JP6489031B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、Ｈブリッジ回路と、電流検出抵抗を有する電流検出部と、電流検出部の検出値が目標値に追従するように、Ｈブリッジ回路のスイッチをフィードバック制御する制御部と、を備えたモータ制御装置に関する。

特許文献１には、Ｈブリッジ回路と、電流検出抵抗を有する電流検出部と、電流検出部の検出値が目標値に追従するように、Ｈブリッジ回路を構成するスイッチをフィードバック制御する制御部と、を備えたモータ制御装置が開示されている。Ｈブリッジ回路は、電源に並列に接続された２つの上アームスイッチを含む上アーム回路と、グランドに並列に接続された２つの下アームスイッチを含む下アーム回路と、を有する。そして、対応する上アームスイッチ及び下アームスイッチが直列に接続されてなる第１接続点及び第２接続点のうち、第１接続点が直流モータの第１端子に電気的に接続され、第２接続点が直流モータの第２端子に電気的に接続されている。

特開２００２−２３８２９０号公報

制御部は、フィードバック制御として、通常制御及び還流制御を交互に実行する。通常制御では、直流モータを介して電源からグランドに電流が流れるように、上アームスイッチのひとつと下アームスイッチのひとつを同時にオンさせる。還流制御では、通常制御時に直流モータに蓄積されたエネルギにより、直流モータに通常制御時と同方向の電流が流れるように、すべての上アームスイッチ及びすべての下アームスイッチの一方を同時にオンさせる。

特許文献１に開示された従来のモータ制御装置では、電流検出抵抗が、直流モータに対して一端側にのみ配置されている。たとえば、直流モータの正転時に、通常制御でモータの上流側となる位置、すなわち電位の基準を電源とする位置に電流検出抵抗が配置された構成について考える。還流制御においてすべての上アームスイッチを同時にオンさせる場合、直流モータの逆転時に、通常制御では電流検出抵抗の電位の基準がグランドとなり、還流制御では電流検出抵抗の電位の基準が電源となる。また、還流制御においてすべての下アームスイッチを同時にオンさせる場合、正転時に、通常制御では電流検出抵抗の電位の基準が電源となり、還流制御では電流検出抵抗の電位の基準がグランドとなる。

電源は変動するため、電流検出抵抗による検出値は、電源基準の場合とグランド基準の場合とで誤差範囲が異なる。すなわち、電流検出の精度が異なる。直流モータの回転方向が同じ通常制御と還流制御とで、電流検出抵抗の電位の基準が異なると、フィードバック制御を精度良く実行することができない。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、正転時、逆転時のいずれにおいてもフィードバック制御の精度を向上できるモータ制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつは、第１端子（１００ａ）及び第２端子（１００ｂ）を有する直流モータ（１００）に流れる電流を制御するモータ制御装置であって、
電源に並列に接続された２つの上アームスイッチ（２１０，２１１）を含む上アーム回路（２１）と、グランドに並列に接続された２つの下アームスイッチ（２２０，２２１）を含む下アーム回路（２２）と、対応する上アームスイッチ及び下アームスイッチが直列に接続されてなる第１接続点（２３）及び第２接続点（２４）と、を有し、第１接続点が第１端子に電気的に接続され、第２接続点が第２端子に電気的に接続されたＨブリッジ回路（２０）と、
直流モータに流れる電流を検出するための電流検出抵抗（３１）として、第１接続点と第１端子との間に配置された第１抵抗（３１０）と、第２接続点と第２端子との間に配置された第２抵抗（３１１）と、を有する電流検出部（３０）と、
電流検出部の検出値が目標値に追従するように、Ｈブリッジ回路の上アームスイッチ及び下アームスイッチをフィードバック制御し、フィードバック制御として、直流モータを介して電源からグランドに電流が流れるように、上アームスイッチのひとつと下アームスイッチのひとつを同時にオンさせる通常制御と、通常制御時に直流モータに蓄積されたエネルギにより、直流モータに通常制御時と同方向の電流が流れるように、すべての上アームスイッチ及びすべての下アームスイッチの一方を同時にオンさせる還流制御と、を交互に実行するとともに、還流制御において、上アームスイッチ及び下アームスイッチのうちのオンさせる一方が、直流モータの正転時と逆転時とで同じとなるように制御する制御部（５０）と、を備え、
制御部は、正転時において、第１抵抗及び第２抵抗の一方による検出値に基づいてフィードバック制御を実行し、逆転時において、第１抵抗及び第２抵抗のうちの正転時とは異なる方による検出値に基づいてフィードバック制御を実行するとともに、直流モータの回転方向が同じ通常制御及び還流制御において、第１抵抗及び第２抵抗のうち、通常制御と還流制御とで電位の基準が同じとなる一方による検出値に基づいて、フィードバック制御を実行する。

これによれば、電流検出抵抗（第１抵抗及び第２抵抗）が、直流モータの両端にそれぞれ設けられている。そして、制御部が、２つの電流検出抵抗のうち、回転方向が同じ通常制御と還流制御とで電位の基準が同じとなる一方による検出値に基づいて、フィードバック制御を実行する。通常制御と還流制御とで、電流検出抵抗の電位の基準が同じであり、電流検出精度が変わらないため、従来に較べてフィードバック制御の精度を向上することができる。また、電流検出抵抗が、直流モータの両端にそれぞれ設けられており、正転時と逆転時でフィードバック制御に適用する電流検出抵抗が異なる。したがって、正転時、逆転時のいずれにおいても、フィードバック制御の精度を向上することができる。

第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。 正転時の通常制御を説明するための図である。 正転時の通電パターン及び電圧Ｖｏの変化を示すタイミングチャートである。 逆転時の通常制御を説明するための図である。 参考例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。 正転時の通電パターン及び電圧Ｖｏの変化を示すタイミングチャートである。 第３実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を説明する。このモータ制御装置は、直流モータに流れる電流を制御する。本実施形態では、ウェイストゲートバルブの開度を調整する電動アクチュエータの直流モータを制御する。ウェイストゲートバルブは、過給器（ターボチャージャー）の過給圧を調整する。以下、直流モータを、単にモータと示す。

図１に示すように、モータ制御装置１０は、Ｈブリッジ回路２０、電流検出部３０、及び制御部５０を備えている。

Ｈブリッジ回路２０は、上アーム回路２１及び下アーム回路２２を有している。上アーム回路２１は、バッテリ電圧ＶＢ（たとえば１２Ｖ）を供給する電源に対して並列に接続された２つの上アームスイッチ２１０，２１１を有している。上アームスイッチ２１０，２１１は、電源とモータ１００との間に配置されている。上アームスイッチ２１０，２１１は、ハイサイドスイッチとも称される。

下アーム回路２２は、グランド（ＧＮＤ）に並列に接続された、すなわち互いに並列に接地された２つの下アームスイッチ２２０，２２１を有している。下アームスイッチ２２０，２２１は、モータ１００とグランドとの間に配置されている。下アームスイッチ２２０，２２１は、ローサイドスイッチとも称される。

上アームスイッチ２１０，２１１及び下アームスイッチ２２０，２２１としては、たとえばＭＯＳＦＥＴを採用することができる。本実施形態では、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。具体的には、上アームスイッチ２１０，２１１のドレインが電源側とされ、下アームスイッチ２２０，２２１のソースがグランド側とされている。そして、対応する上アームスイッチ２１０のソースと下アームスイッチ２２０のドレインが電気的に接続されている。また、対応する上アームスイッチ２１１のソースと下アームスイッチ２２１のドレインが電気的に接続されている。

このように、Ｈブリッジ回路２０は、対応する上アームスイッチ２１０，２１１及び下アームスイッチ２２０，２２１が直列に接続されてなる上下アームを２組有している。一方の上下アームの第１接続点２３は、モータ１００の第１端子１００ａと電気的に接続されている。他方の上下アームの第２接続点２４は、モータ１００の第２端子１００ｂと電気的に接続されている。第１端子１００ａはモータ１００の正極（＋）側の端子であり、第２端子１００ｂは負極（−）側の端子である。モータ１００の正転時には、第１端子１００ａから第２端子１００ｂの向きに電流が流れ、逆転時には、第２端子１００ｂから第１端子１００ａの向きに電流が流れる。

電流検出部３０は、電流検出抵抗３１、選択スイッチ３２、差動増幅器３３、及び出力用抵抗３４を有している。

電流検出抵抗３１は、モータ１００に流れる電流を検出するための抵抗である。電流検出抵抗３１の両端電圧は、モータ１００に流れる電流値に応じた電圧値を示す。電流検出抵抗３１は、第１抵抗３１０及び第２抵抗３１１を有している。第１抵抗３１０は、第１接続点２３とモータ１００の正極側の第１端子１００ａとの間に配置されている。よって、第１接続点２３は、第１抵抗３１０を介して、第１端子１００ａと電気的に接続されている。第２抵抗３１１は、第２接続点２４とモータ１００の負極側の第２端子１００ｂとの間に配置されている。よって、第２接続点２４は、第２抵抗３１１を介して、第２端子１００ｂと電気的に接続されている。正転時において、第１抵抗３１０がモータ１００の上流側、第２抵抗３１１がモータ１００の下流側となる。逆転時において、第１抵抗３１０がモータ１００の下流側、第２抵抗３１１がモータ１００の上流側となる。

選択スイッチ３２は、第１抵抗３１０及び第２抵抗３１１の一方と差動増幅器３３とを選択的に接続する。選択スイッチ３２は、第１選択スイッチ３２０及び第２選択スイッチ３２１を有している。

第１選択スイッチ３２０は、後述するマイコン５１からの指示信号に応じて、モータ１００の第１端子１００ａ及び第２端子１００ｂの一方を、後述するオペアンプ３３０の非反転入力端子に選択的に接続する。すなわち、第１選択スイッチ３２０は、マイコン５１からの指示信号に応じて、第１抵抗３１０のモータ１００側の端子及び第２抵抗３１１のモータ１００側の端子の一方を、オペアンプ３３０の非反転入力端子に選択的に接続する。

第２選択スイッチ３２１は、マイコン５１からの指示信号に応じて、第１抵抗３１０の第１接続点２３側の端子３１０ａ及び第２抵抗３１１の第２接続点２４側の端子３１１ａの一方を、オペアンプ３３０の反転入力端子に選択的に接続する。

差動増幅器３３は、オペアンプ３３０と、オペアンプ３３０のゲインを設定するためのゲイン抵抗３３１，３３２，３３３，３３４，３３５を有している。オペアンプ３３０の非反転入力端子には、上記したように第１選択スイッチ３２０が電気的に接続されている。一方、反転入力端子には、第２選択スイッチ３２１が電気的に接続されている。オペアンプ３３０の出力端子は、出力用抵抗３４を介してグランドに接続されている。これにより、差動増幅器３３が吸い込みとなる場合において、差動増幅器３３の出力が浮くのを抑制できる。

ゲイン抵抗３３１は、第１選択スイッチ３２０とオペアンプ３３０の非反転入力端子との間に配置されている。ゲイン抵抗３３２は、第２選択スイッチ３２１とオペアンプ３３０の反転入力端子との間に配置されている。ゲイン抵抗３３３は、ゲイン抵抗３３１と非反転入力端子との接続点と、グランドとの間に配置されている。よって、本実施形態では、差動増幅器の基準電圧がグランド（０Ｖ）となっている。ゲイン抵抗３３４は、ゲイン抵抗３３２と反転入力端子との接続点と、グランドとの間に配置されている。ゲイン抵抗３３５は、オペアンプ３３０の反転入力端子と出力端子との間に配置されている。

オペアンプ３３０の出力は、ローパスフィルタ４０を介してマイコン５１に入力される。電流検出値として、マイコン５１には、電圧Ｖｏが入力される。ローパスフィルタ４０は、抵抗４００及びコンデンサ４０１を有している。抵抗４００の一端は、オペアンプ３３０の出力端子と出力用抵抗３４との接続点に接続されている。抵抗４００の他端は、マイコン５１の図示しない入力端子に接続されている。抵抗４００の他端とグランドとの間に、コンデンサ４０１が配置されている。また、オペアンプ３３０の出力端子は、保護ダイオード４１を介して、マイコン５１に動作のための電圧ＶＣ（たとえば５Ｖ）を供給する電源が接続されている。保護ダイオード４１は、差動増幅器３３（オペアンプ３３０）の出力が、マイコン５１のＡＤ入力範囲を超えないように、アノードをオペアンプ３３０の出力端子側として接続されている。

制御部５０は、マイコン５１及び駆動回路５２を有している。マイコン５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＤ変換器、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。マイコン５１は、たとえば実過給圧を取得し、目標過給圧と実過給圧との差に基づいて、ウェイストゲートバルブを駆動するモータ１００に流れる電流を算出する。そして、目標過給圧となるように、モータ１００への回転方向指令とモータ１００に流す指令電流値を生成し、これら回転方向指令と指令電流値から、上アームスイッチ２１０，２１１及び下アームスイッチ２２０，２２１に指令するＰＷＭ信号のデューティ比を算出する。

また、マイコン５１は、モータ１００の駆動中において、電流検出部３０の検出信号、すなわち電圧Ｖｏに基づいてモータ１００に流れる電流値を検出する。そして、上記した指令電流値、すなわち目標電流値と、検出された電流値との差異に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ比をフィードバック制御する。

駆動回路５２は、マイコン５１からのＰＷＭ信号に基づき、上アームスイッチ２１０，２１１及び下アームスイッチ２２０，２２１の各々をオンオフ制御するための駆動信号を生成し、上アームスイッチ２１０，２１１及び下アームスイッチ２２０，２２１へ出力する。

次に、図２〜図４に基づき、モータ１００の正転時及び逆転時の制御について説明する。ここでは、下アーム回路２２側で還流させるローサイド還流制御の例を示す。図２は、正転時の通常制御の状態を示している。実線矢印は通常制御時の電流経路を示している。参考線として、還流制御時の電流経路を破線矢印で示している。図４は、逆転時の通常制御の状態を示している。実線矢印は通常制御時の電流経路を示している。参考線として、還流制御時の電流経路を破線矢印で示している。

先ず、正転時の制御について説明する。制御部５０は、モータ１００を正転させる際、下アームスイッチ２２１の駆動信号をＨレベル、すなわちデューティ比１００％に保持し、上アームスイッチ２１１の駆動信号をＬレベル、すなわちデューティ０％に保持する。すなわち、下アームスイッチ２２１がオン、上アームスイッチ２１１がオフとなるように制御する。上アームスイッチ２１０及び下アームスイッチ２２０については、目標開度に応じてデューティ制御する。上アームスイッチ２１０及び下アームスイッチ２２０については、駆動信号のＨレベルとＬレベルとが交互に反転するようにする。すなわち、上アームスイッチ２１０がオンのとき、下アームスイッチ２２０がオフとなり、上アームスイッチ２１０がオフのとき、下アームスイッチ２２０がオンとなるように制御する。

マイコン５１は、図２に示すように、正転時において、オペアンプ３３０の非反転入力端子がモータ１００の第２端子１００ｂと電気的に接続され、且つ、反転入力端子が第２抵抗３１１の端子３１１ａと電気的に接続されるように、選択スイッチ３２（第１選択スイッチ３２０及び第２選択スイッチ３２１）を制御する。これにより、電流検出用として、電流の方向に対してモータ１００の下流側に位置する第２抵抗３１１が選択される。正転時においては、通常制御、還流制御のいずれにおいても、第２抵抗３１１が選択される。

制御部５０が、上アームスイッチ２１０をオン、下アームスイッチ２２０をオフさせる通常制御時において、電流経路は、図２に実線矢印で示すように、電源→上アームスイッチ２１０→第１抵抗３１０→モータ１００→第２抵抗３１１→下アームスイッチ２２１→グランドとなる。上アームスイッチ２１０と下アームスイッチ２２１を同時にオンさせることで、モータ１００を介して電源からグランドに正転方向の電流が流れる。第２抵抗３１１はモータ１００の下流側に位置し、下アームスイッチ２２１がオンすることでグランドと電気的に接続される。したがって、第２抵抗３１１の電位の基準はグランドとなり、第２抵抗３１１の両端電圧はグランド基準で変化する。通常制御では、図３に示すように、電圧Ｖｏが上昇する。

一方、制御部５０が、上アームスイッチ２１０をオフ、下アームスイッチ２２０をオンさせる還流制御時において、電流経路は、図２に破線矢印で示すように、グランド→下アームスイッチ２２０→第１抵抗３１０→モータ１００→第２抵抗３１１→下アームスイッチ２２１→グランドとなる。下アームスイッチ２２０，２２１を同時にオンさせることで、通常制御期間においてモータ１００に蓄積されたエネルギ（消弧エネルギ）により、下アーム回路２２側に形成される閉回路（還流回路）に電流が流れる。すなわち、モータ１００には、通常制御時と同方向の電流が流れる。還流制御時においても、第２抵抗３１１はグランドと電気的に接続されるため、第２抵抗３１１の両端電圧はグランド基準で変化する。還流制御では、図３に示すように、電圧Ｖｏが減衰する。

図３に示すように、通常制御と還流制御が交互に実行することで、電圧Ｖｏに応じた検出電流値が、目標電流値に近づく。上記したように、正転時には、通常制御及び還流制御のいずれにおいても、グランド基準でモータ１００に流れる電流を検出することができる。

次に、逆転時の制御について説明する。制御部５０は、モータ１００を逆転させる際、下アームスイッチ２２０の駆動信号をＨレベル、すなわちデューティ比１００％に保持し、上アームスイッチ２１０の駆動信号をＬレベル、すなわちデューティ０％に保持する。すなわち、下アームスイッチ２２０がオン、上アームスイッチ２１０がオフとなるように制御する。上アームスイッチ２１１及び下アームスイッチ２２１については、目標開度に応じてデューティ制御する。上アームスイッチ２１１及び下アームスイッチ２２１については、駆動信号のＨレベルとＬレベルとが交互に反転するようにする。すなわち、上アームスイッチ２１１がオンのとき、下アームスイッチ２２１がオフとなり、上アームスイッチ２１１がオフのとき、下アームスイッチ２２１がオンとなるように制御する。

マイコン５１は、図４に示すように、逆転時において、オペアンプ３３０の非反転入力端子がモータ１００の第１端子１００ａと電気的に接続され、且つ、反転入力端子が第１抵抗３１０の端子３１０ａと電気的に接続されるように、選択スイッチ３２（第１選択スイッチ３２０及び第２選択スイッチ３２１）を制御する。これにより、電流検出用として、電流の方向に対してモータ１００の下流側に位置する第１抵抗３１０が選択される。逆転時においては、通常制御、還流制御のいずれにおいても、第１抵抗３１０が選択される。

制御部５０が、上アームスイッチ２１１をオン、下アームスイッチ２２１をオフさせる還流制御時において、電流経路は、図４に実線矢印で示すように、電源→上アームスイッチ２１１→第２抵抗３１１→モータ１００→第１抵抗３１０→下アームスイッチ２２０→グランドとなる。上アームスイッチ２１１と下アームスイッチ２２０を同時にオンさせることで、モータ１００を介して電源からグランドに逆転方向の電流が流れる。第１抵抗３１０はモータ１００の下流側に位置し、下アームスイッチ２２０がオンすることでグランドと電気的に接続される。したがって、第１抵抗３１０の電位の基準はグランドとなり、第１抵抗３１０の両端電圧はグランド基準で変化する。通常制御では、図３に示した通常制御同様、電圧Ｖｏが上昇する。

一方、制御部５０が、上アームスイッチ２１１をオフ、下アームスイッチ２２１をオンさせる還流制御時において、電流経路は、図４に破線矢印で示すように、グランド→下アームスイッチ２２１→第２抵抗３１１→モータ１００→第１抵抗３１０→下アームスイッチ２２０→グランドとなる。下アームスイッチ２２０，２２１を同時にオンさせることで、通常制御期間においてモータ１００に蓄積されたエネルギにより、下アーム回路２２側に形成される閉回路に電流が流れる。すなわち、モータ１００には、通常制御時と同方向の電流が流れる。還流制御時においても、第１抵抗３１０はグランドと電気的に接続されるため、第１抵抗３１０の両端電圧はグランド基準で変化する。還流制御では、図３に示した通常制御同様、電圧Ｖｏが減衰する。

逆転時においても、通常制御と還流制御が交互に実行することで、電圧Ｖｏに応じた検出電流値が、目標電流値に近づく。上記したように、逆転時には、通常制御及び還流制御のいずれにおいても、グランド基準でモータ１００に流れる電流を検出することができる。

次に、本実施形態に示したモータ制御装置１０の効果について説明する。

図５は、参考例として、モータの一端のみに電流検出抵抗（本実施形態に示す第２抵抗３１１）を有する従来のモータ装置において、正転時に上アーム回路側で還流させる場合のタイミングチャートを示している。通常制御では、電流検出抵抗がモータの下流に位置し、グランドと電気的に接続される。一方、還流制御では、電流検出抵抗が電源と電気的に接続される。このように、通常制御ではグランド基準でモータに流れる電流が検出され、還流制御では電源基準でモータに流れる電流が検出される。電源が供給するバッテリ電圧ＶＢは、複数の負荷に電力を供給しており、電圧変動がグランドに較べて大きい。このため、図３に示すように、通常制御と還流制御とで、電圧Ｖｏの値の誤差範囲が変わる。図３では、電圧Ｖｏのうち、実線は理論値であり、理論値の上下に示した一点鎖線が誤差範囲を示している。したがって、電圧Ｖｏは一点鎖線の範囲内で値をとり得る。このように、通常制御と還流制御とで、電流検出の精度が異なる。

これに対し、本実施形態では、電流検出抵抗３１として、モータ１００の第１端子１００ａに接続された第１抵抗３１０と、第２端子１００ｂに接続された第２抵抗３１１を有している。制御部５０は、正転させる際の通常制御及び還流制御において、第１抵抗３１０及び第２抵抗３１１のうち、モータ１００の下流となる第２抵抗３１１を選択する。すなわち、電源及びグランドのうち、電気的な接続先が通常制御及び還流制御のいずれにおいてもグランドとなる電流検出抵抗３１（第２抵抗３１１）を選択する。そして、第２抵抗３１１の両端電圧に基づいて、モータ１００に流れる電流を検出する。このように、通常制御及び還流制御のいずれにおいても、グランド基準で電流検出がなされるため、図３に示すように、通常制御と還流制御とで電圧Ｖｏの誤差範囲がかわらない。すなわち、通常制御と還流制御とで、電流検出の精度が同じである。したがって、正転時には、従来に較べてフィードバック制御の精度を向上することができる。

また、制御部５０は、逆転させる際の通常制御及び還流制御において、モータ１００の下流となる第１抵抗３１０を選択する。すなわち、電源及びグランドのうち、電気的な接続先が通常制御及び還流制御のいずれにおいてもグランドとなる電流検出抵抗３１（第１抵抗３１０）を選択する。そして、第１抵抗３１０の両端電圧に基づいて、モータ１００に流れる電流を検出する。このように、通常制御及び還流制御のいずれにおいても、グランド基準で電流検出がなされるため、逆転時にも、従来に較べてフィードバック制御の精度を向上することができる。

特に本実施形態では、還流制御時に、すべての下アームスイッチ２２０，２２１を同時にオンさせるローサイド還流制御を実行する。図５に示したように、電源基準の場合、バッテリ電圧の変動があるため、グランド基準よりも電圧Ｖｏの誤差範囲が大きくなる。したがって、グランド基準とすることで、電流検出の精度を向上することができる。すなわち、フィードバック制御に精度をより向上することができる。

しかしながら、還流制御はローサイド還流制御に限定されない。ハイサイド還流制御を採用することもできる。ハイサイド還流制御を実行する場合、制御部５０は、正転時においてモータ１００の上流に位置する第１抵抗３１０を選択する。これにより、通常制御及び還流制御のいずれにおいても、電源基準でモータ１００に流れる電流を検出することができる。また、制御部５０は、逆転時においてモータ１００の上流に位置する第２抵抗３１１を選択する。これにより、通常制御及び還流制御のいずれにおいても、電源基準でモータ１００に流れる電流を検出することができる。このように、制御部５０は、モータ１００の回転方向が同じ通常制御及び還流制御において、第１抵抗３１０及び第２抵抗３１１のうち、通常制御と還流制御とで電位の基準が同じとなる一方による検出値に基づいて、フィードバック制御を実行すればよい。

また、本実施形態では、選択スイッチ３２により、モータ１００の回転方向に応じて、第１抵抗３１０の両端の電位差及び第２抵抗３１１の両端の電位差のいずれか一方を差動増幅器３３により差動増幅するようになっている。このように、第１抵抗３１０及び第２抵抗３１１で同じ差動増幅器３３を用いるため、正転時と逆転時での電流検出精度のばらつきを抑制することができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したモータ制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図６に示すように、電流検出部３０が、グランドよりも高い所定の基準電圧を生成する基準電圧生成部３５を有している。基準電圧生成部３５は、オペアンプ３５０及び抵抗３５１，３５２を有している。抵抗３５１と抵抗３５２は、抵抗３５１を電圧ＶＣの電源側、抵抗３５２をグランド側として直列に接続されている。そして、抵抗３５１，３５２による分圧の中点がオペアンプ３５０の非反転入力端子に接続されている。オペアンプ３５０の反転入力端子及び出力端子には、ゲイン抵抗３３３が接続されている。基準電圧生成部３５は、たとえば２．５Ｖを生成する。

これによれば、モータ１００に電流が流れていない状態で、グランドに接続された場合のように電圧Ｖｏが０Ｖとなるのではなく、電圧Ｖｏが２．５Ｖとなる。したがって、制御部５０による制御上の回転方向とは逆向きの回転が生じたことを検出することができる。

具体的には、ウェイストゲートバルブの開度を制御する電動アクチュエータの場合、正転するように制御しても、過給圧の影響によりウェイストゲートバルブの開度が変化してモータ１００が逆転し、これにより逆転方向に電流が流れることが起こり得る。本実施形態では、差動増幅器３３の基準電圧がグランド（０Ｖ）よりも高い所定の電圧となっている。したがって、制御で意図した方向とは逆方向に電流が流れると、電流検出抵抗３１は、制御上選択されたものであるため、図７に示すように、電圧Ｖｏが基準電圧（２．５Ｖ）よりも低い電圧値を示す。なお、図７では、波線より左側が制御にしたがって電流が流れた場合、右側が制御で意図した方向と逆方向に電流が流れた場合を示している。また、図７では、便宜上、電圧Ｖｏの理想値のみを図示している。

このように、本実施形態によれば、制御で意図した方向とは逆方向に流れる電流についても検出することができる。

上記構成は、ローサイド還流制御だけでなく、ハイサイド還流制御にも適用できる。

（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したモータ制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図８に示すように、電流検出部３０が、第１差動増幅器３３ａ及び第２差動増幅器３３ｂを有している。第１差動増幅器３３ａが第１抵抗３１０の両端に接続され、第２差動増幅器３３ｂが第２抵抗３１１の両端に接続されている。このように、電流検出抵抗３１と差動増幅器が一対一で設けられている。このため、モータ制御装置１０が、選択スイッチ３２を有していない。

第１差動増幅器３３ａ及び第２差動増幅器３３ｂの各々の構成は、第１実施形態（図１参照）で示した差動増幅器３３と同じである。第１実施形態の関連する要素の符号に対して、第１差動増幅器３３ａ側は末尾にａ、第２差動増幅器３３ｂ側は末尾にｂを付与している。

第１差動増幅器３３ａは、オペアンプ３３０ａ、ゲイン抵抗３３１ａ，３３２ａ，３３３ａ，３３４ａ，３３５ａ、及び出力用抵抗３４ａを有している。オペアンプ３３０ａの非反転入力端子には、ゲイン抵抗３３１ａを介して、モータ１００の第２端子１００ｂが接続されている。反転入力端子には、ゲイン抵抗３３２ａを介して、第２抵抗３１１の端子３１１ａが接続されている。また、抵抗４００ａ及びコンデンサ４０１ａを有するローパスフィルタ４０ａと、保護ダイオード４１ａについても、第１実施形態同様の構成となっている。

第２差動増幅器３３ｂは、オペアンプ３３０ｂ、ゲイン抵抗３３１ｂ，３３２ｂ，３３３ｂ，３３４ｂ，３３５ｂ、及び出力用抵抗３４ｂを有している。オペアンプ３３０ｂの非反転入力端子には、ゲイン抵抗３３１ｂを介して、モータ１００の第１端子１００ａが接続されている。反転入力端子には、ゲイン抵抗３３２ｂを介して、第１抵抗３１０の端子３１０ａが接続されている。また、抵抗４００ｂ及びコンデンサ４０１ｂを有するローパスフィルタ４０ｂと、保護ダイオード４１ｂについても、第１実施形態同様の構成となっている。

制御部５０のマイコン５１には、第２抵抗３１１の両端の電位差を差動増幅してなる電圧Ｖｏ１と、第１抵抗３１０の両端の電位差を差動増幅してなる電圧Ｖｏ２が入力される。マイコン５１は、正転制御する際には、電圧Ｖｏ１に基づいてモータ１００に流れる電流値を検出する。一方、逆転制御する際には、電圧Ｖｏ２に基づいてモータ１００に流れる電流値を検出する。このように、マイコン５１は、電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２のうち、モータ１００の回転方向に応じた電圧に基づいて、フィードバック制御を実行する。

これによれば、同じ構成の差動増幅器３３ａ，３３ｂを用いることで、正転及び回転のいずれにおいても、フィードバック制御が可能である。選択スイッチ３２を新たに追加し、マイコン５１から、回転方向に応じて選択スイッチ３２を切り替えるための指示信号を出力しなくてもよい。

なお、図８に示すように、第１差動増幅器３３ａ及び第２差動増幅器３３ｂの基準電圧がグランドの場合、第１差動増幅器３３ａ側の電圧Ｖｏ１は逆転時において０Ｖとなり、第２差動増幅器３３ｂ側の電圧Ｖｏ２は正転時において０Ｖとなる。

上記構成は、ローサイド還流制御だけでなく、ハイサイド還流制御にも適用できる。また、第２実施形態に示した基準電圧生成部３５との組み合わせも可能である。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

モータ制御装置１０が、ウェイストゲートバルブの開度を調整する電動アクチュエータ（モータ１００）の制御に適用される例を示したが、それ以外に適用することもできる。たとえば車両のスロットルバルブの開度を調整する電動アクチュエータ（直流モータ）の制御に適用することもできる。

１０…モータ制御装置、２０…Ｈブリッジ回路、２１…上アーム回路、２１１，２１１…上アームスイッチ、２２…下アーム回路、２２０，２２１…下アームスイッチ、２３…第１接続点、２４…第２接続点、３０…電流検出部、３１…電流検出抵抗、３１０…第１抵抗、３１０ａ…端子、３１１…第２抵抗、３１１ａ…端子、３２…選択スイッチ、３２０…第１選択スイッチ、３２１…第２選択スイッチ、３３，３３ａ，３３ｂ…差動増幅器、３３０，３３０ａ，３３０ｂ…オペアンプ、３３１，３３１ａ，３３１ｂ，３３２，３３２ａ，３３２ｂ，３３３，３３３ａ，３３３ｂ，３３４，３３４ａ，３３４ｂ，３３５，３５５ａ，３５５ｂ…ゲイン抵抗、３４，３４ａ，３４ｂ…出力用抵抗、３５…基準電圧生成部、３５０…オペアンプ、３５１，３５２…抵抗、４０，４０ａ，４０ｂ…ローパスフィルタ、４００，４００ａ，４００ｂ…抵抗、４０１，４０１ａ，４０１ｂ…コンデンサ、４１，４１ａ，４１ｂ…保護ダイオード、５０…制御部、５１…マイコン、５２…駆動回路、１００…直流モータ、１００ａ…第１端子、１００ｂ…第２端子

Claims (5)

1. 第１端子（１００ａ）及び第２端子（１００ｂ）を有する直流モータ（１００）に流れる電流を制御するモータ制御装置であって、
   電源に並列に接続された２つの上アームスイッチ（２１０，２１１）を含む上アーム回路（２１）と、グランドに並列に接続された２つの下アームスイッチ（２２０，２２１）を含む下アーム回路（２２）と、対応する前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチが直列に接続されてなる第１接続点（２３）及び第２接続点（２４）と、を有し、前記第１接続点が前記第１端子に電気的に接続され、前記第２接続点が前記第２端子に電気的に接続されたＨブリッジ回路（２０）と、
   前記直流モータに流れる電流を検出するための電流検出抵抗（３１）として、前記第１接続点と前記第１端子との間に配置された第１抵抗（３１０）と、前記第２接続点と前記第２端子との間に配置された第２抵抗（３１１）と、を有する電流検出部（３０）と、
   前記電流検出部の検出値が目標値に追従するように、前記Ｈブリッジ回路の前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチをフィードバック制御し、前記フィードバック制御として、前記直流モータを介して前記電源から前記グランドに電流が流れるように、前記上アームスイッチのひとつと前記下アームスイッチのひとつを同時にオンさせる通常制御と、前記通常制御時に前記直流モータに蓄積されたエネルギにより、前記直流モータに前記通常制御時と同方向の電流が流れるように、すべての前記上アームスイッチ及びすべての前記下アームスイッチの一方を同時にオンさせる還流制御と、を交互に実行するとともに、前記還流制御において、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのうちのオンさせる一方が、前記直流モータの正転時と逆転時とで同じとなるように制御する制御部（５０）と、を備え、
   前記制御部は、前記正転時において、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の一方による検出値に基づいてフィードバック制御を実行し、前記逆転時において、前記第１抵抗及び前記第２抵抗のうちの前記正転時とは異なる方による検出値に基づいてフィードバック制御を実行するとともに、前記直流モータの回転方向が同じ前記通常制御及び前記還流制御において、前記第１抵抗及び前記第２抵抗のうち、前記通常制御と前記還流制御とで電位の基準が同じとなる一方による検出値に基づいて、フィードバック制御を実行するモータ制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記還流制御時に、すべての前記下アームスイッチを同時にオンさせるとともに、
   前記直流モータの下流側となる前記電流検出抵抗の前記検出値に基づいて、フィードバック制御を実行する請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記電流検出部は、前記電流検出抵抗の両端の電位差を差動増幅する差動増幅器として、前記第１抵抗の両端に接続された第１差動増幅器（３３ａ）と、前記第２抵抗の両端に接続された第２差動増幅器（３３ｂ）と、を有し、
   前記制御部は、前記直流モータの回転方向に応じた前記第１差動増幅器及び前記第２差動増幅器の一方の出力に基づいて、フィードバック制御を実行する請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記電流検出部は、前記第１抵抗及び前記第２抵抗に共通の差動増幅器（３３）と、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の一方と前記差動増幅器とを選択的に接続する選択スイッチ（３２）と、を有し、
   前記制御部は、前記直流モータの回転方向に応じて前記選択スイッチを制御する請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
5. 前記電流検出部は、グランドよりも高い所定の基準電圧を生成する基準電圧生成部（３５）を有し、
   前記差動増幅器が、前記基準電圧生成部に接続されている請求項３又は請求項４に記載のモータ制御装置。

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