(57)【要約】      （修正有）【課題】モータで生起された誘起電流の変動に拘わらず、当該誘起電流によって生起される誘起電圧に基づき、モータが正常に回転したか否かを正しく判定することが可能なモータ駆動装置及びモータ駆動装置の回転検出方法を提供することを目的とする。【解決手段】駆動電流を生成し、この駆動電流を駆動ラインＬ１，Ｌ２を介して断続的にモータ１０に供給する駆動電流生成回路２０１と、モータへの駆動電流の供給停止後に駆動ラインの電圧が負電圧になるか否かを検知し、負電圧を検知した場合にモータのロータが所定角度の回転を行ったと判定する回転検出回路２０３と、を有する。【選択図】図１
2019047536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのロータを所定角度ずつ回転させるモータ駆動装置であって、
駆動電流を生成し、前記駆動電流を駆動ラインを介して断続的に前記モータに供給する駆動電流生成回路と、
前記モータへの前記駆動電流の供給停止後に前記駆動ラインの電圧が負電圧になるか否かを検知し、負電圧を検知した場合に前記ロータが前記所定角度の回転を行ったと判定する回転検出回路と、を有することを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記駆動ラインの電圧が負電圧になった場合に前記負電圧の絶対値が大きいほど大きな電流を前記駆動ラインに供給する電流供給回路を含む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】
前記電流供給回路は、自身のアノード端が接地されており、自身のカソード端が前記駆動ラインに接続されているダイオードを含む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】
前記回転検出回路は、
第１のラインに一定電流を供給する定電流源と、
自身の閾値電圧が負電圧となるように構築されており、前記駆動ラインの電圧が前記閾値電圧よりも低い場合にはオフ状態となり、前記駆動ラインの電圧が前記閾値電圧以上となる場合にはオン状態となって前記第１のラインを接地するデプレッション型のトランジスタと、
前記第１のラインの電圧を所定閾値で２値化した信号を、前記ロータが前記所定角度の回転を行ったか否かを表す回転検出信号として生成する２値化回路と、を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記回転検出回路は、
第１のラインに一定電流を供給する第１の定電流源と、
第２のラインに一定電流を供給する第２の定電流源と、
前記第１のラインに自身のアノード端が接続されており、自身のカソード端が接地されている第１のダイオードと、
前記第２のラインに自身のアノード端が接続されており、自身のカソード端が前記駆動ラインに接続されている第２のダイオードと、
前記第１のラインの電圧と前記第２のラインの電圧とを比較して前記第１のラインの電圧が前記第２のラインの電圧以下であるか否かを表す信号を、前記ロータが前記所定角度の回転を行ったか否かを表す回転検出信号として生成する比較器と、を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記回転検出回路は、前記駆動電流が前記モータに供給されている間は停止状態にあり、前記駆動電流の供給が停止してから所定の待機期間の経過後に前記停止状態から動作状態に遷移することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記待機期間は、前記駆動電流の供給停止に応じて前記モータのコイルで生起された過渡的な誘起電流がゼロに終息するまでに費やされる時間以上の時間長を有することを特徴とする請求項６に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記駆動電流生成回路は、
オン状態時に前記駆動ラインに前記駆動電流を送出するｐチャネル型トランジスタと、
オン状態時に前記駆動ラインを接地するｎチャネル型トランジスタと、を含み、
前記待機期間中は、前記ｐチャネル型トランジスタ及び前記ｎチャネル型トランジスタを共にオフ状態に設定することを特徴とする請求項６又は７に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
モータのロータを所定角度ずつ回転させるモータ駆動装置であって、
駆動電流を生成し、前記駆動電流を駆動ラインを介して断続的に前記モータに供給する駆動電流生成回路と、
前記モータへの前記駆動電流の供給停止後に前記駆動ラインの正極性の電圧を取り込み、前記正極性の電圧が所定閾値より高いか否かを判定し、当該判定結果に基づき前記ロータが前記所定角度の回転を行ったか否かを表す第１の回転検出信号を生成する第１の回転検出部と、
前記モータへの前記駆動電流の供給停止後に前記駆動ラインの電圧が負の電圧値になるか否かを検知し、当該検知結果に基づき前記ロータが前記所定角度の回転を行ったか否かを表す第２の回転検出信号を生成する第２の回転検出部と、
前記第１の回転検出信号及び前記第２の回転検出信号のうちの一方を選択信号に応じて選択するセレクタと、を有することを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１０】
駆動電流を駆動ラインを介して断続的にモータに供給することにより前記モータのロータを所定角度ずつ回転させるモータ駆動装置の回転検出方法であって、
前記モータへの前記駆動電流の供給停止後に前記駆動ラインの電圧が負電圧になるか否かを検知し、負電圧を検知した場合に前記ロータが前記所定角度の回転を行ったと判定することを特徴とするモータ駆動装置の回転検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動するモータ駆動装置、及びモータ駆動装置の回転検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータに対して断続的に駆動パルスを印加することにより、このモータを所定角度ずつ間欠的に回転させる、いわゆるステップ駆動を行うモータ駆動装置が製品化されている。
【０００３】
また、このようなモータ駆動装置として、駆動パルスの印加によって実際にモータが回転したか否かを判定する機能を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
かかるモータ駆動装置では、駆動パルスの印加停止後にモータ内のコイルで発生する誘起電流を検出し、当該誘起電流を電圧に変換した誘起電圧と閾値電圧とを比較することにより、モータが正常に回転したか否かを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、モータ駆動装置を構成するトランジスタの製造バラツキ、モータ回転時における機構部品による負荷のバラツキ、或いは使用環境での磁界の変化等に伴い、誘起電流が変動する場合がある。例えば、この誘起電流が全体的に低下すると、実際にモータが正常に回転したにも拘わらず、誘起電圧が閾値電圧を下回り、この際、「非回転」であるとの誤った判定が為される虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、モータで生起された誘起電流の変動に拘わらず、当該誘起電流によって生起される誘起電圧に基づき、モータが正常に回転したか否かを正しく判定することが可能なモータ駆動装置及びモータ駆動装置の回転検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るモータ駆動装置は、モータのロータを所定角度ずつ回転させるモータ駆動装置であって、駆動電流を生成し、前記駆動電流を駆動ラインを介して断続的に前記モータに供給する駆動電流生成回路と、前記モータへの前記駆動電流の供給停止後に前記駆動ラインの電圧が負電圧になるか否かを検知し、負電圧を検知した場合に前記ロータが前記所定角度の回転を行ったと判定する回転検出回路と、を有する。
【０００８】
また、本発明に係るモータ駆動装置は、モータのロータを所定角度ずつ回転させるモータ駆動装置であって、駆動電流を生成し、前記駆動電流を駆動ラインを介して断続的に前記モータに供給する駆動電流生成回路と、前記モータへの前記駆動電流の供給停止後に前記駆動ラインの正極性の電圧を取り込み、前記正極性の電圧が所定閾値より高いか否かを判定し、当該判定結果に基づき前記ロータが前記所定角度の回転を行ったか否かを表す第１の回転検出信号を生成する第１の回転検出部と、前記モータへの前記駆動電流の供給停止後に前記駆動ラインの電圧が負の電圧値になるか否かを検知し、当該検知結果に基づき前記ロータが前記所定角度の回転を行ったか否かを表す第２の回転検出信号を生成する第２の回転検出部と、前記第１の回転検出信号及び前記第２の回転検出信号のうちの一方を選択信号に応じて選択するセレクタと、を有する。
【０００９】
また、本発明に係るモータ駆動装置の回転検出方法は、駆動電流を駆動ラインを介して断続的にモータに供給することにより前記モータのロータを所定角度ずつ回転させるモータ駆動装置の回転検出方法であって、前記モータへの前記駆動電流の供給停止後に前記駆動ラインの電圧が負の電圧値になるか否かを検知し、負電圧を検知した場合に前記ロータが前記所定角度の回転を行ったと判定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、駆動ラインを介して駆動電流を断続的にモータに供給することにより所定角度ずつモータのロータを回転させるにあたり、駆動電流の供給停止後に駆動ラインの電圧が負電圧になるか否かを検知する。この際、負電圧を検知した場合、ロータが所定角度の回転を行ったと判定する。
【００１１】
ここで、ロータが所定角度の回転を行った場合には、その後、ロータには停止予定位置を中心とした揺れ返しが生じる。これにより、停止予定位置の手前では正極の誘起電圧が駆動ラインに生じ、停止予定位置を超えると、負極の誘起電圧が駆動ラインに生じる。よって、この際、駆動ラインから負電圧が検知されるので、ロータが所定角度の回転を行ったと判定される。
【００１２】
一方、ロータの回転角度が所定角度に満たない場合には、ロータには停止予定位置を超えるような揺れ返しは生じない。よって、ロータの回転角度が所定角度に満たない場合には、例え製造バラツキ、負荷のバラツキ、或いは使用環境での磁界の変化等によって誘起電流が変動しても、駆動ラインの電圧が負電圧に到ることはない。従って、この際、駆動ラインから負電圧が検知されることはないので、ロータが非回転であると判定される。
【００１３】
従って、本発明によれば、ロータの揺れ返しによる誘起電流に対して各種要因による変動が生じても、当該誘起電流によって駆動ラインに生起された誘起電圧に基づき、モータが所定角度分の回転を行ったか否かを正しく判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】モータシステム３００の構成を示す回路図である。
【図２】モータ駆動装置２０の動作を表すタイムチャートである。
【図３】モータ１０から送出された誘起電流と駆動ラインＬ１の誘起電圧との対応関係を表す図である。
【図４】回転検出回路２０３の他の回路構成を示す回路図である。
【図５】回転検出回路２０３の他の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は、例えばアナログ時計の指針等を動かすモータシステム３００の構成を示す回路図である。図１に示すように、モータシステム３００は、例えばステッピングモータとしてのモータ１０と、モータ１０を駆動するモータ駆動装置２０とを有する。
【００１７】
モータ１０の一端はモータ駆動装置２０の外部端子Ｔ１に接続されており、他端がモータ駆動装置２０の外部端子Ｔ２に接続されている。モータ１０は、モータ駆動装置２０から、外部端子Ｔ１又はＴ２を介して供給される駆動電流に応じて、自身のロータ（図示せず）を回転させる。
【００１８】
モータ駆動装置２０は、駆動電流生成回路２０１、制御部２０２、回転検出回路２０３、及び電流供給回路２０４を含む半導体ＩＣからなる。
【００１９】
駆動電流生成回路２０１は、モータ１０を駆動する駆動電流を生成し、当該駆動電流を、半導体ＩＣの外部端子Ｔ１又はＴ２を介してモータ１０に供給する。駆動電流生成回路２０１は、ｐチャネルＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のトランジスタＱ１及びＱ２、ｎチャネルＭＯＳ型のトランジスタＱ３及びＱ４を含む。
【００２０】
トランジスタＱ１のソース端には電源電圧ＶＤＤが印加されており、そのドレイン端は、駆動ラインＬ１を介して外部端子Ｔ１に接続されている。トランジスタＱ１のゲート端には、制御部２０２で生成されたスイッチ信号Ｓ１が供給されている。トランジスタＱ１は、スイッチ信号Ｓ１が論理レベル１を表す場合にはオフ状態となる。一方、スイッチ信号Ｓ１が論理レベル０を表す場合には、トランジスタＱ１はオン状態となり、電源電圧ＶＤＤに基づく駆動電流を駆動ラインＬ１を介して外部端子Ｔ１に送出する。
【００２１】
トランジスタＱ２のソース端には電源電圧ＶＤＤが印加されており、そのドレイン端は、駆動ラインＬ２を介して外部端子Ｔ２に接続されている。トランジスタＱ２のゲート端には、制御部２０２で生成されたスイッチ信号Ｓ２が供給されている。トランジスタＱ２は、スイッチ信号Ｓ２が論理レベル１を表す場合にはオフ状態となる。一方、スイッチ信号Ｓ２が論理レベル０を表す場合には、トランジスタＱ２はオン状態となり、電源電圧ＶＤＤに基づく駆動電流を駆動ラインＬ２を介して外部端子Ｔ２に送出する。
【００２２】
トランジスタＱ３のソース端には接地電圧が印加されており、そのドレイン端は、駆動ラインＬ１を介して外部端子Ｔ１に接続されている。トランジスタＱ３のゲート端には、制御部２０２で生成されたスイッチ信号Ｓ３が供給されている。トランジスタＱ３は、スイッチ信号Ｓ３が論理レベル０を表す場合にはオフ状態となる。一方、スイッチ信号Ｓ３が論理レベル１を表す場合には、トランジスタＱ３はオン状態となり、駆動ラインＬ１を接地電圧に設定する。
【００２３】
トランジスタＱ４のソース端には接地電圧が印加されており、そのドレイン端は、駆動ラインＬ２を介して外部端子Ｔ２に接続されている。トランジスタＱ４のゲート端には、制御部２０２で生成されたスイッチ信号Ｓ４が供給されている。トランジスタＱ４は、スイッチ信号Ｓ４が論理レベル０を表す場合にはオフ状態となる。一方、スイッチ信号Ｓ４が論理レベル１を表す場合には、トランジスタＱ４はオン状態となり、駆動ラインＬ２を接地電圧に設定する。
【００２４】
制御部２０２は、以下の第１又は第２の回転駆動ステップ、待機ステップ、及び回転検出ステップにて示される制御を駆動電流生成回路２０１に施す。
【００２５】
すなわち、第１の回転駆動ステップでは、制御部２０２は、以下のスイッチ信号Ｓ１〜Ｓ４を駆動電流生成回路２０１に供給する。
【００２６】
Ｓ１：論理レベル０
Ｓ２：論理レベル１
Ｓ３：論理レベル０
Ｓ４：論理レベル１
これにより、トランジスタＱ１及びＱ４がオン状態、Ｑ２及びＱ３がオフ状態となる。よって、トランジスタＱ１、駆動ラインＬ１、外部端子Ｔ１、Ｔ２、駆動ラインＬ２及びトランジスタＱ４なる電流経路を介して、モータ１０に駆動電流が流れ、当該モータ１０のロータが所定の角度、例えば１８０度だけ回転する。
【００２７】
第２の回転駆動ステップでは、制御部２０２は、以下のスイッチ信号Ｓ１〜Ｓ４を駆動電流生成回路２０１に供給する。
【００２８】
Ｓ１：論理レベル１
Ｓ２：論理レベル０
Ｓ３：論理レベル１
Ｓ４：論理レベル０
これにより、トランジスタＱ２及びＱ３がオン状態、トランジスタＱ１及びＱ４がオフ状態となる。よって、トランジスタＱ２、駆動ラインＬ２、外部端子Ｔ２、Ｔ１、駆動ラインＬ１及びトランジスタＱ３なる電流経路を介して、モータ１０に駆動電流が流れ、当該モータ１０のロータが所定の角度、例えば１８０度だけ回転する。
【００２９】
待機ステップでは、制御部２０２は、以下のスイッチ信号Ｓ１〜Ｓ４を駆動電流生成回路２０１に供給する。
【００３０】
Ｓ１：論理レベル１
Ｓ２：論理レベル１
Ｓ３：論理レベル０
Ｓ４：論理レベル０
これにより、トランジスタＱ１〜Ｑ４が全てオフ
状態となるので、モータ１０に対する駆動電流の供給が停止すると共に、外部端子Ｔ１及びＴ２がハイインピーダンス状態となる。
【００３１】
回転検出ステップでは、制御部２０２は、以下のスイッチ信号Ｓ１〜Ｓ４を駆動電流生成回路２０１に供給する。
【００３２】
Ｓ１：論理レベル１
Ｓ２：論理レベル１
Ｓ３：論理レベル１
Ｓ４：論理レベル１
これにより、トランジスタＱ１〜Ｑ４のうちのＱ１及びＱ２がオフ状態、Ｑ３及びＱ４がオン状態となり、外部端子Ｔ１及びＴ２が共に接地される。
【００３３】
また、制御部２０２は、上記した第１又は第２の回転駆動ステップ、及び待機ステップの実行中は、回転検出回路２０３の動作を停止させる論理レベル０のイネーブル信号ＥＮを当該回転検出回路２０３に供給する。また、回転検出ステップの実行中は、制御部２０２は、回転検出回路２０３の動作を有効化する論理レベル１のイネーブル信号ＥＮを当該回転検出回路２０３に供給する。
【００３４】
尚、制御部２０２は、回転検出回路２０３によって生成された回転検出信号ＲＤ（後述する）を取り込み、その後、イネーブル信号ＥＮを論理レベル１の状態から、回転検出回路２０３の動作を停止させる論理レベル０に切り替える。尚、回転検出信号ＲＤは、モータ１０のロータが所定角度（例えば１８０度）回転したか否かを表す信号、例えば「回転」又は「非回転」を表す信号である。
【００３５】
ここで、制御部２０２は、回転検出信号ＲＤが「非回転」を表す場合には、その直前に実行した回転駆動ステップを再び実行する。
【００３６】
回転検出回路２０３は、駆動ラインＬ１の電圧に基づき、モータ１０のロータが回転したか否かを判定する。回転検出回路２０３は、当該ロータが正しく回転、つまり所定角度（例えば１８０度）の回転を行ったと判定した場合には「回転」を表す、例えば論理レベル０の回転検出信号ＲＤを生成する。一方、ロータの回転角が所定角度に満たない場合には、回転検出回路２０３は、「非回転」を表す、例えば論理レベル１の回転検出信号ＲＤを生成する。回転検出回路２０３は、当該回転検出信号ＲＤを制御部２０２に供給する。
【００３７】
図１に示すように、回転検出回路２０３は、トランジスタＤＱ、定電流源Ｇ１、コンデンサＣ１及びインバータＩＶ１を含む。
【００３８】
トランジスタＤＱは、自身の閾値電圧Ｖｔｈが、接地電圧よりも低い負の電圧となるように構築されたデプレッション（depression）型のｎチャネルＭＯＳトランジスタである。尚、負電圧としての閾値電圧Ｖｔｈの絶対値は、後述するダイオードＤＤの順方向電圧ＶＦよりも小さい。
【００３９】
図１に示すようにトランジスタＤＱのゲートは駆動ラインＬ１に接続されており、そのソース端及びバックゲートには接地電圧が印加されている。トランジスタＤＱのドレイン端は、ラインＬＬを介して定電流源Ｇ１、及びインバータＩＶ１の入力端に接続されている。
【００４０】
定電流源Ｇ１は、制御部２０２から論理レベル１のイネーブル信号ＥＮが供給された場合には、電源電圧ＶＤＤに基づき所定の一定電流を生成し、これをラインＬＬに送出する。また、制御部２０２から論理レベル０のイネーブル信号ＥＮが供給された場合には、定電流源Ｇ１は、上記した一定電流の生成動作を停止する。尚、定電流源Ｇ１が動作を停止している間、回転検出回路２０３で消費される電流量は微量となる。
【００４１】
コンデンサＣ１の一端はラインＬＬに接続されており、その他端には接地電圧が印加されている。コンデンサＣ１は、ラインＬＬの電圧の変動を抑える。
【００４２】
インバータＩＶ１は、ラインＬＬの電圧値が所定閾値よりも低い場合には「非回転」を表す論理レベル１の信号を上記した回転検出信号ＲＤとして制御部２０２に供給する。また、インバータＩＶ１は、ラインＬＬの電圧値が所定閾値以上となる場合には「回転」を表す論理レベル０の信号を回転検出信号ＲＤとして制御部２０２に供給する。
【００４３】
すなわち、２値化回路としてのインバータＩＶ１は、ラインＬＬの電圧値を所定閾値によって論理レベル０又は１に２値化した信号を回転検出信号ＲＤとして制御部２０２に供給するのである。
【００４４】
このような構成により、回転検出回路２０３は、論理レベル１のイネーブル信号ＥＮが供給されている間に亘り、以下のような回転検出を行う。
【００４５】
すなわち、駆動ラインＬ１の電圧が、トランジスタＤＱにおける、負の電圧値を有する閾値電圧Ｖｔｈより低い場合には、トランジスタＤＱがオフ状態となり、定電流源Ｇ１から送出された一定電流によってラインＬＬの電圧が増加する。この際、当該ラインＬＬの電圧が論理レベル１に対応した高電圧値に到ると、インバータＩＶ１は、「回転」を表す論理レベル０の回転検出信号ＲＤを制御部２０２に供給する。
【００４６】
一方、駆動ラインＬ１の電圧が、トランジスタＤＱの負の閾値電圧Ｖｔｈ以上となる場合には、トランジスタＤＱがオン状態となってラインＬＬが接地され当該ラインＬＬの電圧が低下する。この際、当該ラインＬＬの電圧が論理レベル０に対応した低電圧値に到ると、インバータＩＶ１は、「非回転」を表す論理レベル１の回転検出信号ＲＤを制御部２０２に供給する。
【００４７】
電流供給回路２０４は、自身のカソード端が駆動ラインＬ１に接続されており、自身のアノード端に接地電圧が印加されている、例えばｐｎ接合のダイオードＤＤを含む。ダイオードＤＤは、駆動ラインＬ１の電圧が接地電圧以下の負電圧になった場合にオン状態となる。この際、ダイオードＤＤは、ｐｎ接合ダイオードの順方向バイアス時の電流電圧特性に従い、当該駆動ラインＬ１の負電圧の絶対値が大きいほど大きな電流を駆動ラインＬ１に供給する。尚、上記したダイオードＤＤの動作により、当該駆動ラインＬ１の電圧の下限値が負電圧値（−ＶＦ）に設定される。「ＶＦ」は、ダイオードＤＤの順方向電圧である。
【００４８】
以下に、図１に示すモータ駆動装置２０の動作について、上記した第１の回転駆動ステップの実行時に為される動作を抜粋して説明する。
【００４９】
図２は、モータ駆動装置２０によるモータ駆動シーケンスの一例を表すタイムチャートである。
【００５０】
先ず、制御部２０２は、時点ｔ１において、オフ状態にあるスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のうちのスイッチ素子Ｑ１及びＱ４をオン状態に切り替え、このような各スイッチの状態を駆動期間Ｇｔに亘り継続する（回転駆動ステップＳＴ１）。
【００５１】
回転駆動ステップＳＴ１の実行により、トランジスタＱ１、駆動ラインＬ１、外部端子Ｔ１、Ｔ２、駆動ラインＬ２及びトランジスタＱ４なる電流経路を介して、駆動期間Ｇｔの間だけモータ１０に駆動電流が供給される。かかる駆動電流によってモータ１０のロータが回転する。
【００５２】
ここで、モータ１０のロータが正常に所定角度（例えば１８０度）の回転を行った場合には、図２に示すように駆動ラインＬ１の電圧が増加し、その後、磁界の発生及びロータの回転に伴う逆起電力によって徐々に低下してゆく。尚、モータ１０のロータの回転が所定角度に満たない、いわゆる回転不足時には、図２に示すように、駆動ラインＬ１の電圧が増加するもののその電圧のピーク値は、ロータが所定角度の回転を行った際のピーク値よりも低くなる。
【００５３】
ところで、モータ１０に供給される駆動電流が停止し、ロータが所定角度だけ回転した位置（以降、停止予定位置と称する）に到達しても、ロータは停止しない。すなわち、ロータは、慣性により、当該停止予定位置の前後で振動する、いわゆる「揺り返し」の状態となる。この際、モータ１０のコイル（図示せず）には、当該「揺り返し」によるロータの振動幅に対応した大きさの誘起電流が発生する。当該誘起電流の大きさは、回転駆動ステップＳＴ１の実行によって実際に回転したロータの回転角度に依存している。
【００５４】
よって、回転駆動ステップＳＴ１の終了後、すなわち、モータ１０への駆動電流の供給停止後に、モータ１０から駆動ラインＬ１に送出された誘起電流を検知することにより、ロータが実際に回転したか否かを判定することができる。
【００５５】
ところが、回転駆動ステップＳＴ１の終了直後は、駆動ラインＬ１には、上記した誘起電流の他に、モータ１０への駆動電流の供給停止によってモータ１０のコイルに発生する、いわゆる過渡現象による電流が重畳している。このコイルの過渡現象によって発生した電流はロータの回転に関与したものではないので、回転駆動ステップＳＴ１の終了直後の駆動ラインＬ１の電圧からでは、モータ１０のロータが回転したか否かを正しく判定することができない。
【００５６】
そこで、制御部２０２は、図２に示すように、回転駆動ステップＳＴ１の終了後の時点ｔ２にて一旦、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４を全てオフ状態に切り替え、このような各スイッチの状態を、待機期間Ｗｔに亘り継続する（待機ステップＳＴ２）。尚、待機期間Ｗｔは、時点ｔ２から、モータ１０のコイルの過渡現象によって発生した誘起電流がゼロに終息するまでに費やされる時間以上の時間長を有する。これにより、時点ｔ２から待機期間Ｗｔが経過した時点ｔ３以降、駆動ラインＬ１に流れる電流は、ロータの「揺り返し」に起因する誘起電流となる。
【００５７】
そして、制御部２０２は、当該時点ｔ３において、図２に示すようにスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のうちのスイッチ素子Ｑ３及びＱ４のみをオン状態に切り替え、その状態を回転検出期間Ｄｔに亘り継続する。更に、制御部２０２は、時点ｔ３において、イネーブル信号ＥＮを論理レベル０から、回転検出回路２０３の動作を有効にする論理レベル１に切り替える（回転検出ステップＳＴ３）。
【００５８】
回転検出ステップＳＴ３の実行により、トランジスタＱ３及び駆動ラインＬ１を介してモータ１０のコイルの一端が接地されると共に、トランジスタＱ４及び駆動ラインＬ２を介してモータ１０のコイルの他端が接地される。すると、上記したロータの「揺り返し」の大きさに伴う誘起電流が、モータ１０のコイルの一端から外部端子Ｔ１を介して駆動ラインＬ１及びトランジスタＱ３に流れ込むと共に、当該コイルの他端から外部端子Ｔ２を介して駆動ラインＬ２及びトランジスタＱ４に流れ込む。
【００５９】
これにより、駆動ラインＬ１には、ロータの「揺り返し」による振動に追従して電圧値が変動する誘起電圧が生起される。つまり、当該「揺り返し」により、ロータが停止予定位置の手前にある場合には正電圧となり、停止予定位置を超えた位置にある場合には負電圧となる誘起電圧が生起される。
【００６０】
この際、回転駆動ステップＳＴ１の実行によってロータが正常回転、つまり所定角度（例えば１８０度）回転した場合には、駆動ラインＬ１の電圧は、図２に示すように正の電圧値と、トランジスタＤＱの閾値電圧Ｖｔｈよりも低い負の電圧値と、の間で変化する。
【００６１】
よって、図２に示す回転検出期間Ｄｔでは、駆動ラインＬ１の電圧が負の閾値電圧Ｖｔｈより低くなったときに回転検出回路２０３のトランジスタＤＱがオン状態からオフ状態に遷移する。これにより、定電流源Ｇ１から送出された一定電流によってラインＬＬの電圧が増加する。そして、ラインＬＬの電圧が論理レベル１に対応した電圧値に到達すると、回転検出回路２０３のインバータＩＶ１が論理レベル０の回転検出信号ＲＤを出力する。  すなわち、この際、回転検出回路２０３は、「回転」を表す論理レベル０の回転検出信号ＲＤを生成する。
【００６２】
一方、ロータの回転角度が所定角度に満たない、いわゆる回転不足となった場合には、ロータの「揺り返し」の大きさもロータの回転角度に依存して小さくなり、図２に示すように、駆動ラインＬ１の電圧の変化幅は正常回転時よりも小さくなる。この際、図２に示すように、駆動ラインＬ１の電圧における負のピーク値は、トランジスタＤＱの閾値電圧Ｖｔｈよりも高くなる。
【００６３】
よって、ロータの回転角度が回転不足となる場合には、図２に示すように、回転検出期間Ｄｔ内において駆動ラインＬ１の電圧が負の閾値電圧Ｖｔｈより高い状態を維持するので、回転検出回路２０３のトランジスタＤＱもオン状態を維持する。これにより、ラインＬＬの電圧も接地電圧の状態を維持し、回転検出回路２０３のインバータＩＶ１は、論理レベル１の回転検出信号ＲＤを出力する。すなわち、この際、回転検出回路２０３は、「非回転」を表す論理レベル１の回転検出信号ＲＤを生成する。
【００６４】
以上のように、回転検出回路２０３では、モータ１０が所定角度だけ正常に回転した場合には、ロータの「揺れ返し」によって負電圧の誘起電圧が駆動ラインＬ１に生じることに着目し、当該負電圧の検知結果に基づきモータ１０が回転したか否かを判定している。
【００６５】
この際、ロータの回転角度が所定角度に満たない場合には、ロータには停止予定位置を超えるような「揺れ返し」は生じない。したがって、ロータの回転角度が所定角度に満たない場合には、例え製造バラツキ、負荷のバラツキ、或いは使用環境での磁界の変化等に起因して誘起電流が変動しても、駆動ラインＬ１の電圧が負電圧に到ることはない。
【００６６】
よって、図１に示すモータ駆動装置２０によれば、このような誘起電流の変動に拘わらず、当該誘起電流によって駆動ラインＬ１に生起された誘起電圧に基づき、モータが正常に回転したか否かを正しく判定することが可能となる。
【００６７】
要するに、モータ１０のロータを所定角度（例えば１８０度）ずつ回転させるモータ駆動装置２０としては、以下の駆動電流生成回路、及び回転検出回路を含むものであれば良い。すなわち、駆動電流生成回路（２０１）は、駆動電流を生成し、この駆動電流を駆動ライン（Ｌ１）を介して断続的にモータに供給する。回転検出回路（２０３）は、モータへの駆動電流の供給停止後（ｔ３）に駆動ラインの電圧が負電圧になるか否かを検知し、負電圧を検知した場合にロータが所定角度の回転を行ったと判定する。
【００６８】
ところで、駆動ラインＬ１の電圧が接地電圧未満の負電圧となる場合には、ダイオードＤＤがオン状態となり、当該ダイオードＤＤから送出された電流が駆動ラインＬ１に供給される。よって、この際、ダイオードＤＤから送出された電流が、モータ１０のロータの「揺れ返し」に伴う負の誘起電流に重畳される。
【００６９】
図３は、このダイオードＤＤから送出された電流が重畳された誘起電流と、当該誘起電流に伴い駆動ラインＬ１に生じる負の誘起電圧との対応関係を示す図である。
【００７０】
図３に示す誘起電流と誘起電圧との対応関係によると、誘起電流の電流値の変化に対して、トランジスタＤＱの閾値電圧Ｖｔｈの前後の誘起電圧の電圧値の変化幅が小さい。
【００７１】
これにより、製造バラツキ、負荷のバラツキ、或いは使用環境での磁界の変化等に起因して誘起電流が変動しても、その変動幅に対してトランジスタＤＱのゲート端に印加される誘起電圧の電圧値の変動量は僅かとなる。
【００７２】
よって、例え誘起電流が変動しても、誘起電圧の変動分は少なくなるので、当該誘起電圧に基づくトランジスタＤＱの状態（オン状態、オフ状態）により、モータ１０のロータが正常に回転したか否かを正しく判定することが可能となる。
【００７３】
尚、図１に示す電流供給回路２０４では、ｐｎ接合ダイオードの順方向バイアス時の電流電圧特性を利用し、ダイオードＤＤにより、駆動ラインＬ１の電圧が負電圧になった場合に、当該負電圧の絶対値が大きいほど大きな電流を駆動ラインＬ１に供給している。
【００７４】
しかしながら、電流供給回路２０４としては、上記したように、駆動ラインＬ１の電圧が負電圧になった場合に当該負電圧の絶対値が大きいほど大きな電流を駆動ラインＬ１に供給できるものであれば、ｐｎ接合ダイオード以外の素子、或いは回路を採用しても良い。
【００７５】
また、駆動電流生成回路２０１のトランジスタＱ３の寄生ダイオードが上記したようなダイオードＤＤと同様な動作を行うのならば、当該ダイオードＤＤを省いても良い。同様に、半導体ＩＣの外部端子Ｔ１に静電気破壊保護用のダイオードが接続されており、且つこの静電気破壊保護用のダイオードがダイオードＤＤと同様な動作を行うのならば、当該ダイオードＤＤを省いても良い。
【００７６】
図４は、回転検出回路２０３の他の回路構成を示す回路図である。図４に示す回転検出回路２０３は、定電流源Ｇａ及びＧｂ、比較器ＣＭＰ、ダイオードＤａ及びＤｂを有する。
【００７７】
定電流源Ｇａは、制御部２０２から論理レベル１のイネーブル信号ＥＮが供給された場合には、電源電圧ＶＤＤに基づき所定の一定電流を生成し、これをラインＬａに送出する。尚、論理レベル０のイネーブル信号ＥＮが供給された場合には、定電流源Ｇａは動作を停止する。
【００７８】
ラインＬａにはダイオードＤａのアノード端が接続されており、当該ダイオードＤａのカソード端には接地電圧が印加されている。
【００７９】
定電流源Ｇｂは、制御部２０２から論理レベル１のイネーブル信号ＥＮが供給された場合には、電源電圧ＶＤＤに基づき所定の一定電流を生成し、これをラインＬｂに送出する。尚、論理レベル０のイネーブル信号ＥＮが供給された場合には、定電流源Ｇｂは動作を停止する。
【００８０】
ラインＬｂにはダイオードＤｂのアノード端が接続されており、当該ダイオードＤｂのカソード端が駆動ラインＬ１に接続されている。
【００８１】
比較器ＣＭＰは、ラインＬａの電圧とラインＬｂの電圧とを比較し、ラインＬａの電圧がラインＬｂの電圧以下である場合には、「非回転」を表す論理レベル１の回転検出信号ＲＤを制御部２０２に供給する。また、比較器ＣＭＰは、ラインＬａの電圧がラインＬｂの電圧より高い場合には、「回転」を表す論理レベル０の回転検出信号ＲＤを制御部２０２に供給する。すなわち、比較器ＣＭＰは、ラインＬａの電圧とラインＬｂの電圧とを比較し、ラインＬａの電圧がラインＬｂの電圧以下であるか否かを表す信号を上記した回転検出信号ＲＤとして制御部２０２に供給する。
【００８２】
図４に示す回路によれば、ラインＬａには、ダイオードＤａの順方向電圧ＶＦａに基づく電圧値一定の基準電圧が生成される。ここでは、駆動ラインＬ１の電圧が接地電圧となる場合に、ラインＬｂの電圧が上記した基準電圧の電圧値と等しくなるように、ダイオードＤｂのサイズ及び定電流源Ｇｂが生成する電流の電流値が設定されている。
【００８３】
よって、駆動ラインＬ１の電圧値がゼロボルト以上となる場合、つまり正電圧となる場合には、定電流源Ｇｂから送出された電流によってラインＬｂの電圧が増加し、当該ラインＬｂの電圧値は、上記した基準電圧以上となる。よって、この際、比較器ＣＭＰは、「非回転」を表す論理レベル１の回転検出信号ＲＤを生成する。
【００８４】
一方、駆動ラインＬ１の電圧値がゼロボルト未満となる場合、つまり負電圧となる場合には、ラインＬｂの電圧値は、駆動ラインＬ１の負の電圧値の分だけ基準電圧よりも低くなる。よって、この際、比較器ＣＭＰは、「回転」を表す論理レベル０の回転検出信号ＲＤを生成する。
【００８５】
尚、図４に示す回路では、ダイオードＤａのカソード端に直接、接地電圧が印加されているが、ダイオードＤａのカソード端に抵抗を接続し、当該抵抗を介して接地電圧を印加することにより、ラインＬａの電圧値を任意の値に設定するようにしても良い。同様に、ダイオードＤｂのカソード端と、駆動ラインＬ１との間に抵抗を挿入することにより、ラインＬｂの電圧値を任意の値に設定するようにしても良い。
【００８６】
図５は、回転検出回路２０３の他の構成を示すブロック図である。図５に示す回転検出回路２０３は、正極側回転検出部２１、セレクタ２２及び負極側回転検出部２３を含む。
【００８７】
正極側回転検出部２１及び負極側回転検出部２３は、制御部２０２から論理レベル１のイネーブル信号ＥＮが供給されている間、つまり図２に示す回転検出ステップＳＴ３の回転検出期間Ｄｔ内においてイネーブル状態となり、以下の回転検出処理を行う。尚、正極側回転検出部２１及び負極側回転検出部２３は、制御部２０２から論理レベル０のイネーブル信号ＥＮが供給されている間は、その回転検出処理を停止する。
【００８８】
正極側回転検出部２１は、イネーブル状態時には図２に示す回転検出期間Ｄｔ内において、ロータの「揺り返し」に起因する誘起電圧が正極性となる所定の時点ｔ４で、駆動ラインＬ１の正極性の電圧が所定閾値よりも高いか否かを判定する。この際、駆動ラインＬ１の正極性の電圧が所定閾値よりも高いと判定した場合には、正極側回転検出部２１は、「回転」を表す第１の回転検出信号Ｒｄ１をセレクタ２２に供給する。一方、駆動ラインＬ１の電圧が所定閾値以下であると判定された場合には、正極側回転検出部２１は、「非回転」を表す第１の回転検出信号Ｒｄ１をセレクタ２２に供給する。
【００８９】
負極側回転検出部２３は、図１に示す回転検出回路２０３と同一の回路、つまり、定電流源Ｇ１、ディプレション型のＭＯＳトランジスタであるトランジスタＤＱ、コンデンサＣ１及びインバータＩＶ１からなる。尚、負極側回転検出部２３は、イネーブル状態時において図１に示すインバータＩＶ１から出力された回転検出信号ＲＤを、第２の回転検出信号Ｒｄ２としてセレクタ２２に供給する。
【００９０】
セレクタ２２は、第１の回転検出信号Ｒｄ１及び第２の回転検出信号Ｒｄ２のうちの一方を、選択信号ＳＥＬに応じて選択し、選択した方を回転検出信号ＲＤとして制御部２０２に供給する。例えば、論理レベル０を表す選択信号ＳＥＬが供給された場合には、セレクタ２２は、第１の回転検出信号Ｒｄ１を回転検出信号ＲＤとして制御部２０２に供給する。また、論理レベル１を表す選択信号ＳＥＬが供給された場合には、セレクタ２２は、第２の回転検出信号Ｒｄ２を回転検出信号ＲＤとして制御部２０２に供給する。
【００９１】
尚、選択信号ＳＥＬについては、製品出荷時に論理レベル０及び１のうちの任意の方に固定設定する、或いは制御部２０２によって適宜、論理レベル０又は１に設定しても良い。
【００９２】
要するに、図５に示す回転検出回路２０３を含むモータ駆動装置２０としては、以下の駆動電流生成回路、第１及び第２の回転検出部、及びセレクタを含むものであれば良い。すなわち、駆動電流生成回路（２０１）は、モータのロータを所定角度ずつ回転させる為に、駆動電流を生成し、この駆動電流を駆動ライン（Ｌ１）を介して断続的にモータ（１０）に供給する。第１の回転検出部（２１）は、モータへの駆動電流の供給停止後に駆動ラインの正極性の電圧を取り込み、正極性の電圧が所定閾値より高いか否かを判定した判定結果に基づきロータが所定角度の回転を行ったか否かを表す第１の回転検出信号（Ｒｄ１）を生成する。第２の回転検出部（２３）は、モータへの駆動電流の供給停止後に駆動ラインの電圧が負の電圧値になるか否かを検知し、当該検知結果に基づきロータが所定角度の回転を行ったか否かを表す第２の回転検出信号（Ｒｄ２）を生成する。セレクタ（２２）は、第１の回転検出信号（Ｒｄ１）及び前記第２の回転検出信号（Ｒｄ２）のうちの一方を選択信号（ＳＥＬ）によって選択する。
【００９３】
すなわち、回転検出回路２０３として上記した構成を採用することにより、ロータの「揺れ返し」によって生起される誘起電圧における正側の電圧値及び負側の電圧値のうちのいずれを用いてロータの回転検出を行うのかを、任意に選択することが可能となる。
【００９４】
これにより、製品仕様、或いは使用環境等を考慮して、精度的に最適な方を選んで回転検出を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００９５】
１０        モータ
２０        モータ駆動装置
２０１      駆動電流生成回路
２０３      回転検出回路
２０４      電流供給回路
ＤＤ        ダイオード
ＤＱ        トランジスタ
Ｇ１        定電流源
【図１】
2019047536.tif 000003
【図２】
2019047536.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019047536.tif 000006
【図５】
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