(57)【要約】  ホールＩＣ１７の出力信号線を介して、当該出力信号線のグランドショート又は瞬断に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターン（ＬＬＬ又はＨＨＨ）が入力されると、当該出力パターンの入力時点の前後に入力された検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、ロータ１１の目標位置からのずれ及びこれに伴ったロータ１１の逆回転が起こる可能性があると判定する。
2010128538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極位置検出用マグネットが固着され、所定の極数を有したロータと、複数相の励磁巻線を有したステータと、前記ステータの各相に対応して設けられ、前記磁極位置検出用マグネットの磁極を検出して当該磁極の極性に対応した論理レベルの検出信号を出力する位置検出部とを備えたブラシレスモータの前記位置検出部の出力信号線と接続し、当該出力信号線を介して前記位置検出部から前記検出信号による出力パターンを順次入力して、当該出力パターンに対応する励磁パターンで前記ステータの各相の励磁巻線への通電を切り替えて前記ロータを回転させる駆動制御部を備えたモータ制御装置において、
前記出力信号線の接地電位への短絡又は断線に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターンが入力されると、当該出力パターンの入力時点の前後に入力された前記検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、前記ロータの目標位置からのずれ及びこれに伴った前記ロータの逆回転が起こる可能性があると判定するパターンチェック部を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
パターンチェック部による異常判定を契機にカウントを開始し、当該カウント幅の期間に前記異常判定を示す信号を出力するタイマ出力部を備えたことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
磁極位置検出用マグネットは、ロータの極数の２倍の磁極数を有し、
位置検出部は、前記磁極位置検出用マグネットからの磁束に基づいて前記ロータの磁極位置を検出するホール素子であり、
駆動制御部によるパルス幅変調制御の駆動デューティ比と前記ロータの実位置の変化を示すポジション速度とを積算する積算部と、
前記積算部によって算出された積算値を所定の閾値と比較して、前記積算値が前記所定の閾値に満たない場合に、前記ロータが逆回転したと判定する比較判定部とを備えた請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
比較判定部は、積算部によって算出された積算値を順次入力し、前記積算値が所定回数連続して所定の閾値に満たない場合に、ロータが逆回転したと判定することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
比較判定部は、
積算部によって算出された積算値を順次入力し、前記積算値が所定回数連続して第１の閾値に満たない場合に、ロータが逆回転したことを示す論理レベルの信号を出力する第１の比較判定部と、
前記積算部によって算出された積算値を順次入力し、前記積算値が、前記第１の比較部より多い回数連続して前記第１の閾値より小さい第２の閾値に満たない場合に、前記ロータが逆回転したと判定して前記論理レベルの信号を出力する第２の比較判定部とを備え、
パターンチェック部による異常判定を契機にカウントを開始し、当該カウント幅の期間に前記異常判定を示す前記論理レベルの信号を出力するタイマ出力部と、
前記タイマ出力部及び前記第１の比較部の出力信号を入力して論理積を算出する論理積演算部と、
前記論理積演算部による論理積の算出結果と前記第２の比較部の出力信号とを入力し、これらの論理和を最終的な前記ロータの逆回転の判定結果として出力する論理和演算部とを備えたことを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項６】
駆動制御部は、ロータの逆回転が判定されると、モータ励磁パターンを切り替える順番を補正することにより、当該ロータの逆回転を修正することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシレスモータの駆動を制御するモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車用のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブや、ＶＧ（Variable Geometric）ターボアクチュエータ等の排ガス制御用アクチュエータの駆動源としてブラシレスモータが用いられている。図１８は、ブラシレスモータの駆動を制御する構成を示す図である。図１８（ａ）に示す構成では、ＥＣＵ（Engine Control Unit）が３相ブラシレスモータを直接駆動させる機能を有しており、ＥＣＵとブラシレスモータがワイヤハーネスで接続されている（ＥＣＵ直接駆動型）。ＥＣＵは、このワイヤハーネスを介してブラシレスモータ側から取得したホールＩＣの出力信号でロータの回転位置を検出して、モータの回転位置が目標位置になるようにブラシレスモータの駆動を制御する。【０００３】
また、図１８（ｂ）の構成では、３相ブラシレスモータを駆動させる専用回路として、ＥＤＵ（Electrical actuator Drive Unit）を設けている。ＥＤＵとブラシレスモータとはワイヤハーネスで接続しており、ＣＡＮ（Controller Area Network）によってＥＤＵとＥＣＵが接続されている（駆動回路別体型）。ホールセンサ信号は、ワイヤハーネス及びＣＡＮを介してブラシレスモータ側からＥＣＵへ伝達される。ＥＣＵは、ホールＩＣの出力信号で検出されたロータの回転位置などに基づいてＥＤＵへ制御信号を出力し、ＥＤＵは、ＥＣＵからの制御信号に従ってブラシレスモータの駆動を制御する。【０００４】
図１８（ｃ）の構成では、駆動回路が３相ブラシレスモータに内蔵されており、ワイヤハーネスを介することなく、ＥＣＵとブラシレスモータの当該駆動回路とがＣＡＮで接続されている（駆動回路一体型）。ＥＣＵは、ＣＡＮによりブラシレスモータ側からホールＩＣの出力信号を入力してロータ回転位置を検出し、ロータが目標位置になるようにブラシレスモータの駆動を制御する。【０００５】
ＥＣＵ直接駆動型及び駆動回路別体型の構成では、駆動回路一体型のものとは異なり、ワイヤハーネスを介してホールＩＣの出力信号がＥＣＵに送信される。このため、ワイヤハーネスが短絡や瞬断を起こしたり、ワイヤハーネスを伝搬する信号にノイズが重畳すると、ホールＩＣの出力信号に異常が生じ、ブラシレスモータのロータが目標位置からずれたり、モータが逆回転する可能性がある。例えば、ＥＧＲバルブ制御用アクチュエータの駆動源としてブラシレスモータを利用した場合、上述の位置ずれやモータの逆回転が発生すると、モータシャフトがモータストッパ（全開端又は全閉端）へ衝突して、モータ及びバルブの構成部品が破損する恐れがある。【０００６】
このようなブラシレスモータの異常を検出する従来の技術としては、特許文献１に開示される異常検出装置がある。この装置は、ブラシレスモータの回転に伴って変化する磁極位置センサ（例えば、ホールＩＣ）の正常時における出力パターンを記憶しておき、実際に検出された磁極位置センサの出力パターンが、予め記憶したものから逸脱する場合に異常と判定している。具体的には、３相（ＵＶＷ）の磁極位置センサの各出力信号を、Ｕ相が上位、Ｗ相が最下位の２進数として取り扱い、この３ビットのデータが、正常時に示す６種類の値による出力パターンと実際の信号から求めた出力パターンとを比較する。【０００７】
しかしながら、特許文献１では、正常時の出力パターンとの差異のみから異常を判定しているため、センサの出力信号線における瞬間的なグランドショートやオープンが、ブラシレスモータの駆動制御に影響を与える有意な異常であるか否かを判定できないという課題があった。例えば、瞬間的なグランドショートやオープンでセンサ出力パターンに変化は生じたが、グランドショートやオープンから直ちに復帰してモータの目標位置からのずれが発生しない場合であっても、特許文献１では、正常時の出力パターンとの差異に応じてモータが停止される。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ロータの磁極位置を検出する位置検出部の出力信号線に発生したブラシレスモータの駆動に有意な影響を与える異常を正確かつ迅速に検出することができるモータ制御装置を得ることを目的とする。また、上記信号線の異常によって発生したモータの逆回転を検出し、正常な回転方向への駆動修正が可能なモータ制御装置を得ることを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２４９０３７号公報
【発明の概要】
【００１０】
この発明に係るモータ制御装置は、磁極位置検出用マグネットが固着され、所定の極数を有したロータと、複数相の励磁巻線を有したステータと、前記ステータの各相に対応して設けられ、磁極位置検出用マグネットの磁極を検出して当該磁極の極性に対応した論理レベルの検出信号を出力する位置検出部とを備えたブラシレスモータの位置検出部の出力信号線と接続し、当該出力信号線を介して位置検出部から検出信号による出力パターンを順次入力し、当該出力パターンに対応する励磁パターンでステータの各相の励磁巻線への通電を切り替えてロータを回転させる駆動制御部を備えたモータ制御装置において、出力信号線の接地電位への短絡又は断線に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターンが入力されると、当該出力パターンの入力時点の前後に入力された検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、ロータの目標位置からのずれ及びこれに伴ったロータの逆回転が起こる可能性があると判定するパターンチェック部を備えるものである。
【００１１】
この発明によれば、出力信号線の接地電位への短絡又は断線に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターンが入力されると、当該出力パターンの入力時点の前後に入力された検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、ロータの目標位置からのずれ及びこれに伴ったロータの逆回転が起こる可能性があると判定する。このようにすることにより、ロータの磁極位置を検出する位置検出部の出力信号線に発生した、ブラシレスモータの駆動制御に有意な影響を与える異常を正確かつ迅速に検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１によるモータ制御装置でブラシレスモータが駆動制御されるＥＧＲバルブの構造を示す図である。
【図２】ブラシレスモータをモータシャフト端面から見た図である。
【図３】ブラシレスモータの他の構成をモータシャフト端面から見た図である。
【図４】実施の形態１によるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ブラシレスモータの運転時における通電方向、ホールＩＣ＿Ｐｈａｓｅ及びホールＩＣ出力の関係を説明するための図である。
【図６】倍精度のブラシレスモータが逆回転する過程を説明するための図である。
【図７】図４中の制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】ホールＩＣ出力パターン及びそのそれぞれに付したパターン番号を示す図である。
【図９】モードＡにおける信号パターンの変化を示す図である。
【図１０】モードＢにおける信号パターンの変化を示す図である。
【図１１】モードＣにおける信号パターンの変化を示す図である。
【図１２】モードＤにおける信号パターンの変化を示す図である。
【図１３】パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンの前後のホールＩＣ出力パターンのパターン番号の差分を示す図である。
【図１４】モータ逆回転を検出するまでの過程を説明するための図である。
【図１５】モータ逆回転を検出するまでの過程を説明するための図である。
【図１６】パターン番号の差分とカウント補正値を示す図である。
【図１７】モータ逆回転を修正する過程を説明するための図である。
【図１８】ブラシレスモータの駆動を制御する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるモータ制御装置でブラシレスモータが駆動制御されるＥＧＲバルブの構造を示す図であり、ＥＧＲバルブの軸方向に切断した断面図を示している。このＥＧＲバルブは、ブラシレスモータ１とバルブ機構２とから構成される。ブラシレスモータ１は、モータシャフト１０に螺合された円筒状のロータ１１が、ケース１２に固着されたステータ１３の中空部に挿入され、ベアリング１４によって回転自在に支持されることにより構成されている。また、ロータ１１には、その軸に垂直な面に磁極位置検出用マグネット１５が固着される。
【００１５】
また、プリント基板１６には、ホールＩＣ（位置検出部）１７が搭載される。ホールＩＣ１７は、ロータ１１の回転位置（磁極位置）を検出するセンサであり、ホール素子が組み込まれた集積回路（ＩＣ）から構成される。プリント基板１６は、ホールＩＣ１７が磁極位置検出用マグネット１５に対向する位置になるようにケース１２に取り付けられる。モータシャフト１０は、ロータ１１の回転によってその軸方向（図１中の上下方向）に移動可能になっている。
【００１６】
バルブ機構２には、弁体２０ａが固着されたバルブシャフト２１が設けられており、その軸はモータシャフト１０の軸と同一になるように配置されている。このバルブシャフト２１は、リターンスプリング２２によって弁体２０ａが閉じる方向に付勢されている。バルブシャフト２１は、その一端にモータシャフト１０が当接することでその軸方向に移動可能である。
【００１７】
弁体２０ａは、モータシャフト１０をブラシレスモータ１側に引き込むことにより、弁座２０ｂに対して着座し、モータシャフト１０をバルブ機構２側に押し出すことにより、弁座２０ｂから離れるように設けられる。ロータ１１の回転位置に基づいてモータシャフト１０の実開度位置を検出することにより、弁体２０ｂの開閉状態を把握することができる。
【００１８】
図２は、ブラシレスモータをモータシャフト端面から見た図であり、磁極位置検出用マグネット１５が８極のものを示している。図２において、ブラシレスモータ１のステータ１３のスロット数は「９」であり、ロータ１１の極数は「８」である。磁極位置検出用マグネット１５は、ロータ１１の１極に一対のＮＳ極が対応するように構成されている。
【００１９】
図２に示すように、磁極位置検出用マグネット１５に対向して配置したホールＩＣ１７は、ＵホールＩＣ、ＶホールＩＣ及びＷホールＩＣの３個のホールＩＣから構成される。
以降では、ロータ１１の極数と磁極位置検出用マグネット１５の極数とが同一であり、かつ３個のホールＩＣを備えたブラシレスモータ１を単精度モータと呼ぶ。
【００２０】
図３は、ブラシレスモータの他の構成をモータシャフト端面から見た図であり、磁極位置検出用マグネット１５が１６極のものを示している。このブラシレスモータ１のステータ１３のスロット数は「９」であり、ロータ１１の極数は「８」である。磁極位置検出用マグネット１５は、ロータ１１の１極に一対のＮＳ極が対応するよう構成される。図３において、斜線を施した部分の一対のＮＳ極がロータ１１のＮ極に対応しており、斜線を施していない部分の一対のＮＳ極はロータ１１のＳ極に対応する。
【００２１】
磁極位置検出用マグネット１５に対向して配置されるホールＩＣ１７は、図２と同様にＵホールＩＣ、ＶホールＩＣ及びＷホールＩＣの３個のホールＩＣから構成されている。なお、磁極位置検出用マグネット１５の極数がロータ１１の極数の２倍であり、かつ３個のホールＩＣ１７を備えたブラシレスモータ１を倍精度モータと呼ぶ。この倍精度モータでは、ロータ１１の回転位置検出の分解能を単精度モータの２倍に向上させることができる。
【００２２】
図４は、実施の形態１によるモータ制御装置の構成を示すブロック図であり、ステータ１３のスロット数「３」で、磁極位置検出用マグネット１５の極数が「４」となる倍精度モータの駆動を制御する場合を示している。モータ制御装置３は、ブラシレスモータ１とは別個に設けられたＥＣＵやＥＤＵ等の装置に搭載され、ホールＩＣ１７とのインタフェース（Ｉ／Ｆ）３０、この発明の駆動制御部として機能する制御部３１及び駆動回路３２を備える。
【００２３】
ＵホールＩＣ１７ａ、ＶホールＩＣ１７ｂ及びＷホールＩＣ１７ｃは、ステータ１３の各相ＵＶＷに対応して設けられ、磁極位置検出用マグネット１５の磁極を検出して当該磁極の極性に対応した論理レベルの検出信号を出力する。ＵホールＩＣ１７ａとホールＩＣ端子（Ｕ）とは、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号線で接続されており、また、ＶホールＩＣ１７ｂとホールＩＣ端子（Ｖ）とは、ＶホールＩＣ１７ｂの出力信号線で接続され、ＷホールＩＣ１７ｃとホールＩＣ端子（Ｗ）とが、ＷホールＩＣ１７ｃの出力信号線で接続される。ＵホールＩＣ１７ａの出力信号線、ＶホールＩＣ１７ｂの出力信号線及びＷホールＩＣ１７ｃの出力信号線は、例えば、ブラシレスモータ１とモータ制御装置３を接続するワイヤハーネスに組み込まれる。
【００２４】
ホールＩＣのインタフェース３０は、出力信号線及びホールＩＣ端子（Ｕ）を介して、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号を入力し、所定の増幅処理などを施して制御部３１へ出力する。また、ホールＩＣのインタフェース３０は、出力信号線及びホールＩＣ端子（Ｖ）を介してＶホールＩＣ１７ｂの出力信号を入力し、所定の増幅処理などを施して制御部３１へ出力する。さらに、ホールＩＣのインタフェース３０は、出力信号線及びホールＩＣ端子（Ｗ）を介して、ＷホールＩＣ１７ｃの出力信号を入力し、所定の増幅処理などを施して制御部３１へ出力する。
【００２５】
制御部３１は、マイクロコンピュータ等の演算処理回路から構成され、インタフェース３０から入力したホールＩＣ１７の出力パターンに基づいて、駆動デューティ比を示すＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号を生成し駆動回路３２に与える。駆動回路３２では、ＰＷＭ制御信号に応じた所定の周期で、モータ端子（Ｕ）、モータ端子（Ｖ）及びモータ端子（Ｗ）を経由してステータ１３の巻線に通電する。また、駆動回路３２は、ステータ１３の巻線に通電された電流が所定値以上になると、過電流であると判断して駆動停止信号を制御部３１へ出力する。これにより、制御部３１によるＰＷＭ制御信号の生成が停止される。
【００２６】
図５は、ブラシレスモータの運転時における通電方向、ホールＩＣ＿Ｐｈａｓｅ（以下ホールＩＣフェイズと呼ぶ）及びホールＩＣ出力の対応関係を説明するための図であり、図１に示すＥＧＲバルブの駆動源としてブラシレスモータ１を使用し、図４に示すモータ制御装置３によってその駆動を制御する場合を示している。
【００２７】
また、図５（ａ）は、図２に示した単精度のブラシレスモータ１の通電方向、ホールＩＣフェイズ及びホールＩＣ出力の対応関係を示している。図５（ｂ）は、図３に示した倍精度のブラシレスモータ１における通電方向、ホールＩＣフェイズ及びホールＩＣ出力の関係を示している。なお、ホールＩＣフェイズは、図８を用いて後述するパターン番号に相当する。また、ホールＩＣフェイズで特定される各ホールＩＣ出力パターンに対応するモータ励磁パターンを切り替える順番をモータカウント（モータ通電番号）と呼ぶ。
【００２８】
図５（ａ）において、弁体２０ａの開方向（以下「開弁駆動」と呼ぶ）にロータ１１を回転させる場合、ステータ１３のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に対して、図５（ａ）中に矢印で示すように、Ｖ→Ｕ、Ｗ→Ｕ、Ｗ→Ｖ、Ｕ→Ｖ、Ｕ→Ｗ、Ｖ→Ｗの順番で通電が繰り返される。このように、モータカウント１〜６のモータ励磁パターンを昇順に切り替えることにより、単精度のブラシレスモータ１が開弁駆動する。
【００２９】
一方、弁体２０ａの閉方向（以下「閉弁駆動」と呼ぶ）にロータ１１を回転させる場合には、ステータ１３のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に対して、図５（ａ）中に矢印で示すようにＷ→Ｖ、Ｗ→Ｕ、Ｖ→Ｕ、Ｖ→Ｗ、Ｕ→Ｗ、Ｕ→Ｖの順番で通電が繰り返される。このようにモータカウント１〜６のモータ励磁パターンを降順に切り替えることにより、単精度のブラシレスモータ１が閉弁駆動する。
【００３０】
図５（ｂ）のブラシレスモータ１では、磁極位置検出用マグネット１５の極数が１６極であるので、ホールＩＣ１７の出力パターンが一巡しても、モータ励磁パターンによる移動量は、図５（ａ）の場合の半分になる。このため、１つの通電方向に対して、ホールＩＣ１７の出力パターンが２種類になる。つまり、ホールＩＣ１７からは、開弁駆動の通電方向がＶ→Ｕ、Ｗ→Ｕ及びＷ→Ｖであって閉弁駆動の通電方向がＶ→Ｗ、Ｕ→Ｗ及びＵ→Ｖであるモータ励磁パターンのＡ領域と、開弁駆動の通電方向がＵ→Ｖ、Ｕ→Ｗ及びＶ→Ｗであって閉弁駆動の通電方向がＷ→Ｖ、Ｗ→Ｕ及びＶ→Ｕであるモータ励磁パターンのＢ領域とで同一の出力パターンが出現する。
【００３１】
また、図５（ｂ）中に矢印で示すように、モータカウント１〜１２のモータ励磁パターンを昇順に切り替えることで倍精度のブラシレスモータ１が開弁駆動し、モータカウント１〜１２のモータ励磁パターンを降順に切り替えることにより、倍精度のブラシレスモータ１が閉弁駆動する。
【００３２】
ここで、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生した異常（グランドショートや瞬断）によって倍精度のブラシレスモータ１が逆回転する過程を詳細に説明する。
図６は、倍精度のブラシレスモータが逆回転する過程を説明するための図である。図６において、正常な場合には、図５（ｂ）で示したように、モータ励磁パターンのＡ領域とＢ領域でホールＩＣ１７の出力パターンは同一である。ここでは、モータ励磁パターンのＢ領域における右上がりの斜線を施した領域でＵホールＩＣ１７ａの出力信号線にグランドショートが発生しＵホールＩＣ１７ａの出力信号の論理レベルがＬレベルになった場合を例に挙げる。
【００３３】
この場合、本来ではＵホールＩＣ１７ａ、ＶホールＩＣ１７ｂ及びＷホールＩＣ１７ｃの出力信号の論理レベルがそれぞれＨＨＬであるべきところＬＨＬになり、次にＨＬＬであるべきところがＬＬＬとなり、続いてＨＬＨになるべきところがＬＬＨとなる。
また、ホールＩＣフェイズは、本来のＨＨＬに対応する「１」から、異常発生後のＬＨＬに対応する「６」に変わる。次のホールＩＣフェイズにおいても、本来は「２」であるところ、ホールＩＣ出力パターンがＬＬＬになったため、ホールＩＣフェイズ「０」となる。続いて、本来はホールＩＣフェイズ「３」であるところ、異常発生後のＬＬＨに対応するホールＩＣフェイズ「４」に変化している。
【００３４】
この不具合が開弁駆動中に発生すると、Ａ領域からＢ領域へ切り替わった直後においても、図６中に右上がりの斜線を施した部分で示すように、ホールＩＣフェイズが「６」であることから、これに対応するモータ励磁パターン（モータカウント「６」）でステータ１３のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に通電される。このため、本来は通電方向がＵ→Ｖであるところ、通電方向Ｗ→Ｖの通電が継続される。続いて、異常発生によってホールＩＣフェイズ「４」のホールＩＣ出力パターンＬＬＨへ変化することにより、これに対応してモータカウントが「４」にずれ、モータカウント「４」のモータ励磁パターンである通電方向Ｗ→Ｕで通電される。このように、モータカウントが、本来の「１０」から「４」になって−６カウント分ずれる。
【００３５】
このように、開弁駆動においてＡ領域に出現する通電方向Ｗ→Ｕで通電が実行された場合に、本来は、モータ励磁パターンのＢ領域に属しているにも拘わらず、Ａ領域に属していると判断される可能性がある。このとき、閉弁駆動においてＡ領域に出現するモータ励磁パターンのうち、モータカウントずれによるホールＩＣフェイズ「４」に対応するモータ励磁パターンである通電方向Ｕ→Ｗで通電されると、これに続いて図６中で右下がりの斜線を施した部分に示すように、閉弁駆動におけるモータ励磁パターンで順次通電され、ブラシレスモータ１が逆回転して閉弁駆動する。
【００３６】
一方、閉弁駆動中に上記不具合が発生した場合は、Ｂ領域からＡ領域へ切り替わった直後においても、ホールＩＣフェイズ「６」であることから、図６中に格子線を施した部分で示すように、ホールＩＣフェイズ「６」に対応するモータカウント「１２」のモータ励磁パターンである通電方向Ｗ→Ｖで通電が継続される。このように、モータカウントが、本来の「６」から「１２」になって＋６カウント分ずれる。
【００３７】
このように、閉弁駆動においてＢ領域に出現する通電方向Ｗ→Ｖで通電が実行された場合に、本来は、モータ励磁パターンのＡ領域に属しているにも拘わらず、Ｂ領域に属していると判断される可能性がある。このとき、開弁駆動においてＡ領域に出現するモータ励磁パターンのうち、モータカウントずれによるホールＩＣフェイズ「６」に対応するモータ励磁パターンである通電方向Ｗ→Ｖで通電されると、これに続いて図６中で格子線を施した部分に示すように、開弁駆動におけるモータ励磁パターンで順次通電され、ブラシレスモータ１が逆回転して開弁駆動する。
【００３８】
上述のようなホールＩＣ１７の出力信号線のグランドショートや瞬断（瞬時オープン）によるモータカウントのカウントずれを防止するために、制御部３１は、図７に示す機能ブロックを有している。図７において、制御部３１は、第１の検出部４ａ、第２の検出部４ｂ、論理積演算部４５、及び論理和演算部４６を備える。第１の検出部４ａは、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生したグランドショートや瞬断によるホールＩＣ出力パターンの変化から、ロータ１１のポジションずれ及びこれに伴うブラシレスモータ１の逆回転が発生する可能性がある異常を検出する構成部であり、パターンチェック部４０及びタイマ（タイマ出力部）４１を備える。
【００３９】
パターンチェック部４０は、インタフェース３０を介してホールＩＣ１７からホールＩＣ出力パターンを入力し、ホールＩＣ１７の出力信号線のグランドショート又は瞬断に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターン（図８を用いて後述するＬＬＬとＨＨＨ）が得られると、その入力時点の前後のホールＩＣ出力パターンが同一であるか否かによって、ロータ１１のポジションずれ及びこれに伴うブラシレスモータ１の逆回転が発生する可能性を判定する構成部である。
【００４０】
タイマ４１は、パターンチェック部４０による異常判定を契機にカウントを開始して、カウント幅分の期間に、異常判定を示す所定の論理レベル（Ｈレベル）の信号を出力する構成部である。このタイマ４１の出力信号を出力Ｂとする。なお、タイマ４１によって所定のカウント幅分の期間で異常検出を通知し続けるのは、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生したグランドショート又は瞬断がホールＩＣ出力パターンに反映されるまでのタイムラグを補償するためである。
【００４１】
第２の検出部４ｂは、ブラシレスモータ１を目標波形に追従して駆動させる際に、駆動デューティ比とポジション速度との積算値を所定の第１の閾値及び第２の閾値とそれぞれ比較し、この比較結果に応じて逆回転の判定結果を示す所定の論理レベルの信号を出力する構成部であり、積算器４２及び比較器４３ａ，４３ｂを備える。なお、目標波形とは、ロータ１１の回転位置の目標位置をステップ（段階）で時間的に変化させた際に各目標位置により構成される波形である。また、ポジション速度とは、目標波形に追従してロータ１１の実位置が変化する速度である。
【００４２】
積算器４２は、目標波形に追従させたモータ駆動制御で順次得られる駆動デューティ比とポジション速度とを入力して、両者を積算する構成部である。比較器（第１の比較判定部、比較判定部）４３ａは、積算器４２によって算出された駆動デューティ比とポジション速度の積算値を順次入力し、この積分値が第１の閾値を用いた所定の成立条件を満たすと、所定の論理レベル（Ｈレベル）の信号を出力する構成部である。この比較器４３ａの出力信号を出力Ａとする。
【００４３】
また、比較器（第２の比較判定部、比較判定部）４３ｂは、比較器４３ａと同様に、積算器４２によって算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力して、この積分値が第２の閾値を用いた所定の成立条件を満たすと、所定の論理レベル（Ｈレベル）の信号を出力する構成部である。この比較器４３ｂの出力信号を出力Ｃとする。
【００４４】
比較器４３ａ，４３ｂの上記成立条件としては、例えば、上記積算値が所定数だけ連続して上記閾値を下回った場合に成立と判定する。なお、比較器４３ｂでは、比較器４３ａよりも上記成立条件が厳しくなるように第２の閾値及び上記所定数を決定する。つまり、第２の閾値は第１の閾値よりも小さくし、比較器４３ｂの上記所定数は、比較器４３ｂの所定数よりも多くする。
【００４５】
論理積演算部（ＡＮＤ）４５は、タイマ４１の出力Ｂと比較器４３ａの出力Ａとの論理積を演算する構成部であり、出力が論理和演算部４６に入力される。論理和演算部（ＯＲ）４６は、論理積演算部４５の出力と比較器４３ｂの出力Ｃとの論理和を演算する構成部である。この出力Ｄがブラシレスモータ１の逆回転の検出結果となる。
【００４６】
図８は、ホールＩＣ出力パターン及びそのそれぞれに付したパターン番号を示す図である。パターンチェック部４０では、図８に示すように各ホールＩＣ出力パターンに付したパターン番号を用いて、インタフェース３０を介して取得したホールＩＣ出力パターンをモニタする。ここで、パターン番号１〜６のホールＩＣ出力パターンは、ＵＶＷの各位相でＬレベル又はＨレベルが１つ含まれるもの、Ｌレベル又はＨレベルが２つ含まれるものの組み合わせである。
【００４７】
Ｈレベルが１つのホールＩＣ出力パターン（パターン番号２，４，６）において、ホールＩＣ１７からＨレベルが出力される出力信号線にグランドショートが発生した場合、その出力パターンはＬＬＬとなる。このパターンをパターン番号０とする。また、Ｌレベルが１つのホールＩＣ出力パターン（パターン番号１，３，５）において、ホールＩＣ１７からＬレベルが出力される出力信号線に瞬断が発生した場合、その出力パターンはＨＨＨとなる。このパターンをパターン番号７とする。
【００４８】
ホールＩＣの出力信号線にグランドショートや瞬断が発生した場合であっても、当該グランドショートや瞬断の発生前後でホールＩＣ出力パターンに変化がない場合は、ポジションカウント値（モータカウント値）は影響を受けない。一方、グランドショートや瞬断の発生前後でホールＩＣ出力パターンに変化があると、ロータ１１のポジションずれ及びこれに伴うブラシレスモータ１の逆回転が発生する可能性がある。
【００４９】
そこで、パターンチェック部４０では、ホールＩＣ出力パターンに異常が発生すると、パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンの入力時点の前後にあるホールＩＣ出力パターンが同一でない場合、ロータ１１の目標位置からのポジションずれ及びこれに伴うブラシレスモータ１の逆回転が発生する可能性があると判定し、同一であれば駆動制御に問題がないと判定する。
【００５０】
次に動作について説明する。
（１）第１の異常検出（モータ逆回転が発生し得る状態の検出）
実施の形態１によるモータ制御装置３は、ホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生することにより、ポジションずれ及びこれに伴うモータ逆回転が発生する可能性がある状態を異常として検出する（第１の異常検出）。この処理は、図７に示した第１の検出部４ａにより実行される。
【００５１】
ＵホールＩＣ１７ａ、ＶホールＩＣ１７ｂ及びＷホールＩＣ１７ｃの出力信号線のうちのいずれか１つにグランドショートや瞬断が発生した際に、ホールＩＣ出力パターンが、パターン番号０のＬＬＬ又はパターン番号７のＨＨＨに切り替わるパターンとして、下記の４種類のモードＡ〜Ｄが存在する。
モードＡは、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生したグランドショート又は瞬断により上記出力信号線から入力されるべき出力信号の論理レベルが異常になった状態でステータ１３の３相ＵＶＷの各巻線に通電がなされ、このステータ１３の各励磁巻線をロータ１１が回転して通過する場合である。
モードＢは、ホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生し、ロータ１１の回転による位相の切り替わりよりも早期にグランドショート又は瞬断から回復した場合である。
モードＣは、モードＡに相当する状況の途中でホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生する、若しくは、モードＡに相当する状況の途中でホールＩＣの出力信号線がグランドショート又は瞬断から回復する場合である。
モードＤは、パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンと、その隣の相のホールＩＣ出力パターンとを、ロータ１１が行き来する場合である。
【００５２】
図９は、モードＡにおける信号パターンの変化を示す図である。図９に示すように、信号パターンは、ホールＩＣ出力パターンの遷移を示しており、ホールＩＣ出力パターンをパターン番号で表している。例えば、異常発生前の開弁駆動の信号パターン１→２→３については、ホールＩＣ出力パターンをモータカウントのカウントアップ順に並べたＨＨＬ→ＨＬＬ→ＨＬＨを示している。
【００５３】
Ｕ相のＵホールＩＣ１７ａの出力信号線が瞬時にグランドショートすることによって、異常発生後の信号パターン６→０→４（ホールＩＣ出力パターンのＬＨＬ→ＬＬＬ→ＬＬＨ）となる。このとき、動作が閉弁駆動となり、ブラシレスモータ１が逆回転する。
【００５４】
図１０は、モードＢにおける信号パターンの変化を示す図であり、図９と同様にホールＩＣ出力パターンをパターン番号に置き換えている。モードＢでは、ロータ１１の回転による位相の切り替わりよりも早期にグランドショート又は瞬断から回復する。
【００５５】
例えば、ホールＩＣ出力パターンが切り替わる前の信号パターン２→２→２において、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号線がグランドショートし瞬時に回復した場合、結果的にホールＩＣ出力パターンに変化はない。このため、ロータ１１の目標位置からのポジションずれが発生することなく、当然ながらモータ逆回転も起こらない。
【００５６】
図１１は、モードＣにおける信号パターンの変化を示す図であり、図９と同様にホールＩＣ出力パターンをパターン番号に置き換えている。モードＣとしては、モードＡに相当する状況の途中でホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生しても、元のホールＩＣ出力パターンに戻る場合が挙げられる。
【００５７】
例えば、開弁駆動の信号パターンである２→３→４において、パターン番号２以降でＵホールＩＣ１７ａの出力信号線にグランドショートが発生した場合、図１１に示すようにパターン番号２に対応するホールＩＣ出力パターンのＨＬＬはパターン番号０のＬＬＬとなる。
【００５８】
続いて、パターン番号３のホールＩＣ出力パターンのＨＬＨは、パターン番号４のＬＬＨとなるが、これに続くパターン番号４のホールＩＣ出力パターンのＬＬＨでは、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号の論理レベルが元々Ｌレベルであるため、そのままとなる。このため、結局、信号パターンにおける最終的なホールＩＣ出力パターンが変化しておらず、ロータ１１の目標位置からのポジションずれによる逆回転は発生しない。
【００５９】
また、モードＣにおけるもう一つの信号パターン変化の事例としては、モードＡに相当する状況の途中でホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生し直ちに回復した場合が挙げられる。
例えば、開弁駆動の信号パターンである６→１→２において、パターン番号６以降でＵホールＩＣ１７ａの出力信号線にグランドショートが発生した場合、図１１に示すようにパターン番号６のホールＩＣ出力パターンＬＨＬはそのままであるが、パターン番号１のホールＩＣ出力パターンのＨＨＬは、パターン番号６のＬＨＬとなる。
【００６０】
続いて、パターン番号２のホールＩＣ出力パターンのＨＬＬがパターン番号０のＬＬＬとなった後、ロータ１１の回転による位相の切り替わりより早期にＵホールＩＣ１７ａの出力信号線がグランドショートから回復することによって、パターン番号０のＬＬＬから再びパターン番号２のホールＩＣ出力パターンのＨＬＬに戻る。このために、結局、信号パターンにおける最終的なホールＩＣ出力パターンが変化せず、ロータ１１の目標位置からのポジションずれによる逆回転は発生しない。
【００６１】
図１２は、モードＤにおける信号パターンの変化を示す図であり、図９と同様にホールＩＣ出力パターンをパターン番号に置き換えている。モードＤでは、ロータ１１が、あるホールＩＣ出力パターンの位置を、その隣の相に対応するホールＩＣ出力パターンの位置を介して行き来する動作が前提とされ、例えば、図１２に示すような信号パターン１→２→１が挙げられる。
【００６２】
この信号パターン１→２→１において、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号線にグランドショートが発生した場合、パターン番号１に対応するホールＩＣ出力パターンのＨＨＬは、パターン番号６のＬＨＬとなる。続いて、パターン番号２のホールＩＣ出力パターンであるＨＬＬがパターン番号０のＬＬＬとなった後、ホールＩＣ出力パターンＨＨＬが、パターン番号６のＬＨＬとなる。モードＤでは、パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンの入力時点の前後にあるホールＩＣ出力パターンが互いに同一であることから、ロータ１１の目標位置からのポジションずれによる逆回転は発生しない。
【００６３】
上述のように、ホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生しても、パターン番号０のＬＬＬ又はパターン番号７のＨＨＨの入力時点の前後にあるホールＩＣ出力パターンが互いに同一であるモードＢ，Ｄでは、ブラシレスモータ１が逆回転するようなロータ１１のポジションずれが起こらない。
【００６４】
そこで、第１の検出部４ａのパターンチェック部４０では、ホールＩＣ１７から取得したホールＩＣ出力パターンのうち、ホールＩＣ出力パターンＬＬＬ（パターン番号０）又はホールＩＣ出力パターンＨＨＨ（パターン番号７）をモニタし、検出されたホールＩＣ出力パターンＬＬＬ又はＨＨＨの入力時点の前後にあるホールＩＣ出力パターンが同一か否かを判定する。
【００６５】
例えば、パターンチェック部４０が、図１３に示すように、ＬＬＬ（パターン番号０）又はＨＨＨ（パターン番号７）の入力時点よりも前にあるホールＩＣ出力パターンのパターン番号から、ＬＬＬ又はＨＨＨの入力時点の後にあるホールＩＣ出力パターンのパターン番号を減算した差分を求める。この差分が０にならない場合（モードＡ，Ｃ）、パターンチェック部４０は、ロータ１１のポジションずれによる逆回転が発生する可能性があると判定し、この異常判定をタイマ４１に通知する。タイマ４１は、パターンチェック部４０による異常判定を契機にカウントを開始して、カウント幅分の期間にＨレベルの信号を出力する。
【００６６】
（２）第２の異常検出（モータ逆回転の検出）
ブラシレスモータ１が目標波形に追従して駆動している場合において、駆動デューティ比とポジション速度とを積算した値は正になるが、ブラシレスモータ１が逆回転すると、駆動デューティ比とポジション速度との積は負の値となる。例えば、開弁指令が出ているときに、ブラシレスモータ１が逆回転すると、駆動デューティ比は正の値であるが、ロータ１１の実位置が変化する速度であるポジション速度は負の値になる。
そこで、実施の形態１によるモータ制御装置３では、第１の異常検出結果に加え、上記積算値と所定の閾値との比較結果を用いて、モータ逆回転の有無を判定する（第２の異常検出）。
【００６７】
図１４は、モータ逆回転を検出するまでの過程を説明するための図であり、図１に示すＥＧＲバルブの駆動源として倍精度のブラシレスモータ１を使用し、図７に示す制御部３１によりその駆動を制御した場合を示している。制御内容としては、図１４（ａ）に示すように駆動開始位置と９０ステップ進んだ位置とを２秒毎に繰り返す矩形波の目標波形（図１４（ａ）で符号ａを付した波形）に追従するように、ロータ１１の回転位置を制御する。また、符号ｂを付した波形は、ロータ１１の回転位置に応じたＥＧＲバルブの開度を示すステップ数であり、符号ｃを付したロータ１１の実位置の波形に沿っている。
【００６８】
図１４では、駆動制御を開始して６秒を超えたあたりでホールＩＣの出力信号線のいずれかにグランドショート又は瞬断が発生し、ロータ１１のポジションずれによりブラシレスモータ１が逆回転した場合を例に挙げる。このとき、図１４（ａ）に示すように、ロータ１１の実位置を示す波形ｃが、６秒を超えたあたりで目標波形ａから大きく外れる。
【００６９】
また、第２の検出部４ｂにおける積算器４２は、図１４（ｂ）に示す駆動デューティ比（Ｄｕｔｙ）とロータ１１の実位置変化のポジション速度（ＰＳｓｐｅｅｄ）を順次入力して、両者を積算する。この結果を図１４（ｃ）に示す。なお、図１４（ｃ）における符号Ｅ１を付した部分から明らかなように、ブラシレスモータ１の逆回転のため、駆動デューティ比とポジション速度との積分値が負の値になっている。
【００７０】
比較器４３ａは、上述のようにして積算器４２によって算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力し、所定数分の積分値が連続して第１の閾値を下回る成立条件を満たすと、Ｈレベルの信号を出力する（出力Ａ）。一方、比較器４３ｂにおいても、積算器４２で算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力して、所定数分の積分値が連続して第２の閾値を下回る成立条件を満たすと、Ｈレベルの信号を出力する（出力Ｃ）。
【００７１】
なお、比較器４３ａの成立条件としては、例えば、第１の閾値を−３００とし、積算値が２ポイント連続して−３００を下回った場合に成立と判定する。また、比較器４３ｂの成立条件としては、比較器４３ａよりも上記成立条件が厳しくなるように、例えば、第２の閾値を−６００とし、積算値が８ポイント連続して−６００を下回った場合に成立と判定する。このように、比較器４３ａ，４３ｂのそれぞれに閾値を設け、比較器４３ｂの成立条件を比較器４３ａよりも厳しくした理由については、図１５を用いて後述する。
【００７２】
また、ロータ１１のポジションずれによる逆回転が発生する可能性があることは、第１の検出部４ａによって異常判定されており、タイマ４１が、カウント幅分の期間に異常判定されたことを示すＨレベルの信号を出力する（出力Ｂ）。これにより、出力Ａ〜Ｃは、図１４（ｄ）に示すような信号波形となる。ここで、タイマ４１によってカウント幅分の期間で異常判定を通知することで、パターンチェック部４０で異常判定された時点から実際にモータが逆回転した時点を含む期間（符号Ｅ１を付した部分）で異常判定を示すＨレベルの信号出力が継続されている。
【００７３】
最終的なモータ逆回転の判断は、出力Ｄの値によってなされる。ここで、出力Ａ，ＢはＨレベルであるので、論理積演算部４５は、Ｈレベルの信号を出力する。また、出力Ｃと論理積演算部４５の出力がＨレベルであることから、論理和演算部４６は、Ｈレベルの値を出力する。これにより、図１４（ｄ）において符号Ｅ２を付して示すように、出力Ｄの論理レベルがＨレベルになることから、ブラシレスモータ１が逆回転したと判定される。
【００７４】
図１５は、他の制御内容でモータ逆回転を検出するまでの過程を説明するための図であり、図１４と同様に、図１に示すＥＧＲバルブの駆動源として倍精度のブラシレスモータ１を使用し、図７に示す制御部３１によってその駆動を制御した場合を示している。制御内容としては、図１５（ａ）に示すように９０ステップ進んだ位置を繰り返すランプ波形の目標波形ａに追従するようロータ１１の回転位置を制御する。また、符号ｂを付した波形は、ロータ１１の回転位置に応じたＥＧＲバルブの開度を示すステップ数であり、符号ｃを付したロータ１１の実位置の波形に沿っている。
【００７５】
図１５では、駆動制御を開始して５秒を超えたあたりでホールＩＣの出力信号線にグランドショートが短い周期（例えば、０．１秒）で断続的に発生し、これによるロータ１１のポジションずれでブラシレスモータ１が逆回転した場合を例に挙げる。このとき、図１５（ａ）に示すように、ロータ１１の実位置を示す波形ｃが、５秒を超えたあたりで目標波形ａから大きく外れる。
【００７６】
図１５（ｂ）に示す駆動デューティ比（Ｄｕｔｙ）とロータ１１の実位置変化のポジション速度（ＰＳｓｐｅｅｄ）を順次積算した結果が図１５（ｃ）である。図１５（ｃ）に示すように、５秒を超えたあたりから負の値となる積算値が頻発している。
【００７７】
比較器４３ａは、積算器４２で算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力し、所定数分の積分値が連続して第１の閾値を下回る成立条件を満たすと、Ｈレベルの値を出力する（出力Ａ）。比較器４３ｂにおいても、積算器４２で算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力して、所定数分の積分値が連続して第２の閾値を下回る成立条件を満たすと、Ｈレベルの信号を出力する（出力Ｃ）。
【００７８】
ここでは、駆動制御を開始して５秒を超えたあたりから負の値となる積算値が頻発しているため、出力Ａ〜Ｃは、図１５（ｄ）に示すような信号波形となる。タイマ４１は、パターンチェック部４０による異常判定を契機に、符号Ｅ３を付した部分で示すカウント幅でＨレベルの値を出力する。しかしながら、断続的に異常判定のロジックが成立すると、符号Ｅ４を付した部分の拡大図に示すように、Ｈレベルの信号を長時間出力することになる。この傾向は、タイマ４１のカウント幅を長くすれば、さらに顕著になる。
【００７９】
そこで、この発明では、比較器４３ｂの成立条件を比較器４３ａより厳しくし、比較器４３ｂの出力Ｃを入力とする論理和を、最終的なモータ逆回転の判断結果Ｄとしている。これによって、タイマ４１のカウント幅を長く設定することなく、モータ逆回転が起こるであろうと明確に判断できる大きな異常挙動（負側に大きい積算値が連続して得られた場合）が発生した段階で、直ちにモータ逆回転を検出できる。例えば、Ｅ４の拡大図において、出力ＡがＨレベルになる前に、比較器４３ｂの出力ＣがＨレベルになった時点（符号Ｅ５を付した部分参照）で、ブラシレスモータ１が逆回転したと判定される。
【００８０】
（３）モータ逆回転の修正
上述したように、第１の検出部４ａでは、ロータ１１のポジションずれによる逆回転が発生する可能性がある異常としてモードＡ又はＣによる信号パターンの変化を検出する。倍精度モータの駆動を制御する場合、モードＡ又Ｃによる信号パターンの変化では、パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンの前後のホールＩＣ出力パターンに対応するパターン番号の差分が、図１６に示すように、開弁駆動時に閉弁方向へ逆回転する際には−２又は＋４となり、閉弁駆動時に開弁方向へ逆回転する際には−４又は＋２となる。
【００８１】
倍精度モータの開弁駆動時に閉弁方向へ逆回転する場合において、パターン番号の差分が−２又は＋４であるということは、上述した図６に示すように、モータカウントが−６カウント分ずれている場合に相当する。また、倍精度モータの閉弁駆動時に開弁方向へ逆回転する場合において、パターン番号の差分が−４又は＋２であるということは、図６に示すモータカウントが＋６カウント分ずれている場合に相当する。
【００８２】
そこで、制御部３１は、第１の検出部４ａ及び第２の検出部４ｂによってモータ逆回転が検出されると、その時点のモータカウント値に対して、図１６に示すカウント補正値を加算する。ここで、開弁駆動から閉弁方向に逆回転した場合は、モータカウント値に＋６カウントがカウント補正値として加算され、閉弁駆動から開弁方向に逆回転した場合は、モータカウント値に−６カウントがカウント補正値として加算される。
【００８３】
図６に示す例では、開弁駆動から閉弁方向に逆回転した場合、カウントずれによって、モータカウントが「４」になったところに＋６カウント分加算することにより、モータカウント「１０」のモータ励磁パターンに修正される。これにより、開弁駆動におけるＢ領域でのモータ励磁パターンである通電方向Ｕ→Ｗでステータ１３の巻線に通電が行われ、逆回転が発生しない。
【００８４】
一方、閉弁駆動から開弁方向に逆回転した場合、カウントずれによって、モータカウントが「１２」になったところに−６カウント分加算することにより、モータカウント「６」のモータ励磁パターンに修正される。これにより、閉弁駆動におけるＡ領域でのモータ励磁パターンである通電方向Ｖ→Ｗでステータ１３の巻線に通電が行われ、逆回転が発生せずに閉弁駆動が継続される。
【００８５】
図１７は、モータ逆回転を修正する過程を説明するための図であり、図１４に示した例に対してモータ逆回転の修正を施した場合を示している。制御部３１は、論理和演算部４６の出力Ｄの値からブラシレスモータ１が逆回転したと判定されると、開弁駆動における逆回転か、閉弁駆動における逆回転かに応じて、＋６又は−６カウントをカウント補正値としてモータカウントに加算する。
【００８６】
例えば、図１７（ｄ）に示すように出力ＤがＨレベル（符号Ｅ７を付した部分参照）になることでモータ逆回転が判定され、この時点のモータカウントにカウント補正値を加算する。これによって、符号Ｅ６を付した部分で示すように、モータ回転が正常方向に修正され、波形ｂ，ｃで示されるロータ１１の挙動が目標波形ａに沿った挙動に復帰する。
【００８７】
なお、単精度モータにおいては、ロータ１１のポジションずれが生じてもモータ逆回転は発生しないが、倍精度モータの場合と同様に、第１の検出部４ａ及び第２の検出部４ｂによってモードＡ，Ｃの信号パターン変化に基づいてロータ１１のポジションずれを検出することができる。また、モードＡ，Ｃによる信号パターン変化でロータ１１のポジションずれを検出した場合、上述のカウント補正値をモータカウントに加算することで修正が可能である。
【００８８】
以上のように、この実施の形態１によれば、ホールＩＣ１７の出力信号線を介して、当該出力信号線のグランドショート又は瞬断に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターン（ＬＬＬ又はＨＨＨ）が入力されると、この出力パターン入力時点の前後に入力されたホールＩＣ１７の検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、ロータ１１の目標位置からのずれ及びこれに伴ったロータ１１の逆回転が起こる可能性があると判定する。このようにすることにより、ロータ１１の磁極位置を検出するホールＩＣ１７の出力信号線に発生したブラシレスモータ１の駆動に有意な影響を与える異常を正確かつ迅速に検出することができる。
【００８９】
また、この実施の形態１によれば、倍精度モータを駆動制御するモータ制御装置３が、積算器４２によって算出された積算値を順次入力し、積算値が所定回数連続して第１の閾値に満たない場合に、ロータ１１が逆回転したことを示すＨレベルの信号を出力する比較器４３ａと、積算器４２によって算出された積算値を順次入力し、積算値が、比較器４３ａより多い回数連続して第１の閾値より小さい第２の閾値に満たない場合に、ロータ１１が逆回転したと判定してＨレベルの信号を出力する比較器４３ｂと、パターンチェック部４０による異常判定を契機にカウントを開始し、当該カウント幅の期間に前記異常判定を示すＨレベルの信号を出力するタイマ４１と、タイマ４１及び比較器４３ａの出力信号を入力して論理積を算出する論理積演算部４５と、論理積演算部４５による論理積の算出結果と比較器４３ｂの出力信号とを入力して論理和を算出し、最終的なロータ１１の逆回転の判定結果として出力する論理和演算部４６とを備える。このように構成することで、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生した異常によってブラシレスモータ１の逆回転が発生したことを迅速に検出することができる。
【００９０】
さらに、この実施の形態１によれば、制御部３１が、ロータ１１の逆回転が判定されると、モータ励磁パターンを切り替える順番であるモータカウントを補正することによって励磁パターンを補正して、当該ロータ１１の逆回転を修正する。このようにすることで、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生した異常によってブラシレスモータ１が逆回転しても正常な方向へ修正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
この発明に係るモータ制御装置は、ロータの磁極位置を検出する位置検出部の出力信号線に発生した、ブラシレスモータの駆動に有意な影響を与える異常を正確かつ迅速に検出できることから、位置検出部の出力信号線を組み込んだワイヤハーネスを介して、ブラシレスモータと接続されたＥＣＵ直接駆動型又は駆動回路別体型のモータ制御装置に適している。
【図１】
2010128538.tif 000003
【図２】
2010128538.tif 000004
【図３】
2010128538.tif 000005
【図４】
2010128538.tif 000006
【図５】
2010128538.tif 000007
【図６】
2010128538.tif 000008
【図７】
2010128538.tif 000009
【図８】
2010128538.tif 000010
【図９】
2010128538.tif 000011
【図１０】
2010128538.tif 000012
【図１１】
2010128538.tif 000013
【図１２】
2010128538.tif 000014
【図１３】
2010128538.tif 000015
【図１４】
2010128538.tif 000016
【図１５】
2010128538.tif 000017
【図１６】
2010128538.tif 000018
【図１７】
2010128538.tif 000019
【図１８】
2010128538.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月11日(2011.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシレスモータの駆動を制御するモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車用のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブや、ＶＧ（Variable Geometric）ターボアクチュエータ等の排ガス制御用アクチュエータの駆動源としてブラシレスモータが用いられている。図１８は、ブラシレスモータの駆動を制御する構成を示す図である。図１８（ａ）に示す構成では、ＥＣＵ（Engine Control Unit）が３相ブラシレスモータを直接駆動させる機能を有しており、ＥＣＵとブラシレスモータがワイヤハーネスで接続されている（ＥＣＵ直接駆動型）。ＥＣＵは、このワイヤハーネスを介してブラシレスモータ側から取得したホールＩＣの出力信号でロータの回転位置を検出して、モータの回転位置が目標位置になるようにブラシレスモータの駆動を制御する。
【０００３】
また、図１８（ｂ）の構成では、３相ブラシレスモータを駆動させる専用回路として、ＥＤＵ（Electrical actuator Drive Unit）を設けている。ＥＤＵとブラシレスモータとはワイヤハーネスで接続しており、ＣＡＮ（Controller Area Network）によってＥＤＵとＥＣＵが接続されている（駆動回路別体型）。ホールセンサ信号は、ワイヤハーネス及びＣＡＮを介してブラシレスモータ側からＥＣＵへ伝達される。ＥＣＵは、ホールＩＣの出力信号で検出されたロータの回転位置などに基づいてＥＤＵへ制御信号を出力し、ＥＤＵは、ＥＣＵからの制御信号に従ってブラシレスモータの駆動を制御する。
【０００４】
図１８（ｃ）の構成では、駆動回路が３相ブラシレスモータに内蔵されており、ワイヤハーネスを介することなく、ＥＣＵとブラシレスモータの当該駆動回路とがＣＡＮで接続されている（駆動回路一体型）。ＥＣＵは、ＣＡＮによりブラシレスモータ側からホールＩＣの出力信号を入力してロータ回転位置を検出し、ロータが目標位置になるようにブラシレスモータの駆動を制御する。
【０００５】
ＥＣＵ直接駆動型及び駆動回路別体型の構成では、駆動回路一体型のものとは異なり、ワイヤハーネスを介してホールＩＣの出力信号がＥＣＵに送信される。このため、ワイヤハーネスが短絡や瞬断を起こしたり、ワイヤハーネスを伝搬する信号にノイズが重畳すると、ホールＩＣの出力信号に異常が生じ、ブラシレスモータのロータが目標位置からずれたり、モータが逆回転する可能性がある。例えば、ＥＧＲバルブ制御用アクチュエータの駆動源としてブラシレスモータを利用した場合、上述の位置ずれやモータの逆回転が発生すると、モータシャフトがモータストッパ（全開端又は全閉端）へ衝突して、モータ及びバルブの構成部品が破損する恐れがある。
【０００６】
このようなブラシレスモータの異常を検出する従来の技術としては、特許文献１に開示される異常検出装置がある。この装置は、ブラシレスモータの回転に伴って変化する磁極位置センサ（例えば、ホールＩＣ）の正常時における出力パターンを記憶しておき、実際に検出された磁極位置センサの出力パターンが、予め記憶したものから逸脱する場合に異常と判定している。具体的には、３相（ＵＶＷ）の磁極位置センサの各出力信号を、Ｕ相が上位、Ｗ相が最下位の２進数として取り扱い、この３ビットのデータが、正常時に示す６種類の値による出力パターンと実際の信号から求めた出力パターンとを比較する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２４９０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、正常時の出力パターンとの差異のみから異常を判定しているため、センサの出力信号線における瞬間的なグランドショートやオープンが、ブラシレスモータの駆動制御に影響を与える有意な異常であるか否かを判定できないという課題があった。例えば、瞬間的なグランドショートやオープンでセンサ出力パターンに変化は生じたが、グランドショートやオープンから直ちに復帰してモータの目標位置からのずれが発生しない場合であっても、特許文献１では、正常時の出力パターンとの差異に応じてモータが停止される。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ロータの磁極位置を検出する位置検出部の出力信号線に発生したブラシレスモータの駆動に有意な影響を与える異常を正確かつ迅速に検出することができるモータ制御装置を得ることを目的とする。また、上記信号線の異常によって発生したモータの逆回転を検出し、正常な回転方向への駆動修正が可能なモータ制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るモータ制御装置は、磁極位置検出用マグネットが固着され、所定の極数を有したロータと、複数相の励磁巻線を有したステータと、前記ステータの各相に対応して設けられ、磁極位置検出用マグネットの磁極を検出して当該磁極の極性に対応した論理レベルの検出信号を出力する位置検出部とを備えたブラシレスモータの位置検出部の出力信号線と接続し、当該出力信号線を介して位置検出部から検出信号による出力パターンを順次入力し、当該出力パターンに対応する励磁パターンでステータの各相の励磁巻線への通電を切り替えてロータを回転させる駆動制御部を備えたモータ制御装置において、出力信号線の接地電位への短絡又は断線に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターンが入力されると、当該出力パターンの入力時点の前後に入力された検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、ロータの目標位置からのずれ及びこれに伴ったロータの逆回転が起こる可能性があると判定するパターンチェック部を備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、出力信号線の接地電位への短絡又は断線に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターンが入力されると、当該出力パターンの入力時点の前後に入力された検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、ロータの目標位置からのずれ及びこれに伴ったロータの逆回転が起こる可能性があると判定する。このようにすることにより、ロータの磁極位置を検出する位置検出部の出力信号線に発生した、ブラシレスモータの駆動制御に有意な影響を与える異常を正確かつ迅速に検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１によるモータ制御装置でブラシレスモータが駆動制御されるＥＧＲバルブの構造を示す図である。
【図２】ブラシレスモータをモータシャフト端面から見た図である。
【図３】ブラシレスモータの他の構成をモータシャフト端面から見た図である。
【図４】実施の形態１によるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ブラシレスモータの運転時における通電方向、ホールＩＣ＿Ｐｈａｓｅ及びホールＩＣ出力の関係を説明するための図である。
【図６】倍精度のブラシレスモータが逆回転する過程を説明するための図である。
【図７】図４中の制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】ホールＩＣ出力パターン及びそのそれぞれに付したパターン番号を示す図である。
【図９】モードＡにおける信号パターンの変化を示す図である。
【図１０】モードＢにおける信号パターンの変化を示す図である。
【図１１】モードＣにおける信号パターンの変化を示す図である。
【図１２】モードＤにおける信号パターンの変化を示す図である。
【図１３】パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンの前後のホールＩＣ出力パターンのパターン番号の差分を示す図である。
【図１４】モータ逆回転を検出するまでの過程を説明するための図である。
【図１５】モータ逆回転を検出するまでの過程を説明するための図である。
【図１６】パターン番号の差分とカウント補正値を示す図である。
【図１７】モータ逆回転を修正する過程を説明するための図である。
【図１８】ブラシレスモータの駆動を制御する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるモータ制御装置でブラシレスモータが駆動制御されるＥＧＲバルブの構造を示す図であり、ＥＧＲバルブの軸方向に切断した断面図を示している。このＥＧＲバルブは、ブラシレスモータ１とバルブ機構２とから構成される。ブラシレスモータ１は、モータシャフト１０に螺合された円筒状のロータ１１が、ケース１２に固着されたステータ１３の中空部に挿入され、ベアリング１４によって回転自在に支持されることにより構成されている。また、ロータ１１には、その軸に垂直な面に磁極位置検出用マグネット１５が固着される。
【００１５】
また、プリント基板１６には、ホールＩＣ（位置検出部）１７が搭載される。ホールＩＣ１７は、ロータ１１の回転位置（磁極位置）を検出するセンサであり、ホール素子が組み込まれた集積回路（ＩＣ）から構成される。プリント基板１６は、ホールＩＣ１７が磁極位置検出用マグネット１５に対向する位置になるようにケース１２に取り付けられる。モータシャフト１０は、ロータ１１の回転によってその軸方向（図１中の上下方向）に移動可能になっている。
【００１６】
バルブ機構２には、弁体２０ａが固着されたバルブシャフト２１が設けられており、その軸はモータシャフト１０の軸と同一になるように配置されている。このバルブシャフト２１は、リターンスプリング２２によって弁体２０ａが閉じる方向に付勢されている。バルブシャフト２１は、その一端にモータシャフト１０が当接することでその軸方向に移動可能である。
【００１７】
弁体２０ａは、モータシャフト１０をブラシレスモータ１側に引き込むことにより、弁座２０ｂに対して着座し、モータシャフト１０をバルブ機構２側に押し出すことにより、弁座２０ｂから離れるように設けられる。ロータ１１の回転位置に基づいてモータシャフト１０の実開度位置を検出することにより、弁体２０ｂの開閉状態を把握することができる。
【００１８】
図２は、ブラシレスモータをモータシャフト端面から見た図であり、磁極位置検出用マグネット１５が８極のものを示している。図２において、ブラシレスモータ１のステータ１３のスロット数は「９」であり、ロータ１１の極数は「８」である。磁極位置検出用マグネット１５は、ロータ１１の１極に一対のＮＳ極が対応するように構成されている。
【００１９】
図２に示すように、磁極位置検出用マグネット１５に対向して配置したホールＩＣ１７は、ＵホールＩＣ、ＶホールＩＣ及びＷホールＩＣの３個のホールＩＣから構成される。
以降では、ロータ１１の極数と磁極位置検出用マグネット１５の極数とが同一であり、かつ３個のホールＩＣを備えたブラシレスモータ１を単精度モータと呼ぶ。
【００２０】
図３は、ブラシレスモータの他の構成をモータシャフト端面から見た図であり、磁極位置検出用マグネット１５が１６極のものを示している。このブラシレスモータ１のステータ１３のスロット数は「９」であり、ロータ１１の極数は「８」である。磁極位置検出用マグネット１５は、ロータ１１の１極に一対のＮＳ極が対応するよう構成される。図３において、斜線を施した部分の一対のＮＳ極がロータ１１のＮ極に対応しており、斜線を施していない部分の一対のＮＳ極はロータ１１のＳ極に対応する。
【００２１】
磁極位置検出用マグネット１５に対向して配置されるホールＩＣ１７は、図２と同様にＵホールＩＣ、ＶホールＩＣ及びＷホールＩＣの３個のホールＩＣから構成されている。なお、磁極位置検出用マグネット１５の極数がロータ１１の極数の２倍であり、かつ３個のホールＩＣ１７を備えたブラシレスモータ１を倍精度モータと呼ぶ。この倍精度モータでは、ロータ１１の回転位置検出の分解能を単精度モータの２倍に向上させることができる。
【００２２】
図４は、実施の形態１によるモータ制御装置の構成を示すブロック図であり、ステータ１３のスロット数「３」で、磁極位置検出用マグネット１５の極数が「４」となる倍精度モータの駆動を制御する場合を示している。モータ制御装置３は、ブラシレスモータ１とは別個に設けられたＥＣＵやＥＤＵ等の装置に搭載され、ホールＩＣ１７とのインタフェース（Ｉ／Ｆ）３０、この発明の駆動制御部として機能する制御部３１及び駆動回路３２を備える。
【００２３】
ＵホールＩＣ１７ａ、ＶホールＩＣ１７ｂ及びＷホールＩＣ１７ｃは、ステータ１３の各相ＵＶＷに対応して設けられ、磁極位置検出用マグネット１５の磁極を検出して当該磁極の極性に対応した論理レベルの検出信号を出力する。ＵホールＩＣ１７ａとホールＩＣ端子（Ｕ）とは、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号線で接続されており、また、ＶホールＩＣ１７ｂとホールＩＣ端子（Ｖ）とは、ＶホールＩＣ１７ｂの出力信号線で接続され、ＷホールＩＣ１７ｃとホールＩＣ端子（Ｗ）とが、ＷホールＩＣ１７ｃの出力信号線で接続される。ＵホールＩＣ１７ａの出力信号線、ＶホールＩＣ１７ｂの出力信号線及びＷホールＩＣ１７ｃの出力信号線は、例えば、ブラシレスモータ１とモータ制御装置３を接続するワイヤハーネスに組み込まれる。
【００２４】
ホールＩＣのインタフェース３０は、出力信号線及びホールＩＣ端子（Ｕ）を介して、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号を入力し、所定の増幅処理などを施して制御部３１へ出力する。また、ホールＩＣのインタフェース３０は、出力信号線及びホールＩＣ端子（Ｖ）を介してＶホールＩＣ１７ｂの出力信号を入力し、所定の増幅処理などを施して制御部３１へ出力する。さらに、ホールＩＣのインタフェース３０は、出力信号線及びホールＩＣ端子（Ｗ）を介して、ＷホールＩＣ１７ｃの出力信号を入力し、所定の増幅処理などを施して制御部３１へ出力する。
【００２５】
制御部３１は、マイクロコンピュータ等の演算処理回路から構成され、インタフェース３０から入力したホールＩＣ１７の出力パターンに基づいて、駆動デューティ比を示すＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号を生成し駆動回路３２に与える。駆動回路３２では、ＰＷＭ制御信号に応じた所定の周期で、モータ端子（Ｕ）、モータ端子（Ｖ）及びモータ端子（Ｗ）を経由してステータ１３の巻線に通電する。また、駆動回路３２は、ステータ１３の巻線に通電された電流が所定値以上になると、過電流であると判断して駆動停止信号を制御部３１へ出力する。これにより、制御部３１によるＰＷＭ制御信号の生成が停止される。
【００２６】
図５は、ブラシレスモータの運転時における通電方向、ホールＩＣ＿Ｐｈａｓｅ（以下ホールＩＣフェイズと呼ぶ）及びホールＩＣ出力の対応関係を説明するための図であり、図１に示すＥＧＲバルブの駆動源としてブラシレスモータ１を使用し、図４に示すモータ制御装置３によってその駆動を制御する場合を示している。
【００２７】
また、図５（ａ）は、図２に示した単精度のブラシレスモータ１の通電方向、ホールＩＣフェイズ及びホールＩＣ出力の対応関係を示している。図５（ｂ）は、図３に示した倍精度のブラシレスモータ１における通電方向、ホールＩＣフェイズ及びホールＩＣ出力の関係を示している。なお、ホールＩＣフェイズは、図８を用いて後述するパターン番号に相当する。また、ホールＩＣフェイズで特定される各ホールＩＣ出力パターンに対応するモータ励磁パターンを切り替える順番をモータカウント（モータ通電番号）と呼ぶ。
【００２８】
図５（ａ）において、弁体２０ａの開方向（以下「開弁駆動」と呼ぶ）にロータ１１を回転させる場合、ステータ１３のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に対して、図５（ａ）中に矢印で示すように、Ｖ→Ｕ、Ｗ→Ｕ、Ｗ→Ｖ、Ｕ→Ｖ、Ｕ→Ｗ、Ｖ→Ｗの順番で通電が繰り返される。このように、モータカウント１〜６のモータ励磁パターンを昇順に切り替えることにより、単精度のブラシレスモータ１が開弁駆動する。
【００２９】
一方、弁体２０ａの閉方向（以下「閉弁駆動」と呼ぶ）にロータ１１を回転させる場合には、ステータ１３のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に対して、図５（ａ）中に矢印で示すようにＷ→Ｖ、Ｗ→Ｕ、Ｖ→Ｕ、Ｖ→Ｗ、Ｕ→Ｗ、Ｕ→Ｖの順番で通電が繰り返される。このようにモータカウント１〜６のモータ励磁パターンを降順に切り替えることにより、単精度のブラシレスモータ１が閉弁駆動する。
【００３０】
図５（ｂ）のブラシレスモータ１では、磁極位置検出用マグネット１５の極数が１６極であるので、ホールＩＣ１７の出力パターンが一巡しても、モータ励磁パターンによる移動量は、図５（ａ）の場合の半分になる。このため、１つの通電方向に対して、ホールＩＣ１７の出力パターンが２種類になる。つまり、ホールＩＣ１７からは、開弁駆動の通電方向がＶ→Ｕ、Ｗ→Ｕ及びＷ→Ｖであって閉弁駆動の通電方向がＶ→Ｗ、Ｕ→Ｗ及びＵ→Ｖであるモータ励磁パターンのＡ領域と、開弁駆動の通電方向がＵ→Ｖ、Ｕ→Ｗ及びＶ→Ｗであって閉弁駆動の通電方向がＷ→Ｖ、Ｗ→Ｕ及びＶ→Ｕであるモータ励磁パターンのＢ領域とで同一の出力パターンが出現する。
【００３１】
また、図５（ｂ）中に矢印で示すように、モータカウント１〜１２のモータ励磁パターンを昇順に切り替えることで倍精度のブラシレスモータ１が開弁駆動し、モータカウント１〜１２のモータ励磁パターンを降順に切り替えることにより、倍精度のブラシレスモータ１が閉弁駆動する。
【００３２】
ここで、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生した異常（グランドショートや瞬断）によって倍精度のブラシレスモータ１が逆回転する過程を詳細に説明する。
図６は、倍精度のブラシレスモータが逆回転する過程を説明するための図である。図６において、正常な場合には、図５（ｂ）で示したように、モータ励磁パターンのＡ領域とＢ領域でホールＩＣ１７の出力パターンは同一である。ここでは、モータ励磁パターンのＢ領域における右上がりの斜線を施した領域でＵホールＩＣ１７ａの出力信号線にグランドショートが発生しＵホールＩＣ１７ａの出力信号の論理レベルがＬレベルになった場合を例に挙げる。
【００３３】
この場合、本来ではＵホールＩＣ１７ａ、ＶホールＩＣ１７ｂ及びＷホールＩＣ１７ｃの出力信号の論理レベルがそれぞれＨＨＬであるべきところＬＨＬになり、次にＨＬＬであるべきところがＬＬＬとなり、続いてＨＬＨになるべきところがＬＬＨとなる。
また、ホールＩＣフェイズは、本来のＨＨＬに対応する「１」から、異常発生後のＬＨＬに対応する「６」に変わる。次のホールＩＣフェイズにおいても、本来は「２」であるところ、ホールＩＣ出力パターンがＬＬＬになったため、ホールＩＣフェイズ「０」となる。続いて、本来はホールＩＣフェイズ「３」であるところ、異常発生後のＬＬＨに対応するホールＩＣフェイズ「４」に変化している。
【００３４】
この不具合が開弁駆動中に発生すると、Ａ領域からＢ領域へ切り替わった直後においても、図６中に右上がりの斜線を施した部分で示すように、ホールＩＣフェイズが「６」であることから、これに対応するモータ励磁パターン（モータカウント「６」）でステータ１３のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線に通電される。このため、本来は通電方向がＵ→Ｖであるところ、通電方向Ｗ→Ｖの通電が継続される。続いて、異常発生によってホールＩＣフェイズ「４」のホールＩＣ出力パターンＬＬＨへ変化することにより、これに対応してモータカウントが「４」にずれ、モータカウント「４」のモータ励磁パターンである通電方向Ｗ→Ｕで通電される。このように、モータカウントが、本来の「１０」から「４」になって−６カウント分ずれる。
【００３５】
このように、開弁駆動においてＡ領域に出現する通電方向Ｗ→Ｕで通電が実行された場合に、本来は、モータ励磁パターンのＢ領域に属しているにも拘わらず、Ａ領域に属していると判断される可能性がある。このとき、閉弁駆動においてＡ領域に出現するモータ励磁パターンのうち、モータカウントずれによるホールＩＣフェイズ「４」に対応するモータ励磁パターンである通電方向Ｕ→Ｗで通電されると、これに続いて図６中で右下がりの斜線を施した部分に示すように、閉弁駆動におけるモータ励磁パターンで順次通電され、ブラシレスモータ１が逆回転して閉弁駆動する。
【００３６】
一方、閉弁駆動中に上記不具合が発生した場合は、Ｂ領域からＡ領域へ切り替わった直後においても、ホールＩＣフェイズ「６」であることから、図６中に格子線を施した部分で示すように、ホールＩＣフェイズ「６」に対応するモータカウント「１２」のモータ励磁パターンである通電方向Ｗ→Ｖで通電が継続される。このように、モータカウントが、本来の「６」から「１２」になって＋６カウント分ずれる。
【００３７】
このように、閉弁駆動においてＢ領域に出現する通電方向Ｗ→Ｖで通電が実行された場合に、本来は、モータ励磁パターンのＡ領域に属しているにも拘わらず、Ｂ領域に属していると判断される可能性がある。このとき、開弁駆動においてＡ領域に出現するモータ励磁パターンのうち、モータカウントずれによるホールＩＣフェイズ「６」に対応するモータ励磁パターンである通電方向Ｗ→Ｖで通電されると、これに続いて図６中で格子線を施した部分に示すように、開弁駆動におけるモータ励磁パターンで順次通電され、ブラシレスモータ１が逆回転して開弁駆動する。
【００３８】
上述のようなホールＩＣ１７の出力信号線のグランドショートや瞬断（瞬時オープン）によるモータカウントのカウントずれを防止するために、制御部３１は、図７に示す機能ブロックを有している。図７において、制御部３１は、第１の検出部４ａ、第２の検出部４ｂ、論理積演算部４５、及び論理和演算部４６を備える。第１の検出部４ａは、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生したグランドショートや瞬断によるホールＩＣ出力パターンの変化から、ロータ１１のポジションずれ及びこれに伴うブラシレスモータ１の逆回転が発生する可能性がある異常を検出する構成部であり、パターンチェック部４０及びタイマ（タイマ出力部）４１を備える。
【００３９】
パターンチェック部４０は、インタフェース３０を介してホールＩＣ１７からホールＩＣ出力パターンを入力し、ホールＩＣ１７の出力信号線のグランドショート又は瞬断に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターン（図８を用いて後述するＬＬＬとＨＨＨ）が得られると、その入力時点の前後のホールＩＣ出力パターンが同一であるか否かによって、ロータ１１のポジションずれ及びこれに伴うブラシレスモータ１の逆回転が発生する可能性を判定する構成部である。
【００４０】
タイマ４１は、パターンチェック部４０による異常判定を契機にカウントを開始して、カウント幅分の期間に、異常判定を示す所定の論理レベル（Ｈレベル）の信号を出力する構成部である。このタイマ４１の出力信号を出力Ｂとする。なお、タイマ４１によって所定のカウント幅分の期間で異常検出を通知し続けるのは、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生したグランドショート又は瞬断がホールＩＣ出力パターンに反映されるまでのタイムラグを補償するためである。
【００４１】
第２の検出部４ｂは、ブラシレスモータ１を目標波形に追従して駆動させる際に、駆動デューティ比とポジション速度との積算値を所定の第１の閾値及び第２の閾値とそれぞれ比較し、この比較結果に応じて逆回転の判定結果を示す所定の論理レベルの信号を出力する構成部であり、積算器４２及び比較器４３ａ，４３ｂを備える。なお、目標波形とは、ロータ１１の回転位置の目標位置をステップ（段階）で時間的に変化させた際に各目標位置により構成される波形である。また、ポジション速度とは、目標波形に追従してロータ１１の実位置が変化する速度である。
【００４２】
積算器４２は、目標波形に追従させたモータ駆動制御で順次得られる駆動デューティ比とポジション速度とを入力して、両者を積算する構成部である。比較器（第１の比較判定部、比較判定部）４３ａは、積算器４２によって算出された駆動デューティ比とポジション速度の積算値を順次入力し、この積算値が第１の閾値を用いた所定の成立条件を満たすと、所定の論理レベル（Ｈレベル）の信号を出力する構成部である。この比較器４３ａの出力信号を出力Ａとする。
【００４３】
また、比較器（第２の比較判定部、比較判定部）４３ｂは、比較器４３ａと同様に、積算器４２によって算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力して、この積分値が第２の閾値を用いた所定の成立条件を満たすと、所定の論理レベル（Ｈレベル）の信号を出力する構成部である。この比較器４３ｂの出力信号を出力Ｃとする。
【００４４】
比較器４３ａ，４３ｂの上記成立条件としては、例えば、上記積算値が所定数だけ連続して上記閾値を下回った場合に成立と判定する。なお、比較器４３ｂでは、比較器４３ａよりも上記成立条件が厳しくなるように第２の閾値及び上記所定数を決定する。つまり、第２の閾値は第１の閾値よりも小さくし、比較器４３ｂの上記所定数は、比較器４３ｂの所定数よりも多くする。
【００４５】
論理積演算部（ＡＮＤ）４５は、タイマ４１の出力Ｂと比較器４３ａの出力Ａとの論理積を演算する構成部であり、出力が論理和演算部４６に入力される。論理和演算部（ＯＲ）４６は、論理積演算部４５の出力と比較器４３ｂの出力Ｃとの論理和を演算する構成部である。この出力Ｄがブラシレスモータ１の逆回転の検出結果となる。
【００４６】
図８は、ホールＩＣ出力パターン及びそのそれぞれに付したパターン番号を示す図である。パターンチェック部４０では、図８に示すように各ホールＩＣ出力パターンに付したパターン番号を用いて、インタフェース３０を介して取得したホールＩＣ出力パターンをモニタする。ここで、パターン番号１〜６のホールＩＣ出力パターンは、ＵＶＷの各位相でＬレベル又はＨレベルが１つ含まれるもの、Ｌレベル又はＨレベルが２つ含まれるものの組み合わせである。
【００４７】
Ｈレベルが１つのホールＩＣ出力パターン（パターン番号２，４，６）において、ホールＩＣ１７からＨレベルが出力される出力信号線にグランドショートが発生した場合、その出力パターンはＬＬＬとなる。このパターンをパターン番号０とする。また、Ｌレベルが１つのホールＩＣ出力パターン（パターン番号１，３，５）において、ホールＩＣ１７からＬレベルが出力される出力信号線に瞬断が発生した場合、その出力パターンはＨＨＨとなる。このパターンをパターン番号７とする。
【００４８】
ホールＩＣの出力信号線にグランドショートや瞬断が発生した場合であっても、当該グランドショートや瞬断の発生前後でホールＩＣ出力パターンに変化がない場合は、ポジションカウント値（モータカウント値）は影響を受けない。一方、グランドショートや瞬断の発生前後でホールＩＣ出力パターンに変化があると、ロータ１１のポジションずれ及びこれに伴うブラシレスモータ１の逆回転が発生する可能性がある。
【００４９】
そこで、パターンチェック部４０では、ホールＩＣ出力パターンに異常が発生すると、パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンの入力時点の前後にあるホールＩＣ出力パターンが同一でない場合、ロータ１１の目標位置からのポジションずれ及びこれに伴うブラシレスモータ１の逆回転が発生する可能性があると判定し、同一であれば駆動制御に問題がないと判定する。
【００５０】
次に動作について説明する。
（１）第１の異常検出（モータ逆回転が発生し得る状態の検出）
実施の形態１によるモータ制御装置３は、ホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生することにより、ポジションずれ及びこれに伴うモータ逆回転が発生する可能性がある状態を異常として検出する（第１の異常検出）。この処理は、図７に示した第１の検出部４ａにより実行される。
【００５１】
ＵホールＩＣ１７ａ、ＶホールＩＣ１７ｂ及びＷホールＩＣ１７ｃの出力信号線のうちのいずれか１つにグランドショートや瞬断が発生した際に、ホールＩＣ出力パターンが、パターン番号０のＬＬＬ又はパターン番号７のＨＨＨに切り替わるパターンとして、下記の４種類のモードＡ〜Ｄが存在する。
モードＡは、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生したグランドショート又は瞬断により上記出力信号線から入力されるべき出力信号の論理レベルが異常になった状態でステータ１３の３相ＵＶＷの各巻線に通電がなされ、このステータ１３の各励磁巻線をロータ１１が回転して通過する場合である。
モードＢは、ホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生し、ロータ１１の回転による位相の切り替わりよりも早期にグランドショート又は瞬断から回復した場合である。
モードＣは、モードＡに相当する状況の途中でホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生する、若しくは、モードＡに相当する状況の途中でホールＩＣの出力信号線がグランドショート又は瞬断から回復する場合である。
モードＤは、パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンと、その隣の相のホールＩＣ出力パターンとを、ロータ１１が行き来する場合である。
【００５２】
図９は、モードＡにおける信号パターンの変化を示す図である。図９に示すように、信号パターンは、ホールＩＣ出力パターンの遷移を示しており、ホールＩＣ出力パターンをパターン番号で表している。例えば、異常発生前の開弁駆動の信号パターン１→２→３については、ホールＩＣ出力パターンをモータカウントのカウントアップ順に並べたＨＨＬ→ＨＬＬ→ＨＬＨを示している。
【００５３】
Ｕ相のＵホールＩＣ１７ａの出力信号線が瞬時にグランドショートすることによって、異常発生後の信号パターン６→０→４（ホールＩＣ出力パターンのＬＨＬ→ＬＬＬ→ＬＬＨ）となる。このとき、動作が閉弁駆動となり、ブラシレスモータ１が逆回転する。
【００５４】
図１０は、モードＢにおける信号パターンの変化を示す図であり、図９と同様にホールＩＣ出力パターンをパターン番号に置き換えている。モードＢでは、ロータ１１の回転による位相の切り替わりよりも早期にグランドショート又は瞬断から回復する。
【００５５】
例えば、ホールＩＣ出力パターンが切り替わる前の信号パターン２→２→２において、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号線がグランドショートし瞬時に回復した場合、結果的にホールＩＣ出力パターンに変化はない。このため、ロータ１１の目標位置からのポジションずれが発生することなく、当然ながらモータ逆回転も起こらない。
【００５６】
図１１は、モードＣにおける信号パターンの変化を示す図であり、図９と同様にホールＩＣ出力パターンをパターン番号に置き換えている。モードＣとしては、モードＡに相当する状況の途中でホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生しても、元のホールＩＣ出力パターンに戻る場合が挙げられる。
【００５７】
例えば、開弁駆動の信号パターンである２→３→４において、パターン番号２以降でＵホールＩＣ１７ａの出力信号線にグランドショートが発生した場合、図１１に示すようにパターン番号２に対応するホールＩＣ出力パターンのＨＬＬはパターン番号０のＬＬＬとなる。
【００５８】
続いて、パターン番号３のホールＩＣ出力パターンのＨＬＨは、パターン番号４のＬＬＨとなるが、これに続くパターン番号４のホールＩＣ出力パターンのＬＬＨでは、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号の論理レベルが元々Ｌレベルであるため、そのままとなる。このため、結局、信号パターンにおける最終的なホールＩＣ出力パターンが変化しておらず、ロータ１１の目標位置からのポジションずれによる逆回転は発生しない。
【００５９】
また、モードＣにおけるもう一つの信号パターン変化の事例としては、モードＡに相当する状況の途中でホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生し直ちに回復した場合が挙げられる。
例えば、開弁駆動の信号パターンである６→１→２において、パターン番号６以降でＵホールＩＣ１７ａの出力信号線にグランドショートが発生した場合、図１１に示すようにパターン番号６のホールＩＣ出力パターンＬＨＬはそのままであるが、パターン番号１のホールＩＣ出力パターンのＨＨＬは、パターン番号６のＬＨＬとなる。
【００６０】
続いて、パターン番号２のホールＩＣ出力パターンのＨＬＬがパターン番号０のＬＬＬとなった後、ロータ１１の回転による位相の切り替わりより早期にＵホールＩＣ１７ａの出力信号線がグランドショートから回復することによって、パターン番号０のＬＬＬから再びパターン番号２のホールＩＣ出力パターンのＨＬＬに戻る。このために、結局、信号パターンにおける最終的なホールＩＣ出力パターンが変化せず、ロータ１１の目標位置からのポジションずれによる逆回転は発生しない。
【００６１】
図１２は、モードＤにおける信号パターンの変化を示す図であり、図９と同様にホールＩＣ出力パターンをパターン番号に置き換えている。モードＤでは、ロータ１１が、あるホールＩＣ出力パターンの位置を、その隣の相に対応するホールＩＣ出力パターンの位置を介して行き来する動作が前提とされ、例えば、図１２に示すような信号パターン１→２→１が挙げられる。
【００６２】
この信号パターン１→２→１において、ＵホールＩＣ１７ａの出力信号線にグランドショートが発生した場合、パターン番号１に対応するホールＩＣ出力パターンのＨＨＬは、パターン番号６のＬＨＬとなる。続いて、パターン番号２のホールＩＣ出力パターンであるＨＬＬがパターン番号０のＬＬＬとなった後、ホールＩＣ出力パターンＨＨＬが、パターン番号６のＬＨＬとなる。モードＤでは、パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンの入力時点の前後にあるホールＩＣ出力パターンが互いに同一であることから、ロータ１１の目標位置からのポジションずれによる逆回転は発生しない。
【００６３】
上述のように、ホールＩＣの出力信号線にグランドショート又は瞬断が発生しても、パターン番号０のＬＬＬ又はパターン番号７のＨＨＨの入力時点の前後にあるホールＩＣ出力パターンが互いに同一であるモードＢ，Ｄでは、ブラシレスモータ１が逆回転するようなロータ１１のポジションずれが起こらない。
【００６４】
そこで、第１の検出部４ａのパターンチェック部４０では、ホールＩＣ１７から取得したホールＩＣ出力パターンのうち、ホールＩＣ出力パターンＬＬＬ（パターン番号０）又はホールＩＣ出力パターンＨＨＨ（パターン番号７）をモニタし、検出されたホールＩＣ出力パターンＬＬＬ又はＨＨＨの入力時点の前後にあるホールＩＣ出力パターンが同一か否かを判定する。
【００６５】
例えば、パターンチェック部４０が、図１３に示すように、ＬＬＬ（パターン番号０）又はＨＨＨ（パターン番号７）の入力時点よりも前にあるホールＩＣ出力パターンのパターン番号から、ＬＬＬ又はＨＨＨの入力時点の後にあるホールＩＣ出力パターンのパターン番号を減算した差分を求める。この差分が０にならない場合（モードＡ，Ｃ）、パターンチェック部４０は、ロータ１１のポジションずれによる逆回転が発生する可能性があると判定し、この異常判定をタイマ４１に通知する。タイマ４１は、パターンチェック部４０による異常判定を契機にカウントを開始して、カウント幅分の期間にＨレベルの信号を出力する。
【００６６】
（２）第２の異常検出（モータ逆回転の検出）
ブラシレスモータ１が目標波形に追従して駆動している場合において、駆動デューティ比とポジション速度とを積算した値は正になるが、ブラシレスモータ１が逆回転すると、駆動デューティ比とポジション速度との積は負の値となる。例えば、開弁指令が出ているときに、ブラシレスモータ１が逆回転すると、駆動デューティ比は正の値であるが、ロータ１１の実位置が変化する速度であるポジション速度は負の値になる。
そこで、実施の形態１によるモータ制御装置３では、第１の異常検出結果に加え、上記積算値と所定の閾値との比較結果を用いて、モータ逆回転の有無を判定する（第２の異常検出）。
【００６７】
図１４は、モータ逆回転を検出するまでの過程を説明するための図であり、図１に示すＥＧＲバルブの駆動源として倍精度のブラシレスモータ１を使用し、図７に示す制御部３１によりその駆動を制御した場合を示している。制御内容としては、図１４（ａ）に示すように駆動開始位置と９０ステップ進んだ位置とを２秒毎に繰り返す矩形波の目標波形（図１４（ａ）で符号ａを付した波形）に追従するように、ロータ１１の回転位置を制御する。また、符号ｂを付した波形は、ロータ１１の回転位置に応じたＥＧＲバルブの開度を示すステップ数であり、符号ｃを付したロータ１１の実位置の波形に沿っている。
【００６８】
図１４では、駆動制御を開始して６秒を超えたあたりでホールＩＣの出力信号線のいずれかにグランドショート又は瞬断が発生し、ロータ１１のポジションずれによりブラシレスモータ１が逆回転した場合を例に挙げる。このとき、図１４（ａ）に示すように、ロータ１１の実位置を示す波形ｃが、６秒を超えたあたりで目標波形ａから大きく外れる。
【００６９】
また、第２の検出部４ｂにおける積算器４２は、図１４（ｂ）に示す駆動デューティ比（Ｄｕｔｙ）とロータ１１の実位置変化のポジション速度（ＰＳｓｐｅｅｄ）を順次入力して、両者を積算する。この結果を図１４（ｃ）に示す。なお、図１４（ｃ）における符号Ｅ１を付した部分から明らかなように、ブラシレスモータ１の逆回転のため、駆動デューティ比とポジション速度との積算値が負の値になっている。
【００７０】
比較器４３ａは、上述のようにして積算器４２によって算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力し、所定数分の積算値が連続して第１の閾値を下回る成立条件を満たすと、Ｈレベルの信号を出力する（出力Ａ）。一方、比較器４３ｂにおいても、積算器４２で算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力して、所定数分の積算値が連続して第２の閾値を下回る成立条件を満たすと、Ｈレベルの信号を出力する（出力Ｃ）。
【００７１】
なお、比較器４３ａの成立条件としては、例えば、第１の閾値を−３００とし、積算値が２ポイント連続して−３００を下回った場合に成立と判定する。また、比較器４３ｂの成立条件としては、比較器４３ａよりも上記成立条件が厳しくなるように、例えば、第２の閾値を−６００とし、積算値が８ポイント連続して−６００を下回った場合に成立と判定する。このように、比較器４３ａ，４３ｂのそれぞれに閾値を設け、比較器４３ｂの成立条件を比較器４３ａよりも厳しくした理由については、図１５を用いて後述する。
【００７２】
また、ロータ１１のポジションずれによる逆回転が発生する可能性があることは、第１の検出部４ａによって異常判定されており、タイマ４１が、カウント幅分の期間に異常判定されたことを示すＨレベルの信号を出力する（出力Ｂ）。これにより、出力Ａ〜Ｃは、図１４（ｄ）に示すような信号波形となる。ここで、タイマ４１によってカウント幅分の期間で異常判定を通知することで、パターンチェック部４０で異常判定された時点から実際にモータが逆回転した時点を含む期間（符号Ｅ１を付した部分）で異常判定を示すＨレベルの信号出力が継続されている。
【００７３】
最終的なモータ逆回転の判断は、出力Ｄの値によってなされる。ここで、出力Ａ，ＢはＨレベルであるので、論理積演算部４５は、Ｈレベルの信号を出力する。また、出力Ｃと論理積演算部４５の出力がＨレベルであることから、論理和演算部４６は、Ｈレベルの値を出力する。これにより、図１４（ｄ）において符号Ｅ２を付して示すように、出力Ｄの論理レベルがＨレベルになることから、ブラシレスモータ１が逆回転したと判定される。
【００７４】
図１５は、他の制御内容でモータ逆回転を検出するまでの過程を説明するための図であり、図１４と同様に、図１に示すＥＧＲバルブの駆動源として倍精度のブラシレスモータ１を使用し、図７に示す制御部３１によってその駆動を制御した場合を示している。制御内容としては、図１５（ａ）に示すように９０ステップ進んだ位置を繰り返すランプ波形の目標波形ａに追従するようロータ１１の回転位置を制御する。また、符号ｂを付した波形は、ロータ１１の回転位置に応じたＥＧＲバルブの開度を示すステップ数であり、符号ｃを付したロータ１１の実位置の波形に沿っている。
【００７５】
図１５では、駆動制御を開始して５秒を超えたあたりでホールＩＣの出力信号線にグランドショートが短い周期（例えば、０．１秒）で断続的に発生し、これによるロータ１１のポジションずれでブラシレスモータ１が逆回転した場合を例に挙げる。このとき、図１５（ａ）に示すように、ロータ１１の実位置を示す波形ｃが、５秒を超えたあたりで目標波形ａから大きく外れる。
【００７６】
図１５（ｂ）に示す駆動デューティ比（Ｄｕｔｙ）とロータ１１の実位置変化のポジション速度（ＰＳｓｐｅｅｄ）を順次積算した結果が図１５（ｃ）である。図１５（ｃ）に示すように、５秒を超えたあたりから負の値となる積算値が頻発している。
【００７７】
比較器４３ａは、積算器４２で算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力し、所定数分の積算値が連続して第１の閾値を下回る成立条件を満たすと、Ｈレベルの値を出力する（出力Ａ）。比較器４３ｂにおいても、積算器４２で算出された駆動デューティ比とポジション速度との積算値を順次入力して、所定数分の積算値が連続して第２の閾値を下回る成立条件を満たすと、Ｈレベルの信号を出力する（出力Ｃ）。
【００７８】
ここでは、駆動制御を開始して５秒を超えたあたりから負の値となる積算値が頻発しているため、出力Ａ〜Ｃは、図１５（ｄ）に示すような信号波形となる。タイマ４１は、パターンチェック部４０による異常判定を契機に、符号Ｅ３を付した部分で示すカウント幅でＨレベルの値を出力する。しかしながら、断続的に異常判定のロジックが成立すると、符号Ｅ４を付した部分の拡大図に示すように、Ｈレベルの信号を長時間出力することになる。この傾向は、タイマ４１のカウント幅を長くすれば、さらに顕著になる。
【００７９】
そこで、この発明では、比較器４３ｂの成立条件を比較器４３ａより厳しくし、比較器４３ｂの出力Ｃを入力とする論理和を、最終的なモータ逆回転の判断結果Ｄとしている。これによって、タイマ４１のカウント幅を長く設定することなく、モータ逆回転が起こるであろうと明確に判断できる大きな異常挙動（負側に大きい積算値が連続して得られた場合）が発生した段階で、直ちにモータ逆回転を検出できる。例えば、Ｅ４の拡大図において、出力ＡがＨレベルになる前に、比較器４３ｂの出力ＣがＨレベルになった時点（符号Ｅ５を付した部分参照）で、ブラシレスモータ１が逆回転したと判定される。
【００８０】
（３）モータ逆回転の修正
上述したように、第１の検出部４ａでは、ロータ１１のポジションずれによる逆回転が発生する可能性がある異常としてモードＡ又はＣによる信号パターンの変化を検出する。倍精度モータの駆動を制御する場合、モードＡ又Ｃによる信号パターンの変化では、パターン番号０又は７のホールＩＣ出力パターンの前後のホールＩＣ出力パターンに対応するパターン番号の差分が、図１６に示すように、開弁駆動時に閉弁方向へ逆回転する際には−２又は＋４となり、閉弁駆動時に開弁方向へ逆回転する際には−４又は＋２となる。
【００８１】
倍精度モータの開弁駆動時に閉弁方向へ逆回転する場合において、パターン番号の差分が−２又は＋４であるということは、上述した図６に示すように、モータカウントが−６カウント分ずれている場合に相当する。また、倍精度モータの閉弁駆動時に開弁方向へ逆回転する場合において、パターン番号の差分が−４又は＋２であるということは、図６に示すモータカウントが＋６カウント分ずれている場合に相当する。
【００８２】
そこで、制御部３１は、第１の検出部４ａ及び第２の検出部４ｂによってモータ逆回転が検出されると、その時点のモータカウント値に対して、図１６に示すカウント補正値を加算する。ここで、開弁駆動から閉弁方向に逆回転した場合は、モータカウント値に＋６カウントがカウント補正値として加算され、閉弁駆動から開弁方向に逆回転した場合は、モータカウント値に−６カウントがカウント補正値として加算される。
【００８３】
図６に示す例では、開弁駆動から閉弁方向に逆回転した場合、カウントずれによって、モータカウントが「４」になったところに＋６カウント分加算することにより、モータカウント「１０」のモータ励磁パターンに修正される。これにより、開弁駆動におけるＢ領域でのモータ励磁パターンである通電方向Ｕ→Ｗでステータ１３の巻線に通電が行われ、逆回転が発生しない。
【００８４】
一方、閉弁駆動から開弁方向に逆回転した場合、カウントずれによって、モータカウントが「１２」になったところに−６カウント分加算することにより、モータカウント「６」のモータ励磁パターンに修正される。これにより、閉弁駆動におけるＡ領域でのモータ励磁パターンである通電方向Ｖ→Ｗでステータ１３の巻線に通電が行われ、逆回転が発生せずに閉弁駆動が継続される。
【００８５】
図１７は、モータ逆回転を修正する過程を説明するための図であり、図１４に示した例に対してモータ逆回転の修正を施した場合を示している。制御部３１は、論理和演算部４６の出力Ｄの値からブラシレスモータ１が逆回転したと判定されると、開弁駆動における逆回転か、閉弁駆動における逆回転かに応じて、＋６又は−６カウントをカウント補正値としてモータカウントに加算する。
【００８６】
例えば、図１７（ｄ）に示すように出力ＤがＨレベル（符号Ｅ７を付した部分参照）になることでモータ逆回転が判定され、この時点のモータカウントにカウント補正値を加算する。これによって、符号Ｅ６を付した部分で示すように、モータ回転が正常方向に修正され、波形ｂ，ｃで示されるロータ１１の挙動が目標波形ａに沿った挙動に復帰する。
【００８７】
なお、単精度モータにおいては、ロータ１１のポジションずれが生じてもモータ逆回転は発生しないが、倍精度モータの場合と同様に、第１の検出部４ａ及び第２の検出部４ｂによってモードＡ，Ｃの信号パターン変化に基づいてロータ１１のポジションずれを検出することができる。また、モードＡ，Ｃによる信号パターン変化でロータ１１のポジションずれを検出した場合、上述のカウント補正値をモータカウントに加算することで修正が可能である。
【００８８】
以上のように、この実施の形態１によれば、ホールＩＣ１７の出力信号線を介して、当該出力信号線のグランドショート又は瞬断に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターン（ＬＬＬ又はＨＨＨ）が入力されると、この出力パターン入力時点の前後に入力されたホールＩＣ１７の検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、ロータ１１の目標位置からのずれ及びこれに伴ったロータ１１の逆回転が起こる可能性があると判定する。このようにすることにより、ロータ１１の磁極位置を検出するホールＩＣ１７の出力信号線に発生したブラシレスモータ１の駆動に有意な影響を与える異常を正確かつ迅速に検出することができる。
【００８９】
また、この実施の形態１によれば、倍精度モータを駆動制御するモータ制御装置３が、積算器４２によって算出された積算値を順次入力し、積算値が所定回数連続して第１の閾値に満たない場合に、ロータ１１が逆回転したことを示すＨレベルの信号を出力する比較器４３ａと、積算器４２によって算出された積算値を順次入力し、積算値が、比較器４３ａより多い回数連続して第１の閾値より小さい第２の閾値に満たない場合に、ロータ１１が逆回転したと判定してＨレベルの信号を出力する比較器４３ｂと、パターンチェック部４０による異常判定を契機にカウントを開始し、当該カウント幅の期間に前記異常判定を示すＨレベルの信号を出力するタイマ４１と、タイマ４１及び比較器４３ａの出力信号を入力して論理積を算出する論理積演算部４５と、論理積演算部４５による論理積の算出結果と比較器４３ｂの出力信号とを入力して論理和を算出し、最終的なロータ１１の逆回転の判定結果として出力する論理和演算部４６とを備える。このように構成することで、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生した異常によってブラシレスモータ１の逆回転が発生したことを迅速に検出することができる。
【００９０】
さらに、この実施の形態１によれば、制御部３１が、ロータ１１の逆回転が判定されると、モータ励磁パターンを切り替える順番であるモータカウントを補正することによって励磁パターンを補正して、当該ロータ１１の逆回転を修正する。このようにすることで、ホールＩＣ１７の出力信号線に発生した異常によってブラシレスモータ１が逆回転しても正常な方向へ修正することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極位置検出用マグネットが固着され、所定の極数を有したロータと、複数相の励磁巻線を有したステータと、前記ステータの各相に対応して設けられ、前記磁極位置検出用マグネットの磁極を検出して当該磁極の極性に対応した論理レベルの検出信号を出力する位置検出部とを備えたブラシレスモータの前記位置検出部の出力信号線と接続し、当該出力信号線を介して前記位置検出部から前記検出信号による出力パターンを順次入力して、当該出力パターンに対応する励磁パターンで前記ステータの各相の励磁巻線への通電を切り替えて前記ロータを回転させる駆動制御部を備えたモータ制御装置において、
前記出力信号線の接地電位への短絡又は断線に対応する所定の論理レベルの信号による出力パターンが入力されると、当該出力パターンの入力時点の前後に入力された前記検出信号による出力パターンを比較して両者が同一のパターンでない場合に、前記ロータの目標位置からのずれ及びこれに伴った前記ロータの逆回転が起こる可能性があると判定するパターンチェック部を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
パターンチェック部による異常判定を契機にカウントを開始し、当該カウント幅の期間に前記異常判定を示す信号を出力するタイマ出力部を備えたことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
磁極位置検出用マグネットは、ロータの極数の２倍の磁極数を有し、
位置検出部は、前記磁極位置検出用マグネットからの磁束に基づいて前記ロータの磁極位置を検出するホール素子であり、
駆動制御部によるパルス幅変調制御の駆動デューティ比と前記ロータの実位置の変化を示すポジション速度とを乗算する積算部と、
前記積算部によって算出された積算値を所定の閾値と比較して、前記積算値が前記所定の閾値に満たない場合に、前記ロータが逆回転したと判定する比較判定部とを備えた請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
比較判定部は、積算部によって算出された積算値を順次入力し、前記積算値が所定回数連続して所定の閾値に満たない場合に、ロータが逆回転したと判定することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
比較判定部は、
積算部によって算出された積算値を順次入力し、前記積算値が所定回数連続して第１の閾値に満たない場合に、ロータが逆回転したことを示す論理レベルの信号を出力する第１の比較判定部と、
前記積算部によって算出された積算値を順次入力し、前記積算値が、前記第１の比較部より多い回数連続して前記第１の閾値より小さい第２の閾値に満たない場合に、前記ロータが逆回転したと判定して前記論理レベルの信号を出力する第２の比較判定部とを備え、
パターンチェック部による異常判定を契機にカウントを開始し、当該カウント幅の期間に前記異常判定を示す前記論理レベルの信号を出力するタイマ出力部と、
前記タイマ出力部及び前記第１の比較部の出力信号を入力して論理積を算出する論理積演算部と、
前記論理積演算部による論理積の算出結果と前記第２の比較部の出力信号とを入力し、これらの論理和を最終的な前記ロータの逆回転の判定結果として出力する論理和演算部とを備えたことを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項６】
駆動制御部は、ロータの逆回転が判定されると、モータ励磁パターンを切り替える順番を補正することにより、当該ロータの逆回転を修正することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
【国際調査報告】
2010128538.tif 000021
2010128538.tif 000022
2010128538.tif 000023
2010128538.tif 000024