WO2020196744A1

WO2020196744A1 - モータ制御装置、モータ制御方法及びモータユニット

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Publication number: WO2020196744A1
Application number: PCT/JP2020/013643
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Inventors: 竜大堀; 直樹塩田; 聖基早田; 貴史八ツ田; 敦史川崎
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Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2020-10-01
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Abstract

回転子および３相の電機子コイルを備えるブラシレスモータを制御するモータ制御装置であって、回転子の回転位置を検出する位置検出部と、第１又は第２の制御モードにおいて、回転子の回転位置に応じた通電タイミングで第１又は第２駆動信号をインバータ（５２）に出力する制御部（５４）と、第１又は第２駆動信号が入力されると、３相の電機子コイルに第１又は第２通電信号を出力するインバータ（５２）と、を備え、３相のうちいずれか２つの相について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値が、前記第１の制御モードよりも前記第２の制御モードの方が大きい。

Description

モータ制御装置、モータ制御方法及びモータユニット

　本発明は、モータ制御装置、モータ制御方法及びモータユニットに関する。

　従来から、車両に搭載されるワイパ装置には、ワイパアームを揺動させるための駆動源としてワイパモータ（ブラシレスモータ）が用いられている。ワイパ装置は、ワイパモータを駆動することで、ワイパアームをフロントガラス上における所定の範囲内で揺動動作させ、フロントガラスに付着した埃や雨滴等を払拭する。

　一般に、ワイパ装置は、ワイパモータを低速で駆動することでワイパブレードを低速で動作させる低速（Ｌｏ）作動モードと、ワイパモータを高速で駆動することでワイパブレードを高速で動作させる高速（Ｈｉ）作動モードと、を備える（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。

　特許文献１に記載のワイパ装置では、ブラシレスモータに通電する駆動制御を、低速作動モードにおいては、矩形波駆動とし、高速作動モードにおいては、進角・広角通電駆動としている。
　なお、進角・広角通電駆動とは、低速作動モードにおける矩形波駆動よりも通電角を大きくし、進角させたタイミングでブラシレスモータに通電する駆動を言う。

　また、特許文献２に記載のワイパ装置では、ブラシレスモータに通電する駆動制御を、低速作動モードにおいては、正弦波駆動制御とし、高速作動モードにおいては、進角・広角通電駆動としている。
　これにより、特許文献２に記載のワイパ装置の制御では、特許文献１に記載のワイパ装置の制御に比べて、低速作動モードにおけるブラシレスモータの作動音を低減（静音化）することが可能となっている（特許文献２の段落［００３７］、［００４８］および［００５６］参照）。

特開２０１４－１９５３８９号公報国際公開第２０１７／１５９２１４号

　しかしながら、ワイパ装置などの車両用電装装置では、消費電流の低減やモータ出力の向上などを考慮し柔軟にモータ制御をすることが望ましい。

　本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、消費電流の低減とモータ出力の向上との少なくともいずれか一方を考慮しつつ、柔軟なモータ制御をすることができる。モータ制御装置、モータ制御方法及びモータユニットを提供することを主要な目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の一態様は、回転子およびＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の電機子コイルを備えるブラシレスモータを制御するモータ制御装置であって、前記回転子の回転位置を検出する位置検出部と、第１の制御モードと第２の制御モードとを選択可能であり、前記第１の制御モードにおいて、前記回転子の回転位置に応じた通電タイミングで第１駆動信号をインバータに出力し、前記第２の制御モードにおいて、前記回転子の回転位置に応じた通電タイミングで第２駆動信号を前記インバータに出力する制御部と、前記第１の制御モードにおいて、前記３相の電機子コイルへの印加電圧として第１通電信号を出力し、前記第２の制御モードにおいて、前記３相の電機子コイルへの印加電圧として第２通電信号を出力する前記インバータと、を備え、前記３相のうちいずれか２つの相について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値が、前記第１の制御モードよりも前記第２の制御モードの方が大きいモータ制御装置である。

　本発明によれば、消費電流の低減とモータ出力の向上との少なくともいずれか一方を考慮しつつ、柔軟なモータ制御をすることができる。
　また、本発明の他の一実施態様によれば、高速作動モード（第２の制御モード）において、第２通電信号が入力されることにより、ブラシレスモータを正弦波駆動するので、高速作動モードにおけるブラシレスモータの作動音を抑制することが可能になる。

本実施形態におけるモータ制御装置を備えたワイパ装置１２を搭載した車両１０のフロントガラス１１を示す概略構成の一例を示す図である。本実施形態におけるモータユニット１９の外観の一例を示す図である。本実施形態におけるモータユニット１９のアンダーカバーを取り外した状態の底面図である。本実施形態におけるワイパ装置１２の制御系の概略構成の一例を示す図である。本実施形態における制御部５４の概略構成の一例を示す図である。本実施形態における第１駆動制御部６４１によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。第２通電信号にオーバラップ通電区間を設けることにより、モータの出力特性が向上する原理について説明するための図である。第２通電信号にオーバラップ通電区間を設けることにより、モータの出力特性が向上する原理について説明するための図である。本実施形態における３次高調波通電駆動及び広角台形波通電駆動におけるブラシレスモータ３０のモータ特性を示す図である。低出力モードまたは高出力モードに用いる駆動制御におけるブラシレスモータ３０の作動音の特性を示す図である。低出力モードまたは高出力モードに用いる駆動制御におけるブラシレスモータ３０の作動音の特性を示す図である。本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態におけるソフトウエア（ｓｏｆｔｗａｒｅ）のバリエーションを示すタイミングチャートである。本実施形態における制御部５４の処理の流れについて説明する図である。本実施形態における制御部５４の処理の流れの変形例について説明する図である。モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。本実施形態における第１駆動制御部６４１によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。第２通電信号において通電角を電気角１１０°にした場合における、消費電流と電気角の関係を示す図である。第２通電信号において通電角を電気角１５５°にした場合における、モータの回転数と電気角の関係を示す図である。

　以下、発明の実施の形態を通じて本発明の態様を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。

　本実施形態のモータ制御装置は、ワイパアームを揺動動作させるブラシレスモータを制御する。そして、モータ制御装置は、ブラシレスモータの出力が低い低出力モード（第１の制御モード）においては、ブラシレスモータを正弦波に高調波を重畳させた正弦波（第１通電信号）により通電し、低出力モードよりも出力が高い高出力モード（第２の制御モード）においては、ブラシレスモータを、第１通電信号を広角台形波にした正弦波（第２通電信号）により通電する。以下に、本実施形態におけるモータ制御装置について、図を用いて説明する。

　図１は、本実施形態におけるモータ制御装置を備えたワイパ装置１２を搭載した車両１０のフロントガラス１１を示す概略構成の一例を示す図である。
　図１に示すように、車両１０は、フロントガラス１１及びワイパ装置１２を備える。
　ワイパ装置１２は、フロントガラス１１を払拭する。
　ワイパ装置１２は、ワイパアーム１４，１６、ワイパブレード１７，１８、モータユニット１９及び動力伝達機構２０を備える。
　ワイパアーム１４は、ピボット軸１３を中心として揺動する。ワイパアーム１６は、ピボット軸１５を中心として揺動する。
　ワイパブレード１７は、ワイパアーム１４の自由端に取り付けられている。ワイパブレード１８は、ワイパアーム１６の自由端に取り付けられている。
　モータユニット１９は、ワイパアーム１４，１６を駆動する。本実施形態では、モータユニット１９の動力は、レバー、リンク等により構成された動力伝達機構２０を経由して、ワイパアーム１４，１６に個別に伝達される。

　図２は、本実施形態におけるモータユニット１９の外観の一例を示す図である。図３は、図２に示すモータユニット１９のアンダーカバー２８が取り外された状態の底面図である。
　図２に示すように、モータユニット１９の外観は、主としてケース２３及びフレーム２４によって構成される。
　ケース２３は、有底円筒形状を備えている。フレーム２４は、中空の形状を備えている。フレーム２４とケース２３とは、図示しない締結部材により固定されている。

　図３に示すように、モータユニット１９は、ブラシレスモータ３０、ロータ軸２２ａ、開口部２４ａ、ウォームホイール２５、出力軸２６、減速機構２７、アンダーカバー２８、制御基板２９、センサマグネット３８及びモータ制御装置３３を備える。

　ブラシレスモータ３０は、モータ制御装置３３の制御指示に基づいてワイパアーム１４，１６を揺動動作させる。
　例えば、ブラシレスモータ３０は、３相４極形であるブラシレスモータである。
　ブラシレスモータ３０は、ステータ２１及びロータ（回転子）２２を備える。
　ステータ２１は、ケース２３の内周に固定されている。ステータ２１は、３相の電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを備える。ステータ２１は、その電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗが巻装されている。例えば、３相の電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは、一端の中性点で接続されるデルタ結線により接続される。ただし、デルタ結線に限らず、Ｙ結線であってもよい。また、ブラシレスモータ３０は、各電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗが、正極及び負極の両方として機能するモータである。

　例えば、ロータ２２は、ステータ２１の内側に設けられている。ロータ２２は、ロータ軸２２ａと、ロータ軸２２ａに取り付けた４極の永久磁石２２ｂとを備える。ケース２３内には複数の軸受（不図示）が設けられており、ロータ軸２２ａは、複数の軸受により回転可能に支持されている。
　なお、図３に示すようにロータ２２は、ステータ２１の内側に配置されたインナロータ形の構造であるが、ロータ２２がステータ２１の外側に配置されたアウターロータ形の構造であってもよい。

　ロータ軸２２ａは、長さ方向の略半分がケース２３の内部に配置されており、残りの略半分がフレーム２４内に配置されている。
　ロータ軸２２ａのうちフレーム２４内に配置された部分の外周には、減速機構２７が形成されている。減速機構２７は、ウォーム２２ｃ及びギヤ２５ａを備える。
　ウォーム２２ｃは、フレーム２４内に配置されたロータ軸２２ａの外周に設けられている。ギヤ２５ａは、フレーム２４内に設けられたウォームホイール２５の外周に形成されている。ギヤ２５ａは、ウォーム２２ｃと噛合されている。

　ウォームホイール２５は、出力軸２６と一体回転するように構成されている。減速機構２７は、ロータ２２の動力を出力軸２６に伝達する際に、ロータ２２の回転数（入力回転数）よりも出力軸２６の回転数（出力回転数）を低くする。また、図２において、フレーム２４の上部には、図示しない軸孔が設けられている。出力軸２６におけるウォームホイール２５が固定された端部に対して反対側の端部は、フレーム２４の軸孔を経由して外部に露出している。出力軸２６におけるフレーム２４の外部に露出した部分には、図１に示すように動力伝達機構２０が連結されている。

　開口部２４ａは、フレーム２４における軸孔の反対側の部分に設けられている。開口部２４ａは、フレーム２４の内部にウォームホイール２５等を取り付けるために形成されたものである。アンダーカバー２８は、開口部２４ａを塞ぐように設けられている。アンダーカバー２８はトレイ形状を備えている。
　制御基板２９は、アンダーカバー２８とフレーム２４とにより取り囲まれた空間に設けられている。図２に示すように、例えば、制御基板２９はアンダーカバー２８に取り付けられる。この制御基板２９には、ブラシレスモータ３０を制御するモータ制御装置３３が設けられている。

　センサマグネット３８は、ロータ軸２２ａのうちフレーム２４内に配置された箇所に設けられている。センサマグネット３８は、ロータ軸２２ａと一体回転する。センサマグネット３８は、ロータ軸２２ａの円周方向に沿って、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように着磁されている。

　以下に、本実施形態におけるモータ制御装置３３について、図面を用いて説明する。
　図４は、本実施形態におけるワイパ装置１２の制御系の概略構成の一例を示す図である。ワイパ装置１２は、ワイパスイッチ３７、回転角検出部３９、車速センサ４０及びモータ制御装置３３を備える。

　ワイパスイッチ３７は、車両１０の車室内に備えられている。
　ワイパスイッチ３７は、ワイパアーム１４，１６を揺動動作させるスイッチである。
　ワイパスイッチ３７は、ワイパアーム１４，１６を低速（例えば、予め設定された速度）で動作させる低速作動モード、ワイパアーム１４，１６を低速作動モードより高速で動作させる高速作動モード、及びワイパアーム１４，１６の揺動動作を停止させる停止モードの各モードに切り換え可能である。

　ワイパスイッチ３７は、運転者により操作されることで、その操作を示す操作信号をモータ制御装置３３に出力する。例えば、運転者は、降雨量、降雪量等の条件に基づいて、ワイパスイッチ３７を操作することでワイパアーム１４，１６の払拭速度を切り替えることができる。運転者は、降雨量、降雪量が少ないとき、ワイパスイッチ３７を操作することでワイパアーム１４，１６を予め定められた低速で動作させる低速作動モードを選択することができる。この場合、ワイパスイッチ３７は、運転者による、低速作動モードを選択する操作に基づいて、低速作動モードを示す低速作動モード信号を操作信号としてモータ制御装置３３に出力する。

　一方、運転者は、降雨量、降雪量が多いとき、ワイパスイッチ３７を操作して、ワイパアーム１４，１６を、上記の低速よりも高速で動作させる高速作動モードを選択することができる。この場合、ワイパスイッチ３７は、運転者による、高速作動モードを選択する操作に基づいて、高速作動モードを示す高速作動モード信号を操作信号としてモータ制御装置３３に出力する。

　また、運転者によりワイパスイッチ３７に対してワイパアーム１４，１６の揺動動作を停止させる操作が行われた場合に、ワイパスイッチ３７は、停止モードを示す停止モード信号を操作信号としてモータ制御装置３３に出力する。

　車速センサ４０は、車両１０に設けられている。車速センサ４０は、車両１０の走行速度（以下、「車速」という。）Ｖを計測する。車速センサ４０は、計測した車両１０の車速Ｖをモータ制御装置３３に出力する。

　回転角検出部３９は、ロータ２２の回転に応じた信号を検出する。例えば、回転角検出部３９は、３つのホールＩＣを備え、ロータ軸２２ａを中心として磁気的に互いに１２０度となる位置に設けられている。これらの３つのホールＩＣは、ロータ２２が回転すると、それぞれ互いに１２０度位相のずれたパルス信号をモータ制御装置３３に対して出力する。すなわち、回転角検出部３９は、ロータ２２の回転に伴い、センサマグネット３８の磁極の変化に基づいたパルス信号を発生し、モータ制御装置３３に出力する。

　モータ制御装置３３は、インバータ５２及び制御部５４を備える。
　インバータ５２は、３相ブリッジ接続された６個のスイッチング素子５２ａ～５２ｆと、各スイッチング素子５２ａ～５２ｆのそれぞれのコレクタ－エミッタ間に逆並列に接続されたダイオード５３ａ～５３ｆとを備える。各スイッチング素子５２ａ～５２ｆは、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor；電界効果トランジスタ）、又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子５２ａ～５２ｆの各ゲートは制御部５４に接続される。

　スイッチング素子５２ａ～５２ｆのドレインまたはソース（コレクタまたはエミッタ）は、デルタ結線された電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに接続される。
　より具体的に、スイッチング素子５２ａのソースとスイッチング素子５２ｄのドレインとの接続点である中性点５５ａは、電機子コイル２１ｗと電機子コイル２１ｕの接続点２１ａに接続される。スイッチング素子５２ｂのソースとスイッチング素子５２ｅのドレインとの接続点である中性点５５ｂは、電機子コイル２１ｗと電機子コイル２１ｖの接続点２１ｂに接続される。スイッチング素子５２ｃのソースとスイッチング素子５２ｆのドレインとの接続点である中性点５５ｃは、電機子コイル２１ｖと電機子コイル２１ｕの接続点２１ｃに接続される。
　これにより、６個のスイッチング素子５２ａ～５２ｆは、制御部５４から出力される駆動信号（ゲート信号）に基づいてスイッチング動作を行い、インバータ５２に印加される直流電源５１の電源電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電圧として、電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに通電信号として供給する。

　制御部５４は、回転角検出部３９から供給されるパルス信号に基づいて、ロータ２２の回転位置を決定する。また、制御部５４は、パルス信号に基づいて、ロータ２２の回転数を検出する。そして、制御部５４は、ブラシレスモータ３０の出力が低い低出力モードにおいて、ブラシレスモータ３０を正弦波駆動する。
　すなわち、制御部５４は、第１駆動信号をインバータ５２に出力することで、電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを、正弦波に高調波を重畳させた正弦波（第１通電信号）により通電し、ロータ２２を回転駆動する。ここで、本実施形態においては、第１駆動信号は、第１通電信号に対応する。すなわち、制御部５４は、第１駆動信号を、インバータ５２を制御する指示信号として出力する。そして、インバータ５２は、当該指示信号に基づいて、第１通電信号により３相各相を正弦波駆動する（詳細については、図６を用いて後述する）。

　一方、制御部５４は、低出力モードよりも出力が高い高出力モードにおいて、第２駆動信号をインバータ５２に出力することで、電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを、第１通電信号を広角台形波にした正弦波（第２通電信号）により通電し、ロータ２２を回転駆動する。ここで、本実施形態においては、第２駆動信号は、第２通電信号に対応する。すなわち、制御部５４は、第２駆動信号を、インバータ５２を制御する指示信号として出力する。そして、インバータ５２は、当該指示信号に基づいて、第２通電信号により３相各相を正弦波駆動する（詳細については、図７を用いて後述する）。

　以下に、本実施形態における制御部５４について、図５を用いて説明する。
　図５は、本実施形態における制御部５４の概略構成の一例を示す図である。
　制御部５４は、位置検出部６１、負荷判定部６２、モード判定部６３及び駆動制御部６４を備える。

　位置検出部６１は、回転角検出部３９から供給されるパルス信号に基づいて、ロータ２２の回転位置を検出する。位置検出部６１は、検出したロータ２２の回転位置を駆動制御部６４に出力する。

　負荷判定部６２は、車速センサ４０が計測した車速Ｖが予め設定された所定値Ｖｔｈを超えたか否かを判定する。負荷判定部６２は、車速センサ４０が計測した車速Ｖが所定値Ｖｔｈを超えた場合に、ブラシレスモータ３０の負荷が高負荷であると判定する。負荷判定部６２は、ブラシレスモータ３０の負荷が高負荷であると判定した場合に、その判定結果を示す高負荷信号をモード判定部６３に出力する。これは、車両１０の車速Ｖが上がると、車両１０のフロントガラス１１への風量が増大し、フロントガラス１１上を払拭するワイパブレード１７，１８の動きが妨げられるためである。この場合には、ブラシレスモータ３０は高出力でワイパアーム１４，１６を揺動動作させる必要がある。したがって、制御部５４は、車速Ｖが所定値Ｖｔｈを超えた場合、低出力モードから高出力モードに移行することで、ブラシレスモータ３０に対して大きなトルクを発生させるとともに、位置検出部６１が検出したロータ２２の回転位置を基準として所定の電気角で進角制御を行うことでブラシレスモータ３０の回転数を上昇させる。

　また、負荷判定部６２は、回転角検出部３９から供給されるパルス信号に基づいて検出されるロータ２２の回転数またはブラシレスモータ３０の電流値の所定値、もしくはその両方から算出される所定値が、予め設定された所定値を超えたか否かを判定する。負荷判定部６２は、回転角検出部３９から供給されるパルス信号に基づいて検出されるロータ２２の回転数またはブラシレスモータ３０の電流値の所定値、もしくはその両方から算出される所定値が、予め設定された所定値を超えた場合に、ブラシレスモータ３０の負荷が高負荷であると判定する。負荷判定部６２は、ブラシレスモータ３０の負荷が高負荷であると判定した場合に、その判定結果を示す高負荷信号をモード判定部６３に出力する。これは、雨量の変化などの状況変化が起こり、車両１０のフロントガラス１１（払拭面）上におけるワイパブレード１７，１８の動きへの抵抗が増加し、ワイパブレード１７、１８の動きが妨げられるためである。この場合には、ブラシレスモータ３０は高出力でワイパアーム１４，１６を揺動動作させる必要がある。したがって、制御部５４は、ロータ２２の回転数またはブラシレスモータ３０の電流値の所定値、もしくはその両方から算出される所定値が、予め設定された所定値を超えた場合、低出力モードから高出力モードに移行することで、ブラシレスモータ３０に対して大きなトルクを発生させるとともに、位置検出部６１が検出したロータ２２の回転位置を基準として所定の電気角で進角制御を行うことでブラシレスモータ３０の回転数を上昇させる。

　モード判定部６３は、ブラシレスモータ３０を低出力モードで駆動するか、高出力モードで駆動するか、又はブラシレスモータ３０の駆動を停止するかのいずれかであるかを判定する。
　モード判定部６３は、ワイパスイッチ３７から低速作動モード信号を取得した場合に、ブラシレスモータ３０を低出力モードで駆動すると判定し、低出力モードを示す低出力モード信号を駆動制御部６４に出力する。
　モード判定部６３は、ワイパスイッチ３７から高速作動モード信号を取得した場合に、ブラシレスモータ３０を高出力モードで駆動すると判定し、高出力モードを示す高出力モード信号を駆動制御部６４に出力する。また、モード判定部６３は、負荷判定部６２から高負荷信号を取得した場合に、ブラシレスモータ３０を高出力モードで駆動すると判定し、高出力モードを示す高出力モード信号を駆動制御部６４に出力する。

　モード判定部６３は、ワイパスイッチ３７から停止モード信号を取得した場合に、ブラシレスモータ３０の駆動を停止させる判定をし、ブラシレスモータ３０の駆動の停止を示す停止信号を駆動制御部６４に出力する。

　駆動制御部６４は、第１駆動制御部６４１及び第２駆動制御部６４２を備える。
　駆動制御部６４は、モード判定部６３から低出力モード信号を取得した場合には、第１駆動制御部６４１によるブラシレスモータ３０の３次高調波通電駆動を実行する。
　図６は、本実施形態における第１駆動制御部６４１によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。
　図６の横軸に示す０°～３６０°の角度は、第１通電信号の１周期内における通電期間を表す電気角である。また、縦軸に示すＦＥＴ＿ＤＵＴＹ［％］は、各相へ印加する印加電圧のデューティを表す。
　ここで、図６に示すように、第１通電信号は、正弦波に３次高調波が重畳された３相の各相の印加電圧を表している。
　すなわち、インバータ５２は、第１の制御モードにおいて、前記回転子の回転位置に応じた通電タイミングで、正弦波に３次高調波が重畳された３相の各相の通電タイミングを表す第１通電信号を出力し、ブラシレスモータの３相の各相を正弦波駆動する。
　以下の説明において、第１通電信号により、ブラシレスモータ３０に通電する駆動制御を３次高調波通電駆動と称する場合がある。
　このように、第１駆動制御部６４１は、位置検出部６１により検出されたロータ２２の回転位置に応じた通電タイミングで第１駆動信号をインバータ５２に出力することで、インバータ５２に対して、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動するための第１通電信号を発生させる。
　図６に示すように、第１通電信号は正弦波に３次高調波が重畳された波形（以下、３次高調波重畳波と言う）を有する。３次高調波重畳波は、その波形の山における印加電圧のデューティ（ピーク電圧）が一定区間約１００％（９７～９９％）となり、谷における印加電圧のデューティが一定区間約０％（１～３％）となる。さらに、第１通電信号において、Ｗ相の印加電圧のデューティのみが約１００％（９７～９９％）である通常通電区間と、Ｕ相の印加電圧のデューティのみが約１００％である通常通電区間との間の区間は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の印加電圧がピーク電圧（９７～９９％）未満である。なお、図示を省略したが、第１通電信号の１周期内における通電期間において、Ｖ相の印加電圧のデューティのみが約１００％（９７～９９％）である通常通電区間も存在する。

　一方、駆動制御部６４は、モード判定部６３から高出力モード信号を取得した場合には、第２駆動制御部６４２によるブラシレスモータ３０の広角台形波通電駆動を実行する。
　図７Ａから図７Ｄは、本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。
　図７Ａから図７Ｄの横軸に示す０°～３６０°の角度は、第２通電信号の１周期内における通電期間を表す電気角である。また、縦軸に示すＦＥＴ＿ＤＵＴＹ［％］は、各相へ印加する印加電圧のデューティを表す。
　ここで、図７Ａから図７Ｄに示すように、第２通電信号は、ロータ２２（回転子）の回転位置に応じた通電タイミングで、３相のうち第１の相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通常通電区間と第２の相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通常通電区間との間に、第１の相及び第２の相の印加電圧のデューティが共に１００％のデューティとなるオーバラップ通電区間を備えた信号である（図７Ａから図７Ｄを用いて後述する）。
　例えば、図６に示す第１通電信号において、Ｗ相の印加電圧のデューティが約１００％である通常通電区間と、図６に示すＵ相の印加電圧のデューティが約１００％である通常通電区間との間の区間は、図６においては、３相のうちいずれの相も印加電圧が約１００％未満である。当該区間を、第２通電信号においては、Ｗ相とＵ相の両方の相の印加電圧も１００％のデューティとなるオーバラップ通電区間（電圧値重複区間）と設定する。また、図７に示すように、他の相の間（Ｕ相とＶ相との間、Ｖ相とＷ相との間）もオーバラップ通電区間と設定する。これにより、第１通電信号から第２通電信号を生成することが可能である。また、第１通電信号に対応する第１駆動信号から、第２通電信号に対応する第２駆動信号を生成することも可能となる。
　ここで、図７Ａから図７Ｄを参照し、第２通電信号について説明する。この図７Ａから図７Ｄについては、第２通電信号における時系列で連続する波形のうち、ある一区間を注目した場合の波形を示す。

　図７Ａに示すように、第２通電信号は、３相のうちのＵ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間（通常通電区間７１１）とＶ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間（通常通電区間７１２）との間に、Ｕ相および前記Ｖ相の印加電圧のデューティが共に１００％のデューティとなる通電区間（オーバラップ通電区間７１３）を有する。
　また、図７Ｂに示すように、第２通電信号は、３相のうちのＶ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間（通常通電区間７３１）とＷ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間（通常通電区間７３２）との間に、Ｖ相およびＷ相の印加電圧のデューティが共に１００％となる通電区間（オーバラップ通電区間７３３）を有する。
　また、図７Ｃに示すように、第２通電信号は、３相のうちのＷ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間（通常通電区間７５１）とＵ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間（通常通電区間７５２）との間に、Ｗ相およびＶ相の印加電圧のデューティが共に１００％となる通電区間（オーバラップ通電区間７５３）を有する。
　図７Ａから図７Ｃでは、第２通電信号は、３相のうち第１の相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通常通電区間と第２の相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通常通電区間との間に、第１の相及び第２の相の印加電圧のデューティが共に１００％のデューティとなるオーバラップ通電区間を備えた信号である点、説明した。これを言い換えると、第２通電信号は、３相のうち第１の相の印加電圧のデューティのみが０％となる通常通電区間と第２の相の印加電圧のデューティのみが０％となる通常通電区間との間に、第１の相及び第２の相の印加電圧のデューティが共に０％のデューティとなるオーバラップ通電区間を備えた信号であるともいえる。
　具体的には、図７Ｄに示すように、第２通電信号は、３相のうちＵ相の印加電圧のデューティのみが０％となる通電区間（通常通電区間７０１）とＶ相の印加電圧のデューティのみが０％となる通電区間（通常通電区間７０２）との間に、Ｕ相およびＶ相の印加電圧のデューティが共に０％のデューティとなる通電区間（オーバラップ通電区間７０３）を有する。図示を省略するが、第２通電信号は、３相のうちＶ相の印加電圧のデューティのみが０％となる通電区間（通常通電区間）とＷ相の印加電圧のデューティのみが０％となる通電区間（通常通電区間）との間に、Ｖ相およびＷ相の印加電圧のデューティが共に０％のデューティとなる通電区間（オーバラップ通電区間）を有する。また、第２通電信号は、３相のうちＷ相の印加電圧のデューティのみが０％となる通電区間（通常通電区間）とＵ相の印加電圧のデューティのみが０％となる通電区間（通常通電区間）との間に、Ｗ相およびＵ相の印加電圧のデューティが共に０％のデューティとなる通電区間（オーバラップ通電区間）を有する。
　以下の説明において、第２通電信号により、ブラシレスモータ３０に通電する駆動制御を広角台形波通電駆動と称する場合がある。
　このように、第２駆動制御部６４２は、位置検出部６１により検出されたロータ２２の回転位置に応じた通電タイミングで第２駆動信号をインバータ５２に出力することで、インバータ５２に対して、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動するための第２通電信号を発生させる。

　また、高出力モードにおいて、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することは、低出力モードにおいて、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動することに対して、モータの出力特性を大幅に改善するためである（以下、目的１と言う）。また、高出力モードにおいて、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することは、高出力モードにおいて、ブラシレスモータ３０を矩形波駆動（特許文献１及び特許文献２における広角通電駆動）することに対して、作動音を抑制することを可能とするためである（以下、目的２と言う）。

　以下に、目的１及び目的２を達成するために、高出力モードにおいて、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することとした理由について、図８を用いて説明する。
　図８は、第２通電信号にオーバラップ通電区間を設けることにより、モータの出力特性が向上する原理について説明するための図である。なお、図８に記す抵抗ＲＷ、抵抗ＲＵ、抵抗ＲＶは、それぞれ、インバータ５２の各スイッチング素子５２ａ～５２ｆおよび３相の電機子コイル２１ｕ、２１ｖ，２１ｗから構成される回路（抵抗回路とよぶ）における基準抵抗を示すものとする。また、図８に記す矢印の大きさは、各相への印加電流の値の大きさに比例している。

　図８Ａは、図７Ｄの電気角１８０°付近（図７Ｄ符号８００ａ）の通電状態における回路図である。通電角１８０°付近においては、接続点２１ａにはＷ相印加電圧のデューティが１００％、接続点２１ｂにはＶ相印加電圧のデューティが０％、接続点２１ｃにはＵ相印加電圧のデューティが５０％にて通電されている。
　図８Ａに示すように、高出力モードのおける通常通電区間（３相通電）に駆動している際は、３相全てに通電されるため、抵抗回路における端子間抵抗Ｒａは、抵抗ＲＷ（抵抗値Ｒ）と、抵抗ＲＵと抵抗ＲＶとの直列抵抗（抵抗値２Ｒ）とが、並列に配置された構成となるため、以下の式によりＲａ＝２Ｒ／３となる。
　Ｒａ＝Ｒ×２Ｒ／（Ｒ＋２Ｒ）＝（２／３）Ｒ
　なお、抵抗回路における端子間抵抗Ｒａとは、図４に示す直流電源５１の正極端子と負極端子との間の抵抗値をいう。
　ここでは、抵抗ＲＷに流れる電流と、抵抗ＲＵと抵抗ＲＶとの直列抵抗とに流れる電流の大きさを比較すると、抵抗ＲＷに流れる電流の方が、抵抗ＲＵと抵抗ＲＶとの直列抵抗とに流れる電流よりも大きい。

　図８Ｂは、図７Ａの電気角２１０°付近（図７Ａ符号８００ｂ）の通電状態における回路図である。
　一方、図８（ｂ）に示すように、高出力モードのおけるオーバラップ通電区間（２相通電）に駆動している際は、２相に通電されるため、抵抗回路における端子間抵抗Ｒｂは、抵抗ＲＷ（抵抗値Ｒ）と、抵抗ＲＵ（抵抗値Ｒ）とが、並列に配置された構成となるため、以下の式によりＲｂ＝Ｒ／２となる。
　Ｒｂ＝Ｒ×Ｒ／（Ｒ＋Ｒ）＝（１／２）Ｒ
　なお、抵抗回路における端子間抵抗Ｒｂとは、図４に示す直流電源５１の正極端子と負極端子との間の抵抗値をいう。
　ここでは、抵抗ＲＷと抵抗ＲＶとには電流が流れるが、抵抗ＲＵには電流がほぼ流れない。言い換えると、接続点２１ａと接続点２１ｃとにデューティ１００％の印加電圧が印加され、かつ、接続点２１ｂにデューティ０％の印加電圧が印加される。そのため、接続点２１ａと接続点２１ｃは同電位となり、接続点２１ａと接続点２１ｃとの間には電流が流れなくなる。また、接続点２１ａと接続点２１ｂとの間の電位差と、接続点２１ｃと接続点２１ｂとの間の電位差とが等しくなり、接続点２１ａと接続点２１ｂとの間に流れる電流と、接続点２１ｃと接続点２１ｂとの間に流れる電流とが等しくなる。その結果、抵抗ＲＷに流れる電流の大きさと抵抗ＲＶに流れる電流の大きさは、ほぼ同じであるが、抵抗ＲＵには電流がほぼ流れなくなり、ブラシレスモータ３０は抵抗ＲＵの抵抗値としての影響を受けなくなる。

　このように、オーバラップ通電区間に切り替えることで、通電される回路が３相から２相となり、抵抗計算結果が２Ｒ／３からＲ／２になることで、モータ内部抵抗を、（２Ｒ／３－Ｒ／２）／（２Ｒ／３）＝１／４＝２５％低減することが可能となる。
　つまり、モータ内部抵抗が下がることで、銅損低減の効果によりモータの出力特性が向上する。

　図９は、本実施形態における３次高調波通電駆動及び広角台形波通電駆動におけるブラシレスモータ３０のモータ特性を示す図である。
　図９において、Ｌ１は、３次高調波通電駆動のモータ特性を示す。また、Ｈ１は広角台形波通電駆動のモータ特性を示す。また、Ｈ１Ｓは、広角台形波＋「進角＞０°」通電駆動のモータ特性を示す。ここで、広角台形波＋「進角＞０°」通電駆動とは、ロータ２２の回転位置を基準として所定の電気角だけ進角させた通電タイミングで第２通電信号を出力し、ブラシレスモータの３相の各相を正弦波駆動する広角台形波通電駆動をいう。
　また、出力特性Ｌで示した領域は低い車速の低速作動モードにおいて要求される一払拭周期でのモータ特性を示す。また、出力特性Ｈで示した領域は高速走行時の高速作動モードに要求される一払拭周期でのモータ特性を示す。
　図９に示すように、駆動制御部６４は、低出力モードにおいて、３次高調波通電駆動を行うことで、低速作動モードで要求される一払拭周期でのモータ特性を満足することができる。
　また、駆動制御部６４は、低出力モードから高出力モードに移行した場合には、広角台形波通電駆動を実行する。すなわち、駆動制御部６４は、低出力モードにおける３次高調波通電駆動に比べて、広角台形波通電駆動および広角台形波＋「進角＞０°」通電駆動により、ブラシレスモータ３０の回転数を上昇させるとともに、回転数の上昇によるトルクの低下を防止し、高トルクを発生させることができる。すなわち、上記目的１が達成されたと言える。また、駆動制御部６４は、広角台形波通電駆動またはおよび広角台形波＋「進角＞０°」通電駆動を行うことで、高速作動モードで要求される一払拭周期でのモータ特性を満足することができる。

　図１０、図１１は、低出力モードまたは高出力モードに用いる駆動制御におけるブラシレスモータ３０の作動音の特性を示す図である。
　図１０は、ブラシレスモータ３０の駆動制御を、低（Ｌｏ）出力モードまたは高（Ｈｉ）出力モードにおいて、下記６つの駆動制御（第１～第６駆動制御）で行い、ロータ２２の回転周波数に対応する作動音を、周波数帯域（０～１５ＫＨｚ）においてＦＦＴ（Fast
Fourier Transform：高速フーリエ変換）したＯ．Ａ（Over All：オーバーオール）値を示している。ここで、Ｏ．Ａ値とは、周波数特性に注目せずに、単に音がうるさいとか静かであるとかを評価する際に用いられる値である。
　また、図１１は、ブラシレスモータ３０の駆動制御を、低出力モードまたは高出力モードにおいて、下記６つの駆動制御（第１～第６駆動制御）で行い、ロータ２２の回転周波数に対応する作動音である磁気音を、ロータ２２の回転周波数が５３０Ｈｚ～５９０Ｈｚのとき（Ｌｏ出力モード）、または７９０Ｈｚ～８５０Ｈｚのとき（Ｈｉ出力モード）に測定した値を示している。

（第１駆動制御）
　第１駆動制御は、低出力モードにおいて、矩形波駆動で行う駆動制御であって、特許文献１の矩形波駆動が対応する。
（第２駆動制御）
　第２駆動制御は、低出力モードにおいて、３次高調波駆動（正弦波駆動）で行う駆動制御であって、特許文献２および本実施形態の正弦波駆動が対応する。
（第３駆動制御）
　第３駆動制御は、高出力モードにおいて、矩形波通電（広角通電）で行う駆動制御であって、特許文献２の矩形波駆動が対応する。
（第４駆動制御）
　第４駆動制御は、高出力モードにおいて、広角台形波通電駆動（正弦波駆動）で行う駆動制御であって、本実施形態の正弦波駆動が対応する。
（第５駆動制御）
　第５駆動制御は、高出力モードにおいて、広角台形波＋「進角１０°」の通電駆動（正弦波駆動）で行う駆動制御であって、本実施形態の正弦波駆動が対応する。
（第６駆動制御）
　第６駆動制御は、高出力モードにおいて、広角台形波＋「進角３０°」の通電駆動（正弦波駆動）で行う駆動制御であって、本実施形態の正弦波駆動が対応する。

　図１０、図１１に示すように、低出力モードにおいては、Ｏ．Ａ値、磁気音ともに、第１駆動制御より第２駆動制御の方が、作動音は抑制されていることがわかる。
　また、高出力モードにおいては、第３駆動制御より第４～６駆動制御の方が、作動音は抑制されていることがわかる。
　すなわち、特許文献２であった「低速作動モードにおけるブラシレスモータの作動音と、高速作動モードにおけるブラシレスモータの作動音との間で、音圧差が大きく、高速作動モードにおけるブラシレスモータの音圧が、低速作動モードにおけるブラシレスモータの音圧に比べ、極端に大きいといった」問題を解決できている。つまり、本実施形態においては、高出力モードにおいて、広角台形波通電駆動で駆動制御を行うことにより、高出力モードにおいて、矩形波通電（広角通電）で行う駆動制御（特許文献２の矩形波通電（広角通電））に対して作動音を抑制することができている。すなわち、上記目的２が達成されたと言える。

　なお、駆動制御部６４は、モード判定部６３から停止信号を取得した場合には、第１駆動制御部６４１又は第２駆動制御部６４２によるブラシレスモータ３０の駆動を停止する。すなわち、駆動制御部６４は、モード判定部６３から停止信号を取得した場合には、ブラシレスモータ３０の駆動を停止し、ワイパアーム１４，１６の揺動動作を停止させる。

　次に、高出力モードにおいてインバータ５２が第２通電信号を生成する方法について説明する。以下の説明において、インバータ５２から電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗの各相に印加する印加電圧のデューティをＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］とし、制御部５４（第２駆動制御部６４２）からインバータ５２に対して出力する指示信号に含まれる、インバータ５２が各相へ印加する印加電圧の指令値が示すデューティをＳｏｆｔｗａｒｅ＿Ｄｕｔｙ［％］と表現する。
　先述の通り、モータ制御装置３３は、低出力モードの場合、図６に示すように、３次高調波重畳波の山においてＦＥＴ＿Ｄｕｔｙが約１００％となり、谷においてＦＥＴ＿Ｄｕｔｙが約０％となるように設定されている。
　図７Ａから図７Ｄに示すように、高出力モードにおいて、第２通電信号は広角台形波である。つまり、第２通電信号は、第１通電信号の振幅をＦＥＴ＿Ｄｕｔｙにおける５０％よりも大きな値に変化させた波形において、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙが１００％以上となる通電区間はＦＥＴ＿Ｄｕｔｙを１００％とし、かつ、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙが０％以下となる通電区間はＦＥＴ＿Ｄｕｔｙを０％とした波形である。
　言い換えると、モータ制御装置３３は、高出力モードの場合、３次高調波重畳波の山においてＦＥＴ＿Ｄｕｔｙが１００％よりも大きな値（例えば、１００％を超えるデューティであって、１３０％程度までの範囲のいずれかのデューティ）となり、谷においてＦＥＴ＿Ｄｕｔｙが０％未満の値（例えば、０％を下回るデューティであって、－３０％程度までの範囲のいずれかのデューティ）となるように設定されている。実際には、インバータ５２が物理的に出力可能な印加電圧の最大値はＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ＝１００％に対応する印加電圧であり、最小値はＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ＝０％に対応する印加電圧である。よって、インバータ５２は、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙが１００％よりも大きな値に設定されている通電区間において、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ＝１００％に対応する印加電圧を出力する。また、インバータ５２は、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙが０％未満の値に設定されている通電区間において、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ＝０％に対応する印加電圧を出力する。これにより、３次高調波重畳波の山および谷の付近で、印加電圧が一定値となる区間が生じ、広角台形波を生成することができる。
　これを、図１２および図１３を用いて説明する。

　図１２は、本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。図１３は、本実施形態におけるソフトウエア（ｓｏｆｔｗａｒｅ）のバリエーションを示すタイミングチャートである。
　図１２、図１３の横軸に示す０°～３６０°の角度は、図７Ａから図７Ｄと同様に第２通電信号の１周期内における通電期間を表す電気角である。また、第１縦軸（図中の左側の縦軸）はＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］を表す。また、第２縦軸（図中の右側の縦軸）はｓｏｆｔｗａｒｅ＿Ｄｕｔｙ［％］を表す。

　ここで、図１２は、制御部５４の指令によりインバータ５２が制御動作を行う際に用いるソフトウエア（ｓｏｆｔｗａｒｅ）とＵ、Ｖ、Ｗ各相へ印加電圧を印加するＦＥＴとにおいて、それぞれが認識するスケールを異ならしている場合の実施例を示している。ｓｏｆｔｗａｒｅ＿Ｄｕｔｙ［％］＝８０～１００％のとき、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］＝１００～１３０％となっているが、見かけ上のＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］（実際に各相に印加される印加電圧のデューティ）は、図１２中の太線で記載されるように１００％となっている。
　また、図１３は、制御部５４の指令によりインバータ５２が制御動作を行う際に用いるソフトウエア（ｓｏｆｔｗａｒｅ）をＤｕｔｙ１００％以上の出力が可能なものとした場合の実施例を示している。ｓｏｆｔｗａｒｅ＿Ｄｕｔｙ［％］＝１００～１３０％のとき、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］＝１００～１３０％となっているが、見かけ上のＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］（実際に各相に印加される印加電圧のデューティ）は、図１３中の太線で記載されるように１００％となっている。

　以下に、本実施形態における制御部５４の処理の流れについて、図１４および図１５を用いて説明する。図１４は、本実施形態における制御部５４の処理の流れについて説明する図である。図１５は、本実施形態における図１４の変形例を説明する図である。
　制御部５４は、運転者によりワイパスイッチ３７が低速作動側に操作されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部５４は、ワイパスイッチ３７から低速作動モード信号を取得した場合に、ワイパスイッチ３７が低速作動側に操作されたと判定する。制御部５４は、運転者によりワイパスイッチ３７が低速作動側に操作された場合、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動する（ステップＳ１０２）。

　一方、制御部５４は、運転者によりワイパスイッチ３７が低速作動側に操作されていない場合、ワイパスイッチ３７が高速作動側に操作されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、制御部５４は、ワイパスイッチ３７から高速作動モード信号を取得した場合に、ワイパスイッチ３７が高速作動側に操作されたと判定する。制御部５４は、運転者によりワイパスイッチ３７が高速作動側に操作された場合、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動する（ステップＳ１０４）。

　また、図１４に示した本実施形態における制御部５４の処理の流れを、図１５に示す制御部５４の処理の流れとしてもよい。
　制御部５４は、運転者によりワイパスイッチ３７が低速作動側に操作されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。例えば、制御部５４は、ワイパスイッチ３７から低速作動モード信号を取得した場合に、ワイパスイッチ３７が低速作動側に操作されたと判定する。制御部５４は、運転者によりワイパスイッチ３７が低速作動側に操作された場合、高出力モードが必要か否かを判定する（ステップＳ２０２）。制御部５４は、高出力モードが必要ないと判定した場合に、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動する（ステップＳ２０３）。

　一方、制御部５４は、運転者によりワイパスイッチ３７が低速作動側に操作されていない場合、ワイパスイッチ３７が高速作動側に操作されたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。例えば、制御部５４は、ワイパスイッチ３７から高速作動モード信号を取得した場合に、ワイパスイッチ３７が高速作動側に操作されたと判定する。制御部５４は、運転者によりワイパスイッチ３７が高速作動側に操作された場合、高出力モードが必要か否かを判定する（ステップＳ２０５）。制御部５４は、高出力モードが必要と判定した場合に、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動する（ステップＳ２０６）。

　さらに、制御部５４は、ステップＳ２０１の処理においてワイパスイッチ３７が低速作動側に操作されたと判定し、且つステップＳ２０２の処理において高出力モードが必要と判定した場合に、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動する。また、制御部５４は、ステップＳ２０４の処理においてワイパスイッチ３７が高速作動側に操作されたと判定し、且つステップＳ２０５の処理において高出力モードが必要ないと判定した場合に、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動する。

　このような構成とすることで、ワイパスイッチ３７が低速作動側にあるか高速作動側にあるかによらず、制御部５４によって低出力モードと高出力モードとを適宜切替えることができる。これにより、雨量の変化などの外部環境の変化や車速の変化などによるフロントガラス１１（払拭面）上の状況変化へ対応することが可能となる。

　上述したように本実施形態において、モータ制御装置３３は、ブラシレスモータ３０の出力が低い低出力モードにおいて、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動し、低出力モードよりも出力が高い高出力モードにおいて、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動により通電する。このように、モータ制御装置３３は、使用頻度の高い低速作動モードにおいて、３次高調波通電駆動することで、特許文献１記載の矩形波通電制御と比較して、効率良く、且つ作動音を低減することが可能となる（図１１参照）。
　また、高い特性が必要な高速作動モードにおいては、モータ制御装置３３は、広角台形波通電駆動することで、低速作動モードにおける正弦波駆動と比較してよりモータ特性を上げ、高速作動モードで要求されるモータ特性を満足することができる（図９参照）。さらに、特許文献２記載の矩形波通電制御（広角通電駆動）と比較して、効率良く、且つ作動音を低減することが可能となる（図１１参照）。

　上記実施形態においては、ワイパアームを揺動動作させるブラシレスワイパーモータであるブラシレスモータ３０と、モータ制御装置３３と、を備えるモータユニット１９について述べた。以下のようなブラシレスモータおよびモータ制御装置から構成されるモータユニットであってもよい。
（サンルーフモータユニット）
　車両のルーフに設けられるルーフパネルを開閉駆動するブラシレスサンルーフモータであるブラシレスモータと、車両停止時（低負荷）と走行時（高負荷）に合わせて、本実施形態における切り替え制御を適用したモータ制御装置とから構成されるサンルーフモータユニット。
（パワーシートモータユニット）
　車両シートを駆動するブラシレスパワーシートモータであるブラシレスモータと、シート位置の微調整（座席の位置、角度調整）では第１の通電信号（印加電圧）による通電駆動を行い、シート位置の大幅変更（後部座席への搭乗時、車両衝突時のサブマリン効果防止）等では、第２の通電信号（印加電圧）による通電駆動を行い、両通電の切り替え制御を行うモータ制御装置とから構成されるパワーシートモータユニット。
（ファンモータユニット）
　車両のラジエター冷却装置の駆動源として用いられるブラシレスファンモータであるブラシレスモータと、速度可変に対応して、第１の通電信号および第２の通電信号による通電駆動を行い、両通電の切り替え制御を行うモータ制御装置とから構成されるファンモータユニット。
（パワースライドドアモータユニット）
　車両のスライドドアを開閉する電動モータとして用いられるブラシレスパワースライドドアモータであるブラシレスモータと、第１の通電信号および第２の通電信号による通電駆動を行い、両通電の切り替え制御を行うモータ制御装置とから構成されるパワースライドドアモータユニット。

　ここで、上述のモータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例について、図１６から図２０を用いて説明する。ここでは、サンルーフの制御を行うための構成に関する概略構成図の説明は省略するが、図４、図５における「ワイパスイッチ３７」を「サンルーフ操作子」に置き換えたものに相当する。サンルーフユニットには、サンルーフと、サンルーフを開閉するサンルーフ操作子とが含まれる。制御部５４は、このサンルーフ操作子が操作されたことに応じた操作信号を当該サンルーフ操作子から取得し、取得した操作信号に応じて、サンルーフの開閉を行う。サンルーフ操作子は、例えば、開閉のいずれの動作を行うか指定するスイッチであってもよいし、タッチパネル等の操作パネルであってもよい。

　図１６は、モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。
　制御部５４は、例えば運転者によってサンルーフ操作子が操作されると、サンルーフ操作子から操作信号を取得し、取得した操作信号が、チルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

　制御部５４は、操作信号がチルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号である場合（ステップＳ３０１－ＹＥＳ）、チルトアップ動作またはクローズ動作を、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することで実行する（ステップＳ３０２）。これにより、操作信号がチルトアップ操作を示す場合には、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでチルトアップ動作を行う。また、操作信号がクローズ操作を示す場合には、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでクローズ動作を行う。なお、チルトアップ動作は、例えば、サンルーフが上方向に傾いて開く動作であり、クローズ動作は、サンルーフを閉じる動作である。

　一方、ステップS３０１において、操作信号がチルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号ではない場合（ステップＳ３０１－ＮＯ）、制御部５４は、操作信号がチルトダウン操作をする操作信号またはオープン操作をする操作信号であるかを判定する（ステップＳ３０３）。
　操作信号がチルトダウン操作をする操作信号またはオープン操作をする操作信号である場合（ステップＳ３０３－ＹＥＳ）、制御部５４は、チルトダウン動作またはオープン動作を、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することで実行する（ステップＳ３０４）。これにより、操作信号がチルトダウン操作を示す場合には、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでチルトダウン動作を行う。また、操作信号がオープン操作を示す場合には、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでオープン動作を行う。チルトダウン操作は、チルトアップされたサンルーフの傾きを元に戻すことでサンルーフを閉じる動作であり、オープン操作は、サンルーフを全開位置まで移動させることで開く動作である。

　一方、ステップS３０３において、操作信号がチルトダウン操作をする操作信号またはオープン操作をする操作信号ではない場合（ステップＳ３０３－ＮＯ）、制御部５４は、想定外の操作入力がなされた、故障、緊急停止等のいずれかであると判定し、駆動を停止する（ステップＳ３０５）。
　このように、制御部５４は、チルトアップ動作またはクローズ動作においては、広角台形波通電駆動を行い、チルトダウン動作またはオープン動作である場合には、３次高調波通電駆動を行うようにした。これにより、車両の走行時において、チルトダウン動作やオープン動作を行う場合に比べて、チルトアップ動作やクローズ動作を行う場合には、風圧のため、チルトダウンやサンルーフを閉じる動作がしにくいが、広角台形波通電駆動を行うことで、このような状況であっても、円滑にモータユニット１９を動作させることができる。

　図１７は、モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。
　制御部５４は、運転者によってサンルーフ操作子が操作されると、サンルーフ操作子から操作信号を取得し、取得した操作信号が、チルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号であるか否かを判定する（ステップＳ３１１）。

　制御部５４は、操作信号がチルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号である場合（ステップＳ３１１－ＹＥＳ）、チルトアップ動作またはクローズ動作を、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することで実行する（ステップＳ３１２）。これにより、操作信号がチルトアップ操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでチルトアップ動作を行う。また、操作信号がクローズ操作を示す場合には、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでクローズ動作を行う。
　一方、ステップS３１１において、操作信号がチルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号ではない場合（ステップＳ３１１－ＮＯ）、制御部５４は、操作内容に応じた動作を、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することで実行する（ステップＳ３１４）。ここでは操作内容は、「チルトアップ」、「クローズ」、「チルドダウン」、「オープン」の４種類のみであり、その中のいずれかの操作入力を受け付ける場合には、ステップS３１１においてNOと判定された場合には、「チルトダウン」、「オープン」のいずれかの動作を実行すればよいことになる。そのため、制御部５４は、ステップS３１１においてNOと判定された場合に行う動作は、３次高調波通電駆動をすることで、チルトダウン動作またはオープン動作を行うことができる。

　図１８は、モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。
　制御部５４は、運転者によってサンルーフ操作子が操作されると、サンルーフ操作子から操作信号を取得し、取得した操作信号が、チルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号であるか否かを判定する（ステップＳ３２１）。

　制御部５４は、操作信号がチルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号である場合（ステップＳ３２１－ＹＥＳ）、車速またはモータユニット１９のブラシレスモータ３０の負荷を検出し、検出結果に基づいて、高出力モードが必要な状態であるか否かを判定する（ステップＳ３２２）。この判定は、例えば、車速が車速基準値を超えているか否か、あるいは、ブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えているか否かを判定する。この判定は、どちらか一方のみに基づいて判定してもよい。車速基準値や負荷基準値は、例えば、制御部５４の内部または外部の記憶装置に予め記憶しておくようにし、これを参照するようにしてもよい。

　制御部５４は、車速が車速基準値を超えている場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えている場合、高出力モードが必要であると判定し（ステップＳ３２２－ＹＥＳ）、チルトアップ動作またはクローズ動作を、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することで実行する（ステップＳ３２２）。これにより、操作信号がチルトアップ操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでチルトアップ動作を行う。また、操作信号がクローズ操作を示す場合には、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでクローズ動作を行う。

　一方、制御部５４は、車速が車速基準値を超えていない場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えていない場合、高出力モードが必要ではないと判定し（ステップＳ３２２－ＮＯ）、チルトアップ動作またはクローズ動作を、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動することで実行する（ステップＳ３２６）。これにより、操作信号がチルトアップ操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでチルトアップ動作を行う。また、操作信号がクローズ操作を示す場合には、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでクローズ動作を行う。これにより、チルトアップ動作やクローズ動作であっても、高出力モードである必要がない状況であれば、３次高調波通電駆動にて駆動することができる。

　一方、ステップＳ３２１において、操作信号がチルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号ではない場合（ステップＳ３２１－ＮＯ）、制御部５４は、操作信号がチルトダウン操作をする操作信号またはオープン操作をする操作信号であるかを判定する（ステップＳ３２４）。
　操作信号がチルトダウン操作をする操作信号またはオープン操作をする操作信号である場合（ステップＳ３２４－ＹＥＳ）、車速またはモータユニット１９のブラシレスモータ３０の負荷を検出し、検出結果に基づいて、高出力モードが必要な状態であるか否かを判定する（ステップＳ３２５）。

　制御部５４は、車速が車速基準値を超えている場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えている場合、高出力モードが必要であると判定し（ステップＳ３２５－ＹＥＳ）、チルトダウン動作またはオープン動作を、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することで実行する（ステップＳ３２３）。これにより、操作信号がチルトダウン操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでチルトダウン動作を行う。また、操作信号がオープン操作を示す場合には、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでオープン動作を行う。

　一方、制御部５４は、車速が車速基準値を超えていない場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えていない場合、高出力モードが必要ではないと判定し（ステップＳ３２５－ＮＯ）、制御部５４は、チルトダウン動作またはオープン動作を、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することで実行する（ステップＳ３２６）。これにより、操作信号がチルトダウン操作を示す場合には、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでチルトダウン動作を行う。また、操作信号がオープン操作を示す場合には、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでオープン動作を行う。

　一方、ステップＳ３２４において、操作信号がチルトダウン操作をする操作信号またはオープン操作をする操作信号ではない場合（ステップＳ３２４－ＮＯ）、制御部５４は、想定外の操作入力がなされた、故障、緊急停止等のいずれかであると判定し、駆動を停止する（ステップＳ３２５）。
　このように、制御部５４は、チルトアップ動作またはクローズ動作を行う場合であっても、高出力モードが必要でなければ、３次高調波通電駆動にてモータユニット１９を駆動することができる。また、制御部５４は、チルトダウン動作またはオープン動作であっても、高出力モードが必要であれば、広角台形波通電駆動を行うことができる。

　図１９は、モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。
　制御部５４は、運転者によってサンルーフ操作子が操作されると、サンルーフ操作子から操作信号を取得し、取得した操作信号が、チルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号であるか否かを判定する（ステップＳ３３１）。

　制御部５４は、操作信号がチルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号である場合（ステップＳ３３１－ＹＥＳ）、車速またはモータユニット１９のブラシレスモータ３０の負荷を検出し、検出結果に基づいて、高出力モードが必要な状態であるか否かを判定する（ステップＳ３３２）。この判定は、例えば、車速が車速基準値を超えているか否か、あるいは、ブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えているか否かを判定する。この判定は、どちらか一方のみに基づいて判定してもよい。車速基準値や負荷基準値は、例えば、制御部５４の内部または外部の記憶装置に予め記憶しておくようにし、これを参照するようにしてもよい。

　制御部５４は、車速が車速基準値を超えている場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えている場合、高出力モードが必要であると判定し（ステップＳ３３２－ＹＥＳ）、チルトアップ動作またはクローズ動作を、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することで実行する（ステップＳ３３３）。これにより、操作信号がチルトアップ操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでチルトアップ動作を行う。また、操作信号がクローズ操作を示す場合には、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでクローズ動作を行う。

　一方、制御部５４は、車速が車速基準値を超えていない場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えていない場合、高出力モードが必要ではないと判定し（ステップＳ３３２－ＮＯ）、チルトアップ動作またはクローズ動作を、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動することで実行する（ステップＳ３３５）。これにより、操作信号がチルトアップ操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでチルトアップ動作を行う。また、操作信号がクローズ操作を示す場合には、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでクローズ動作を行う。これにより、チルトアップ動作やクローズ動作であっても、高出力モードである必要がない状況であれば、３次高調波通電駆動にて駆動することができる。

　一方、ステップＳ３３１において、操作信号がチルトアップ操作をする操作信号またはクローズ操作をする操作信号ではない場合（ステップＳ３３１－ＮＯ）、制御部５４は、車速またはモータユニット１９のブラシレスモータ３０の負荷を検出し、検出結果に基づいて、高出力モードが必要な状態であるか否かを判定する（ステップＳ３３４）。制御部５４は、車速が車速基準値を超えている場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えている場合、高出力モードが必要であると判定し（ステップＳ３３４－ＹＥＳ）、チルトダウン動作またはオープン動作を、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することで実行する（ステップＳ３３３）。これにより、操作信号がチルトダウン操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでチルトダウン動作を行う。また、操作信号がオープン操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでオープン動作を行う。

　一方、制御部５４は、車速が車速基準値を超えていない場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えていない場合、高出力モードが必要ではないと判定し（ステップＳ３３４－ＮＯ）、制御部５４は、チルトダウン動作またはオープン動作を、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することで実行する（ステップＳ３２６）。これにより、操作信号がチルトダウン操作を示す場合には、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでチルトダウン動作を行う。また、操作信号がオープン操作を示す場合には、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでオープン動作を行う。
　この変形例によれば、制御部５４は、ステップＳ３３１においてNOと判定された場合には、図１８のステップＳ３２４に示すチルトダウン操作またはオープン操作のいずれであるか判定ステップを行う必要がない。

　図２０は、モータユニット１９をサンルーフユニットに適用した場合における制御部５４の処理の流れの変形例を説明する図である。
　制御部５４は、運転者によってサンルーフ操作子が操作されると、サンルーフ操作子から操作信号を取得し、車速またはモータユニット１９のブラシレスモータ３０の負荷を検出し、検出結果に基づいて、高出力モードが必要な状態であるか否かを判定する（ステップＳ３４１）。この判定は、例えば、車速が車速基準値を超えているか否か、あるいは、ブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えているか否かを判定する。この判定は、どちらか一方のみに基づいて判定してもよい。車速基準値や負荷基準値は、例えば、制御部５４の内部または外部の記憶装置に予め記憶しておくようにし、これを参照するようにしてもよい。

　制御部５４は、車速が車速基準値を超えている場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えている場合、高出力モードが必要であると判定し（ステップＳ３４１－ＹＥＳ）、操作信号に応じた動作を、ブラシレスモータ３０を広角台形波通電駆動することで実行する（ステップＳ３４２）。これにより、操作信号がチルトアップ操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでチルトアップ動作を行い、操作信号がクローズ操作を示す場合には、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでクローズ動作を行う。また、制御部５４は、操作信号が、チルトダウン操作を示す場合、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでチルトダウン動作を行い、操作信号がオープン操作を示す場合には、モータユニット１９を広角台形波通電駆動することでオープン動作を行う。

　一方、制御部５４は、車速が車速基準値を超えていない場合、またはブラシレスモータ３０の負荷が負荷基準値を超えていない場合、高出力モードが必要ではないと判定し（ステップＳ３４１－ＮＯ）、操作信号に応じた動作を、ブラシレスモータ３０を３次高調波通電駆動することで実行する（ステップＳ３４３）。これにより、操作信号がチルトアップ操作を示す場合、制御部５４は、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでチルトアップ動作を行い、操作信号がクローズ操作を示す場合には、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでクローズ動作を行う。また、制御部５４は、操作信号が、チルトダウン操作を示す場合、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでチルトダウン動作を行い、操作信号がオープン操作を示す場合には、モータユニット１９を３次高調波通電駆動することでオープン動作を行う。

　この変形例によれば、制御部５４は、運転者によってサンルーフ操作子が操作された操作内容の種別ではなく、高出力モードが必要であるか否かの判定結果に基づいて、広角台形波通電駆動を行うか、３次高調波通電駆動を行うかを決めることができる。その上で、サンルーフを操作内容に応じて制御することができる。

　図２１Ａ～図２１Ｃは、モータユニット１９の動作を実験した結果を示す図である。
　図２１Ａから図２１Ｃの横軸に示す０°～３６０°の角度は、第２通電信号の１周期内における通電期間を表す電気角である。また、縦軸に示すＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］は、各相へ印加する印加電圧を表す。
　図２１Ａは、本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。
　図２１Ａでは、第２通電信号の波形を表しており、正弦波に３次高調波が重畳された３相の各相の印加電圧であって、ＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］が１００％以上となる通電区間（以下、１００％通電角という）（符号２１５）が１１０°となるように広角台形波通電駆動した場合の波形が示されている。ここでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のうち、いずれか２つの相（Ｖ相とＷ相、Ｗ相とＵ相、Ｕ相とＶ相の少なくともいずれか）について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティ値は、約９０％（符号２１０）である。
　ここで、図６に示すように、第１通電信号において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のうち、いずれか２つの相（Ｖ相とＷ相、Ｗ相とＵ相、Ｕ相とＶ相の少なくともいずれか）について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティ値は、約８０％（符号６００）である。よって、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値は、第１通電信号（第１の制御モード）よりも第２通電信号（第２の制御モード）の方が大きい。

　図２１Ｂは、本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。
　ここで、図２１Ｂでは、第２通電信号の波形を表しており、１００％通電角（符号２１６）が１３０°となるように広角台形波通電駆動した場合の波形が示されている。また、ここでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のうち、いずれか２つの相（Ｖ相とＷ相、Ｗ相とＵ相、Ｕ相とＶ相の少なくともいずれか）について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティ値は、約１００％（符号２１１）である。
　そのため、図６に示す第１通電信号（第１の制御モード）では、３相のうちいずれか２つの相について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値が、約８０％であるのに対して、第２通電信号（第２の制御モード）では、３相のうちいずれか２つの相について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値が、約１００％である。よって、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値は、第１通電信号（第１の制御モード）よりも第２通電信号（第２の制御モード）の方が大きい。

　図２１Ｃは、本実施形態における第２駆動制御部６４２によるＵ、Ｖ、Ｗ各相の通電タイミングを示すタイミングチャートである。
　ここで、図２１Ｃでは、第２通電信号の波形を表しており、１００％通電角（符号２１７）が１５５°となるように広角台形波通電駆動した場合の波形が示されている。第２通電信号は、オーバラップ通電区間を有する。また、ここでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のうち、いずれか２つの相（Ｖ相とＷ相、Ｗ相とＵ相、Ｕ相とＶ相の少なくともいずれか）について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティ値は、約１２０％（符号２１２）であり、オーバラップ通電区間において、２つの相の見かけ上のＦＥＴ＿Ｄｕｔｙ［％］が共に１００％になっている。

　図２１Ｃにおいても、図６に示す第１通電信号（第１の制御モード）では、３相のうちいずれか２つの相について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値が、約８０％であるのに対して、第２通電信号（第２の制御モード）では、３相のうちいずれか２つの相について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値が、約１２０％である。よって、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値は、通電角を１５５°まで拡大した場合であっても、第１通電信号（第１の制御モード）よりも第２通電信号（第２の制御モード）の方が大きい。

　また、制御部５４は、第２通電信号について、１００％通電角を１１０°～１５５°の範囲で制御した場合には、消費電流とモータ出力とについて、目標とするバランスとなるように駆動させることが可能となる。例えば、消費電流とモータ出力とのうち、消費電流を優先して制御する場合には、１００％通電角を１１０°から１５５°の範囲のうち、１１０°により近い値にすればよく、１１０°にした場合には、消費電流をより低減することができる。一方、消費電流とモータ出力とのうち、モータ出力を向上させることを優先して制御する場合には、１００％通電角を１１０°から１５５°の範囲のうち、１５５°により近い値にすればよく、１５５°にした場合には、モータ出力をより向上させることができる。

　図２２は、第２通電信号における、消費電流と１００％通電角の関係を示す図である。この図において、縦軸が消費電流を表し、横軸が１００％通電角を示す。ここでは、符号２２０に示すように、１００％通電角を１１０°にした場合に、消費電流が最も小さくなることが確認できた。
　図２３は、第２通電信号において１００％通電角を１５５°にした場合における、モータの回転数と１００％通電角の関係を示す図である。この図において、縦軸がモータの回転数を表し、横軸が１００％通電角を示す。ここでは、符号２３０に示すように、１００％通電角を１５５°にした場合に、モータの回転数が最も大きくなる、すなわちモータ出力が最も大きくなることが確認できた。
　１００％通電角を１１０°から大きくしていくと、１５５°に近づくにつれてモータの回転数が上がっていき、１５５°の時に回転数が最も大きくなり、１５５°を超えると回転数が下がる。これは、１００％通電角を大きくしていくことで、第１通電信号に対して進角する波が増えるが、１５５°を超えると、進角する波の影響よりも、遅角する波の影響が大きくなるためである。よって、遅角する波がひきずりトルク（ロータを逆方向に回そうとする力）を引き起こすため、回転数がピーク値よりも低下する。

　また、上述の実施形態において、モータ制御装置３３は、回転角検出部３９から供給されるパルス信号に基づいて、ロータ２２の回転位置を決定したが、これに限定されない。例えば、モータ制御装置３３は、ロータ２２の回転に応じて各電機子コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに発生する誘起電圧に基づいて、ロータ２２の回転位置を決定してもよい。これにより、ロータ２２の回転位置を検出する回転角検出部３９が不要となるため、ブラシレスモータ３０の部品点数及び製造コストを低減することができる。

　また、上述の実施形態において、ワイパ装置１２は、出力軸２６の回転数又は絶対位置の少なくとも一方を検出する出力軸センサを備えてもよい。絶対位置とは、基準位置に対する出力軸２６の回転角度である。基準位置は、３６０度の範囲内のうち、任意の位置に定めればよい。モータ制御装置３３は、この出力軸センサからの検出信号に基づいてロータ２２の回転位置を決定してもよい。

　また、上述の実施形態において、ワイパ装置１２は、車両１０のフロントガラス１１に限らずリヤガラスを払拭するものであってもよい。また、ワイパ装置１２は、出力軸２６を支点としてワイパアーム１４，１６が揺動する構造でもよい。

　また、上述の実施形態において、ワイパ装置１２は、２本のワイパアーム１４，１６を、それぞれ異なるブラシレスモータにより駆動する構成であってもよい。また、本実施形態のブラシレスモータ３０は、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）構造のモータであってもよいし、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）構造のモータであってもよい。

　また、上述の実施形態において、ワイパスイッチ３７により選択されるモードは、低速作動モード及び高速作動モードの２種類に限らず、３種類以上あってもよい。例えば、ワイパスイッチ３７により選択されるモードは、低速作動モード、中速作動モード、高速作動モードの３種類あってもよい。ここで、中速作動モードにおけるロータ２２の回転数は、低速払拭モードにおけるロータ２２の回転数よりも高く、高速作動モードにおけるロータ２２の回転数よりも低い。例えば、ワイパスイッチ３７により中速作動モードが選択された場合、モータ制御装置３３は、ブラシレスモータ３０に対して３次高調波通電駆動を行ってもよいし、広角台形波通電駆動を行ってもよい。
　また、高速作動モード、中速作動モードおよび低速作動モードに限らず、ブラシレスモータ３０にかかる負荷が高いと判断されたときに、広角台形波通電駆動、あるいは、広角台形波＋「進角＞０°」通電駆動を行うようにしてもよい。つまり、ワイパスイッチ３７により選択されるモードによらず、モード判定部６３への高負荷信号の取得が行われた際に広角台形波通電駆動、あるいは、広角台形波＋「進角＞０°」通電駆動を行うことが可能である。

　また、ワイパスイッチ３７の切り替えに応じて作動モードを選択する場合について説明したが、作動モードの切り替えは、ワイパスイッチ３７ではなく、雨滴センサからの検出結果に基づいて切り替えるようにしてもよい。例えば、雨滴センサは、車両周囲に降雨状況を検出する機能を有し、車両に取り付けられる。この雨滴センサからの検出結果に基づいて、雨量が基準値未満の場合に低速作動モードにし、雨量が基準値を超える場合に高速作動モードに切り替えるようにしてもよい。また、雨量の基準値を３つ設けることで、低速作動モード、中速作動モード、高速作動モードの３種類のうちいずれかに切り替えるようにしてもよい。

　上述した実施形態における制御部５４をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

　また、上述の実施形態において、負荷判定部６２は、車速センサ４０により計測される車速Ｖが所定値Ｖｔｈを超えた場合や、回転角検出部３９から供給されるパルス信号に基づいて検出されるロータ２２の回転数または所定値が、予め設定された所定値を超えた場合に、ブラシレスモータ３０の負荷が高負荷であると判定したが、これに限定されない。例えば、低出力モードでの動作中にブラシレスモータ３０の動作に対し外力による抵抗値が増加した場合、ロータ２２の回転速度（回転数）は、予め設定された目標回転速度（目標回転数）から低下する（ずれる）ことになる。このとき、制御部５４は、ロータ２２の回転速度（回転数）を予め設定された目標回転速度（目標回転数）に合わせるために、低出力モードの範囲内でＤｕｔｙ値を増加させる。そして、そのＤｕｔｙ値が所定の閾値を超えたことを制御部５４が認識した場合、低出力モードから高出力モードに移行するとしてもよい。

　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１１　フロントガラス
１２　ワイパ装置
１９　モータユニット
２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ　３相の電機子コイル
２２　ロータ（回転子）
５２　インバータ
５４　制御部
６１　位置検出部
６２　負荷判定部
６３　モード判定部
６４　駆動制御部
６４１　第１駆動制御部
６４２　第２駆動制御部

Claims

　　回転子およびＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の電機子コイルを備えるブラシレスモータを制御するモータ制御装置であって、
　前記回転子の回転位置を検出する位置検出部と、
　第１の制御モードと第２の制御モードとを選択可能であり、
　前記第１の制御モードにおいて、前記回転子の回転位置に応じた通電タイミングで第１駆動信号をインバータに出力し、
　前記第２の制御モードにおいて、前記回転子の回転位置に応じた通電タイミングで第２駆動信号を前記インバータに出力する制御部と、
　前記第１の制御モードにおいて、前記３相の電機子コイルへの印加電圧として第１通電信号を出力し、
　前記第２の制御モードにおいて、前記３相の電機子コイルへの印加電圧として第２通電信号を出力する前記インバータと、
を備え、
　前記３相のうちいずれか２つの相について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値が、前記第１の制御モードよりも前記第２の制御モードの方が大きい
　モータ制御装置。
　前記第１通電信号は、
　正弦波に３次高調波が重畳された波形を有し、
　前記第２通電信号は、
　正弦波に３次高調波が重畳された波形において、
　前記３相のうちの前記Ｕ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間と前記Ｖ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間との間に、前記Ｕ相および前記Ｖ相の印加電圧のデューティが共に１００％のデューティとなる通電区間と、
　前記３相のうちの前記Ｖ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間と前記Ｗ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間との間に、前記Ｖ相および前記Ｗ相の印加電圧のデューティが共に１００％となる通電区間と、
　前記３相のうちの前記Ｗ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間と前記Ｕ相の印加電圧のデューティのみが１００％となる通電区間との間に、前記Ｗ相および前記Ｖ相の印加電圧のデューティが共に１００％となる通電区間と、
　を備えた波形を有する、
　を備える請求項１に記載のモータ制御装置。
　前記第２の制御モードにおいて、
　前記制御部は、前記回転子の回転位置を基準として、前記第１の制御モードにおける進角よりも大きな電気角だけ進角させた通電タイミングで、前記第２駆動信号を前記インバータに出力する、
　請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
　前記第２通電信号は、前記第１通電信号の振幅を前記電機子コイルへの印加電圧のデューティにおける５０％よりも大きな値に変化させた波形において、印加電圧のデューティが１００％以上となる通電区間は印加電圧のデューティを１００％とし、かつ、印加電圧のデューティが０％以下となる通電区間は印加電圧のデューティを０％とした波形である
　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
　前記制御部は、前記３相のうち少なくとも１相の印加電圧のデューティが１００％以上となる通電区間が１１０°から１５５°の範囲となるように通電する
　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
　回転子およびＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の電機子コイルを備えるブラシレスモータを制御するモータ制御装置におけるモータ制御方法であって、
　前記モータ制御装置は、
　前記回転子の回転位置を検出する位置検出部と、
　第１の制御モードと第２の制御モードとを選択可能であり、
　前記第１の制御モードにおいて、前記回転子の回転位置に応じた通電タイミングで第１駆動信号をインバータに出力し、
　前記第２の制御モードにおいて、前記回転子の回転位置に応じた通電タイミングで第２駆動信号を前記インバータに出力する制御部と、
　前記第１の制御モードにおいて、前記３相の電機子コイルへの印加電圧として第１通電信号を出力し、
　前記第２の制御モードにおいて、前記３相の電機子コイルへの印加電圧として第２通電信号を出力する前記インバータと、
を備え、
　前記制御部は、前記３相のうちいずれか２つの相について、印加電圧のデューティが同じになるときのデューティの値が、前記第１の制御モードよりも前記第２の制御モードの方が大きくなるように制御する
　モータ制御方法。
　ワイパアームを揺動動作させるブラシレスワイパーモータであるブラシレスモータと、
　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
　を備えるモータユニット。
　ルーフパネルを開閉動作させるブラシレスサンルーフモータと、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
　を備えるモータユニット。