ブラシレスモータの駆動装置
【課題】ブラシレスモータの脱調を抑制する。
【解決手段】複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対するパルス電圧の通電モードを切り替えることで、ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置は、非通電相の電圧（誘起電圧）と電圧閾値とに基づいて通電モードを順次切り替える（Ｓ３６〜Ｓ４０）。また、ブラシレスモータの駆動装置は、パルス電圧の印加直後に現われる誘起電圧の振れを検出しないように、ＰＷＭ制御のデューティ比の下限値を設定すると共に（Ｓ３３）、誘起電圧が低下しないように、通電モードの切り替えタイミングにおける誘起電圧変化と電圧閾値に基づいてデューティ比の上限値を設定する（Ｓ３４）。そして、デューティ比をその上限値及び下限値で画定される範囲内に規制することで、ブラシレスモータの脱調を抑制する。
【解決手段】複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対するパルス電圧の通電モードを切り替えることで、ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置は、非通電相の電圧（誘起電圧）と電圧閾値とに基づいて通電モードを順次切り替える（Ｓ３６〜Ｓ４０）。また、ブラシレスモータの駆動装置は、パルス電圧の印加直後に現われる誘起電圧の振れを検出しないように、ＰＷＭ制御のデューティ比の下限値を設定すると共に（Ｓ３３）、誘起電圧が低下しないように、通電モードの切り替えタイミングにおける誘起電圧変化と電圧閾値に基づいてデューティ比の上限値を設定する（Ｓ３４）。そして、デューティ比をその上限値及び下限値で画定される範囲内に規制することで、ブラシレスモータの脱調を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサレスでブラシレスモータを低速駆動する技術として、特開２００９−１８９１７６号公報（特許文献１）に記載されるように、非通電相の誘起電圧（磁気飽和電圧）に応じて通電モードを切り替える技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８９１７６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、従来技術におけるブラシレスモータの駆動技術では、次のように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御のデューティ比が大きくなり、ブラシレスモータが脱調するおそれがあった。即ち、極低速領域にてブラシレスモータを回転フィードバック制御している状態において、例えば、高負荷などによりブラシレスモータが目標回転速度まで到達しない場合、デューティ比を増加させる制御がなされる。この場合、ブラシレスモータのデューティ比を大きくすると電流も大きくなるため、その電流を制限する必要がある。
【０００５】
電流には、「相電流」と「電源電流」との２種類があり、高負荷状態において先に制限されるのは相電流である。相電流が制限された状態では、ブラシレスモータの回転速度が徐々に増加したり、コイル温度上昇によるコイル抵抗の増加などにより、同一の相電流に対してデューティ比・電源電流が大きくなる。この結果、通電している相間の磁束変化率が小さくなって誘起電圧が減少することから、ブラシレスモータの通電モードが適切なタイミングで切り替わらなくなり、ブラシレスモータが脱調してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は従来技術の問題点に鑑み、ブラシレスモータの脱調を抑制した、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】
【０００７】
このため、複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対する通電モードを切り替えることで、ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置は、非通電相の電圧と電圧閾値とに基づいて通電モードを順次切り替える切替手段と、通電モードの切り替えタイミングにおける非通電相の電圧変化と電圧閾値とに基づいて通電量の上限値を規制する規制手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
ブラシレスモータに対する通電量の上限値を規制することで、非通電相の電圧が低下することを抑制し、ブラシレスモータが脱調することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】自動車ＡＴ（Automatic Transmission）用油圧ポンプシステムの概略構成図である。
【図２】モータ制御装置及びブラシレスモータの構成を示す回路図である。
【図３】ブラシレスモータの通電パターンを示すタイムチャートである。
【図４】ブラシレスモータの駆動制御を示すフローチャートである。
【図５】電圧閾値を学習するサブルーチンのフローチャートである。
【図６】ブラシレスモータを駆動するサブルーチンのフローチャートである。
【図７】目標モータ回転速度を設定するマップの説明図である。
【図８】デューティ比の下限値を設定する方法の説明図である。
【図９】デューティ比の上限値を設定する方法の説明図である。
【図１０】電源電圧に応じてデューティ比の上限値を補正する方法の説明図である。
【図１１】温度に応じてデューティ比の上限値を補正する方法の説明図である。
【図１２】非通電相の相電圧検出期間の説明図である。
【図１３】印加電圧の上限値を設定する方法の説明図である。
【図１４】デューティ比に応じて電圧閾値を補正する方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、ブラシレスモータの駆動装置の適用対象の一例である、自動車ＡＴ用油圧ポンプシステムの概略構成図を示す。
【００１１】
自動車ＡＴ用油圧ポンプシステムでは、変速機７やアクチュエータ８にオイルを供給するオイルポンプとして、エンジン（図示せず）の出力により駆動される機械式オイルポンプ６と、モータで駆動される電動オイルポンプ１と、を備えている。
【００１２】
また、エンジンの制御システムは、自動停止条件の成立時にエンジンを停止し、自動始動条件が成立するとエンジンを再始動するアイドルストップ制御機能を備えている。そして、アイドルストップによってエンジンが停止している間は、機械式オイルポンプ６もその動作を停止するため、アイドルストップ中は、電動オイルポンプ１を作動させて、変速機７やアクチュエータ８に対するオイルの供給を行う。
【００１３】
電動オイルポンプ１は、直結したブラシレスモータ（３相同期電動機）２により駆動される。ブラシレスモータ２は、モータ制御装置（ＭＣＵ）３により、ＡＴ制御装置（ＡＴＣＵ）４からの指令に基づいて制御される。
【００１４】
モータ制御装置（駆動装置）３は、ブラシレスモータ２を駆動制御して電動オイルポンプ１を駆動し、オイルパン１０のオイルを、電動オイル配管５を介して変速機７やアクチュエータ８に供給する。
【００１５】
エンジン運転中は、エンジン駆動の機械式オイルポンプ６により、変速機７やアクチュエータ８にオイル配管９を介してオイルパン１０のオイルが供給され、このとき、ブラシレスモータ２はオフ状態（停止状態）であって、電動オイルポンプ１に向かうオイルは逆止弁１１によって遮断される。
【００１６】
エンジンがアイドルストップすると、機械式オイルポンプ６の回転速度が低下してオイル配管９の油圧が低下するので、エンジンのアイドルストップに同期して、ＡＴ制御装置４がモータ起動の指令をモータ制御装置３に向けて送信する。
【００１７】
起動指令を受けたモータ制御装置３は、ブラシレスモータ２を起動させて電動オイルポンプ１を回転させ、電動オイルポンプ１によるオイルの供給を開始させる。
そして、機械式オイルポンプ６の吐出圧が低下する一方で、電動オイルポンプ１の吐出圧が逆止弁１１の開弁圧を超えるようになると、オイルは、電動オイル配管５，電動オイルポンプ１，逆止弁１１，変速機７・アクチュエータ８，オイルパン１０の経路を通って循環する。
【００１８】
なお、本実施形態では、ブラシレスモータ２が、油圧ポンプシステムの電動オイルポンプ１を駆動するが、この他、ハイブリッド車両などにおいてエンジンの冷却水の循環に用いる電動ウォータポンプを駆動するブラシレスモータなどであってもよく、ブラシレスモータ２が駆動する対象機器をオイルポンプに限定するものでない。
【００１９】
図２は、モータ制御装置３及びブラシレスモータ２の詳細を示す。
モータ制御装置３は、モータ駆動回路２１２とコンピュータを内蔵した制御器２１３とを有し、制御器２１３がＡＴ制御装置４との間で通信を行う。
【００２０】
ブラシレスモータ２は、３相ＤＣ（Direct Current）ブラシレスモータ（３相同期電動機）であり、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の３相巻線２１５ｕ，２１５ｖ，２１５ｗが、図示しない円筒状の固定子に巻き回され、その固定子の中央部に形成された空間に永久磁石回転子（ロータ）２１６が回転可能に配設される。ここで、３相巻線２１５ｕ，２１５ｖ，２１５ｗがＹ字状に結合されている箇所が、中性点２１４と呼ばれる。
【００２１】
そして、モータ駆動回路２１２は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）からなる６個のスイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆを３相ブリッジ接続し、かつ、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆに逆並列にダイオード２１８ａ〜２１８ｆを夫々接続して構成され、電源回路２１９を有している。
【００２２】
スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆの制御端子（ゲート端子）は、制御器２１３に接続されており、スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆのオン／オフは、制御器２１３によるパルス幅変調（ＰＷＭ）動作で制御される。
【００２３】
制御器２１３は、非通電相の誘起電圧と電圧閾値とに基づいて通電モードを順次切り替えつつ、モータ駆動回路２１２にパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力することで、ブラシレスモータ２の駆動を制御する。
【００２４】
なお、誘起電圧（パルス誘起電圧）は、２相に対するパルス電圧の印加によって非通電相に誘起される電圧であって、回転子の位置（磁極位置）により磁気回路の飽和状態が変化することから、回転子の位置に応じた誘起電圧が非通電相に発生することになり、非通電相の誘起電圧から、回転子位置を推定して、通電モードの切替タイミングを検出することができる。また、通電モードとは、３相のうちでパルス電圧を印加する２相の選択パターンを示す。
【００２５】
図３は、各通電モードにおける各相への電圧印加状態を示す。
通電モードは、電気角６０degごとに順次切り替わる６通りの通電モード（１）〜（６）からなり、各通電モード（１）〜（６）において、３相から選択された２相に対してパルス電圧を印加する。
【００２６】
本実施形態では、永久磁石回転子２１６のＮ極が、Ｕ相のコイルに対向する位置を０[deg]としたときに、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行う回転子の角度位置（磁極位置）を３０degに、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う回転子の角度位置を９０degに、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行う回転子の角度位置を１５０degに、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行う回転子の角度位置を２１０degに、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行う回転子の角度位置を２７０degに、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行う回転子の角度位置を３３０degに設定している。
【００２７】
通電モード（１）は、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｖ相に中性点２１４に対して電圧−Ｖを印加し、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流す。
【００２８】
通電モード（２）は、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｗ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｕ相からＷ相に向けて電流を流す。
【００２９】
通電モード（３）は、スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｗ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流す。
【００３０】
通電モード（４）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｃをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｕ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｖ相からＵ相に向けて電流を流す。
【００３１】
通電モード（５）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｅをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｕ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｗ相からＵ相に向けて電流を流す。
【００３２】
通電モード（６）は、スイッチング素子２１７ｅ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｖ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｗ相からＶ相に向けて電流を流す。
【００３３】
なお、このような通電制御の場合、例えば、通電モード（１）では、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に電圧Ｖを印加し、Ｖ相に電圧―Ｖを印加し、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流すようにしたが、下段のスイッチング素子２１７ｄを駆動するＰＷＭ波と逆位相のＰＷＭ波で上段のスイッチング素子２１７ｃを駆動し、下段のスイッチング素子２１７ｄがオンであるときに、上段のスイッチング素子２１７ｃをオフさせ、下段のスイッチング素子２１７ｄがオフであるときに、上段のスイッチング素子２１７ｃをオンさせるようにする相補制御方式で、各通電モード（１）〜（６）での通電制御を行わせることができる。
【００３４】
このように、６つの通電モード（１）〜（６）を、電気角６０degごとに切り替えることで、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆは、２４０degごとに１２０deg間通電されることから、図３に示すような通電方式は１２０度通電方式と呼ばれる。
【００３５】
本実施形態では、通電モードの切り替えを、非通電相に発生する電圧（誘起電圧）と電圧閾値との比較に基づいて行うようになっており、モータ制御装置３は、いわゆる位置センサレスの通電制御を行う。
【００３６】
具体的には、制御器２１３が、通電モードに応じて、３相端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの中から選択した非通電相（開放相）の端子電圧が電圧閾値を横切ったか否かを判断する。そして、制御器２１３が、非通電相の端子電圧が電圧閾値を横切ったときに（非通電相の端子電圧が電圧閾値に一致したときに）、又は、非通電相の端子電圧が電圧閾値を横切って増大変化若しくは減少変化したときに、通電モードを切り替える。
【００３７】
次に、図４を参照し、モータ制御装置３の制御器２１３が、所定時間Δｔごとに繰り返し実行する、ブラシレスモータ２の駆動制御について説明する。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる電圧閾値は、ブラシレスモータ２のばらつき、温度などで変化することに鑑み、学習により決定する。このため、電動オイルポンプ１の駆動前に、電圧閾値の学習条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、電源投入直後又は電動オイルポンプ１の停止直後など、ブラシレスモータ２の駆動要求が発生していないことを、電圧閾値の学習条件とする。そして、電圧閾値の学習条件が成立したと判定すれば処理をステップ２へと進める一方（Ｙｅｓ）、電圧閾値の学習条件が成立していないと判定すれば処理をステップ３へと進める（Ｎｏ）。
【００３８】
ステップ２では、電圧閾値を学習するサブルーチンを実行する。
ステップ３では、例えば、アイドルストップ制御機能によりアイドルストップ要求が発生しているか否か、要するに、ＡＴ制御装置４が電動オイルポンプ１の駆動を要求しているか否かを判定する。そして、電動オイルポンプ１の駆動要求が発生していると判定すれば処理をステップ４へと進める一方（Ｙｅｓ）、電動オイルポンプ１の駆動要求が発生していないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。なお、図４では図示されていないが、ステップ２の学習中に電動オイルポンプ１の駆動要求が発生した場合、学習を終了して改めて設定した電圧閾値を使用する。
【００３９】
ステップ４では、ブラシレスモータ２を駆動するサブルーチンを実行する。
図５は、電圧閾値を学習するサブルーチン（設定手段）の詳細を示す。
ステップ１１〜１３では、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ4-5を学習し、ステップ１４〜１６では、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ5-6を学習し、ステップ１７〜１９では、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ6-1を学習し、ステップ２０〜２２では、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ1-2を学習し、ステップ２３〜２５では、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ2-3を学習し、ステップ２６〜２８では、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ3-4を学習する。但し、各電圧閾値の学習順は任意であり、適宜変更することができる。
【００４０】
ステップ１１では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（３）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（３）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝０、Ｖv＝Ｖin、Ｖw＝−Ｖinを各相に加える。通電モード（３）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度９０degまで回転する。なお、通電モード（３）に対応する印加電圧を加えたときの角度である９０degは、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う角度位置である。
【００４１】
ステップ１２では、ステップ１１でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（３）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（３）に対応する９０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が９０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（３）に対応する印加電圧から、通電モード（４）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝−Ｖin、Ｖv＝Ｖin、Ｖw＝０に切り替える。
【００４２】
ステップ１３では、通電モード（３）に対応する印加電圧から通電モード（４）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（４）での開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwを検出し、端子電圧Ｖwに基づいて、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ4-5を更新して記憶する。即ち、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えは、角度９０degで行わせるように設定されていて、角度９０degになったか否かは、通電モード（４）における開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwに基づいて判定する。
【００４３】
ここで、通電モード（３）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う角度位置（９０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（３）から通電モード（４）に切り替えれば、切り替え直後のＷ相の端子電圧Ｖwは、角度位置９０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００４４】
そこで、通電モード（３）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（４）に切り替えた直後におけるＷ相の端子電圧Ｖwに基づいて、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ4-5を更新して記憶し、通電モード（４）の開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwが、電圧閾値Ｖ4-5を横切ったときに（Ｗ相の端子電圧Ｖw＝電圧閾値Ｖ4-5になったとき）、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを実行させるようにする。
【００４５】
電圧閾値の更新処理においては、今回求めた開放相の端子電圧Ｖをそのまま電圧閾値として記憶させてもよいし、また、前回までの電圧閾値と今回求めた開放相の端子電圧Ｖとの加重平均値を新たな電圧閾値として記憶させてもよいし、更に、過去複数回に亘って求めた開放相の端子電圧Ｖの移動平均値を新たな電圧閾値として記憶させてもよい。
【００４６】
また、今回求めた開放相の端子電圧Ｖが、予め記憶している正常範囲内の値であれば、今回求めた開放相の端子電圧Ｖに基づいて電圧閾値の更新を行い、正常範囲から外れている場合には、今回求めた開放相の端子電圧Ｖに基づく電圧閾値の更新を禁止し、電圧閾値を前回値のまま保持させるとよい。電圧閾値の初期値として設計値を記憶させておき、電圧閾値の学習を１度も経験していない未学習状態では、電圧閾値として初期値（設計値）を用いて通電モードの切り替えタイミングを判定させるようにする。開放相（非通電相）の端子電圧を、一定時間周期でＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換して読み込む場合には、通電モード切り替え直後の開放相の端子電圧を検出させるときに、通電モードの切り替え実行後、最初に読み込んだ開放相の端子電圧を、切り替え直後の開放相の端子電圧とすることができるが、通電モードの切り替え処理に同期してＡ／Ｄ変換処理を実行させてもよい。
【００４７】
ステップ１４では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（４）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（４）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝−Ｖin、Ｖv＝Ｖin、Ｖw＝０を各相に加える。通電モード（４）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度１５０degまで回転する。なお、通電モード（４）に対応する印加電圧を加えたときの角度である１５０degは、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行う角度位置である。
【００４８】
ステップ１５では、ステップ１４でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（４）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（４）に対応する１５０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が１５０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（４）に対応する印加電圧から、通電モード（５）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝−Ｖin、Ｖv＝０、Ｖw＝Ｖinに切り替える。
【００４９】
ステップ１６では、通電モード（４）に対応する印加電圧から通電モード（５）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（５）での開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvを検出し、端子電圧Ｖvに基づいて、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ5-6を更新して記憶する。即ち、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えは、角度１５０degで行わせるように設定されていて、角度１５０degになったか否かは、通電モード（５）における開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvに基づいて判定する。
【００５０】
ここで、通電モード（４）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行う角度位置（１５０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（４）から通電モード（５）に切り替えれば、切り替え直後のＶ相の端子電圧Ｖvは、角度位置１５０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００５１】
そこで、通電モード（４）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（５）に切り替えた直後におけるＶ相の端子電圧Ｖvに基づいて、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ5-6を更新して記憶し、通電モード（５）の開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvが、電圧閾値Ｖ5-6を横切ったときに（Ｖ相の端子電圧Ｖv＝電圧閾値Ｖ5-6になったとき）、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを実行させるようにする。
【００５２】
ステップ１７では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（５）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（５）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝−Ｖin、Ｖv＝０、Ｖw＝Ｖinを各相に加える。通電モード（５）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度２１０degまで回転する。なお、通電モード（５）に対応する印加電圧を加えたときの角度である２１０degは、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行う角度位置である。
【００５３】
ステップ１８では、ステップ１７でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（５）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（５）に対応する２１０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が２１０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（５）に対応する印加電圧から、通電モード（６）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝０、Ｖv＝―Ｖin、Ｖw＝Ｖinに切り替える。
【００５４】
ステップ１９では、通電モード（５）に対応する印加電圧から通電モード（６）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（６）での開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuを検出し、端子電圧Ｖuに基づいて、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ6-1を更新して記憶する。即ち、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えは、角度２１０degで行わせるように設定されていて、角度２１０degになったか否かは、通電モード（６）における開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuに基づいて判定する。
【００５５】
ここで、通電モード（５）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行う角度位置（２１０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（５）から通電モード（６）に切り替えれば、切り替え直後のＵ相の端子電圧Ｖuは、角度位置２１０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００５６】
そこで、通電モード（５）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（６）に切り替えた直後におけるＵ相の端子電圧Ｖuに基づいて、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ6-1を更新して記憶し、通電モード（６）の開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuが、電圧閾値Ｖ6-1を横切ったときに（Ｕ相の端子電圧Ｖu＝電圧閾値Ｖ6-1になったとき）、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを実行させるようにする。
【００５７】
ステップ２０では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（６）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（６）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝０、Ｖv＝−Ｖin、Ｖw＝Ｖinを各相に加える。通電モード（６）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度２７０degまで回転する。なお、通電モード（６）に対応する印加電圧を加えたときの角度である２７０degは、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行う角度位置である。
【００５８】
ステップ２１では、ステップ２０でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（６）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（６）に対応する２７０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が２７０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（６）に対応する印加電圧から、通電モード（１）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝Ｖin、Ｖv＝―Ｖin、Ｖw＝０に切り替える。
【００５９】
ステップ２２では、通電モード（６）に対応する印加電圧から通電モード（１）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（１）での開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwを検出し、端子電圧Ｖwに基づいて、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ1-2を更新して記憶する。即ち、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えは、角度２７０degで行わせるように設定されていて、角度２７０degになったか否かは、通電モード（１）における開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwに基づいて判定する。
【００６０】
ここで、通電モード（６）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行う角度位置（２７０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（６）から通電モード（１）に切り替えれば、切り替え直後のＷ相の端子電圧Ｖwは、角度位置２７０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００６１】
そこで、通電モード（６）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（１）に切り替えた直後におけるＷ相の端子電圧Ｖwに基づいて、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ1-2を更新して記憶し、通電モード（１）の開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwが、電圧閾値Ｖ1-2を横切ったときに（Ｗ相の端子電圧Ｖw＝電圧閾値Ｖ1-2になったとき）、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを実行させるようにする。
【００６２】
ステップ２３では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（１）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（１）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝Ｖin、Ｖv＝―Ｖin、Ｖw＝０を各相に加える。通電モード（１）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度３３０degまで回転する。なお、通電モード（１）に対応する印加電圧を加えたときの角度である３３０degは、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行う角度位置である。
【００６３】
ステップ２４では、ステップ２３でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（１）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（１）に対応する３３０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が３３０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（１）に対応する印加電圧から、通電モード（２）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝Ｖin、Ｖv＝０、Ｖw＝−Ｖinに切り替える。
【００６４】
ステップ２５では、通電モード（１）に対応する印加電圧から通電モード（２）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（２）での開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvを検出し、端子電圧Ｖvに基づいて、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ2-3を更新して記憶する。即ち、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えは、角度３３０degで行わせるように設定されていて、角度３３０degになったか否かは、通電モード（２）における開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvに基づいて判定する。
【００６５】
ここで、通電モード（１）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行う角度位置（３３０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（１）から通電モード（２）に切り替えれば、切り替え直後のＶ相の端子電圧Ｖvは、角度位置３３０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００６６】
そこで、通電モード（１）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（２）に切り替えた直後におけるＶ相の端子電圧Ｖvに基づいて、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ2-3を更新して記憶し、通電モード（２）の開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvが、電圧閾値Ｖ2-3を横切ったときに（Ｖ相の端子電圧Ｖv＝電圧閾値Ｖ2-3になったとき）、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを実行させるようにする。
【００６７】
ステップ２６では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（２）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（２）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝Ｖin、Ｖv＝０、Ｖw＝―Ｖinを各相に加える。通電モード（２）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度３０degまで回転する。なお、通電モード（２）に対応する印加電圧を加えたときの角度である３０degは、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行う角度位置である。
【００６８】
ステップ２７では、ステップ２６でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（２）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（２）に対応する３０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が３０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（２）に対応する印加電圧から、通電モード（３）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝０、Ｖv＝Ｖin、Ｖw＝−Ｖinに切り替える。
【００６９】
ステップ２８では、通電モード（２）に対応する印加電圧から通電モード（３）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（３）での開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuを検出し、端子電圧Ｖuに基づいて、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ3-4を更新して記憶する。即ち、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えは、角度３０degで行わせるように設定されていて、角度３０degになったか否かは、通電モード（３）における開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuに基づいて判定する。
【００７０】
ここで、通電モード（２）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行う角度位置（３０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（２）から通電モード（３）に切り替えれば、切り替え直後のＵ相の端子電圧Ｖuは、角度位置３０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００７１】
そこで、通電モード（２）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（３）に切り替えた直後におけるＵ相の端子電圧Ｖuに基づいて、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ3-4を更新して記憶し、通電モード（３）の開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuが、電圧閾値Ｖ3-4を横切ったときに（Ｕ相の端子電圧Ｖu＝電圧閾値Ｖ3-4になったとき）、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを実行させるようにする。
【００７２】
このように、通電モード（１）〜（６）のいずれか１つに保持することで、通電モードの切り替えを行う角度位置に永久磁石回転子２１６を位置決めし、位置決め時の通電モードから次の通電モードに切り替え、切り替え直後における開放相の端子電圧を、位置決めした角度位置で通電モードを切り替えるとき（切り替え直後の通電モードから更に次の通電モードに切り替えるとき）に用いる電圧閾値として学習する。
【００７３】
従って、電圧検出回路の検出ばらつき、モータのばらつき、温度などの環境条件の変化などによって、切り替えを行わせる角度位置での開放相の端子電圧がばらついても、このばらつきに応じて電圧閾値を逐次修正することができ、通電モードの切り替えタイミングが、所期の角度位置からずれてしまうことを抑制できる。また、通電モードの６通りの切り替えごとに、電圧閾値を個別に学習し、どの通電モードに切り替えるかによって、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる電圧閾値を選択するから、ブラシレスモータ２の個々の巻線にばらつきがあっても、各通電モードへの切り替えを適正なタイミング（所期の角度位置）で行わせることができる。
【００７４】
図６は、ブラシレスモータ２を駆動するサブルーチンを示す。なお、ブラシレスモータ２を駆動するサブルーチンによる処理が、切替手段、規制手段及び補正手段に該当する。
ステップ３１では、例えば、図７に示すような、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）の油温に対応した目標回転速度が設定されたマップを参照し、ブラシレスモータ２の目標回転速度を演算する。ここで、図７に示すマップでは、油温が上昇するにつれて、目標回転速度が線形に増加しているが、このような特性に限るものではない。ブラシレスモータ２がウォータポンプを駆動する場合には、エンジンの冷却水温度が高いほど目標回転速度をより高い回転速度に設定すればよい。
【００７５】
ステップ３２では、ブラシレスモータ２の目標回転速度と実際の回転速度（実回転速度）とに基づいて、次のように、ブラシレスモータ２に印加する印加電圧を演算する。即ち、印加電圧を回転フィードバックによりＰＩ（比例積分）制御する場合では、「回転速度偏差＝目標回転速度―実回転速度」とおくと、「印加電圧＝回転速度偏差×Ｐ（比例）ゲイン＋回転速度偏差積分値×Ｉ（積分）ゲイン」という式から印加電圧を求めることができる。他の制御方式、例えば、ＰＩＤ制御でも同様である。なお、実回転速度は、後述するステップ４１で演算した演算値を用いるが、公知のセンサなどで検出した検出値を用いるようにしてもよい。
【００７６】
このとき、相電流及び電源電流が制限されていることに鑑み、次のように、相電流及び電源電流に応じて印加電圧を補正する。即ち、電源電流は、回路で検出した検出値を用い、相電流は、「相電流＝電源電流／デューティ比」という式から演算した演算値を用いる。先ず、以下の式により、電流制限値と電流値との差分を演算する。
【００７７】
差分１＝電源電流の電流制限値―電源電流（検出値）
差分２＝相電流の電流制限値―相電流（演算値）
そして、差分１及び差分２のうち小さい方を選択し、その差分が０以下であれば、次のように、差分にゲインをかけた電流制限項により、印加電圧を補正する。
【００７８】
電流制限項＝電流ゲイン×min（差分１，差分２）
ステップ３３では、次のような方法で、相電流をＰＷＭ制御するときのデューティ比の下限値を設定する。
【００７９】
例えば、図８に示すように、ＰＷＭ制御においてキャリア周期ごとに増減を繰り返すＰＷＭカウンタの谷（カウンタ値が減少から増大に転じる点）、換言すれば、パルス印加電圧のパルス幅ＰＷの中心付近を、非通電相のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合、パルス電圧の印加直後（立ち上がり直後）の非通電相のパルス誘起電圧が振れる期間（電圧振れ時間）がパルス幅ＰＷの１／２よりも長いと、パルス誘起電圧が振れている間に、非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることになってしまい、非通電相のパルス誘起電圧を精度よく検出することができない。また、非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換処理に要する時間（Ａ／Ｄ変換開始から完了までのＡ／Ｄ変換時間）が、パルス幅ＰＷの１／２よりも長いと、Ａ／Ｄ変換処理中に相通電に対する電圧の印加が停止してしまい、この場合も、非通電相のパルス誘起電圧を精度よく検出することができず、ブラシレスモータ２が脱調してしまう可能性がある。
【００８０】
そこで、デューティ比の下限値を次式に従って演算する。
下限値＝max（電圧振れ時間，Ａ／Ｄ変換時間）×２／キャリア周期×１００
この式によると、電圧振れ時間とＡ／Ｄ変換時間との長い方の２倍を最小パルス幅ＰＷminとすることになり、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることを抑制でき、かつ、Ａ／Ｄ変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。
【００８１】
なお、ＰＷＭ制御においてキャリア周期ごとに増減を繰り返すＰＷＭカウンタの山（カウンタ値が増大から減少に転じる点）を非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合や、ＰＷＭ切替りタイミングを非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合にも、上記のようにして、デューティ比の下限値を設定する。
【００８２】
ステップ３４では、次のような方法で、相電流をＰＷＭ制御するときのデューティ比の上限値を設定する。
即ち、図９に示すように、ブラシレスモータ２をＰＷＭ制御するデューティ比を変化させたときの誘起電圧を事前に取得しておき、電圧閾値と誘起電圧との関係に基づいてデューティ比の上限値を設定する。具体的には、電圧閾値と誘起電圧とが一致しているデューティ比から、ばらつきを考慮して、例えば、電圧閾値より１０％程度の余裕を持った誘起電圧を発生するデューティ比を、デューティ比の上限値として設定する。ここで、誘起電圧は、１つ１つ学習をして取得してもよいし、Ｎ個の平均値や最小値でもよい。
【００８３】
このようにすれば、デューティ比の上限値が規制されることで、通電している相間の磁束変化率が小さくなって誘起電圧が減少することが抑制される。このため、ブラシレスモータ２の通電モードが適切なタイミングで切り替わり、ブラシレスモータ２が脱調することを抑制できる。
【００８４】
また、このように設定したデューティ比の上限値について、電源電圧及び温度の少なくとも一方に応じた補正を実施する。即ち、電源電圧が高い場合には、図１０に示すように、電源電圧が低い場合と比較して、誘起電圧が大きくなる。このため、電源電圧に応じた誘起電圧と電圧閾値との偏差が大きくなるにつれて、ばらつきを考慮した余裕を確保しつつ、デューティ比の上限値を更に大きくする補正を行う。一方、モータ温度が低い場合には、図１１に示すように、モータ温度が高い場合と比較して、誘起電圧が大きくなる。このため、モータ温度に応じた誘起電圧と電圧閾値との偏差が大きくなるにつれて、ばらつきを考慮した余裕を確保しつつ、デューティ比の上限値を更に大きくする補正を行う。ここで、モータ温度としては、ブラシレスモータ２のロータ温度若しくはこれに関連する温度、例えば、ＡＴＦ油温などを用いることができる。なお、相電流が大きくなればデューティ比も大きくなるため、相電流による補正も考えられるが、ここでは、電流制限中で相電流は略一定であると仮定する。
【００８５】
このようにすれば、電源電圧又はモータ温度の変化に伴って誘起電圧が変化しても、この変化を補うように、デューティ比の上限値が補正される。このため、ブラシレスモータ２の通電モードの切り替えタイミングが、適切なタイミングからずれることが抑制され、ブラシレスモータ２が脱調することをより抑制できる。
【００８６】
ステップ３５では、ステップ３２で設定した印加電圧（入力電圧）、ステップ３３で設定したデューティ比の下限値、及び、ステップ３４で設定したデューティ比の上限値に基づいて、モータ印加デューティ（デューティ比）を設定する。
【００８７】
まず、基本デューティ［％］を、「基本デューティ＝印加電圧／電源電圧×１００」から算出する。そして、基本デューティが下限値よりも大きい場合、基本デューティをモータ印加デューティとする一方、基本デューティが下限値よりも小さい場合、下限値をモータ印加デューティとすることで、モータ印加デューティが下限値を下回ることがないように制限する。また、基本デューティが上限値よりも大きい場合、上限値をモータ印加デューティとする一方、基本デューティが上限値よりも小さい場合、基本デューティをモータ印加デューティとすることで、モータ印加デューティが上限値を上回ることがないように
制限する。要するに、モータ印加デューティを、上限値及び下限値により画定される範囲内に制限する。
【００８８】
本実施形態のような油圧ポンプシステムの場合、モータ回転速度を高精度に制御することは要求されず、要求よりも高い印加電圧を与えるから、デューティ比を制限しても、要求量以上のオイル吐出量を確保でき、油圧低下や潤滑不足などが生じることがない。また、ブラシレスモータ２がウォータポンプを駆動する場合には、デューティ比を制限しても、少なくとも要求量以上の冷却水循環量を確保でき、エンジン過熱の発生を抑制できる。
【００８９】
なお、ブラシレスモータ２の脱調が生じる可能性の少ない高速センサレス制御では、本制御を使用しなくてもよい。
ステップ３６では、そのときの通電モードにおける非通電相の電圧を検出する。具体的には、通電モード（１）の場合はＷ相の電圧を検出し、通電モード（２）の場合はＶ相の電圧を検出し、通電モード（３）の場合はＵ相の電圧を検出し、通電モード（４）の場合はＷ相の電圧を検出し、通電モード（５）の場合はＶ相の電圧を検出し、通電モード（６）の場合はＵ相の電圧を検出する。
【００９０】
ここで、非通電相の端子電圧の検出期間を、通電モード（３）を例とした図１２を参照して説明する。通電モード（３）では、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、Ｗ相にパルス幅変調動作によって指示電圧に相当する電圧−Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流すから、電圧検出相はＵ相であり、このＵ相の相端子電圧を、Ｗ相下段のスイッチング素子２１７ｆのオン期間で検出する。
【００９１】
また、通電モードの切り替え直後は、転流電流が発生し、この転流電流の発生区間で検出した電圧を用いると、通電モードの切り替えタイミングを誤判定することになってしまう。そこで、通電モードの切り替え直後の電圧検出値については、初回から所定回数に亘って切り替えタイミングの判定には用いないようにする。所定回数は、モータ回転速度及び電流（モータ負荷）に応じて可変に設定することができ、モータ回転速度が高く、モータ電流が高いほど、所定回数を大きな値に設定する。
【００９２】
ステップ３７では、低速センサレス制御の実施条件が成立しているか否かを判定する。非通電相に発生する誘起電圧（速度起電圧）の信号をトリガに通電モードの切り替えを行うセンサレス制御においては、モータ回転速度が低い領域では、誘起電圧（速度起電圧）が低くなって切り替えタイミングを精度よく検出することが難しくなるので、モータの低回転領域では、パルス誘起電圧と電圧閾値との比較に基づいて、切り替えタイミングの判定を行う。従って、低速センサレス制御の実施条件が成立しているか否かを、モータ回転速度が所定回転速度以下であるか否かに基づいて判定する。ここで、所定回転速度は、速度起電圧をトリガとする切り替え判定を行えるモータ回転速度の最小値であり、例えば、実験やシミュレーションなどによって予め決定しておく。そして、低速センサレス制御の実施条件が成立していると判定すれば処理をステップ３８へと進める一方（Ｙｅｓ）、低速センサレス制御の実施条件が成立していないと判定すれば処理をステップ３９へと進める（Ｎｏ）。
【００９３】
なお、モータ回転速度は、通電モードの切り替え周期に基づいて算出される。また、所定回転速度として、例えば、低速センサレス制御への移行を判定する第１回転速度と低速センサレス制御の停止を判定する第２回転速度（＞第１回転速度）とを設定し、いわゆる「ヒステリシス」を持たせることで、センサレス制御の切り替えが短時間で繰り返されることを抑制してもよい。
【００９４】
また、非通電相に発生する速度起電力を用いて通電モードの切り替えを行う場合、ブラシレスモータ２が脱調する可能性が小さければ、デューティ比の上限値を設定する処理を実施しなくてもよい。
【００９５】
ステップ３８では、非通電相の電圧と電圧閾値とに基づいて、通電モードの切り替えタイミングであるか否かを判定する。具体的には、そのときに通電モード（１）であった場合には、非通電相であるＷ相の電圧が電圧閾値Ｖ1-2以下になったときに、通電モード（２）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（２）であった場合には、非通電相であるＶ相の電圧が電圧閾値Ｖ2-3以上になったときに、通電モード（３）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（３）であった場合には、非通電相であるＵ相の電圧が電圧閾値Ｖ3-4以下になったときに、通電モード（４）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（４）であった場合には、非通電相であるＷ相の電圧が電圧閾値Ｖ4-5以上になったときに、通電モード（５）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（５）であった場合には、非通電相であるＶ相の電圧が電圧閾値Ｖ5-6以下になったときに、通電モード（６）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（６）であった場合には、非通電相であるＵ相の電圧が電圧閾値Ｖ6-1以上になったときに、通電モード（１）への切り替えタイミングであると判定する。そして、通電モードの切り替えタイミングであると判定すれば処理をステップ４０へと進める一方（Ｙｅｓ）、通電モードの切り替えタイミングでないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。
【００９６】
ステップ３９では、非通電相の電圧に基づいて、通電モードの切り替えタイミングであるか否かを判定する。具体的には、そのときに通電モード（１），（３）又は（５）であった場合には、非通電相の電圧が０[Ｖ]以下になり、かつ、その時点から永久磁石回転子２１６が更に３０deg回転したときに、次の通電モード（２），（４）又は（６）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（２），（４）又は（６）であった場合には、非通電相の電圧が０[Ｖ]以上になり、かつ、その時点から永久磁石回転子２１６が更に３０deg回転したときに、次の通電モード（３），（５）又は（１）への切り替えタイミングであると判定する。そして、通電モードの切り替えタイミングであると判定すれば処理をステップ４０へと進める一方（Ｙｅｓ）、通電モードの切り替えタイミングでないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。
【００９７】
ステップ４０では、次の通電モードに切り替える。具体的には、そのときに通電モード（１）であった場合には通電モード（２）に切り替え、そのときに通電モード（２）であった場合には通電モード（３）に切り替え、そのときに通電モード（３）であった場合には通電モード（４）に切り替え、そのときに通電モード（４）であった場合には通電モード（５）に切り替え、そのときに通電モード（５）であった場合には通電モード（６）に切り替え、そのときに通電モード（６）であった場合には通電モード（１）に切り替える。
【００９８】
ステップ４１では、通電モードの切り替え周期に基づいて、ブラシレスモータ２の回転速度を演算する。具体的には、通電モードの切り替えが行われる時間間隔を計測し、この時間間隔から回転速度を演算する。例えば、ブラシレスモータ２の極対数が３である場合、回転速度は、「回転速度＝６０／３／時間間隔」という式から求めることができる。
【００９９】
以上説明した実施形態に対して、次のような機能を更に付け加えるようにしてもよい。
低速センサレス制御を実施している場合、図１３に示すように、電源電流が大きくなると、非通電相の誘起電圧が徐々に小さくなって電圧閾値未満になってしまう。このため、ブラシレスモータ２をＰＷＭ制御するデューティ比相当の電源電流を事前に取得しておき、ばらつきを考慮した余裕を持たせつつ、電源電流が第１の所定値以上にならないように印加電圧の上限値を規制する。ここで、第１の所定値としては、例えば、ステップ３４で設定したデューティ比の上限値相当の電源電流とすればよい。なお、印加電圧の上限値は、デューティ比の上限値と同様な方法で、電源電圧及び温度の少なくとも一方に基づいて補正してもよい。
【０１００】
また、図１４に示すように、ブラシレスモータ２をＰＷＭ制御するデューティ比が第２の所定値よりも大きくなると、非通電相の誘起電圧が徐々に小さくなって電圧閾値未満になってしまう。このため、デューティ比が第２の所定値よりも大きくなった場合には、電圧閾値を徐々に小さくする。ここで、第２の所定値としては、例えば、ステップ３４で設定したデューティ比の上限値相当とすればよい。
【０１０１】
なお、上記実施形態では、３相のブラシレスモータを前提としたが、その相数は３相に限らず、他の相数であってもよい。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
【０１０２】
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記ブラシレスモータを低速センサレス制御で駆動している場合、電源電流が通電量の上限値に相当する電流以上とならないように、前記ブラシレスモータに印加する電圧を規制する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、電源電流が通電量の上限値に相当する電流に制限されるため、非通電相の誘起電圧が電圧閾値未満になることがなく、ブラシレスモータの脱調抑制の実効を図ることができる。
【０１０３】
（ロ）（イ）に記載のブラシレスモータの駆動装置において、
電源電圧及び温度の少なくとも一方に基づいて、前記ブラシレスモータに印加する電圧を補正する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、電源電圧又は温度の変化を補うようにブラシレスモータに印加する電圧が補正されるので、電源電圧又は温度の変化に応じて誘起電圧が変化することを抑制できる。
【０１０４】
（ハ）請求項１〜３、（イ）及び（ロ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記ブラシレスモータの通電量が所定値よりも大きくなった場合、前記電圧閾値を徐々に小さくする、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータの通電量が所定値よりも大きくなると、誘起電圧が電圧閾値未満となる可能性があるが、電圧閾値を徐々に小さくすることで、誘起電圧が電圧閾値未満となることを抑制できる。
【０１０５】
（ニ）請求項１〜３及び（イ）〜（ハ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記ブラシレスモータが停止した場合、その再起動時に前記電圧閾値を所定割合だけ小さくする、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータを円滑に再始動させることができる。
【０１０６】
（ホ）請求項１〜３及び（イ）〜（ニ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記通電量の上限値は、前記ブラシレスモータが所定回転速度以下で回転しているときのみ規制される、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータが中・高速運転している場合、通電量の上限値が規制されないため、ブラシレスモータを目標回転速度で運転することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…電動オイルポンプ、２…ブラシレスモータ、３…モータ制御装置、２１２…モータ駆動回路、２１３…制御器、２１５ｕ，２１５ｖ，２１５ｗ…巻線、２１６…永久磁石回転子、２１７ａ〜２１７ｆ…スイッチング素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサレスでブラシレスモータを低速駆動する技術として、特開２００９−１８９１７６号公報（特許文献１）に記載されるように、非通電相の誘起電圧（磁気飽和電圧）に応じて通電モードを切り替える技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８９１７６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、従来技術におけるブラシレスモータの駆動技術では、次のように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御のデューティ比が大きくなり、ブラシレスモータが脱調するおそれがあった。即ち、極低速領域にてブラシレスモータを回転フィードバック制御している状態において、例えば、高負荷などによりブラシレスモータが目標回転速度まで到達しない場合、デューティ比を増加させる制御がなされる。この場合、ブラシレスモータのデューティ比を大きくすると電流も大きくなるため、その電流を制限する必要がある。
【０００５】
電流には、「相電流」と「電源電流」との２種類があり、高負荷状態において先に制限されるのは相電流である。相電流が制限された状態では、ブラシレスモータの回転速度が徐々に増加したり、コイル温度上昇によるコイル抵抗の増加などにより、同一の相電流に対してデューティ比・電源電流が大きくなる。この結果、通電している相間の磁束変化率が小さくなって誘起電圧が減少することから、ブラシレスモータの通電モードが適切なタイミングで切り替わらなくなり、ブラシレスモータが脱調してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は従来技術の問題点に鑑み、ブラシレスモータの脱調を抑制した、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】
【０００７】
このため、複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対する通電モードを切り替えることで、ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置は、非通電相の電圧と電圧閾値とに基づいて通電モードを順次切り替える切替手段と、通電モードの切り替えタイミングにおける非通電相の電圧変化と電圧閾値とに基づいて通電量の上限値を規制する規制手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
ブラシレスモータに対する通電量の上限値を規制することで、非通電相の電圧が低下することを抑制し、ブラシレスモータが脱調することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】自動車ＡＴ（Automatic Transmission）用油圧ポンプシステムの概略構成図である。
【図２】モータ制御装置及びブラシレスモータの構成を示す回路図である。
【図３】ブラシレスモータの通電パターンを示すタイムチャートである。
【図４】ブラシレスモータの駆動制御を示すフローチャートである。
【図５】電圧閾値を学習するサブルーチンのフローチャートである。
【図６】ブラシレスモータを駆動するサブルーチンのフローチャートである。
【図７】目標モータ回転速度を設定するマップの説明図である。
【図８】デューティ比の下限値を設定する方法の説明図である。
【図９】デューティ比の上限値を設定する方法の説明図である。
【図１０】電源電圧に応じてデューティ比の上限値を補正する方法の説明図である。
【図１１】温度に応じてデューティ比の上限値を補正する方法の説明図である。
【図１２】非通電相の相電圧検出期間の説明図である。
【図１３】印加電圧の上限値を設定する方法の説明図である。
【図１４】デューティ比に応じて電圧閾値を補正する方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、ブラシレスモータの駆動装置の適用対象の一例である、自動車ＡＴ用油圧ポンプシステムの概略構成図を示す。
【００１１】
自動車ＡＴ用油圧ポンプシステムでは、変速機７やアクチュエータ８にオイルを供給するオイルポンプとして、エンジン（図示せず）の出力により駆動される機械式オイルポンプ６と、モータで駆動される電動オイルポンプ１と、を備えている。
【００１２】
また、エンジンの制御システムは、自動停止条件の成立時にエンジンを停止し、自動始動条件が成立するとエンジンを再始動するアイドルストップ制御機能を備えている。そして、アイドルストップによってエンジンが停止している間は、機械式オイルポンプ６もその動作を停止するため、アイドルストップ中は、電動オイルポンプ１を作動させて、変速機７やアクチュエータ８に対するオイルの供給を行う。
【００１３】
電動オイルポンプ１は、直結したブラシレスモータ（３相同期電動機）２により駆動される。ブラシレスモータ２は、モータ制御装置（ＭＣＵ）３により、ＡＴ制御装置（ＡＴＣＵ）４からの指令に基づいて制御される。
【００１４】
モータ制御装置（駆動装置）３は、ブラシレスモータ２を駆動制御して電動オイルポンプ１を駆動し、オイルパン１０のオイルを、電動オイル配管５を介して変速機７やアクチュエータ８に供給する。
【００１５】
エンジン運転中は、エンジン駆動の機械式オイルポンプ６により、変速機７やアクチュエータ８にオイル配管９を介してオイルパン１０のオイルが供給され、このとき、ブラシレスモータ２はオフ状態（停止状態）であって、電動オイルポンプ１に向かうオイルは逆止弁１１によって遮断される。
【００１６】
エンジンがアイドルストップすると、機械式オイルポンプ６の回転速度が低下してオイル配管９の油圧が低下するので、エンジンのアイドルストップに同期して、ＡＴ制御装置４がモータ起動の指令をモータ制御装置３に向けて送信する。
【００１７】
起動指令を受けたモータ制御装置３は、ブラシレスモータ２を起動させて電動オイルポンプ１を回転させ、電動オイルポンプ１によるオイルの供給を開始させる。
そして、機械式オイルポンプ６の吐出圧が低下する一方で、電動オイルポンプ１の吐出圧が逆止弁１１の開弁圧を超えるようになると、オイルは、電動オイル配管５，電動オイルポンプ１，逆止弁１１，変速機７・アクチュエータ８，オイルパン１０の経路を通って循環する。
【００１８】
なお、本実施形態では、ブラシレスモータ２が、油圧ポンプシステムの電動オイルポンプ１を駆動するが、この他、ハイブリッド車両などにおいてエンジンの冷却水の循環に用いる電動ウォータポンプを駆動するブラシレスモータなどであってもよく、ブラシレスモータ２が駆動する対象機器をオイルポンプに限定するものでない。
【００１９】
図２は、モータ制御装置３及びブラシレスモータ２の詳細を示す。
モータ制御装置３は、モータ駆動回路２１２とコンピュータを内蔵した制御器２１３とを有し、制御器２１３がＡＴ制御装置４との間で通信を行う。
【００２０】
ブラシレスモータ２は、３相ＤＣ（Direct Current）ブラシレスモータ（３相同期電動機）であり、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の３相巻線２１５ｕ，２１５ｖ，２１５ｗが、図示しない円筒状の固定子に巻き回され、その固定子の中央部に形成された空間に永久磁石回転子（ロータ）２１６が回転可能に配設される。ここで、３相巻線２１５ｕ，２１５ｖ，２１５ｗがＹ字状に結合されている箇所が、中性点２１４と呼ばれる。
【００２１】
そして、モータ駆動回路２１２は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）からなる６個のスイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆを３相ブリッジ接続し、かつ、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆに逆並列にダイオード２１８ａ〜２１８ｆを夫々接続して構成され、電源回路２１９を有している。
【００２２】
スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆの制御端子（ゲート端子）は、制御器２１３に接続されており、スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆのオン／オフは、制御器２１３によるパルス幅変調（ＰＷＭ）動作で制御される。
【００２３】
制御器２１３は、非通電相の誘起電圧と電圧閾値とに基づいて通電モードを順次切り替えつつ、モータ駆動回路２１２にパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力することで、ブラシレスモータ２の駆動を制御する。
【００２４】
なお、誘起電圧（パルス誘起電圧）は、２相に対するパルス電圧の印加によって非通電相に誘起される電圧であって、回転子の位置（磁極位置）により磁気回路の飽和状態が変化することから、回転子の位置に応じた誘起電圧が非通電相に発生することになり、非通電相の誘起電圧から、回転子位置を推定して、通電モードの切替タイミングを検出することができる。また、通電モードとは、３相のうちでパルス電圧を印加する２相の選択パターンを示す。
【００２５】
図３は、各通電モードにおける各相への電圧印加状態を示す。
通電モードは、電気角６０degごとに順次切り替わる６通りの通電モード（１）〜（６）からなり、各通電モード（１）〜（６）において、３相から選択された２相に対してパルス電圧を印加する。
【００２６】
本実施形態では、永久磁石回転子２１６のＮ極が、Ｕ相のコイルに対向する位置を０[deg]としたときに、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行う回転子の角度位置（磁極位置）を３０degに、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う回転子の角度位置を９０degに、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行う回転子の角度位置を１５０degに、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行う回転子の角度位置を２１０degに、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行う回転子の角度位置を２７０degに、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行う回転子の角度位置を３３０degに設定している。
【００２７】
通電モード（１）は、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｖ相に中性点２１４に対して電圧−Ｖを印加し、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流す。
【００２８】
通電モード（２）は、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｗ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｕ相からＷ相に向けて電流を流す。
【００２９】
通電モード（３）は、スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｗ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流す。
【００３０】
通電モード（４）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｃをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｕ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｖ相からＵ相に向けて電流を流す。
【００３１】
通電モード（５）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｅをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｕ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｗ相からＵ相に向けて電流を流す。
【００３２】
通電モード（６）は、スイッチング素子２１７ｅ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に中性点２１４に対して電圧Ｖを印加し、Ｖ相に中性点２１４に対して電圧―Ｖを印加し、Ｗ相からＶ相に向けて電流を流す。
【００３３】
なお、このような通電制御の場合、例えば、通電モード（１）では、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に電圧Ｖを印加し、Ｖ相に電圧―Ｖを印加し、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流すようにしたが、下段のスイッチング素子２１７ｄを駆動するＰＷＭ波と逆位相のＰＷＭ波で上段のスイッチング素子２１７ｃを駆動し、下段のスイッチング素子２１７ｄがオンであるときに、上段のスイッチング素子２１７ｃをオフさせ、下段のスイッチング素子２１７ｄがオフであるときに、上段のスイッチング素子２１７ｃをオンさせるようにする相補制御方式で、各通電モード（１）〜（６）での通電制御を行わせることができる。
【００３４】
このように、６つの通電モード（１）〜（６）を、電気角６０degごとに切り替えることで、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆは、２４０degごとに１２０deg間通電されることから、図３に示すような通電方式は１２０度通電方式と呼ばれる。
【００３５】
本実施形態では、通電モードの切り替えを、非通電相に発生する電圧（誘起電圧）と電圧閾値との比較に基づいて行うようになっており、モータ制御装置３は、いわゆる位置センサレスの通電制御を行う。
【００３６】
具体的には、制御器２１３が、通電モードに応じて、３相端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの中から選択した非通電相（開放相）の端子電圧が電圧閾値を横切ったか否かを判断する。そして、制御器２１３が、非通電相の端子電圧が電圧閾値を横切ったときに（非通電相の端子電圧が電圧閾値に一致したときに）、又は、非通電相の端子電圧が電圧閾値を横切って増大変化若しくは減少変化したときに、通電モードを切り替える。
【００３７】
次に、図４を参照し、モータ制御装置３の制御器２１３が、所定時間Δｔごとに繰り返し実行する、ブラシレスモータ２の駆動制御について説明する。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる電圧閾値は、ブラシレスモータ２のばらつき、温度などで変化することに鑑み、学習により決定する。このため、電動オイルポンプ１の駆動前に、電圧閾値の学習条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、電源投入直後又は電動オイルポンプ１の停止直後など、ブラシレスモータ２の駆動要求が発生していないことを、電圧閾値の学習条件とする。そして、電圧閾値の学習条件が成立したと判定すれば処理をステップ２へと進める一方（Ｙｅｓ）、電圧閾値の学習条件が成立していないと判定すれば処理をステップ３へと進める（Ｎｏ）。
【００３８】
ステップ２では、電圧閾値を学習するサブルーチンを実行する。
ステップ３では、例えば、アイドルストップ制御機能によりアイドルストップ要求が発生しているか否か、要するに、ＡＴ制御装置４が電動オイルポンプ１の駆動を要求しているか否かを判定する。そして、電動オイルポンプ１の駆動要求が発生していると判定すれば処理をステップ４へと進める一方（Ｙｅｓ）、電動オイルポンプ１の駆動要求が発生していないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。なお、図４では図示されていないが、ステップ２の学習中に電動オイルポンプ１の駆動要求が発生した場合、学習を終了して改めて設定した電圧閾値を使用する。
【００３９】
ステップ４では、ブラシレスモータ２を駆動するサブルーチンを実行する。
図５は、電圧閾値を学習するサブルーチン（設定手段）の詳細を示す。
ステップ１１〜１３では、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ4-5を学習し、ステップ１４〜１６では、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ5-6を学習し、ステップ１７〜１９では、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ6-1を学習し、ステップ２０〜２２では、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ1-2を学習し、ステップ２３〜２５では、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ2-3を学習し、ステップ２６〜２８では、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ3-4を学習する。但し、各電圧閾値の学習順は任意であり、適宜変更することができる。
【００４０】
ステップ１１では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（３）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（３）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝０、Ｖv＝Ｖin、Ｖw＝−Ｖinを各相に加える。通電モード（３）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度９０degまで回転する。なお、通電モード（３）に対応する印加電圧を加えたときの角度である９０degは、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う角度位置である。
【００４１】
ステップ１２では、ステップ１１でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（３）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（３）に対応する９０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が９０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（３）に対応する印加電圧から、通電モード（４）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝−Ｖin、Ｖv＝Ｖin、Ｖw＝０に切り替える。
【００４２】
ステップ１３では、通電モード（３）に対応する印加電圧から通電モード（４）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（４）での開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwを検出し、端子電圧Ｖwに基づいて、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ4-5を更新して記憶する。即ち、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えは、角度９０degで行わせるように設定されていて、角度９０degになったか否かは、通電モード（４）における開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwに基づいて判定する。
【００４３】
ここで、通電モード（３）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う角度位置（９０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（３）から通電モード（４）に切り替えれば、切り替え直後のＷ相の端子電圧Ｖwは、角度位置９０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００４４】
そこで、通電モード（３）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（４）に切り替えた直後におけるＷ相の端子電圧Ｖwに基づいて、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ4-5を更新して記憶し、通電モード（４）の開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwが、電圧閾値Ｖ4-5を横切ったときに（Ｗ相の端子電圧Ｖw＝電圧閾値Ｖ4-5になったとき）、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを実行させるようにする。
【００４５】
電圧閾値の更新処理においては、今回求めた開放相の端子電圧Ｖをそのまま電圧閾値として記憶させてもよいし、また、前回までの電圧閾値と今回求めた開放相の端子電圧Ｖとの加重平均値を新たな電圧閾値として記憶させてもよいし、更に、過去複数回に亘って求めた開放相の端子電圧Ｖの移動平均値を新たな電圧閾値として記憶させてもよい。
【００４６】
また、今回求めた開放相の端子電圧Ｖが、予め記憶している正常範囲内の値であれば、今回求めた開放相の端子電圧Ｖに基づいて電圧閾値の更新を行い、正常範囲から外れている場合には、今回求めた開放相の端子電圧Ｖに基づく電圧閾値の更新を禁止し、電圧閾値を前回値のまま保持させるとよい。電圧閾値の初期値として設計値を記憶させておき、電圧閾値の学習を１度も経験していない未学習状態では、電圧閾値として初期値（設計値）を用いて通電モードの切り替えタイミングを判定させるようにする。開放相（非通電相）の端子電圧を、一定時間周期でＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換して読み込む場合には、通電モード切り替え直後の開放相の端子電圧を検出させるときに、通電モードの切り替え実行後、最初に読み込んだ開放相の端子電圧を、切り替え直後の開放相の端子電圧とすることができるが、通電モードの切り替え処理に同期してＡ／Ｄ変換処理を実行させてもよい。
【００４７】
ステップ１４では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（４）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（４）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝−Ｖin、Ｖv＝Ｖin、Ｖw＝０を各相に加える。通電モード（４）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度１５０degまで回転する。なお、通電モード（４）に対応する印加電圧を加えたときの角度である１５０degは、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行う角度位置である。
【００４８】
ステップ１５では、ステップ１４でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（４）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（４）に対応する１５０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が１５０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（４）に対応する印加電圧から、通電モード（５）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝−Ｖin、Ｖv＝０、Ｖw＝Ｖinに切り替える。
【００４９】
ステップ１６では、通電モード（４）に対応する印加電圧から通電モード（５）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（５）での開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvを検出し、端子電圧Ｖvに基づいて、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ5-6を更新して記憶する。即ち、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えは、角度１５０degで行わせるように設定されていて、角度１５０degになったか否かは、通電モード（５）における開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvに基づいて判定する。
【００５０】
ここで、通電モード（４）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行う角度位置（１５０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（４）から通電モード（５）に切り替えれば、切り替え直後のＶ相の端子電圧Ｖvは、角度位置１５０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００５１】
そこで、通電モード（４）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（５）に切り替えた直後におけるＶ相の端子電圧Ｖvに基づいて、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ5-6を更新して記憶し、通電モード（５）の開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvが、電圧閾値Ｖ5-6を横切ったときに（Ｖ相の端子電圧Ｖv＝電圧閾値Ｖ5-6になったとき）、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを実行させるようにする。
【００５２】
ステップ１７では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（５）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（５）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝−Ｖin、Ｖv＝０、Ｖw＝Ｖinを各相に加える。通電モード（５）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度２１０degまで回転する。なお、通電モード（５）に対応する印加電圧を加えたときの角度である２１０degは、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行う角度位置である。
【００５３】
ステップ１８では、ステップ１７でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（５）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（５）に対応する２１０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が２１０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（５）に対応する印加電圧から、通電モード（６）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝０、Ｖv＝―Ｖin、Ｖw＝Ｖinに切り替える。
【００５４】
ステップ１９では、通電モード（５）に対応する印加電圧から通電モード（６）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（６）での開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuを検出し、端子電圧Ｖuに基づいて、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ6-1を更新して記憶する。即ち、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えは、角度２１０degで行わせるように設定されていて、角度２１０degになったか否かは、通電モード（６）における開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuに基づいて判定する。
【００５５】
ここで、通電モード（５）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行う角度位置（２１０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（５）から通電モード（６）に切り替えれば、切り替え直後のＵ相の端子電圧Ｖuは、角度位置２１０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００５６】
そこで、通電モード（５）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（６）に切り替えた直後におけるＵ相の端子電圧Ｖuに基づいて、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ6-1を更新して記憶し、通電モード（６）の開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuが、電圧閾値Ｖ6-1を横切ったときに（Ｕ相の端子電圧Ｖu＝電圧閾値Ｖ6-1になったとき）、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを実行させるようにする。
【００５７】
ステップ２０では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（６）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（６）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝０、Ｖv＝−Ｖin、Ｖw＝Ｖinを各相に加える。通電モード（６）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度２７０degまで回転する。なお、通電モード（６）に対応する印加電圧を加えたときの角度である２７０degは、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行う角度位置である。
【００５８】
ステップ２１では、ステップ２０でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（６）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（６）に対応する２７０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が２７０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（６）に対応する印加電圧から、通電モード（１）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝Ｖin、Ｖv＝―Ｖin、Ｖw＝０に切り替える。
【００５９】
ステップ２２では、通電モード（６）に対応する印加電圧から通電モード（１）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（１）での開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwを検出し、端子電圧Ｖwに基づいて、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ1-2を更新して記憶する。即ち、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えは、角度２７０degで行わせるように設定されていて、角度２７０degになったか否かは、通電モード（１）における開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwに基づいて判定する。
【００６０】
ここで、通電モード（６）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行う角度位置（２７０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（６）から通電モード（１）に切り替えれば、切り替え直後のＷ相の端子電圧Ｖwは、角度位置２７０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００６１】
そこで、通電モード（６）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（１）に切り替えた直後におけるＷ相の端子電圧Ｖwに基づいて、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ1-2を更新して記憶し、通電モード（１）の開放相（非通電相）であるＷ相の端子電圧Ｖwが、電圧閾値Ｖ1-2を横切ったときに（Ｗ相の端子電圧Ｖw＝電圧閾値Ｖ1-2になったとき）、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを実行させるようにする。
【００６２】
ステップ２３では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（１）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（１）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝Ｖin、Ｖv＝―Ｖin、Ｖw＝０を各相に加える。通電モード（１）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度３３０degまで回転する。なお、通電モード（１）に対応する印加電圧を加えたときの角度である３３０degは、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行う角度位置である。
【００６３】
ステップ２４では、ステップ２３でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（１）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（１）に対応する３３０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が３３０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（１）に対応する印加電圧から、通電モード（２）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝Ｖin、Ｖv＝０、Ｖw＝−Ｖinに切り替える。
【００６４】
ステップ２５では、通電モード（１）に対応する印加電圧から通電モード（２）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（２）での開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvを検出し、端子電圧Ｖvに基づいて、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ2-3を更新して記憶する。即ち、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えは、角度３３０degで行わせるように設定されていて、角度３３０degになったか否かは、通電モード（２）における開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvに基づいて判定する。
【００６５】
ここで、通電モード（１）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行う角度位置（３３０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（１）から通電モード（２）に切り替えれば、切り替え直後のＶ相の端子電圧Ｖvは、角度位置３３０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００６６】
そこで、通電モード（１）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（２）に切り替えた直後におけるＶ相の端子電圧Ｖvに基づいて、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ2-3を更新して記憶し、通電モード（２）の開放相（非通電相）であるＶ相の端子電圧Ｖvが、電圧閾値Ｖ2-3を横切ったときに（Ｖ相の端子電圧Ｖv＝電圧閾値Ｖ2-3になったとき）、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを実行させるようにする。
【００６７】
ステップ２６では、永久磁石回転子２１６を、通電モード（２）に対応する角度に位置決めする。具体的には、通電モード（２）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝Ｖin、Ｖv＝０、Ｖw＝―Ｖinを各相に加える。通電モード（２）に対応する印加電圧を各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束に永久磁石回転子２１６が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子２１６のＮ極が角度３０degまで回転する。なお、通電モード（２）に対応する印加電圧を加えたときの角度である３０degは、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行う角度位置である。
【００６８】
ステップ２７では、ステップ２６でＵ相，Ｖ相及びＷ相に対する印加電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを通電モード（２）に対応する印加電圧に設定した後、永久磁石回転子２１６のＮ極が、通電モード（２）に対応する３０degの角度位置に到達するのに要すると見込まれる最大動作遅れ時間（待機時間）が経過していて、永久磁石回転子２１６が３０degの角度位置に停止しているものと推定できるようになってから、通電モード（２）に対応する印加電圧から、通電モード（３）に対応する印加電圧、即ち、Ｖu＝０、Ｖv＝Ｖin、Ｖw＝−Ｖinに切り替える。
【００６９】
ステップ２８では、通電モード（２）に対応する印加電圧から通電モード（３）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（３）での開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuを検出し、端子電圧Ｖuに基づいて、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ3-4を更新して記憶する。即ち、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えは、角度３０degで行わせるように設定されていて、角度３０degになったか否かは、通電モード（３）における開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuに基づいて判定する。
【００７０】
ここで、通電モード（２）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行う角度位置（３０deg）に位置決めすることができ、かかる状態で通電モード（２）から通電モード（３）に切り替えれば、切り替え直後のＵ相の端子電圧Ｖuは、角度位置３０degにおける開放相の端子電圧Ｖを示すことになる。
【００７１】
そこで、通電モード（２）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（３）に切り替えた直後におけるＵ相の端子電圧Ｖuに基づいて、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替え判定に用いる電圧閾値Ｖ3-4を更新して記憶し、通電モード（３）の開放相（非通電相）であるＵ相の端子電圧Ｖuが、電圧閾値Ｖ3-4を横切ったときに（Ｕ相の端子電圧Ｖu＝電圧閾値Ｖ3-4になったとき）、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを実行させるようにする。
【００７２】
このように、通電モード（１）〜（６）のいずれか１つに保持することで、通電モードの切り替えを行う角度位置に永久磁石回転子２１６を位置決めし、位置決め時の通電モードから次の通電モードに切り替え、切り替え直後における開放相の端子電圧を、位置決めした角度位置で通電モードを切り替えるとき（切り替え直後の通電モードから更に次の通電モードに切り替えるとき）に用いる電圧閾値として学習する。
【００７３】
従って、電圧検出回路の検出ばらつき、モータのばらつき、温度などの環境条件の変化などによって、切り替えを行わせる角度位置での開放相の端子電圧がばらついても、このばらつきに応じて電圧閾値を逐次修正することができ、通電モードの切り替えタイミングが、所期の角度位置からずれてしまうことを抑制できる。また、通電モードの６通りの切り替えごとに、電圧閾値を個別に学習し、どの通電モードに切り替えるかによって、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる電圧閾値を選択するから、ブラシレスモータ２の個々の巻線にばらつきがあっても、各通電モードへの切り替えを適正なタイミング（所期の角度位置）で行わせることができる。
【００７４】
図６は、ブラシレスモータ２を駆動するサブルーチンを示す。なお、ブラシレスモータ２を駆動するサブルーチンによる処理が、切替手段、規制手段及び補正手段に該当する。
ステップ３１では、例えば、図７に示すような、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）の油温に対応した目標回転速度が設定されたマップを参照し、ブラシレスモータ２の目標回転速度を演算する。ここで、図７に示すマップでは、油温が上昇するにつれて、目標回転速度が線形に増加しているが、このような特性に限るものではない。ブラシレスモータ２がウォータポンプを駆動する場合には、エンジンの冷却水温度が高いほど目標回転速度をより高い回転速度に設定すればよい。
【００７５】
ステップ３２では、ブラシレスモータ２の目標回転速度と実際の回転速度（実回転速度）とに基づいて、次のように、ブラシレスモータ２に印加する印加電圧を演算する。即ち、印加電圧を回転フィードバックによりＰＩ（比例積分）制御する場合では、「回転速度偏差＝目標回転速度―実回転速度」とおくと、「印加電圧＝回転速度偏差×Ｐ（比例）ゲイン＋回転速度偏差積分値×Ｉ（積分）ゲイン」という式から印加電圧を求めることができる。他の制御方式、例えば、ＰＩＤ制御でも同様である。なお、実回転速度は、後述するステップ４１で演算した演算値を用いるが、公知のセンサなどで検出した検出値を用いるようにしてもよい。
【００７６】
このとき、相電流及び電源電流が制限されていることに鑑み、次のように、相電流及び電源電流に応じて印加電圧を補正する。即ち、電源電流は、回路で検出した検出値を用い、相電流は、「相電流＝電源電流／デューティ比」という式から演算した演算値を用いる。先ず、以下の式により、電流制限値と電流値との差分を演算する。
【００７７】
差分１＝電源電流の電流制限値―電源電流（検出値）
差分２＝相電流の電流制限値―相電流（演算値）
そして、差分１及び差分２のうち小さい方を選択し、その差分が０以下であれば、次のように、差分にゲインをかけた電流制限項により、印加電圧を補正する。
【００７８】
電流制限項＝電流ゲイン×min（差分１，差分２）
ステップ３３では、次のような方法で、相電流をＰＷＭ制御するときのデューティ比の下限値を設定する。
【００７９】
例えば、図８に示すように、ＰＷＭ制御においてキャリア周期ごとに増減を繰り返すＰＷＭカウンタの谷（カウンタ値が減少から増大に転じる点）、換言すれば、パルス印加電圧のパルス幅ＰＷの中心付近を、非通電相のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合、パルス電圧の印加直後（立ち上がり直後）の非通電相のパルス誘起電圧が振れる期間（電圧振れ時間）がパルス幅ＰＷの１／２よりも長いと、パルス誘起電圧が振れている間に、非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることになってしまい、非通電相のパルス誘起電圧を精度よく検出することができない。また、非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換処理に要する時間（Ａ／Ｄ変換開始から完了までのＡ／Ｄ変換時間）が、パルス幅ＰＷの１／２よりも長いと、Ａ／Ｄ変換処理中に相通電に対する電圧の印加が停止してしまい、この場合も、非通電相のパルス誘起電圧を精度よく検出することができず、ブラシレスモータ２が脱調してしまう可能性がある。
【００８０】
そこで、デューティ比の下限値を次式に従って演算する。
下限値＝max（電圧振れ時間，Ａ／Ｄ変換時間）×２／キャリア周期×１００
この式によると、電圧振れ時間とＡ／Ｄ変換時間との長い方の２倍を最小パルス幅ＰＷminとすることになり、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることを抑制でき、かつ、Ａ／Ｄ変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。
【００８１】
なお、ＰＷＭ制御においてキャリア周期ごとに増減を繰り返すＰＷＭカウンタの山（カウンタ値が増大から減少に転じる点）を非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合や、ＰＷＭ切替りタイミングを非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合にも、上記のようにして、デューティ比の下限値を設定する。
【００８２】
ステップ３４では、次のような方法で、相電流をＰＷＭ制御するときのデューティ比の上限値を設定する。
即ち、図９に示すように、ブラシレスモータ２をＰＷＭ制御するデューティ比を変化させたときの誘起電圧を事前に取得しておき、電圧閾値と誘起電圧との関係に基づいてデューティ比の上限値を設定する。具体的には、電圧閾値と誘起電圧とが一致しているデューティ比から、ばらつきを考慮して、例えば、電圧閾値より１０％程度の余裕を持った誘起電圧を発生するデューティ比を、デューティ比の上限値として設定する。ここで、誘起電圧は、１つ１つ学習をして取得してもよいし、Ｎ個の平均値や最小値でもよい。
【００８３】
このようにすれば、デューティ比の上限値が規制されることで、通電している相間の磁束変化率が小さくなって誘起電圧が減少することが抑制される。このため、ブラシレスモータ２の通電モードが適切なタイミングで切り替わり、ブラシレスモータ２が脱調することを抑制できる。
【００８４】
また、このように設定したデューティ比の上限値について、電源電圧及び温度の少なくとも一方に応じた補正を実施する。即ち、電源電圧が高い場合には、図１０に示すように、電源電圧が低い場合と比較して、誘起電圧が大きくなる。このため、電源電圧に応じた誘起電圧と電圧閾値との偏差が大きくなるにつれて、ばらつきを考慮した余裕を確保しつつ、デューティ比の上限値を更に大きくする補正を行う。一方、モータ温度が低い場合には、図１１に示すように、モータ温度が高い場合と比較して、誘起電圧が大きくなる。このため、モータ温度に応じた誘起電圧と電圧閾値との偏差が大きくなるにつれて、ばらつきを考慮した余裕を確保しつつ、デューティ比の上限値を更に大きくする補正を行う。ここで、モータ温度としては、ブラシレスモータ２のロータ温度若しくはこれに関連する温度、例えば、ＡＴＦ油温などを用いることができる。なお、相電流が大きくなればデューティ比も大きくなるため、相電流による補正も考えられるが、ここでは、電流制限中で相電流は略一定であると仮定する。
【００８５】
このようにすれば、電源電圧又はモータ温度の変化に伴って誘起電圧が変化しても、この変化を補うように、デューティ比の上限値が補正される。このため、ブラシレスモータ２の通電モードの切り替えタイミングが、適切なタイミングからずれることが抑制され、ブラシレスモータ２が脱調することをより抑制できる。
【００８６】
ステップ３５では、ステップ３２で設定した印加電圧（入力電圧）、ステップ３３で設定したデューティ比の下限値、及び、ステップ３４で設定したデューティ比の上限値に基づいて、モータ印加デューティ（デューティ比）を設定する。
【００８７】
まず、基本デューティ［％］を、「基本デューティ＝印加電圧／電源電圧×１００」から算出する。そして、基本デューティが下限値よりも大きい場合、基本デューティをモータ印加デューティとする一方、基本デューティが下限値よりも小さい場合、下限値をモータ印加デューティとすることで、モータ印加デューティが下限値を下回ることがないように制限する。また、基本デューティが上限値よりも大きい場合、上限値をモータ印加デューティとする一方、基本デューティが上限値よりも小さい場合、基本デューティをモータ印加デューティとすることで、モータ印加デューティが上限値を上回ることがないように
制限する。要するに、モータ印加デューティを、上限値及び下限値により画定される範囲内に制限する。
【００８８】
本実施形態のような油圧ポンプシステムの場合、モータ回転速度を高精度に制御することは要求されず、要求よりも高い印加電圧を与えるから、デューティ比を制限しても、要求量以上のオイル吐出量を確保でき、油圧低下や潤滑不足などが生じることがない。また、ブラシレスモータ２がウォータポンプを駆動する場合には、デューティ比を制限しても、少なくとも要求量以上の冷却水循環量を確保でき、エンジン過熱の発生を抑制できる。
【００８９】
なお、ブラシレスモータ２の脱調が生じる可能性の少ない高速センサレス制御では、本制御を使用しなくてもよい。
ステップ３６では、そのときの通電モードにおける非通電相の電圧を検出する。具体的には、通電モード（１）の場合はＷ相の電圧を検出し、通電モード（２）の場合はＶ相の電圧を検出し、通電モード（３）の場合はＵ相の電圧を検出し、通電モード（４）の場合はＷ相の電圧を検出し、通電モード（５）の場合はＶ相の電圧を検出し、通電モード（６）の場合はＵ相の電圧を検出する。
【００９０】
ここで、非通電相の端子電圧の検出期間を、通電モード（３）を例とした図１２を参照して説明する。通電モード（３）では、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、Ｗ相にパルス幅変調動作によって指示電圧に相当する電圧−Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流すから、電圧検出相はＵ相であり、このＵ相の相端子電圧を、Ｗ相下段のスイッチング素子２１７ｆのオン期間で検出する。
【００９１】
また、通電モードの切り替え直後は、転流電流が発生し、この転流電流の発生区間で検出した電圧を用いると、通電モードの切り替えタイミングを誤判定することになってしまう。そこで、通電モードの切り替え直後の電圧検出値については、初回から所定回数に亘って切り替えタイミングの判定には用いないようにする。所定回数は、モータ回転速度及び電流（モータ負荷）に応じて可変に設定することができ、モータ回転速度が高く、モータ電流が高いほど、所定回数を大きな値に設定する。
【００９２】
ステップ３７では、低速センサレス制御の実施条件が成立しているか否かを判定する。非通電相に発生する誘起電圧（速度起電圧）の信号をトリガに通電モードの切り替えを行うセンサレス制御においては、モータ回転速度が低い領域では、誘起電圧（速度起電圧）が低くなって切り替えタイミングを精度よく検出することが難しくなるので、モータの低回転領域では、パルス誘起電圧と電圧閾値との比較に基づいて、切り替えタイミングの判定を行う。従って、低速センサレス制御の実施条件が成立しているか否かを、モータ回転速度が所定回転速度以下であるか否かに基づいて判定する。ここで、所定回転速度は、速度起電圧をトリガとする切り替え判定を行えるモータ回転速度の最小値であり、例えば、実験やシミュレーションなどによって予め決定しておく。そして、低速センサレス制御の実施条件が成立していると判定すれば処理をステップ３８へと進める一方（Ｙｅｓ）、低速センサレス制御の実施条件が成立していないと判定すれば処理をステップ３９へと進める（Ｎｏ）。
【００９３】
なお、モータ回転速度は、通電モードの切り替え周期に基づいて算出される。また、所定回転速度として、例えば、低速センサレス制御への移行を判定する第１回転速度と低速センサレス制御の停止を判定する第２回転速度（＞第１回転速度）とを設定し、いわゆる「ヒステリシス」を持たせることで、センサレス制御の切り替えが短時間で繰り返されることを抑制してもよい。
【００９４】
また、非通電相に発生する速度起電力を用いて通電モードの切り替えを行う場合、ブラシレスモータ２が脱調する可能性が小さければ、デューティ比の上限値を設定する処理を実施しなくてもよい。
【００９５】
ステップ３８では、非通電相の電圧と電圧閾値とに基づいて、通電モードの切り替えタイミングであるか否かを判定する。具体的には、そのときに通電モード（１）であった場合には、非通電相であるＷ相の電圧が電圧閾値Ｖ1-2以下になったときに、通電モード（２）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（２）であった場合には、非通電相であるＶ相の電圧が電圧閾値Ｖ2-3以上になったときに、通電モード（３）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（３）であった場合には、非通電相であるＵ相の電圧が電圧閾値Ｖ3-4以下になったときに、通電モード（４）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（４）であった場合には、非通電相であるＷ相の電圧が電圧閾値Ｖ4-5以上になったときに、通電モード（５）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（５）であった場合には、非通電相であるＶ相の電圧が電圧閾値Ｖ5-6以下になったときに、通電モード（６）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（６）であった場合には、非通電相であるＵ相の電圧が電圧閾値Ｖ6-1以上になったときに、通電モード（１）への切り替えタイミングであると判定する。そして、通電モードの切り替えタイミングであると判定すれば処理をステップ４０へと進める一方（Ｙｅｓ）、通電モードの切り替えタイミングでないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。
【００９６】
ステップ３９では、非通電相の電圧に基づいて、通電モードの切り替えタイミングであるか否かを判定する。具体的には、そのときに通電モード（１），（３）又は（５）であった場合には、非通電相の電圧が０[Ｖ]以下になり、かつ、その時点から永久磁石回転子２１６が更に３０deg回転したときに、次の通電モード（２），（４）又は（６）への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード（２），（４）又は（６）であった場合には、非通電相の電圧が０[Ｖ]以上になり、かつ、その時点から永久磁石回転子２１６が更に３０deg回転したときに、次の通電モード（３），（５）又は（１）への切り替えタイミングであると判定する。そして、通電モードの切り替えタイミングであると判定すれば処理をステップ４０へと進める一方（Ｙｅｓ）、通電モードの切り替えタイミングでないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。
【００９７】
ステップ４０では、次の通電モードに切り替える。具体的には、そのときに通電モード（１）であった場合には通電モード（２）に切り替え、そのときに通電モード（２）であった場合には通電モード（３）に切り替え、そのときに通電モード（３）であった場合には通電モード（４）に切り替え、そのときに通電モード（４）であった場合には通電モード（５）に切り替え、そのときに通電モード（５）であった場合には通電モード（６）に切り替え、そのときに通電モード（６）であった場合には通電モード（１）に切り替える。
【００９８】
ステップ４１では、通電モードの切り替え周期に基づいて、ブラシレスモータ２の回転速度を演算する。具体的には、通電モードの切り替えが行われる時間間隔を計測し、この時間間隔から回転速度を演算する。例えば、ブラシレスモータ２の極対数が３である場合、回転速度は、「回転速度＝６０／３／時間間隔」という式から求めることができる。
【００９９】
以上説明した実施形態に対して、次のような機能を更に付け加えるようにしてもよい。
低速センサレス制御を実施している場合、図１３に示すように、電源電流が大きくなると、非通電相の誘起電圧が徐々に小さくなって電圧閾値未満になってしまう。このため、ブラシレスモータ２をＰＷＭ制御するデューティ比相当の電源電流を事前に取得しておき、ばらつきを考慮した余裕を持たせつつ、電源電流が第１の所定値以上にならないように印加電圧の上限値を規制する。ここで、第１の所定値としては、例えば、ステップ３４で設定したデューティ比の上限値相当の電源電流とすればよい。なお、印加電圧の上限値は、デューティ比の上限値と同様な方法で、電源電圧及び温度の少なくとも一方に基づいて補正してもよい。
【０１００】
また、図１４に示すように、ブラシレスモータ２をＰＷＭ制御するデューティ比が第２の所定値よりも大きくなると、非通電相の誘起電圧が徐々に小さくなって電圧閾値未満になってしまう。このため、デューティ比が第２の所定値よりも大きくなった場合には、電圧閾値を徐々に小さくする。ここで、第２の所定値としては、例えば、ステップ３４で設定したデューティ比の上限値相当とすればよい。
【０１０１】
なお、上記実施形態では、３相のブラシレスモータを前提としたが、その相数は３相に限らず、他の相数であってもよい。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
【０１０２】
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記ブラシレスモータを低速センサレス制御で駆動している場合、電源電流が通電量の上限値に相当する電流以上とならないように、前記ブラシレスモータに印加する電圧を規制する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、電源電流が通電量の上限値に相当する電流に制限されるため、非通電相の誘起電圧が電圧閾値未満になることがなく、ブラシレスモータの脱調抑制の実効を図ることができる。
【０１０３】
（ロ）（イ）に記載のブラシレスモータの駆動装置において、
電源電圧及び温度の少なくとも一方に基づいて、前記ブラシレスモータに印加する電圧を補正する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、電源電圧又は温度の変化を補うようにブラシレスモータに印加する電圧が補正されるので、電源電圧又は温度の変化に応じて誘起電圧が変化することを抑制できる。
【０１０４】
（ハ）請求項１〜３、（イ）及び（ロ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記ブラシレスモータの通電量が所定値よりも大きくなった場合、前記電圧閾値を徐々に小さくする、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータの通電量が所定値よりも大きくなると、誘起電圧が電圧閾値未満となる可能性があるが、電圧閾値を徐々に小さくすることで、誘起電圧が電圧閾値未満となることを抑制できる。
【０１０５】
（ニ）請求項１〜３及び（イ）〜（ハ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記ブラシレスモータが停止した場合、その再起動時に前記電圧閾値を所定割合だけ小さくする、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータを円滑に再始動させることができる。
【０１０６】
（ホ）請求項１〜３及び（イ）〜（ニ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記通電量の上限値は、前記ブラシレスモータが所定回転速度以下で回転しているときのみ規制される、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータが中・高速運転している場合、通電量の上限値が規制されないため、ブラシレスモータを目標回転速度で運転することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…電動オイルポンプ、２…ブラシレスモータ、３…モータ制御装置、２１２…モータ駆動回路、２１３…制御器、２１５ｕ，２１５ｖ，２１５ｗ…巻線、２１６…永久磁石回転子、２１７ａ〜２１７ｆ…スイッチング素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対する通電モードを切り替えることで、前記ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置であって、
非通電相の電圧と電圧閾値とに基づいて前記通電モードを順次切り替える切替手段と、
前記通電モードの切り替えタイミングにおける前記非通電相の電圧変化と前記電圧閾値とに基づいて通電量の上限値を規制する規制手段と、
を有することを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
【請求項２】
１つの通電モードを継続させてブラシレスモータを停止させた状態から次の通電モードへの切り替えを行い、前記通電モードの切り替え直後における非通電相の電圧に基づいて前記電圧閾値を設定する設定手段を、
更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項３】
電源電圧、並びに、前記ブラシレスモータの温度の少なくとも一方に基づいて、前記通電量の上限値を補正する補正手段を、
更に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項１】
複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対する通電モードを切り替えることで、前記ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置であって、
非通電相の電圧と電圧閾値とに基づいて前記通電モードを順次切り替える切替手段と、
前記通電モードの切り替えタイミングにおける前記非通電相の電圧変化と前記電圧閾値とに基づいて通電量の上限値を規制する規制手段と、
を有することを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
【請求項２】
１つの通電モードを継続させてブラシレスモータを停止させた状態から次の通電モードへの切り替えを行い、前記通電モードの切り替え直後における非通電相の電圧に基づいて前記電圧閾値を設定する設定手段を、
更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項３】
電源電圧、並びに、前記ブラシレスモータの温度の少なくとも一方に基づいて、前記通電量の上限値を補正する補正手段を、
更に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−７０４６７（Ｐ２０１３−７０４６７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５６５４（Ｐ２０１１−２０５６５４）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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