(57)【要約】【課題】電動モータの回転出力を利用して内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置において当該電動モータを通電駆動するモータドライバとして、故障し難く且つ小型のモータドライバを提供すること。【解決手段】モータドライバ８０において外部と電気的に接続されるコネクタ８２は、外部から電源電圧が供給される電源端子８４と、外部において接地される接地端子８５と、電源端子８４及び接地端子８５の間に介在し、外部からモータドライバ８０を制御する制御回路との間において信号を入出力するための信号端子８９とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2008303748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転出力を利用して内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置において、外部と電気的に接続されるコネクタが設けられて前記電動モータを通電駆動するモータドライバであって、
前記コネクタは、
外部から電源電圧が供給される電源端子と、
外部において接地される接地端子と、
前記電源端子及び前記接地端子の間に介在し、外部から前記モータドライバを制御する制御回路との間において信号を入出力するための少なくとも一つの信号端子と、
を有することを特徴とするモータドライバ。
【請求項２】
前記信号端子は、前記電源端子及び前記接地端子の間に一つ介在することを特徴とする請求項１に記載のモータドライバ。
【請求項３】
前記電源端子及び前記接地端子の間にノイズフィルタが電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載のモータドライバ。
【請求項４】
前記電源端子に隣接する前記信号端子は、電圧レベルの交番に関するデューティ比又は周波数により特定情報を表す情報信号を、前記制御回路へ出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータドライバ。
【請求項５】
前記接地端子に隣接する前記信号端子は、電圧レベルの交番に関するデューティ比又は周波数により特定情報を表す情報信号を、前記制御回路へ出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータドライバ。
【請求項６】
前記特定情報は、前記モータドライバの正異常情報であることを特徴とする請求項４又は５に記載のモータドライバ。
【請求項７】
前記接地端子に隣接する前記信号端子には、電圧レベルが高レベルとなることにより前記電動モータへの通電を指令する制御信号が、前記制御回路から入力されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータドライバ。
【請求項８】
前記接地端子に隣接する前記信号端子の前記電源端子との間には、前記接地端子に隣接する前記信号端子とは別の前記信号端子が少なくとも一つ介在することを特徴とする請求項７に記載のモータドライバ。
【請求項９】
前記電源端子、前記接地端子及び前記信号端子を含む複数の端子が配列されてなる前記コネクタにおいて、当該配列端に前記電源端子が配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のモータドライバ。
【請求項１０】
前記電源端子、前記接地端子及び前記信号端子を含む複数の端子が配列されてなる前記コネクタにおいて、当該配列端に前記接地端子が配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のモータドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転出力を利用して内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置（以下、「電動バルブタイミング調整装置」という）において、電動モータを通電駆動するモータドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動バルブタイミング調整装置のモータドライバには、外部と電気的に接続されるコネクタが設けられている。かかるコネクタは、例えば特許文献１に開示の如く、外部から電源電圧が供給される電源端子や、外部において接地される接地端子の他、外部からモータドライバを制御する制御回路との間において信号を入出力するための信号端子等を有するものである。
【特許文献１】特開２００５―２６４８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さて、上述の如きモータドライバのコネクタにおいて、電源端子及び接地端子間に流れる電流は大きくなる一方、信号端子に流れる電流は小さくなる傾向にある。そこで、電源端子及び接地端子については、同じコネクタに互いに隣接して設ける一方、信号端子については、別のコネクタに電源端子及び接地端子から離して設けることが一般的となっている。しかし、このような端子の配設形態では、互いに隣接する電源端子及び接地端子が短絡してモータドライバが故障するおそれがあり、またコネクタが二分されることによってモータドライバの体格が大型化するという問題もあった。
【０００４】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電動バルブタイミング調整装置のモータドライバについて、故障を防止すると共に小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、電動モータの回転出力を利用して内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置において、外部と電気的に接続されるコネクタが設けられて電動モータを通電駆動するモータドライバであって、コネクタは、外部から電源電圧が供給される電源端子と、外部において接地される接地端子と、電源端子及び接地端子の間に介在し、外部からモータドライバを制御する制御回路との間において信号を入出力するための少なくとも一つの信号端子と、を有することを特徴とする。
【０００６】
このように請求項１に記載の発明では、電源端子及び接地端子の間に信号端子が介在するので、それら電源端子及び接地端子が直接に短絡することを回避できる。また、電源端子や接地端子が、それら端子間の信号端子と短絡したとしても、信号端子及び制御回路の間において入出力される信号の電圧レベルが短絡に応じて変化することになるので、当該変化時には、短絡異常が生じたとして対処可能となる。これらによれば、短絡異常に適切に対処して、モータドライバの故障を未然に防止することができる。加えて、電源端子及び接地端子と共に、信号端子が同じコネクタに設けられるので、モータドライバの小型化を図ることもできるのである。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、信号端子は、電源端子及び接地端子の間に一つ介在する。これにより、電源端子の短絡時にも接地端子の短絡時にも、それら端子間に介在する同一信号端子の信号に電圧レベルの変化が生じることになるので、短絡異常に対処するための処理を簡素化することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、電源端子及び接地端子の間にノイズフィルタが電気的に接続される。このように電源端子及び接地端子間にノイズフィルタが電気的に接続される構成では、電源端子及び接地端子間の距離が増大するほど、ノイズフィルタのノイズ吸収精度が低下する。しかし、信号端子が一つだけ介在する電源端子及び接地端子間では、その距離を可及的に短縮してノイズフィルタのノイズ吸収精度を高めつつ、短絡異常に対する対処性を確保することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、電源端子に隣接する信号端子は、電圧レベルの交番に関するデューティ比又は周波数により特定情報を表す情報信号を、制御回路へ出力する。これによれば、電源端子がそれに隣接の信号端子と短絡していない正常下では、信号端子から制御回路へ出力される情報信号の電圧レベルがデューティ比又は周波数に応じて交番する。これに対し、電源端子が信号端子と短絡した異常下では、信号端子から制御回路へ出力される情報信号の電圧レベルが電源電圧に強制されることになるので、制御回路では、情報信号から短絡異常を把握して対処することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、接地端子に隣接する信号端子は、電圧レベルの交番に関するデューティ比又は周波数により特定情報を表す情報信号を、制御回路へ出力する。これによれば、接地端子がそれに隣接の信号端子と短絡していない状態下では、信号端子から制御回路へ出力される情報信号の電圧レベルがデューティ比又は周波数に応じて交番する。これに対し、接地端子が信号端子と短絡した異常下では、信号端子から制御回路へ出力される情報信号の電圧レベルが接地電圧に強制されることになるので、制御回路では、情報信号から短絡異常を把握して対処することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、特定情報は、モータドライバの正異常情報である。これによれば、信号端子の短絡異常下では、もともとモータドライバの正異常情報を表す情報信号が、短絡異常に応じた電圧レベルに強制されることになる。したがって、制御回路によるモータドライバの制御において、信号端子の短絡異常に起因する制御エラーの発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明によると、接地端子に隣接する信号端子には、電圧レベルが高レベルとなることにより電動モータへの通電を指令する制御信号が、制御回路から入力される。これによれば、接地端子がそれに隣接の信号端子と短絡していない状態下において、制御回路から信号端子へ入力される制御信号が高レベルとなることにより、電動モータへの通電が実現される。これに対し、接地端子が信号端子と短絡した異常下では、制御回路から信号端子へ入力される制御信号の電圧レベルが低レベルの接地電圧に強制されることになるので、モータドライバによる電動モータへの通電をカットして当該ドライバの故障を未然に防止することができる。
【００１３】
請求項８に記載の発明によると、接地端子に隣接する信号端子の電源端子との間には、接地端子に隣接する信号端子とは別の信号端子が少なくとも一つ介在する。これによれば、制御信号が入力される信号端子は、電源端子との間に別の信号端子が介在することになるので、信号端子及び電源端子間での短絡により制御信号の電圧レベルが高レベルの電源電圧に強制されて電動モータへの通電が誤って継続されることを、抑制できる。
【００１４】
請求項９に記載の発明によると、電源端子、接地端子及び信号端子を含む複数の端子が配列されてなるコネクタにおいて、当該配列端に電源端子が配置される。このように各端子の配列端に配置される電源端子は、接地端子との間に信号端子が介在する側とは反対側に、他の端子が隣接しない状態となる。これによれば、電源端子に短絡異常が生じる確率を半減させて、より故障し難いモータドライバを実現することができる。
【００１５】
請求項１０に記載の発明によると、電源端子、接地端子及び信号端子を含む複数の端子が配列されてなるコネクタにおいて、当該配列端に接地端子が配置される。このように各端子の配列端に配置される接地端子は、電源端子との間に信号端子が介在する側とは反対側に、他の端子が隣接しない状態となる。これによれば、接地端子に短絡異常が生じる確率を半減させて、より故障し難いモータドライバを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００１７】
（第一実施形態）
図２は、本発明の第一実施形態によるモータドライバ８０を備えた電動バルブタイミング調整装置１を示している。電動バルブタイミング調整装置１は車両に搭載され、電動ユニット１０の回転出力を利用して位相調整ユニット２０を駆動することにより内燃機関の吸気弁のバルブタイミングを調整する。
【００１８】
まず、電動ユニット１０について説明する。電動ユニット１０は、電動モータ６０、モータドライバ８０及び制御回路９０等から構成されている。
【００１９】
電動モータ６０は三相ブラシレスモータであり、モータハウジング６１、モータ軸６２、軸受６３、モータロータ６４、ステータコア６５、コイル６６及びボビン６７を備えている。モータハウジング６１は有底筒状に形成され、内燃機関の固定節６に固定されている。
【００２０】
モータ軸６２は、モータハウジング６１内に収容固定された軸受６３によって正逆回転自在に支持されており、モータハウジング６１の底部を貫通して位相調整ユニット２０と連結されている。モータ軸６２においてモータハウジング６１内に収容される部分には、円環板状のモータロータ６４が同心上に固定されている。モータロータ６４には、外周側に形成する磁極がモータ軸６２の回転方向に交互に入れ替わるように、磁石部６４ａが設けられている。
【００２１】
ステータコア６５は円環板状に形成され、モータハウジング６１内においてモータロータ６４の外周側となる箇所に収容固定されている。ステータコア６５には、モータ軸６２の回転方向に等間隔をあけるようにして複数のティース部６５ａが形成されている。複数のコイル６６は、それぞれ対応するティース部６５ａにボビン６７を介して巻装されている。各コイル６６は通電により励磁して、モータロータ６４の磁石部６４ａに作用する回転磁界を発生する。したがって、図３の時計方向となる正転方向の回転磁界が形成されるときには、当該正転方向へモータ軸６２が回転駆動される。一方、図３の反時計方向となる逆転方向の回転磁界が形成されるときには、当該逆転方向へモータ軸６２が回転駆動される。
【００２２】
図１，２に示すようにモータドライバ８０は、ドライバハウジング８１、コネクタ８２及びドライバ回路８３を備えている。ドライバハウジング８１は、全体として中空箱状に形成されており、モータハウジング６１の開口部側に固定された状態でドライバ回路８３を収容している。
【００２３】
図１に示すように、コネクタ８２はドライバハウジング８１に設けられており、外部と電気的に接続される複数の端子８４，８５，８６，８７，８８，８９を有している。ここで、図６に示すように端子８４は、外部電源としての車両のバッテリ８と電気的に接続される電源端子８４であり、当該バッテリ８から電源電圧Ｖｂが供給される。また、端子８５は、外部となる車両の接地要素９と電気的に接続されて接地される接地端子８５であり、零電圧が接地電圧Ｖｇとして供給される。さらにまた、端子８６，８７，８８，８９は、制御回路９０と電気的に接続されて、特定の情報を表す情報信号を当該制御回路９０との間で入出力するための信号端子８６，８７，８８，８９である。このように本実施形態では、電源系の端子８４，８５と、信号系の端子８６，８７，８８，８９とが共通のコネクタ８２に設けられることによって、小型化が図られているのである。
【００２４】
ドライバ回路８３は、電動モータ６０の各コイル６６及びコネクタ８２の各端子８４，８５，８６，８７，８８，８９と電気的に接続されている。ドライバ回路８３は、各コイル６６への通電を行うことにより、モータ軸６２を回転駆動する。
【００２５】
ハウジング６１，８１の外部（図２参照）に配置される制御回路９０には、車両のバッテリ８との電気的接続により電源電圧Ｖｂが、また車両の接地要素９との電気的接続により接地電圧Ｖｇが供給されるようになっている。制御回路９０は、それに接続されたコネクタ８２の信号端子８６，８７，８８，８９との間で信号の入出力を行って、ドライバ回路８３による各コイル６６への通電を制御する。
【００２６】
次に、位相調整ユニット２０について説明する。図２に示すように位相調整ユニット２０は、駆動側回転体２２、従動側回転体２４、遊星歯車機構３０及びリンク機構５０等から構成されている。
【００２７】
駆動側回転体２２は、内燃機関のクランク軸との間にタイミングチェーンが巻き掛けられるタイミングスプロケットである。クランク軸の出力トルクが駆動側回転体２２へ入力されるときには、駆動側回転体２２はクランク軸と連動して、当該クランク軸に対する相対位相を保ちつつ図４，５の時計方向へ回転する。従動側回転体２４は内燃機関のカム軸２に同軸上に連結されており、カム軸２と一体に図４，５の時計方向へ回転する。
【００２８】
図２，３に示すように遊星歯車機構３０は、太陽歯車３１、遊星キャリア３２、遊星歯車３３及び伝達回転体３４を備えている。内歯車からなる太陽歯車３１は駆動側回転体２２に同軸上に螺子止めされており、クランク軸の出力トルクの伝達によって駆動側回転体２２と一体に回転する。遊星キャリア３２は継手３５を介してモータ軸６２に連結されており、モータ軸６２と一体に回転する。遊星キャリア３２は、駆動側回転体２２に対して偏心する円筒面状の外周面部により偏心部３６を形成している。外歯車からなる遊星歯車３３はベアリング３７を介して偏心部３６に嵌合しており、太陽歯車３１に対し偏心して配置されている。遊星歯車３３は太陽歯車３１に内周側から噛合しており、駆動側回転体２２に対するモータ軸６２の相対回転に応じて遊星運動する。伝達回転体３４は、従動側回転体２４に同心上に外嵌されている。伝達回転体３４には、回転方向に等間隔に並ぶ複数の係合孔３８が設けられている。また、遊星歯車３３には、各係合孔３８内に突出する複数の係合突起３９が設けられている。そして、それら各係合突起３９が係合孔３８に係合することにより、遊星歯車３３の自転運動が抽出されて伝達回転体３４の回転運動へ変換されるようになっている。
【００２９】
図２，４，５に示すようにリンク機構５０は、リンク５２，５３、案内部５４及び可動体５６を備えている。尚、図４，５では、説明を判り易くするため、断面を表すハッチングを省略している。第一リンク５２は、駆動側回転体２２に回り対偶によって連繋している。第二リンク５３は、従動側回転体２４に回り対偶によって連繋していると共に、可動体５６を介した回り対偶によって第一リンク５２に連繋している。図２，５に示すように案内部５４は、伝達回転体３４において遊星歯車３３とは反対側の端面を含む部分により形成されている。案内部５４には、可動体５６が滑動自在に嵌合する案内溝５８が形成されている。案内溝５８は、案内部５４の回転中心からの距離が長手方向で変化する渦巻溝状に形成されている。
【００３０】
このような構成の位相調整ユニット２０において、モータ軸６２が駆動側回転体２２に対し相対回転しないときには、遊星歯車３３が遊星運動せずに駆動側回転体２２及び伝達回転体３４と一体に回転する。その結果、可動体５６が案内溝５８内を案内されず、リンク５２，５３の相対位置関係が変化しないので、駆動側回転体２２及び従動側回転体２４の間の相対位相、ひいてはバルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸２の間の相対位相（以下、「機関位相」という）が保持される。一方、モータ軸６２が駆動側回転体２２に対し正転方向へ相対回転するときには、遊星歯車３３の遊星運動によって伝達回転体３４が駆動側回転体２２に対し図５の反時計方向へ相対回転する。その結果、可動体５６が案内溝５８内を案内されてリンク５２，５３の相対位置関係が変化することにより、従動側回転体２４が駆動側回転体２２に対し図４の時計方向へ相対回転するため、機関位相が進角する。また一方、モータ軸６２が駆動側回転体２２に対し逆転方向へ相対回転するときには、正転方向への相対回転駆動時とは逆の原理によって、機関位相が遅角する。
【００３１】
次に、電動ユニット１０の電気回路構成について詳細に説明する。
【００３２】
図６に示すように電動モータ６０には、三つの回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷが設けられている。各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷは例えばホール素子等からなり、モータ軸６２の回転方向に所定間隔をあけて位置決めされている。各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、モータ軸６２に装着されたセンサ磁石６８の形成磁界を感知することにより、モータ軸６２の実回転角θを表す検出信号を生成する。
【００３３】
ここで、車両のバッテリ８及び接地要素９に対しドライバ回路８３を介して電気的に接続される各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、図７に示すように検出信号の電圧レベルを、電源電圧Ｖｂと実質的に一致する高レベルＨ並びに接地電圧Ｖｇと実質的に一致する低レベルＬの間で、切り替える。そして、かかる電圧切替について各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、それぞれに設定された感知範囲内にセンサ磁石６８のＮ極が位置するときオンして、検出信号の電圧レベルを高レべルＨとする。また、各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、それぞれの感知範囲内にセンサ磁石６８のＳ極が位置するときオフして、検出信号の電圧レベルを低レベルＬとするのである。
【００３４】
図６に示す制御回路９０は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、本実施形態では内燃機関の制御回路を兼ねている。制御回路９０は、信号端子８６，８７を通じてドライバ回路８３から与えられるモータ軸６２の実回転方向Ｄｒ及び実回転数Ｓｒ等に基づいて実バルブタイミングを算出すると共に、内燃機関の運転状況等に基づいて目標バルブタイミングを算出する。さらに制御回路９０は、算出した実バルブタイミング及び目標バルブタイミングの間の位相差に基づいてモータ軸６２の目標回転方向Ｄｔ及び目標回転数Ｓｔをそれぞれ設定する。またさらに制御回路９０は、各コイル６６への通電を指令する制御信号として、設定した目標回転方向Ｄｔ及び目標回転数Ｓｔを表す信号を生成し、信号端子８８へ出力する。尚、以下の説明では、制御回路９０から制御信号を受けることになる信号端子８８を「制御信号端子８８」と呼称して、他の信号端子と区別する。
【００３５】
ここで、車両のバッテリ８及び接地要素９と電気的に接続される制御回路９０は、図８に示すように制御信号の電圧レベルを、電源電圧Ｖｂと実質的に一致する高レベルＨ並びに接地電圧Ｖｇと実質的に一致する低レベルＬの間で、交番させる。そして、かかる電圧交番について制御回路９０は、目標回転方向Ｄｔ及び目標回転数Ｓｔをそれぞれ制御信号のデューティ比及び周波数によって表すように、実現する。
【００３６】
具体的に、制御信号のデューティ比は、図８に示す電圧交番の一周期Ｔｐｃにおいて制御信号が高レベルＨとなる時間Ｔｈｃの割合であり、同図に示すように目標回転方向Ｄｔの正逆に応じた離散値が割り当てられる。特に本実施形態では、目標回転方向Ｄｔが正転方向の場合及び逆転方向の場合のデューティ比として、０％及び１００％を除いた二値が採用され、さらに各コイル６６への通電カットによりモータ軸６２を停止させる場合のデューティ比として、０％が採用される。換言すれば、制御信号を周期的に高レベルＨとして通電を指令する場合のデューティ比に、０％及び１００％を除いた二値が採用されると共に、制御信号を継続的に低レベルＬとして通電カットを指令する場合のデューティ比に、０％が採用されるのである。
【００３７】
一方、制御信号の周波数は、図８に示す周期Ｔｐｃの逆数であり、図９に示すように目標回転数Ｓｔに応じて連続的に変化する値、特に本実施形態では線形変化する値が採用されることになる。
【００３８】
図６に示すようにドライバ回路８３には、信号生成ブロック１００及び通電ブロック１１０が設けられている。尚、本実施形態において各ブロック１００，１１０は、専用の電気回路要素によってハード的に構成されている。
【００３９】
信号生成ブロック１００は、各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷ、端子８４，８５，８６，８７及び通電ブロック１１０と電気的に接続されている。信号生成ブロック１００は、モータ軸６２の実回転角θを表す各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷの検出信号に基づいて、モータ軸６２の実回転方向Ｄｒ及び実回転数Ｓｒをそれぞれ算出する。さらに信号生成ブロック１００は、算出した実回転方向Ｄｒを表す情報信号として方向信号を生成し、当該信号を信号端子８６から制御回路９０へと出力する。それと共に、信号生成ブロック１００は、算出した実回転数Ｓｒを表す情報信号として回転数信号を生成し、当該信号を信号端子８７から制御回路９０へと出力する。尚、以下の説明では、方向信号を出力する信号端子８６を「方向信号端子８６」、回転数信号を出力する信号端子８７を「回転数信号端子８７」とそれぞれ呼称して、他の信号端子と区別する。
【００４０】
ここで信号生成ブロック１００は、図１０に示すように方向信号の電圧レベルを、電源電圧Ｖｂと実質的に一致する高レベルＨ並びに接地電圧Ｖｇと実質的に一致する低レベルＬの間で、切り替える。そして、かかる電圧切替について信号生成ブロック１００は、方向信号の電圧レベルの高低によって実回転方向Ｄｒを表すように、実現する。具体的に本実施形態では、実回転方向Ｄｒが正転方向の場合に低レベルＬ、実回転方向Ｄｒが逆転方向の場合に高レベルＨが、方向信号の電圧レベルとして採用されることになる。
【００４１】
また、信号生成ブロック１００は、図７に示すように回転数信号の電圧レベルを、電源電圧Ｖｂと実質的に一致する高レベルＨ並びに接地電圧Ｖｇと実質的に一致する低レベルＬの間で、交番させる。そして、かかる電圧交番について信号生成ブロック１００は、回転数信号の周波数によって実回転数Ｓｒを表すように、実現する。具体的に本実施形態では、図７の如く回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷの検出信号のいずれかの電圧レベルが切り替わる毎に、回転数信号の電圧レベルが切り替わるように処理して、回転数信号の周波数を実回転数Ｓｒに対して比例させる。
【００４２】
図１１に示すように通電ブロック１１０は、フィルタ部１１２、ブリッジ部１１３及び通電処理部１１４を有している。
【００４３】
ノイズフィルタとしてのフィルタ部１１２は、インダクタ１１５及びコンデンサ１１６，１１７を構成要素としている。ここでインダクタ１１５の両端は、電源端子８４及びブリッジ部１１３と電気的に接続されている。第一コンデンサ１１６の両端は、電源端子８４及び接地端子８５と電気的に接続されている。第二コンデンサ１１７の両端は、インダクタ１１５の電源端子８４とは反対側端、及び接地端子８５と電気的に接続されている。以上の接続形態により電源端子８４及び接地端子８５の間には、インダクタ１１５及びコンデンサ１１６，１１７からなるπ型のフィルタ部１１２が形成されており、当該フィルタ部１１２の働きによって電源端子８４及び接地端子８５のノイズが吸収されるようになっている。
【００４４】
ブリッジ部１１３は、三つのアーム１２０ｕ，１２０ｖ，１２０ｗを構成要素とする三相ブリッジ回路である。各アーム１２０ｕ，１２０ｖ，１２０ｗの両端は、インダクタ１１５の電源端子８４とは反対側端及び接地端子８５と電気的に接続されている。各アーム１２０ｕ，１２０ｖ，１２０ｗの中点はそれぞれ、電動モータ６０の対応するコイル６６と電気的に接続されている。各アーム１２０ｕ，１２０ｖ，１２０ｗにおいて中点を挟む両側には、スイッチング素子１２１が一つずつ設けられている。
【００４５】
通電処理部１１４は例えばＩＣからなり、端子８５，８８，８９、インダクタ１１５の電源端子８４とは反対側端、信号生成ブロック１００及びブリッジ部１１３と電気的に接続されている。通電処理部１１４は、制御信号により制御信号端子８８を通じて制御回路９０から与えられる目標回転方向Ｄｔ及び目標回転数Ｓｔと、方向信号及び回転数信号により信号生成ブロック１００から与えられる実回転方向Ｄｒ及び実回転数Ｓｒとに基づき、ブリッジ部１１３における各アーム１２０ｕ，１２０ｖ，１２０ｗのスイッチング素子１２１を個別にオンオフ駆動する。これにより、アーム１２０ｕ，１２０ｖ，１２０ｗに接続の各コイル６６が所定の順序で通電されて回転磁界が発生することにより、モータ軸６２が回転駆動されることになる。
【００４６】
また、通電処理部１１４は、ブリッジ部１１３の正異常を判定する。ここで、本実施形態の通電処理部１１４は、各アーム１２０ｕ，１２０ｖ，１２０ｗの中点電圧を検出して、当該検出結果からブリッジ部１１３の正異常を判定する。尚、ブリッジ部１１３の正異常については、そうした中点電圧に基づいて判定する以外にも、例えば各アーム１２０ｕ，１２０ｖ，１２０ｗに共通のシャント抵抗１２４を流れる電流等に基づいて、判定するようにしてもよい。
【００４７】
さらに通電処理部１１４は、正異常の判定結果を反映した正異常情報Ｉを表す情報信号としてモニタ信号を生成し、当該信号を信号端子８９から制御回路９０へと出力する。したがって、正異常情報Ｉが異常を示す場合に制御回路９０は、モニタ信号に基づいて把握される異常に対して適切な処置を施すことができるのである。尚、以下の説明では、制御回路９０へモニタ信号を出力する信号端子８９を「モニタ信号端子８９」と呼称して、他の信号端子と区別する。
【００４８】
ここで通電処理部１１４は、図１２に示すようにモニタ信号の電圧レベルを、電源電圧Ｖｂと実質的に一致する高レベルＨ並びに接地電圧Ｖｇと実質的に一致する低レベルＬの間で、交番させる。そして、かかる電圧交番について通電処理部１１４は、正異常情報Ｉをモニタ信号のデューティ比によって表すように、実現する。具体的に、モニタ信号のデューティ比は、図１２に示す電圧交番の一周期Ｔｐｍにおいてモニタ信号が高レベルＨとなる時間Ｔｈｍの割合であり、同図に示すように正異常情報Ｉに応じた離散値が割り当てられる。また特に本実施形態では、正異常情報Ｉが正常の場合及び異常の場合のデューティ比として、０％及び１００％を除いた二値が採用されることになる。
【００４９】
次に、モータドライバ８０のコネクタ８２の特徴的構成について詳細に説明する。
【００５０】
図１に示すように、各端子８４，８５，８６，８７，８８，８９が一列に配列されるコネクタ８２では、その一方の配列端に電源端子８４、また他方の配列端に制御信号端子８８が配置されている。そして、電源端子８４及び制御信号端子８８の間においては、モニタ信号端子８９、接地端子８５、方向信号端子８６及び回転数信号端子８７がこの順で、電源端子８４から制御信号端子８８へ向かう配列方向に並んでいる。
【００５１】
このような配列形態により、電源端子８４及び接地端子８５の間にはモニタ信号端子８９が介在しているので、それら端子８４，８５同士の短絡は生じ難い。また、端子としてモニタ信号端子８９のみが介在する電源端子８４及び接地端子８５間の距離については、可及的に短縮することができる。故に、かかる距離の短縮によれば、電源端子８４及び接地端子８５間に接続されたフィルタ部１１２のノイズ吸収精度の低下を可及的に抑えて、通電ブロック１１０の作動不良を抑制することができるのである。
【００５２】
ここで、電源端子８４及び接地端子８５間のモニタ信号端子８９は、０％及び１００％を除くデューティ比によってブリッジ部１１３の正異常情報Ｉを表すモニタ信号を、制御回路９０へ出力する。故に、モニタ信号端子８９に対して、それに隣接する電源端子８４や接地端子８５が共に短絡していない状態下では、電圧レベルが周期Ｔｐｍにて正しく交番するモニタ信号を、制御回路９０によって受けることができる。
【００５３】
一方、電源端子８４がモニタ信号端子８９と短絡した異常下では、モニタ信号が電源端子８４の電源電圧Ｖｂ、即ち高レベルＨに、周期Ｔｐｍを超えて強制されることになる。したがって、モニタ信号を受けた制御回路９０では、ブリッジ部１１３の異常とは区別して、電源端子８４及びモニタ信号端子８９間の短絡異常に対処することができる。尚、配列端の電源端子８４については、モニタ信号端子８９と反対側には隣接する端子が存在しないので、当該信号端子８９との短絡異常にのみ対処すればよいことになる。
【００５４】
また一方、接地端子８５がモニタ信号端子８９と短絡した異常下では、モニタ信号が接地端子８５の接地電圧Ｖｇ、即ち低レベルＬに、周期Ｔｐｍを超えて強制されることになる。したがって、モニタ信号を受けた制御回路９０では、ブリッジ部１１３の異常とは区別して、接地端子８５及びモニタ信号端子８９間の短絡異常に対処することができる。
【００５５】
尚、接地端子８５については、モニタ信号端子８９と反対側に方向信号端子８６が隣接しており、当該信号端子８６と短絡するおそれがある。しかし、接地端子８５が方向信号端子８６と短絡した場合には、当該信号端子８６から制御回路９０へ出力される方向信号が接地電圧Ｖｇ、即ち低レベルＬに強制されることになる。したがって、制御回路９０では、実回転方向Ｄｒが方向信号を高レベルＨにする逆転方向となるように目標回転方向Ｄｔを逆転方向に設定したにも拘らず、方向信号が低レベルＬのまま変化しない場合に、接地端子８５及び方向信号端子８６間に短絡異常が発生したとして対処することができるのである。
【００５６】
以上説明した本実施形態によれば、故障及び作動不良を抑制したモータドライバ８０を実現することができるのである。
【００５７】
（第二実施形態）
図１３に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。
【００５８】
具体的に、第二実施形態のコネクタ２８２では、第一実施形態に対して、モニタ信号端子８９の位置と回転数信号端子８７の位置とが入れ替わっている。これにより、電源端子８４及び接地端子８５の間には回転数信号端子８７が介在して、端子８４，８５同士の短絡とフィルタ部１１２のノイズ吸収精度の低下とが抑制されている。
【００５９】
ここで、電源端子８４及び接地端子８５間の回転数信号端子８７から制御回路９０へ出力される回転数信号は、周波数によりモータ軸６２の実回転数Ｓｒを表している。故に、回転数信号端子８７に対して、それに隣接する電源端子８４や接地端子８５が共に短絡していない状態下では、電圧レベルが実回転数Ｓｒに応じて正しく交番する回転数信号を、制御回路９０によって受けることができる。
【００６０】
一方、電源端子８４が回転数信号端子８７と短絡した異常下では、回転数信号が高レベルＨに強制されることになる。したがって、回転数信号を受けた制御回路９０では、高レベルＨの回転数信号を設定時間以上継続して受信した場合に、電源端子８４及び回転数信号端子８７間に短絡異常が発生したとして対処することができるのである。
【００６１】
また一方、接地端子８５が回転数信号端子８７と短絡した異常下では、回転数信号が低レベルＬに強制されることになる。したがって、回転数信号を受けた制御回路９０では、低レベルＬの回転数信号を設定時間以上継続して受信した場合に、接地端子８５及び回転数信号端子８７間に短絡異常が発生したとして対処することができるのである。
【００６２】
（第三実施形態）
図１４に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例である。
【００６３】
具体的に、第三実施形態のコネクタ３８２では、第二実施形態に対して、回転数信号端子８７の位置と方向信号端子８６の位置とが入れ替わっている。これにより、電源端子８４及び接地端子８５の間には方向信号端子８６が介在して、端子８４，８５同士の短絡とフィルタ部１１２のノイズ吸収精度の低下とを抑制している。
【００６４】
ここで、電源端子８４及び接地端子８５間の方向信号端子８６から制御回路９０へ出力される方向信号は、電圧レベルの高低によりモータ軸６２の実回転方向Ｄｒを表している。故に、方向信号端子８６に対して、それに隣接する電源端子８４や接地端子８５が共に短絡していない状態下では、目標回転方向Ｄｔの指令によって実現される実回転方向Ｄｒに応じて電圧レベルが正しく設定された方向信号を、制御回路９０によって受けることができる。
【００６５】
一方、電源端子８４が方向信号端子８６と短絡した異常下では、方向信号が高レベルＨに強制されることになる。したがって、方向信号を受けた制御回路９０では、実回転方向Ｄｒが方向信号を低レベルＬにする正転方向となるように目標回転方向Ｄｔを正転方向としたにも拘らず、方向信号が高レベルＨのまま変化しない場合に、電源端子８４及び方向信号端子８６間に短絡異常が発生したとして対処することができるのである。
【００６６】
また一方、接地端子８５が方向信号端子８６と短絡した異常下では、方向信号が低レベルＬに強制されることになる。したがって、方向信号を受けた制御回路９０では、実回転方向Ｄｒが方向信号を高レベルＨにする逆転方向となるように目標回転方向Ｄｔを逆転方向としたにも拘らず、方向信号が低レベルＬのまま変化しない場合に、接地端子８５及び方向信号端子８６間に短絡異常が発生したとして対処することができるのである。
【００６７】
（第四及び第五実施形態）
図１５，図１６に示すように、本発明の第四及び第五実施形態は、それぞれ第一実施形態及び第二実施形態の変形例である。
【００６８】
図１５に示す第四実施形態のコネクタ４８２では、第一実施形態に対して、接地端子８５がモニタ信号端子８９及び方向信号端子８６の間から電源端子８４とは反対側の配列端に配置換えされており、それに応じてモニタ信号端子８９及び方向信号端子８６が相互隣接する形となっている。これにより、電源端子８４及び接地端子８５の間には複数の信号端子８９，８６，８７，８８が介在して、端子８４，８５同士の短絡が抑制されている。また、配列端の接地端子８５には制御信号端子８８のみが隣接し、さらに制御信号端子８８及び電源端子８４の間には、当該信号端子８８と別の信号端子８７，８６，８９が介在している。
【００６９】
図１６に示す第五実施形態のコネクタ５８２では、第二実施形態に対して、接地端子８５が回転数信号端子８７及び方向信号端子８６の間から電源端子８４とは反対側の配列端に配置換えされており、それに応じて回転数信号端子８７及び方向信号端子８６が相互隣接する形となっている。これにより電源端子８４及び接地端子８５の間には、第四実施形態と同様に複数の信号端子８７，８６，８９，８８が介在して、端子８４，８５同士の短絡が抑制されている。また、第四実施形態と同様、配列端の接地端子８５には制御信号端子８８のみが隣接し且つ制御信号端子８８及び電源端子８４の間には別の信号端子８９，８６，８７が介在している。
【００７０】
このような第四及び第五実施形態において、接地端子８５に隣接する制御信号端子８８へ制御回路９０から入力される制御信号は、そのデューティ比によって各コイル６６への通電を通電処理部１１４へ指令する信号である。故に、接地端子８５が制御信号端子８８と短絡していない状態下では、電圧レベルが周期的に高レベルＨとなることによって各コイル６６への通電を指令する制御信号を、通電処理部１１４によって受けることができる。
【００７１】
一方、第四及び第五実施形態において、接地端子８５が制御信号端子８８と短絡した異常下では、制御信号が低レベルＬに強制されることになる。したがって、制御信号を受けた通電処理部１１４では、デューティ比が０％であると判断して各コイル６６への通電をカットすることになるので、接地端子８５及び制御信号端子８８間の短絡異常に適切に対処することができるのである。
【００７２】
尚、配列端の接地端子８５については、制御信号端子８８と反対側に隣接する端子が存在しないので、当該信号端子８９との短絡異常にのみ対処すればよいことになる。また、制御信号端子８８については、それと電源端子８４との間に別の複数の信号端子８９，８６，８７が介在しているので、制御信号端子８８及び電源端子８４の間での短絡により制御信号が高レベルＨに強制されて各コイル６６への通電が誤って継続されることを回避できる。
【００７３】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００７４】
具体的には、コネクタ８２，２８２，３８２，４８２，５８２において、上述した方向信号、回転数信号、制御信号及びモニタ信号以外の情報信号を入出力するための信号端子を、設けるようにしてもよい。また、コネクタ８２，２８２，３８２，４８２，５８２においては、接地端子８５との間に所定の信号端子が介在する電源端子８４について、当該信号端子と反対側に別の信号端子が介在するようにしてもよい。
【００７５】
コネクタ８２，２８２，３８２の信号端子については、電源端子８４及び接地端子８５間の端子を除く少なくとも一つを設けないようにしてもよい。また、コネクタ８２，２８２，３８２の信号端子のうち、電源端子８４及び接地端子８５間の端子を除くものの配列順については、適宜変更してもよい。さらにまた、コネクタ４８２，５８２において、信号端子８６，８７，８８，８９のうち一つ以上三つ以下を設けないようにしてもよいし、それら信号端子８６，８７，８８，８９の配列順を適宜変更してもよい。
【００７６】
モニタ信号端子８９から制御回路９０へ出力されるモニタ信号は、デューティ比の代わりに、周期Ｔｐｍ（図１２参照）の逆数である周波数によって正異常情報Ｉを表すものであってもよい。また、制御回路９０から制御信号端子８８へ入力される制御信号は、目標回転方向Ｄｔ及び目標回転数Ｓｔをそれぞれデューティ比及び周波数以外の、信号波形に関する変量にて表すものであってもよいし、それら目標回転方向Ｄｔ及び目標回転数Ｓｔ以外の制御情報を表すものであってもよい。さらにまた、方向信号端子８６から制御回路９０へ出力される方向信号は、実回転方向Ｄｒが正転方向の場合に高レベルＨ、実回転方向Ｄｒが逆転方向の場合に低レベルＬとなるものであってもよい。
【００７７】
ドライバ回路８３は、その一部（例えば通電処理部１１４）の機能をマイクロコンピュータによって実現するものであってもよい。また、ドライバ回路８３のフィルタ部１１２としては、π型以外のノイズフィルタを採用してもよい。さらにまた、ドライバ回路８３のブリッジ部１１３の構成としては、電動モータ６０の構成や通電処理部１１４による正異常の判定内容等に応じて適宜変更してもよい。
【００７８】
電動モータ６０としては、上述した三相ブラシレスモータ以外のモータを採用してもよい。また、電動モータ６０の回転出力を利用して駆動される位相調整ユニット２０としては、機関位相を調整可能であれば、上述した構成以外のものを採用してもよい。
【００７９】
そして、本発明は、上述した吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外のモータドライバ、例えば排気弁のバルブタイミングを調整する装置のモータドライバや、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置のモータドライバに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第一実施形態によるモータドライバを示す図であって、図２のI−I線断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるモータドライバを備えた電動バルブタイミング調整装置を示す構成図であって、図４のII−II線断面図に相当する図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】図２のV−V線断面図である。
【図６】図２の電動ユニットの電気回路構成を示すブロック図である。
【図７】図６の回転角センサから信号生成ブロックへ出力される検出信号並びに図６の回転数信号端子から制御回路へ出力される回転数信号について説明するための模式図である。
【図８】図６の制御回路から制御信号端子へ出力される制御信号について説明するための模式図である。
【図９】図６の制御回路から制御信号端子へ出力される制御信号について説明するための模式図である。
【図１０】図６の方向信号端子から制御回路へ出力される方向信号について説明するための模式図である。
【図１１】図６の通電ブロックの詳細な電気回路構成を示すブロック図である。
【図１２】図６のモニタ信号端子から制御回路へ出力されるモニタ信号について説明するための模式図である。
【図１３】本発明の第二実施形態によるモータドライバを示す図であって、図１に対応する断面図である。
【図１４】本発明の第三実施形態によるモータドライバを示す図であって、図１に対応する断面図である。
【図１５】本発明の第四実施形態によるモータドライバを示す図であって、図１に対応する断面図である。
【図１６】本発明の第五実施形態によるモータドライバを示す図であって、図１に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  電動バルブタイミング調整装置、１０  電動ユニット、２０  位相調整ユニット、６０  電動モータ、６１  モータハウジング、６２  モータ軸、６６  コイル、８０  モータドライバ、８１  ドライバハウジング、８２，２８２，３８２，４８２，５８２  コネクタ、８３  ドライバ回路、８４  電源端子、８５  接地端子、８６  方向信号端子（信号端子）、８７  回転数信号端子（信号端子）、８８  制御信号端子（信号端子）、８９  モニタ信号端子（信号端子）、９０  制御回路、１００  信号生成ブロック、１１０  通電ブロック、１１２  フィルタ部（ノイズフィルタ）、１１３  ブリッジ部、１１４  通電処理部、１１５  インダクタ、１１６  第一コンデンサ、１１７  第二コンデンサ、Ｄｒ  実回転方向、Ｄｔ  目標回転方向、Ｈ  高レベル、Ｉ  正異常情報、Ｌ  低レベル、Ｓｒ  実回転数、Ｓｔ  目標回転数、ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ  回転角センサ、Ｔｐｃ  制御信号の周期、Ｔｐｍ  モニタ信号の周期、Ｖｂ  電源電圧、Ｖｇ  接地電圧
【図１】
2008303748.tif 000003
【図２】
2008303748.tif 000004
【図３】
2008303748.tif 000005
【図４】
2008303748.tif 000006
【図５】
2008303748.tif 000007
【図６】
2008303748.tif 000008
【図７】
2008303748.tif 000009
【図８】
2008303748.tif 000010
【図９】
2008303748.tif 000011
【図１０】
2008303748.tif 000012
【図１１】
2008303748.tif 000013
【図１２】
2008303748.tif 000014
【図１３】
2008303748.tif 000015
【図１４】
2008303748.tif 000016
【図１５】
2008303748.tif 000017
【図１６】
2008303748.tif 000018