(57)【要約】【課題】低騒音、低振動で迅速、確実なセンサレス・ブラシレスモータの起動を可能とする。【解決手段】  ロータ５３が励磁された固定子巻線５２ａ〜５２ｃに対応して固定されるよう固定子巻線５２ａ〜５２ｃに対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い（Ｓ１００〜Ｓ１０６）しかる後、固定子巻線５２ａ〜５２ｃに対して回転開始のための励磁を開始し（Ｓ１０８）、当該励磁に応じて固定子巻線５２ａ〜５２ｃに生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出された場合（Ｓ１１０）、以後、検出されるロータ位置に基づいて固定子巻線５２ａ〜５２ｃへ対する励磁の切り換えを行ってゆくセンサレス運転を開始（Ｓ１１２）するようにして、迅速な起動ができるものとなっている。【選択図】図４
2007202294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御するようにしてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法であって、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、しかる後、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を開始することを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項２】
回転開始のための励磁開始後、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出された場合、以後、検出されるロータ位置に基づいて固定子巻線へ対する励磁の切り換えを行ってゆくセンサレス運転に移行することを特徴とする請求項１記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項３】
回転開始のための励磁開始後、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されない場合、相固定励磁を繰り返すことを特徴とする請求項３記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項４】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転がなされるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置において実行されるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラムであって、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行うステップと、
回転のための最初の励磁を行うステップと、
前記回転のための最初の励磁の後、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
前記ステップにおいて、ロータ位置が検出されたと判定された場合、以後、検出されたロータ位置に基づくセンサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項５】
回転のための最初の励磁の後、所定時間内にロータ位置が検出されないと判定された場合、再度、相固定励磁からの処理を反復せしめるステップを具備してなることを特徴とする請求項４のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項６】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転がなされるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、
次いで、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を開始するよう構成されてなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項７】
駆動制御装置は、
回転開始のための励磁開始後、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合、以後、当該ロータ位置に基づくセンサレス運転に移行するよう構成されてなることを特徴とする請求項６記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項８】
駆動制御装置は、
回転開始のための励磁開始後、所定時間内にロータ位置が検出されない場合、再度、相固定励磁から処理が繰り返されるよう構成されてなることを特徴とする請求項７記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項９】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御するようにしてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法であって、  
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、前記相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出された場合に、以後、検出されるロータ位置に基づいて前記固定子巻線へ対する励磁を切り換えてゆくセンサレス運転を開始することを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項１０】
設定された励磁回数の相固定励磁を行った後に、当該相固定励磁により固定子巻線に生ずる誘起電圧に基づくロータ位置の検出がなされない場合、設定された励磁回数の相固定励磁を、設定された繰り返し回数を限度として、前記ロータ位置の検出がなされるまで繰り返すことを特徴とする請求項９記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項１１】
設定された励磁回数の相固定励磁を、所定の繰り返し回数行ってもロータ位置の検出がなされない場合、駆動を中止することを特徴とする請求項１０記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項１２】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置が判定され、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングが制御されてロータが回転せしめられるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置において実行されるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラムであって、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを、外部入力された雰囲気温度に応じてそれぞれ設定するステップと、
前記ステップにおいて設定された励磁回数で相固定励磁を行うステップと、
設定された励磁回数で相固定励磁がなされた後、前記相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されたか否かを判定するステップと、
相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されたと判定された場合に、以後、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項１３】
相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されないと判定された場合に、設定された励磁回数の相固定励磁を、設定された繰り返し回数を限度として、前記ロータ位置の検出がなされるまで繰り返すステップを具備してなることを特徴とする請求項１２記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項１４】
設定された励磁回数の相固定励磁を、所定の繰り返し回数行ってもロータ位置の検出がなされない場合、駆動を中止するステップを具備してなることを特徴とする請求項１３記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項１５】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転がなされるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、前記相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項１６】
駆動制御装置は、
設定された励磁回数の相固定励磁を行った後に、当該相固定励磁により固定子巻線に生ずる誘起電圧に基づくロータ位置が検出されたか否かの判定において、ロータ位置が検出されないと判定された場合、設定された励磁回数の相固定励磁を、設定された繰り返し回数を限度として、前記ロータ位置の検出がなされるまで繰り返すよう構成されてなることを特徴とする請求項１５記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項１７】
駆動制御装置は、
設定された励磁回数の相固定励磁を、所定の繰り返し回数行ってもロータ位置の検出がなされない場合、駆動を中止するよう構成されてなることを特徴とする請求項１６記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項１８】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転が行われるようにしてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法であって、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上にある場合には、再度、相固定励磁を行い、それに応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出された場合、センサレス運転を開始することを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項１９】
雰囲気温度が所定の低温域未満である場合には、予め定めた温度域に応じて、それぞれ設定された回数の同期運転のための励磁を行い、それに応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出された場合、以後、センサレス運転を開始することを特徴とする請求項１８記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項２０】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置が判定され、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングが制御されてロータが回転せしめられるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置において実行されるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラムであって、  
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行うステップと、
雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かを判定するステップと、
雰囲気温度が所定の低温域以上にあると判定された場合、再度、相固定励磁を行うステップと、
前記再度行われた相固定励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項２１】
雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かの判定において、雰囲気温度は所定の低温域未満であると判定された場合に、雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かを判定するステップと、
雰囲気温度が予め定めた極低温以上であると判定された場合、同期運転のための励磁を第１の所定回数行うステップと、
前記第１の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とする請求項２０記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。    
【請求項２２】
雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かの判定において、雰囲気温度は、予め定められた極低温域未満であると判定された場合、同期運転のための励磁を第１の所定回数より大きい第２の所定回数行うステップと、
前記第２の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とする請求項２１記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。  
【請求項２３】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置が判定され、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングが制御されてロータが回転せしめられるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かを判定し、雰囲気温度が所定の低温域以上にあると判定された場合には、再度、相固定励磁を行い、それに応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定し、ロータ位置が所定時間内に検出された場合、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項２４】
駆動制御装置は、
雰囲気温度が所定の低温域未満であると判定された場合には、雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かを判定し、雰囲気温度が予め定めた極低温以上であると判定された場合、同期運転のための励磁を第１の所定回数行い、当該第１の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とする請求項２３記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項２５】
駆動制御装置は、
雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かの判定において、雰囲気温度は、予め定められた極低温域未満であると判定された場合、同期運転のための励磁を第１の所定回数より大きい第２の所定回数行うステップと、
前記第２の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とする請求項２４記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項２６】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転が行われるようにしてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法であって、  
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上にある場合に、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を行い、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出された場合、以後、センサレス運転に移行することを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項２７】
雰囲気温度に応じて設定された回数の相固定励磁を行った後、雰囲気温度が所定の低温域未満である場合には、予め定めた温度域に応じて、それぞれ設定された回数の同期運転のための励磁を行い、それに応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出された場合、以後、センサレス運転に移行することを特徴とする請求項２６記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項２８】
固定子巻線へ対する回転開始のための励磁後、又は、同期運転のための励磁後に、ロータ位置が検出されない場合、雰囲気温度に応じて設定された繰り返し回数を限度として、相固定励磁と、その後の回転開始のための励磁又は雰囲気温度に応じた同期運転のための励磁を前記ロータ位置の検出がなされるまで繰り返すことを特徴とする請求項２６又は２７記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項２９】
相固定励磁と、その後の回転開始のための励磁又は雰囲気温度に応じた同期運転のための励磁を、所定の繰り返し回数行ってもロータ位置の検出がなされない場合、駆動を中止することを特徴とする請求項２８記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。
【請求項３０】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置が判定され、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングが制御されてロータが回転せしめられるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置において実行されるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラムであって、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを、外部入力された雰囲気温度に応じてそれぞれ設定するステップと、
前記ステップにおいて設定された励磁回数で相固定励磁を行うステップと、
雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かを判定するステップと、
雰囲気温度が所定の低温域以上であると判定された場合、前記固定子巻線へ対して回転開始のための励磁を行うステップと、
回転開始のための励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項３１】
雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かの判定において、雰囲気温度は所定の低温域未満であると判定された場合に、雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かを判定するステップと、
雰囲気温度が予め定めた極低温以上であると判定された場合、同期運転のための励磁を第１の所定回数行うステップと、
前記第１の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とする請求項３０記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。    
【請求項３２】
雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かの判定において、雰囲気温度は、予め定められた極低温域未満であると判定された場合、同期運転のための励磁を第１の所定回数より大きい第２の所定回数行うステップと、
前記第２の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とする請求項３０記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項３３】
固定子巻線へ対する回転開始のための励磁、 第１の所定回数の同期運転のための励磁、又は、第２の所定回数の同期運転のための励磁のいずれかが実行された後におけるロータ位置が検出されたか否かの判定において、ロータ位置が検出されないと判定された場合、雰囲気温度に応じて設定された繰り返し回数を限度として、相固定励磁と、その後の回転開始のための励磁又は雰囲気温度に応じた同期運転のための励磁を前記ロータ位置の検出がなされるまで繰り返すステップと、具備してなることを特徴とする請求項３０、３１又は３２記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項３４】
相固定励磁と、その後の回転開始のための励磁又は雰囲気温度に応じた同期運転のための励磁を、所定の繰り返し回数行ってもロータ位置の検出がなされない場合、駆動を中止するステップを具備してなることを特徴とする請求項３３記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。
【請求項３５】
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上であるか否かを判定し、雰囲気温度が所定の低温域以上であると判定された場合に、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を行い、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項３６】
駆動制御装置は、
雰囲気温度が所定の低温域以上であるか否かの判定において、雰囲気温度が所定の低温域未満であると判定された場合は、雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かを判定し、雰囲気温度が予め定めた極低温以上であると判定された場合、同期運転のための励磁を第１の所定回数行い、当該励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とする請求項３５記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項３７】
駆動制御装置は、 
雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かの判定において、雰囲気温度は、予め定められた極低温域未満であると判定された場合、同期運転のための励磁を第１の所定回数より大きい第２の所定回数行い、当該励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とする請求項３５記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項３８】
駆動制御装置は、
固定子巻線へ対する回転開始のための励磁、 第１の所定回数の同期運転のための励磁、又は、第２の所定回数の同期運転のための励磁のいずれかが実行された後におけるロータ位置が検出されたか否かの判定において、ロータ位置が検出されないと判定された場合、雰囲気温度に応じて設定された繰り返し回数を限度として、相固定励磁と、その後の回転開始のための励磁又は雰囲気温度に応じた同期運転のための励磁を前記ロータ位置の検出がなされるまで繰り返すよう構成されてなることを特徴とする請求項３５、３６又は３７記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【請求項３９】
駆動制御装置は、
相固定励磁と、その後の回転開始のための励磁又は雰囲気温度に応じた同期運転のための励磁を、所定の繰り返し回数行ってもロータ位置の検出がなされない場合、駆動を中止するよう構成されてなることを特徴とする請求項３８記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサレス・ブラシレスモータに係り、特に、起動の迅速性、静粛性、安定性等の向上を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサレス・ブラシレスモータの起動制御方法としては、例えば、固定子巻線に生ずる誘起電圧が、基準電位（例えば、接地電位等）を過ぎる点を検出する位置検出回路の検出信号に基づいて固定子巻線への励磁を行い回転を制御するセンサレス運転に至る前、換言すれば、閉ループ運転に至る前に、いわゆる同期運転、換言すれば、開ループ運転を所定時間、又は、所定回転数行った後に、センサレス運転へ移行する方法などが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
また、特に、起動失敗時を考慮した技術としては、再起動時に初期位置決め相を代えて励磁を行うようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２６８２１６４号公報（第３−４頁、図１−図６）
【特許文献２】特許第２７０４０８号公報（第２−４頁、図１−図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者の起動制御方法にあっては、ロータ位置が確定されていない状態で回転磁界を発生させて強制的にロータの回転を促すために、正常な回転となるまでの間、ロータの摺動部分などから音を発生し、騒音の原因となるだけでなく、その音の発生に伴う振動を発生し、特に、静粛性が要求されるような用途においては、同期運転中におけるこのような騒音、振動発生を抑圧するための何らかの工夫が別途必要となるという問題がある。さらに、本来のセンサレス運転状態に至る前に必ず同期運転状態を経る必要があるために、起動から定常運転状態、すなわち、センサレス運転に至るまでに時間を要し、迅速な起動ができないという欠点がある。
また、一方、後者のような起動制御にあっては、起動の際に、例えば、何らかの原因により内部に入り込んでしまった異物がロータの回転を妨げているような場合であっても、それがロータにとって比較的軽量の機械的負荷であるような場合には、数回ほど始動制御動作を繰り返すことで始動することができる場合がある。ところが、例えば、ブラシレスモータの用途によっては、冬季にロータの回転軸などに付着した水分が凍結してしまうようなことがあり、そのような場合には、ロータの機械的負荷が大となり、単純に起動を繰り返す後者の起動制御では起動することが困難となることがあるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、低騒音、低振動の起動を可能とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法及びその装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、迅速な起動が可能なセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法及びその装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ロータが凍結状態にあっても起動を可能とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法及びその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】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置は、
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転がなされるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、
次いで、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を開始するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置は、
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転がなされるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、前記相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなるものである。
さらに、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置は、
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置が判定され、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングが制御されてロータが回転せしめられるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かを判定し、雰囲気温度が所定の低温域以上にあると判定された場合には、再度、相固定励磁を行い、それに応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定し、ロータ位置が所定時間内に検出された場合、センサレス運転を開始するよう構成されてなるものである。
またさらに、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置は、
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上であるか否かを判定し、雰囲気温度が所定の低温域以上であると判定された場合に、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を行い、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合、センサレス運転を開始するよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、相固定励磁を複数回行って、しかる後、回転始動のための励磁を行うようにすることで、相固定励磁によりロータ位置を始動可能な確実な状態とすることができるので、従来と異なり、センサレス運転に入る前の同期運転を行うことなくセンサレス運転を開始することができるので、起動の迅速性を向上することができると共に、従来のような同期回転に起因する騒音、振動の発生がなく、静粛性を向上することができる。
また、雰囲気温度に応じて、相固定励磁の回数、駆動パルスのデューティ及び起動失敗の際に再起動を試みる回数を変えるようにすることで、画一的な従来の起動と異なり、起動時の環境条件に応じて、より確実な起動を確保することができる。特に、ロータが凍結状態にあるような場合や、ロータのベアリング部分の錆やいわゆるグリス抜けなどによりロータの静止トルクが増大しているような場合における起動の可能性を従来に比して更に確保できるので、環境条件が厳しい中での動作の信頼性向上に寄与することとなる。
さらに、相固定励磁を行った後に、雰囲気温度に応じて、同期運転のための励磁を複数回、すなわち、ロータの１回転にも満たない範囲での同期運転を行うようにすることで、従来と異なり、騒音、振動の発生原因となる同期運転を必要最小限にして、より確実に、且つ、迅速な起動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図１２を参照しつつ説明する。
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、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの駆動制御方法が実行されるブラシレスモータの駆動制御装置（以下、「本装置」と称する）の一構成例について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
【０００９】
本装置Ｓは、制御部（図１においては「ＣＰＵ」と表記）１０１と、駆動回路（図１においては、「ＤＲＶ」と表記）１０２と、位置検出回路（図１においては「ＳＥＮＳ」と表記）１０３とに大別されて構成されたものとなっている。
【００１０】
本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ５１は、公知・周知の構成を有してなるいわゆるセンサレス・ブラシレスモータであり、例えば、車両用空調装置における送風機の送風ファン（図示せず）の回転駆動などに用いられるものである。本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ５１は、３相励磁となっており、固定子巻線５２ａ〜５２ｃと、周方向に着磁された永久磁石を用いてなる永久磁石ロータ（以下「ロータ」と称する）５３を有して構成されたものとなっている。
【００１１】
位置検出回路１０３は、ロータ５３の回転位置検出のための従来のセンサの機能を果たすもので、ブラシレスモータ５１の固定子巻線５２ａ〜５２ｃに誘起される電圧を検出し、制御部１０１へ適宜なレベルで入力するよう構成されたものである。
制御部１０１は、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータを用いてなるものであり、マイクロコンピュータ内の図示されない記憶領域又は記憶素子にブラシレスモータ５１の駆動制御を行うための数々のプログラムが記憶されており、適宜それらが実行されるようになっている。
【００１２】
具体的には、制御部１０１は、位置検出回路１０３からの検出信号に基づいてロータ５３位置を判定すると共に、判定されたロータ位置と、外部から入力される所望回転数信号とに基づいて、ブラシレスモータ５１の固定子巻線５２ａ〜５２ｃへの駆動パルス信号を出力する駆動回路１０２に対する制御信号を生成、出力するようになっている。なお、制御部１０１による駆動回路１０２を介してのブラシレスモータ５１の駆動制御は、具体的には、公知・周知のいわゆるＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御となっており、所望する回転数に応じて駆動回路１０２から出力される駆動パルス信号のデューティを決定し、位置検出回路１０３からの検出信号に応じて、駆動パルス信号の切り換えタイミングを制御して固定子巻線５２ａ〜５２ｃへの通電制御を行うものとなっている。なお、本発明の実施の形態において、駆動パルス信号の「デューティ」は、駆動パルス信号の繰り返し周期に対する駆動パルス信号が論理値Ｈｉｇｈとなる時間の割合を百分率で表したものである。
また、駆動回路１０２の終段部分は、公知・周知のスイッチング回路が構成されており、車両用バッテリ１の電圧値の駆動パルス信号が固定子巻線５２ａ〜５２へ印加されるようになっている。
【００１３】
また、ブラシレスモータ５１の適宜な位置には、ブラシレスモータ５１近傍の雰囲気温度を検出するために温度センサ１１が設けられており、その検出信号は、制御部１０１へ入力されるようになっている。なお、この温度センサ１１は、後述する４つの駆動制御例の内、第２乃至第４の駆動制御例において必要となるものであるが、第１の駆動制御例においては必須のものではない。
【００１４】
図２には、位置検出回路１０３の具体回路構成例が示されており、以下、この具体回路構成例について、同図を参照しつつ説明する。
この位置検出回路１０３は、固定子巻線５２ａ〜５２ｃに対応して設けられた３つのコンパレータ４１ａ〜４１ｃと、それぞれのコンパレータ４１ａ〜４１ｃの前段に形成されたフィルタ回路４０ａ〜４０ｃとを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
コンパレータ４１ａ〜４１ｃのそれぞれの前段に設けられたフィルタ回路４０ａ〜４０ｃは、いずれも基本的に同一の構成を有してなるもので、その構成自体は公知・周知の構成のものであるので、ここでは、以下に構成要素を示すに留め、その詳細な構成の説明については省略することとする。
【００１５】
まず、第１のフィルタ回路４０ａは、抵抗器１ａ，２ａとコンデンサ４ａとにより積分回路が構成されており、第２のフィルタ回路４０ｂは、抵抗器１ｂ，２ｂとコンデンサ４ｂとにより積分回路が構成されており、第３のフィルタ回路４０ｃは、抵抗器１ｃ，２ｃとコンデンサ４ｃとにより積分回路が構成されたものとなっている。
なお、この構成例においては、第１のフィルタ回路４０ａには、Ｕ相となる固定子巻線５２ａの誘起電圧が、第２のフィルタ回路４０ｂにはＶ相となる固定子巻線５２ｂの誘起電圧が、第３のフィルタ回路４０ｃにはＷ相となる固定子巻線５２ｃの誘起電圧が、それぞれ印加されるようになっている。
【００１６】
そして、それぞれのフィルタ回路４０ａ〜４０ｃの出力側、すなわち、第１のフィルタ回路４０ａにあっては、抵抗器１ａ，２ａとコンデンサ４ａとの相互の接続点、第２のフィルタ回路４０ｂにあっては、抵抗器１ｂ，２ｂとコンデンサ４ｂとの相互の接続点、第３のフィルタ回路４０ｃにあっては、抵抗器１ｃ，２ｃとコンデンサ４ｃとの相互の接続点が、それぞれ対応するコンパレータ４１ａ〜４１ｃの非反転入力端子に接続されたものとなっている。
また、各々のコンパレータ４１ａ〜４１ｃの反転入力端子と非反転入力端子との間には、コンパレータ４１ａ〜４１ｃの比較動作における基準電圧を設定するための抵抗器３ａ、３ｂ、３ｃがそれぞれ接続されると共に、各コンパレータ４１ａ〜４１ｃの反転入力端子は相互に接続されて、同一電位に維持されるようになっている。このため、コンパレータ４１ａ〜４１ｃにより、フィルタ回路４０ａ〜４０ｃの出力電圧が基準電圧（例えば、零電位）を過ぎる点（零クロス点）の検出ができるようになっている。
【００１７】
ここで、位置検出回路１０３に入力される誘起電圧と位置検出回路１０３の出力信号との関係について、より具体的に図３を参照しつつ説明することとする
図３（Ａ）は、駆動パルス信号が印加されていない固定子巻線５２ａ〜５２ｂにおいて、ロータ５３の磁界が過ぎることで発生する誘起電圧（相誘起電圧）の例を示すもので、同図において、ＥUは、固定子巻線５２ａにおける誘起電圧を、ＥVは、固定子巻線５２bにおける誘起電圧を、ＥWは、固定子巻線５２cにおける誘起電圧を、それぞれ示している。
【００１８】
この誘起電圧が中点電位を過ぎる点、換言すれば、正極から負極へ変化する点、又は、逆に負極から正極に変化する点（例えば、図３（Ａ）のＡ点参照）は、ロータ５３の周方向に着磁された磁極の境界部分が固定子巻線５２ａ〜５２ｃを過ぎる結果生ずるものとなっている。したがって、この点を検出することでロータ５３の位置検出が可能となる。
【００１９】
一方、フィルタ回路４０ａ〜４０ｃは、遅延特性を有しており、その遅延量は、入力信号の繰り返し周期、換言すれば、ブラシレスモータ５１の回転速度の増大に伴い大きくなる特性となっており、最大で出力信号は入力信号に対して９０度の位相遅れを生ずるものとなっている。
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示された誘起電圧が入力された場合のフィルタ回路４０ａ〜４０ｃの出力信号を示すもので、各出力信号は、入力信号に対して位相遅れΦｓを有して出力されることが示されている。例えば、図３（Ａ）におけるＶ相の誘起電圧ＥVのＡ点は、図３（Ｂ）のＡ´点に対応し、同じく図３（Ａ）におけるＵ相の誘起電圧ＥUのＢ点は、Ｂ´点に対応している。
なお、本発明の実施の形態においては、Φｓは、例えば、ブラシレスモータ５１が１０００ｒｐｍの回転において電気角で６０度となっている。
【００２０】
フィルタ回路４０ａ〜４０ｃの出力信号は、それぞれ対応するコンパレータ４１ａ〜４１ｃにおける比較動作に供され、その結果、コンパレータ４１ａ〜４１ｃからは、図３（Ｃ）〜図３（Ｅ）に示されたように、フィルタ回路４０ａ〜４０ｃの出力信号が正極から負極へ変化しながら仮想中点電位を過ぎる時点で論理値ＬｏｗからＨｉｇｈとなる一方、フィルタ回路４０ａ〜４０ｃの出力信号が負極から正極へ変化しながら仮想中点電位を過ぎる時点で論理値ＬｏｗからＨｉｇｈとなる信号が出力されることとなる。
【００２１】
このコンパレータ４１ａ〜４１ｃの出力信号は、その立ち上がり、立ち下がりが誘起電圧の零クロス点に同期したものとなっており、この零クロス点は、先に述べたようにロータ５３位置に対応して生ずるものであるので、制御部１０１においては、入力されたコンパレータ４１ａ〜４１ｃの出力信号の論理値ＬｏｗからＨｉｇｈへの立ち上がり、論理値ＨｉｇｈからＬｏｗへの立ち下がりを判断することで、ロータ位置の検出が可能となる。
【００２２】
次に、制御部１０１により実行される駆動制御について、図４乃至図１２を参照しつつ説明する。
最初に、第１の駆動制御の例について、図４に示されたフローチャート及び図５の説明図を参照しつつ説明する。
この第１の駆動制御は、従来のような同期運転を行わずに起動を行うようにしたもので、制御部１０１による処理が開始されると、まず、第１回目の相固定（以下「相固定１」と称する）と共に位置検出回路１０３の初期化が行われる（図４のステップＳ１００参照）。
相固定は、固定子巻線５２ａ〜５２ｃの内、予め定めた巻線を励磁状態に固定するもので、それによって、ロータ５３を対応する位置に固定させるため行うものである。
【００２３】
また、本発明の実施の形態における位置検出回路１０３は、先に説明したようにコンデンサを有する構成であるため、センサレス運転を開始するにあたっては、その入力電位を所定電位に初期化（換言すれば、位置検出回路１０３の出力電圧を所定電位に初期化）しておく必要があるが、上述のように相固定を行うことは、位置検出回路１０３の所定の入力端における入力電位の初期化を行うことになり、相固定は位置検出回路１０３の初期化を兼ねることとなる。
【００２４】
この相固定１及び相固定１に伴う位置検出回路１０３の初期化（以下「位置検出回路初期化１」と称する）は、予め設定された所定時間の間行われる（図４のステップＳ１０２参照）。そして、所定時間経過したと判定されると、次いで、同様にして相固定２及び相固定２に伴う位置検出回路１０３の初期化（以下「位置検出回路初期化２」と称する）が所定時間の間行われる（図４のステップＳ１０４，Ｓ１０６参照）。
この相固定２は、相固定１に次いで、固定子巻線５２ａ〜５２ｃの予め定められた相について励磁を固定状態とするものである。そして、相固定１で説明したように、この相固定２に伴って位置検出回路初期化２が行われることとなる。なお、ここで、相固定１を行う所定時間と、相固定２を行う所定時間は、同一であってもよく、また、それぞれ異なる時間であってもいずれでもよい。
そして、相固定２及び位置検出回路初期化２が所定時間行われたと判定されると（図４のステップＳ１０６参照）、スタート通電が開始され、同時に位置検出回路１０３による誘起電圧の検出が開始されることとなる（図４のステップＳ１０８参照）。
【００２５】
ここで、スタート通電は、これ以後、センサレス運転を開始する際の固定子巻線５２ａ〜５２ｃへ対する最初の通電をいう。
図５には、上述した相固定１、２及びスタート通電を経てセンサレス通電に至る際の、固定子巻線５２ａ〜５２ｃへの駆動パルス信号の状態、位置検出回路１０３の入力状態の変化の一例を示した説明図が示されており、以下、同図を参照しつつこの例について説明する。
【００２６】
同図において、左欄の「出力」の表記は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、すなわち、本発明の実施の形態においては、固定子巻線５２ａ、５２ｂ、５２ｃへ対する駆動回路１０２からの出力信号、換言すれば、駆動パルス信号を意味する。そして、その行方向には、先に述べた「相固定１」、「相固定２」及び「スタート通電」並びに、スタート通電を行った直後の「センサレス運転」の順で、それぞれにおける駆動パルス信号のレベルに対応する論理値が表示されている。なお、同図において、「Ｈ」は、論理値Ｈｉｇｈを、「Ｌ」は、論理値Ｌｏｗを、それぞれ意味するものとする。
【００２７】
また、図５において、その左欄の「入力」の表記は、位置検出回路１０３の入力信号の意味である。本発明の実施の形態においては、先に位置検出回路１０３についての説明の箇所で説明したように、固定子巻線５２ａ〜５２ｃのＵ相、Ｖ相、Ｗ相における電圧がそれぞれ印加されるものとなっている。そして、同図においては、「入力」と表記されたその行方向には、「相固定１」、「相固定２」及び「スタート通電」並びに、スタート通電を行った直後の「センサレス運転」の順で、位置検出回路１０３への入力信号のレベルに対応する論理値が表示されている。
【００２８】
この図５に示された例では、相固定１においては、Ｖ相からＵ相へ励磁電流が流れるようにＶ相が論理値Ｈｉｇｈ、Ｕ相が論理値Ｌｏｗとされ、次いで、相固定２では、Ｗ相からＵ相へ励磁電流が流れるようにＷ相が論理値Ｈｉｇｈ、Ｕ相が論理値Ｌｏｗとされる。
一方、位置検出回路１０３の入力段は、上述した相固定１及び相固定２における固定子巻線５２ａ〜５２ｃの論理値と同一の論理値状態となる（図５参照）。
【００２９】
次に、スタート通電においては、Ｗ相からＶ相へ励磁電流が流れるようにＷ相が論理値Ｈｉｇｈ、Ｖ相が論理値Ｌｏｗとされ、その際、位置検出回路１０３においては、Ｗ相及びＶ相に対応する入力段は、それぞれＷ相、Ｖ相への駆動回路１０２からの出力レベルと同一の論理状態となる。そして、この場合、Ｕ相は非励磁相であるため、相固定２からスタート通電への励磁の変化に伴いロータ５３が回転をすることに対応して、ロータ５３が正常状態、すなわち、何らかの原因によりロックされたり、異物等の混入などにより円滑に回転しない状態などでは無い状態であれば、位置検出回路１０３のＵ相に対応する入力段にもその誘起電圧が印加されることとなる（図５において「誘起電圧」と表記された部分参照）。
【００３０】
ここで、再び図４の説明に戻れば、ステップＳ１０８において上述のようにスタート通電がなされることによって、位置検出回路１０３には固定子巻線５２ａ〜５２ｃからの誘導電圧が入力されることとなり、位置検出回路による誘起電圧の検出が開始されることとなる。そして、制御部１０１において、位置検出回路１０３からの信号に基づいてロータ位置検出が行われ、所定時間内にロータ位置が検出されたか否かが判定されることとなる（図４のステップＳ１１０）。
すなわち、先に図３を参照しつつ説明したように固定子巻線５２ａ〜５２ｃからの正常な誘起電圧に対応した信号が位置検出回路１０３から制御部１０１に入力されることで、制御部１０１においては、その論理値の変化を判定することでロータ位置の判定が可能となる。
【００３１】
そして、ステップＳ１１０において、所定時間内にロータ位置が検出されたと判定されると（ＹＥＳの場合）、センサレス運転に移行することとなる（図４のステップ１１２参照）。すなわち、制御部１０１において判定されたロータ位置を基に、スタート通電時の励磁状態を基準として次に励磁されるべき相が決定されると共に、その励磁タイミング、すなわち駆動パルス信号の出力タイミングが決定され、駆動回路１０２を介して駆動パルス信号が固定子巻線５２ａ〜５２ｃへ印加されることとなる。そして、以後、位置検出回路１０３から入力される信号に基づき判定されたロータ位置に基づいて、上述したように励磁相が順次切り換えられてゆくこととなる。
【００３２】
一方、スタート通電が行われてもステップＳ１１０において、所定時間内にロータ位置が検出されないと判定された場合（ＮＯの場合）、例えば、ロータ５３が何らかの原因によりロックされた状態にあったり、また、回転はするものの間欠的な動きであるため等により、本来の誘起電圧が生じない場合には、先のステップＳ１００の処理へ戻り再び一連の処理が行われることとなる（図４のステップＳ１１０参照）。
【００３３】
なお、上述の実施の形態においては、相固定を２回行うようにしたが、勿論これに限定される必要はなく、それ以上の回数行うようにしても良いが、その場合、起動の確実性のさらなる向上を図ることはできるが、その一方であまり相固定回数を増すことは、その分、起動の迅速性を犠牲にすることになるので、双方の要求のバランスを考慮して定めるのが好適である。
【００３４】
次に、第２の駆動制御の例について、図６及び図７に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。
この第２の駆動制御は、特に、冬季、ブラシレスモータ５１の回転部分、すなわち、例えば、軸受け部分（図示せず）に付着した水滴などの凍結や、何らかの原因によりロータ５３と、ブラシレスモータ５１の他の部位との間に入り込んだ異物などによりロータ５３に機械的な負荷がある場合の起動を容易とするために好適なものである。
以下、具体的に説明すれば、制御部１０１による処理が開始されると、まず、変数や定数などの初期化が行われる（図６のステップＳ２００参照）。
次いで、温度センサ１１により検出された雰囲気温度の読み込みが行われ（図６のステップＳ２０２参照）、雰囲気温度が予め定められた低温域未満であるか、低温域以上であるか否かが判定される（図６のステップＳ２０４参照）。ここで、低温域は、ある温度範囲に設定しても良いし、また、特定の温度としてもいずれでも良い。例えば、本発明の実施の形態においては、０℃未満を低温域と設定している。
【００３５】
そして、ステップＳ２０４において、雰囲気温度は所定の低温域未満ではないと判定された場合（ＮＯの場合）、換言すれば、０℃以上であると判定された場合には、ブラシレスモータ５１の回転部分が凍結状態である可能性は極めて低いとして、相固定回数ｎが所定回数ｎ１に設定されることとなる（図６のステップＳ２０８参照）。
次いで、起動の際の駆動パルス信号のデューティ(duty)が所定値ｗ１％に設定されて（図６のステップＳ２１４参照）、次のステップＳ２２０の処理へ進み、この起動処理が失敗した際に再度一連の起動処理を繰り返す場合の繰り返し回数の上限値、すなわち、最大リトライ回数Ｒｎが所定値αに設定されることとなる。
【００３６】
一方、先のステップＳ２０４において、雰囲気温度は予め定められた低温域未満であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、雰囲気温度は予め定められた極低温域以下であるか否かが判定されることとなる（図６のステップＳ２０６参照）。ここで、極低温域は、ある温度範囲に設定しても良いし、また、特定の温度としてもいずれでも良い。例えば、本発明の実施の形態においては、−２０℃未満を極低温域としており、これを越える温度、すなわち、０℃未満〜−２０℃までは極低温域ではないと判定するようにしてある。
そして、ステップＳ２０４において、雰囲気温度は所定の極低温域未満ではないと判定された場合（ＮＯの場合）、すなわち、換言すれば、本発明の実施例の場合、雰囲気温度は０℃未満〜−２０℃にあるとして、この場合、ブラシレスモータ５１の回転部分が凍結状態である可能性が比較的高いと推定されることから、相固定回数ｎが所定回数ｎ２（ｎ２＞ｎ１）に設定されることとなる（図６のステップＳ２１０参照）。
【００３７】
次いで、起動の際の駆動パルス信号のデューティ(duty)が所定値ｗ２％（ｗ２＞ｗ１）に設定されて（図６のステップＳ２１６参照）、次のステップＳ２２２の処理へ進み、この起動処理が失敗した際に再度一連の起動処理を繰り返す場合の繰り返し回数の上限値、すなわち、最大リトライ回数Ｒｎが所定値βに設定されることとなる。
【００３８】
一方、先のステップＳ２０６において、雰囲気温度が予め定められた極低温域未満であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、すなわち、この例の場合、雰囲気温度が−２０℃未満であると判定された場合には、ブラシレスモータ５１の回転部分が凍結状態である可能性が極めて高いと推定されることから、相固定回数ｎが所定回数ｎ３（ｎ３＞ｎ２＞ｎ１）に設定されることとなる（図６のステップＳ２１２参照）。
次いで、起動の際の駆動パルス信号のデューティ(duty)が所定値ｗ３％（ｗ３＞ｗ２＞ｗ１）に設定されて（図６のステップＳ２１８参照）、次のステップＳ２２４の処理へ進み、この起動処理が失敗した際に再度一連の起動処理を繰り返す場合の繰り返し回数の上限値、すなわち、最大リトライ回数Ｒｎが所定値γに設定されることとなる。
【００３９】
そして、上述のステップＳ２２０、Ｓ２２２、Ｓ２２４のいずれかの処理が実行された後、相固定が行われる（図６のステップＳ２２６参照）。なお、相固定については、先の第１の駆動制御の例で説明した通りであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略する。
この相固定は、予め設定された所定時間の間行われ（図６のステップＳ２２８参照）、所定時間経過したと判定されると、この時点における相固定回数計数用変数Ｎに１が加算されて変数Ｎが更新され（図６のステップＳ２３０参照）、次いで、Ｎの値が設定値ｎに等しいか否かが判定される（図６のステップＳ２３２参照）。
なお、ここで、変数Ｎは、先に述べた初期化（図６のステップＳ２００参照）の際に零にリセットされるので、初回の相固定（ステップＳ２２４）の直後は、Ｎ＝０＋１＝１となる。
【００４０】
そして、ステップＳ２３２において、Ｎ＝ｎではないと判定された場合（ＮＯの場合）、すなわち、相固定が未だ所定回数ｎ行われていないと判定された場合には、先のステップＳ２２６へ戻り、それ以後の一連の処理が繰り返されることとなる。
一方、ステップＳ２３２において、Ｎ＝ｎであると判定された場合（ＹＥＳの場合）、すなわち、相固定が所定回数ｎ行われたと判定された場合には、ロータ位置が検出されたか否かが判定されることとなる（図７のステップＳ２３４参照）。すなわち、位置検出回路１０３によって固定子巻線５２ａ〜５２ｃからの誘起電圧が検出されると、制御部１０１においては、この位置検出回路１０３の出力信号を基にロータ５３の位置判定が可能となり、ロータ位置の判定が行われることとなる。このようにしてロータ位置が検出されたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、センサレス運転が開始されることとなる（図７のステップＳ２４２参照）。なお、センサレス運転については、先の第１の駆動制御の例で説明した通りであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
【００４１】
一方、ステップＳ２３４において、ロータ位置検出がなされていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、この時点におけるリトライ回数計数用変数Ｎｒに１が加算されて変数Ｎｒが更新されて（図７のステップＳ２３６参照）、次いで、Ｎｒの値が設定値Ｒｎに等しいか否かが判定される（図７のステップＳ２３８参照）。そして、まだＮｒは所定値Ｒｎに達していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、先のステップＳ２２６へ戻り、それ以後の一連の処理が繰り返されることとなる。一方、ステップＳ２３８において、Ｎｒが所定値Ｒｎに達したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、何らかの異常等の原因により起動の可能性が無いとして駆動が中止されることとなる（図７のステップＳ２４０参照）。
【００４２】
上述した第２の駆動制御例においては、雰囲気温度が低下するに応じて相固定の回数を増やすようにし、しかも、駆動パルス信号のデューティを増すようにしたことで、雰囲気温度が低下するに応じて相固定による固定子巻線５２ａ〜５２ｃにおける発熱量を増大させることができ、それ故、雰囲気温度に応じたその発熱によって、凍結のある場合にその部分の解凍を促すことができ、凍結状態にある場合にもブラシレスモータ５１を起動することができる。
また、第２の駆動制御例においては、起動に失敗した場合に、雰囲気温度に応じて定められる回数、起動のための一連の処理が繰り返されるため、ブラシレスモータ５１の回転部分が凍結状態には無くとも、例えば、ロータ５３の図示されない回転軸を支持するベアリングにおける錆の発生や、グリス抜けなどにより静止トルクが増大して、一度起動に失敗しても、リトライされるため、それによる起動の可能性が大となり、従来に比してより信頼性の高い起動制御が実現できるものとなっている。
なお、駆動中止（図７のステップＳ２４０参照）を行う場合、これと同時に、又は、駆動中止とすることに代えて、警報音の発生や、警報灯の点灯などの警報動作を行うようにしても良い。
【００４３】
次に、第３の駆動制御の例について、図８及び図９に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。
この第３の駆動制御は、特に、第２の駆動制御同様、冬季におけるブラシレスモータ５１の回転部分の凍結状態や、回転部分のグリスの粘性低下による静止トルクの増大が生じている場合などにおける起動を確実に行うために好適なものである。
以下、具体的に説明すれば、制御部１０１による処理が開始されると、まず、第１回目の相固定（図８においては「相固定１」と表記）が所定時間の間行われ（図８のステップＳ３００及びステップＳ３０２参照）、相固定の開始から所定時間経過したと判定されると、第２回目の相固定（図８においては「相固定２」と表記）が所定時間行われる（図８のステップＳ３０４及びステップ３０６参照）。
なお、第１の駆動制御例で説明したように、相固定を行うことは同時に位置検出回路１０３の初期化を行うことにもなることは先の例と同様である。
【００４４】
そして、相固定２の開始から所定時間経過したと判定されると（図８のステップＳ３０６参照）、温度センサ１１により検出された雰囲気温度の読み込みが行われ（図８のステップＳ３０８参照）、次いで、雰囲気温度が予め定められた低温域以下であるか、低温域を越える温度であるか否かが判定される（図８のステップＳ３１０参照）。この雰囲気温度が所定の低温域未満であるか否かの判定は、先に図６を参照しつつ説明した第２の駆動制御におけるステップＳ２０４の処理と基本的に同一であり、この例においても、先の第２の駆動制御例と同様に、０℃未満を低温域と設定している。
【００４５】
しかして、ステップＳ３１０において、雰囲気温度は所定の低温域未満ではないと判定された場合（ＮＯの場合）、換言すれば、０℃以上であると判定された場合には、第３回目の相固定が行われることとなる（図８のステップＳ３１４参照）。
一方、先のステップＳ３１０において、雰囲気温度が予め定められた低温域未満であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、さらに雰囲気温度が予め定められた極低温域未満であるか否かが判定されることとなる（図８のステップＳ３１２参照）。この雰囲気温度が所定の極低温域未満であるか否かの判定は、先に図６を参照しつつ説明した第２の駆動制御におけるステップＳ２０６の処理と基本的に同一であり、この例においても、先の第２の駆動制御例と同様に、−２０℃未満を極低温域と設定している。
【００４６】
そして、ステップＳ３１２において、雰囲気温度は所定の極低温域未満ではないと判定された場合（ＮＯの場合）、換言すれば、雰囲気温度は、０度未満〜−２０℃までにあると判定された場合には、同期運転としての固定子巻線５２ａ〜５２ｃへの第１回目の励磁（図８においては「同期運転１」と表記）が行われ（図８のステップＳ３１６参照）、次いで、同期運転としての第２回目の励磁（図８においては「同期運転２」と表記）が行われる（図８におけるステップＳ３１８参照）。なお、この実施の形態における同期運転としての励磁は、駆動パルス信号のデューティとその繰り返し周波数は、起動のために予め定めた値に固定されて行われるものとなっている。
【００４７】
また、一方、ステップＳ３１２において、雰囲気温度は所定の極低温域未満であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、すなわち、この例の場合、雰囲気温度が−２０℃未満であると判定された場合には、同期運転としての固定子巻線５２ａ〜５２ｃへの励磁が、先の雰囲気温度が０℃未満〜−２０℃までにあると判定された場合と同様に行われることとなるが、この場合、励磁は４回行われることとなる（図８のステップＳ３２０〜Ｓ３２６参照）。なお、この場合の励磁も、先のステップＳ３１６，Ｓ３１８で説明したと同様に、駆動パルス信号のデューティ、繰り返し周期は所定値に固定して行われるものとなっている。
【００４８】
そして、上述のステップＳ３１４、Ｓ３１８，Ｓ３２６のいずれかの処理が実行されると、所定時間内にロータ位置が検出されたか否かが判定される（図９のステップＳ３２８参照）。すなわち、先に第２の駆動制御におけるステップＳ２３４で説明したように、位置検出回路１０３の出力信号に基づいて制御部１０１において、ロータ位置の判定が行われることとなり、ロータ位置が判定された場合には、ロータ位置が検出されたとしてセンサレス運転に移行することとなる（図９のステップＳ３３０参照）。
一方、ステップＳ３２８において、所定時間内にロータ位置が検出されないと判定された場合（ＮＯの場合）には、先のステップＳ３００へ戻り一連の処理が再度繰り返されることとなる。
【００４９】
図１０には、上述した起動制御における固定子巻線５２ａ〜５２ｃへ対する励磁例が示されており、同図は、特に、同期運転としての２回の励磁を行ってセンサレス運転に入る場合の例、すなわち、図８のステップＳ３００、Ｓ３０６を経た後、ステップＳ３１６、Ｓ３１８が実行されてセンサレス運転に至る場合の固定子巻線５２ａ〜５２ｃへの駆動パルス信号の状態、位置検出回路１０３の入力状態の変化の一例を示したものである。
【００５０】
同図において、左欄の「出力」の表記は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、すなわち、本発明の実施の形態においては、固定子巻線５２ａ、５２ｂ、５２ｃへ対する駆動回路１０２からの出力信号、換言すれば、駆動パルス信号を意味する。そして、その行方向には、先に述べた「相固定１」及び「相固定２」、「同期運転１」及び「同期運転２」並びにその後の「センサレス運転」の順で、それぞれにおける駆動パルス信号のレベルに対応する論理値が表示されている。なお、同図において、「Ｈ」は、論理値Ｈｉｇｈを、「Ｌ」は、論理値Ｌｏｗを、それぞれ意味するものとする。
【００５１】
また、図１０において、その左欄の「入力」の表記は、位置検出回路１０３の入力信号の意味である。本発明の実施の形態においては、先に位置検出回路１０３についての説明の箇所で説明したように、固定子巻線５２ａ〜５２ｃのＵ相、Ｖ相、Ｗ相における電圧がそれぞれ印加されるものとなっている。そして、同図においては、「入力」と表記されたその行方向には、各励磁段階における位置検出回路１０３への入力信号のレベルに対応する論理値が表示されている。
なお、図１０において、「相固定」、「同期運転」「センサレス運転」の各励磁段階を表す文字の下部に表記された括弧書きの番号は、相固定１からの順番を表す番号である。
【００５２】
この図１０に示された例では、最初の励磁である相固定（図８のステップＳ３００の相固定１）において、Ｖ相からＵ相へ励磁電流が流れるようにＶ相が論理値Ｈｉｇｈ、Ｕ相が論理値Ｌｏｗとされ、続く二回目の相固定（図８のステップＳ３０４の相固定２）では、Ｗ相からＵ相へ励磁電流が流れるようにＷ相がＨｉｇｈ、Ｕ相が論理値Ｌｏｗとされる。
次に、第２回目の相固定の励磁状態を基準として同期運転による第１回目の励磁が行われることとなり、Ｗ相からＶ相へ励磁電流が流れるようにＷ相が論理値Ｈｉｇｈ、Ｖ相が論理値Ｌｏｗとされる。次いで、同期運転に基づくタイミングで同期運転としての２回目の励磁がなされ、Ｕ相からＶ相へ励磁電流が流れるようにＵ相が論理値Ｈｉｇｈ、Ｖ相が論理値Ｌｏｗとされる。
【００５３】
そして、同期運転としての第２回目の励磁が行われるまでは、固定子巻線５２ａ〜５２ｃには誘起電圧が発生しないため、位置検出回路１０３に入力される信号は、駆動パルス信号と同一の論理レベルとなる（図１０の参照）。
２回目の同期運転による励磁がなされた後は、ロータ５３の回転を阻害する要因がなければロータ５３が回転を始めるため、センサレス運転としての最初の励磁が行われることとなる（図１０において「センサレス運転（５）」の列参照）。すなわち、直前の同期運転における励磁を基準として、Ｕ相が論理値Ｈｉｇｈ、Ｗ相が論理値Ｌｏｗとされる。そして、この場合、位置検出回路１０３のＶ相に対応する入力段には、固定子巻線５２ｂへ誘起された誘起電圧が入力されることとなり、次のセンサレス運転としての励磁（図１０において「センサレス運転（６）」と表記された列参照）のタイミングは、位置検出回路１０３によって制御部１０１へ読み込まれたそのＶ相の誘起電圧に基づいて決定されて、Ｖ相が論理値Ｈｉｇｈ、Ｗ相が論理値Ｌｏｗとされる。以下同様にしてセンサレス運転が継続されてゆくこととなる（図１０において「センサレス運転（７）」と表記された列参照）。
【００５４】
上述した第３の駆動制御例においては、雰囲気温度が所定の低温域以上である場合には、相固定の後にセンサレス運転へ移行する一方、低温域未満の場合には、その温度に応じて同期運転を経てセンサレス運転へ移行するが、同期運転の期間は励磁回数にして数回程度であるので、ロータ５３の１回転にも満たず、この点、起動時に数十回転の同期運転を行う従来の起動制御に比して、迅速な起動が可能となるだけでなく、同期回転が１回転にも満たないため、従来、数十回転に渡る同期回転により生じていた振動や騒音に起因する使用者における不快感の惹起という問題が解消されることとなる。
【００５５】
次に、第４の駆動制御の例について、図１１及び図１２に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。  
この第４の駆動制御は、概括的には、先の第２及び第３の駆動制御の機能を併せもったものである。なお、図１１及び図１２においては、先の図６、図７及び図８に示されたステップの処理と同一の処理を行うステップについては、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。
以下、具体的に説明すれば、制御部１０１による処理が開始されると、先に図６を参照しつつ説明した第２の駆動制御例と同様に、初期化（図１１のステップＳ２００参照）に次いで、雰囲気温度の読み込みが行われ（図１１のステップＳ２０２参照）、雰囲気温度に応じて所定回数の相固定が実行される（図１１のステップＳ２０４〜ステップＳ２３２参照）。
【００５６】
雰囲気温度に応じた所定回数の相固定が行われた後は、再度、雰囲気温度が判定され、その判定結果に応じて、スタート通電又は所定回数の同期運転が行われることとなる（図１２のステップＳ３１０〜Ｓ３２６参照）。
ここで、この駆動制御では、ステップＳ３１０において、雰囲気温度が所定の低温域未満ではないと判定された場合（ＮＯの場合）、スタート通電が行われる（図１２のステップＳ３１４Ａ参照）。このスタート通電は、先に図４を参照しつつ説明した第１の駆動制御例のステップＳ１０８におけるスタート通電と同一のものであり、ここでの再度の詳細な説明は省略する。
【００５７】
上述のようにして、スタート通電（図１２のステップＳ３１４Ａ）又は雰囲気温度に応じた同期運転（図１２のステップＳ３１６及びＳ３１８、ステップＳ３２０〜Ｓ３２６参照）が行われた後、ロータ位置が検出されたか否かが判定され（図１２のステップＳ２３４参照）、ロータ位置が検出された場合には、センサレス運転へ移行することとなる（図１２のステップＳ２４２参照）。一方、ステップＳ２３４において、ロータ位置は未だ検出されていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、先のステップＳ２２６以降の処理が所定回数繰り返されることとなり（図１２のステップＳ２３６及びステップＳ２３８参照）、それでもなおもロータ位置検出がなされない場合には、何らかの異常等の原因により起動の可能性が無いとして駆動が中止されることとなる（図７のステップＳ２４０参照）。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態におけるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置の一構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示されたブラシレスモータの駆動制御装置に用いられる位置検出回路の一回路構成例を示す回路図である。
【図３】位置検出回路に入力される誘起電圧と位置検出回路の出力信号との関係を概略的に示す概略波形図であって、図３（Ａ）は、固定子巻線における誘起電圧の例を示す概略波形図、図３（Ｂ）は、フィルタ回路の概略出力波形を示す概略波形図、図３（Ｃ）は、フィルタ回路を介してＵ相の誘起電圧が印加されるコンパレータの概略出力波形を示す概略波形図、図３（Ｄ）は、フィルタ回路を介してＶ相の誘起電圧が印加されるコンパレータの概略出力波形を示す概略波形図、図３（Ｅ）は、フィルタ回路を介してＷ相の誘起電圧が印加されるコンパレータの概略出力波形を示す概略波形図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法の第１の例における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図４に示された駆動制御方法による起動時における駆動パルス信号の出力状態と位置検出信号回路の入力状態を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法の第２の例における処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態におけるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法の第２の例における処理手順の後半部分を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態におけるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法の第３の例における処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態におけるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法の第３の例における処理手順の後半部分を示すフローチャートである。
【図１０】図８及び図９に示された駆動制御方法による起動時における駆動パルス信号の出力状態と位置検出信号回路の入力状態を説明する説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法の第４の例における処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態におけるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法の第４の例における処理手順の後半部分を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１１…温度センサ
５１…ブラシレスモータ
５２ａ〜５２ｃ…固定子巻線
５３…ロータ
１０１…制御部
１０２…駆動回路
１０３…位置検出回路
【図１】
2007202294.tif 000003
【図２】
2007202294.tif 000004
【図３】
2007202294.tif 000005
【図４】
2007202294.tif 000006
【図５】
2007202294.tif 000007
【図６】
2007202294.tif 000008
【図７】
2007202294.tif 000009
【図８】
2007202294.tif 000010
【図９】
2007202294.tif 000011
【図１０】
2007202294.tif 000012
【図１１】
2007202294.tif 000013
【図１２】
2007202294.tif 000014