初期角度θｓを、回転子３２の回転を開始する際に推定角度θｍの初期値として出力座標変換部４３に入力する。これにより、推定した初期位置ＰＳｓから回転子３２が回転するようモータ駆動部２６が制御される。
【００６４】
なお、初期角度θｓの推定の変形例として、１２個の推定電流値Ｉγのうち、大きいものから順に２以上の所定個を抽出し、抽出した所定個の推定電流値Ｉγに基づく補間演算により推定電流値Ｉγが最大となる角度θを初期角度θｓとして算出してもよい。
【００６５】
さて、本実施形態においては、初期位置推定の所要時間を短縮するために、二分探索の手法を用いる。
【００６６】
図８には二分探索による初期位置推定の第１例の概要が、図９には対象範囲５１のデフォルトの区分による探索が可能な場合の例が、図１０には探索が可能でない場合における対象範囲５１の角度位置の変更の例が、それぞれ示されている。また、図１１にはパルス電圧Ｖθを印加したときの電流Ｉγ１，Ｉγ２の定量化の例が、図１２には磁界ベクトル８５の向きを設定するためのテーブル８１，８１ｂの例が、それぞれ示されている。
【００６７】
なお、図８〜図１０における四角で囲んだ数字は、各段階において磁界ベクトル８５を生じさせる順序を表わしている。図８では、磁極方向を３４０度としているが、これは一例に過ぎない。
【００６８】
図８のように、初期位置推定は４つの段階を有する。これらの各段階において、速度制御部４１は、初期位置ＰＳｓを探索するための磁界ベクトル８５を生じさせるパルス電圧Ｖθを印加するよう、モータ駆動部２６を制御する。その際に初期位置推定部２５は、二分探索の対象範囲５１を段階的に絞り込むための処理として、対象範囲を区分した２つの探索区画のそれぞれに順に磁界ベクトル８５が生じるよう、当該磁界ベクトル８５の向きの切替えを行う。磁界ベクトル８５の向きの切替えは、上に述べた通り、角度θの切替えである。初期位置推定部２５は、速度制御部４１に角度θを通知してパルス電圧Ｖθの印加を要求する。
【００６９】
本実施形態において、許容される角度は、例えば「２２．５度」に選定されている。この値は、上に述べた３０度刻みの全探索による推定を行った場合と同等以上の精度で初期角度θｓを推定することのできるように選ばれた値である。
【００７０】
第１段階において、対象範囲５１は、電気角で０〜３６０度の範囲である。本実施形態のブラシレスモータ３の磁極数は２であるので、電気角と機械角とが等しい。つまり、対象範囲５１は、回転子３２の１回転分の角度位置範囲である。
【００７１】
対象範囲５１のデフォルト（初期設定）の区分は、０度の位置から１８０度ずつ分けるものである。すなわち、対象範囲５１は、０〜１８０度の探索区画５１１と１８０〜３６０度の探索区画５１２とに区分される。
【００７２】
速度制御部４１は、図９（Ｂ）に示すように、パルス電圧Ｖθを２回印加させる。１回目の印加では、例えば探索区画５１１で磁界ベクトル８５を生じさせるために、探索区画５１１の中央の角度である９０度を角度θとして設定する。２回目の印加では、探索区画５１２で磁界ベクトル８５を生じさせるために、探索区画５１２の中央の角度である２７０度を角度θとして設定する。ただし、これと逆の順序であってもよい。
【００７３】
初期位置推定部２５は、パルス電圧Ｖθが印加されるごとに捲線３３〜３５に流れる電流を測定する。電流の定量化には図１１に示す２つの例がある。図１１（Ａ）の例では、各パルス電圧Ｖθの立ち上りエッジから時間Ｔ０が経過した時点の推定電流値Ｉγ（Ｉγ１，Ｉγ２）を取り込む。図１１（Ｂ）の例では、各パルス電圧Ｖθの立ち上りエッジから推定電流値Ｉγが設定値Ｉγｓまで増大するに要する時間Ｔ１，Ｔ２を計時する。いずれにしても、初期位置推定部２５は、適時に速度制御部４１から入力される測定指令Ｓ５（図４参照）に同期したタイミングで電流を測定する。
【００７４】
図９（Ｂ）においては、１回目の推定電流値Ｉγ１と２回目の推定電流値Ｉγ２との差ΔＩγが、しきい値Ｉγｔｈよりも大きい。この場合に、初期位置推定部２５は、推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２のうちの大きい方に対応する探索区画、すなわち最も多くの電流が流れた探索区画を新たな対象範囲５２として選択する。図９の例の場合、２回目の印加で磁界ベクトル８５を生じさせた探索区画５１２が選択される。そして、初期位置推定は第２段階へ進む。
【００７５】
ところで、図１０（Ａ）に示すように、磁極方向が探索区画５１１，５１２の境界の方向に近い場合などに、推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２の差ΔＩγが、しきい値Ｉγｔｈよりも小さいことがある。この場合には、初期位置推定部２５は、現在の対象範囲５１をその角度位置をずらした範囲に変更し、変更後の対象範囲５１ｂを区分した２つの探索区画５１１ｂ，５１２ｂのそれぞれに順に磁界ベクトル８５が生じるよう、角度θを速度制御部４１に通知する。対象範囲５１をずらす角度は、対象範囲５１の半分の角度とするのが好ましい。第１段階の対象範囲５１は１８０度（π）であるので、ずらす角度の好ましい値は９０度（π／２）である。ただし、ずらす角度を９０度よりも小さい角度（例えば４５〜９０度）としてもよい。
【００７６】
初期位置推定部２５は、変更後の対象範囲５１ｂについて、変更前のデフォルトの対象範囲５１ｂについて行ったのと同様の処理を再び行う。
【００７７】
図８に戻って、第２段階において、対象範囲５２は、第１段階の対象範囲５１を半分に絞った１８０〜３６０度の範囲である。対象範囲５２は、１８０〜２７０度の探索区画５２１と２７０〜３６０度の探索区画５２２とに９０度ずつ区分される。
【００７８】
速度制御部４１は、第２段階において、パルス電圧Ｖθを２回印加させる。１回目の印加では、例えば探索区画５２２の中央の角度である３１５度を角度θとして設定する。２回目の印加では、残りの探索区画５２１の中央の角度である２２５度を角度θとして設定する。
【００７９】
この図８（Ｂ）の例では、１回目の印加において流れる電流が２回目の印加において流れる電流よりも多くなるので、探索区画５２２が次の第３段階における対象範囲５３になる。
【００８０】
第３段階の対象範囲５３は、２７０〜３１５度の探索区画５３１と３１５〜３６０度の探索区画５３２とに４５度ずつ区分される。
【００８１】
速度制御部４１は、第３段階において、パルス電圧Ｖθを２回印加させる。１回目の印加では、例えば探索区画５３２の中央の角度である３３７．５度を角度θとして設定する。２回目の印加では、残りの探索区画５３１の中央の角度である２９２．５度を角度θとして設定する。
【００８２】
この図８（Ｃ）の例では、１回目の印加において流れる電流が２回目の印加において流れる電流よりも多くなるので、探索区画５３２が次の第４段階における対象範囲５４になる。
【００８３】
第４段階の対象範囲５４は、所定の大きさまで絞り込まれた最終の対象範囲である。つまり、この対象範囲５４について二分探索を行うことにより、初期位置ＰＳｓの推定の誤差が仕様の上で許容される範囲に収まる所望の精度の推定結果を得ることができる。
【００８４】
第４段階の対象範囲５４は、３１５〜３３７．５度の探索区画５４１と３３７．５〜３６０度の探索区画５４２とに２２．５度ずつ区分される。速度制御部４１は、第４段階において、パルス電圧Ｖθを２回印加させる。１回目の印加では、例えば探索区画５４２の中央の角度である３４８．７５度を角度θとして設定する。２回目の印加では、残りの探索区画５４１の中央の角度である３２６．２５度を角度θとして設定する。
【００８５】
初期位置推定部２５は、対象範囲５４が絞り込まれた第４段階においては、探索区画５４１，５４２のそれぞれに磁界ベクトル８５が生じるようパルス電圧Ｖθが印加されたときに電機子に流れる電流に基づいて、初期位置ＰＳｓを推定する。詳しくは、２回の印加における推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２とのうちの大きい方に対応する探索区画（例えば探索区画５４２）の中央の位置を初期位置ＰＳｓと推定する。そして、推定した初期位置ＰＳｓの角度（例えば３４８．７５度）を初期角度θｓとして速度制御部４１に通知する。
【００８６】
以上の二分探索による初期位置推定において、初期位置推定部２５が設定する角度θは、図１２に示す角度設定情報８０のようにあらかじめ定めて不揮発性メモリに記憶させておくことができる。角度設定情報８０は、各段階の対象範囲および角度θのデフォルトの値を示すテーブル８１と、図１０で説明したように対象範囲をずらす場合の角度θの値を示すテーブル８１ｂとを含んでいる。
【００８７】
図１３には二分探索における磁界ベクトル８５と回転子３２の位置関係の例が示されている。二分探索において、磁界ベクトル８５を生じさせたときの磁極方向によっては、回転子３２が回転するおそれがある。特に、回転子３２のイナーシャが小さい場合、ブラシレスモータ３の負荷が小さい場合、捲線３３〜３５の温度が低い場合、およびこれらが組み合わさった場合に、回転子３２が回転しやすい。温度が低いときには電気抵抗が小さいので、温度が高いときよりも大きな電流が捲線３３〜３５に流れて磁界ベクトル８５が大きくなる。回転子３２が回転してしまうと、正しい探索結果が得られない。
【００８８】
図１３（Ａ）においては、磁界ベクトル８５を生じさせたときの実際の回転子３２の磁極方向（つまりｄ軸）が磁界ベクトル８５の向きに近い。この場合には、磁界ベクトル８５のｄ軸成分と比べてｑ軸成分が小さいので、回転子３２は、慣性抵抗および摺動抵抗により抑えられて回転しにくい。
【００８９】
これに対して、図１３（Ｂ）においては、回転子３２の磁極方向は、磁界ベクトル８５の向きと大きくずれている。言い換えれば、磁界ベクトル８５の向きは、ｄ軸側ではなくｑ軸側に偏っている。この場合には、磁界ベクトル８５のｄ軸成分と比べてｑ軸成分が大きいので、回転子３２を回転させてしまう程度のトルク９０の生じることがある。
【００９０】
そこで、次に述べる初期位置推定の第２例では、ベクトル制御部２３は、対象範囲の絞込みにおいて、対象範囲ではない対象外範囲に回転防止のための磁界ベクトル８６が生じるよう、モータ駆動部２６にパルス電圧Ｖθを印加させる。
【００９１】
図１４には二分探索による初期位置推定の第２例の概要が、図１５にはパルス電圧Ｖθの印加および電流Ｉγの測定のタイミングの例が、図１６には磁界ベクトル８５，８６の向きを設定するためのテーブル８２，８２ｂの例が、それぞれ示されている。図１４における四角で囲んだ数字は、各段階において磁界ベクトル８５、８６を生じさせる順序を表わしている。図１４では、磁極方向を３４０度としているが、これは一例に過ぎない。
【００９２】
図１４のように、初期位置推定の第２例は、上に述べた第１例と同じく４つの段階を有する。第２例の基本的な処理は第１例と同様である。第２例の特徴は、第２段階および第３段階において、回転防止のための磁界ベクトル８６が生じるようパルス電圧Ｖθを印加することである。
【００９３】
第１段階において、対象範囲５１は、電気角で０〜３６０度の範囲であり、０〜１８０度の探索区画５１１と１８０〜３６０度の探索区画５１２とに区分される。
【００９４】
速度制御部４１は、パルス電圧Ｖθを２回印加させる。１回目の印加では、例えば探索区画５１１の中央の角度である９０度を角度θとして設定し、２回目の印加では、２７０度を角度θとして設定する。
【００９５】
初期位置推定部２５は、パルス電圧Ｖθが印加されるごとに捲線３３〜３５に流れる電流Ｉγを測定する。電流Ｉγの定量化は図１１で説明した通りである。本例の場合には、２回目の印加における推定電流値Ｉγ２の方が１回目の印加における推定電流値Ｉγ１よりも大きいので、初期位置推定部２５は、探索区画５１２を新たな対象範囲５２として選択する。
【００９６】
なお、図１０の例と同様に、推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２の差ΔＩγがしきい値Ｉγｔｈよりも小さい場合には、対象範囲５１の角度位置をずらして第１段階の探索をやり直す。
【００９７】
第２段階において、対象範囲５２は、第１段階の対象範囲５１を半分に絞った１８０〜３６０度の範囲である。対象範囲５２は、１８０〜２７０度の探索区画５２１と２７０〜３６０度の探索区画５２２とに９０度ずつ区分される。
【００９８】
速度制御部４１は、第２段階において、図１５に示すようにパルス電圧Ｖθを３回印加させる。１回目の印加では、例えば探索区画５２２の中央の角度である３１５度を角度θとして設定する。２回目の印加では、回転防止のための磁界ベクトル８６を対象外領域６２に生じさせるために、角度θを例えば９０度に設定する。３回目の印加では、残りの探索区画５２１の中央の角度である２２５度を角度θとして設定する。
【００９９】
ここで、磁界ベクトル８５，８６を生じさせる順序が重要である。つまり、２つの探索区画５２２，５２１のそれぞれに磁界ベクトル８５( 図６参照）を生じさせる途中に、対象外領域６２で回転防止のための磁界ベクトル８６を生じさせる。
【０１００】
磁界ベクトル８６を生じさせることにより、もしも探索区画５２２の磁界ベクトル８５によりトルク９０が発生して回転子３２が回転しようとしても、磁界ベクトル８６による逆方向のトルクにより回転が抑制される。また、磁界ベクトル８６によりトルクが発生して回転子３２が回転しようとしても、次に探索区画５２１に生じさせる磁界ベクトル８５によりその回転が抑制される。互いに離れた位置の高速の３つの磁界ベクトル８５，８５，８６は、回転子３２にトルクを発生させない。なお、磁界ベクトル８６に対応する角度θの設定値である９０度は、対象範囲５２の中央の角度位置（２７０度）に対して電気角で１８０度ずれる角度である。
【０１０１】
なお、１回目のパルス電圧Ｖθの印加と２回目の印加との間で回転してしまうのと比べると、２回目の印加の後で回転することの影響は小さい。多少の回転があったとしても、次段階の探索の対象範囲５３から磁極位置ＰＳが外れなければ、探索が可能である。したがって、１回目の印加による回転をより確実に防ぐために、磁界ベクトル８６の向きを１回目の印加で生じさせる磁界ベクトル８５の向きに対して電気角で１８０度ずれる向きまたはそれに近い向きとしてもよい。
【０１０２】
第３段階の対象範囲５３は、２７０〜３１５度の探索区画５３１と３１５〜３６０度の探索区画５３２とに４５度ずつ区分される。
【０１０３】
第３段階においても、速度制御部４１は、パルス電圧Ｖθを３回印加させる。１回目の印加では、例えば探索区画５３２の中央の角度である３３７．５度を角度θとして設定する。２回目の印加では、回転防止のための磁界ベクトル８６を対象外領域６３に生じさせるために、角度θを例えば１３５度に設定する。この値は、対象範囲５３の中央の角度位置（３１５度）に対して電気角で１８０度ずれる角度である。３回目の印加では、残りの探索区画５３１の中央の角度である２９２．５度を角度θとして設定する。
【０１０４】
磁界ベクトル８６を生じさせることにより、第２段階と同様に回転子３２の回転を防ぐことができる。
【０１０５】
第４段階の対象範囲５４は、所定の大きさまで絞り込まれた最終の対象範囲である。この対象範囲５４は、３１５〜３３７．５度の探索区画５４１と３３７．５〜３６０度の探索区画５４２とに２２．５度ずつ区分される。
【０１０６】
第４段階において、速度制御部４１は、パルス電圧Ｖθを２回印加させる。１回目の印加では、例えば探索区画５４２の中央の角度である３４８．７５度を角度θとして設定する。２回目の印加では、残りの探索区画５４１の中央の角度である３２６．２５度を角度θとして設定する。
【０１０７】
つまり、第４段階では、回転防止のための磁界ベクトル８６を生じさせない。これは、対象範囲５４が狭いので、磁界ベクトル８５の向きと磁極方向とにずれがあったとしても、トルク９０の発生しない程度の小さいずれになるからである。ただし、第４段階において磁界ベクトル８６を生じさせてもよい。
【０１０８】
以上の二分探索による初期位置推定の第２例において、速度制御部４１が設定する角度θは、図１５に示す角度設定情報８０として不揮発性メモリに記憶されるテーブル８２，８２ｂに基づいて設定される。テーブル８２は、各段階の対象範囲および角度θのデフォルトの値を示す。テーブル８１ｂは、図１０で説明したように対象範囲をずらす場合の角度θの値を示す。
【０１０９】
図１７にはモータ制御装置２１における処理の流れの概要が、図１８には初期位置推定処理の流れの例が、それぞれ示されている。
【０１１０】
図１７において、上位制御部２０による起動指令Ｓ１ａの発令を待つ（＃１１）。起動指令Ｓ１ａが発令されると（＃１１でＹＥＳ）、初期位置推定処理を行い（＃１２）、ブラシレスモータ３を回転させるモータ駆動の制御を行う（＃１３）。上位制御部２０により停止指令が発令されるまで、モータ駆動の制御を続ける（＃１４）。
【０１１１】
図１８において、現在の段階の対象範囲５１〜５３を２つの探索区画に区分する（＃１０１）。一方の探索区画に磁界ベクトル８５を生じさせるようパルス電圧Ｖθを印加して電流Ｉγを測定する（＃１０２）。
【０１１２】
探索の回数が所定数（例えば、２または３）か否か、すなわち現在の段階の回転防止のための磁界ベクトル８６を生じさせる必要のある段階であるか否かをチェックする（＃１０３）。
【０１１３】
探索の回数が所定数である場合には（＃１０３でＹＥＳ) 、磁界ベクトル８６を生じさせるよう角度θを設定してパルス電圧Ｖθを印加する（＃１０４）。その後にステップ＃１０５へ進む。探索の回数が所定数ではない場合には（＃１０３でＮＯ) 、直ちにステップ＃１０５へ進む。
【０１１４】
ステップ＃１０５において、他方の探索区画に磁界ベクトル８５を生じさせるようパルス電圧Ｖθを印加して電流Ｉγを測定する。
【０１１５】
２回の印加のそれぞれにおける電流Ｉγの測定値（推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２）を比較する（＃１０６）。
【０１１６】
推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２の差ΔＩγがしきい値Ｉγｔｈ以下である場合には（＃１０７でＹＥＳ) 、対象範囲を所定角度ずらす。例えば、現在の段階が第１段階であるときは、９０度ずらす。第２段階〜第４段階では、対象範囲５２〜５４の半分以下の角度だけずらす。
【０１１７】
推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２の差ΔＩγがしきい値Ｉγｔｈ以下でない場合には（＃１０７でＮＯ) 、２つの探索区画のうちの推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２の大きい方に対応する探索区画を的中区画として選択する（＃１０８）。
【０１１８】
選択した探索区画の大きさが一定以下でない場合には（＃１１０でＮＯ) 、選択した探索区画を次の対象範囲に設定し（＃１１２）、ステップ＃１０１に戻って絞込みを続ける。
【０１１９】
選択した探索区画の大きさが一定以下である場合には（＃１１０でＹＥＳ) 、選択した探索区画の中央の角度位置を初期位置ＰＳｓと決定する（＃１１１）。なお、測定した２つの推定電流値Ｉγ１，Ｉγ２に基づいて補間演算を行うことにより、２つの探索区画の中央どうしの間の位置を初期位置ＰＳｓとして算出してもよい。
【０１２０】
図１９には対象範囲５１の分割数とパルス電圧Ｖθの印加回数との関係を示す図である。
【０１２１】
上に述べた通り、図８または図１４の二分探索による初期位置推定では、絞り込んだ最終の対象範囲５４は４５度の範囲であり、その半分の２２．５度の探索区画５４１，５４２のいずれかの中央の角度位置を初期位置ＰＳｓと推定する。このような推定の精度は、３６０度の２２．５度ずつ分割する分割数Ｎが１６である全探索による推定の精度と等しい。
【０１２２】
分割数Ｎが１６である全探索による初期位置推定では、パルス電圧Ｖθの印加の総数（パルス数）Ｍは「１６」である。これに対して、図８の二分探索による初期位置推定（第１例：回転防止なし）では、パルス数Ｍは「８」であり、全探索による場合の半分である。つまり、初期位置推定の所要時間を半分に短縮することができる。
【０１２３】
また、図１４の二分探索による初期位置推定（第２例：回転防止あり）では、第１段階以外の他の３つの段階において回転防止のための磁界ベクトル８６を生じさせるものとすると、パルス数Ｍは「１１」である。つまり、全探索による場合よりも短い時間で初期位置ＰＳｓを推定することができる。
【０１２４】
図１９に示す通り、分割数Ｎが大きい程、すなわち推定の精度を高くする程、全探索による場合と二分探索による場合との差が大きくなり、二分探索の手法を用いることによる推定の迅速化の効果が高まる。
【０１２５】
また、図１９においてランダウの記号（「Ο」：オミクロン）を用いて表される通り、二分探索による初期位置推定のパルス数Ｍのオーダーは、回転防止なしでも回転防止ありでも、共にｌｏｇ２Ｎである。このことから、回転防止のためのパルス電圧Ｖθを印加する場合にも、そのような印加を行わない場合と同じオーダーの時間で初期位置ＰＳｓを推定できることがわかる。
【０１２６】
上に述べた実施形態によると、停止状態の回転子３２の磁極位置ＰＳである初期位置ＰＳｓを所定の精度で推定することができかつ推定に要する時間を従来よりも短くすることができる。
【０１２７】
二分探索の対象外範囲６２，６３に磁界ベクトル８６を生じさせるので、対象範囲５２，５３についての二分探索を行っている期間に回転子３２が回転するのを防ぐことができ、初期位置ＰＳｓを推定できないという状況の発生を低減することができる。
【０１２８】
上に述べた実施形態において、初期位置推定の段階数を５以上とし、推定の精度を高めることができる。要求される精度に応じて段階数を決めればよい。ブラシレスモータ３の回転駆動の上では段階数が４でも支障がない場合であっても、さらなる精度を実質的に得るために、段階数を５以上としてもよい。
【０１２９】
上に述べた実施形態において、捲線３３〜３５の温度が低いときなど、ブラシレスモータ３の状態が回転子３２の回転しやすい状態のときに、磁界ベクトル８６を生じさせ、回転子３２が回転しにくい状態のときには、磁界ベクトル８６を生じさせないようにすることができる。
【０１３０】
上に述べた実施形態において、テーブル８１，８１ｂ、８２，８２ｂの構成およびデータ値などは例を示すものであり、図に示した以外の種々の構成またはデータ値とすることができる。
【０１３１】
回転防止のために印加するパルス電圧Ｖθの印加時間（パルス幅）は、探索用の磁界ベクトル８５を生じさせるために印加するパルス電圧Ｖθのパルス幅と同じでもよいし、短くても長くてもよい。
【０１３２】
第１段階〜第４段階の各段階において、対象範囲５１，５２，５３，５４を３つ以上の探索区画に区分してもよい。つまりｎ分探索を行ってもよい。
【０１３３】
画像形成装置１およびモータ制御装置２１のそれぞれの全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミング、ブラシレスモータ３，３ｂの構造などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【符号の説明】
【０１３４】
３，３ｂ  ブラシレスモータ（永久磁石同期電動機）
２１  モータ制御装置（制御装置）
２３  ベクトル制御部（制御部）
２５  初期位置推定部
２６  モータ駆動部（駆動部）
３１，３１ｂ  固定子（電機子）
３２，３２ｂ  回転子
５１，５２，５３，５４  対象範囲
６２，６３，６４  対象外範囲
８５，８６  磁界ベクトル
５１１，５１２，５２１，５２２，５３１，５３２，５４１，５４２  探索区画
Ｉγ  電流
Ｉγｓ  設定値
Ｉγｔｈ  しきい値
ΔＩγ  差（電流の差）
ＰＳ  磁極位置
ＰＳｓ  初期位置
Ｔ０  設定時間
Ｔ１，Ｔ２  時間
Ｖθ  パルス電圧
【図１】
2018098824.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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