特許 6141635 モータ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6141635

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】モータ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/20 20160101AFI20170529BHJP

【ＦＩ】

   H02P6/20

【請求項の数】12

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-280987(P2012-280987)

(22)【出願日】2012年12月25日

(65)【公開番号】特開2014-128058(P2014-128058A)

(43)【公開日】2014年7月7日

【審査請求日】2015年11月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】特許業務法人 佐野特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100085501

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 静夫

(74)【代理人】

【識別番号】100134555

【弁理士】

【氏名又は名称】林田 英樹

(72)【発明者】

【氏名】大和 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】瀧澤 登

【審査官】 尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１５１２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７８３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８８２６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ６／００− ６／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラシレスＤＣモータのロータ位置に応じた位置信号を生成する位置信号生成部と；
前記ブラシレスＤＣモータを始動するに際して、所定の強制転流周波数に応じた相切替タイミングで強制転流を開始した直後の無通電期間におけるロータの惰性回転中に生成される前記位置信号のパルス周期を検出し、前記パルス周期が検出された時点で通常転流期間に移行して前記位置信号に応じた相切替タイミングで転流を行うように、前記ブラシレスＤＣモータの通電制御を行うロジック部と；
を有することを特徴とするモータ駆動装置。

【請求項2】

前記ロジック部は、複数相の位置信号を検出し、前記無通電期間に前記複数相の位置信号のうち一相の位置信号の変化と、他の一相の位置信号の変化とに基づいて、前記パルス周期を算出することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。

【請求項3】

前記一相の位置信号の変化の次に前記他の一相の位置信号が変化することを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。

【請求項4】

前記ロジック部は、前記ブラシレスＤＣモータの１８０°通電制御または１５０°通電制御を行うことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。

【請求項5】

前記ロジック部は、前記ロータの停止中に生成される前記位置信号に応じた通電パターンで強制転流を開始するように、前記ブラシレスＤＣモータの通電制御を行うことを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。

【請求項6】

前記ロジック部は、前記強制転流期間を可変制御することを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。

【請求項7】

前記ロジック部は、前記強制転流周波数を可変制御することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のモータ駆動装置。

【請求項8】

前記位置信号生成部は、ホールセンサまたはホールＩＣからホール信号の入力を受けて前記位置信号を生成することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。

【請求項9】

前記位置信号生成部は、モータコイルに生じる誘起電圧を監視して前記位置信号を生成することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。

【請求項10】

ブラシレスＤＣモータと、
前記ブラシレスＤＣモータの駆動制御を行う請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、
を有することを特徴とする電子機器。

【請求項11】

前記ブラシレスＤＣモータは、ロータの極数が２または４であることを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。

【請求項12】

請求項１０または請求項１１に記載の電子機器を有することを特徴とする車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブラシレスＤＣモータの駆動制御を行うモータ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ブラシレスＤＣモータの通電方式としては、１２０°通電方式と１８０°通電方式が一般的である。１８０°通電方式は、１２０°通電方式と比べて静音性に優れる反面、駆動波形の生成を行う必要があり、回路構成が１２０°通電方式と比べて複雑になる。また、１８０°通電方式でブラシレスＤＣモータを始動する際には、何らかの手法でロータ位置とは無関係にロータの回転を開始し、途中からロータ位置に応じた通電制御に切り替える必要がある。

【0003】

例えば、極数の多いブラシレスＤＣモータ（１２極や１６極など）を始動する際には、予め定められた励磁パターン（強制転流パターン）の通電信号を用いて強制的にロータの回転を開始し、途中から１８０°通電制御に切り替える方式（強制転流方式）が一般的に採用されている。

【0004】

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１４８３７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方、極数の少ないブラシレスＤＣモータ（２極や４極など）を始動する手法として、上記の強制転流方式を採用した場合には、（１）強制転流周波数の合わせ込みが困難である、（２）強制転流時の回転リップルによって始動不良が生じる、（３）強制転流時の回転リップルによる騒音が大きい、という課題があった。

【0007】

そのため、極数の少ないブラシレスＤＣモータを始動する手法としては、上記の強制転流方式ではなく、１２０°通電方式でロータの回転を開始し、途中から１８０°通電制御に切り替える方式が採用されていた。ただし、本方式を採用した場合には、１２０°通電方式でロータを回転させるときの駆動音（モータ始動音）が大きいという課題があった。

【0008】

本発明は、本願の発明者らにより見出された上記の問題点に鑑み、ブラシレスＤＣモータを静粛かつ円滑に始動することが可能なモータ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】

【0009】

上記の目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動装置は、ブラシレスＤＣモータのロータ位置に応じた位置信号を生成する位置信号生成部と；前記ブラシレスＤＣモータを始動するに際して、所定の強制転流周波数に応じた相切替タイミングで強制転流を開始した直後に無通電期間を設け、ロータの惰性回転中に生成される前記位置信号に応じた相切替タイミングで通常転流を開始するように、前記ブラシレスＤＣモータの通電制御を行うロジック部と；を有する構成（第１の構成）とされている。

【0010】

なお、第１の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック部は、前記ブラシレスＤＣモータの１８０°通電制御または１５０°通電制御を行う構成（第２の構成）にするとよい。

【0011】

また、第２の構成から成るモータ駆動装置にて、前記ロジック部は、強制転流期間から前記無通電期間へ移行した後、前記ロータの惰性回転中に生成される前記位置信号のパルス周期を検出することができた時点で、前記無通電期間から通常転流期間へ移行するように、前記ブラシレスＤＣモータの通電制御を行う構成（第３の構成）にするとよい。

【0012】

また、第３の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック部は、前記ロータの停止中に生成される前記位置信号に応じた通電パターンで強制転流を開始するように、前記ブラシレスＤＣモータの通電制御を行う構成（第４の構成）にするとよい。

【0013】

また、第４の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック部は、前記強制転流期間を可変制御する構成（第５の構成）にするとよい。

【0014】

また、第４または第５の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック部は、前記強制転流周波数を可変制御する構成（第６の構成）にするとよい。

【0015】

また、第１〜第６いずれかの構成から成るモータ駆動装置において、前記位置信号生成部は、ホールセンサまたはホールＩＣからホール信号の入力を受けて前記位置信号を生成する構成（第７の構成）にするとよい。

【0016】

また、第１〜第６いずれかの構成から成るモータ駆動装置において、前記位置信号生成部は、モータコイルに生じる誘起電圧を監視して前記位置信号を生成する構成（第８の構成）にするとよい。

【0017】

また、本発明に係る電子機器は、ブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータの駆動制御を行う上記第１〜第８いずれかの構成から成るモータ駆動装置と、を有する構成（第９の構成）とされている。

【0018】

なお、上記第９の構成から成る電子機器において、前記ブラシレスＤＣモータは、ロータの極数が２または４である構成（第１０の構成）にするとよい。

【0019】

また、本発明に係る車両は、上記第９または第１０の構成から成る電子機器を有する構成（第１１の構成）とされている。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係るモータ駆動装置によれば、ブラシレスＤＣモータを静粛かつ円滑に始動することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】電子機器の一構成例を示すブロック図

【図2】モータ３の内部構造を示す模式図

【図3】ドライバ駆動信号と通電信号の挙動を示すタイムチャート

【図4】ホール信号と位置信号の挙動を示すタイムチャート

【図5】モータ始動シーケンスの一例を示すタイムチャート

【図6】始動不良時の回転挙動を示すタイムチャート

【図7】電子機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図

【発明を実施するための形態】

【0022】

＜ブロック図＞
図１は、３相ブラシレスＤＣモータを備えた電子機器の一構成例を示すブロック図である。本構成例の電子機器Ｘは、半導体装置１と、ドライバ２と、３相ブラシレスＤＣモータ３（以下ではモータ３と略称する）と、ホールセンサ４と、を有する。

【0023】

半導体装置１は、モータ３の駆動制御を行うモータ駆動装置（いわゆるモータドライバＩＣ）であり、位置信号生成部１１と、ロジック部１２と、プリドライバ１３と、チャージポンプ１４と、を有する。

【0024】

位置信号生成部１１は、モータ３のロータ位置に応じた位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）を生成する回路ブロックであり、モータ３の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に一つずつ設けられたヒステリシス付きのホールコンパレータ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗを含む。ホールコンパレータ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗは、各相のホールセンサ４Ｕ、４Ｖ、４Ｗから各々入力される正負極性のホール信号（ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−）を各々差動増幅することにより、上記の位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）を生成する。

【0025】

ロジック部１２は、その基本的な動作として、位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた相切替タイミングで転流を行うように各相のプリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を生成してモータ３の１８０°通電制御を行う。また、ロジック部１２は、外部入力される回転速度制御信号Ｓ１に応じてモータ３の回転速度を変化するように各相のプリドライバ駆動信号をＰＷＭ［pulse width modulation］制御する。なお、ロジック部１２は、回転速度制御信号Ｓ１としてアナログ電圧とパルス幅変調信号の入力を受け付けることができる。また、ロジック部１２は、強制転流周波数制御信号Ｓ２に応じて強制転流周波数（モータ３の始動時に実施される強制転流の周波数）を可変制御する。また、ロジック部１２は、強制転流期間制御信号Ｓ３に応じて強制転流期間（強制転流中の通電パターン数）を可変制御する。

【0026】

なお、ロジック部１２は、新規なモータ始動シーケンスにより、モータ３を静粛かつ円滑に始動することが可能である。この点については、後ほど詳細に説明する。

【0027】

プリドライバ１３は、ロジック部１２から入力される各相のプリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）に所定の信号処理（レベルシフト処理や波形整形処理など）を施すことにより、各相のドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を生成し、これを外付けのドライバ２に出力する。

【0028】

チャージポンプ１４は、電源電圧ＶＣＣから昇圧電圧ＶＧ（プリドライバ電源電圧）を生成し、これをプリドライバ１３に出力する。

【0029】

なお、半導体装置１には、上記構成要素のほか、内部基準電圧生成部、スタンバイ制御部、進角制御部、ソフトスタート制御部、基準クロック発振器、キャリア周波数発振器、各種保護部（過電圧保護部、過電流保護部、温度保護部、ロック保護部など）が集積化されているが、ここでは詳細な説明を割愛する。

【0030】

ドライバ２は、各相のドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）に応じて、各相の通電信号（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を生成するパワー出力段であり、パワートランジスタ２１〜２６（ＭＯＳＦＥＴ［metal oxide semiconductor field effect transistor］やＩＧＢＴ［insulated gate bipolar transistor］など）を含む。上側パワートランジスタ２１、２３、２５のドレインは、いずれも、電源電圧ＶＣＣの印加端に接続されている。上側パワートランジスタ２１、２３、２５のソース及びバックゲートと、下側パワートランジスタ２２、２４、２６のドレインは、それぞれモータ３の各相端子に接続されている。下側パワートランジスタ２２、２４、２６のソース及びバックゲートは、いずれも接地端に接続されている。なお、本構成例では、全てのパワートランジスタ２１〜２６としてＮチャネル型を用いているが、上側パワートランジスタ２１、２３、２５としてはＰチャネル型を用いることも可能である。この場合には、半導体装置１のチャージポンプ１４を省略することができる。

【0031】

モータ３は、図２で示すように、４極の永久磁石を有するロータ３１と、各々にコイルが巻き回された３スロットのステータ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗを含む構造とされている。なお、極数とスロット数との組み合わせは、４極３スロットに限定されるものではなく、他の組み合わせ（２極３スロットや４極６スロットなど）を採用することも可能である。特に、モータ３として、極数の少ないブラシレスＤＣモータ（２極や４極など）が使用される場合には、モータ始動の静粛性や円滑性を高める上で、後述するモータ始動シーケンスが有効に機能する。ただし、モータ３として、極数の多いブラシレスＤＣモータ（１２極や１６極など）を使用することも何ら妨げられるものではない。

【0032】

ホールセンサ４は、図２で示すように、各相のステータ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗに対して電気角で同位相となる位置に各々設けられた各相のホールセンサ４Ｕ、４Ｖ、４Ｗを含み、ロータ３１の磁界を検出してアナログ電圧信号（ホール信号）を生成する。なお、ホールセンサ４に代えて矩形波信号を生成するホールＩＣを用いても構わない。この場合、半導体装置１のホールコンパレータ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗを省略することもできる。ただし、ホールセンサとホールＩＣいずれの外部接続にも対応するためには、半導体装置１にホールコンパレータ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗを設けておくことが望ましい。

【0033】

＜１８０通電制御＞
図３は、１８０°通電時におけるドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）と通電信号（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の挙動を示すタイムチャートである。また、図４は、１８０°通電時におけるホール信号（ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−）と位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）の挙動を示すタイムチャートである。

【0034】

電気角０°〜６０°（フェイズ（１））では、ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＬ、ＷＨがハイレベルとされ、ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＨ、ＷＬがローレベルとされるので、パワートランジスタ２１、２４、２５がオンとなり、パワートランジスタ２２、２３、２６がオフとなる。その結果、通電信号Ｕ、Ｗがハイレベルとなり、通電信号Ｖがローレベルとなるので、モータ３にはＵ相とＷ相からＶ相端子に向けて駆動電流が流れる。このとき、位置信号ＨＵ、ＨＷはハイレベルとなり、位置信号ＨＶはローレベルとなる。

【0035】

電気角６０°〜１２０°（フェイズ（２））では、ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＬ、ＷＬがハイレベルとされ、ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＨ、ＷＨがローレベルとされるので、パワートランジスタ２１、２４、２６がオンとなり、パワートランジスタ２２、２３、２５がオフとなる。その結果、通電信号Ｕがハイレベルとなり、通電信号Ｖ、Ｗがローレベルとなるので、モータ３にはＵ相からＶ相とＷ相に向けて駆動電流が流れる。このとき、位置信号ＨＵはハイレベルとなり、位置信号ＨＶ、ＨＷはローレベルとなる。

【0036】

電気角１２０°〜１８０°（フェイズ（３））では、ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＬがハイレベルとされ、ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＨがローレベルとされるので、パワートランジスタ２１、２３、２６がオンとなり、パワートランジスタ２２、２４、２５がオフとなる。その結果、通電信号Ｕ、Ｖがハイレベルとなり、通電信号Ｗがローレベルとなるので、モータ３にはＵ相とＶ相からＷ相に向けて駆動電流が流れる。このとき、位置信号ＨＵ、ＨＶはハイレベルとなり、位置信号ＨＷはローレベルとなる。

【0037】

電気角１８０°〜２４０°（フェイズ（４））では、ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＨ、ＷＬがハイレベルとされ、ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＬ、ＷＨがローレベルとされるので、パワートランジスタ２２、２３、２６がオンとなり、パワートランジスタ２１、２４、２５がオフとなる。その結果、通電信号Ｖがハイレベルとなり、通電信号Ｕ、Ｗがローレベルとなるので、モータ３にはＶ相からＵ相とＷ相に向けて駆動電流が流れる。このとき、位置信号ＨＶはハイレベルとなり、位置信号ＨＵ、ＨＷはローレベルとなる。

【0038】

電気角２４０°〜３００°（フェイズ（５））では、ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＨ、ＷＨがハイレベルとされ、ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＬ、ＷＬがローレベルとされるので、パワートランジスタ２２、２３、２５がオンとなり、パワートランジスタ２１、２４、２６がオフとなる。その結果、通電信号Ｖ、Ｗがハイレベルとなり、通電信号Ｕがローレベルとなるので、モータ３にはＶ相とＷ相からＵ相に向けて駆動電流が流れる。このとき、位置信号ＨＶ、ＨＷはハイレベルとなり、位置信号ＨＵはローレベルとなる。

【0039】

電気角３００°〜３６０°（フェイズ（６））では、ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＨがハイレベルとされ、ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＬがローレベルとされるので、パワートランジスタ２２、２４、２５がオンとなり、パワートランジスタ２１、２３、２６がオフとなる。その結果、通電信号Ｗがハイレベルとなり、通電信号Ｕ、Ｖがローレベルとなるので、モータ３にはＷ相からＵ相とＶ相に向けて駆動電流が流れる。このとき、位置信号ＨＷはハイレベルとなり、位置信号ＨＵ、ＨＶはローレベルとなる。

【0040】

このように、１８０°通電方式では、互いに１２０°ずつ位相をずらしながら、通電信号（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の論理レベルが１８０°毎に切り替えられる。なお、図３ないし図４では、図示を簡単とすべく、上側ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨと下側ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬが互いの論理反転信号として描写されているが、実際には、貫通電流の防止を目的として、上側ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨがローレベルとなってから下側ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬがハイレベルとなるように、ないしは、下側ドライバ駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬがローレベルとなってから上側ドライバ駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨがハイレベルとなるように、所定のデッドタイム（上下パワートランジスタの同時オフ時間）が設けられる。

【0041】

＜モータ始動シーケンス＞
図５は、ロジック部１２によるモータ始動シーケンスの一例を示すタイムチャートであって、縦軸はモータ３の回転数を示しており、横軸は時間を示している。

【0042】

ロジック部１２は、モータ３の始動に際して、強制転流期間Ｔ１から無通電期間Ｔ２を経て通常転流期間Ｔ３に至るように、モータ３の１８０°通電制御を行う。

【0043】

まず、ロジック部１２は、強制転流期間Ｔ１（時刻ｔ１１〜ｔ１２）において、ロータ３１の停止中に生成される位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）からロータ３１の初期位置を検出し、これに応じた通電パターンでモータ３の強制転流を開始するように、モータ３の１８０°通電制御を行う。

【0044】

例えば、ロータ３１の停止中に生成される位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）の論理パターンが（Ｈ、Ｌ、Ｈ）である場合には、図３ないし図４のフェイズ（１）に相当することから、ロジック部１２は、フェイズ（１）での通電パターンを起点として、所定の強制転流周波数に応じた相切替タイミングで、ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）の通電パターンを順次切り替えていくことにより、モータ３の強制転流を行う。

【0045】

ところで、従来のモータ始動シーケンスでは、モータの回転速度が所定値に達するまで強制転流制御を継続した後、１８０°通電制御への切り替えが行われていた。そのため、モータ特性に応じて強制転流周波数を合わせ込んでおかなければ、モータの始動不良（図６を参照）や騒音を生じるおそれがあった。

【0046】

一方、今回提案するモータ始動シーケンスにおいて、強制転流期間Ｔ１に実施されるモータ３の強制転流は、モータ３を継続的に回転させるためのものではなく、ロータ３１にある程度の回転力を与えることにより、位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）がロータ位置に応じて周期的に変動する状態を生み出すためのものである。

【0047】

従って、今回提案するモータ始動シーケンスでは、強制転流期間Ｔ１が非常に短い期間（好ましくは電気角の一周期（３６０°）よりも短い期間）に設定されており、モータ３の強制転流はその開始直後に終了される。

【0048】

なお、強制転流期間Ｔ１の長さ（通電パターン数）については、強制転流期間制御信号Ｓ３を用いて任意に調整することができる。また、強制転流周波数についても、強制転流周波数制御信号Ｓ２を用いて任意に調整することができる。ただし、先にも述べた通り、強制転流期間Ｔ１において実施されるモータ３の強制転流は、モータ３を継続的に回転させるためのものではないので、強制転流周波数の合わせ込みについては、必ずしも厳密に行う必要はない。

【0049】

強制転流期間Ｔ１が経過した後、ロジック部１２は、無通電期間Ｔ２（時刻ｔ１２〜ｔ１３）において、モータ３の強制転流を停止し、ロータ３１を惰性で回転させる。ロータ３１が惰性で回り続けている間、位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）は、ロータ位置に応じて周期的に変動する。

【0050】

なお、３相の位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）のうち、第１相の位置信号にパルスエッジが生じてから第２相の位置信号にパルスエッジが生じるまでの時間（パルス周期）は、ホール周期Ｔの１／６に相当する。従って、位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）のパルス周期を検出すれば、ホール周期Ｔを逆算することができる。

【0051】

例えば、位置信号ＨＵの立上りエッジ直前に無通電期間Ｔ２が開始された場合、ホール周期Ｔを検出するためには、位置信号ＨＵの立上りエッジから位置信号ＨＷの立下りエッジまでの時間をカウントすることになる。従って、無通電期間Ｔ２は、位置信号ＨＵの立上りエッジ直前から少なくとも位置信号ＨＷの立下りエッジ直後まで継続すれば足りる。

【0052】

一方、位置信号ＨＵの立上りエッジ直後に無通電期間Ｔ２が開始された場合、ホール周期Ｔを検出するためには、位置信号ＨＷの立下りエッジから位置信号ＨＶの立上りエッジまでの時間をカウントすることになる。従って、無通電期間Ｔ２は、位置信号ＨＵの立上りエッジ直後から少なくとも位置信号ＨＶの立上りエッジ直後まで継続する必要がある。

【0053】

上記を鑑みると、３相の位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）からホール周期Ｔを検出するために必要な無通電期間Ｔ２は、Ｔ／６＜Ｔ２＜Ｔ／３の範囲で変動することが分かる。一方、３相の位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）のうち、いずれか１相の位置信号からホール周期Ｔを検出する場合には、無通電期間Ｔ２がＴ／２＜Ｔ２＜Ｔの範囲で変動する。無通電期間Ｔ２が短いほどロータ３１の回転速度が低下しにくいことから、ホール周期Ｔの検出には、３相全ての位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）を用いることが望ましいと言える。

【0054】

その後、ロジック部１２は、位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）のパルス周期Ｔを検出することができた時点で、無通電期間Ｔ２から通常転流期間Ｔ３（時刻ｔ１３〜）へ移行し、上記のパルス周期Ｔに応じた相切替タイミングで通常転流を開始するように、モータ３の１８０°通電制御を行う。そして、時刻ｔ１３以降も、ロジック部１２は、電気角６０°毎に位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）のパルス周期Ｔの更新を行い、最新のパルス周期Ｔに応じた相切替タイミングで転流を行うように、モータ３の１８０°通電制御を継続する。

【0055】

上記で説明したように、ロジック部１２は、モータ３の始動に際して、所定の強制転流周波数に応じた相切替タイミングで強制転流を開始した直後に無通電期間を設け、ロータ３１の惰性回転中に生成される位置信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた相切替タイミングで通常転流を開始するように、ブラシレスＤＣモータ３の通電制御を行う。

【0056】

このようなモータ始動シーケンスによれば、強制転流による起動不良や騒音を解消することができるので、極数の少ないモータ３を静粛かつ円滑に始動することが可能となる。

【0057】

＜車両への適用＞
図７は、種々の電子機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Ｙは、バッテリ（不図示）から電源電圧ＶＣＣの供給を受けて動作する種々の電子機器Ｘ１１〜Ｘ１８を搭載している。なお、図７における電子機器Ｘ１１〜Ｘ１８の搭載位置については、図示の便宜上、実際とは異なる場合がある。

【0058】

電子機器Ｘ１１は、エンジンに関連する制御（インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、及び、オートクルーズ制御など）を行うエンジンコントロールユニットである。

【0059】

電子機器Ｘ１２は、ＨＩＤ［high intensity discharged lamp］やＤＲＬ［daytime running lamp］などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。

【0060】

電子機器Ｘ１３は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。

【0061】

電子機器Ｘ１４は、車両Ｙの運動に関連する制御（ＡＢＳ［anti-lock brake system］制御、ＥＰＳ［electric power steering］制御、電子サスペンション制御など）を行うボディコントロールユニットである。

【0062】

電子機器Ｘ１５は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。

【0063】

電子機器Ｘ１６は、エアーコンディショナ、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、ダンパー（ショックアブソーバー）、電動サンルーフ、及び、電動シートなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Ｙに組み込まれている電子機器である。

【0064】

電子機器Ｘ１７は、車載Ａ／Ｖ［audio/visual］機器、カーナビゲーションシステム、及び、ＥＴＣ［electronic toll collection system］など、ユーザオプション品として任意で車両Ｙに装着される電子機器である。

【0065】

電子機器Ｘ１８は、車載ブロア、オイルポンプ、ウォーターポンプ、バッテリ冷却ファンなど、高耐圧系モータを備えた電子機器である。

【0066】

上記した電子機器Ｘ１１〜Ｘ１８のうち、ブラシレスＤＣモータを備える電子機器については、適宜、先に説明した電子機器Ｘの構成及びモータ始動手法を採用することができる。特に、エンジン音を一切生じない電気自動車や、車両停止時にエンジンを停止するアイドリングストップ車では、車両に搭載された電子機器の発するモータ始動音すらも運転者や同乗者の耳障りとなり得るが、先に説明した電子機器Ｘであれば、ブラシレスＤＣモータを静粛かつ円滑に始動することができるので、車内を静粛に保つことが可能となる。

【0067】

＜その他の変形例＞
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、モータ駆動装置の用途については、車載用以外にも、様々な用途（例えば白物家電用）が考えられる。また、静音化に優れたモータ通電方式については、１８０°通電方式以外にも、１５０°通電方式などが考えられる。また、ロータ位置検出手法については、ホールセンサやホールＩＣを用いる手法以外にも、モータコイルに生じる誘起電圧を監視する手法が考えられる。

【0068】

このように、上記の実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、モータ駆動装置全般に適用することが可能な技術であり、例えば、車載用３相ブラシレスＤＣモータドライバＩＣに利用することが可能である。

【符号の説明】

【0070】

１ 半導体装置（モータ駆動装置）
１１ 位置信号生成部
１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ ホールコンパレータ
１２ ロジック部
１３ プリドライバ
１４ チャージポンプ
２ ドライバ
２１〜２６ パワートランジスタ
３ モータ（３相ブラシレスＤＣモータ）
３１ ロータ
３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗ ステータ
４、４Ｕ、４Ｖ、４Ｗ ホールセンサ
Ｘ、Ｘ１１〜Ｘ１８ 電子機器
Ｙ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】