JP2023132143A - モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の位置検出器を用いることなく、モータの回転方向を容易に判別することを可能とする。【解決手段】駆動制御信号Ｓｄに応じて、モータ５のコイルの通電方向を切り替える駆動回路３と、駆動制御信号Ｓｄを生成する制御回路２を有するモータ駆動制御装置１において、制御回路２は、Ｕ相のコイルＬｕの誘起電圧とＵ相のコイル電流Ｉｕの位相差が所定の範囲内となるようにＵ相のコイル電流Ｉｕの位相調整するための駆動制御信号Ｓｄを生成する駆動制御信号生成部１６と、位相調整が行われた後のＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑのタイミングとモータ５の所定の位置においてモータ５の回転を検出する位置検出信号Ｓｈｕのレベル変化タイミングとＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを位相調整するための目標点Ｐのタイミングとの比較結果に基づいて、モータ５の回転方向を判定する回転方向判定部２０とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法に関する。

一般に、所定相のコイルを有するモータを正弦波駆動する場合、モータの各相について、コイルの誘起電圧の位相とコイル電流（相電流）の位相とを合わせる、いわゆる進角制御をすることで、モータを効率良く駆動させることができることが知られている。

ところで、モータを駆動するにあたり、ロータの磁極位置を検出する位置検出器を１個だけ用いる、いわゆる１センサ駆動によりモータを駆動させるモータ駆動制御装置がある。例えば、特許文献１には、位置検出器として、ホールセンサを１個だけ用いてモータを駆動するファンモータ駆動制御装置が記載されている。

特開２００４－１４０９６２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術のように１センサ駆動によりモータを駆動する場合、複数の位置検出器を用いる場合とは異なり、磁極位置を特定することができない。このため、例えば、低速回転時に逆回転方向に強い負荷が連続的に加わり続けると、モータが逆回転し続けるような状態に陥ることがあるが、この場合、モータの回転方向を判別することができない。その結果、モータの回転方向を正回転に復帰させることができないという問題がある。

したがって、モータ駆動制御装置において、複数の位置検出器を用いることなく、モータの回転方向を容易に判別することを可能にする手法が求められている。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、複数の位置検出器を用いることなく、モータの回転方向を容易に判別することができるモータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法を提供することを目的とする。

本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置は、少なくとも１相のコイルを有するモータを駆動するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号を生成する制御回路と、前記駆動制御信号に応じて、対応する相のコイルの通電方向を切り替える駆動回路と、を備え、前記制御回路は、前記モータの所定の相のコイルに対応する位置に配置された１つの位置検出器により生成されるとともに、前記所定の相のコイルの誘起電圧に同期する位置検出信号に基づいて前記所定の相のコイル電流のゼロクロスの目標点を設定する目標点設定部と、前記ＰＷＭ信号の１周期毎の所定のタイミングで、前記所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出することによって前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する電流ゼロクロス点推定部と、前記目標点設定部によって設定された前記目標点と前記電流ゼロクロス点推定部によって推定された前記ゼロクロス点との位相差が所定の範囲内となるように、前記所定の相のコイル電流の位相調整を指示する位相調整指示信号を生成する位相調整指示部と、前記位相調整指示部によって生成された前記位相調整指示信号に基づいて、前記所定の相のコイル電流の位相調整をするための前記駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部と、前記位相調整が行われた後の前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点のタイミングと前記位置検出信号のレベル変化タイミングと前記目標点のタイミングとの比較結果に基づいて、前記モータの回転方向を判別する回転方向判定部とを有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、複数の位置検出器を用いることなく、モータの回転方向を容易に判別することができるモータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御装置を備えたモータユニットの構成を示す図である。 実施の形態に係るモータ駆動制御装置による位相調整機能を説明するための図である。 Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正（＋）極性から負（－）極性に切り替わるときのＵ相のＰＷＭ信号Ｓｕｕ，ＳｕｌおよびＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕの変化を示すタイミングチャートである。 Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負（－）極性から正（＋）極性に切り替わるときのＵ相のＰＷＭ信号Ｓｕｕ，ＳｕｌおよびＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕの変化を示すタイミングチャートである。 Ｕ相のコイルＬｕに正極性のコイル電流Ｉｕが流れている状態において、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨおよびローサイドスイッチＱｕＬがオフしたときの状態を説明するための図である。 Ｕ相のコイルＬｕに負極性のコイル電流Ｉｕが流れている状態において、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨおよびローサイドスイッチＱｕＬがオフしたときの状態を説明するための図である。 実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によってモータ５の正回転時にＵ相のコイル電流Ｉｕについて進角制御を行ったときの各信号の電圧およびコイル電流Ｉｕの変化を表すタイミングチャートである。 実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によってモータ５の逆回転時にＵ相のコイル電流Ｉｕについて進角制御を行ったときの各信号の電圧およびコイル電流Ｉｕの変化を表すタイミングチャートである。 実施の形態に係るモータ駆動制御装置によるモータ駆動制御処理の流れを示すフローチャートを示す図である。 図６における回転方向の判定処理（ステップＳ６）の流れを示すフローチャートを示す図である。

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置（１）は、少なくとも１相のコイルを有するモータ（５）を駆動するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する制御回路（２）と、前記駆動制御信号（Ｓｄ）に応じて、対応する相のコイルの通電方向を切り替える駆動回路（３）と、を備え、前記制御回路（２）は、前記モータ（５）の所定の相に対応する位置に配置された1つの位置検出器により生成されるとともに、前記所定の相のコイルの誘起電圧に同期する位置検出信号（Ｓｈｕ）に基づいて前記所定の相のコイル電流のゼロクロスの目標点（Ｐ）を設定する目標点設定部（１２）と、前記ＰＷＭ信号の１周期毎の所定のタイミングで、前記所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出することによって前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点（Ｑ）を推定する電流ゼロクロス点推定部（１４）と、前記目標点設定部（１２）によって設定された前記目標点（Ｐ）と前記電流ゼロクロス点推定部によって推定された前記ゼロクロス点（Ｑ）との位相差が所定の範囲内となるように、前記所定の相のコイル電流の位相調整を指示する位相調整指示信号（Ｓ２）を生成する位相調整指示部（１５）と、前記位相調整指示部（１５）によって生成された前記位相調整指示信号（Ｓ２）に基づいて、前記所定の相のコイル電流の位相調整をするための前記駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する駆動制御信号生成部（１６）と、前記位相調整が行われた後の前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点（Ｑ）のタイミングと前記位置検出信号（Ｓｈｕ）のレベル変化タイミングと前記目標点（Ｐ）のタイミングとの比較結果に基づいて、前記モータの回転方向を判定する回転方向判定部（２０）とを有することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記回転方向判定部は、前記ＰＷＭ信号の１周期毎に、前記比較結果に基づくモータの回転方向の判定を行い、所定回数連続して前記モータが異常状態であると判断された場合、前記モータが逆回転状態であると判定することとしてもよい。

〔３〕上記〔２〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記回転方向判定部は、前記位相調整の後の前記位置検出信号のレベル変化タイミングが前記目標点のタイミングと前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点のタイミングとの間に存在するとき、前記モータが前記異常状態であると判断することとしてもよい。

〔４〕上記〔２〕または〔３〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記目標点設定部は、前記目標点のタイミングを前記位置検出信号のレベル変化タイミングよりも所定の第１電気角だけ進んだタイミングとなるように設定し、前記回転方向判定部は、前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点のタイミングが前記位置検出信号のレベル変化タイミングよりも所定の第２電気角だけ遅れたタイミングで検出したときに、前記モータが前記異常状態であると判断することとしてもよい。

〔５〕上記〔２〕乃至〔４〕のいずれか１つに記載のモータ駆動制御装置において、前記回転方向判定部は、前記モータが前記逆回転状態であると判定したとき、前記モータが前記逆回転状態であることを示す逆回転判定信号（Ｓ４）を生成することとしてもよい。

〔６〕上記〔５〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記駆動制御信号生成部は、回転速度の指令値と現在の回転速度に基づいて回転速度の設定値を決定するとともに、前記位相調整指示信号に基づいて位相の設定値を決定し、決定された、前記回転速度の設定値と前記位相の設定値とに基づいて前記駆動制御信号（Ｓｄ）の操作量（Ｓ３）を生成するＰＷＭ指令部と、前記回転方向判定部から前記逆回転判定信号（Ｓ４）が入力すると、回転停止指令信号（Ｓ５）を出力する回転停止指令部と、前記回転停止指令信号（Ｓ５）を受け取ると、前記モータの回転を停止するための前記駆動制御信号（Ｓｄ）を生成するＰＷＭ信号生成部と、を備えることとしてもよい。

〔７〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータユニットは、上記〔１〕乃至〔６〕のいずれか１つに記載のモータ駆動制御装置と、前記モータと、を備える。

〔８〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御方法は、少なくとも１相のコイルを有するモータを駆動するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号を生成する制御回路と、前記駆動制御信号に応じて、対応する相のコイルの通電方向を切り替える駆動回路と、を備えるモータ駆動制御装置によるモータ駆動制御方法であって、前記制御回路が、前記モータの所定の相のコイルに対応する位置に配置された１つの位置検出器により生成されるとともに、前記所定の相のコイルの誘起電圧に同期する位置検出信号に基づいて前記所定の相のコイル電流のゼロクロスの目標点を設定する第１ステップと、前記制御回路が、前記ＰＷＭ信号の１周期毎の所定のタイミングで、前記所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出することによって前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する第２ステップと、前記制御回路が、前記第１ステップにおいて設定された前記目標点と前記第２ステップにおいて推定された前記ゼロクロス点との位相差が所定の範囲内となるように、前記所定の相のコイル電流の位相調整を指示する位相調整指示信号を生成する第３ステップと、前記制御回路が、前記第３ステップにおいて生成した前記位相調整指示信号に基づいて、前記所定の相のコイル電流の位相調整をするための前記駆動制御信号を生成する第４ステップと、前記位相調整が行われた後の前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点（Ｑ）のタイミングと前記位置検出信号（Ｓｈｕ）のレベル変化タイミングと前記目標点（Ｐ）のタイミングとの比較結果に基づいて、前記モータの回転方向を判定する第５ステップと、を含むことを特徴とする。

２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

≪実施の形態≫
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御装置を備えたモータユニットの構成を示す図である。

図１に示されるモータユニット１００は、モータ５と、位置検出器６と、モータ駆動制御装置１とを備えている。

モータ５は、少なくとも１つのコイルを有するモータである。例えば、モータ５は、３相（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のコイル（巻線）Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有するブラシレスＤＣモータである。

位置検出器６は、モータ５の回転子（ロータ）の回転に応じた位置を検出して、位置検出信号Ｓｈｕを生成する検出器である。位置検出器６は、例えば、ホール（ＨＡＬＬ）素子である。ホール素子は、ロータの磁極を検出し、ロータの回転に応じて電圧が変化するホール信号を出力する。ホール信号は、例えば、パルス信号であり、位置検出信号Ｓｈｕとしてモータ駆動制御装置１に入力される。

モータユニット１００において、位置検出器６としての一つのホール素子が、モータ５のＵ相、Ｖ相、およびＷ相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの何れか一つに対応する位置に配置されている。このため、位置検出器６から出力される位置検出信号（ホール信号）は、モータ５のＵ相、Ｖ相、およびＷ相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの何れか一つの誘起電圧に同期する信号となる。

本実施の形態では、位置検出器６としての一つのホール素子は、例えば、Ｕ相のコイルＬｕに対応する位置に配置されている。これにより、位置検出信号Ｓｈｕは、モータ５のＵ相のコイルＬｕの誘起電圧に同期し、且つモータ５のロータの回転位置に対応する信号となる。

なお、詳細は後述するが、本実施の形態では、具体例として、位置検出器６は、出力する位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジがＵ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点から電気角３０度遅れたタイミングで検出できる位置に配置されている。

モータ駆動制御装置１は、モータ５の駆動を制御する装置である。モータ駆動制御装置１は、例えば、Ｕ相のコイルＬｕに対応する位置に設けられた一つの位置検出器６（ホール素子）からの位置検出信号Ｓｈｕに基づく１センサ駆動方式により、モータ５の正弦波駆動を行う。

具体的には、モータ駆動制御装置１は、制御回路２と、駆動回路３と、相電圧検出回路４とを備えている。モータ駆動制御装置１は、外部の直流電源（不図示）から直流電圧Ｖｄｄの供給を受ける。直流電圧Ｖｄｄは、例えば、保護回路等を介してモータ駆動制御装置１内の電源ライン（不図示）に供給され、電源ラインを介して制御回路２および駆動回路３に電源電圧としてそれぞれ入力される。

なお、制御回路２には、直流電圧Ｖｄｄが直接供給されるのではなく、例えば、レギュレータ回路によって直流電圧Ｖｄｄを降圧した電圧が、電源電圧として制御回路２に供給されてもよい。

駆動回路３は、後述する制御回路２から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ５を駆動する回路である。駆動制御信号Ｓｄは、モータ５の駆動を制御するための信号である。例えば、駆動制御信号Ｓｄは、モータ５を正弦波駆動するためのＰＷＭ信号である。

駆動回路３は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて直流電圧Ｖｄｄとグラウンド電位ＧＮＤとの間でモータ５のコイルの接続先を切り替えることにより、モータ電流の向きを切り替えてモータ５を回転させる。具体的には、駆動回路３は、モータ５の各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに対応して設けられ、互いに直列に接続されたハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨおよびローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬを含む。駆動回路３は、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｖｕ，Ｓｗｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｌ，Ｓｗｌに応じて、ハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨとローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬをオン・オフさせて、各コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの通電方向を切り替える。

ハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨは、例えば、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、ローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬは、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。

なお、ハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨ、およびローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬは、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の他の種類のパワートランジスタであってもよい。

図１に示すように、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨとローサイドスイッチＱｕＬとは、直流電圧Ｖｄｄとグラウンド電位ＧＮＤとの間に直列に接続されて、一つのスイッチングレグ（アーム）を構成している。ハイサイドスイッチＱｕＨとローサイドスイッチＱｕＬとの接続点は、コイルＬｕの一端に接続されている。ハイサイドスイッチＱｕＨのオン・オフは、ＰＷＭ信号Ｓｕｕによって切り替えられる。ローサイドスイッチＱｕＬのオン・オフは、ＰＷＭ信号Ｓｕｌによって切り替えられる。

Ｖ相のハイサイドスイッチＱｖＨとローサイドスイッチＱｖＬとは、直流電圧Ｖｄｄとグラウンド電位ＧＮＤとの間に直列に接続されて、一つのスイッチングレグを構成している。ハイサイドスイッチＱｖＨとローサイドスイッチＱｖＬとの接続点は、コイルＬｖの一端に接続されている。ハイサイドスイッチＱｖＨのオン・オフは、ＰＷＭ信号Ｓｖｕによって切り替えられる。ローサイドスイッチＱｖＬのオン・オフは、ＰＷＭ信号Ｓｖｌによって切り替えられる。

Ｗ相のハイサイドスイッチＱｗＨとローサイドスイッチＱｗＬとは、直流電圧Ｖｄｄとグラウンド電位ＧＮＤとの間に直列に接続されて、一つのスイッチングレグを構成している。ハイサイドスイッチＱｗＨとローサイドスイッチＱｗＬとの接続点は、コイルＬｗの一端に接続されている。ハイサイドスイッチＱｗＨのオン・オフは、ＰＷＭ信号Ｓｗｕによって切り替えられる。ローサイドスイッチＱｗＬのオン・オフは、ＰＷＭ信号Ｓｗｌによって切り替えられる。

なお、ハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨおよびローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬとしての各トランジスタには寄生ダイオードが形成されており、これらのダイオードは、コイル電流を直流電圧Ｖｄｄまたはグラウンド電位ＧＮＤに戻す還流ダイオードとして機能する。

なお、駆動回路３は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて各相のハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動するためのプリドライブ回路を有していてもよい。また、図１に示すように、駆動回路３のグラウンド電位ＧＮＤ側には、モータ５の電流を検出するためのセンス抵抗が接続されていてもよい。

相電圧検出回路４は、モータ５の所定の相のコイルの駆動電圧を検出するための回路である。本実施の形態において、相電圧検出回路４は、例えば、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを検出して、制御回路２に入力する。相電圧検出回路４は、例えば、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨおよびローサイドスイッチＱｕＬが接続されるコイルＬｕの一端とグラウンド電位ＧＮＤとの間に接続された抵抗分圧回路である。

なお、図１には、相電圧検出回路４としての抵抗分圧回路によってＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを分圧して制御回路２に入力する構成を一例として示しているが、相電圧検出回路４を設けることなく、制御回路２にＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを直接入力してもよい。

制御回路２は、モータ駆動制御装置１の動作を統括的に制御するための回路である。本実施の形態において、制御回路２は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ，ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の各種記憶装置と、カウンタ（タイマ）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、クロック発生回路、および入出力インターフェース回路等の周辺回路とがバスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置である。例えば、制御回路２は、マイクロコントローラ（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）である。

なお、制御回路２と駆動回路３とは、一つの半導体集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）としてパッケージ化された構成であってもよいし、個別の集積回路として夫々パッケージ化されて回路基板に実装され、回路基板上で互いに電気的に接続された構成であってもよい。

制御回路２は、駆動制御信号Ｓｄを生成して駆動回路３に与えることにより、モータ５の通電制御を行う基本機能を有している。具体的に、制御回路２は、外部（例えば、上位装置）から入力された、モータ５の駆動に関する目標値を指示する駆動指令信号Ｓｃと、位置検出器６から入力された位置検出信号Ｓｈｕとに基づいて、モータ５が駆動指令信号Ｓｃで指定された駆動状態となるように駆動制御信号Ｓｄを生成して駆動回路３に与える。

また、制御回路２は、上記基本機能に加えて、モータ５の駆動効率を向上させるために、モータ５の所定の相のコイルの誘起電圧の位相とコイル電流の位相とが一致するようにモータ５の通電タイミングを調整する機能（以下、「進角制御機能」とも称する。）とモータ５の回転方向を判定する機能（以下、「回転方向判定機能」とも称する。）と、モータ５の逆回転時に停止する機能（以下、「逆回転時停止機能」とも称する。）とを有する。なお、本実施の形態おいて、「一致する」とは、その誤差が所定の許容範囲内であることを含み、進角制御機能により、モータ５の所定の相のコイルの誘起電圧の位相とコイル電流の位相とが完全に一致させることに限定されない。

図１に示すように、制御回路２は、上述した各機能を実現するための機能部として、例えば、駆動指令解析部１１、目標点設定部１２、相電圧入力部１３、電流ゼロクロス点推定部１４、位相調整指示部１５、駆動制御信号生成部１６、および回転方向判定部２０を有している。

制御回路２の上述した各機能部は、例えば、制御回路２としてのＭＣＵのプログラム処理によって実現される。具体的には、制御回路２としてのＭＣＵを構成するプロセッサが、メモリに格納されたプログラムにしたがって各種の演算を行ってＭＣＵを構成する各種周辺回路を制御することにより、上述した各機能部が実現される。

駆動指令解析部１１は、例えば、上位装置（不図示）から出力された駆動指令信号Ｓｃを受信する。駆動指令信号Ｓｃは、モータ５の駆動に関する目標値を指示する信号であって、例えば、モータ５の目標回転速度Ｓ１を指示する速度指令信号である。

駆動指令解析部１１は、駆動指令信号Ｓｃによって指定された目標回転速度Ｓ１を解析する。例えば、駆動指令信号Ｓｃが目標回転速度Ｓ１に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号である場合、駆動指令解析部１１は、駆動指令信号Ｓｃのデューティ比を解析し、そのデューティ比に対応する回転速度の情報を目標回転速度Ｓ１として出力する。

駆動制御信号生成部１６は、モータ５の回転速度が目標回転速度Ｓ１に一致するようにモータ５の操作量Ｓ３を算出し、算出した操作量Ｓ３に基づいて駆動制御信号Ｓｄを生成する。なお、駆動制御信号生成部１６の機能のうち進角制御機能および逆回転時停止機能に関しては、後述する。

駆動制御信号生成部１６は、例えば、ＰＷＭ指令部１７とＰＷＭ信号生成部１８と回転停止指令部１９とを有する。ＰＷＭ指令部１７は、位置検出器６から入力された位置検出信号Ｓｈｕと、駆動指令解析部１１から入力された目標回転速度Ｓ１と、後述する位相調整指示部１５から入力された位相調整指示信号Ｓ２とに基づいて、モータ５の操作量Ｓ３を算出する。なお、回転停止指令部１９は、逆回転時停止機能を実現する機能部であるので、その詳細は後述する。

操作量Ｓ３は、モータ５を目標回転速度Ｓ１で回転させるために必要なモータ５の駆動量を指定する情報を含む。例えば、本実施の形態のようにモータ５をＰＷＭ駆動する場合には、操作量Ｓ３は、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号の周期（ＰＷＭ周期）を指定する値と、ＰＷＭ信号のオン期間を指定する値と、ＰＷＭ信号の出力タイミングを指定する値とを含んでいる。駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号の周期（ＰＷＭ周期）を指定する値と、ＰＷＭ信号のオン期間を指定する値とは、設定する回転速度の設定値によって決まる。なお、ＰＷＭ信号の出力タイミングを指定する値の詳細については、後述する。

例えば、先ず、ＰＷＭ指令部１７は、位置検出信号Ｓｈｕに基づいてモータ５の実回転速度を算出する。ＰＷＭ指令部１７は、算出した実回転速度と駆動指令解析部１１から入力された目標回転速度Ｓ１とに基づいて、算出した実回転速度が目標回転速度Ｓ１に一致するようにＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御演算を行って、回転速度の設定値を算出し、駆動制御信号ＳｄのＰＷＭ周期を指定する値とＰＷＭ信号のオン期間を指定する値とを含む操作量Ｓ３として出力する。

なお、図１のモータ駆動制御装置１はフィードバック制御機能を有しているが、フィードバック制御機能を有していない場合には、ＰＷＭ指令部１７は、駆動指令解析部１１から出力された目標回転速度Ｓ１から、回転速度の設定値を算出し、駆動制御信号ＳｄのＰＷＭ周期を指定する値と、ＰＷＭ信号のオン期間を指定する値とを含む操作量Ｓ３として出力してもよい。

ＰＷＭ信号生成部１８は、ＰＷＭ指令部１７から入力された操作量Ｓ３に基づいて、駆動制御信号Ｓｄを生成する。具体的には、ＰＷＭ信号生成部１８は、操作量Ｓ３によって指定されたＰＷＭ周期およびオン期間を有する６種類のＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌをそれぞれ生成し、駆動制御信号Ｓｄとして出力する。ＰＷＭ信号Ｓｕｕは、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨのオン・オフを切り替える信号である。ＰＷＭ信号Ｓｕｌは、Ｕ相のローサイドスイッチＱｕＬのオン・オフを切り替える信号である。ＰＷＭ信号Ｓｖｕは、Ｖ相のハイサイドスイッチＱｖＨのオン・オフを切り替える信号である。ＰＷＭ信号Ｓｖｌは、Ｖ相のローサイドスイッチＱｖＬのオン・オフを切り替える信号である。ＰＷＭ信号Ｓｗｕは、Ｗ相のハイサイドスイッチＱｗＨのオン・オフを切り替える信号である。ＰＷＭ信号Ｓｗｌは、Ｗ相のローサイドスイッチＱｗＬのオン・オフを切り替える信号である。

本実施の形態において、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の各スイッチレグを構成するハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが同時にオンしないようにするために、デッドタイム期間Ｔｄが設けられている。すなわち、ＰＷＭ信号生成部１８は、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の各スイッチレグを構成するハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチのオン／オフ状態が切り替わるとき、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが同時にオフするデッドタイム期間Ｔｄが形成されるように、駆動制御信号Ｓｄ（上記６種類のＰＷＭ信号）を生成する。なお、デッドタイム期間Ｔｄの詳細については、後述する。

図１において、目標点設定部１２、相電圧入力部１３、電流ゼロクロス点推定部１４、および位相調整指示部１５は、上述した進角制御機能を実現するための機能部の一例である。各機能部について詳細に説明する前に、本実施の形態に係る進角制御機能の概要について説明する。

図２は、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１による進角制御機能を説明するための図である。

図２の上段には位置検出器６から出力される位置検出信号（ホール信号）Ｓｈｕの波形２００が示され、中段には、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕの波形２０１とＵ相のコイルＬｕの誘起電圧の波形２０２が示され、下段には、Ｕ相のコイルＬｕのコイル電流Ｉｕの波形２０３が示されている。

上述したように、一般に、モータの回転速度、モータの負荷、および温度によるモータ特性の変化等により、モータの誘起電圧の位相とコイル電流の位相との間にずれが生じる場合がある。例えば、図２には、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相が、Ｕ相のコイルＬｕの誘起電圧の位相に対して遅れている場合が示されている。

図２に示すように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕと誘起電圧の間に位相のずれが生じた場合、モータ５の駆動効率が低下する。そこで、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１は、進角制御機能により、Ｕ相のコイル電流Ｉｕと誘起電圧の間のずれ（位相差）を検出し、その位相差が所定の範囲内になるように、モータ５の通電タイミング（ＰＷＭ信号の出力タイミング）を調整（位相調整）する。具体的には、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１では、進角制御機能は、例えば、（１）Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐを設定することと、（２）Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを推定することと、（３）位相調整をすることとによって実現している。

＜Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐの設定＞
モータ駆動制御装置１は、Ｕ相のコイルＬｕの誘起電圧に同期する位置検出信号Ｓｈｕに基づいてＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐを設定する。具体的には、先ず、モータ駆動制御装置１は、Ｕ相のコイルＬｕに対応して設けられた位置検出器６（ホール素子）から出力される位置検出信号（ホール信号）ＳｈｕがＵ相のコイルＬｕの誘起電圧と同期することを利用して、誘起電圧のゼロクロス点を検出し、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐとする。なお、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐは、ある程度の許容範囲を持ったものとしてもよい。

本実施の形態では、例えば、図２に示すように、位置検出器６の位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジがＵ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点から電気角３０度遅れたタイミングで検出できる位置に位置検出器６を予め配置しておく。これにより、モータ駆動制御装置１は、位置検出信号Ｓｈｕのエッジを検出することにより、Ｕ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点を検出（推定）することができる。

なお、位置検出器６の設置場所は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが検出されるタイミングとＵ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点のタイミングとの位相差が分かっている位置であればよく、上述の例に限定されない。

モータ駆動制御装置１は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出し、検出した少なくとも一方のエッジから誘起電圧のゼロクロス点を推定する。モータ駆動制御装置１は、推定した誘起電圧のゼロクロス点をＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐとして設定する。

＜所定の相のコイル電流のゼロクロス点の推定＞
次に、モータ駆動制御装置１は、ＰＷＭ信号の１周期毎の所定のタイミングで、所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出することによって、所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する。ＰＷＭ信号の１周期毎の所定のタイミングで、所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出することによって、所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する方法は様々な方法があり、特に限定されない。

例えば、所定の相（本実施の形態では、Ｕ相）のコイルの駆動電圧（相電圧）と、所定の相に対応するハイサイドスイッチをオン・オフするための信号のオン期間およびオフ期間の少なくとも一方とを比較し、その比較結果に基づいて、所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出して、モータの所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する方法、あるいは、所定の検出区間において、モータを停止して、所定の相のコイルの端子電圧を検出し、検出した端子電圧と閾値を比較してコイル電流の向き（位相）を判定することにより、所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する方法、あるいは、駆動回路のローサイドスイッチがオンしている期間中に、ローサイドスイッチの両端の電圧を比較してコイル電流の向き（極性）を判定することにより、所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する方法など、様々な方法がある。

＜コイル電流の位相調整＞
そして、モータ駆動制御装置１は、推定したＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点ＱがＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐ（誘起電圧のゼロクロス点）に一致するように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相を調整する。例えば、図２に示すように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑが目標点Ｐに一致するように、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを印加するタイミング（通電タイミング）を調整する（進角調整または遅角調整を行う）ことにより、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相を調整する。これにより、モータ駆動制御装置１は、モータ５の駆動効率を向上させることが可能となる。

以下、上述した進角制御機能を実現するための各機能部について、詳細に説明する。

目標点設定部１２は、モータ５の所定の相のコイルの誘起電圧に同期し、且つモータ５のロータの回転位置に対応する位置検出信号Ｓｈｕに基づいて、所定の相のコイル電流のゼロクロスの目標点を決定する。

本実施の形態では、目標点設定部１２は、Ｕ相のコイルＬｕの誘起電圧に同期する位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出し、検出したエッジに基づいて、Ｕ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点、すなわちＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐを設定する。例えば、図２において、目標点設定部１２が時刻ｔ１において位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジを検出した場合、目標点設定部１２は、時刻ｔ１よりも電気角３０度のみ進んだ時刻（タイミング）ｔ０を目標点Ｐとして設定する。なお、位置検出信号Ｓｈｕの立ち下がりエッジを検出する場合も同様の方法で目標点Ｐを設定できる。

目標点設定部１２は、目標点Ｐを設定するための目標点情報信号Ｓｔを生成して、生成した目標点情報信号Ｓｔを位相調整指示部１５に出力する。

相電圧入力部１３は、モータ５の所定の相の電圧の値を取得する。例えば、相電圧入力部１３は、相電圧検出回路４によって検出されたＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを取得し、デジタル値に変換して電流ゼロクロス点推定部１４に与える。

電流ゼロクロス点推定部１４は、所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する機能部である。本実施の形態では、電流ゼロクロス点推定部１４は、ＰＷＭ信号である駆動制御信号Ｓｄの１周期毎に、所定の相のコイルの駆動電圧（相電圧）と、所定の相に対応するハイサイドスイッチをオン・オフさせる信号のオン期間およびオフ期間の少なくとも一方とを比較し、その比較結果に基づいて、所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出し、所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する手法を例に挙げて説明する。

図３Ａは、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正（＋）極性から負（－）極性に切り替わるときのＵ相のＰＷＭ信号Ｓｕｕ，ＳｕｌおよびＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕの変化を示すタイミングチャートである。

図３Ｂは、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負（－）極性から正（＋）極性に切り替わるときのＵ相のＰＷＭ信号Ｓｕｕ，ＳｕｌおよびＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕの変化を示すタイミングチャートである。

図３Ａおよび図３Ｂにおいて、上段から下段に向かって、Ｕ相のコイル電流Ｉｕ、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨを駆動するためのＰＷＭ信号Ｓｕｕ、Ｕ相のローサイドスイッチＱｕＬを駆動するためのＰＷＭ信号Ｓｕｌ、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕの順にそれぞれの波形が示されている。なお、図３Ａおよび図３Ｂにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は電流または電圧をそれぞれ表している。

図４Ａは、Ｕ相のコイルＬｕに正（＋）極性のコイル電流Ｉｕが流れている状態において、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨおよびローサイドスイッチＱｕＬがオフしたときの状態を説明するための図である。

図４Ｂは、Ｕ相のコイルＬｕに負（－）極性のコイル電流Ｉｕが流れている状態において、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨおよびローサイドスイッチＱｕＬがオフしたときの状態を説明するための図である。

例えば、図３Ａに示すように、ＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルであり、ＰＷＭ信号Ｓｕｌがローレベルであるとき、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨがオンし、且つＵ相のローサイドスイッチＱｕＬがオフする。このとき、直流電圧ＶｄｄからＵ相のハイサイドスイッチＱｕＨを経由してＵ相のコイルＬｕに電流が流れ込むため、Ｕ相のコイル電流Ｉｕは正（＋）極性となる。

この状態、すなわちＵ相のコイルＬｕに正（＋）極性のコイル電流Ｉｕが流れている状態において、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨおよびローサイドスイッチＱｕＬを共にオフしたとき、Ｕ相のコイルＬｕは電流を流し続けようとする。そのため、図４Ａに示すように、グラウンド電位ＧＮＤからローサイドスイッチＱｕＬの寄生ダイオードを経由して、正極性のコイル電流Ｉｕが流れる。その結果、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがグラウンド電位ＧＮＤ付近まで低下する。

したがって、図３Ａに示すように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正（＋）極性であるときのＵ相のハイサイドスイッチＱｕＨとローサイドスイッチＱｕＬとが共にオフするデッドタイム期間Ｔｄでは、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕはローレベルとなる。

その結果、図３Ａに示すように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正（＋）極性となる期間では、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの１周期において、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがハイレベルとなる第１期間Ｔｖと、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨのオン・オフを切り替えるＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルとなる第２期間Ｔｈとが一致する。

一方、図３Ｂに示すように、ＰＷＭ信号Ｓｕｕがローレベルであり、ＰＷＭ信号Ｓｕｌがハイレベルであるとき、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨがオフし、Ｕ相のローサイドスイッチＱｕＬがオンする。このとき、Ｕ相のコイルＬｕからＵ相のローサイドスイッチＱｕＬを経由してグラウンド電位ＧＮＤ側に電流が流れ込むため、Ｕ相のコイル電流Ｉｕは負（－）極性となる。

この状態、すなわちＵ相のコイルＬｕに負（－）極性のコイル電流Ｉｕが流れている状態において、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨおよびローサイドスイッチＱｕＬを共にオフしたとき、Ｕ相のコイルＬｕは電流を流し続けようとする。そのため、図４Ｂに示すように、Ｕ相のコイルＬｕから、ハイサイドスイッチＱｕＨの寄生ダイオードを経由して、直流電圧Ｖｄｄ側に負極性のコイル電流Ｉｕが流れる。その結果、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕが直流電圧Ｖｄｄ付近まで上昇する。

したがって、図３Ｂに示すように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負（－）極性であるときのＵ相のハイサイドスイッチＱｕＨとローサイドスイッチＱｕＬとが共にオフするデッドタイム期間Ｔｄでは、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕはハイレベルとなる。

その結果、図３Ｂに示すように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負（－）極性となる期間では、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの１周期において、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがハイレベルとなる第１期間Ｔｖよりも、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨのオン・オフを切り替えるＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルとなる第２期間Ｔｈの方が長くなり、第１期間Ｔｖと第２期間Ｔｈとが不一致となる。

以上説明したように、モータ５をＰＷＭ駆動するとき、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの１周期において、所定の相のコイル電流が正極性となる期間では、第１期間Ｔｖと第２期間Ｔｈとが一致し、コイル電流が負極性となる期間では、第１期間Ｔｖと第２期間Ｔｈとが不一致となる。

したがって、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第１期間Ｔｖと第２期間Ｔｈとが一致する状態から第１期間Ｔｖと第２期間Ｔｈとが不一致となる状態に遷移するタイミングと、第１期間Ｔｖと第２期間Ｔｈとが不一致の状態から第１期間Ｔｖと第２期間Ｔｈとが一致する状態に遷移するタイミングとを検出すれば、所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定することが可能となる。

そこで、電流ゼロクロス点推定部１４は、相電圧入力部１３によって取得したＵ相のコイルＬｕの駆動電圧ＶｕとＵ相のハイサイドスイッチＱｕＨのＰＷＭ信号Ｓｕｕとを監視し、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの１周期毎に、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがハイレベルとなる第１期間Ｔｖと、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨのＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルとなる第２期間Ｔｈとを比較して、第１期間Ｔｖと第２期間Ｔｈとが一致するか否かを判定する。

上述したように、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕのハイレベルまたはローレベルへの切り替わり、およびＰＷＭ信号Ｓｕｕのハイレベルまたはローレベルへの切り替わりは、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨのオン・オフの切り替わりに対応している。したがって、以下の説明では、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがハイレベルとなる第１期間Ｔｖを「オン期間Ｔｖ」と、ＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルとなる第２期間Ｔｈを「オン期間Ｔｈ」と称する場合がある。

オン期間（第１期間）Ｔｖとオン期間（第２期間）Ｔｈが一致しているか否かの判定は、以下のように行えばよい。

例えば、電流ゼロクロス点推定部１４は、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがハイレベルとなるオン期間Ｔｖと、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨのＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルとなるオン期間Ｔｈとの差｜Ｔｈ－Ｔｖ｜を算出し、その差｜Ｔｈ－Ｔｖ｜が閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判定する。

差｜Ｔｈ－Ｔｖ｜が閾値Ｔｔｈ以上である場合には、電流ゼロクロス点推定部１４は、オン期間Ｔｖとオン期間Ｔｈとが一致していない（不一致である）と判定し、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負極性であると判定する。一方、差｜Ｔｈ－Ｔｖ｜が閾値Ｔｔｈ未満である場合には、電流ゼロクロス点推定部１４は、オン期間Ｔｖとオン期間Ｔｈとが一致していると判定し、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正極性であると判定する。

ここで、オン期間Ｔｖおよびオン期間Ｔｈの一致／不一致を判定するための閾値Ｔｔｈは、ＰＷＭ信号である駆動制御信号Ｓｄのデッドタイム期間Ｔｄに基づいて設定すればよい。例えば、Ｔｔｈ＝Ｔｄとしてもよい。

電流ゼロクロス点推定部１４は、オン期間Ｔｖとオン期間Ｔｈとが一致する状態から一致しない状態に切り替わるタイミングと、オン期間Ｔｖとオン期間Ｔｈとが一致しない状態から一致する状態に切り替わるタイミングの少なくとも一方を検出（以下、「ゼロクロス検出」とも称する。）し、検出したタイミングをＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑと推定する。なお、検出タイミングは制御回路２の所定のクロックタイミングに応じた所定間隔のタイミングである。

具体的には、電流ゼロクロス点推定部１４は、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕのオン期間（第１期間Ｔｖ）とＵ相のハイサイドスイッチＱｕＨのＰＷＭ信号Ｓｕｕのオン期間（第２期間Ｔｈ）とが一致する状態から一致しない状態に切り替わるタイミングを、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの極性が正から負に切り替わるゼロクロス点Ｑと判定する。また、電流ゼロクロス点推定部１４は、オン期間Ｔｖとオン期間Ｔｈとが一致しない状態から一致する状態に切り替わるタイミングを、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの極性が負から正に切り替わるゼロクロス点Ｑであると判定する。

例えば、電流ゼロクロス点推定部１４は、オン期間Ｔｖとオン期間Ｔｈとが一致する状態（Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正極性）においてハイレベルとなり、オン期間Ｔｖとオン期間Ｔｈとが一致しない状態（Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負極性）においてローレベルとなるゼロクロス点検出信号Ｓｃｔを位相調整指示部１５に出力する。

これにより、位相調整指示部１５は、ゼロクロス点検出信号Ｓｃｔのエッジ（立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ）を検出することにより、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを知ることができる。例えば、ゼロクロス点検出信号Ｓｃｔがハイレベルからローレベルに切り替わる立ち下がりエッジが検出されたタイミングが、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正極性から負極性に切り替わるゼロクロス点Ｑとなり、ゼロクロス点検出信号Ｓｃｔがローレベルからハイレベルに切り替わる立ち上がりエッジが検出されたタイミングが、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負極性から正極性に切り替わるゼロクロス点Ｑとなる。

なお、本実施の形態では、上述したように、電流ゼロクロス点推定部１４が、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがハイレベルとなるオン期間（第１期間）Ｔｖと、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨのＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルとなるオン期間（第２期間）Ｔｈとを比較して、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを決定する場合を例示したが、これに限られない。例えば、電流ゼロクロス点推定部１４は、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの１周期毎に、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがローレベルとなるオフ期間と、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨのＰＷＭ信号Ｓｕｕがローレベルとなるオフ期間とを比較し、２つのオフ期間が互いに一致するか否かを判定して、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを決定してもよい。

位相調整指示部１５は、目標点設定部１２によって設定されたＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐと電流ゼロクロス点推定部１４によって推定されたＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑとの位相差Δφに基づいて、位相調整の要否を決定する。

例えば、図２に示すように、位相調整指示部１５は、目標点設定部１２によって決定された目標点Ｐ（Ｕ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点）の位相（時刻ｔｐ）から、電流ゼロクロス点推定部１４によって推定されたＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑの位相（時刻ｔｑ）を減算した位相差Δφ（＝時刻ｔｐにおける位相－時刻ｔｑにおける位相）を算出する。

位相調整指示部１５は、駆動制御信号Ｓｄの出力タイミングを、位相差Δφ（＝ｔｐ－
ｔｑ）に応じた時間だけずらすように、駆動制御信号生成部１６に指示する。具体的には、例えば、位相差Δφが正（＋）の値である場合、位相調整指示部１５は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕを位相差Δφだけ遅角させる位相調整（遅角調整）の実行を指示する位相調整指示信号Ｓ２を出力する。例えば、位相差Δφが負（－）の値である場合、位相調整指示部１５は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕを位相差Δφだけ進角させる位相調整（進角調整）の実行を指示する位相調整指示信号Ｓ２を出力する。

駆動制御信号生成部１６は、位相調整指示部１５から出力される位相調整指示信号Ｓ２に基づいて、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑとゼロクロスの目標点Ｐとの位相差が所定の範囲内となるように駆動制御信号Ｓｄを生成する。具体的には、ＰＷＭ指令部１７が、位相調整指示部１５から出力される位相調整指示信号Ｓ２に基づいて、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相調整の設定値に応じたＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値を生成し、ＰＷＭ周期を指定する値およびＰＷＭ信号Ｓｕｕのオン期間の値とともに操作量Ｓ３として出力する。

ここで、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値とは、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号Ｓｕｕを出力するための基準時刻に対する時間的なずれ幅（オフセット時間）を指定する値である。

例えば、位相差Δφだけ進角させる進角調整（位相調整）の実行を指示する位相調整指示信号Ｓ２が位相調整指示部１５から出力された場合には、ＰＷＭ指令部１７は、基準時刻よりも位相差Δφに相当する時間Δｔφだけ早くＰＷＭ信号Ｓｕｕを出力させることを指示する値“－Δｔφ”を算出し、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値とする。

また、例えば、位相差Δφだけ遅角させる遅角調整（位相調整）の実行を指示する位相調整指示信号Ｓ２が位相調整指示部１５から出力された場合には、ＰＷＭ指令部１７は、基準時刻よりも位相差Δφに相当する時間Δｔφだけ遅くＰＷＭ信号Ｓｕｕを出力させることを指示する値“＋Δｔφ”を算出し、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値とする。

また、例えば、位相調整指示部１５から出力される位相調整指示信号Ｓ２により、進角調整および遅角調整のいずれの実行も指示しない位相調整指示信号Ｓ２が出力された場合には、ＰＷＭ指令部１７は、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値を“０（ゼロ）”とする。

ＰＷＭ信号生成部１８は、駆動制御信号Ｓｄを出力するとき、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値に基づいて、駆動制御信号Ｓｄを出力するタイミングを変化させる。例えば、駆動制御信号Ｓｄを出力するための基準時刻が予め設定されており、ＰＷＭ信号生成部１８は、基準時刻から、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値によって指定された時間だけずらしたタイミングで、駆動制御信号Ｓｄを出力する。

例えば、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値が“＋Δｔφ”である場合、ＰＷＭ信号生成部１８は、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ周期およびオン期間の情報に基づいて生成した駆動制御信号Ｓｄを、基準時刻よりもΔｔφだけ遅らせて出力する。

例えば、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値が“－Δｔφ”である場合、ＰＷＭ信号生成部１８は、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ周期およびオン期間の情報に基づいて生成した駆動制御信号Ｓｄを、基準時刻よりもΔｔφだけ早く出力する。

また、例えば、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの出力タイミングを指定する値が“０（ゼロ）”である場合、ＰＷＭ信号生成部１８は、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ周期およびオン期間の情報に基づいて生成した駆動制御信号Ｓｄを、出力タイミングをずらすことなく、基準時刻に出力する。なお、出力タイミングをずらさないということは、その時点で位相調整（進角調整、遅角調整）が行われていれば、その位相調整を維持することを意味する。

図１において、回転方向判定部２０は、上述した回転方向判定機能を実現するための機能部である。本実施の形態における回転方向判定機能は、上述した進角制御機能を前提としたものである。本実施の形態における回転方向判定機能の概要についてまず説明する。

図５Ａおよび図５Ｂは、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１による回転方向判定機能を説明するための図である。

図５Ａは、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によってモータ５の正回転時にＵ相のコイル電流Ｉｕについて進角制御を行ったときの各信号の電圧およびＵ相のコイル電流Ｉｕの変化を表すタイミングチャートである。

図５Ｂは、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によってモータ５の逆回転時にＵ相のコイル電流Ｉｕについて進角制御を行ったときの各信号の電圧およびＵ相のコイル電流Ｉｕの変化を表すタイミングチャートである。

図５Ａおよび図５Ｂには、モータ駆動制御装置１によってモータ５のＵ相のコイル電流Ｉｕについて進角制御が実行されたときのモータユニット１００の各電圧および電流の状態が示されている。

図５Ａおよび図５Ｂにおいて、上段から下段に向かって、位置検出信号（ホール信号）Ｓｈｕ、ゼロクロス点検出信号Ｓｃｔ、およびＵ相のコイル電流Ｉｕの順に、それぞれの波形が示されている。また、図５Ａおよび図５Ｂにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は電圧または電流を表している。

図５Ａに示されるように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕについて進角制御を行った場合、モータ５の正回転時には、時刻ｔ１においてＵ相のコイル電流Ｉｕが負から正に切り替わるゼロクロス点Ｑが検出され、そのゼロクロス点Ｑ１が、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジｔ２から所定の電気角のみ位相が進んだ位置にある目標範囲に一致するようにＵ相のコイル電流Ｉｕの位相が調整されていることが理解される。すなわち、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑ１は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジｔ２よりも先に取得される。

図５Ｂに示されるように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕについて進角制御を行った場合、モータ５の逆回転時には、時刻ｔ３においてＵ相のコイル電流Ｉｕが負から正に切り替わるゼロクロス点Ｑが検出され、そのゼロクロス点Ｑ２が、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジｔ２から位相が遅れた位置にＵ相のコイル電流Ｉｕの位相が調整されていることが理解される。すなわち、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑ２は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジｔ２よりも後に取得される。

同様に、位置検出信号Ｓｈｕの立ち下がりエッジｔ４付近についてみると、図５Ａに示すように、モータ５が正回転時には、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑ３は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち下がりエッジｔ４よりも先に取得される。図５Ｂに示すように、モータ５が逆回転時には、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑ４は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち下がりエッジｔ４よりも後に取得される。

このように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕについて進角制御による位相調整後に、モータ５が図５Ａに示される状態であるのかまたは図５Ｂに示される状態であるのかを検出することにより、モータ５が正回転で回転しているのかまたは逆回転で回転しているのかを判定することができる。具体的には、進角制御による位相調整後の所定の相のコイル電流のゼロクロス点が位置検出信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して、先に取得されたか否かにより、モータ５が正回転で回転しているか逆回転で回転しているかを判定することができる。

回転方向判定機能は、進角制御による位相調整後の所定の相のコイル電流のゼロクロス点が、位置検出信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに対して、先に取得されたか否かにより、モータ５が正回転で回転しているか逆回転で回転しているかを判定する機能である。

回転方向判定部２０は、回転方向判定機能を実行する機能部であり、カウンタ２１を備えている。

回転方向判定部２０は、進角制御による位相調整後の所定の相のコイル電流のゼロクロス点のタイミングと位置検出信号のレベル変化タイミング（立ち上がりエッジ、または、立ち下がりエッジ）と目標点のタイミングとの比較結果に基づいて、モータ５の回転方向を判定する。

回転方向判定部２０は、まずは、例えば、図５Ｂに相当する状態であるとき、すなわち位置検出信号Ｓｈｕのレベル変化タイミングが目標点ＰのタイミングとＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑ２のタイミングとの間に存在するとき、モータ５が異常状態であると判断する。具体的には、回転方向判定部２０は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑ２が位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジよりも後に取得された場合にはモータ５が逆回転をしていると判定できる。また、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑ４が位置検出信号Ｓｈｕの立ち下がりエッジよりも後に取得された場合でもモータ５が逆回転をしていると判定できるので、この場合にモータ５が異常状態であると判断する。

回転方向判定部２０は、目標点設定部１２において目標点Ｐを位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジよりも所定の第１電気角だけ進んだ位置に設定した場合は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジよりも所定の第２電気角だけ遅れたタイミングでＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを検出したときに、モータ５が異常状態であると判断してもよい。このとき、第１電気角と第２電気角とを同じ値としてもよいし、異なる値としてもよい。また、第１電気角は例えば３０度とすることができる。

回転方向判定部２０は、ＰＷＭ信号Ｓｕｕの１周期毎に、位相調整が行われた後のＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑのタイミングと位置検出信号Ｓｈｕのレベル変化タイミングと目標点Ｐのタイミングとの比較結果に基づくモータ５の回転方向の判定を行い、所定回数連続してモータ５が異常状態であると判断された場合、モータ５が逆回転状態であると判定する。例えば、５回連続してモータ５が異常状態であると判断された場合、モータ５が逆回転状態であると判定することができる。具体的には、回転方向判定部２０は、モータ５が異常状態であると判断された場合にカウンタ２１の値をインクリメントし、カウントの値が所定回数の値に達した場合に、モータ５が逆回転状態であると判定する。この構成により、一瞬の負荷によって発生する回転異常などの単発的な異常状態を排除でき、誤判定を防止できる。

回転方向判定部２０は、モータ５が逆回転をしていると判定した場合に、モータ５が逆回転状態であることを示す逆回転判定信号Ｓ４を生成する。

回転方向判定部２０は、生成した逆回転判定信号Ｓ４を駆動制御信号生成部１６に出力する。駆動制御信号生成部１６に出力された逆回転判定信号Ｓ４は、回転停止指令部１９に入力される。

回転停止指令部１９は、逆回転停止機能を実現するための機能部である。

回転停止指令部１９は、逆回転判定信号Ｓ４を受け取ったことをトリガとして、ＰＷＭ信号生成部１８に対し、回転停止指令信号Ｓ５を入力する。回転停止指令信号Ｓ５を受け取ったＰＷＭ信号生成部１８は、モータ５の回転を停止するための駆動制御信号Ｓｄを生成することにより、モータ５の回転を停止させる。

次に、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によるモータ５の駆動制御の流れについて説明する。

図６は、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によるモータ駆動制御処理の流れを示すフローチャートである。

例えば、直流電圧Ｖｄｄがモータ駆動制御装置１に投入され、モータ駆動制御装置１が起動したとき、先ず、モータ駆動制御装置１は、駆動指令信号Ｓｃが入力されているか否かを判定する（ステップＳ１）。駆動指令信号Ｓｃが入力されていないと判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、モータ駆動制御装置１は駆動指令信号Ｓｃが入力されるまで待機する。

駆動指令信号Ｓｃが入力されていると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、モータ駆動制御装置１は、モータ５の駆動制御を開始する（ステップＳ２）。具体的には、駆動制御信号生成部１６が、駆動指令解析部１１によって解析されたモータ５の目標回転速度Ｓ１に基づいてＰＷＭ周期とオン期間とを決定し、決定したＰＷＭ周期およびオン期間を有する６種類のＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌを生成し、駆動制御信号Ｓｄとして駆動回路３に入力する。これにより、駆動回路３がモータ５のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの通電方向を切り替えて、モータ５を回転させる。

次に、モータ駆動制御装置１において、目標点設定部１２は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点Ｐを設定する（ステップＳ３）。例えば、上述したように、目標点設定部１２が、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジから電気角３０度のみ進んだタイミングを目標点Ｐとして設定する（図２参照）。目標点設定部１２は、目標点Ｐを設定するための目標点情報信号Ｓｔを生成して、生成した目標点情報信号Ｓｔを位相調整指示部１５に出力する。

次に、モータ駆動制御装置１において、電流ゼロクロス点推定部１４は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを推定する（ステップＳ４）。例えば、モータ駆動制御装置１の電流ゼロクロス点推定部１４は、ＰＷＭ信号である駆動制御信号Ｓｄの１周期毎に、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧（相電圧）Ｖｕと、Ｕ相に対応するハイサイドスイッチＱｕＨをオン・オフさせる信号のオン期間およびオフ期間の少なくとも一方とを比較し、その比較結果に基づいて、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを推定する。すなわち、電流ゼロクロス点推定部１４は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑの推定タイミングに対応してレベルが切り替わるゼロクロス点検出信号Ｓｃｔを生成して位相調整指示部１５に出力する。

さらに、ステップＳ４の終了後、モータ駆動制御装置１において、位相調整指示部１５は、モータ５の通電タイミングの調整を行う（ステップＳ５）。すなわち、モータ駆動制御装置１は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑが目標点Ｐに一致するようにモータ５の通電タイミングの調整を行うことにより、位相調整を実行する。例えば、位相調整指示部１５は、目標点設定部１２によって生成された目標点情報信号Ｓｔと電流ゼロクロス点推定部１４によって生成されたゼロクロス点検出信号Ｓｃｔとに基づいて、位相調整の要否を決定し、必要な位相調整を実行する。

次に、ステップＳ５の終了後、モータ駆動制御装置１は、回転方向判定部２０において、モータ５の回転方向の判定処理を行う（ステップＳ６）。

図７は、図６におけるモータ５の回転方向の判定処理（ステップＳ６）の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ６において、先ず、回転方向判定部２０は、位相調整後のＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを取得する（ステップＳ６０１）。位相調整後のＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑの取得方法については、特に限定されない。

回転方向判定部２０は、位相調整後のＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを取得したときに、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジを検出済みであるか否かを判定する（ステップＳ６０２）。

回転方向判定部２０は、位相調整後のＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを取得したときに、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジを検出済みであると判定した場合は（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、モータ５の回転が異常状態であると判断する（ステップＳ６０３）。具体的には、回転方向判定部２０は、位置検出信号Ｓｈｕのレベル立ち上がりエッジが目標点ＰとＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑとの間に存在するとき、モータ５が異常状態であると判断する。なお、検出するエッジは立ち下がりエッジでもよい。

回転方向判定部２０は、モータ５の回転が異常状態であると判断した（ステップＳ６０３）後、カウンタ２１をインクリメントし（ステップＳ６０４）、カウンタ２１の値が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０５）。本実施の形態では、「５」以上である場合に、カウンタ２１の値が所定値以上であると判定する。所定値としては、一瞬の負荷の変動に起因して発生する単発的な回転異常を異常状態として判定する、いわゆる誤判定を防止できるような値に設定することができるが、特に限定されない。

回転方向判定部２０は、カウンタ２１の値が一定値以上であると判定した場合は（ステップＳ６０５：ＹＥＳ）、モータ５が逆回転状態であると判定し（ステップＳ６０６）、逆回転判定信号Ｓ４を出力する（ステップＳ６０７）。回転方向判定部２０は、逆回転判定信号Ｓ４を駆動制御信号生成部１６へと出力する（ステップＳ６０７）と、モータ５の回転方向の判定処理（ステップＳ６）を終了する。

一方、駆動制御信号生成部１６に出力された逆回転判定信号Ｓ４は、回転停止指令部１９に入力される。回転停止指令部１９は、逆回転判定信号Ｓ４を受け取ったことをトリガとして、ＰＷＭ信号生成部１８に対し、回転停止指令信号Ｓ５を入力する。回転停止指令信号Ｓ５を受け取ったＰＷＭ信号生成部１８は、モータ５の回転を停止するための駆動制御信号Ｓｄを生成することにより、モータ５の回転を停止させる。

ステップＳ６０２に戻って、回転方向判定部２０は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを取得したときに、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジを検出済みではないと判定した場合は（ステップＳ６０２：ＮＯ）、カウンタ２１を０にリセットし（ステップＳ６０３）、正回転状態であると判定する（ステップＳ６０９）。なお、回転方向判定部２０は、ステップＳ６０５において、カウンタ２１の値が一定値以上ではないと判定した場合も（ステップＳ６０５：ＮＯ）、正回転状態であると判定する（ステップＳ６０９）。

本実施の形態において、回転方向判定部２０は、正回転状態であると判定し（ステップＳ６０９）ても、その旨の信号を出力せずに、モータ５の回転方向の判定処理（ステップＳ６）を終了する。

図６に示すように、ステップＳ６の終了後、モータ駆動制御装置１は、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２～Ｓ６の処理を繰り返し実行する。これにより、駆動効率が低下することなく、モータ５の回転が継続する。

以上、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によれば、複数の位置検出器を用いることなく、モータ５の回転方向を容易に判別することができる。

≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、上記実施の形態では、モータ５の３相（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のうちＵ相のコイルＬｕに対して位置検出器６を配置するとともに、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧ＶｕおよびＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点Ｑを検出する場合を例示したが、これに限れず、Ｖ相のコイルＬｖに対して位置検出器６を配置して、Ｖ相のコイルＬｖの駆動電圧ＶｖおよびＶ相のコイル電流Ｉｖのゼロクロス点Ｑを検出してＶ相のコイル電流Ｉｖの位相調整を行ってもよいし、Ｗ相のコイルＬｗに対して位置検出器６を配置して、Ｗ相のコイルＬｗの駆動電圧ＶｗおよびＷ相のコイル電流Ｉｗのゼロクロス点Ｑを検出してＷ相のコイル電流Ｉｗの位相調整を行ってもよい。

また上記実施の形態では、電流ゼロクロス点推定部１４が、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕのオン期間（第１期間Ｔｖ）とＵ相のハイサイドスイッチＱｕＨのＰＷＭ信号Ｓｕｕのオン期間（第２期間Ｔｈ）とが一致する状態から一致しない状態に切り替わるタイミング（Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正から負に切り替わるゼロクロス点Ｑ）と、オン期間Ｔｖオン期間Ｔｈとが一致しない状態から一致する状態に切り替わるタイミング（Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負から正に切り替わるゼロクロス点Ｑ）の両方を検出する場合を例示したが、何れか一方のゼロクロス点Ｑを検出するようにしてもよい。例えば、電流ゼロクロス点推定部１４は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負から正に切り替わるゼロクロス点Ｑのみを検出してもよい。

上記実施の形態において、モータ５の種類は、ブラシレスＤＣモータに限定されない。また、モータ５は、３相に限られず、例えば単相のブラシレスＤＣモータであってもよい。また、所定の相がＵ相である場合を例にあげて説明しているが、これに限定されない。モータ５の駆動方式は、正弦波駆動に限定されるが、変調方式（二相、三相など）は限定しない。

上記実施の形態において、位置検出器６としてホール素子を用いる場合を例示したが、これに限られない。例えば、位置検出器６として、ホールＩＣ、エンコーダ、レゾルバなどを設け、それらの検出信号を位置検出信号としてモータ駆動制御装置１に入力してもよい。

また、上述のフローチャートは一例であって、これらに限定されるものではなく、例えば、各ステップ間に他の処理が挿入されていてもよいし、処理が並列化されていてもよい。

例えば以上の実施の形態では、回転方向判定部２０において、正回転方向と判定した場合は回転停止指令部１９には信号を出力していなかった。しかしながら、回転方向判定部２０において、正回転方向と判定した場合にも、その旨の信号を回転停止指令部１９に出力することとしてもよい。この場合、回転停止指令部１９は、受け取った信号がモータ５の逆回転を検出したことを示す信号であった場合のみＰＷＭ信号生成部１８に対し、回転停止指令信号Ｓ５を入力することとすればよい。

以上の実施の形態では、各種信号が閾値を超えたか、下回ったかによりエッジ検出を行っていたが、これに限定されない。信号のレベル変化は、電圧値そのもので判定する態様も含む。

１…モータ駆動制御装置、２…制御回路、３…駆動回路、４…相電圧検出回路、５…モータ、６…位置検出器、１１…駆動指令解析部、１２…目標点設定部、１３…相電圧入力部、１４…電流ゼロクロス点推定部、１５…位相調整指示部、１６…駆動制御信号生成部、１７…ＰＷＭ指令部、１８…ＰＷＭ信号生成部、１９…回転停止指令部、２０・・・回転方向判定部、２１…カウンタ、１００…モータユニット、Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ…コイル、Ｉｕ…Ｕ相のコイル電流、Ｓ１…目標回転速度、Ｓ２…位相調整指示信号、Ｓ３…操作量、Ｓｃ…駆動指令信号、Ｓｃｔ…ゼロクロス点検出信号、Ｓｈｕ…位置検出信号、Ｓｄ…駆動制御信号、Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌ…ＰＷＭ信号、ＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨ…ハイサイドスイッチ、ＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬ…ローサイドスイッチ、Ｖｕ…Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧、Ｖｖ…Ｖ相のコイルＬｖの駆動電圧、Ｖｗ…Ｗ相のコイルＬｗの駆動電圧、Ｖｄｄ…直流電圧、Ｓｔ…目標点情報信号、Ｓ４…逆回転判定信号、Ｓ５…回転停止指令信号、Ｐ…Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点、Ｑ…Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点。

Claims (8)

1. 少なくとも１相のコイルを有するモータを駆動するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号を生成する制御回路と、
   前記駆動制御信号に応じて、対応する相のコイルの通電方向を切り替える駆動回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   前記モータの所定の相のコイルに対応する位置に配置された１つの位置検出器により生成されるとともに、前記所定の相のコイルの誘起電圧に同期する位置検出信号に基づいて前記所定の相のコイル電流のゼロクロスの目標点を設定する目標点設定部と、
   前記ＰＷＭ信号の１周期毎の所定のタイミングで、前記所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出することによって前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する電流ゼロクロス点推定部と、
   前記目標点設定部によって設定された前記目標点と前記電流ゼロクロス点推定部によって推定された前記ゼロクロス点との位相差が所定の範囲内となるように、前記所定の相のコイル電流の位相調整を指示する位相調整指示信号を生成する位相調整指示部と、
   前記位相調整指示部によって生成された前記位相調整指示信号に基づいて、前記所定の相のコイル電流の位相調整をするための前記駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部と、
   前記位相調整が行われた後の前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点のタイミングと前記位置検出信号のレベル変化タイミングと前記目標点のタイミングとの比較結果に基づいて、前記モータの回転方向を判定する回転方向判定部とを有する
   モータ駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記回転方向判定部は、前記ＰＷＭ信号の１周期毎に、前記比較結果に基づく前記モータの回転方向の判定を行い、所定回数連続して前記モータが異常状態であると判断された場合、前記モータが逆回転状態であると判定する
   モータ駆動制御装置。
3. 請求項２に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記回転方向判定部は、前記位相調整の後の前記位置検出信号のレベル変化タイミングが前記目標点のタイミングと前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点のタイミングとの間に存在するとき、前記モータが前記異常状態であると判断する
   モータ駆動制御装置。
4. 請求項２または３に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記目標点設定部は、前記目標点のタイミングを前記位置検出信号のレベル変化タイミングよりも所定の第１電気角だけ進んだタイミングとなるように設定し、
   前記回転方向判定部は、前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点のタイミングが前記位置検出信号のレベル変化タイミングよりも所定の第２電気角だけ遅れたタイミングで検出したときに、前記モータが前記異常状態であると判断する
   モータ駆動制御装置。
5. 請求項２乃至４の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記回転方向判定部は、前記モータが前記逆回転状態であると判定したとき、前記モータが前記逆回転状態であることを示す逆回転判定信号を生成する
   モータ駆動制御装置。
6. 請求項５に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記駆動制御信号生成部は、
   回転速度の指令値と現在の回転速度に基づいて回転速度の設定値を決定するとともに、前記位相調整指示信号に基づいて位相の設定値を決定し、決定された、前記回転速度の設定値と前記位相の設定値とに基づいて前記駆動制御信号の操作量を生成するＰＷＭ指令部と、
   前記回転方向判定部から前記逆回転判定信号が入力すると、回転停止指令信号を出力する回転停止指令部と、
   前記回転停止指令信号を受け取ると、前記モータの回転を停止するための前記駆動制御信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、を備える
   モータ駆動制御装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置と、
   前記モータと、を備える
   モータユニット。
8. 少なくとも１相のコイルを有するモータを駆動するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号を生成する制御回路と、前記駆動制御信号に応じて、対応する相のコイルの通電方向を切り替える駆動回路と、を備えるモータ駆動制御装置によるモータ駆動制御方法であって、
   前記制御回路が、前記モータの所定の相のコイルに対応する位置に配置された１つの位置検出器により生成されるとともに、前記所定の相のコイルの誘起電圧に同期する位置検出信号に基づいて前記所定の相のコイル電流のゼロクロスの目標点を設定する第１ステップと、
   前記制御回路が、前記ＰＷＭ信号の１周期毎の所定のタイミングで、前記所定の相のコイル電流の電流方向の変化を検出することによって前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する第２ステップと、
   前記制御回路が、前記第１ステップにおいて設定された前記目標点と前記第２ステップにおいて推定された前記ゼロクロス点との位相差が所定の範囲内となるように、前記所定の相のコイル電流の位相調整を指示する位相調整指示信号を生成する第３ステップと、
   前記制御回路が、前記第３ステップにおいて生成した前記位相調整指示信号に基づいて、前記所定の相のコイル電流の位相調整をするための前記駆動制御信号を生成する第４ステップと、
   前記位相調整が行われた後の前記所定の相のコイル電流のゼロクロス点のタイミングと前記位置検出信号のレベル変化タイミングと前記目標点のタイミングとの比較結果に基づいて、前記モータの回転方向を判定する第５ステップと、を含む
   モータ駆動制御方法。

Images