(57)【要約】【課題】  強制駆動からセンサレス駆動に円滑に駆動方式を切り替えることができるブラシレスモータを提供する。【解決手段】  強制駆動（図２の期間ｔ５）では、磁石回転子５４の回転位置によらず、３相電機子巻線５２に回転磁界を強制的に発生させるため、磁石回転子５４の回転位置を検出しながら回転磁界を発生させるセンサレス駆動と比べて、通電切替タイミングが遅れている。  このため、強制駆動からセンサレス駆動（図２の期間ｔ７）へ移行する際にセンサレス駆動過度期（図２の期間ｔ６）を設け、センサレス駆動過度期において磁石回転子５４の回転速度を切替回転速度に保ち、さらに、回転位置信号を遅延させる電気角を固定することにより、強制駆動による通電切替タイミングの遅れを無くすことができる。よって、強制駆動からセンサレス駆動に移行する際に脱調することが無くなり、円滑に駆動方式の切り替えを行うことができる。【選択図】  図２
2005224048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線へ電源による通電を行って回転磁界を発生させ、磁石回転子を回転させるブラシレスモータであって、
前記電機子巻線への通電を強制的に切り替える所定のタイミングを出力する強制通電切替タイミング出力手段と、
前記磁石回転子の回転によって前記電機子巻線に発生する誘起電圧に基づいて前記磁石回転子の回転位置情報を検出する回転位置情報検出手段と、
前記回転位置情報検出手段により検出される前記回転位置情報を遅延させて、前記電機子巻線への通電を切り替えるタイミングを演算する通電切替タイミング演算手段と、
前記磁石回転子の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段により検出される前記回転速度が、前記電機子巻線に前記誘起電圧が発生し、前記回転位置情報検出手段により前記回転位置情報が検出される切替回転速度である場合に、前記電機子巻線への通電を前記強制通電切替タイミング出力手段による前記強制通電切替タイミングから前記通電切替タイミング演算手段による前記通電切替タイミングへと切り替える切替手段と、を有し、
前記切替手段により切り替えを行ってから所定の期間、前記磁石回転子の回転速度を前記切替回転速度を基準とした所定の範囲内に維持することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記所定の範囲が前記切替回転速度以上、前記切替回転速度より５０％速い回転速度以下であることを特徴とする前記請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記所定の期間、前記通電切替タイミング演算手段により前記回転位置情報を遅延させる遅延量を所定の値とすることを特徴とする前記請求項１又は請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
電機子巻線へ電源による通電を行って回転磁界を発生させ、磁石回転子を回転させるブラシレスモータであって、
前記電機子巻線への通電を強制的に切り替える所定のタイミングを出力する強制通電切替タイミング出力手段と、
前記磁石回転子の回転によって前記電機子巻線に発生する誘起電圧に基づいて前記磁石回転子の回転位置情報を検出する回転位置情報検出手段と、
前記回転位置情報検出手段により検出される前記回転位置情報を遅延させて、前記電機子巻線への通電を切り替えるタイミングを演算する通電切替タイミング演算手段と、
前記磁石回転子の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段により検出される前記回転速度が、前記電機子巻線に前記誘起電圧が発生し、前記回転位置情報検出手段により前記回転位置情報が検出される切替回転速度である場合に、前記電機子巻線への通電を前記強制通電切替タイミング出力手段による前記強制通電切替タイミングから前記通電切替タイミング演算手段による前記通電切替タイミングへと切り替える切替手段と、を有し、
前記切替手段により切り替えを行ってから所定の期間、前記通電切替タイミング演算手段により前記回転位置情報を遅延させる遅延量を所定の値とすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
前記電機子巻線が３相電機子巻線であり、
前記所定の値を電気角３０°とすることを特徴とする前記請求項３又は請求項４記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータに係り、特に駆動方式の切り替え制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータはブラシと整流子とが無いモータとして知られている。このブラシレスモータでは、ブラシ付きモータがブラシと整流子とが接触しているのに対し、摩擦消耗が発生しないため長期間の駆動に適している。このため、使用頻度が激しく、かつメンテナンスを定期的にされないような環境、例えば車両の冷却用ウォータポンプや各種家電製品の駆動用モータ、に幅広く用いられている。
【０００３】
ブラシレスモータは、電機子巻線と磁石回転子とから構成されており、起動から安定駆動（目標回転速度での駆動）に達するまでに、図７に示すように、励磁（図７の期間ｔ１）、強制駆動（図７の期間ｔ２）、センサレス駆動（図７の期間ｔ３）と順次駆動方式の切り替えを行っている。すなわち、ブラシレスモータの起動では、最初に、励磁（図７の期間ｔ１）を行って磁石回転子の回転位置を初期位置に移動させ、次に、所定のタイミングで電機子巻線に通電を行って回転磁界を発生させ、磁石回転子を強制的に回転させる強制駆動（図７の期間ｔ２）を行っている。強制駆動により磁石回転子が回転し、回転速度が増加すると、電機子巻線には磁石回転子の回転によって誘起電圧が発生するようになる。ブラシレスモータは、強制駆動により電機子巻線に誘起電圧が発生する回転速度（切替回転速度）となると、センサレス駆動（図７の期間ｔ３）へと駆動方式の切り替えを行う。センサレス駆動では磁石回転子の回転により電機子巻線に発生する誘起電圧から磁石回転子の回転位置情報を検出し、回転位置情報に遅延（所定の電気角だけ位相補正する）を行って通電を切り替えるタイミング（通電切替タイミング）を求めている。すなわち、センサレス駆動では回転位置情報を遅延させた通電切替タイミングで電機子巻線に通電が行われて回転磁界が発生し、磁石回転子は発生した回転磁界からトルクを受けて回転する。
【０００４】
ここで、センサレス駆動ではブラシレスモータに流れる電流の値（モータ電流値）と磁石回転子の回転速度を検出し、遅延量マップにより回転位置情報を遅延させる遅延時間求めており、モータ電流値が大きくなると遅延量マップより求まる遅延時間が長くなる。なお、特許文献１にはモータ電流値に応じて遅延時間を調整する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３００７９２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、強制駆動では磁石回転子の回転位置によらず所定のタイミングで電機子巻線に通電を行って回転磁界を発生させるため、通電切替タイミングが必ずしも磁石回転子を回転させるのに効率が良く、適切なタイミングにならず、センサレス駆動に比べてモータ電流値が大きくなる。このため、強制駆動からセンサレス駆動に切り替わる際、モータ電流値はセンサレス駆動の場合よりも大きくなり、遅延量マップより求まる遅延時間も長くなるため、通電切替タイミングが遅れることになる。これにより、強制駆動からセンサレス駆動に切り替ってすぐに回転速度を増加させると、通電切替タイミングが回転速度に対する適切なタイミングからさらに遅れ、脱調する場合がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、駆動方式を強制駆動からセンサレス駆動に円滑に切り替えることができるブラシレスモータ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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、電機子巻線へ電源による通電を行って回転磁界を発生させ、磁石回転子を回転させるブラシレスモータであって、前記電機子巻線への通電を強制的に切り替える所定のタイミングを出力する強制通電切替タイミング出力手段と、前記磁石回転子の回転によって前記電機子巻線に発生する誘起電圧に基づいて前記磁石回転子の回転位置情報を検出する回転位置情報検出手段と、前記回転位置情報検出手段により検出される前記回転位置情報を遅延させて、前記電機子巻線への通電を切り替えるタイミングを演算する通電切替タイミング演算手段と、前記磁石回転子の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出される前記回転速度が、前記電機子巻線に前記誘起電圧が発生し、前記回転位置情報検出手段により前記回転位置情報が検出される切替回転速度である場合に、前記電機子巻線への通電を前記強制通電切替タイミング出力手段による前記強制通電切替タイミングから前記通電切替タイミング演算手段による前記通電切替タイミングへと切り替える切替手段と、を有し、前記切替手段により切り替えを行ってから所定の期間、前記磁石回転子の回転速度を前記切替回転速度を基準とした所定の範囲内に維持することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、電機子巻線には強制通電切替タイミング出力手段により出力された電機子巻線への通電を強制的に切り替える所定のタイミング（強制通電切替タイミング）で通電（強制駆動）が行われ、回転磁界が発生する。磁石回転子は電機子巻線に発生した回転磁界からトルクを受けて回転をする。磁石回転子が回転して切替回転速度となると、回転位置情報検出手段は電機子巻線に発生する誘起電圧に基づき回転位置情報を検出するため、切替手段は、誘起電圧から検出された回転位置情報を遅延させた通電切替タイミングによる通電（センサレス駆動）へ切り替えを行う。
【０００９】
このとき、センサレス駆動へ切り替えが行われてから所定の期間、磁石回転子の回転速度を前記切替回転速度を基準とした所定の範囲内に維持する。ブラシレスモータでは、所定の期間、回転速度を前記所定の範囲内に維持することにより、強制駆動により発生している通電切替タイミングの遅れを収束させることができる。よって、強制駆動からセンサレス駆動に円滑に切り替えることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記所定の範囲が前記切替回転速度以上、前記切替回転速度より５０％速い回転速度以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、ブラシレスモータでは、駆動切り替え時に回転速度を維持すると、通電切替タイミングの遅れが収束するに従い適切な通電切替タイミングに近づき、磁石回転子を回転させる効率が良くなるため、回転速度が増加する。よって、回転速度を維持する所定の範囲を切替回転速度以上、切替回転速度より５０％速い回転速度以下とする。なお、通電される電流等を制御して回転速度を切替回転速度に維持するようにしてもよい。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２項記載の発明において、前記所定の期間、前記通電切替タイミング演算手段により前記回転位置情報を遅延させる遅延量を所定の値とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、所定の期間、さらに、回転位置情報を遅延させる遅延量を所定の値（例えば、電気角３０°）としている。ブラシレスモータでは、遅延量を所定の値とすることにより、強制駆動により発生している通電切替タイミングの遅れを補正することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、電機子巻線へ電源による通電を行って回転磁界を発生させ、磁石回転子を回転させるブラシレスモータであって、前記電機子巻線への通電を強制的に切り替える所定のタイミングを出力する強制通電切替タイミング出力手段と、前記磁石回転子の回転によって前記電機子巻線に発生する誘起電圧に基づいて前記磁石回転子の回転位置情報を検出する回転位置情報検出手段と、前記回転位置情報検出手段により検出される前記回転位置情報を遅延させて、前記電機子巻線への通電を切り替えるタイミングを演算する通電切替タイミング演算手段と、前記磁石回転子の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出される前記回転速度が、前記電機子巻線に前記誘起電圧が発生し、前記回転位置情報検出手段により前記回転位置情報が検出される切替回転速度である場合に、前記電機子巻線への通電を前記強制通電切替タイミング出力手段による前記強制通電切替タイミングから前記通電切替タイミング演算手段による前記通電切替タイミングへと切り替える切替手段と、を有し、前記切替手段により切り替えを行ってから所定の期間、前記通電切替タイミング演算手段により前記回転位置情報を遅延させる遅延量を所定の値とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、電機子巻線には強制通電切替タイミング出力手段により出力される電機子巻線への通電を強制的に切り替える所定のタイミング（強制通電切替タイミング）で通電（強制駆動）が行われ、回転磁界が発生する。磁石回転子は電機子巻線に発生した回転磁界からトルクを受けて回転をする。磁石回転子が回転して切替回転速度となると、回転位置情報検出手段は電機子巻線に発生する誘起電圧に基づき回転位置情報を検出するため、切替手段は、誘起電圧から検出された回転位置情報を遅延させた通電切替タイミングによる通電（センサレス駆動）へ切り替えを行う。
【００１６】
このとき、切り替えが行われてから所定の期間、回転位置情報を遅延させる遅延量を所定の値（例えば、電気角３０°）としている。ブラシレスモータでは、遅延量を所定の値とすることにより、強制駆動により発生している通電切替タイミングの遅れを補正することができる。よって、強制駆動からセンサレス駆動に円滑に切り替えることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記請求項３又は請求項４記載の発明において、前記電機子巻線が３相電機子巻線であり、前記所定の値を電気角３０°とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、電機子巻線を３相電機子巻線とすると、回転位置情報を遅延させる遅延量の適切な値は、電気角３０°となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本実施の形態のブラシレスモータ５０及びブラシレスモータ駆動装置１０の概略構成図である。
【００２０】
ブラシレスモータ５０は、磁石回転子５４、及びＵ、Ｖ、Ｗの電機子巻線がスター結線された３相電機子巻線５２から構成されている。
【００２１】
ブラシレスモータ駆動装置１０は、図示されない電源と接続され、後述する駆動信号を受けて３相電機子巻線５２に通電切替を行うインバータ部１４と、磁石回転子５４の回転位置を検出して３相の回転位置信号を出力する回転位置検出部１６と、３相の回転位置信号を遅延し、３相の通電切替タイミング信号を出力する遅延部２０と、遅延部２０及び後述する強制信号出力部３８より出力される通電切替タイミング信号の切替を行う切替部２２と、３相の通電切替タイミング信号に基づいて駆動信号を出力するロジック制御部２４と、インバータ部１４を流れる電流（モータ電流）を検出してモータ電流信号を出力する電流検出部２６と、３相の回転位置信号のＵ相から磁石回転子５４の回転速度を検出し、回転速度信号を出力する回転速度検出部２８と、モータ電流値に応じて回転位置信号を遅延させる遅延量を記憶する遅延量マップ３０と、モータ電流信号と回転速度信号とに基づき、遅延量マップ３０より遅延量を求め、回転位置信号を遅延させる遅延時間を演算する遅延時間演算部３４と、強制駆動、センサレス駆動の切替制御を行うマイクロコンピュータ３６と、強制駆動において３相の通電切替タイミング信号を出力する強制信号出力部３８と、を含んで構成されている。
【００２２】
３相電機子巻線５２の各相はインバータ部１４の出力端子及び回転位置検出部１６と接続されている。３相電機子巻線５２には、駆動信号により通電切替がされることで、１２０°方形波通電の回転磁界が発生する。
【００２３】
磁石回転子５４は、３相電機子巻線５２に発生した回転磁界からトルクを受けて回転する。また、磁石回転子５４が回転することで、３相電機子巻線５２の各相には誘起電圧が発生する。
【００２４】
インバータ部１４は、３対（計６個）のスイッチング素子Ｕ＋、Ｕ−、Ｖ＋、Ｖ−、Ｗ＋、Ｗ−が３相ブリッジ接続した回路で構成されており、図示されない電源、ロジック制御部２４、電流検出部２６及び３相電機子巻線５２の各相と接続されている。インバータ部１４は、ロジック制御部２４から駆動信号を受け、３相電機子巻線５２に１２０°方形波通電の通電切替を行う。また、スイッチング素子Ｕ−、Ｖ−、Ｗ−の一端側はＧＮＤされている。
【００２５】
回転位置検出部１６は、３相電機子巻線５２の各相及び遅延部２０と接続され、３相電機子巻線５２の端子電圧をローパスフィルタを通して擬似誘起電圧を抽出し、擬似誘起電圧のゼロクロス点を検出して３相の回転位置信号（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を遅延部２０へ出力する。
【００２６】
遅延部２０は、回転位置検出部１６、切替部２２及び遅延時間演算部３４と接続され、３相の回転位置信号に後述する遅延時間演算部３４で求められた遅延時間の遅延を行って３相の通電切替タイミング信号（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を出力する。
【００２７】
切替部２２は、遅延部２０、ロジック制御部２４及び強制信号出力部３８と接続され、後述するマイクロコンピュータ３６より切替指示信号を受け、ロジック制御部２４へ出力される３相の通電切替タイミング信号の切替を行う。
【００２８】
ロジック制御部２４は、切替部２２、インバータ部１４及びマイクロコンピュータ３６と接続され、通電切替タイミング信号の値が変わるタイミングに基づいて駆動信号を出力する。また、ロジック制御部２４が出力する駆動信号のＵ−、Ｖ−、Ｗ−はパルス幅変調されており（図３の駆動信号参照）、後述するマイクロコンピュータ３６より出力されるデューティ比制御信号により、パルス幅変調された駆動信号のＵ−、Ｖ−、Ｗ−のディーティ比が制御されている。
【００２９】
電流検出部２６は、インバータ部１４及び遅延時間演算部３４と接続され、インバータ部１４のＧＮＤ側を流れる電流の値（モータ電流値）を検出してモータ電流信号を遅延時間演算部３４へ出力する。
【００３０】
回転速度検出部２８は、回転位置信号のＵ相、遅延時間演算部３４及びマイクロコンピュータ３６と接続され、回転位置信号のＵ相の信号が発生する周期から磁石回転子５４の回転速度を検出して回転速度信号を遅延時間演算部３４とマイクロコンピュータ３６へ出力する。
【００３１】
遅延量マップ３０は、遅延時間演算部３４と接続され、遅延量として回転位置信号を遅延させる電気角を電流検出部２６により検出されるモータ電流値に応じて予め記憶している。なお、遅延量マップ３０に記憶されている電気角は、モータ電流値が大きくなるのに従い値が大きくなる。
【００３２】
遅延時間演算部３４は、遅延部２０、電流検出部２６、回転速度検出部２８、遅延量マップ３０及びマイクロコンピュータ３６と接続され、電流検出部２６により検出されたモータ電流値の磁石回転子５４の回転周期毎の最大値を求め、前記最大値に基づき遅延量マップ３０から回転位置信号を遅延させる電気角を選択する。さらに、回転速度検出部２８により検出された回転速度に基づき、遅延量マップ３０より選択した電気角だけ回転位置信号を遅延させる遅延時間を演算し、遅延時間信号として遅延部２０へ出力する。
【００３３】
マイクロコンピュータ３６は、ロジック制御部２４、回転速度検出部２８、遅延時間演算部３４、強制信号出力部３８及び切替部２２と接続され、目標回転速度が設定された駆動開始指示（図１の駆動開始指示参照）を受けてブラシレスモータ５０の駆動制御を行う。すなわち、マイクロコンピュータ３６は駆動開始指示を受けると強制駆動を行う。強制駆動では、後述する強制信号出力部３８へ強制駆動指示信号を出力し、強制信号出力部３８より所定の通電切替タイミング信号を出力させる。また、切替部２２を強制信号出力部３８と接続させる切替指示信号を出力し、ロジック制御部２４へ強制信号出力部３８より出力される通電切替タイミング信号を出力させる。
【００３４】
また、マイクロコンピュータ３６は、回転速度検出部２８より検出される磁石回転子５４の回転速度を駆動開始指示に設定された目標回転速度と比較し、ロジック制御部２４の駆動信号のディーティ比を調整するデューティ比制御信号を出力して磁石回転子５４の回転速度を制御する。
【００３５】
さらに、マイクロコンピュータ３６は、図示しない不揮発性メモリを有し、強制駆動からセンサレス駆動へ駆動方式の切り替えを行う切替回転速度（図１の３６参照）を予め記憶している。なお、この切替回転速度は磁石回転子５４の回転によって３相電機子巻線５２に誘起電圧が発生し、回転位置検出部１６により回転位置信号が検出できる回転速度となっている。
【００３６】
強制駆動により磁石回転子５４の回転速度が増加して切替回転速度となるとセンサレス駆動へ駆動方式の切り替えが行われるが、この切り替え時、マイクロコンピュータ３６は切替部２２を遅延部２０と接続させる切替指示信号を出力して、ロジック制御部２４へ遅延部２０より出力される通電切替タイミング信号を出力させる。また、センサレス駆動に切り替ってから所定の期間（例えば、１００ｍｓ）、遅延固定指示信号を遅延時間演算部３４へ出力し、遅延時間演算部３４で回転位置信号を遅延させる遅延量を所定の値（本実施の形態では電気角３０°）に固定させる。さらに、前記所定の期間、回転速度を切替回転速度に維持するようにデューティ比を制御するデューティ比制御信号を出力する。
【００３７】
強制信号出力部３８は、マイクロコンピュータ３６及び切替部２２と接続され、マイクロコンピュータ３６より強制駆動指示信号を受けると、最初に３相電機子巻線５２に励磁を行う通電信号を出力し、次に、３相電機子巻線５２の通電を強制的に切り替える所定のタイミング（強制通電切替タイミング）を通電切替タイミング信号として出力する。
【００３８】
次に上記本実施の形態の作用を説明する。
【００３９】
マイクロコンピュータ３６は、目標回転速度が設定された駆動開始指示を受けると、強制駆動指示信号を強制信号出力部３８へ出力し、さらに、切替部２２へ強制信号出力部３８と接続させる切替指示信号を出力してブラシレスモータ５０の駆動を開始する。
【００４０】
強制信号出力部３８は、最初に３相電機子巻線５２に励磁（図２の期間ｔ４）を行う通電信号を出力し、磁石回転子５４の回転位置を初期位置に移動させる。次に、図３に示す通電切替タイミング信号を出力して強制駆動（図２の期間ｔ５）を行う。
【００４１】
ロジック制御部２４は、通電切替タイミング信号を受け、通電切替タイミング信号が０から１、１から０へ変化するタイミングに基づき、図３に示す１２０°方形波通電の駆動信号を出力する。ここで、例えば、通電切替タイミング信号のＶ相が０から１へ変化するタイミング（図３の矢印ｔ８参照）で駆動信号Ｕ＋がＯＦＦとなり、駆動信号Ｗ＋がＯＮとなる。
【００４２】
インバータ部１４は、１２０°方形波通電の駆動信号に従い図示しない電源による通電を行い３相電機子巻線５２に回転磁界が発生させる。磁石回転子５４は発生した回転磁界からトルクを受けて回転する。
【００４３】
強制駆動により磁石回転子５４（図１参照）の回転速度が増加すると、３相電機子巻線５２には磁石回転子５４の回転によって誘起電圧が発生する。誘起電圧が発生すると、回転位置検出部１６は３相電機子巻線５２の各相の端子電圧を検出して、３相の回転位置信号（図３の回転位置信号参照）を出力する。回転速度検出部２８は回転位置信号のＵ相の周期から磁石回転子５４の回転速度を検出して回転速度信号を遅延時間演算部３４とマイクロコンピュータ３６へ出力する。
【００４４】
ここで、強制駆動では磁石回転子５４の回転位置によらず、３相電機子巻線５２に回転磁界を強制的に発生させるため、磁石回転子５４の回転位置を検出しながら回転磁界を発生させるセンサレス駆動と比べて、通電切替タイミングが遅れることが知られている。例えば、図３の場合、Ｕ相の通電切替タイミング信号と回転位置信号では、電気角６０°（図３の期間ｔ１２）だけ通電切替タイミング信号が回転位置信号よりも遅れており、この電気角６０°の遅れはセンサレス駆動の場合（図５の期間ｔ１３参照）と比較すると遅れる量（電気角）が大きくなっている。このため、図４の期間ｔ９のモータ電流値に示すように磁石回転子５４を回転させるのにモータ電流値の振幅が大きくなり、インバータ部１４に電流が多く流れるため効率が悪い。
【００４５】
マイクロコンピュータ３６（図１参照）は、強制駆動により磁石回転子５４の回転速度が切替回転速度（図２の矢印ｔ１０参照）となると、切替部２２へ遅延部２０と接続させる切替指示信号を出力して、強制駆動からセンサレス駆動へ駆動方式の切り替えを行い。また、切り替えを行ってから１００ｍｓの間、センサレス駆動過度期（図２の期間ｔ６参照）を設ける。このセンサレス駆動過度期の間、マイクロコンピュータ３６は、磁石回転子５４の回転速度を強制駆動からセンサレス駆動へ切り替えた切替回転速度（図２参照）に維持するようにデューティ比を制御し、さらに、遅延固定指示信号を出力して、回転位置信号を遅延させる電気角を３０°に固定する。これにより、このセンサレス駆動過度期では、通電切替タイミング信号が正しい（効率の良い）方向に補正されるため、駆動方式を切り替えた直後に大きなトルクが発生して磁石回転子５４が加速される。これを電気的なエネルギーの視点から見ると、センサレス駆動過度期（図４の期間ｔ１１）では、強制駆動により蓄えられた必要以上のエネルギーが放出されるため、駆動方式の切り替え後、モータ電流値が通常のセンサレス駆動（図４の期間ｔ１４）の値より少くても（本実施の形態では、図４の期間ｔ１１のモータ電流値がほぼゼロとなている）慣性により磁石回転子５４の回転速度が一時的に上昇する（図４の回転周期ｔ１６がｔ１５より短くなり回転速度が上昇している）。このセンサレス駆動過度期は強制駆動により蓄えられたエネルギーが放出される期間であり、蓄えられたエネルギーの放出が終わると、モータ電流はセンサレス駆動の正常な値に回復（収束）し、また、磁石回転子５４の回転速度は切替回転速度で安定する（図４の回転周期ｔ１７は、切替回転速度の周期）。このため、センサレス駆動過度期（図４の期間ｔ１１）からセンサレス駆動（図４の期間ｔ１４）へ円滑に移行できる。なお、本実施の形態ではセンサレス駆動過度期を１００ｍｓとしたが、強制駆動により蓄えられたエネルギーが放出される期間であるため、ブラシレスモータ５０及びブラシレスモータ駆動装置１０の構成に応じて変更することが好ましい。
【００４６】
このように、センサレス駆動過度期では、強制駆動により蓄えられた必要以上のエネルギーが放出されるため、モータ電流値をセンサレス駆動による電流値に収束させることができる。また、回転位置信号を遅延させる電気角を３０°に固定することで、強制駆動による電気角の遅れを補正し、効率の良い適切な値とすることができる。なお、本実施の形態のブラシレスモータ５０及びブラシレスモータ駆動装置１０の構成では、遅延固定指示信号により回転位置信号を遅延させる電気角が小さすぎると通電切替タイミングが早まり過ぎるため、電気角３０°が適当な値であることが予め実験によってわかっている。また、遅延固定指示信号により回転位置信号を遅延させる電気角はブラシレスモータ５０及びブラシレスモータ駆動装置１０の構成に応じて変更する必要がある。
【００４７】
センサレス駆動過度期を過ぎると、マイクロコンピュータ３６（図１参照）は、遅延固定指示信号の出力を停止し、磁石回転子５４の回転速度を目標回転速度（図２参照）とするように調整したデューティ比制御信号を出力してセンサレス駆動（図２の期間７）を行う。
【００４８】
センサレス駆動では、回転位置検出部１６（図１参照）が３相電機子巻線５２の各相の端子電圧を検出して、図５に示す３相の回転位置信号を遅延部２０へ出力する。
【００４９】
電流検出部２６はモータ電流（図４の期間ｔ１４参照）を検出してモータ電流信号を遅延時間演算部３４へ出力する。
【００５０】
回転速度検出部２８は回転位置信号のＵ相（図５の回転位置信号参照）の周期から磁石回転子５４の回転速度を検出して回転速度信号を遅延時間演算部３４とマイクロコンピュータ３６へ出力する。
【００５１】
遅延時間演算部３４では、磁石回転子５４の回転速度から回転周期を求め、回転周期毎のモータ電流の最大値に基づき回転位置信号を遅延させる電気角を遅延量マップ３０より選択し、選択した電気角だけ回転位置信号を遅延させる遅延時間を回転速度に基づき演算する。ここで、図４の期間ｔ１１で示したように、センサレス駆動過度期で既にモータ電流が収束しているため、センサレス駆動（図４の期間ｔ１４）において遅延量マップ３０から選択される電気角はブラシレスモータ５０が駆動するのに効率の良い適切な値となっている。
【００５２】
遅延部２０は、３相の回転位置信号に遅延時間演算部３４により求めた遅延時間の遅延を行って３相の通電切替タイミング信号（図５の通電切替タイミング信号参照）をロジック制御部２４へ出力する。
【００５３】
ロジック制御部２４は、３相の通電切替タイミング信号の値が変わるタイミングに基づいて１２０°方形波通電の駆動信号（図５の駆動信号参照）をインバータ部１４へ出力し、３相電機子巻線５２に回転磁界を発生させて磁石回転子５４を回転させる。
【００５４】
図６にブラシレスモータ５０の駆動方式の切り替わりに関するフローを示す。
【００５５】
ステップ１００では、３相電機子巻線５２に励磁を行い（図２の期間ｔ４参照）、磁石回転子５４の回転位置を初期位置に移動させ、ステップ１０２へ移行する。
【００５６】
ステップ１０２では、強制信号出力部３８より所定の通電切替タイミング信号を出力して前述の強制駆動（図２の期間ｔ５参照）を行う。強制駆動により磁石回転子５４の回転速度が切替回転速度（図２の矢印ｔ１０参照）となると、ステップ１０４へ移行する。
【００５７】
ステップ１０４では、センサレス駆動過度期（図２の期間ｔ６参照）として１００ｍｓの間、マイクロコンピュータ３６より磁石回転子５４の回転速度を切替回転速度（図２参照）に維持するようにデューティ比制御信号を出力し、また、回転位置信号を遅延させる電気角を３０°に固定するため遅延固定指示信号を出力する。１００ｍｓを経過するとステップ１０６へ移行する。
【００５８】
ステップ１０６では、モータ電流を検出し、モータ電流値と磁石回転子５４の回転速度に基づき遅延時間を演算し、回転位置信号を遅延時間だけ遅延させた通電切替タイミング信号に基づき前述のセンサレス駆動（図２の期間ｔ７参照）を開始させる。また、センサレス駆動が終了するとエンドに移行する。
【００５９】
このように、本実施の形態のブラシレスモータによれば、強制駆動からセンサレス駆動へ移行する際にセンサレス駆動過度期を設け、センサレス駆動過度期において磁石回転子５４の回転速度を切替回転速度に維持することによりモータ電流値をセンサレス駆動による電流値に収束させることができるため、モータ電流値から求まる遅延時間が適切となり、強制駆動による通電切替タイミングの遅れを無くすことができる。また、回転位置信号を遅延させる電気角を３０°とすることにより、強制駆動による電気角の遅れを補正し、効率の良い適切な値とすることができる。すなわち、センサレス駆動過度期で強制駆動による余分なエネルギーが放出されるため、センサレス駆動に円滑に移行できる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、センサレス駆動過度期において、磁石回転子５４の回転速度を切替回転速度に保ち、且つ回転位置信号を遅延させる電気角を３０°としたが、いずれか一方のみを用いてもよい。
【００６１】
また、センサレス駆動過度期において磁石回転子５４の回転速度を切替回転速度（例えば、５００ｒｐｍ）に保つようにしたが、センサレス駆動過度期では、強制駆動による余分なエネルギーが放出されてトルクが発生し、回転負荷に応じて回転速度が一時上昇するため、磁石回転子５４の回転速度を切替回転速度より速い回転速度（例えば、切替回転速度より５０％程度速い７５０ｒｐｍ）に保つようにしてもよい。また、回転速度を保つ範囲を切替回転速度を基準とした所定の範囲内（例えば、切替回転速度を基準とした５０％程度速い回転速度の範囲内）としてもよい。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、磁石回転子５４の回転速度を回転位置信号から検出したが、磁石回転子５４が回転する回転軸に回転センサーを設けるなどにより回転速度を検出してもよい。
【００６３】
また、遅延量をモータ電流値に基づき遅延量マップ３０より選択したが、磁石回転子５４の回転速度、３相電機子巻線５２の端子から検出される電圧値及び電圧の波形などに基づき遅延量を選択してよく、遅延量マップ３０を用いずにモータ電流値、磁石回転子５４の回転速度、３相電機子巻線５２の端子電圧値及び端子電圧の波形などから演算により求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施の形態のブラシレスモータ及びブラシレスモータ駆動装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態の駆動方式の切り替わりと回転速度の関係図である。
【図３】本実施の形態の強制駆動時の各波形図である。
【図４】本実施の形態の各駆動方式でのモータ電流の波形図である。
【図５】本実施の形態のセンサレス駆動時の各波形図である。
【図６】本実施の形態の駆動方式の切り替わりを示すフローチャートである。
【図７】従来のブラシレスモータの駆動方式の切り替わりと回転速度の関係図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ブラシレスモータ駆動装置、１４  インバータ部、１６  回転位置検出部（回転位置情報検出手段）、２０  遅延部（通電切替タイミング演算手段）、２２  切替部（切替手段）、２４  ロジック制御部、２６  電流検出部、２８  回転速度検出部（回転速度検出手段）、３０  遅延量マップ、３４  遅延時間演算部、３６  マイクロコンピュータ、３８  強制信号出力部（強制通電切替タイミング出力手段）、５０  ブラシレスモータ、５２  ３相電機子巻線、５４  磁石回転子
【図１】
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【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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