JP6365334B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータの回転を制御するモータ制御装置に関するものである。

特許文献１に示されるように、位相可変機構を介してクランク軸およびカム軸と出力軸の連結されたモータと、モータの回転角信号を出力するモータ回転角センサと、を備える内燃機関の可変バルブタイミング制御装置が知られている。この内燃機関の可変バルブタイミング制御装置は、クランク軸に対するカム軸の実位相差（実カム軸位相）と目標とする目標カム軸位相とを演算し、両者の偏差とエンジン回転速度に基づいて目標モータ回転速度を演算するＥＣＵを有する。また内燃機関の可変バルブタイミング制御装置は、上記の偏差を小さくするようにモータの回転数をフィードバック制御するＥＤＵも有する。

特開２０１３−２４０６５号公報

上記したように特許文献１に示される内燃機関の可変バルブタイミング制御装置はモータ回転角センサを有するが、このようなセンサとしては、ホール素子を採用することができる。少なくとも３つのホール素子が電気角で１２０°異なるようにモータのロータの近くに設けられ、位相が１２０°異なるセンサ信号を出力する。この３つのセンサ信号が上記のＥＣＵ（モータ制御部）に入力され、モータ制御部は３つのセンサ信号に基づいてモータの実回転数と回転方向とを算出する。ところでこのような構成の場合、モータ制御部とモータ回転角センサとを接続する信号線の数が多い、という問題がある。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、モータ制御部に接続される信号線の数が低減されたモータ制御装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するための開示された発明の１つは、モータの回転状態を電気信号に変換する複数のセンサ素子（７１〜７３）と、
複数のセンサ素子それぞれから出力されるセンサ信号に基づいてモータの回転方向と回転角度とを検出する回転検出部（８０）と、
回転検出部によって検出された回転方向と回転角度とに基づいて、モータの回転を制御するモータ制御部（１０）と、を有し、
回転検出部は、複数のセンサ信号に基づいて、モータが所定角度だけ回転する毎に、回転方向を示す方向信号と回転角度を示す角度信号の含まれた回転信号を生成し、
回転信号が１つの回転信号線（９４）を介して回転検出部からモータ制御部へと出力される。

これによれば、モータ制御部にセンサ素子が接続される構成と比べて、モータ制御部に接続される信号線の数が低減される。

開示された他の発明の１つは、モータは、出力軸が固定されるロータ（２１０）と、電流が流れることでロータに回転トルクを発生させるステータコイル（２２３〜２２６）と、を有し、
モータ制御部は、ステータコイルに電流を流すインバータ（４０）と、インバータを構成する複数のスイッチング素子（４１〜４６）を開閉制御するための制御信号を生成してスイッチング素子に出力することで、ステータコイルに流れる電流を制御するインバータ制御部（２０，３０）と、を有し、
回転検出部は、複数のセンサ信号に基づいてモータが所定角度だけ回転する毎にモータの回転角度を検出し、複数のセンサ信号の示すモータの実際の回転角度からモータの回転方向に所定角度だけ回転した時の予測回転角度を回転信号に含ませており、
インバータ制御部は、回転信号に含まれる予測回転角度に対応する制御信号の関係を記憶しており、回転信号に含まれる予測回転角度を読み込んだ後、その読み込んだ予測回転角度に対応する制御信号を上記の関係に基づいて複数のスイッチング素子に出力する。

上記のようにインバータ制御部（２０，３０）は回転信号を読み込んだ後にインバータ（４０）を制御する。インバータ制御部（２０，３０）が回転信号を読み込む間に、モータ（２００）は所定角度だけ回転する。そのためインバータ制御部（２０，３０）が実際にインバータ（４０）を制御しようとする際のモータ（２００）の回転角度は、回転信号を生成した時の回転角度から、モータ（２００）がその回転方向に所定角度だけ回転した時の回転角度となる。そこで上記発明の回転検出部（８０）は、モータ（２００）が現在の回転角度からその回転方向に所定角度だけ回転した後の予測回転角度を回転信号に含ませる。これによりインバータ制御部（２０，３０）がインバータ（４０）を制御しようとする際のモータ（２００）の回転角度と、回転信号に含まれる予測回転角度とが一致する。以上により、インバータ制御部（２０，３０）はモータ（２００）の実際の回転角度に応じてインバータ（４０）を制御することで、モータ（２００）の回転を制御することができる。

なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。

第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。 モータの概略構成を示す断面図である。 回転角センサの配置を説明するための断面図である。 インバータとステータコイルの概略構成を示す回路図である。 センサ信号、参考信号、回転信号、復元センサ信号、および、制御信号の関係を示すタイミングチャートである。 同期信号を示す図表である。 実際の回転角度に対するセンサ信号、位置信号、予測回転角度、および、復元センサ信号の関係を示す図表である。 位置信号Ｉ〜ＶＩを示す図表である。 回転角度とセンサ信号および復元センサ信号の関係を示す図表である。 回転角度と制御信号の関係を示す図表である。 回転角センサとステータコイルとの位置関係を示すモータの断面図である。 ロータの回転角度に対するホール素子と磁石との配置関係を示す図表である。 回転検出部の概略構成を示すブロック図である。 モータの回転停止時におけるセンサ信号、参考信号、回転信号、および、制御信号を説明するためのタイミングチャートである。 位置信号の異常を示すタイミングチャートである。 同期信号の異常を示すタイミングチャートである。 マスクの異常を示すタイミングチャートである。 実回転方向の逆転時の通電パターンの切り換えタイミングを示すタイミングチャートである。 信号処理部の処理を示すフローチャートである。 信号処理部の処理を示すフローチャートである。 信号処理部の処理を示すフローチャートである。 信号処理部の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図２２に基づいて、本実施形態に係るモータ制御装置を説明する。なお図１ではモータ制御装置１００の他に、モータ２００、内燃機関３００、バルブタイミング変換部３１０、カム角センサ３４０、および、クランク角センサ３５０を図示している。そして図２、図３、図１１、および、図１２それぞれでは後述する電気角を括弧つきで図示し、回転角センサ７０にハッチングを施している。また図１２では煩雑と成ることを避けるために符号を省略し、回転状態を明りょうとするために後述の永久磁石２１２の１つのＮ極にハッチングを施している。また、記述が細かくなった結果、参考信号と回転信号とが不明瞭となることを避けるため、図５、および、図１３〜図１８では同期信号と位置信号とにハッチングを施して表している。

モータ制御装置１００はモータ２００の回転を制御することで、内燃機関３００のカムシャフト３２０とクランクシャフト３３０の位相差（以下、カム位相と示す）を制御するものである。図１に示すようにモータ制御装置１００は３つのステータ線９１〜９３を介してモータ２００と電気的に接続され、モータ２００はバルブタイミング変換部３１０を介して内燃機関３００と機械的に連結されている。以下においては先ずモータ２００、バルブタイミング変換部３１０、および、内燃機関３００を説明した後、モータ制御装置１００について詳説する。

図２に示すようにモータ２００は出力軸を持つロータ２１０、および、ロータ２１０の周りに設けられたステータ２２０を有する。ロータ２１０は円柱形状の鉄芯２１１と、この鉄芯２１１に埋め込まれた永久磁石２１２と、を有する。本実施形態では永久磁石２１２のＮ極とＳ極とが交互に隣接するように鉄芯２１１の軸周りに等間隔で埋め込まれており、隣り合うＮ極とＳ極の隣接間隔が４５°になっている。これにより複数の永久磁石２１２にて発生される磁束はロータ２１０が９０°回転する毎に周期的に変化し、機械角９０°に対して電気角が３６０°になっている。この永久磁石２１２から発せられる磁束が後述の回転角センサ７０にて検出される。

これに対してステータ２２０は円筒形状のケース２２１と、このケース２２１の内周面に設けられた突極２２２と、突極２２２に巻き回されたステータコイル２２３と、を有する。ケース２２１の内周面に１２個の突極２２２が等間隔で設けられ、２つの突極２２２の最短隣接間隔がロータ２１０の軸周りにて機械角で３０°（電気角で１２０°）になっている。ステータコイル２２３としては図４に示すようにＵ相ステータコイル２２４、Ｖ相ステータコイル２２５、Ｗ相ステータコイル２２６を有する。上記した１２個の突極２２２にＵ相ステータコイル２２４、Ｖ相ステータコイル２２５、Ｗ相ステータコイル２２６が順に隣接するように巻き回され、それぞれ隣接間隔が機械角で９０°（電気角で３６０°）の関係にある４つの突極２２２に巻き回されている。３つのステータコイル２２４〜２２６は図４に示すようにＹ結線され、それぞれ対応するインバータ４０の２つのスイッチの中点に結線されている。例えば図４に示すスイッチ４１，４４がオン状態になるとステータコイル２２４，２２５が電源のプラス端子とマイナス端子とに接続され、ステータコイル２２４，２２５に電流が流れる。この電流の流動によってステータコイル２２４，２２５から磁束が発生され、この磁束がロータ２１０の永久磁石２１２に作用することでロータ２１０に回転トルクが発生する。これによりモータ２００の出力軸が自立回転する。

上記したモータ２００の出力軸はバルブタイミング変換部３１０を介してカムシャフト３２０と連結されている。そしてバルブタイミング変換部３１０はチェーンを介してクランクシャフト３３０と連結されている。内燃機関３００の駆動によってクランクシャフト３３０が回転し始めると、それに伴ってバルブタイミング変換部３１０とともにカムシャフト３２０とモータ２００の出力軸も回転し始める。この回転によってカムシャフト３２０のカムジャーナルに設けられたカムロブが回転する。カムロブの回転により吸気弁と排気弁が燃焼室に対して上下動し、吸気弁にて燃焼室への吸気が行われ、排気弁にて燃焼室からの排気が行われる。

内燃機関３００が例えば４サイクルエンジンの場合、吸気弁若しくは排気弁に対応するカムシャフト３２０のカムロブは、クランクシャフト３３０が２回転すると１回転する。通常、吸気弁と排気弁の位相はカムシャフト３２０の回転角度で換算するとおよそ１８０°ずれている。この位相差は、上記したカム位相をモータ制御装置１００、モータ２００、および、バルブタイミング変換部３１０によって制御することで調整可能となっている。

図示しないがバルブタイミング変換部３１０は上記したチェーンを介して伝達されるクランクシャフト３３０の回転トルクをカムシャフト３２０に伝達しつつ、カムシャフト３２０をクランクシャフト３３０に対して相対的に回転させる遊星歯車機構を有する。バルブタイミング変換部３１０は上記したチェーンが連結される環状のリングギヤ、および、リングギヤの中に設けられた円盤状のピニオンギヤとバルブギヤを有する。リングギヤはチェーンを介してクランクシャフト３３０に連結され、バルブギヤはカムシャフト３２０に連結されている。そしてピニオンギヤはモータ２００の出力軸に連結されている。リングギヤの内側面に歯が形成され、ピニオンギヤおよびバルブギヤそれぞれの外側面に歯が形成されている。このリングギヤの内側面の歯とピニオンギヤの歯とが噛み合わさり、ピニオンギヤの歯とバルブギヤの歯とが噛み合わさっている。したがってクランクシャフト３３０が回転するとその回転トルクがチェーンを介してリングギヤに伝達され、これによってリングギヤが回転する。するとピニオンギヤがバルブギヤの周りを公転し、これによってバルブギヤが回転する。この結果、クランクシャフト３３０とともにカムシャフト３２０が回転する。

カムシャフト３２０におけるクランクシャフト３３０との位相差（カム位相）を維持する場合、モータ制御装置１００はモータ２００によってピニオンギヤを自転させずにバルブギヤの周りを公転させることで、バルブギヤとリングギヤとを同一の速さで回転させる。しかしながらカム位相を進角若しくは遅角する場合、モータ制御装置１００はモータ２００によってピニオンギヤを自転させつつバルブギヤの周りを公転させることで、バルブギヤをリングギヤに対して相対的に回転させる。モータ２００の出力軸がクランクシャフト３３０よりも速く公転するとカム位相が進角され、出力軸がクランクシャフト３３０よりも遅く公転するとカム位相が遅角される。進角若しくは遅角によってカム位相が目標とする位相に到達すると、モータ２００の出力軸をリングギヤと同一の速さで公転させる。これによって調整後のカム位相が維持される。このモータ２００によるカム位相制御によって、吸気タイミングと排気タイミングが調整される。

図１に示すようにモータ２００には回転角センサ７０が設けられ、内燃機関３００にはカム角センサ３４０とクランク角センサ３５０が設けられている。回転角センサ７０によってモータ２００の回転状態を示すセンサ信号が検出され、カム角センサ３４０とクランク角センサ３５０によってカムシャフト３２０の回転角度とクランクシャフト３３０の回転角度が検出される。モータ制御装置１００はセンサ信号に基づいてモータ２００の回転角度を算出し、カムシャフト３２０の回転角度とクランクシャフト３３０の回転角度とに基づいて内燃機関３００の回転数を算出する。モータ制御装置１００は算出した内燃機関３００の回転数とモータ２００の回転角度とに基づいてモータ２００を制御する。こうすることでモータ制御装置１００はカム位相制御を行う。

なおカム位相制御を行うためには上記した目標とする位相を算出しなくてはならない。この目標とする位相は、ユーザーのアクセル踏込量を示すアクセル開度センサや内燃機関３００の吸入空気量を計測するエアフローメータなどの車両の走行状態を示す各種センサ信号に基づいて、モータ制御装置１００にて算出される。以下、モータ制御装置１００について詳説する。

図１に示すようにモータ制御装置１００は、コントロールユニット１０とアクチュエータユニット６０を有する。コントロールユニット１０は電子制御部２０、ドライバ３０、および、電源回路５０を有し、これらが１つのケース内に収納されている。そしてアクチュエータユニット６０は回転角センサ７０、回転検出部８０、および、信号保持タイマ９０を有し、これらが１つのケース内に収納されている。アクチュエータユニット６０のケース内にはモータ２００も収納されており、コントロールユニット１０はステータ線９１〜９３を介してモータ２００と電気的に接続され、信号線９４〜９６を介してアクチュエータユニット６０と電気的に接続されている。ステータ線９１〜９３を介してコントロールユニット１０からモータ２００へとモータ２００の回転を制御するための回転電流が出力される。そして回転信号線９４を介してアクチュエータユニット６０からコントロールユニット１０へとモータ２００の回転状態を示す回転信号が出力される。また電源信号線９５，９６を介してコントロールユニット１０からアクチュエータユニット６０へと電源電圧が供給される。コントロールユニット１０が特許請求の範囲に記載のモータ制御部に相当し、電子制御部２０とドライバ３０とによって特許請求の範囲に記載のインバータ制御部が構成されている。

電子制御部２０は回転トルクの増減方向、回転トルク量、および、モータ２００の回転方向それぞれを定めるための信号として、ＰＷＭ駆動信号、トルク方向信号、および、復元センサ信号を生成し、これらをドライバ３０に出力するものである。なお復元センサ信号とは、後述するように回転信号に基づいて復元されるセンサ信号である。ドライバ３０は電子制御部２０から入力される上記の各種信号に基づいてインバータ４０を制御するものである。インバータ４０は図４に示すようにスイッチ４１〜４６を有し、これらがドライバ３０によって開閉制御されることでモータ２００のステータコイル２２４〜２２６に回転電流を流すものである。電源回路５０はアクチュエータユニット６０に電源電圧を供給するものである。

回転角センサ７０はセンサ素子として複数のホール素子７１〜７３を有するものである。ホール素子７１〜７３それぞれはモータ２００の回転角度および回転方向に応じたアナログの検知信号を生成するものである。図示しないが回転角センサ７０はホール素子７１〜７３から出力されるアナログの検知信号をデジタルのセンサ信号に変換するためのＡＤ変換部を有する。したがって回転角センサ７０にて生成された３つのセンサ信号が回転検出部８０に入力される。回転検出部８０は３つのセンサ信号に基づいて回転信号を生成し、その回転信号を電子制御部２０に出力するものである。信号保持タイマ９０は、後述するようにモータ２００の回転が停止した状態においても上記の回転信号を回転検出部８０から電子制御部２０へ出力させるためのものである。以下、ユニット１０，６０それぞれの構成要素について個別に説明する。

電子制御部２０は、信号処理部２１、カム位相制御部２２、モータ回転数制御部２３、および、回転数計測タイマ２４を有する。信号処理部２１には図５に示す回転信号が回転検出部８０から入力される。回転信号にはマスク、同期信号、および、位置信号が含まれている。マスクは矩形信号であり、同期信号にはモータ２００の回転方向が含まれている。そして位置信号にはモータ２００の回転角度に基づく予測回転角度が含まれている。この予測回転角度については後で詳説する。

図６に示すように同期信号としては、モータ２００が正転している場合と逆転している場合の２種類がある。同期信号には３つのパルスが含まれており、１つ目のパルスと２つ目のパルスの間隔αが正転時と逆転時とでは異なっている。この同期信号の生成については後述するが、信号処理部２１は図５に示すマスクの立ち下がりエッジを検出すると、その後に入力される同期信号の１つ目と２つ目のパルスの入力間隔αを検出する。この入力間隔αがα１の場合に信号処理部２１はモータ２００が正転していると判定し、α２の場合にモータ２００が逆転していると判定する。信号処理部２１は回転方向を検出すると、その情報をモータ回転数制御部２３に出力する。

図６に示すように正転と逆転それぞれにおいても同期信号に含まれる１つ目のパルスと３つ目のパルスの間隔βは同一で一定である。また図５に示すようにマスクの立ち下がりエッジから同期信号の終わり（同期信号の３つ目のパルスの立ち下がりエッジ）までの間隔γも一定である。そこで信号処理部２１は間隔β，γに基づいて、同期信号が正常か否かも検出する。

図７および図８に示すように位置信号は、ロータ２１０の６つの回転角度範囲に対応して６種類ある。この位置信号の生成については後述するが、位置信号はロータ２１０の回転角度に応じたパルス信号である。信号処理部２１は位置信号に含まれるパルスの数を検出し、その数に応じて３つのセンサ信号を復元する。そしてこれら３つの復元されたセンサ信号をドライバ３０に出力する。また信号処理部２１は回転数計測タイマ２４を用いて、マスクの立ち下がりエッジ間隔を検出する。こうすることで信号処理部２１はモータ２００の現在の回転数（現在回転数）を算出し、それをカム位相制御部２２とモータ回転数制御部２３それぞれに出力する。なお、単位計測時間当たりに入力されるマスクの立ち下がりエッジのカウント数に基づいて現在回転数を算出してもよい。信号処理部２１の具体的な処理については後で詳説する。

カム位相制御部２２は上記した車両の走行状態を示す各種センサ信号や内燃機関３００の回転数、および、信号処理部２１から出力される現在回転数に基づいて目標とするモータ２００の回転数（目標回転数）を決定するものである。カム位相制御部２２は上記の各種センサ信号に基づいて、車両の走行状態に適合する目標と成るカム位相を算出する。次いでカム位相制御部２２は、この目標とするカム位相とするための回転数（目標回転数）を算出し、この目標回転数を含めた指示信号をモータ回転数制御部２３に出力する。

モータ回転数制御部２３は指示信号に含まれる目標回転数、および、信号処理部２１から入力される現在回転数と回転方向に基づいてトルクの増減方向（トルク方向）とその発生量とを決定するものである。モータ回転数制御部２３は目標回転数が現在回転数よりも高い場合、回転トルクの増減方向をモータ２００の回転が促進される方向にすることを決定する。その反対に目標回転数が現在回転数よりも低い場合、モータ回転数制御部２３は回転トルクの発生方向をモータ２００の回転が妨げられる方向にすることを決定する。またモータ回転数制御部２３は目標回転数と現在回転数との乖離幅に基づいてトルクの発生量を算出し、モータ２００が電気角で６０°回転する間に後述の下段スイッチ４２，４４，４６それぞれをオン状態とする時間（デューティ比）を算出する。

モータ回転数制御部２３はトルク方向を示す信号としてトルク方向信号と、デューティ比を決定する信号としてＰＷＭ駆動信号を生成する。トルク方向信号はモータ２００の回転方向とトルク方向とが一致する場合（回転が促進される方向の場合）にＬｏレベル、その反対に両者が相違する場合（回転が阻害される方向の場合）にＨｉレベルの信号である。ＰＷＭ駆動信号はパルス周期が一定で、そのパルス幅が下段スイッチ４２，４４，４６それぞれのオン時間に依存するパルス信号である。目標回転数と現在回転数との乖離が大きくなるとＰＷＭ駆動信号のパルス幅が長くなり、目標回転数と現在回転数との乖離が小さくなるとＰＷＭ駆動信号のパルス幅が短くなる。モータ回転数制御部２３はこれら２つの信号をドライバ３０に出力する。

ドライバ３０は信号処理部２１にて復元されたセンサ信号、および、モータ回転数制御部２３から入力されるトルク方向信号とＰＷＭ駆動信号それぞれに基づいてインバータ４０を制御する。ドライバ３０は図９に示す回転角度と復元センサ信号との関係、および、図１０に示す回転角度と制御信号との関係を記憶しており、これらの関係と復元センサ信号とに基づいてインバータ４０に制御信号を出力する。またドライバ３０は時間経過にともなって３つの復元センサ信号の電圧レベルがどのように変化したかを判定する。例えば図９に示すように復元Ｕ相センサ信号、復元Ｖ相センサ信号、復元Ｗ相センサ信号の電圧レベルがＬｏ，Ｌｏ，ＨｉからＨｉ，Ｌｏ，Ｈｉへと変化した場合、ドライバ３０はモータ２００が正転していると判定する。これとは異なり、復元Ｕ相センサ信号、復元Ｖ相センサ信号、復元Ｗ相センサ信号の電圧レベルがＬｏ，Ｌｏ，ＨｉからＬｏ，Ｈｉ，Ｈｉへと変化した場合、ドライバ３０はモータ２００が逆転していると判定する。このようにドライバ３０は、図９に示す３つの復元センサ信号の電圧レベルの組み合わせが時間経過に伴って実線矢印で示すように左から右へと変化する場合にモータ２００は正転していると判定する。それとは逆にドライバ３０は、図９に示す３つの復元センサ信号の電圧レベルの組み合わせが時間経過に伴って破線矢印で示すように右から左へと変化する場合にモータ２００は逆転していると判定する。

ドライバ３０は上記したようにロータ２１０の現在の回転方向（実回転方向）を検出すると、その実回転方向とトルク方向信号に含まれる回転トルクの増減方向（トルク方向）とを比較する。ドライバ３０は実回転方向とトルク方向の両者が一致する場合（回転を促進する方向の場合）に回転トルクの発生量が増加するようにインバータ４０の駆動を制御する。具体的に言えば、例えばモータ２００が正転している場合、図１０に示すように制御信号をＩからＶＩへと順次変化させる。こうすることで出力軸の回転が促進されて回転速度が速くなる。またドライバ３０は実回転方向とトルク方向の両者が相違する場合（回転を妨げる方向の場合）に回転トルクの発生量が減少するようにインバータ４０の駆動を制御する。具体的に言えば、例えばモータ２００が正転していて、制御信号Ｉを出力していた場合、そこから回転角度で１８０°進んだ（遅れた）制御信号ＶＩを出力する。そしてその後に制御信号をＶＩからＶＩ、そしてＩからＶＩへと順次変化させる。こうすることでトルクの発生方向が実回転方向とトルク方向の両者が一致する場合とは反対となり、出力軸の回転が妨げられて回転速度が遅くなる。なお出力軸を逆転させる場合、制御信号をＶＩからＩへと順次逆向きに変化させる。

図１０に記号Ｐで示すようにドライバ３０は下段スイッチ４２，４４，４６をオンオフ制御するが、それはＰＷＭ駆動信号のパルス周期およびパルス幅それぞれに基づいて行われる。下段スイッチ４２，４４，４６それぞれが断続的にオン状態となる周期はＰＷＭ駆動信号のパルス周期に依存し、そのオン時間はＰＷＭ駆動信号のパルス幅に依存する。したがってＰＷＭ駆動信号のパルス幅が長くなると下段スイッチ４２，４４，４６のオン時間が長くなり、ＰＷＭ駆動信号のパルス幅が短くなると下段スイッチ４２，４４，４６のオン時間が短くなる。オン時間が長くなるとトルクの発生量が増大し、それによってモータ２００の回転を促進若しくは妨げる量が増大する。

以上示したように、目標回転数と現在回転数、回転方向、および、トルク方向とに基づいてドライバ３０がインバータ４０の駆動を制御する。こうすることで、モータ２００の回転数が目標回転数に一致するように回転電流がステータコイル２２４〜２２６に流れ、カム位相が進角、遅角、若しくは、維持される。

インバータ４０は図４に示すようにステータコイル２２４〜２２６それぞれに対応するスイッチ４１〜４６を有している。本実施形態においてスイッチ４１〜４６はそれぞれＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、特許請求の範囲に記載のスイッチング素子に相当する。電源のプラス端子からマイナス端子に向かってＵ相スイッチ４１，４２、Ｖ相スイッチ４３，４４、および、Ｗ相スイッチ４５，４６それぞれが直列接続され、これら対を成す２つのスイッチが並列接続されている。そしてＵ相スイッチ４１，４２の中点にＵ相ステータコイル２２４の一端が接続され、Ｖ相スイッチ４３，４４の中点にＶ相ステータコイル２２５の一端が接続され、Ｗ相スイッチ４５，４６の中点にＷ相ステータコイル２２６の一端が接続されている。これらステータコイル２２４〜２２６それぞれの他端が互いに結線され、ステータコイル２２４〜２２６がＹ結線されている。

ドライバ３０から制御信号Ｉ〜ＶＩの内の１つが出力されると、図１０に記号Ｈｉで示すように３つの上段スイッチ４１，４３，４５の内の１つがオン状態とされ、図１０に記号Ｐで示すように３つの下段スイッチ４２，４４，４６の内の１つが断続的にオン状態とされる。これにより電源のプラス端子側に接続された上段スイッチ４１，４３，４５が順次オン状態とされ、電源のマイナス端子側に接続された下段スイッチ４２，４４，４６が順次断続的にオン状態とされる。こうすることで３つのステータコイル２２４〜２２６の内の２つが電源のプラス端子とマイナス端子とに断続的に直列接続され、ステータコイルに回転電流が断続的に流れる。この結果回転トルクがロータ２１０に断続的に発生し、モータ２００の出力軸が回転する。

上記したように回転角センサ７０は３つのホール素子７１〜７３を有するが、図２に示すようにこれら３つのホール素子７１〜７３はロータ２１０の永久磁石２１２の上方に位置している。またこれも上記したように永久磁石２１２にて発生される磁束はロータ２１０が機械角で９０°（電気角で３６０°）回転する毎に周期的に変化する。そのためロータ２１０が機械角で９０°（電気角で３６０°）回転すると、３つのホール素子７１〜７３それぞれを透過する磁束の向きが反転する。図２および図３に示すように３つのホール素子７１〜７３はロータ２１０の軸周りにおいて機械角で隣接角度３０°（電気角で１２０°）で設けられている。これにより３つのホール素子７１〜７３を透過する永久磁石２１２の磁束は電気角で１２０°ずれており、３つのホール素子７１〜７３から出力される検知信号の位相も１２０°ずれている。そして図１１に示すように３つのホール素子７１〜７３の内の真ん中に位置する第２ホール素子７２は、自身に最も近いＷ相ステータコイル２２６と機械角で７．５°（電気角で３０°）ずれるように配置されている。以下においては特に断わらない限り、回転角度を電気角で表す。

以上のホール素子７１〜７３の配置構成により、図１２の（ａ）に示すように磁石２１２のＮ極がＶ相ステータコイル２２５と対向している状態において第２ホール素子７２がＮ極とＳ極との間に位置する。この場合ホール素子７１，７３それぞれの電圧レベルは変化しないが、第２ホール素子７２の電圧レベルは変化する。これは図５に示す時間ｔ１で生じ、その回転角度は０°である。その後、ロータ２１０の回転角度が６０°になるまでは３つのセンサ信号の電圧レベルが一定となる。すなわち図５に示す時間ｔ２までは電圧レベルが変化しない。

図１２の（ｂ）に示すように磁石２１２のＮ極がステータコイル２２５，２２６の間と対向している状態において第１ホール素子７１がＮ極とＳ極との間に位置する。この場合ホール素子７２，７３それぞれの電圧レベルは変化しないが、第１ホール素子７１の電圧レベルは変化する。これは図５に示す時間ｔ２で生じ、その回転角度は６０°である。その後、ロータ２１０の回転角度が１２０°になるまでは３つのセンサ信号の電圧レベルが一定となる。すなわち図５に示す時間ｔ３までは電圧レベルが変化しない。

図１２の（ｃ）に示すように磁石２１２のＮ極がＷ相ステータコイル２２６と対向している状態において第３ホール素子７３がＮ極とＳ極との間に位置する。この場合ホール素子７１，７２それぞれの電圧レベルは変化しないが、第３ホール素子７３の電圧レベルは変化する。これは図５に示す時間ｔ３で生じ、その回転角度は１２０°である。その後、ロータ２１０の回転角度が１８０°になるまでは３つのセンサ信号の電圧レベルが一定となる。すなわち図５に示す時間ｔ４までは電圧レベルが変化しない。

図１２の（ｄ）に示すように磁石２１２のＮ極がステータコイル２２４，２２６の間と対向している状態において第２ホール素子７２がＮ極とＳ極との間に位置する。この場合ホール素子７１，７３それぞれの電圧レベルは変化しないが、第２ホール素子７２の電圧レベルは変化する。これは図５に示す時間ｔ４で生じ、その回転角度は１８０°である。その後、ロータ２１０の回転角度が２４０°になるまでは３つのセンサ信号の電圧レベルが一定となる。すなわち図５に示す時間ｔ５までは電圧レベルが変化しない。

図１２の（ｅ）に示すように磁石２１２のＮ極がＵ相ステータコイル２２４と対向している状態において第１ホール素子７１がＮ極とＳ極との間に位置する。この場合ホール素子７２，７３それぞれの電圧レベルは変化しないが、第１ホール素子７１の電圧レベルは変化する。これは図５に示す時間ｔ５で生じ、その回転角度は２４０°である。その後、ロータ２１０の回転角度が３００°になるまでは３つのセンサ信号の電圧レベルが一定となる。すなわち図５に示す時間ｔ６までは電圧レベルが変化しない。

最後に図１２の（ｆ）に示すように磁石２１２のＮ極がステータコイル２２４，２２５の間と対向している状態において第３ホール素子７３がＮ極とＳ極との間に位置する。この場合ホール素子７１，７２それぞれの電圧レベルは変化しないが、第３ホール素子７３の電圧レベルは変化する。これは図５に示す時間ｔ６で生じ、その回転角度は３００°である。その後、ロータ２１０の回転角度が３６０°（０°）になるまでは３つのセンサ信号の電圧レベルが一定となる。すなわち図５に示す時間ｔ７までは電圧レベルが変化しない。

回転検出部８０は上記の３つのセンサ信号に基づいて回転信号を生成するものである。回転検出部８０は図１３に示すように、エッジ検出部８１、角度方向判定部８２、位置信号生成部８３、マスク生成部８４、および、信号合成部８５を有する。エッジ検出部８１には上記した３つのセンサ信号が入力される。これら３つのセンサ信号の内の１つは、上記したようにロータ２１０の回転角度が６０°進む毎に電圧レベルが変化する。エッジ検出部８１はこの３つのセンサ信号のパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジそれぞれを検出する度に１つのパルス（トリガ信号）を生成し、それを位置信号生成部８３とマスク生成部８４それぞれに出力する。以上によりロータ２１０が回転角度で６０°進む毎にトリガ信号が位置信号生成部８３とマスク生成部８４それぞれに入力される。

角度方向判定部８２は３つのセンサ信号に基づいてモータ２００の回転角度と回転方向とを検出するものである。角度方向判定部８２は図９に示すセンサ信号と回転角度との関係を記憶しており、この記憶と３つのセンサ信号とに基づいて回転角度を検出する。また角度方向判定部８２は信号処理部２１と同様にして、図９の関係と３つのセンサ信号の電圧レベルの変化パターンに基づいてモータ２００の実回転方向を検出する。角度方向判定部８２は回転角度を示す角度信号、および、回転方向を示す方向信号それぞれを位置信号生成部８３に出力する。

位置信号生成部８３は角度信号と方向信号とに基づいて同期信号と位置信号を生成し、トリガ信号が入力されるとそれを信号合成部８５に出力するものである。位置信号生成部８３は方向信号を読み込み、方向信号に含まれるモータ２００の回転方向を検出する。また位置信号生成部８３は角度信号を読み込み、その回転角度を検出する。そして位置信号生成部８３は検出した回転角度を、モータ２００の回転方向に回転角センサ７０の回転角度分解能分だけ（６０°だけ）進めた予測回転角度を検出する。位置信号生成部８３はトリガ信号が入力されると、図６に示す回転方向の含まれた同期信号と図８に示す予測回転角度の含まれた位置信号を順に出力する。

例えば位置信号生成部８３が上記したように予測回転角度ではなく角度信号に基づいて位置信号を生成した場合、図５に示す参考信号が回転検出部８０から出力される。しかしながら上記したように位置信号生成部８３は予測回転角度を位置信号に含ませるため、図５に斜線矢印で示すように参考信号よりも６０°だけ位相の進んだ回転信号が回転検出部８０から信号処理部２１に出力される。図７に示すように予測回転角度はロータ２１０の実際の回転角度よりも６０°進んだ角度となっている。したがって図８の（ａ）〜（ｆ）の位置信号を信号処理部２１が順に検出した場合、図５および図７に示す３つの復元センサ信号を生成し、それをドライバ３０に出力する。ドライバ３０は上記したように図９および図１０の関係に基づいて制御信号Ｉ〜ＶＩを順に出力する。

マスク生成部８４は同期信号の検出タイミングを決定し、実回転数を計測するためのマスクを生成するものである。マスク生成部８４はトリガ信号が入力されない限り、Ｈｉレベルの信号を出力し続ける。しかしながらトリガ信号が入力されると、マスク生成部８４は所定時間だけ出力信号の電圧レベルをＬｏレベルに下げる。このＬｏレベルに下げる時間は、同期信号と位置信号が位置信号生成部８３から順次出力され終わるまでに要する時間よりも長く設定される。

信号合成部８５はマスク生成部８４から入力されるマスクと位置信号生成部８３から入力される同期信号と位置信号を合成し、回転信号を生成するものである。具体的に言えば信号合成部８５はＯＲゲートであり、マスクの電圧レベルがＬｏレベルの時に同期信号と位置信号が信号合成部８５からマスクとともに出力される。

以上の構成により、３つのセンサ信号の内の１つの電圧レベルが変化する毎に回転検出部８０から回転信号が順次出力される。換言すれば、モータ２００が６０°回転する毎に回転検出部８０から回転信号が順次出力される。

なお、モータ２００が回転を停止した場合、センサ信号の電圧レベルは一定となり、エッジ検出部８１にはセンサ信号のパルスの立ち上がりエッジや立ち下がりエッジが入力されなくなる。この場合エッジ検出部８１からトリガ信号が出力されなくなり、信号合成部８５からはＨｉレベルの信号が回転信号として出力され続けることとなる。この結果電子制御部２０にて回転角度を検出することができなくなり、インバータ４０の駆動を制御することができなくなる。そこで本実施形態に係る回転検出部８０では、図１３に示すように信号保持タイマ９０からエッジ検出部８１へとパルス信号が出力される構成となっている。信号保持タイマ９０は時間を計測し、その計測時間が閾値時間（例えば５０ｍｓ）を超えるとパルスをエッジ検出部８１へと出力するものである。エッジ検出部８１は３つのセンサ信号に含まれるパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを検出する毎にトリガ信号を生成して出力するが、このトリガ信号は信号保持タイマ９０にも入力される。信号保持タイマ９０はトリガ信号が入力されると計測時間をリセットし、再び時間を計測することを始める。モータ２００が回転し、センサ信号の電圧レベルが変化している場合、信号保持タイマ９０の計測時間が閾値時間を超えることは無く、信号保持タイマ９０からパルスがエッジ検出部８１に入力されることはない。しかしながら上記したようにモータ２００が回転を停止した場合、計測時間がリセットされないため、信号保持タイマ９０からエッジ検出部８１へと閾値時間経過毎にパルスが出力される。したがって閾値時間経過毎にエッジ検出部８１からトリガ信号が出力され、信号合成部８５から回転信号が出力される。これによりモータ２００の停止時においても回転方向と予測回転角度を含む回転信号が電子制御部２０に定期的に出力される。これによって電子制御部２０はモータ２００の停止時においてもインバータ４０の駆動を制御することが可能となっている。

次に、信号処理部２１の状態判定を図１４〜図１８に基づいて説明する。そしてその後に信号処理部２１の具体的な処理フローを図１９〜図２２に基づいて説明する。上記したようにモータ２００が回転を停止した場合、信号保持タイマ９０によって定期的にパルスが出力される。そのため同期信号と位置信号を含む回転信号が定期的に回転検出部８０から信号処理部２１に出力される。しかしながらモータ２００は回転していないため、定期的に出力される回転信号に含まれる位置信号は図１４にハッチングで示すように同一となる。したがって信号処理部２１は順次入力される回転信号に含まれる位置信号が同一の場合、モータ２００は回転を停止していると判定する。

モータ２００が正転している場合、回転信号に含まれる位置信号は、図８の（ａ）から（ｆ）へと向かって順に変化することが期待される。しかしながら図１５にて破線で囲って示すように次に来ることが期待される位置信号が回転信号に含まれていない場合、この回転信号を出力するセンサ部位（回転角センサ７０、回転検出部８０、および、回転信号線９４の少なくとも１つ）に異常が生じた可能性がある。したがって信号処理部２１は次に来ることが期待される位置信号を検出しなかった場合、センサ部位に異常が生じたと判定し、３つの復元センサの全てをＬｏレベルに固定する。この場合ドライバ３０はスイッチ４１〜４６の全てをオフ状態として、モータ２００の駆動を一時的に停止する。

図１６にて破線で囲って示すように同期信号に異常が生じた場合、信号処理部２１は同期信号を検出することができなくなる。この結果、信号処理部２１は同期信号の次に来る位置信号を検出することができず、その位置信号に基づいて復元センサ信号を生成することができなくなる。この後に信号処理部２１は同期信号を読み込めたとしても、その読み込んだ同期信号の次に検出する位置信号は、図１６にて一点鎖線で示す位置信号である。この読み込んだ位置信号は、保持していた位置信号の次に来ることが期待される位置信号ではない。したがってこの場合、信号処理部２１は上記したようにセンサ部位に異常が生じたと判定し、３つの復元センサの全てを一時的にＬｏレベルに固定する。これによりモータ２００の駆動制御を一時的に停止する。

図１７にて破線で囲って示すようにマスクの一部が立ち下がる異常が生じた場合、信号処理部２１はその立ち上がりエッジの後に、図６に示す同期信号が入力されたか否かを判定する。信号処理部２１は図５および図６に示す間隔β，γに基づいて、同期信号が正常か否かを検出するが、読み込んだ信号は同期信号ではないので、同期信号は異常であると判定する。この後に信号処理部２１は同期信号を読み込めたとしても、その読み込んだ同期信号の次に検出する位置信号は、図１７にて一点鎖線で示す位置信号である。この読み込んだ位置信号は、保持していた位置信号の次に来ることが期待される位置信号ではない。したがってこの場合、信号処理部２１は上記したようにセンサ部位に異常が生じたと判定し、３つの復元センサの全てを一時的にＬｏレベルに固定する。これによりモータ２００の駆動制御を一時的に停止する。

図１８にてハッチングを変えて同期信号を示すように、モータ２００の実回転方向が変化することがある。この場合、信号処理部２１は逆転の同期信号を検出すると、その同期信号を検出する前に検出した位置信号を逆回転方向に６０°進めた位置信号に基づいて復元センサ信号を生成する。

次に、信号処理部２１の具体的な処理フローを図１９〜図２２に基づいて説明する。信号処理部２１は、１つの回転信号が入力される毎にこの処理フローを開始から終了まで行うことを繰り返す。したがってこの処理フローは、ｉを１以上７以下の自然数とすると、図５に示す時間ｔｉからｔｉ＋１の期間毎に行われる。その期間はマスクの立ち下がりエッジ間隔に相当する。

信号処理部２１はマスクの立ち下がりエッジを検出すると、ステップＳ１０においてモータ回転数制御部２３から入力されるトルク方向信号に基づいてトルク方向を判定する。信号処理部２１はトルク方向の初期値としては正転方向に沿うトルク方向を記憶しており、これは順次入力されるトルク方向信号によって更新される。信号処理部２１はステップＳ１０の処理の後にステップＳ２０へと進む。

ステップＳ２０へ進むと信号処理部２１は記憶している回転方向とトルク方向とが一致するか否かを判定する。信号処理部２１は回転方向の初期値としては正転方向を記憶しており、これは順次入力される回転信号によって更新される。信号処理部２１は回転方向とトルク方向とが一致する場合にステップＳ３０へと進み、その反対に両者が相違する場合にステップＳ４０へと進む。

ステップＳ３０へ進むと信号処理部２１は記憶している位置信号に基づく復元センサ信号を出力する。上記したようにモータ２００が停止している場合においても回転検出部８０から回転信号が定期的に送られてくるので、モータ２００の復帰時においてはこの定期的に送られてくる回転信号に含まれる位置信号を信号処理部２１は記憶している。信号処理部２１はステップＳ３０の処理の後にステップＳ４０へと進む。

ステップＳ４０へ進むと信号処理部２１は回転数計測タイマ２４の値（マスクの立ち下がりエッジ間の時間）を取り込み、これによってモータ２００の回転数を計測してそれを保持する。この後に信号処理部２１はステップＳ５０へと進む。

ステップＳ５０へ進むと信号処理部２１は再び回転数を計測するために回転数計測タイマ２４の値をリセットし、回転数計測タイマ２４をゼロから計測し始めさせる。この後に信号処理部２１はステップＳ６０へと進む。

ステップＳ６０へ進むと信号処理部２１は同期信号を読み取ることができたか否かを判定する。すなわち図１６に示すように同期信号が欠けていないか、若しくは、図１７に示すようにマスクの立ち下がりエッジの入力後の信号が同期信号であるか否かを判定する。同期信号を読み取ることができたと判定すると信号処理部２１は図２０に示すステップＳ７０へ進む。これとは反対に同期信号を読み取ることができない（同期信号が異常である）と判定すると信号処理部２１は図２２に示すステップＳ１９０へと進む。

ステップＳ７０へ進むと信号処理部２１は同期信号に含まれる回転方向を判定する。すなわち図６に示すように同期信号に含まれる１つめのパルスの立ち上がりエッジと２つめのパルスの立ち下がりエッジの間隔αが、α１なのかそれともα２なのかを判定する。間隔αがα１の場合、信号処理部２１はモータ２００が正転していると判定し、間隔αがα２の場合、信号処理部２１はモータ２００が逆転していると判定する。この後に信号処理部２１はステップＳ８０へと進む。

ステップＳ８０へ進むと信号処理部２１はステップＳ７０にて判定した回転方向を保持し、ステップＳ９０へと進む。

ステップＳ９０へ進むと信号処理部２１は、ステップＳ８０にて新たに記憶（保持）した回転方向とステップＳ１０にて読み込んだトルク方向が不一致か否かを判定する。信号処理部２１は回転方向とトルク方向とが不一致と判定した場合にステップＳ１００へと進み、その反対に両者が一致と判定した場合にステップＳ１１０へと進む。なお、新たに記憶した回転方向がトルク方向と不一致となる場合、回転方向が逆転したことを示している。

ステップＳ１００へ進むと信号処理部２１は記憶している位置信号よりも６０°前の位置信号に基づく復元センサ信号を出力し、ステップＳ１１０へと進む。これにより同期信号の読み込み後すぐに、逆転方向に応じた復元センサ信号がドライバ３０に出力される。

ステップＳ１１０へ進むと、ステップＳ６０にて読み込んだ同期信号とともに１つの回転信号に含まれる位置信号を読み込み、それを保持する。この後に信号処理部２１は図２１に示すステップＳ１２０へと進む。

ステップＳ１２０へ進むと信号処理部２１は新たに記憶（保持）した位置信号が図８に示す６つの正規の位置信号のいずれかであるか否かを判定する。信号処理部２１は新たに記憶した位置信号が正規の信号であると判定するとステップＳ１３０へと進み、これとは反対に位置信号が正規の信号ではないと判定するとステップＳ１４０へと進む。

ステップＳ１３０へ進むと信号処理部２１は新たに記憶した位置信号が以前記憶していた位置信号に対してステップＳ８０にて記憶した回転方向に１つ進んだ位置信号に相当するか否かを、図８に示す関係に基づいて判定する。読み込んだ位置信号が以前記憶していた位置信号に対して回転方向に１つ進んだ位置信号であると判定すると信号処理部２１はステップＳ１５０へと進む。そして信号処理部２１はモータ２００が正常回転していると判定し、１つの回転信号に対する処理を終了する。これとは異なり、例えば図１５にて破線で囲って示すように読み込んだ位置信号が以前記憶していた位置信号に対して回転方向に１つ進んだ位置信号ではないと判定すると信号処理部２１はステップＳ１６０へと進む。

ステップＳ１６０へ進むと信号処理部２１は新たに記憶した位置信号が、以前記憶していた位置信号と同一か否かを判定する。図１４に示すように両者が同一の場合に信号処理部２１はステップＳ１７０へと進み、モータ２００が回転を停止していると判定する。そして１つの回転信号に対する処理を終了する。これとは異なり、例えば図１５にて破線で囲って示すように新たに記憶した位置信号が以前記憶していた位置信号とは異なると判定すると信号処理部２１はステップＳ１４０へと進む。

フローを少し遡り、ステップＳ１２０において新たに記憶した位置信号が正規の信号ではないと判定すると信号処理部２１はステップＳ１４０へと進む。同様にして、ステップＳ１６０において新たに記憶した位置信号が以前記憶していた位置信号ではないと判定すると信号処理部２１はステップＳ１４０へと進む。ステップＳ１４０へ進むと信号処理部２１は、位置信号が異常なので、センサ部位（回転角センサ７０、回転検出部８０、および、回転信号線９４の少なくとも１つ）に異常が生じたと判定する。次いで信号処理部２１はステップＳ１８０へと進み、３つの復元センサの電圧レベルを全てＬｏレベルにしてモータ２００の制御を一時的に停止する。そして１つの回転信号に対する処理を終了する。

フローを遡り、図１９に示すステップＳ６０において同期信号が読み取れなかったと判定すると、信号処理部２１は図２２に示すステップＳ１９０へと進む。ステップＳ１９０へ進むと信号処理部２１は同期信号を読み取れなかったので、記憶している位置信号に基づく復元センサ信号を出力する。そして信号処理部２１はステップＳ２００へと進む。

ステップＳ２００へ進むと信号処理部２１は、次に入力されるマスクの立ち下がりエッジを検出するべく、ステップＳ５０以降において回転数計測タイマ２４にて計測していた計測値に、ステップＳ４０にて取り込んだ回転数計測タイマ２４の値を加算する。そして信号処理部２１は１つの回転信号に対する処理を終了する。

次に、本実施形態に係るモータ制御装置１００の作用効果を説明する。上記したように１つの回転信号線９４を介してアクチュエータユニット６０からコントロールユニット１０へとモータ２００の回転状態を示す回転信号が出力される。これによれば電子制御部が回転検出部の機能を担い、３つのホール素子それぞれが３つの信号線を介してコントロールユニットに接続される構成と比べて、コントロールユニット１０に接続される信号線の数が低減される。

上記したように信号処理部２１は回転信号を読み込んだ後に、その回転信号に基づく復元センサ信号をドライバ３０に出力し、ドライバ３０は復元センサ信号に基づいてインバータ４０を制御する。信号処理部２１が回転信号を読み込む間に、モータ２００は所定角度（電気角で６０°）だけ回転する。そのためドライバ３０が実際にインバータ４０を制御しようとする際のモータ２００の回転角度は、回転信号を生成した時の回転角度から、モータ２００がその回転方向に電気角で６０°だけ回転した時の回転角度となる。そこで上記したように回転検出部８０は、モータ２００が現在の回転角度からその回転方向に電気角で６０°だけ回転した後の予測回転角度を回転信号に含ませる。これによりドライバ３０がインバータ４０を制御しようとする際のモータ２００の回転角度と、回転信号に含まれる予測回転角度とが一致する。以上により、ドライバ３０はモータ２００の実際の回転角度に応じた制御信号をインバータ４０に出力し、それによってモータ２００の回転を制御することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

（第１の変形例）
本実施形態では回転検出部８０が３つのセンサ信号に基づいてモータ２００の回転角度と回転方向とを検出し、その回転方向に検出した回転角度を電気角で６０°だけ進めた予測回転角度を回転信号に含ませる例を示した。しかしながらこの構成とは異なり、回転検出部８０が３つのセンサ信号に基づいてモータ２００の回転角度と回転方向とを検出し、その検出した回転角度そのものを回転信号に含ませてもよい。ただしこの場合、信号処理部２１は回転信号を読み込んだ後、それに含まれる回転角度を回転方向に電気角で６０°だけ進めた復元センサ信号を生成する。これによっても、本実施形態と同様にして、ドライバ３０からモータ２００の実際の回転角度に応じた制御信号がインバータ４０に出力される。上記変形例の場合、図５に示す参考信号が回転信号に相当することとなる。

（その他の変形例）
本実施形態ではドライバ３０がセンサ信号に基づいてモータ２００の回転方向を検出する例を示した。しかしながらドライバ３０に信号処理部２１にて検出されたモータ２００の回転方向が入力される構成を採用することもできる。

本実施形態では回転角センサ７０がセンサ素子としてホール素子を有する例を示した。しかしながらセンサ素子としては磁気信号を電気信号に変換する磁電変換素子であれば適宜採用することができる。またセンサ素子の数として３つの例を示したが、センサ素子の数としては３つ以上であればよい。

１０…コントロールユニット、７１…第１ホール素子、７２…第２ホール素子、７３…第３ホール素子、８０…回転検出部、９４…回転信号線

Claims (6)

1. モータの回転状態を電気信号に変換する複数のセンサ素子（７１〜７３）と、
   複数の前記センサ素子それぞれから出力されるセンサ信号に基づいて前記モータの回転方向と回転角度とを検出する回転検出部（８０）と、
   前記回転検出部によって検出された前記回転方向と前記回転角度とに基づいて、前記モータの回転を制御するモータ制御部（１０）と、を有し、
   前記回転検出部は、複数の前記センサ信号に基づいて、前記モータが所定角度だけ回転する毎に、前記回転方向を示す方向信号と前記回転角度を示す角度信号の含まれた回転信号を生成し、
   前記回転信号が１つの回転信号線（９４）を介して前記回転検出部から前記モータ制御部へと出力されるモータ制御装置。
2. 前記モータは、出力軸が固定されるロータ（２１０）と、電流が流れることで前記ロータに回転トルクを発生させるステータコイル（２２３〜２２６）と、を有し、
   前記モータ制御部は、前記ステータコイルに電流を流すインバータ（４０）と、前記インバータを構成する複数のスイッチング素子（４１〜４６）を開閉制御するための制御信号を生成して前記スイッチング素子に出力することで、前記ステータコイルに流れる電流を制御するインバータ制御部（２０，３０）と、を有し、
   前記回転検出部は、複数の前記センサ信号に基づいて前記モータが前記所定角度だけ回転する毎に前記モータの前記回転角度を検出し、複数の前記センサ信号の示す前記モータの実際の前記回転角度から前記モータの前記回転方向に前記所定角度だけ回転した時の予測回転角度を前記回転信号に含ませており、
   前記インバータ制御部は、前記回転信号に含まれる前記予測回転角度に対応する前記制御信号の関係を記憶しており、前記回転信号に含まれる前記予測回転角度を読み込んだ後、その読み込んだ前記予測回転角度に対応する前記制御信号を上記の関係に基づいて複数の前記スイッチング素子に出力する請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記モータは、出力軸が固定されるロータ（２１０）と、電流が流れることで前記ロータに回転トルクを発生させるステータコイル（２２３〜２２６）と、を有し、
   前記モータ制御部は、前記ステータコイルに電流を流すインバータ（４０）と、前記インバータを構成する複数のスイッチング素子（４１〜４６）を開閉制御するための制御信号を生成して前記スイッチング素子に出力することで、前記ステータコイルに流れる電流を制御するインバータ制御部（２０，３０）と、を有し、
   前記回転検出部は、複数の前記センサ信号に基づいて前記モータが前記所定角度だけ回転する毎に前記モータの前記回転角度を検出し、その検出した前記回転角度を前記回転信号に含ませており、
   前記インバータ制御部は、前記回転信号に含まれる前記回転方向および前記回転角度を参照し、前記回転信号に含まれる前記回転角度から、前記回転信号に含まれる前記回転方向に前記モータが前記所定角度だけ回転した場合における予測回転角度を算出し、記憶していた前記予測回転角度と前記制御信号との関係に基づいて前記制御信号を複数の前記スイッチング素子に出力する請求項１に記載のモータ制御装置。
4. 前記回転信号には、前記回転検出部と前記モータ制御部とで制御を同期させるための同期信号が含まれており、前記同期信号は前記回転方向に応じて波形が異なることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記所定角度は、複数の前記センサ信号によって検出することのできる最小回転角度である請求項１〜４いずれか１項に記載のモータ制御装置。
6. 前記モータの出力軸は、バルブタイミング変換部を介してクランクシャフトとカムシャフトそれぞれと連結されており、
   前記モータ制御部は、前記モータの回転を制御することで、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの位相を調整する請求項１〜５いずれか１項に記載のモータ制御装置。

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