(57)【要約】【課題】ステッピングモータを駆動源とする回動駆動装置において、位置センサなどを用いずにステッピングモータを駆動制御する場合、イニシャライズ動作のときにモータに余分な駆動パルス信号を送り込まないようにする。【解決手段】ステッピングモータを駆動源とする回動駆動装置においてイニシャライズ動作を実行するとき、ステッピングモータを所定の回転方向に駆動させてゆき、１相励磁で駆動されているときで、且つ、非励磁相の巻線に還流電流が流れていない状態のときに、当該非励磁相の巻線の端子電圧を測定して巻線間に生じる誘起電圧を算出し、所定の基準電圧値と比較してモータの回動状態を判定し、モータが所定の停止状態であると判定すると所定の駆動パルス数に基づいて回転方向を逆転させる。【選択図】図３
2007215271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータを駆動源とした回動駆動装置であって、
前記ステッピングモータにおける非励磁相の巻線に発生する端子電圧のサンプリング時刻を決定するサンプリング時刻制御手段と、
前記サンプリング時刻制御手段で決定されたサンプリング時刻に基づき、該当する非励磁相の巻線に発生する端子電圧をサンプリングする端子電圧サンプリング手段と、
前記端子電圧サンプリング手段でサンプリングされた端子電圧から前記非励磁相の巻線間に発生している誘起電圧を算出し、該算出した誘起電圧値に基づいて前記ステッピングモータの回動状態を判定する回動状態判定手段と、
前記回動状態判定手段の判定に基づいて前記ステッピングモータの駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えていることを特徴とする回動駆動装置。
【請求項２】
前記サンプリング時刻制御手段は、前記ステッピングモータが１相励磁で駆動されているときで、且つ、前記非励磁相の巻線に還流電流が流れていない状態でサンプリングが実行されるように前記サンプリング時刻を決定すること
を特徴とする請求項１に記載の回動駆動装置。
【請求項３】
前記回動状態判定手段は、前記算出した誘起電圧値の大きさと予め設定してある基準電圧値の大きさを比較して前記ステッピングモータの回動状態を判定すること
を特徴とする請求項１に記載の回動駆動装置。
【請求項４】
前記回動状態判定手段は、前記算出した誘起電圧値の極性と予め設定してある基準電圧値の極性を比較して前記ステッピングモータの回動状態を判定すること
を特徴とする請求項１に記載の回動駆動装置。
【請求項５】
前記ステッピングモータによる制御を開始するための初期化動作を実行するとき、
前記駆動制御手段は、前記ステッピングモータを所定の回転方向に駆動させてゆき、前記回動状態判定手段が前記算出した誘起電圧値と予め設定してある基準電圧値を比較して前記ステッピングモータが所定の停止状態であると判定すると、予め設定してある駆動パルス信号の数に基づいて前記ステッピングモータを前記回転方向と逆方向に回転させること
を特徴とする請求項１に記載の回動駆動装置。
【請求項６】
前記回動状態判定手段は、前記算出した誘起電圧値と予め設定してある基準電圧値の極性と大きさのいずれか一方、若しくは、両方を比較することによって前記所定の停止状態の判定を行なうこと
を特徴とする請求項５に記載の回動駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回動駆動装置に係り、特に車両の走行状況に応じてヘッドライトの照射方向を追従変化させることができる車両照灯システムなどに用いられる回動駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、車両のステアリングの操舵方向、速度、その他の走行状況などに応じてヘッドライトの照射方向を車両の進行方向に適した方向に追従変化させることができる適応性前照灯システム（ＡＦＳ；Adaptive Front-lighting System）が存在している。
【０００３】
この適応性前照灯システム（以下、ＡＦＳ）には、ヘッドライトなどの照射方向を変更するための回動駆動装置が備えられており、位置センサなどによってリフレクタの回転角度を検出し、検出した回転角度に基づいて回動駆動装置の駆動源であるステッピングモータを制御することでヘッドライトを目的の方向に駆動している。しかしながら、位置センサを用いると装置構成が複雑になり、コストがかかるため、位置センサを使用せずにステッピングモータを制御する回動駆動装置も存在する。
【０００４】
このような回動駆動装置を備えたＡＦＳでは、イグニッションスイッチ又はクリアランススイッチがオンになったときに、ステッピングモータを制御の基準となる初期状態に設定するための初期化動作（以下、イニシャライズ動作）が実行され、ヘッドライトを制御の基準となる所定の位置（以下、初期位置）にセットし、ヘッドライトが初期位置にセットされた状態を基準にしてステッピングモータを駆動制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、上述のイニシャライズ動作について具体例を示して説明する。図１１は、回動駆動装置の駆動機構を簡略化して示した図であり、ウォーム・ホイール３２とストッパ３３が回転軸３４を中心に回転可能に設けられており、制御装置２の制御に従ってステッピングモータＭが駆動し、モータ出力軸に取り付けられているウォームギヤ３１の回転に伴い、ウォーム・ホイール３２が回転することによってヘッドライト４が左右方向に駆動するようになっている。
また、ストッパ３３は、ウォーム・ホイール３２の動きに連動し、突き当て部３５に突き当たることによってヘッドライト４の動きを所定の範囲（以下、可動範囲）に制限している。
【０００６】
このような駆動機構を備えた回転駆動装置において、イグニッションスイッチ又はクリアランススイッチをオンにするとイニシャライズ動作が実行されるが、最初はヘッドライト４がどの方向を向いているのか不明であるため、まず、ステッピングモータＭを回転駆動させてストッパ３３を可動範囲の一方の終端（以下、可動終了位置ｐｅ）に移動させ、ストッパ３３を突き当て部３５に突き当てることで可動終了位置ｐｅにヘッドライト４が移動したことを判別する。
【０００７】
このようにして、ヘッドライト４を可動終了位置ｐｅに移動させた後、続いて、可動終了位置ｐｅから初期位置ｐｏにセットする。このときの移動距離は予め分かっているので、移動に必要となる所定数の駆動パルス信号をステッピングモータＭに与えることによって、ヘッドライト４が可動終了位置ｐｅから初期位置ｐｏに設定され、車両の正面位置に向いてセットされる。以後、ヘッドライト４（ストッパ３３）が初期位置ｐｏにある状態を基準としてステッピングモータＭの制御が行われる。
【０００８】
図１２は、上述したイニシャライズ動作の制御フローの一例であり、イニシャライズ動作が開始されると、まず、図示していない制御部によって、ストッパ３３（ヘッドライト４）の位置が可動終了位置ｐｅにあるか否を判定する（Ｓ２０１）。
【０００９】
ストッパ３３（ヘッドライト４）の位置が可動終了位置ｐｅでないと判定されると、可動終了位置ｐｅへの移動に必要となる駆動パルス信号の最大数（以下、可動終了パルス数Ｉｅ）が読み込まれる（Ｓ２０２）。なお、可動終了パルス数Ｉｅは可動範囲を端から端まで移動するのに必要な数（例えば、Ｉｅ＝４２０）であり、予め決まった数であるためメモリなどに記憶されている。
【００１０】
制御部は、この可動終了パルス数Ｉｅに従ってステッピングモータＭに駆動パルス信号を送り、突き当て部３５の方向へ回転駆動させるとともに、カウンタによって駆動パルス信号の数をカウントする。そして、カウンタのカウント値が所定数（Ｉｅ＝４２０）となるまで同じ方向にステッピングモータＭを回転駆動させる（Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５）。
【００１１】
制御部は、カウンタのカウント値が所定数（Ｉｅ＝４２０）になると、ステッピングモータＭの回転駆動を終了させ（Ｓ２０６）、カウント値をクリアして（Ｓ２０７）、ステップ（Ｓ２０１）の処理に戻る。この時点でストッパ３３が突き当て部３５に突き当たった状態、つまり、ヘッドライト４が可動終了位置ｐｅに移動した状態となっている。
【００１２】
制御部は、ステップ（Ｓ２０１）においてヘッドライト４が可動終了位置ｐｅであると判定すると、ストッパ３３（ヘッドライト４）を可動終了位置ｐeから初期位置ｐｏへ移動させるため、ステッピングモータＭに駆動パルス信号を送って回転駆動させるとともに、カウンタによって駆動パルス信号の数をカウントする。
【００１３】
このとき、可動終了位置ｐeから初期位置ｐｏの移動距離は決まっているので、その移動に必要な駆動パルス信号の数（以下、初期化パルス数Ｉ０）も決まっており（例えば、Ｉ０＝２０６）、初期化パルス数Ｉ０のカウント値が所定数（Ｉ０＝２０６）になるまで駆動パルス信号は送出され、ステッピングモータＭが初期位置ｐｏの方向へ回転駆動する（Ｓ２０８、Ｓ２０９、Ｓ２１０）。
【００１４】
そして、初期化パルス数Ｉ０のカウント値が所定数（Ｉ０＝２０６）になると、ヘッドライト４が初期位置ｐｏに設定され、車両の正面位置に向いてセットされるので、ステッピングモータＭの駆動を終了させ（Ｓ２１１）、カウンタのカウント値をクリアしてイニシャライズ動作を終了させる（Ｓ２１２）。
【００１５】
このように、位置センサなどを用いずにモータの駆動制御を行うとき、まず、モータを所定の停止状態となる方向に回転駆動させる。例えば、上述したようにヘッドライト４を可動終了位置ｐｅに移動させる。そして、所定の停止状態になると、所定数の駆動パルス信号を送り込むことによって逆方向に回転駆動させ、モータを駆動制御の基準となる所定の初期状態にセットしている。
【００１６】
【特許文献１】特開２００３−１５９９８９号公報（第４−５頁、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述したように、ステッピングモータの駆動制御を開始する場合、一旦、モータを所定の停止状態にしなければならないが、ステッピングモータを最初に駆動するときの状態がどのような状態であるのか不明であるため、モータを所定の停止状態にするために必要な最大数の駆動パルス信号をステッピングモータに送り込んでいる。しかし、ステッピングモータがこの駆動パルス信号を全て必要とするような状態にあることは稀であり、ほとんどの場合、ステッピングモータに余分な駆動パルス信号が送り込まれることになる。
【００１８】
ステッピングモータに余分な駆動パルス信号が送り込まれると、例えば、図１１に示すようなストッパ３３が突き当て部３５に突き当たった後もモータを回転させ続けようとするため、脱調状態が継続し、騒音が発生するとともに機械的な衝撃が加わり続けるのでモータ出力軸が劣化し寿命が短くなるという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステッピングモータを駆動源とする回動駆動装置において、位置センサなどを使用せずに駆動制御を行う場合、ステッピングモータを駆動制御の基準となる初期状態に設定するときに余分な駆動パルス信号をモータに送り込まないようにすることでモータ出力軸の劣化を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題は、本発明によれば、ステッピングモータを駆動源とした回動駆動装置であって、前記ステッピングモータにおける非励磁相の巻線に発生する端子電圧のサンプリング時刻を決定するサンプリング時刻制御手段と、前記サンプリング時刻制御手段で決定されたサンプリング時刻に基づき、該当する非励磁相の巻線に発生する端子電圧をサンプリングする端子電圧サンプリング手段と、前記端子電圧サンプリング手段でサンプリングされた端子電圧から前記非励磁相の巻線間に発生している誘起電圧を算出し、該算出した誘起電圧値に基づいて前記ステッピングモータの回動状態を判定する回動状態判定手段と、前記回動状態判定手段の判定に基づいて前記ステッピングモータの駆動を制御する駆動制御手段と、を備えることにより解決される。
【００２１】
このように本発明では、端子電圧サンプリング手段がサンプリング時刻制御手段で決定されたサンプリング時刻に従ってステッピングモータの該当する非励磁相の巻線の端子電圧をサンプリングし、回動状態判定手段がサンプリングした端子電圧から非励磁相の巻線間に発生している誘起電圧を算出し、算出した誘起電圧に基づいてステッピングモータの回動状態を判定し、駆動制御手段が判定した回動状態に基づいてステッピングモータを制御するように構成されているので、ステッピングモータの非励磁相の巻線の端子電圧に基づいてモータの回動状態を判定することが可能となり、位置センサなどを使用せず、この回動状態の判定結果に基づいてモータを駆動制御できるようになる。
【００２２】
具体的には、前記サンプリング時刻制御手段は、前記ステッピングモータが１相励磁で駆動されているときで、且つ、前記非励磁相の巻線に還流電流が流れていない状態でサンプリングが実行されるように前記サンプリング時刻を決定することによって、該当する非励磁相の巻線の端子電圧を正確にサンプリングさせることができる。
【００２３】
また、前記回動状態判定手段は、前記算出した誘起電圧値の大きさと予め設定してある基準電圧値の大きさを比較して前記ステッピングモータの回動状態を判定する、若しくは、前記算出した誘起電圧値の極性と予め設定してある基準電圧値の極性を比較して前記ステッピングモータの回動状態を判定することによって、サンプリングによる誤差の影響を受けずに、回動状態の判定を確実に行なうことが可能となる。
【００２４】
また、前記ステッピングモータによる制御を開始するための初期化動作を実行するとき、前記駆動制御手段は、前記ステッピングモータを所定の回転方向に駆動させてゆき、前記回動状態判定手段が前記算出した誘起電圧値と予め設定してある基準電圧値を比較して前記ステッピングモータが所定の停止状態であると判定すると、予め設定してある駆動パルス信号の数に基づいて前記ステッピングモータを前記回転方向と逆方向に回転させるように構成されており、ステッピングモータを所定の初期状態に設定するときにモータに余分な駆動パルス信号が送り込まれないようになっている。
【００２５】
また、前記回動状態判定手段は、前記算出した誘起電圧値と予め設定してある基準電圧値の極性と大きさのいずれか一方、若しくは、両方を比較することによって前記所定の停止状態の判定を行なうことにより、ステッピングモータの停止状態の判定をより確実に行なうことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の回動駆動装置によれば、駆動源であるステッピングモータにおける非励磁相の巻線の端子電圧を測定することによって回動状態を判別できるので、モータの回転角度を検出するための位置センサなどが不要となる。また、駆動制御の開始の際に実行されるイニシャライズ動作のとき、モータが所定の停止状態であると判定されると回転方向を逆転させるため、余分な駆動パルス信号が送り込まれないようになっており、モータが脱調状態になることが防止され、モータ出力軸の劣化を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する構成、手順等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
図１〜図４は本発明の一実施形態に係るものであり、図１は本実施形態の回動駆動装置を備えた車両の概略平面図、図２は回動駆動装置によるヘッドライトの可動範囲を示した説明図、図３は回動駆動装置の主要部の接続構成を示した要部構成図、図４は回動駆動装置の動作説明図である。
【００２８】
以下に、適応性前照灯システムに回動駆動装置を適用したときの一実施形態を示す。図１に示す回動駆動装置１は、車両前方の左右位置に取り付けられたヘッドライト４を回動駆動するアクチュエータ３と、アクチュエータ３を制御する制御装置２から構成されている。
制御装置２は、車両の進行方向を制御するステアリングホイール５に接続されており、ステアリングの操舵方向、車両速度、その他の走行状況などに基づいてアクチュエータ３を制御している。
アクチュエータ３は、制御装置２の制御に従ってヘッドライト４を駆動させる作動装置であり、本実施例では、図２に示すように、ヘッドライト４を車両の前方正面の方向（図中の一点差線）に向けたときを初期位置ｐ０とし、初期位置ｐ０から車両の外側方向へ２０度、内側方向へ５度、駆動させることができるようになっている。
【００２９】
なお、アクチュエータ３の駆動機構は、上述の図１１で説明した構成と同様の構成であり、ウォーム・ホイール３２とストッパ３３が回転軸３４を中心に回転可能に設けられており、制御装置２の制御に従ってステッピングモータＭが駆動し、モータ出力軸に取り付けられているウォームギヤ３１の回転に伴い、ウォーム・ホイール３２が回転することによってヘッドライト４が図の左右方向に駆動するようになっている。また、ストッパ３３は、ウォーム・ホイール３２の動きに連動し、突き当て部３５に突き当たることによってヘッドライト４の動きを所定の範囲（以下、可動範囲）に制限している。
【００３０】
次に、上述した回動駆動装置の主要部の構成を説明する。図３に示すように、制御装置２は、サンプリング時刻制御部２１、端子電圧サンプリング部２２、回動状態判定部２３、駆動制御部２４、モータドライバ２５などを備えた構成になっており、以下、各部の機能について説明する。
【００３１】
サンプリング時刻制御部２１は、駆動制御部２４からの制御などに従ってアクチュエータ３内にあるステッピングモータＭの励磁されていない相（以下、非励磁相）の巻線に生じる端子電圧をサンプリングするときのサンプリング時刻を決定する。このサンプリング時刻は、後述するように、ステッピングモータＭが１相励磁で駆動されているときで、且つ、非励磁相の巻線に電流（還流電流）が流れていない状態でサンプリングを実行させる時刻に設定される。
【００３２】
端子電圧サンプリング部２２は、アクチュエータ３内にあるステッピングモータＭのＡ相及びＢ相の巻線に接続されており、サンプリング時刻制御部２１で決定されたサンプリング時刻に従ってステッピングモータＭの該当する非励磁相の巻線の端子電圧（ＶＨＢ１，ＶＨＢ２又はＶＨＢ３，ＶＨＢ４）をサンプリングして回動状態判定部２３に送る。
【００３３】
回動状態判定部２３は、端子電圧サンプリング部２２から送られてくる端子電圧（ＶＨＢ１，ＶＨＢ２又はＶＨＢ３，ＶＨＢ４）を演算処理してステッピングモータＭの回動状態を判定し、判定した結果を駆動制御部２４に送る。
【００３４】
駆動制御部２４は、回動状態判定部２３で判定されたステッピングモータＭの回動状態などに基づいてモータドライバ２５を制御する。また、サンプリング時刻制御部２１をはじめ、制御装置２内の各部の制御を行う。
【００３５】
モータドライバ２５は、アクチュエータ３内にあるステッピングモータＭと接続されており、駆動制御部２４の制御に従ってステッピングモータＭに対する駆動パルス信号の供給を制御する。
【００３６】
続いて、上記構成を備えた回動駆動装置の動作概要を説明する。図４に示すように、まず、制御装置２において、駆動制御部２４の制御に従い、サンプリング時刻制御部２１がサンプリング時刻を決定して端子電圧サンプリング部２２に通知し、端子電圧サンプリング部２２はこのサンプリング時刻に従ってアクチュエータ３内にあるステッピングモータＭの該当する非励磁相の巻線の端子電圧（ＶＨＢ１，ＶＨＢ２又はＶＨＢ３，ＶＨＢ４）をサンプリングし、Ａ／Ｄ変換処理によってデジタルデータに変換してから回動状態判定部２３に送る。
【００３７】
回動状態判定部２３では、端子電圧サンプリング部２２から送られてくる端子電圧を演算処理して該当する非励磁相の巻線間に生ずる誘起電圧を算出し、算出した誘起電圧に基づいてステッピングモータＭの回動状態を判定して駆動制御部２４へ通知する。
【００３８】
駆動制御部２４は、回動状態判定部２３から通知されるステッピングモータＭの回動状態に基づいてモータドライバ２５を制御し、モータドライバ２５は駆動制御部２４の制御に従って駆動パルス信号を送出する、若しくは、駆動パルス信号の送出を停止することによりステッピングモータＭの回転駆動を制御する。
【００３９】
ここで、本発明の回動駆動装置におけるステッピングモータの回動状態の判定方法について、図５〜図９を用いて説明する。
【００４０】
図５は、図３に示す回動駆動装置におけるモータドライバ２５とステッピングモータＭの接続状態を簡略化して示した回路構成図であり、モータドライバ２５には、４つのスイッチング素子（本実施例では、ＦＥＴ；電界効果トランジスタ）からなるＨブリッジ回路が２つ並列接続されており、それぞれに電圧ＶＢが印加されている。
【００４１】
また、モータドライバ２５の各Ｈブリッジ回路にはそれぞれステッピングモータＭのＡ相、Ｂ相の巻線が接続されており、ステッピングモータＭのＡ相の巻線には、スイッチング素子（以下、ＦＥＴ）であるＳＷ１Ｈ，ＳＷ１Ｌ及びＳＷ２Ｈ，ＳＷ２Ｌによって構成されたＨブリッジ回路が接続され、ステッピングモータＭのＢ相の巻線には、ＦＥＴであるＳＷ３Ｈ，ＳＷ３Ｌ及びＳＷ４Ｈ，ＳＷ４Ｌによって構成されたＨブリッジ回路が接続されている。
【００４２】
また、モータドライバ２５は、ステッピングモータＭの各相の巻線（負荷）とＧＮＤ（グランド）間に接続されているＦＥＴ（ＳＷ１Ｌ，ＳＷ２Ｌ）及びＦＥＴ（ＳＷ３Ｌ，ＳＷ４Ｌ）を制御するＬｏｗサイド定電流制御によりＰＷＭ（パルス幅変調）方式で駆動制御を行っており、また、１相励磁と２相励磁を交互に繰り返す１−２相励磁方式によりステッピングモータＭを励磁している。
【００４３】
図６は、モータドライバ２５とステッピングモータＭの動作状態を示した説明図であり、図５に示すステッピングモータＭを一方向に連続駆動したときのモータドライバの各ＦＥＴ（ＳＷ１Ｈ〜ＳＷ４Ｌ）のオン、オフ状態とステッピングモータＭのＡ相及びＢ相の巻線の端子電圧（ＶＨＢ１，ＶＨＢ２，ＶＨＢ３，ＶＨＢ４）の状態を示したものである。
【００４４】
なお、図中の励磁期間は所定時間ｔごとに順次番号を付与したものであり、励磁相数は各励磁期間における励磁相の数、励磁パターン番号Ｐは各励磁期間における励磁相の励磁状態に番号を付したものである。
【００４５】
ここで、励磁期間「２」、時刻ｔ１〜ｔ２の間は、ＦＥＴのＳＷ１Ｈ，ＳＷ２Ｌがオン、ＳＷ３Ｈ，ＳＷ４Ｌがオンになっており、ステッピングモータＭのＡ相とＢ相の２相が励磁された状態にある。
【００４６】
この状態から時刻ｔ２になると、次の励磁期間「３」に移行してＦＥＴのＳＷ１Ｈ，ＳＷ２Ｌがオフになる。このとき、Ａ相に接続されている４つのＦＥＴ（ＳＷ１Ｌ，ＳＷ１Ｈ，ＳＷ２Ｌ，ＳＷ２Ｈ）全てがオフとなり、Ａ相の巻線への通電がなくなる。
【００４７】
Ａ相の巻線への通電がなくなると、巻線に流れている電流は徐々に減少してゆくが、ゼロになるまでの期間（以下、還流期間）は巻線に電流が流れた状態にある。例えば、図６の時刻ｔ２〜ｔａが還流期間であり、このとき、図７（ａ）の示すようにＡ相の巻線に流れている電流（以下、還流電流ＩＬ）が元の方向に減少しながらゼロになるまで流れるため、還流電流ＩＬによって逆起電圧ＶＦが発生し、Ａ相の巻線には、それぞれ端子電圧ＶＨＢ１＝−ＶＦ、端子電圧ＶＨＢ２＝ＶＢ＋ＶＦの電圧が発生する。
【００４８】
そして、還流期間が終了する時刻ｔａになると、Ａ相の巻線に流れている還流電流ＩＬがゼロになり、この時点で逆起電圧ＶＦの発生がなくなる。しかしながら、励磁期間「３」ではＦＥＴのＳＷ３Ｈ，ＳＷ４Ｌがオンとなっており、Ｂ相が励磁された状態でステッピングモータＭが回転している。そのため、通電されていないＡ相の巻線に対する磁束が変化することによって、時刻ｔａ〜ｔ３の間にもＡ相の巻線間に電圧（以下、誘起電圧）が生じる。
【００４９】
図７（ｂ）はＡ相の巻線間に誘起電圧ＶＡが発生しているときの様子を示した回路図であり、Ａ相に接続されている４つのＦＥＴ（ＳＷ１Ｌ，ＳＷ１Ｈ，ＳＷ２Ｌ，ＳＷ２Ｈ）は通電されていないので、それぞれ絶縁抵抗Ｒ１Ｌ，Ｒ１Ｈ，Ｒ２Ｌ，Ｒ２Ｈと等価になる。
【００５０】
このとき、ＦＥＴのＳＷ３Ｈ，ＳＷ４Ｌはオンであるため、Ｂ相の励磁によるステッピングモータＭの回転によってＡ相の巻線に対する磁束が変化し、Ａ相の巻線間に誘起電圧ＶＡが発生し、これに伴って微小電流ｉＡが流れる。
【００５１】
なお、微小電流ｉＡは、現在の磁束方向を妨げる方向に流れるため、直前の励磁期間「２」のときにＡ相に流れていた還流電流ＩＬ（図７（ａ）参照）と同じ方向（図中の左から右）に流れる。このように、ステッピングモータＭが回転している場合、非励磁相であるＡ相の巻線間に誘起電圧ＶＡが発生する。
【００５２】
このときに発生するＡ相の巻線の端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２は、次に示す式（１），（２）で表すことができる。なお、ＳＷ１ＬとＳＷ２Ｌは同じＦＥＴ、又、ＳＷ１ＨとＳＷ２Ｈは同じＦＥＴが使用されているので、Ｒ１ＬとＲ２Ｌ、又、Ｒ１ＨとＲ２Ｈは同じ抵抗値となる。
【００５３】
式（１）；端子電圧ＶＨＢ１＝［Ｒ１Ｌ／（Ｒ１Ｈ＋Ｒ１Ｌ）］×ＶＢ−ＶＡ／２
式（２）；端子電圧ＶＨＢ２＝［Ｒ１Ｌ／（Ｒ１Ｈ＋Ｒ１Ｌ）］×ＶＢ＋ＶＡ／２
【００５４】
上述した式（１）、（２）からＡ相の巻線間に発生する誘起電圧ＶＡは、次の式（３）により算出することができる。
【００５５】
式（３）；誘起電圧ＶＡ＝端子電圧ＶＨＢ２−端子電圧ＶＨＢ１
【００５６】
一方、図６の励磁期間「６」、時刻ｔ５〜ｔ６の間は、ＦＥＴのＳＷ１Ｌ，ＳＷ２Ｈがオン、ＳＷ３Ｌ，ＳＷ４Ｈがオンとなり、ステッピングモータＭのＡ相とＢ相の２相が励磁された状態にあり、上述した図７とＦＥＴのオン・オフ状態が逆になっている。
【００５７】
この状態から時刻ｔ６になると、次の励磁期間「７」に移行してＦＥＴのＳＷ１Ｌ，ＳＷ２Ｈがオフになる。このとき、Ａ相に接続されている４つのＦＥＴ（ＳＷ１Ｌ，ＳＷ１Ｈ，ＳＷ２Ｌ，ＳＷ２Ｈ）全てがオフとなり、Ａ相の巻線への通電がなくなる。
【００５８】
Ａ相の巻線への通電がなくなると、巻線へ流れる電流がゼロになるまでの還流期間、時刻ｔ６〜ｔｂの間は、図８（ａ）に示すように、Ａ相の巻線に流れている還流電流ＩＬが元の方向に減少しながらゼロになるまで流れるため、還流電流ＩＬによって逆起電圧ＶＦが発生し、Ａ相の巻線には、それぞれ端子電圧ＶＨＢ１＝ＶＢ＋ＶＦ、端子電圧ＶＨＢ２＝−ＶＦが発生する。
【００５９】
そして、還流期間が終了する時刻ｔｂになると、Ａ相の巻線に流れている還流電流ＩＬがゼロになり、この時点で逆起電圧ＶＦの発生がなくなる。しかしながら、励磁期間「７」は、ＦＥＴのＳＷ３Ｌ，ＳＷ４Ｈがオンとなっており、Ｂ相が励磁された状態でステッピングモータＭが回転している。そのため、通電されていないＡ相の巻線に対する磁束が変化することによって、時刻ｔｂ〜ｔ７の間にもＡ相の巻線に誘起電圧が生じる。
【００６０】
図８（ｂ）はＡ相の巻線間に誘起電圧ＶＡが発生しているときの様子を示した回路図であり、Ａ相に接続されている４つのＦＥＴ（ＳＷ１Ｌ，ＳＷ１Ｈ，ＳＷ２Ｌ，ＳＷ２Ｈ）は通電されていないので、それぞれ絶縁抵抗Ｒ１Ｌ，Ｒ１Ｈ，Ｒ２Ｌ，Ｒ２Ｈと等価になる。
【００６１】
このとき、ＦＥＴのＳＷ３Ｌ，ＳＷ４Ｈはオンであるため、Ｂ相の励磁によるステッピングモータＭが回転によってＡ相の巻線内の磁束量が変化してＡ相の巻線間に誘起電圧ＶＡが発生し、これに伴い微小電流ｉＡが流れる。
【００６２】
なお、微小電流ｉＡは、現在の磁束方向を妨げる方向に流れるため、直前の励磁期間「６」のときにＡ相に流れていた還流電流ＩＬ（図８（ａ）参照）と同じ方向（図中の右から左）に流れる。
【００６３】
このときに発生するＡ相の巻線の端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２は、次に示す式（４），（５）で表すことができる。なお、ＳＷ１ＬとＳＷ２Ｌは同じＦＥＴ、又、ＳＷ１ＨとＳＷ２Ｈは同じＦＥＴが使用されているので、Ｒ１ＬとＲ２Ｌ、又、Ｒ１ＨとＲ２Ｈは同じ抵抗値となる。
【００６４】
式（４）；端子電圧ＶＨＢ１＝［Ｒ１Ｌ／（Ｒ１Ｈ＋Ｒ１Ｌ）］×ＶＢ＋ＶＡ／２
式（５）；端子電圧ＶＨＢ２＝［Ｒ１Ｌ／（Ｒ１Ｈ＋Ｒ１Ｌ）］×ＶＢ−ＶＡ／２
【００６５】
上述した式（４）、（５）からＡ相の巻線間に発生する誘起電圧ＶＡは、次の式（６）により算出することができる。
【００６６】
式（６）；誘起電圧ＶＡ＝端子電圧ＶＨＢ１−端子電圧ＶＨＢ２
【００６７】
なお、ステッピングモータＭが回転していない状態では、ロータが回転しないため、励磁していない相の巻線の磁束は変化しないので誘起電圧は生じない（誘起電圧ＶＡ＝０）。
【００６８】
このように、ステッピングモータＭを一方向に連続駆動している場合、１相励磁で駆動されており、且つ、非励磁相の巻線に電流（還流電流）が流れていない状態のときには、非励磁相の巻線間に誘起電圧が発生するので、このときに、例えば、非励磁相であるＡ相の巻線の端子電圧ＶＨＢ１と端子電圧ＶＨＢ２を測定することで誘起電圧ＶＡを算出することができる。
【００６９】
また、図９は、上述した図６と同様、モータドライバの各ＦＥＴ（ＳＷ１Ｈ〜ＳＷ４Ｌ）のオン、オフ状態とステッピングモータＭのＡ相及びＢ相の巻線の端子電圧（ＶＨＢ１，ＶＨＢ２，ＶＨＢ３，ＶＨＢ４）の状態を示したものである。
【００７０】
ここで、１相だけ励磁されている励磁期間（以下、１相励磁期間）に着目すると、励磁期間「７」、時刻ｔ１１〜ｔ１２の間では、還流期間の経過後、端子電圧ＶＨＢ１と端子電圧ＶＨＢ２が同じ電圧になっており、誘起電圧ＶＡ＝端子電圧ＶＨＢ２−端子電圧ＶＨＢ１＝０となって誘起電圧が生じていない状態となっている。これは、ステッピングモータＭが回転していないロック状態であることを示している。
【００７１】
また、次の１相励磁期間「９」、時刻ｔ１３〜ｔ１４の間においても同様に、還流期間の経過後、端子電圧ＶＨＢ３と端子電圧ＶＨＢ４が同じ電圧であり、誘起電圧ＶＡ＝端子電圧ＶＨＢ３−端子電圧ＶＨＢ４＝０となって誘起電圧が生じていない状態、すなわち、ステッピングモータＭが回転していないロック状態になっている。
【００７２】
更に、次の１相励磁期間「１１」、時刻ｔ１５〜ｔ１６の間では、還流期間の経過後、誘起電圧ＶＡが正しく回転しているときに発生する誘起電圧の方向とは逆方向に発生している。これは、ステッピングモータＭが逆方向に回転している状態で起こるものである。
【００７３】
続いて、次の１相励磁期間「１３」、時刻ｔ１７〜ｔ１８の間では、還流期間の経過後、誘起電圧ＶＡが正常に発生しているので、ステッピングモータＭが正常な回転方向で回転（正転）していることを示している。
【００７４】
このように、ステッピングモータＭの回動状態がロック状態、逆転、正転というように変化するのは、図１１に示すようなストッパ３３が突き当て部３５に突き当たった状態でステッピングモータＭが回転し続けて、脱調状態であることを示している。
【００７５】
以上のことから、誘起電圧が発生していればモータは回転中であり、誘起電圧が発生していなければ、モータの回転が停止してロック状態（所定の停止状態）であると判別することができる。
【００７６】
本発明では、上記で説明したように、１相励磁期間で、且つ、非励磁相の巻線に還流電流が流れていない状態のとき、当該非励磁相の巻線の端子電圧をサンプリングし、サンプリングした端子電圧からこの巻線間に発生している誘起電圧を算出する（式（３）又は式（６）参照）ことによってモータの回動状態を判定するものである。
【００７７】
続いて、図１０を参照しながら、本発明の一実施例である回動駆動装置１（図３参照）におけるイニシャライズ動作の制御フローを説明する。
回動駆動装置１において、イグニッションスイッチ又はクリアランススイッチがオンになるとイニシャライズ動作が開始され、まず、制御装置２の駆動制御部２４によって、ヘッドライト４の位置が可動終了位置ｐｅであるか否かを判定する（Ｓ１０１）。
【００７８】
ヘッドライト４の位置が可動終了位置ｐｅでない場合、モータドライバ２５を制御して駆動パルス信号を送り、ステッピングモータＭを可動終了位置ｐｅの方向に回転させる（Ｓ１０２）。
【００７９】
次に、ステッピングモータＭの励磁相数を判定する（Ｓ１０３）。ここでは、Ａ相について着目する。２相励磁期間である場合、Ａ相の巻線の端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２をサンプリングした状態であると判定し、サンプリングの有無を示すサンプリングフラグをクリアして（Ｓ１０４）、ステップ（Ｓ１１１）へ進む。
【００８０】
一方、ステッピングモータＭが１相励磁期間である場合、続いて、励磁相切り替え後から所定時間（例えば、１ｍｓ）が経過しているか否か、即ち、還流期間が経過したか否かを判定する（Ｓ１０５）。
【００８１】
励磁相切り替え後から所定時間（例えば、１ｍｓ）が経過していない場合は、ステップ（Ｓ１１１）へ進み、励磁相切り替え後に所定時間（例えば、１ｍｓ）が経過している場合は、次に、Ａ相の巻線の端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２のサンプリングがなされているか否かの判定を行う（Ｓ１０６）。
【００８２】
Ａ相の巻線の端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２がサンプリングされている場合は、ステップ（Ｓ１１１）へ進み、端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２がサンプリングされていない場合は、サンプリング時刻制御部２１、端子電圧サンプリング部２２に対して端子電圧のサンプリング実行を許可し（Ｓ１０７）、サンプリングした時点におけるステッピングモータＭの励磁相の状態を励磁パターン番号Ｐ（図６や図９参照）として記憶する（Ｓ１０８）。
【００８３】
そして、端子電圧サンプリング部２２によってサンプリング時刻制御部２１で設定されたサンプリング時刻、つまり、１相励磁期間で、且つ、非励磁相であるＡ相の巻線に還流電流が流れていない時刻に端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２のサンプリングが実行され（Ｓ１０９）、サンプリングが完了するとサンプリングフラグをセットして（Ｓ１１０）、ステップ（Ｓ１１１）に進む。
【００８４】
ステップ（Ｓ１１１）では、サンプリングした端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２のＡ／Ｄ変換が完了したか否かを判定し、Ａ／Ｄ変換処理が完了すると、Ａ／Ｄ変換完了フラグがクリアされ（Ｓ１１２）、デジタルデータに変換された端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２が回動状態判定部２３に送られる。なお、Ａ／Ｄ変換が完了していない場合はステップ（Ｓ１０１）の処理に戻る。
【００８５】
そして、回動状態判定部２３に端子電圧サンプリング部２２から送られてくる端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２が読み込まれると（Ｓ１１３）、上述したステップ（Ｓ１０８）の処理で記憶した励磁パターン番号Ｐに基づいて誘起電圧ＶＡの発生方向を判定し（Ｓ１１４）、この判定に基づいて誘起電圧ＶＡを算出するための演算処理（式（３）又は式（６）参照）が実行される（Ｓ１１５又はＳ１１６）。
【００８６】
そして、算出した誘起電圧ＶＡを予め設定してある基準電圧値（以下、しきい値電圧Ｖｔｈ）と比較してステッピングモータＭの回動状態を判定する（Ｓ１１７）。
なお、しきい値電圧Ｖｔｈは、サンプリング誤差などを考慮して０［Ｖ］に近い値、例えば、しきい値電圧Ｖｔｈ＝０．３［Ｖ］に設定しておく。
【００８７】
駆動制御部２４は、算出した誘起電圧ＶＡが「ＶＡ＞Ｖｔｈ」でない場合、ステッピングモータＭがロック状態になっている、つまり、ヘッドライト４の位置が可動終了位置ｐｅにあると判定し、モータドライバ２５を制御してステッピングモータＭの駆動を終了させて（Ｓ１１８）、ステップ（Ｓ１０１）の処理に戻る。
【００８８】
一方、算出した誘起電圧ＶＡが「ＶＡ＞Ｖｔｈ」である場合は、ステッピングモータＭが回動状態にあり、ヘッドライト４の位置が可動終了位置ｐｅ方向に移動中であると判定し、再びステップ（Ｓ１０１）の処理に戻って、ステッピングモータＭがロック状態にあると判定されるまでの間、上述したステップ（Ｓ１０１〜Ｓ１１７）の処理を繰り返し実行する。
【００８９】
そして、駆動制御部２４は、ステップ（Ｓ１０１）において、ヘッドライト４の位置が可動終了位置ｐｅであると判定すると、続いて、ヘッドライト４の位置を可動終了位置ｐｅから移動させて初期位置ｐ０に設定するための処理を実行する。
【００９０】
本実施例では、図７に示すように、ヘッドライト４を可動終了位置ｐｅから５度回動させることにより初期位置ｐ０に設定させることができる。そのために必要となる駆動パルス信号の数（以下、初期化パルス数Ｉ０）は予め決まっており、例えば、初期化パルス数Ｉ０＝２９であれば、２９個の駆動パルス信号を送り込むことでストッパ３３（ヘッドライト４）の位置が初期位置ｐ０に設定される。
【００９１】
駆動制御部２４には、この初期化パルス数Ｉ０をカウントするためのカウンタ（図示せず）が設けてあり、モータドライバ２５を制御してステッピングモータＭへ駆動パルス信号の送出を開始するとともに、カウンタによってこの駆動パルス信号の数をカウントし、そのカウント値が所定の初期化パルス数Ｉ０に達しているか否かを判定する（Ｓ１１９）。
【００９２】
初期化パルス数Ｉ０が所定数（例えば、Ｉ０＝２９）でない場合、カウンタのカウント値を１つ増加させて（Ｓ１２０）、更に、モータドライバ２５を制御してステッピングモータＭに対して駆動パルス信号を送出させる（Ｓ１２１）。そして、カウンタのカウント値が所定数（例えば、Ｉ０＝２９）となるまで、上述したステップ（Ｓ１０１→Ｓ１１９〜Ｓ１２１）の処理を繰り返し実行する。
【００９３】
駆動制御部２４は、ステップ（Ｓ１１９）において、初期化パルス数Ｉ０が所定数（例えば、Ｉ０＝２９）になると、ストッパ３３（ヘッドライト４）の位置が初期位置ｐ０に設定された状態であると判定し、モータドライバ２５を制御して駆動パルス信号の送出を停止させ（Ｓ１２２）、初期化パルス数Ｉ０のカウント値をクリアしてイニシャライズ動作を終了させる（Ｓ１２３）。
【００９４】
なお、上述したステップ（Ｓ１１７）おいて、回動状態判定部２３によって誘起電圧ＶＡとしきい値電圧Ｖｔｈを比較してステッピングモータＭの回動状態を判定するとき、誘起電圧ＶＡとしきい値電圧Ｖｔｈの極性によってステッピングモータの回動状態を判定することも可能である。このような場合は、算出した誘起電圧ＶＡがしきい値電圧Ｖｔｈの極性と逆になっている場合に、ヘッドライト４が可動終了位置ｐｅにあると判定することができる。
【００９５】
また、同ステップ（Ｓ１１７）において、誘起電圧ＶＡとしきい値電圧Ｖｔｈの大きさ及び極性の両方を比較してステッピングモータＭの回動状態を判定することも可能である。このような場合は、例えば、まず、誘起電圧ＶＡとしきい値電圧Ｖｔｈの極性を比較し、更に、誘起電圧ＶＡとしきい値電圧Ｖｔｈの大きさを比較して、極性が逆であり、且つ、誘起電圧ＶＡがしきい値電圧Ｖｔｈより小さい値になったときにヘッドライト４が可動終了位置ｐｅにあると判定することで、回動状態の判定をより確実に行なうことができる。
【００９６】
このように、回動駆動装置によってイニシャライズ動作を実行するとき、ステッピングモータを可動終了位置ｐｅ方向に駆動させてゆき、１相励磁で駆動されているときで、且つ、非励磁相の巻線に還流電流が流れていない時刻に、非励磁相の巻線の端子電圧ＶＨＢ１，ＶＨＢ２を測定し、このときの巻線間に生じる誘起電圧ＶＡを算出して基準電圧値Ｖｔｈと比較することでステッピングモータＭの回動状態を判定し、回動状態がロック状態（所定の停止状態）であると判定すると、モータを初期位置ｐ０方向へ逆回転させるように制御している。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本実施形態の回動駆動装置を備えた車両の概略平面図である。
【図２】図１の回動駆動装置によるヘッドライトの可動範囲を示した説明図である。
【図３】図１に示す回動駆動装置の主要部の接続構成を示した要部構成図である。
【図４】図３に示す回動駆動装置の動作説明図である。
【図５】図３に示す回動駆動装置におけるモータドライバとステッピングモータの要部の接続構成を示した回路構成図である。
【図６】図５のモータドライバとステッピングモータの動作状態の説明図である。
【図７】図５のステッピングモータにおける励磁相切り替え後の回路図である。
【図８】図５のステッピングモータにおける励磁相切り替え後の回路図である。
【図９】図５のモータドライバとステッピングモータの動作状態の説明図である。
【図１０】図３に示す回動駆動装置によるイニシャライズ動作の制御フローである。
【図１１】回動駆動装置における駆動機構の概略構成図である。
【図１２】従来の回動駆動装置によるイニシャライズ動作の制御フローである。
【符号の説明】
【００９８】
１・・回動駆動装置
２・・制御装置、２１・・サンプリング時刻制御部、２２・・端子電圧サンプリング部、
２３・・回動状態判定部、２４・・駆動制御部、２５・・モータドライバ、
３・・アクチュエータ、３１・・ウォームギヤ、３２・・ウォーム・ホイール、３３・・ストッパ、３４・・回転軸、３５・・突き当て部、
４・・ヘッドライト、
５・・ステアリングホイール、
Ｍ・・ステッピングモータ
【図１】
2007215271.tif 000003
【図２】
2007215271.tif 000004
【図３】
2007215271.tif 000005
【図４】
2007215271.tif 000006
【図５】
2007215271.tif 000007
【図６】
2007215271.tif 000008
【図７】
2007215271.tif 000009
【図８】
2007215271.tif 000010
【図９】
2007215271.tif 000011
【図１０】
2007215271.tif 000012
【図１１】
2007215271.tif 000013
【図１２】
2007215271.tif 000014