JPH08228496A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御サイクルが短い場合にもブラシレスモー
タの相切換制御を円滑に行ない得るブラシレスモータの
駆動装置を提供する。 【構成】 ブラシレスモータＢＭのモータ軸ＭＳの回転
位置に応じて回転センサＲＳから出力される回転信号の
変化に基づき、所定の時間間隔毎に、相切換制御手段Ｐ
Ｃにて励磁コイルＥＣに対する相切換信号パターンを切
換え、励磁手段ＥＭに相切換信号を出力する。一方、回
転信号に応じて割込制御手段ＩＣによって割込処理を行
ない、例えば前記所定の時間間隔より早く回転信号に変
化が生じた場合にも、相切換制御手段ＰＣによる相切換
信号の出力を停止すると共に、割込制御手段ＩＣから励
磁手段ＥＭに対し相切換信号を出力する。これら何れか
の相切換信号に応じて、励磁コイルＥＣに対し電流を供
給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータの駆動
装置に関し、特に車両の後輪操舵装置に好適なブラシレ
スモータの駆動装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ブラシを有しない所謂ブラシ
レスモータとして種々のモータが知られており、例えば
特開平６−２６１５８８号公報には、モータ軸の回転を
検出する回転センサの出力変化に応じて、相切換制御手
段により相切換信号パターンを切換え、この相切換信号
パターンに従って、相切換制御手段からスイッチング素
子に対し相切換信号を出力し、この相切換信号に応じて
スイッチング素子を駆動して励磁コイルに対し電流を供
給するブラシレスモータが開示されている。そして、同
公報では、導通手段によって何れか一つのスイッチング
素子を順次導通すると共に、導通手段の導通毎に励磁コ
イルの電流を測定し、所定値以上の電流を検出したとき
には異常と判定することとした異常検出装置が提案され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に実施例とし
て記載された装置においては、５ｍｓ毎に、磁極センサ
からの信号に基づき相切換制御が行なわれるように構成
されているので、５ｍｓより短い時間間隔でモータが回
転するような場合には、磁極センサからの信号が適切に
処理されないことになる。同公報では、このように制御
サイクルが早い場合には割込ルーチン内で相切換制御を
行ない得る旨示唆されている。然し乍ら、単に割込ルー
チン内で相切換制御を行なうこととしてもメインルーチ
ンとの間で干渉が生ずることになる。

【０００４】そこで、本発明は、制御サイクルが短い場
合にもブラシレスモータの相切換制御を円滑に行ない得
るブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、図１に構成の概要を示すように、少くと
も三相の励磁コイルＥＣを有すると共に、この励磁コイ
ルＥＣの励磁状態に応じて回転するモータ軸ＭＳを有す
るブラシレスモータＢＭと、モータ軸ＭＳの回転位置に
応じて回転信号を出力する回転センサＲＳと、所定の時
間間隔毎に、前記回転信号の変化に応じて励磁コイルＥ
Ｃに対する相切換信号パターンを切換えて相切換信号を
出力する相切換制御手段ＰＣと、前記相切換信号に応じ
て励磁コイルＥＣに電流を供給する励磁手段ＥＭとを備
えたブラシレスモータの駆動装置において、前記回転信
号に応じて割込処理を行ない、相切換制御手段ＰＣによ
る相切換信号の出力を停止すると共に、励磁手段ＥＣに
対し相切換信号を出力する割込制御手段ＩＣを備えるこ
ととしたものである。

【０００６】更に、請求項２に記載のように回転センサ
ＲＳの回転信号と割込制御手段ＩＣの割込信号に基づき
異常判定を行なう異常判定手段ＡＢを備えたものとする
とよい。

【０００７】

【作用】上記請求項１の構成に成り、図１に示したブラ
シレスモータの駆動装置によれば、ブラシレスモータＢ
Ｍにおけるモータ軸ＭＳの回転位置に応じて、回転セン
サＲＳから回転信号が出力される。この回転信号の変化
に応じて、所定の時間間隔毎に相切換制御手段ＰＣにて
励磁コイルＥＣに対する相切換信号パターンが切換えら
れ、励磁手段ＥＭに相切換信号が出力される。一方、回
転信号に応じて割込制御手段ＩＣによって割込処理が行
なわれ、例えば前記所定の時間間隔より早く回転信号に
変化が生じた場合にも、相切換制御手段ＰＣによる相切
換信号の出力が停止されると共に、割込制御手段ＩＣか
ら励磁手段ＥＭに対し相切換信号が出力される。而し
て、相切換制御手段ＰＣ又は割込制御手段ＩＣの何れか
一方から出力された相切換信号に応じて、励磁手段ＥＭ
によって励磁コイルＥＣに対し電流が供給され、モータ
軸ＭＳが回転する。

【０００８】更に、請求項２に記載のように異常判定手
段ＡＢを備えたブラシレスモータの駆動装置において
は、回転信号及び割込信号に基づき異常判定が行なわれ
るので、回転センサＲＳから割込制御手段ＩＣに至る部
分に異常が生じた場合でも確実にこれを判別することが
できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のブラシレスモータの駆動装置
を車両の後輪操舵装置に搭載した実施例について図面を
参照しながら説明する。図２は後輪操舵装置を搭載した
車両の全体構成を示すもので、前輪１３，１４は前輪操
舵機構１０によりステアリングホイール１９の回動操作
に応じて操舵される。前輪操舵機構１０には、前輪１
３，１４の舵角量を検出する例えばポテンショメータの
前輪舵角センサ１７が設けられており、その測定データ
が電子制御ユニット２０に供給される。

【００１０】更に、ヨーレイトセンサ８が設けられてお
り、これにより車両重心を通る鉛直軸回りの車両回転角
（ヨー角）の変化速度、即ちヨー角速度（ヨーレイト）
が検出され、ヨーレイトγとして電子制御ユニット２０
に供給される。また、車両の速度を検出する車速センサ
９が設けられており、その出力の車速Ｖｓを表す信号が
電子制御ユニット２０に供給される。車速センサ９とし
ては、一対のセンサによって二系統で車速検出すること
とし、その平均値もしくは最大値を車速Ｖｓとして出力
するように構成してもよく、このように構成することに
よりセンサ異常を容易に検出することができる。

【００１１】後輪１５，１６には後輪操舵機構１８が接
続されており、三相のブラシレスモータ（以下、単にモ
ータという）１２の回転に応じて操舵される。モータ１
２の軸方向端部には、その回転角度を検出する磁極セン
サ６１が設けられている。磁極センサ６１は、モータ１
２の磁極の変化に応じて回転信号を出力するもので、そ
の構成は図７を参照して後述する。磁極センサ６１から
は三つの回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣが出力され、これら
の回転信号は相対的な舵角を表す。また、図２及び図３
に示すように後輪１５，１６の舵角量を検出するポテン
ショメータの絶対舵角センサ６２が設けられている。而
して、磁極センサ６１及び絶対舵角センサ６２によって
後輪舵角センサ６０（図５）が構成され、これにより後
輪１５，１６の実舵角θｒが検出される。

【００１２】本実施例の後輪操舵機構１８は図３に示す
ように、ハウジング５１にカバー５２が固定されてお
り、このカバー５２と一体的にモータ１２のモータハウ
ジング５３及び磁極センサ６１が設けられている。図４
に明らかなように、ラック軸５５が車両の進行方向に対
して直角に設けられており、ラック軸５５の両端部はボ
ールジョイント５８を介して後輪のナックルアームに接
続されている。ハウジング５１の図４の右端にはチュー
ブ５９が嵌着されており、異なる長さのラック軸５５を
設ける場合にも、チューブ５９を交換することにより、
ハウジング５１を変更することなく対応することができ
る。ラック軸５５にはラック５６が形成されており、こ
のラック５６は、車両の前後方向に延びるピニオン５７
と噛合するように構成されている。

【００１３】図４に示すように、モータ１２のモータ軸
１２ｓの先端にピニオン１２ｐが設けられており、この
ピニオン１２ｐにギヤ１２ｇが噛合し、ハイポイドギヤ
が構成されている。このハイポイドギヤは、モータ１２
のモータ軸１２ｓの回転をギヤ１２ｇの回転として伝え
るが、ラック軸５５側からギヤ１２ｇに回転力が加えら
れたときには、モータ１２のモータ軸１２ｓが回転しな
いように逆効率零になるように設定されている。

【００１４】上記モータ１２は電子制御ユニット２０か
らの信号によって制御されるように構成されている。即
ち、図２に示すように電子制御ユニット２０には、ヨー
レイトセンサ８、車速センサ９、前輪舵角センサ１７、
磁極センサ６１及び絶対舵角センサ６２から成る後輪舵
角センサ６０等の出力が供給され、これらの出力に応じ
てモータ１２の回転量が設定され、モータ１２に制御信
号が供給される。

【００１５】図５は電子制御ユニット２０の構成を示す
もので、電子制御ユニット２０には車載のバッテリ４１
が接続されている。即ち、バッテリ４１が、ヒューズ及
び電源端子ＩＰ１を介してモータドライバ４４に接続さ
れると共に、ヒューズ、イグニッションスイッチ４２及
び電源端子ＩＰ２を介してモータドライバ４４及び定電
圧レギュレータ４３に接続されており、この定電圧レギ
ュレータ４３から定電圧Ｖｃｃが出力される。

【００１６】電子制御ユニット２０は、定電圧Ｖｃｃに
より作動するマイクロプロセッサ４５を有し、前述のヨ
ーレイトセンサ８、車速センサ９、前輪舵角センサ１
７、磁極センサ６１及び絶対舵角センサ６２の検出信号
も、インターフェース４６を介してマイクロプロセッサ
４５に入力される。尚、図示は省略するが、リードオン
メモリＲＯＭ、ランダムアクセスメモリＲＡＭ、モータ
位置カウンタ等が内蔵されている。モータ１２の各相の
端子Ｕ，Ｖ，Ｗは電子制御ユニット２０のモータドライ
バ４４に接続されている。モータドライバ４４に対して
は電源端子ＩＰ１及びＩＰ２から電力が供給される。そ
して、マイクロプロセッサ４５からモータドライバ４４
に制御信号が出力される。

【００１７】モータ１２は、図５及び図６に示すように
各巻線の一端がそれぞれ端子Ｕ，Ｖ，Ｗを介してモータ
ドライバ４４に接続されている。又、モータ１２の軸方
向端部には図７に二点鎖線で示す四極の円板状の磁石６
３が固着されており、この磁石６３に所定の間隙を隔て
て配置された基板６４には、図７に示すように三個のホ
ールＩＣ６５が６０度間隔で配置されている。これら三
個のホールＩＣ６５の出力が回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ
として使用される。

【００１８】即ち、モータ軸１２ｓが回転すると、図９
に「磁石回転状態」として示すように、ホールＩＣ６５
（図９ではＨＡ，ＨＢ，ＨＣで示す）に対して相対的に
磁石６３（図９ではＮ，Ｓ極の環体で示す）が回転し、
磁極センサ６１の三つの出力である回転信号ＨＡ，Ｈ
Ｂ，ＨＣが図９に示すようにハイレベル（Ｈ）とローレ
ベル（Ｌ）間で変化する。図９はモータ１２が時計回り
（ＣＷ）に回転している状態を示す。モータ１２が反時
計回り（ＣＣＷ）に回転するときには図示右から左へ向
かう方向に磁極センサ６１の回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ
が切換わる。而して、この回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの
切換わりに同期してモータ巻線４４の巻線電流を切換え
ればモータ１２が回転する。尚、図９に示したモータ１
２の回転時の巻線電流の方向については後述する。

【００１９】また、マイクロプロセッサ４５は図８に示
すように、割込み端子ＩＴＲを有し、通常の入力端子
（ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ）が回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの入
力用に供されている。回転信号ＨＡ，ＨＢはイクスクル
ーシブＯＲ回路ＥＸＯＲ１に入力し、回転信号ＨＣとイ
クスクルーシブＯＲ回路ＥＸＯＲ１の出力信号はイクス
クルーシブＯＲ回路ＥＸＯＲ２に入力するように接続さ
れている。而して、回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣのうちの
何れか一つに変化があると、イクスクルーシブＯＲ回路
ＥＸＯＲ２の出力が変化し割込端子ＩＴＲに割込信号が
供給される。

【００２０】図５に示すように、モータ１２の各相の端
子Ｕ，Ｖ，Ｗは電子制御ユニット２０のモータドライバ
４４に接続されている。モータドライバ４４に対して
は、図６に示すように電源端子ＰＩＧＡ及びＩＧＡから
電力が供給されると共に、マイクロプロセッサ４５の出
力信号である相切換信号群Ｌ１（Ｌ１は相切換信号ＬＡ
１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ
２１からなる信号群）及びパルス幅変調（Pulse Width
Modulation）信号ＰＷＭ１が入力される。

【００２１】モータドライバ４４は図６に示すように構
成されており、上述の相切換信号群Ｌ１及びパルス幅変
調信号ＰＷＭ１により制御される。ハイサイド側を制御
するための相切換信号ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１は
異常電流制限回路８８を介してゲート駆動回路Ｇ１１に
入力される。通常は、これらの入力信号が異常電流制限
回路８８を介してそのまま出力側から出力される。ゲー
ト駆動回路Ｇ１１はパワーＭＯＳＦＥＴのトランジスタ
ＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ１１をオン−オフ駆動する回
路である。また、ゲート駆動回路Ｇ１１は昇圧機能を有
し、トランジスタＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ１１のゲー
トに昇圧した電圧が与えられると共に、昇圧電圧が昇圧
電圧値ＲＶ１として出力される。トランジスタＴＡ１
１，ＴＢ１１，ＴＣ１１は、電源端子ＰＩＧＡからパタ
ーンヒューズＰＨ、チョークコイルＴＣ及び抵抗Ｒｓを
介して得られる高電圧が、それぞれモータ１２の三相の
各端子Ｕ，Ｖ，Ｗに供給されるように接続されている。
尚、トランジスタＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ１１，ＴＡ
２１，ＴＢ２１，ＴＣ２１のゲートとソース間には、ツ
ェナーダイオードが挿入されており、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔの保護に供されている。

【００２２】一方、ローサイド側を制御するための相切
換信号ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２１は、パルス幅変調
信号合成回路８９及び異常電流制限回路８８を介してゲ
ート駆動回路Ｇ２１に接続されている。パルス幅変調信
号合成回路８９は相切換信号ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ
２１をそれぞれパルス幅変調信号ＰＷＭ１と合成する回
路である。ゲート駆動回路Ｇ２１はＭＯＳＦＥＴのトラ
ンジスタＴＡ２１，ＴＢ２１，ＴＣ２１をオン−オフ駆
動する回路であり、これらのトランジスタＴＡ２１，Ｔ
Ｂ２１，ＴＣ２１は、モータ１２の三相の各端子Ｕ，
Ｖ，Ｗとバッテリ４１のグランド間が接続されるように
配置されている。トランジスタＴＡ１１，ＴＢ１１，Ｔ
Ｃ１１，ＴＡ２１，ＴＢ２１，ＴＣ２１の各々には保護
用のダイオードＤ３乃至Ｄ８が接続されている。トラン
ジスタＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ１１に供給される電圧
は、同時に電圧ＰＩＧＭ１として出力される。

【００２３】抵抗Ｒｓの両端には電流検出回路８６が接
続されており、抵抗Ｒｓに流れる電流値が検出される。
電流検出回路８６は、抵抗Ｒｓに流れる電流値が１８Ａ
以上のとき過電流と判定し、出力信号ＭＯＣ１として過
電流信号を出力すると共に、パルス幅変調信号合成回路
８９に過電流信号を与え、ローサイド側で制限をかける
ように構成されている。また、電流検出回路８６は抵抗
Ｒｓに流れる電流値が２５Ａ以上のとき異常電流と判定
し、出力信号ＭＳ１として異常電流信号を出力すると共
に、異常電流制限回路８８に異常電流信号を与え、ハイ
サイド及びローサイド側で制限をかけるように構成され
ている。具体的には、全てのトランジスタＴＡ１１，Ｔ
Ｂ１１，ＴＣ１１，ＴＡ２１，ＴＢ２１，ＴＣ２１が異
常電流検出時から一定時間オフとされる。電流検出回路
８６で検出された電流値はピークホールド回路１０１に
与えられ、ピークホールド回路１０１から電流値のピー
ク値がピーク信号ＭＩ１として出力される。尚、このピ
ークホールド回路１０１はリセット信号ＤＲ１が切り替
わるタイミングでリセットされる。

【００２４】次に、図９を参照してモータ１２の回転動
作について説明する。回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの状態
に応じて、相切換信号のパターンを下記表１のように設
定することによりモータ１２が回転する。時計方向の回
転（ＣＷ）は右切り、反時計方向の回転（ＣＣＷ）は左
切りに設定してある。先ず、表１における右回転の順１
のように、回転信号が（ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ）＝（Ｈ，
Ｌ，Ｈ）の場合には、相切換信号は（ＬＡ１１，ＬＢ１
１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ２１，ＬＣ２１）＝
（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ）として出力される。この状
態は図９の図示Ａの範囲の状態に対応し、三つのホール
ＩＣに対する磁石の相対的回転位置関係から明らかなよ
うに、回転信号ＨＡ及びＨＣがハイレベル（Ｈ）となっ
ている。巻線電流の方向はＵ相からＶ相となり、モータ
１２の回転に伴い磁石は図示時計方向に回転する。磁石
が３０度程回転すると、回転信号ＨＡがハイレベルから
ローレベルに切り換わる。これに応じ、相切換信号が
（ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１１，ＬＡ２１，ＬＢ２
１，ＬＣ２１）＝（Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｌ）に切換え
られ、モータ１２は更に３０度回転し、回転信号ＨＢが
ハイレベルとなる。このようにして、図９の左方の状態
から右方の状態に進み、モータ１２が連続して回転する
こととなる。而して、モータ１２に対し時計方向の回転
（ＣＷ）又は反時計方向の回転（ＣＣＷ）を与えるに
は、下記表１の上段又は下段の順に従って相切換信号の
パターンを切換えればよい。

【表１】

【００２５】上述のマイクロプロセッサ４５は、図１０
に示すように構成されており、目標舵角演算部Ｃ０、モ
ータサーボ制御部Ｃ１、相切換制御部Ｃ２、磁極センサ
異常判定部Ｃ３、オープン制御部Ｃ４及びスイッチＳＷ
１を有する。目標舵角演算部Ｃ０においては、後述する
ようにヨーレートγ、車速Ｖｓ及び前輪の操舵角δに基
づき目標舵角θａが設定され、この目標舵角θａと実舵
角θｒの偏差に基づきモータサーボ制御部Ｃ１にてモー
タ１２のサーボ制御が行なわれる。

【００２６】即ち、マイクロプロセッサ４５において
は、図１１に示す制御ブロック図に従って目標舵角が設
定されると共に、モータ１２のサーボ制御が行なわれ
る。先ず、目標値設定部２１においては、例えば前輪１
３，１４の操舵角δとヨーレイトγ、及び車速Ｖｓに応
じて後輪１５，１６の目標舵角θａが設定される。具体
的には、目標値設定部２１において、車速Ｖｓに応じて
設定される係数Ｋ１とヨーレイトセンサ８の出力ヨーレ
イトγの積と、車速Ｖｓに応じて設定される係数Ｋ２と
前輪舵角センサ１７の出力操舵角δの積が加算され（Ｋ
１・γ＋Ｋ２・δ）、目標舵角θａが設定される。例え
ば車両を停車するときには、後輪１５，１６が前輪１
３，１４の操舵角に反比例して前輪１３，１４とは反対
方向に操舵されるように目標舵角θａが設定され、これ
により車両の旋回半径が小さくなる。また、車両が高速
で走行中のときには、目標舵角θａが前輪１３，１４の
操舵角に比例するように設定され、後輪１５，１６が前
輪１３，１４と同じ方向に操舵され、車両旋回時の操縦
安定性が良好なものとなる。

【００２７】上記のように設定された目標舵角θａは、
微分部２２にて微分され、微分ゲイン設定部２３におい
て、微分値Ｄθａから所定の特性に従って微分ゲインＧ
θａが求められる。即ち、微分値Ｄθａの絶対値が所定
値（例えば０．１２ｄｅｇ）以下の場合には微分ゲイン
Ｇθａは０に設定され、微分値Ｄθａの絶対値が所定値
（例えば０．４８ｄｅｇ）以上の場合には微分ゲインＧ
θａは所定値（例えば４）に設定される。従って、図１
６に示すように、微分値Ｄθａの絶対値が０．１２乃至
０．４８ｄｅｇの範囲内にあるときには微分ゲインＧθ
ａは０乃至４の値となる。

【００２８】一方、磁極センサ６１の出力信号ＨＡ，Ｈ
Ｂ，ＨＣによってモータ１２の回転角θｍが検出され、
舵角変換部３３を介して実舵角θｒとして出力され、こ
れが減算部２４に供給される。磁極センサ６１の出力は
前述のように相対的な舵角であって、実舵角を表すもの
ではないが、舵角変換部３３にて絶対舵角センサ６２の
出力に基づき補正されるので、舵角変換部３３からは実
舵角θｒが出力される。

【００２９】而して、減算部２４においては、目標舵角
θａから実舵角θｒが減算され、舵角偏差Δθａが求め
られる。この舵角偏差Δθａは、舵角偏差不感帯付与部
２５を介して処理され、図１７に示すように、舵角偏差
Δθａの絶対値が所定値α以下の場合には出力の偏差θ
ｄが０とされる。これにより舵角偏差Δθａの値が小さ
いときには制御が停止するように構成されている。この
ようにして求められた偏差θｄは、微分部２６及び比例
部２８に送られる。比例部２８では偏差θｄに所定の比
例ゲインが乗算され、比例項Ｐｓが得られる。また、微
分部２６では偏差θｄが微分され、舵角偏差微分値Ｄθ
ｄが得られる。

【００３０】そして、舵角偏差微分値Ｄθｄに対し、前
述のように微分ゲイン設定部２３にて設定された微分ゲ
インＧθａが乗算部２７にて乗算され、微分項Ｄｓが得
られる。続いて、比例項Ｐｓと微分項Ｄｓが加算部２９
にて加算され、舵角制御量、即ち舵角値θｃが得られ
る。この舵角値θｃに対し舵角偏差リミッタ３０によっ
て舵角制限がかけられ、例えば図１８に示すように舵角
値θｃに比例して制御量Ｏｃが設定されると共に、制御
量Ｏｃが所定の上限値（例えば１．５ｄｅｇ）以上また
は所定の下限値（例えば−１．５ｄｅｇ）以下にならな
いように設定される。

【００３１】このようにして求められた制御量Ｏｃは偏
差−デューティ変換部３１にてデューティＤｙに変換さ
れ、パルス幅変調（ＰＷＭ）部３２に供給される。この
パルス幅変調部３２においてはデューティＤｙに応じた
パルス信号Ｐｗが形成され、モータドライバ４４に出力
される。而して、モータドライバ４４により、これに供
給されるパルス信号Ｐｗに応じて、モータ１２がサーボ
制御され回転駆動される。尚、上記ＰＤ制御に積分項を
追加することとしてもよい。

【００３２】図１０の相切換制御部Ｃ２においては、回
転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ及びイクスクルーシブＯＲ回路
ＥＸＯＲ２の出力に応じて、後述する図１２乃至図１４
のフローチャートに示すように処理される。また、磁極
センサ異常判定部Ｃ３においては、上記回転信号ＨＡ，
ＨＢ，ＨＣ及びイクスクルーシブＯＲ回路ＥＸＯＲ２の
出力に基づき、磁極センサ６１の異常判定が行なわれ、
異常と判定された場合にはスイッチＳＷ１がオープン制
御部Ｃ４側に切換るように構成されている。オープン制
御部Ｃ４においては、図示しないオープン制御ルーチン
に従って後輪の実舵角θｒの絶対値が零となるように制
御される。即ち、磁極センサ６１が異常と判定される
と、後輪１５，１６が中立位置に復帰するように相切換
信号パターンが制御される。

【００３３】而して、マイクロプロセッサ４５において
は、図１２乃至図１４に示すフローチャートに従ってモ
ータ１２の駆動制御が行なわれる。図１２はメインルー
チンを示すもので、ステップ１０１において初期化が行
なわれた後、所定の時間間隔、例えば５ｍｓの制御サイ
クルでモータ１２の駆動制御が行なわれる（ステップ１
０２以降）。先ず、ステップ１０３において目標舵角θ
ａ等、上述の各種制御量が演算された後、ステップ１０
４に進みモータサーボ制御が行なわれる。ここでは、前
述の図１１で説明したように、基本的には目標舵角θａ
と実舵角θｒの舵角偏差Δθａに基づき舵角値θｃが求
められ、更にこの舵角値θｃに基づき前述のように制御
量Ｏｃが設定される。そして、ステップ１０５に進み、
舵角値θｃの変化に応じてモータ１２の回転方向を含む
相切換条件が設定される。

【００３４】図１３はステップ１０５で行なわれる相切
換条件設定のサブルーチンを示すもので、今回の舵角値
θc(n)及び前回の舵角値θc(n-1)が正、負又は零の何れ
の状態かが判定される。先ず、ステップ２０１では今回
の舵角値θc(n)が零（即ち、舵角偏差無）か否かが判定
され、零であればモータ１２の駆動制御は不要であるの
で、ステップ２０２にて相切換制御の停止指令が出力さ
れてメインルーチンに戻る。

【００３５】今回の舵角値θc(n)が零でなければ、更に
ステップ２０３にて前回の舵角値θc(n-1)が零か否かが
判定され、零であった場合には今回で舵角偏差が生じた
ことになるので、ステップ２０４にて、相切換制御を開
始するためのスタートフラグＳＦがセット（１）され
る。そして、ステップ２０５にて今回の舵角値θc(n)の
正負が判定され、正であればステップ２０６に進み、左
方向に回転させるための左回転フラグＬＦがセットさ
れ、負であればステップ２０７に進み、右方向に回転さ
せるための右回転フラグＲＦがセットされる。

【００３６】ステップ２０３において前回の舵角値θc
(n-1)が零でないと判定されたときには、ステップ２０
８に進み今回の舵角値θc(n)の正負が判定される。負で
あればステップ２０９に進み、更に前回の舵角値θc(n-
1)の正負が判定される。ここで、前回の舵角値θc(n-1)
が正と判定されると、舵角値θｃが正から負に変化した
ことになるので、右回転フラグＲＦがセットされると共
に、スタートフラグＳＦがセットされる。ステップ２０
９にて前回の舵角値θc(n-1)が負と判定されると、舵角
値θｃは負から負への変化であるので、ステップ２１１
に進み右回転フラグＲＦがセットされたままとなる。

【００３７】ステップ２０８にて今回の舵角値θc(n)が
正と判定されると、更にステップ２１２において前回の
舵角値θc(n-1)の正負が判定され、負であったときには
舵角値θｃが負から正に変化したことになるので、ステ
ップ２１３に進み左回転フラグＬＦがセットされると共
にスタートフラグＳＦがセットされる。前回の舵角値θ
c(n-1)が正であったときには正から正への変化であるの
で、ステップ２１４にて左回転フラグＬＦがセットされ
たままとなる。以上のようにして設定された回転方向を
表すフラグＬＦ，ＲＦの何れか、及びスタートフラグＳ
Ｆの状態に応じて、図１２のメインルーチンにおいて相
切換制御が行なわれ、あるいはステップ２０２の停止指
令に従って停止する。

【００３８】図１２に戻り、ステップ１０６において停
止指令の有無が判定され、ステップ２０２の停止指令が
あるときにはステップ１０７にて相切換制御が停止とさ
れ、モータ１２の駆動制御は行なわれない。停止指令が
無ければ、ステップ１０８に進みスタートフラグＳＦの
状態が判定される。ここで、スタートフラグＳＦがセッ
ト（１）されていると判定されると、ステップ１０９に
進み右回転フラグＲＦがセットされているか否かが判定
され、セットされておればステップ１１０にて右回転の
相切換制御が行なわれ、そうでなければステップ１１１
にて左回転の相切換制御が行なわれた後、夫々ステップ
１０２に戻る。ステップ１０８にてスタートフラグＳＦ
がセットされていない（０）と判定されたときには、相
切換制御が行なわれることなくステップ１０２に戻り、
以上の処理が繰り返される。

【００３９】上記のようにしてモータ１２が起動され、
回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの何れかが出力され、図８に
示す割込端子ＩＴＲに割込信号が入力されると、図１４
に示す割込ルーチンが実行される。割込処理が開始する
と、ステップ３０１にてモータ位置カウンタがカウント
アップ又はカウントダウンされる。即ち、割込信号が入
力する毎に、モータ１２の回転方向に合わせて、例えば
右方向の回転であればカウントアップ（＋１）され、左
方向の回転であればカウントダウン（−１）され、その
カウント値に基づきモータ１２の回転位置が検出され
る。

【００４０】続いて、ステップ３０２に進みスタートフ
ラグＳＦがリセット（０）される。これにより、図１２
のメインルーチンのステップ１１０又は１１１で相切換
制御が行なわれることなく、図１４の割込ルーチンのス
テップ３０４又は３０５にて相切換制御が行なわれる。
即ち、ステップ３０３で右回転フラグＲＦがセット
（１）されていると判定されると、ステップ３０４にお
いて、上記モータ位置カウンタのカウント値に基づく相
切換信号パターンに従って右回転の相切換制御が行なわ
れ、右回転フラグＲＦがセットされていない（左回転フ
ラグＬＦがセット状態）と判定されると、ステップ３０
５にて左回転の相切換制御が行なわれる。このように、
割込ルーチンにおけるステップ３０４又は３０５にて相
切換制御が行なわれているときには、スタートフラグＳ
Ｆはリセット状態とされており、メインルーチンのステ
ップ１１０又は１１１の相切換制御が行なわれることは
ないので、両ルーチン間で相切換制御が干渉することな
く、回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣの出力タイミングが５ｍ
ｓの制御サイクルより早い場合でも確実に相切換制御を
行なうことができる。

【００４１】前述のように、図１０の磁極センサ異常判
定部Ｃ３には、回転信号ＨＡ，ＨＢ，ＨＣのみでなく、
図８のイクスクルーシブＯＲ回路ＥＸＯＲ２の出力も異
常判定に供されるように構成されている。而して、イク
スクルーシブＯＲ回路ＥＸＯＲ１，ＥＸＯＲ２を含む回
路に異常が生じた場合にも、確実にオープン制御に切換
えることができる。特に、本実施例ではイクスクルーシ
ブＯＲ回路ＥＸＯＲ２の出力によって割込ルーチンが開
始し、しかもメインルーチンに代わって相切換制御が行
なわれるように構成されているので、仮にイクスクルー
シブＯＲ回路ＥＸＯＲ１，ＥＸＯＲ２を含む回路に異常
が生じ割込端子ＩＴＲに割込信号が入力されない事態と
なると、割込ルーチンが開始しないので、割込側の異常
判定を行なうことができなくなる。このため、上記のよ
うに構成し、メインルーチンで監視することにより当該
回路の異常も確実に検知することができる。

【００４２】また、前述のように割込処理によって相切
換制御が行なわれ、割込ルーチンに関与するメモリとし
てランダムアクセスメモリが用いられるが、これが一個
のみであると、万一故障した場合には誤作動を惹起する
ことになるので好ましくない。そこで、本発明の他の実
施例として図１５に割込処理の一例を示すように、電子
制御ユニット２０内に、モータ１２の回転方向を指令す
るための二個のランダムアクセスメモリＲＡＭ１，ＲＡ
Ｍ２（図示省略）を設け、一方を右回転用、他方を左回
転用として用いるか、あるいは同じ内容のものを一対設
けることが望ましい。

【００４３】図１５はランダムアクセスメモリを二個備
えた実施例に係る回転信号エッジ割込ルーチンを示すも
ので、ステップ４０１にて図１４のステップ３０１と同
様にモータ位置カウンタがカウントアップ又はカウント
ダウンされた後、ステップ４０２にてモータ１２の回転
方向指令用の二つのランダムアクセスメモリＲＡＭ１，
ＲＡＭ２がチェックされる。そして、ステップ４０３に
て指令された側のランダムアクセスメモリが正常であれ
ばステップ４０４に進み相切換制御が前述のように行な
われるが、異常と判定されるとステップ４０５に進み相
切換制御が停止される。

【００４４】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に係るブ
ラシレスモータの駆動装置は、割込制御手段を具備し、
回転信号に応じて割込処理を行ない、相切換制御手段に
よる相切換信号の出力を停止すると共に、励磁手段に対
し相切換信号を出力するように構成されているので、例
えば相切換制御手段が相切換信号を出力する所定の時間
間隔より早く回転信号に変化が生じた場合にも、割込制
御手段によって確実に相切換信号を出力することがで
き、円滑な相切換制御を行なうことができる。

【００４５】更に、請求項２に係るブラシレスモータの
駆動装置は、異常判定手段を具備し、回転信号及び割込
信号に基づいて異常判定を行なうように構成されている
ので、回転センサから割込制御手段に至る部分も含め確
実に異常判定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブラシレスモータの駆動装置の構
成の概要を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係るブラシレスモータの駆
動装置を適用した車両の後輪操舵装置の全体構成図であ
る。

【図３】本発明の一実施例における後輪操舵機構の正面
図である。

【図４】本発明の一実施例における後輪操舵機構の部分
断面図である。

【図５】本発明の一実施例に供する電子制御ユニットの
回路構成図である。

【図６】本発明の一実施例におけるモータドライバの回
路図である。

【図７】本発明の一実施例における磁極センサの基板部
分の正面図である。

【図８】本発明の一実施例において割込処理に供する回
路図である。

【図９】本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
作動説明図である。

【図１０】本発明の一実施例におけるマイクロプロセッ
サの機能ブロック図である。

【図１１】本発明の一実施例におけるモータサーボ制御
に係る制御ブロック図である。

【図１２】本発明の一実施例に係るブラシレスモータの
駆動制御のメインルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１３】本発明の一実施例に係るブラシレスモータの
駆動制御における相切換条件設定のサブルーチンを示す
フローチャートである。

【図１４】本発明の一実施例に係るブラシレスモータの
駆動制御における回転信号エッジ割込の割込ルーチンを
示すフローチャートである。

【図１５】本発明の他の実施例に係るブラシレスモータ
の駆動制御における回転信号エッジ割込の割込ルーチン
を示すフローチャートである。

【図１６】本発明の一実施例における微分ゲイン設定部
の入出力特性を示すグラフである。

【図１７】本発明の一実施例における舵角偏差不感帯付
与部の入出力特性を示すグラフである。

【図１８】本発明の一実施例における舵角−偏差リミッ
タの入出力特性を示すグラフである。

【符号の説明】

８ ヨーレイトセンサ ９ 車速センサ １０ 前輪操舵機構 １１ 後輪舵角センサ １２ モータ １３，１４ 前輪 １５，１６ 後輪 １７ 前輪舵角センサ １８ 後輪操舵機構 ２０ 電子制御ユニット ２２ 微分部， ２３ 微分ゲイン設定部 ２４ 減算部 ２５ 舵角偏差不感帯付与部 ２６ 微分部， ２７ 乗算部 ２８ 比例部， ２９ 加算部 ３０ 舵角偏差リミッタ ３１ 偏差−デューティ変換部 ３２ パルス幅変調部， ３３ 舵角変換部 ４１ バッテリ ４３ 定電圧レギュレータ ４４ モータドライバ ４５ マイクロプロセッサ ４６ インターフェース ６０ 後輪舵角センサ ６１ 磁極センサ ６２ 絶対舵角センサ ６３ 磁石 ６４ 基板 ６５ ホールＩＣ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 克彦 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少くとも三相の励磁コイルを有すると共
   に、該励磁コイルの励磁状態に応じて回転するモータ軸
   を有するブラシレスモータと、前記モータ軸の回転位置
   に応じて回転信号を出力する回転センサと、所定の時間
   間隔毎に、前記回転信号の変化に応じて前記励磁コイル
   に対する相切換信号パターンを切換えて相切換信号を出
   力する相切換制御手段と、前記相切換信号に応じて前記
   励磁コイルに電流を供給する励磁手段とを備えたブラシ
   レスモータの駆動装置において、前記回転信号に応じて
   割込処理を行ない、前記相切換制御手段による前記相切
   換信号の出力を停止すると共に、前記励磁手段に対し前
   記相切換信号を出力する割込制御手段を備えたことを特
   徴とするブラシレスモータの駆動装置。
2. 【請求項２】 前記回転センサの回転信号と前記割込制
   御手段の割込信号に基づき異常判定を行なう異常判定手
   段を備えたことを特徴とする請求項１記載のブラシレス
   モータの駆動装置。