(57)【要約】【課題】回転ムラを抑制することができるブラシレスモータの駆動装置を提供する。【解決手段】ブラシレスモータのロータの回転位置を検出して複数相のステータコイルへの通電を各相ごとに切り替えるブラシレスモータの駆動装置であって、以下を備える。ロータの回転位置の検出間隔に基づいて、各相への１回の通電に対してロータが回転するステップ周期を計測するステップ周期計測手段８と、少なくともロータが１回転する回転周期をロータの回転位置の検出タイミングに同期して計測する回転周期計測手段６と、回転周期に基づいて基準ステップ周期を算出する基準ステップ周期算出手段７と、ステップ周期と基準ステップ周期との周期差より誤差を求める誤差検出手段９と、誤差に基づいてステータコイルへの次の通電切り替えの際に通電方法を補正する補正手段１０とを備える。【選択図】図３
2007252136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータとステータとを有するブラシレスモータの前記ロータの回転位置を検出して前記ステータに設けられた複数相のステータコイルへの通電を各相ごとに切り替えるブラシレスモータの駆動装置であって、
前記ロータの回転位置の検出間隔に基づいて、各相への１回の通電に対して前記ロータが回転するステップ周期を計測するステップ周期計測手段と、
少なくとも前記ロータが１回転する回転周期を前記ロータの回転位置の検出タイミングに同期して計測する回転周期計測手段と、
前記回転周期に基づいて基準ステップ周期を算出する基準ステップ周期算出手段と、
前記ステップ周期と、前記基準ステップ周期との周期差より誤差を求める誤差検出手段と、
前記誤差に基づいて前記ステータコイルへの次の通電切り替えの際に通電方法を補正する補正手段と、を備えるブラシレスモータの駆動装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記誤差に基づいて前記ステータコイルへの通電切り替えタイミングを補正する請求項１に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項３】
前記ロータの回転位置の前記検出タイミングから前記ステータコイルへの通電切り替えタイミングまでの位相を調整する位相調整手段を備え、
前記補正手段は、前記誤差に基づいて前記位相調整手段による位相の調整量を補正する請求項２に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項４】
前記ステータコイルへの通電をパルス幅変調により行うための変調パルスを生成するパルス生成手段を備え、
前記補正手段は、前記誤差に基づいて前記変調パルスのデューティー比を補正する請求項１に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの回転位置を検出し、ステータコイルへの通電を切り替えるブラシレスモータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転運動型の電動アクチュエータであるモータは、種々の機器に組み込まれ、数多く利用されている。車載用途においても、オイルポンプやウォーターポンプ、パワーステアリング装置、シート、ドアなどの駆動にモータが利用されている。電磁モータの一つであるブラシレスモータは、ブラシと整流子とによる機械的接触構造を持たず、駆動回路（インバータ）によって整流を行い、回転磁界を発生させる。機械的接触構造を有しないので、長寿命が期待できるが、回転するロータの位置を検出して、整流を行う必要がある。
【０００３】
回転するロータの位置検出には、ホール素子などの磁気センサを用いる方式と、センサを用いずコイルに生じる誘導起電力を利用するセンサレス方式とがある。
下記に出典を示す特許文献１には、永久磁石を備えて回転するロータのロータ位置を検出するために、ステータに磁気センサを備えたブラシレスモータが記載されている。これによると、３相駆動のモータにおいて３個の磁気センサが等分に１２０度間隔に配置され、ロータの回転によって生じる磁極の変化を検出する。ロータの回転状態は６ステージに分割して検出される。そして、この検出結果に基づいて３相Ｙ（スター）結線されたステータの電機子コイルの各相への通電を切り替える。
下記に出典を示す特許文献２には、磁気センサを用いないセンサレス方式のブラシレスモータの制御方法が記載されている。これによると、ロータの回転によって、３相Ｙ結線されたステータの電機子コイルに発生する誘導起電力を利用する。３相それぞれの正負両方向の誘導起電力が位置検出パルスとして取り出され、６つのモードが認識される。そして、検出した時点から所定の電気角（特許文献２では３０度）だけ待機して、電機子コイルの各相への通電が切り替えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７４６２３号公報（第１７〜２２段落、第１図、第２図、第４図）
【特許文献２】特許第２６４２３５７号公報（第３頁左欄第４１行〜右欄第２６行、第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記何れの方法も、ロータの回転位置を検出して、複数相を有する電機子コイルへの通電を切り替えることのできる実用的な方法である。しかし、ロータの回転位置に対応して通電する相を切り替えるので、ロータの回転にムラがある場合には、そのムラの影響を残したままで通電する相が切り替えられる。
ブラシレスモータやモータの回転軸の軸受けが、堅固に固定されている場合には、この回転ムラがモータに駆動される部位に与える影響はある程度抑制される。しかし、これらは必ずしも堅固には固定されてはおらず、また、固定することができない構造であることも多い。
【０００６】
例えば、オイルポンプやウォーターポンプでは、ブラシレスモータのロータシャフトに対して、偏心したカムを有して構成されている。また、軸受けが片持ち構造の場合もある。このような場合には、モータの回転ムラによって、上記カムなどは、微視的に楕円運動する。このため、振動や騒音が発生し易く、また、他の部位との接触により、モータの効率や寿命の低下、部品の磨耗も生じ易い。
【０００７】
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ブラシレスモータの回転ムラを抑制することができるブラシレスモータの駆動装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る、ロータとステータとを有するブラシレスモータの前記ロータの回転位置を検出して前記ステータに設けられた複数相のステータコイルへの通電を各相ごとに切り替えるブラシレスモータの駆動装置は、下記構成を備えることを特徴とする。
即ち、前記ロータの回転位置の検出間隔に基づいて、各相への１回の通電に対して前記ロータが回転するステップ周期を計測するステップ周期計測手段と、少なくとも前記ロータが１回転する回転周期を前記ロータの回転位置の検出タイミングに同期して計測する回転周期計測手段と、前記回転周期に基づいて基準ステップ周期を算出する基準ステップ周期算出手段と、前記ステップ周期と、前記基準ステップ周期との周期差より誤差を求める誤差検出手段と、前記誤差に基づいて前記ステータコイルへの次の通電切り替えの際に通電方法を補正する補正手段と、を備える点を特徴とする。
【０００９】
この特徴構成によれば、機械的な回転周期から求められた基準ステップ周期に基づいて、各相への１回の通電に対する通電方法を補正する。この補正によってステータコイルに生じる磁力の大きさや、ステータとロータとの磁界の相対的な関係が補正される。従って、各相への１回の通電によってロータが回転する機械的な角度を補正することができる。その結果、各相への１回の通電によるロータの回転角を均等にすることが可能となり、ロータの回転ムラ、即ちブラシレスモータの回転ムラを抑制することができる。
従来は、ロータの回転位置を検出して、単純に次の転流（通電相の切り替え）のタイミングを定めていた。このため、等速回転制御時にステップ周期が安定しているかどうかが考慮されることなく、回転ムラが生じていてもこのムラを抑制することができなかった。本特徴構成によれば、ステップ周期と基準ステップ周期とに基づいて、そのステップの回転が進んでいるか、遅れているかを検証することができる。そして、この検証の結果に基づいて、回転が遅れていれば回転速度を上げ、進んでいれば回転速度を下げるように、次の通電方法を補正することができる。その結果、ブラシレスモータの回転ムラを抑制することができる。
【００１０】
本発明に係るブラシレスモータの駆動装置は、前記補正手段が、前記誤差に基づいて前記ステータコイルへの通電切り替えタイミングを補正することを特徴とすることができる。
【００１１】
本特徴構成によれば、ステップ周期の検証結果（誤差）に基づいて、ステップ周期を補正することで、転流のタイミングを補正することができる。つまり、回転が遅れていれば転流タイミングを早くし、進んでいれば転流タイミング遅らせるように、次の通電方法を補正することができる。その結果、ブラシレスモータの回転ムラを抑制することができる。
【００１２】
本発明に係るブラシレスモータの駆動装置は、さらに、前記ロータの回転位置の前記検出タイミングから前記ステータコイルへの通電切り替えタイミングまでの位相を調整する位相調整手段を備え、前記補正手段が、前記誤差に基づいて前記位相調整手段による位相の調整量を補正することを特徴とすることができる。
【００１３】
例えば、３相Ｙ結線のステータコイルを有するブラシレスモータを１２０度２相励磁方式で駆動する場合、原則として常に１相が余ることになる。各コイルに流れる電流の方向は正負両方向あるので、通電状態は３相×２方向で６状態ある。電気角の１周期（３６０度）の間に、６状態があるので、１状態は電気角で６０度である。各相は、正負両方向に１２０度ずつ通電されるので、電気角の１周期中に２状態（６０度＋６０度＝１２０度）、非通電状態が存在する。
非通電状態である間、他相の通電によってロータは回転を続けるので、電磁誘導により非通電状態の相には誘導起電力が生じる。誘導起電力により、非通電状態の６０度の間に、ステータコイルの端子電圧は、電気的中性点を挟んで電流の正負の方向が反転する。ステータコイルの端子電圧は、１状態の半分の３０度近辺で電気的な中性点を通過することとなる。誘導起電力を利用したセンサレス型のブラシレスモータでは、この中性点を通過するタイミングによって、ロータの回転位置を検出する。
【００１４】
検出時点の位相は非通電状態（６０度）の中点であるから、ここから、電気角で３０度の待機期間を経過した後、対応する通電信号がアクティブにされる。つまり、ロータ位置の検出から転流までの位相（この場合は３０度）は位相調整手段により調整される。
本発明によれば、このような位相調整手段による位相の調整量を算出した誤差に基づいて補正する。従って、ステップ周期の検証結果（誤差）に基づいて、良好にステップ周期を補正することができ、転流のタイミングを補正することができる。その結果、ブラシレスモータの回転ムラを抑制することができる。
【００１５】
尚、ホールＩＣなどの位置検出センサを別途備えるブラシレスモータでは、位置検出センサの設置場所を調整することができるので、位相調整手段を必ずしも必要とはしない。しかし、ブラシレスモータの進み角を設定するためなど、ロータ位置の検出と、転流とのタイミングを、位相調整手段を用いて調整するような構成を採る場合も多い。従って、上記特徴構成は、センサレス型のブラシレスモータに限定されるものではなく、ロータ位置の検出と、転流とのタイミングを、位相調整手段を用いて調整可能なものに広く適用可能である。
【００１６】
また、本発明に係るブラシレスモータの駆動装置は、前記ステータコイルへの通電をパルス幅変調により行うための変調パルスを生成するパルス生成手段を備え、前記補正手段が、前記誤差に基づいて前記変調パルスのデューティー比を補正する点を特徴とすることができる。
【００１７】
ブラシレスモータなどの電磁アクチュエータの駆動には、制御の容易さからパルス幅変調（ＰＷＭ）制御がよく用いられる。これは、制御パルスのデューティー比により、ステータコイルへ与えるエネルギー（電流）を制御する方法である。高いトルクや速い速度を必要とするときはモータへ供給するエネルギーを増やし、逆の場合にはエネルギーを減少させる。
上述したように、本発明によれば、基準ステップ周期とステップ周期との誤差に基づいて、回転が遅れていれば回転速度を上げ、進んでいれば回転速度を下げるように、次の通電方法を補正する。この時、上記特徴によれば、回転が遅れていればステータコイルへ与えるエネルギーを増加させ、回転が進んでいればステータコイルへ与えるエネルギーを減少させることができる。その結果、ブラシレスモータの回転ムラを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るブラシレスモータの駆動装置の構成を模式的に示す回路ブロック図である。図２は、図１の駆動装置によるロータ位置検出とステータコイルへの通電との関係を示す波形図である。図３は、図１の制御手段の構成を模式的に示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、ブラシレスモータ２０は、永久磁石型のロータ２２と、ロータ２２に回転力を与えるための磁界を発生させるステータ２１と、ロータ２２の回転位置を検出する位置検出手段３としてのホールＩＣ３１、３２、３３とを備える。
本例では、ロータ２２は、Ｎ極とＳ極とがそれぞれ２極ずつ、ロータ２２の回転角度（機械角）で９０度ずつ異ならされて配置された４極構造である。
ステータ２１は、回転磁界を発生させるため、複数相のステータコイルを有する。本例では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のステータコイル２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗが備えられている。ステータコイル２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗの一端は、電気的な中性点となる一点で共通に接続され、Ｙ（スター）結線されている。他端は、後述するインバータ１に接続される。
【００２０】
ホールＩＣ３１〜３３は、機械角で１２０度ずつ離間して配置されている。ホールＩＣは、磁気検出素子の出力を２値化した位置検出信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷを出力し、これらは制御手段２に入力される。尚、もちろん他の方法で位置検出手段３を構成しても制御手段２に、位置検出信号ＳＵ、ＳＶ，ＳＷが入力されれば、同様である。
【００２１】
図１に示すように、直流電源Ｂから供給される電源電圧は、制御手段２によって制御されるインバータ１を介して、ステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗに供給される。デカップリングコンデンサＣは、インバータ１の電源電圧安定用のコンデンサである。
【００２２】
インバータ１は、電源−グラウンド間、即ち、直流電源Ｂのプラス側とマイナス側との間に、２つのスイッチング素子を直列に接続し、これを３回線並列したブリッジ回路として構成されている。本例では、スイッチング素子にパワーＭＯＳＦＥＴ（以下、適宜単にＦＥＴと略称する。）が用いられている。また、電源側にｐチャネル型ＦＥＴ１ａ、１ｂ、１ｃが、グラウンド側にｎチャネル型ＦＥＴ１ｄ、１ｅ、１ｆが用いられている。各ＦＥＴ１ａ〜１ｆには、フライホイールダイオード（Fly Wheel Diode）ＦＤが内蔵されている（フリーホイールダイオード：Free Wheel Diodeとも称す。）。もちろん、パワートランジスタなど、他の素子を用いて構成してもよいし、昇圧回路などを備えて全てｎチャネル型を用いて構成してもよい。
【００２３】
上述したステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗの他端は、直列接続されるｐチャネル型ＦＥＴ１ａ〜１ｃと、ｎチャネル型ＦＥＴ１ｄ〜１ｆの接続点に接続される。即ち、ＦＥＴ１ａと１ｄとの接続点にステータコイル２１Ｕが、ＦＥＴ１ｂと１ｅとの接続点にステータコイル２１Ｖが、ＦＥＴ１ｃと１ｆとの接続点にステータコイル２１Ｗが、接続される。
【００２４】
ロータ２２は、上述したように４極構造であるので、ロータ２２が機械的に１／２回転（機械角１８０度）すると、図２に示すように、ホールＩＣ３１〜３３は電気角で１周期（３６０度）となる位置検出信号ＨＵ〜ＨＷを出力する。位置検出信号ＨＵ〜ＨＷは、機械角で１２０度ずつ離間して配置されており、取り付け誤差及び回転ムラがなければ電気角で１２０度ずつ位相のずれた信号となる。
図２に示す３つの位置検出信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷをデコードすると、理論上はそれぞれが電気角６０度ずつの均等な６つの状態（ステート）に分割される。それぞれのステートの周期は、理論上は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかの相が、プラス側又はマイナス側の何れかの方向に励磁される電気角に等しく、本例では、ステップ周期と称する。図２に示したステップ周期Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｅ、Ｔｆの電気角は、理論上は均等な６０度である。
【００２５】
上述した６つのステートに基づいて、制御手段２は、６種類の通電信号ＰＵ、ＰＶ、ＰＷ、ＮＵ、ＮＶ、ＮＷの内、何れか該当する通電信号をアクティブにする。本例では通電信号ＰＵ、ＰＶ、ＰＷは、それぞれｐチャネル型のＦＥＴ１ａ、１ｂ、１ｃを駆動するもので、ロウアクティブ（Low active）の信号である。通電信号ＮＵ、ＮＶ、ＮＷは、それぞれｎチャネル型のＦＥＴ１ｄ、１ｅ、１ｆを駆動するもので、ハイアクティブ（High active）である。
【００２６】
図３に示すように、制御手段２は、位置判定手段４と、通電信号形成手段５とを有している。
位置判定手段４は、上述したホールＩＣ３１〜３３と共に位置検出手段３を構成するものである。位置判定手段４は、回転周期計測手段６と、基準ステップ周期算出手段７と、ステップ周期計測手段８と、誤差検出手段９と、補正手段１０とを備えている。
通電信号形成手段５は、位相調整手段１１と、通電信号生成手段１２と、パルス生成手段１３と、変調手段１４とを備えている。
【００２７】
ステップ周期計測手段８は、ロータ２２の回転位置の検出間隔に基づいて、各相への１回の通電に対してロータ２２が回転するステップ周期Ｔａ〜Ｔｆを計測する。例えば、図２に示す３つの位置検出信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷのデコード結果より、ステップ周期Ｔａ〜Ｔｆが計測できる。
回転周期計測手段６は、少なくともロータ２２が１回転する回転周期をロータ２２の回転位置の検出タイミングに同期して計測する。つまり、ステップ周期Ｔａ〜Ｔｆなどに同期して、回転周期を計測する。回転周期は、整数個のステップ周期の合算値である。
本例では、４極のロータ２２を用いているので、少なくともロータ２２が機械的に１回転する回転周期は、電気角の２周期に相当する。従って、回転周期は、少なくともステップ周期の１２周期分の合算値となる。
【００２８】
基準ステップ周期算出手段７は、上記回転周期に基づいて基準ステップ周期を算出する。基準ステップ周期は、回転周期に含まれるステップ周期数の平均値とすることができる。例えば、回転周期がステップ周期１２周期分の合算であった場合には、回転周期を１２で除することによって基準ステップ周期を算出する。
尚、論理演算では、２の累乗を除数とする除算の方が容易である。従って、機械角で１回転以上となるステップ周期１６周期分を回転周期として計測し、これを１６で除して基準ステップ周期を算出するようにしてもよい。
【００２９】
誤差検出手段９は、ステップ周期計測手段８が計測したステップ周期と、基準ステップ周期算出手段７が算出した基準ステップ周期との周期差を算出し、これを誤差として検出する。
補正手段１０は、誤差検出手段９が求めた誤差に基づいてステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗへの次の通電切り替えの際に通電方法を補正する。具体的には、誤差に応じて補正方法を決定し、通電信号形成手段５に伝達する。通電信号形成手段５への伝達は、通常出力している位置判定結果を補正して行うことでも良いし、位置判定結果は従来通り出力し、独立した情報として伝達してもよい。
【００３０】
通電信号形成手段１０は、位置判定手段４の検出結果（位置検出手段３の検出結果）に基づいて、ステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗへの通電を切り替える通電信号ＰＵ、ＮＵ、ＰＶ、ＮＶ、ＰＷ、ＮＷをインバータ１へ出力する。
通電信号ＰＵなどの元となる信号は、後述する位相調整手段１１からの情報を加味して通電信号生成手段１２で生成される。そして、変調手段１４において、インバータ１を駆動する最終形態の通電信号に形成されて出力される。
ブラシレスモータなどの電磁アクチュエータの駆動には、制御の容易さからパルス幅変調（ＰＷＭ）制御がよく用いられる。これは、制御パルスのデューティー比により、ステータコイルへ与えるエネルギー（電流）を制御する方法である。変調手段１４は、通電信号生成手段１２が生成した通電信号の元信号に対して、パルス幅変調を掛けて出力する。パルス幅変調のための変調パルスは、パルス生成手段１３において生成される。
【００３１】
通電信号形成手段５が有する位相調整手段１１は、ロータ２２の回転位置の検出から転流までの位相を調整するものである。ホールＩＣ３１〜３３などの位置検出センサを別途備えるブラシレスモータ２０では、位置検出センサの設置場所を調整することができるので、位相調整手段を必ずしも必要とはしない。しかし、ブラシレスモータ２０の進み角を設定するためなど、ロータ２２の位置の検出と、転流とのタイミングを調整したい場合があるために、設けられている。
【００３２】
上述したように、通電信号生成手段１２で生成された通電信号の元信号は、位相調整手段１１による位相調整や、変調手段１４によるパルス幅変調を必要に応じて施され、通電信号ＰＵなどとなって出力される。
既に述べたように、本発明のブラシレスモータの駆動装置は、誤差検出手段９が検出した誤差に基づいてステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗへの次の通電切り替えの際に通電方法を補正する。つまり、通電信号形成手段５による通電信号の形成方法を補正することによって、実現される。
具体的には、補正手段１０が、通電信号生成手段１２による通電信号の元信号の生成方法（生成タイミング）を補正することによって実現することができる。
また、補正手段１０が、誤差に基づいて位相調整手段１１による位相の調整量を補正することによって実現することができる。
また、補正手段１０が、誤差に基づいてパルス生成手段１３の生成する変調パルスのデューティー比を補正することによって実現することができる。
通電信号形成手段５による通電信号の形成方法の補正は、上記、何れか一つに限定されるものではなく、当然複数の方法を兼用してもよい。
【００３３】
以上、位置検出センサを備えたブラシレスモータ２０を例として、本願発明の実施形態を説明したが、もちろん、ブラシレスモータ２０がセンサレス型であっても同様である。以下、センサレス型のブラシレスモータ２０に適用する場合の実施形態について説明する。
【００３４】
図４は、センサレス型のブラシレスモータ２０を駆動するための駆動装置の構成を模式的に示す回路ブロック図である。図５は、図４のインバータ１の駆動信号ＰＵなどとステータコイルＰＵ〜ＰＷの端子電圧ＶＵ〜ＶＷとの関係を示す波形図である。図６は、図４のブラシレスモータの駆動装置の制御例を示すフローチャートである。
図４は、図１に対応する回路ブロック図であり、図４に示すブラシレスモータ２０には、位置検出手段３としてホールＩＣ３１〜３３が備えられていない点で相違する。図４には、位置検出手段３としてコンパレータ３Ｕ、３Ｖ、３Ｗが備えられ、コンパレータ３Ｕ〜３Ｗの出力が位置検出信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷが制御手段２に入力されている。
制御手段２の内部のブロック構成は、図３に示したものと同様である。
【００３５】
コンパレータ３Ｕ〜３Ｗは、ステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗの端子電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷと基準電圧Ｚとを比較判定する。基準電圧Ｚは、電源電圧とグラウンドとの間を同じ抵抗値を有する抵抗器Ｒ１とＲ２とで分圧することにより与えられる。基準電圧Ｚは、電源電圧の１／２の電圧値を有して、上述した３相のステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗの中性点に相当する仮想中性点となる。
コンパレータ３Ｕ〜３Ｗは、ステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗの端子電圧ＶＵ〜ＶＷが、電気的な中性点に相当する仮想中性点に対して高電位であるか低電位であるかを判定する。コンパレータ３Ｕ〜３Ｗの出力である位置検出信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷが、２値化（デジタル化）された信号となって制御手段２へ入力される点は、ホールＩＣ３１〜３３の出力ＨＵ〜ＨＷと同様である。但し、信号波形については、相違する。
【００３６】
上述したコンパレータ３Ｕ〜３Ｗと共に位置検出手段３を構成する位置判定手段４は、位置検出信号ＳＵ〜ＳＷに基づいてロータ２２の回転位置を検出する。
３相Ｙ結線のステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗを有するブラシレスモータ２０を１２０度２相励磁方式で駆動する場合、原則として常に１相が励磁されずに余ることになる。ある相が非通電状態である間も、他相への通電によってロータ２２は回転を続けるので、電磁誘導により非通電状態の相には誘導起電力が生じる。この誘導起電力により、非通電状態のステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗの端子電圧は、電気的中性点を挟んで正負の方向が反転する方向に変化する。
【００３７】
ステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗの端子電圧が、電気的中性点（＝基準電圧Ｚ）を通過するクロスポイントは、コンパレータ３Ｕ〜３Ｗの出力（位置検出信号ＳＵ〜ＳＷ）に現れている。
位置判定手段４は、位置検出信号ＳＵ〜ＳＷからクロスポイントを検出すると、所定の待機期間Ｔ１をおいて、６種類の通電信号ＰＵ〜ＰＷ、ＮＵ〜ＮＷの内、何れか該当する通電信号をアクティブにする。
【００３８】
通電状態は図２に基づいて説明したように６状態あり、理論上は電気角６０度ずつ均等な６つの状態（ステート）に分割されている。クロスポイントは、非通電期間（電気角６０度）の中央であるから、進み角θが０度の場合には、ステートの半周期分の電気角（＝３０度）経過後にインバータ１は転流される。従って、待機期間Ｔ１は、以下の式（１）で規定される。
【００３９】
待機期間Ｔ１（電気角）  ＝  ３０  −  θ  [度]  ・・・（１）
【００４０】
通電信号形成手段５は、位置判定手段４の検出結果に基づいて、ステータコイル２１Ｕ〜２１Ｗへの通電を切り替える通電信号ＰＵ、ＮＵ、ＰＶ、ＮＶ、ＰＷ、ＮＷをインバータ１へ出力する。
尚、図２に示したステップ周期Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｅ、Ｔｆは、それぞれ図５のステップ周期Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５、Ｔ１６に相当する。
【００４１】
端子電圧ＶＵ〜ＶＷには、通電の遮断時に発生する逆起電力、即ちフライホイール電流に起因するノイズＦが重畳されている。このノイズＦも、コンパレータ３Ｕ〜３Ｗによって２値化され、位置検出信号ＳＵ〜ＳＷを構成して制御手段２へ入力される。
そこで、位置判定手段４は、例えば、逆起電力が発生すると予測されるマスク期間Ｔ２を設定する。そして、マスク期間Ｔ２の間、位置検出信号ＳＵ〜ＳＷの変化を検出しないようにする（マスクする）ことによって、クロスポイントを正確に検出する。
【００４２】
このようにして、ロータ２２の回転位置が検出される。そして、上述したようにこれに同期して計測されたステップ周期、回転周期、及び算出された基準ステップ周期に基づいて、通電方法が補正される。
以下、センサレス型のブラシレスモータにおいて、通電方法を補正する例を、図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００４３】
計測及び補正の対象となるステップ周期Ｔｎｏｗの計測に先立ち、回転周期Ｔｒｏｔが計測される（＃１）。回転周期Ｔｒｏｔは、ステップ周期Ｔｎｏｗの直前までの、少なくとも機械的な１回転分のステップ周期の合算値である。ここでは、ちょうど１回転分、つまり、ステップ周期の１２周期分が合算された値であるとする。
【００４４】
次に、回転周期Ｔｒｏｔを、合算されたステップ周期の数で除して、基準ステップ周期Ｔｒｅｆが算出される（＃２）。つまり、基準ステップ周期Ｔｒｅｆは、ステップ周期の平均値となる。
回転周期Ｔｒｏｔが、常に対象となるステップ周期Ｔｎｏｗの直前までの、ステップ周期の合算値であると、基準ステップ周期Ｔｒｅｆはステップ周期の移動平均となる。移動平均を用いると、常に、最新の基準ステップ周期Ｔｒｅｆを得ることができると共に、繰り返し性の高い演算処理を用いて装置を構成できる。
【００４５】
続いて、ステップ周期Ｔｎｏｗの計測が開始される（＃３）。この計測は、図５に示したように、端子電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷが基準電圧Ｚと交差するクロスポイントまで継続される（＃４）。クロスポイントに達すると、ステップ周期Ｔｎｏｗの計測が完了される（＃５）。
そして、ステップ周期Ｔｎｏｗと、基準ステップ周期Ｔｒｅｆとの誤差ΔＴが算出される（＃６）。
【００４６】
図５を利用して説明したように、センサレス型の駆動装置では、クロスポイントの検出から待機期間Ｔ１を経て通電信号が切り替えられる。そこで、算出された誤差ΔＴを待機期間Ｔ１に加味することにより、通電信号の切り替えタイミングを補正する（＃７）。
【００４７】
尚、本フローチャートには、上述した通電方法の補正方法の内、待機期間Ｔ１を補正する方法を代表として記載したが、もちろん、他の補正方法を実施してもよい。また、他の方法と併用してもよい。例えば、ＰＷＭ制御のパルスのデューティー比を変更させてもよいし、待機期間Ｔ１を補正する方法と併用してもよい。
例えば、進み角θが７５％程度の大きい値（２２．５度）であると、待機期間Ｔ１は、７．５度（＝３０−２２．５）となる。従って、位相調整手段１１における調整幅は、調整誤差を考慮すれば５度程度となる。５度程度の調整により、回転ムラを抑制できない場合には、変調パルスのデューティー比を変更するようにしてもよい。もちろん、場合分けすることなく、常に位相調整とデューティー比の変更とを併用してもよい。
【００４８】
以上、説明したように、本発明によって、ロータ２２の回転位置を検出するセンサの有無に関係なく、ブラシレスモータの回転ムラを抑制することができるブラシレスモータの駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るブラシレスモータの駆動装置の構成を模式的に示す回路ブロック図
【図２】図１の駆動装置によるロータ位置検出とステータコイルへの通電との関係を示す波形図
【図３】図１の制御手段の構成を模式的に示すブロック図
【図４】本発明に係るブラシレスモータの駆動装置の他の構成を模式的に示す回路ブロック図
【図５】図４のインバータの駆動信号とステータコイルの端子電圧との関係を示す波形図
【図６】図４のブラシレスモータの駆動装置の制御例を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５０】
６：回転周期計測手段
７：基準ステップ周期算出手段
８：ステップ周期計測手段
９：誤差検出手段
１０：補正手段
１１：位置調整手段
１３：パルス生成手段
【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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