特開 2024-140992 モータ駆動制御装置、アクチュエータ、およびモータ駆動制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140992

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】モータ駆動制御装置、アクチュエータ、およびモータ駆動制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 8/12 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H02P8/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052405

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】中澤 一瑛

(72)【発明者】

【氏名】宇野 寿一

【テーマコード（参考）】

5H580

【Ｆターム（参考）】

5H580AA08

5H580BB02

5H580CA02

5H580FA02

5H580FA22

5H580HH22

(57)【要約】

【課題】モータの負荷に応じた安定したモータ駆動を実現する。
【解決手段】モータ駆動制御装置１０は、モータ２０のコイル電流が電流基準値Ｓｉｓに一致するように、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号を生成する制御回路１２と、駆動制御信号Ｓｄに基づいてモータ２０のコイル２１を励磁する駆動回路１４とを備える。制御回路１２は、コイル電流が電流基準値Ｓｉｓに到達していない場合に、ＰＷＭ信号の最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを１００％未満の所定の範囲Ｒｄ内において上昇させ、コイル電流が電流基準値Ｓｉｓに到達している場合に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを所定の範囲Ｒｄ内において低下させ、制御回路１２は、ＰＷＭ信号のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを超えないように、ＰＷＭ信号を生成する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータのコイルに流れる電流であるコイル電流が電流基準値に一致するように、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号としてのＰＷＭ信号を生成する制御回路と、
前記駆動制御信号に基づいて、前記モータのコイルを励磁する駆動回路と、を備え、
前記制御回路は、前記コイル電流が前記電流基準値に到達していない場合に、前記ＰＷＭ信号の一周期であるＰＷＭ周期に対する前記ＰＷＭ信号が第１論理レベルとなる期間の割合を示すデューティ比の最大値を定める最大デューティ比を所定の範囲内において上昇させ、前記コイル電流が前記電流基準値に到達している場合に、前記最大デューティ比を前記所定の範囲内において低下させ、
前記制御回路は、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が前記最大デューティ比を超えないように、前記ＰＷＭ信号を生成する
モータ駆動制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
前記制御回路は、
前記コイル電流の測定値を取得する電流値取得部と、
前記ＰＷＭ信号を生成し、前記駆動制御信号として出力する駆動制御信号生成部と、
前記電流基準値を設定する電流基準値設定部と、
前記ＰＷＭ周期毎に、前記電流値取得部によって取得した前記コイル電流の測定値と前記電流基準値とを比較し、比較結果を出力する比較部と、を有し、
前記駆動制御信号生成部は、
前記最大デューティ比を決定する最大デューティ比決定部と、
前記ＰＷＭ信号のデューティ比が前記最大デューティ比を超えないように、前記比較結果に応じて前記ＰＷＭ信号を前記第１論理レベルと前記第１論理レベルの反対の第２論理レベルとの間で切り替えることにより、前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、
前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するデューティ比測定部と、を含み、
前記最大デューティ比決定部は、前記デューティ比測定部によって測定された前記ＰＷＭ信号のデューティ比が前記最大デューティ比と一致する場合に、前記所定の範囲内において前記最大デューティ比が大きくなるように前記最大デューティ比を更新し、前記デューティ比測定部によって測定された前記ＰＷＭ信号のデューティ比が前記最大デューティ比と一致しない場合に、前記所定の範囲内において前記最大デューティ比が小さくなるように前記最大デューティ比を更新する
モータ駆動制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載のモータ駆動制御装置において、
前記最大デューティ比決定部は、前記デューティ比測定部によって測定された前記ＰＷＭ信号の前記デューティ比が前記最大デューティ比と一致する状態が、連続する複数の前記ＰＷＭ周期にわたって継続した場合に、前記所定の範囲内において前記最大デューティ比が大きくなるように前記最大デューティ比を更新し、前記デューティ比測定部によって測定された前記ＰＷＭ信号の前記デューティ比が前記最大デューティ比と一致しない状態が、連続する複数の前記ＰＷＭ周期にわたって継続した場合に、前記所定の範囲内において前記最大デューティ比が小さくなるように前記最大デューティ比を更新する
モータ駆動制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載のモータ駆動制御装置において、
前記最大デューティ比決定部は、前記デューティ比測定部によって測定された前記ＰＷＭ信号の前記デューティ比が前記最大デューティ比と一致する状態が、連続する複数の前記ＰＷＭ周期にわたって継続し、且つ前記最大デューティ比が前記所定の範囲内の上限値に到達している場合に、前記最大デューティ比を前記所定の範囲を超えた値に設定する
モータ駆動制御装置。

【請求項5】

前記モータと、
請求項１乃至４の何れか一項に記載されたモータ駆動制御装置と、
前記モータの回転力を駆動対象に伝達する動力伝達機構と、を備えるアクチュエータ。

【請求項6】

モータ駆動制御装置によってモータの駆動を制御するためのモータ駆動制御方法であって、
前記モータ駆動制御装置が、前記モータのコイルに流れる電流であるコイル電流が電流基準値に一致するように、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号としてのＰＷＭ信号を生成する第１ステップと、
前記モータ駆動制御装置が、前記駆動制御信号に基づいて前記モータのコイルを励磁する第２ステップと、を含み、
前記第１ステップは、
前記コイル電流が前記電流基準値に到達していない場合に、前記モータ駆動制御装置が、前記ＰＷＭ信号の一周期であるＰＷＭ周期に対する前記ＰＷＭ信号が第１論理レベルとなる期間の割合を示すデューティ比の最大値を定める最大デューティ比を所定の範囲内において上昇させる第３ステップと、
前記コイル電流が前記電流基準値に到達している場合に、前記モータ駆動制御装置が、前記最大デューティ比を前記所定の範囲内において低下させる第４ステップと、
前記モータ駆動制御装置が、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が前記最大デューティ比を超えないように、前記ＰＷＭ信号を生成する第５ステップと、を含む
モータ駆動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ駆動制御装置、アクチュエータ、およびモータ駆動制御方法に関し、例えば、ステッピングモータを駆動するためのモータ駆動制御装置、当該モータ駆動制御装置を搭載したアクチュエータ、およびステッピングモータを駆動するためのモータ駆動制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステッピングモータやブラシレスＤＣモータ等のモータの駆動制御方法として、モータのコイルに流れる電流が正弦波状になるようにコイルを駆動する方法が知られている。

【0003】

例えば、ステッピングモータの駆動方式の一つであるマイクロステップ方式では、モータ駆動制御装置が、ステッピングモータを構成する各相のコイルの電流が正弦波状になるように、ステッピングモータの電気角θ（ロータの位置）に応じて電流の基準値（指令値）を階段状に変化させるとともに、コイルの電流を監視し、コイルの電流の検出値が基準値を超えないように、各相のコイルの励磁状態を切り替える（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－２５４５４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願発明者は、本願に先立って、マイクロステップ方式でステッピングモータを駆動するための新たなモータ駆動制御装置を検討した。検討の結果、本願発明者は、以下に示す課題を見出した。

【0006】

本願発明者による先行検討例のモータ駆動制御装置は、ステッピングモータの各相のコイルを駆動するインバータ回路の駆動制御信号であるＰＷＭ信号を生成する。モータ駆動制御装置は、ＰＷＭ信号を生成するとき、各相のコイルに流れるコイル電流が正弦波状に変化するように、ＰＷＭ信号の一周期であるＰＷＭ周期毎にコイル電流の電流基準値を設定する。例えば、Ａ相のコイル電流およびＢ相のコイル電流が正弦波状となり、且つＡ相のコイル電流の位相とＢ相のコイル電流の位相とが互いに９０度相違するように、相毎に電流基準値が階段状に設定される。

【0007】

モータ駆動制御装置は、ＰＷＭ信号を生成するとき、ステッピングモータの各相のコイル電流を検出し、ＰＷＭ周期毎に、各相のコイル電流と電流基準値とを比較する。モータ駆動制御装置は、コイル電流が電流基準値より低い場合に、コイルを励磁してコイル電流を流し、コイル電流が電流基準値より高い場合に、コイル電流を回生させて減衰させるように、ＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。

【0008】

ここで、ＰＷＭ信号のデューティ比は、ステッピングモータの負荷の状態に応じて変化する。例えば、ステッピングモータの負荷が大きい場合、負荷を駆動するために大きなコイル電流が必要となるため、ＰＷＭ信号のデューティ比は大きくなる。一方、ステッピングモータの負荷が小さい場合、小さなコイル電流でも負荷を駆動することができるので、ＰＷＭ信号のデューティ比は小さくなる。

【0009】

このように、ＰＷＭ信号のデューティ比はステッピングモータの負荷の状態によって変化する。ステッピングモータの駆動時にＰＷＭ信号のデューティ比が大きく変化すると、コイル電流が大きく変動し、コイルの電流の大きな変動（リプル）により、ステッピングモータから大きな異音が発生する場合がある。

【0010】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、モータの負荷に応じた安定したモータ駆動を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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、モータのコイルに流れる電流であるコイル電流が電流基準値に一致するように、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号としてのＰＷＭ信号を生成する制御回路と、前記駆動制御信号に基づいて、前記モータのコイルを励磁する駆動回路と、を備え、前記制御回路は、前記コイル電流が前記電流基準値に到達していない場合に、前記ＰＷＭ信号の一周期であるＰＷＭ周期に対する前記ＰＷＭ信号が第１論理レベルとなる期間の割合を示すデューティ比の最大値を定める最大デューティ比を１００％未満の所定の範囲内において上昇させ、前記コイル電流が前記電流基準値に到達している場合に、前記最大デューティ比を前記所定の範囲内において低下させ、前記制御回路は、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が前記最大デューティ比を超えないように、前記ＰＷＭ信号を生成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るモータ駆動制御装置によれば、モータの負荷に応じた安定したモータ駆動を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態に係るモータ駆動制御装置を搭載したアクチュエータの構造の一例を示す分解斜視図である。

【図2】モータおよびモータ駆動制御装置の構成を模式的に示す図である。

【図3】実施の形態に係るモータ駆動制御装置の制御回路の構成を示すブロック図である。

【図4A】チャージモードを説明するための図である。

【図4B】減衰モードを説明するための図である。

【図5】モータのコイルの電流と駆動制御信号の時間的な変化を示すタイミングチャートの一例である。

【図6】最大デューティ比の決定方法の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】最大デューティ比の増加処理（ステップＳ６）の流れを示すフローチャートである。

【図8】最大デューティ比の低下処理（ステップＳ１１）の流れを示すフローチャートである。

【図9A】本願発明者による先行検討例のモータ駆動制御装置によって２相のステッピングモータを駆動したときのコイル電流とコイル間電圧のシミュレーション結果を示す図である。

【図9B】実施の形態に係るモータ駆動制御装置によって２相のステッピングモータを駆動したときのコイル電流とコイル間電圧のシミュレーション結果を示す図である。

【図10】ステッピングモータを駆動したときの雑音の測定結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0015】

図１は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置を搭載したアクチュエータの構造の一例を示す分解斜視図である。

【0016】

アクチュエータ１は、例えば、車載用途の空調ユニットとしてのＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ－Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）システムにおける空調装置を駆動するための装置である。アクチュエータ１としては、ダンパアクチュエータ、弁アクチュエータ、ファンアクチュエータ、ポンプアクチュエータ等のＨＶＡＣシステムで使用可能な各種のアクチュエータを例示することができる。

【0017】

ＨＶＡＣシステムにおいて、アクチュエータ１は、例えば、他のアクチュエータとともに、上位装置としてのＥＣＵ（不図示）とバスを介して互いに接続され、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信ネットワークを構成している。

【0018】

図１に示されるように、アクチュエータ１は、ケース５１とカバー５２とで覆われている。アクチュエータ１の内部には、モータ２０と、モータ２０の駆動を制御するモータ駆動制御装置１０と、モータ２０の回転力を駆動対象に伝達する動力伝達機構としての１次ギヤ２６，２次ギヤ３１、３次ギヤ３２、および出力ギヤ３３とが収納されている。

【0019】

モータ２０は、アクチュエータ１の駆動力を発生させる。モータ２０は、例えばステッピングモータである。本実施の形態では、モータ２０が、Ａ相のコイルおよびＢ相のコイルを有する２相ステッピングモータであるとして説明する。モータ２０は、後述するように、モータ駆動制御装置１０から各相のコイルに駆動電力が供給されて動作する。

【0020】

図２は、モータ２０およびモータ駆動制御装置１０の構成を模式的に示す図である。

【0021】

上述したように、モータ２０は、２相ステッピングモータである。図２に示されるように、モータ２０は、Ａ相のコイル２１ａと、Ｂ相のコイル２１ｂと、ロータ２２と、２相のステータ（図示せず）とを有している。

【0022】

コイル２１ａ，２１ｂは、それぞれ、ステータ（不図示）を励磁するコイルである。コイル２１ａは、モータ端子２９として、正極端子ＡＰと負極端子ＡＮを有する。コイル２１ｂは、モータ端子２９として、正極端子ＢＰと負極端子ＢＮとを有する。コイル２１ａの正極端子ＡＰおよび負極端子ＡＮと、コイル２１ｂの正極端子ＢＰおよび負極端子ＢＮとは、駆動回路１４を構成するインバータ回路１４３ａ，１４３ｂに接続されている。インバータ回路１４３ａ，１４３ｂの詳細については後述する。

【0023】

コイル２１ａ，２１ｂは、インバータ回路１４３ａ，１４３ｂによって駆動される。これにより、コイル２１ａ，２１ｂには、互いに位相が異なる電流Ｉａ，Ｉｂが流れる。例えば、コイル２１ａ，２１ｂには、互いに位相が９０度ずれた電流Ｉａ，Ｉｂが流れる。

【0024】

なお、以下の説明において、コイル２１ａとコイル２１ｂとを区別しない場合には、単に、「コイル２１」と表記する。

【0025】

ロータ２２は、円周方向に沿って、Ｓ極２２ＳとＮ極２２Ｎとが交互に反転するように、単極または多極着磁された永久磁石を備えている。なお、図２では、一例として、ロータ２２が２極である場合が示されている。

【0026】

ステータ（不図示）は、ロータ２２の周囲に、ロータ２２の外周部に近接して配置されている。ロータ２２は、コイル２１ａ，２１ｂのそれぞれに流れるコイル電流の位相が周期的に切り替えられることにより、回転する。ロータ２２には、出力軸２５が接続されており、ロータ２２の回転力により、出力軸２５が駆動される。

【0027】

図１に示すように、モータ２０の出力軸２５には、１次ギヤ２６が取り付けられている。モータ２０の１次ギヤ２６は、２次ギヤ３１と噛み合っている。２次ギヤ３１は、３次ギヤ３２と噛み合っている。３次ギヤ３２は、出力ギヤ３３と噛み合っている。ケース５１の底面には、出力ギヤ３３に設けられている外部出力ギヤ（不図示）が露出し、この外部出力ギヤが駆動対象に連結されている。

【0028】

モータ駆動制御装置１０は、モータ２０を駆動させるための装置である。モータ駆動制御装置１０は、例えば，バスを介して上位装置（ＥＣＵ）との間で通信を行う。モータ駆動制御装置１０は、上位装置から受信した制御フレームである駆動指令Ｓｃに基づいて、モータ２０の各相のコイル２１ａ，２１ｂの通電状態を制御することにより、モータ２０の回転および停止を制御して、アクチュエータ１全体の動作を制御する。モータ駆動制御装置１０がモータ２０を駆動することにより、モータ２０の出力軸２５に接続された１次ギヤ２６が回転する。１次ギヤ２６の回転による駆動力が２次ギヤ３１、３次ギヤ３２、出力ギヤ３３、外部出力ギヤと順に伝達され、外部出力ギヤが駆動対象である空調装置の可動部を駆動する。

【0029】

図１に示すように、モータ駆動制御装置１０は、ハードウェア資源として、例えば、プリント基板４２と、プリント基板４２とモータ２０のモータ端子２９とを接続するフレキシブルプリント基板４３とを有している。プリント基板４２には、制御回路１２、駆動回路１４、および複数の外部接続端子４１が設けられている。

【0030】

なお、ケース５１及びカバー５２の内部に収納される回路は、駆動回路１４だけであってもよい。例えば、モータ駆動制御装置１０は、ケース５１およびカバー５２の内部に設けられた駆動回路１４と、ケース５１およびカバー５２の外部に設けられた制御回路１２とによって構成されるようにしてもよい。

【0031】

制御回路１２は、モータ２０のコイル２１に流れる電流であるコイル電流が、当該コイル電流の目標値である電流基準値に一致するように、モータ２０の駆動を制御するための駆動制御信号としてのＰＷＭ信号を生成する。具体的には、制御回路１２は、上位装置（ＥＣＵ）からの駆動指令Ｓｃに基づいて、モータ２０のＡ相のコイル２１ａを励磁するための駆動制御信号Ｓｄａと、モータ２０のＢ相のコイル２１ｂを励磁するための駆動制御信号Ｓｄｂとを生成して駆動回路１４に供給することにより、モータ２０の回転を制御する。なお、以下の説明において、駆動制御信号Ｓｄａと駆動制御信号Ｓｄｂを区別しない場合には、駆動制御信号Ｓｄａおよび駆動制御信号Ｓｄｂを「駆動制御信号Ｓｄ」と表記する。

【0032】

駆動指令Ｓｃは、モータ２０の目標とする状態を指示する信号である。駆動指令Ｓｃは、例えば、モータ２０の回転速度を指定する情報、およびモータ２０の目標となる回転角度（目標回転位置）を指定する情報等を含む。
なお、制御回路１２の詳細については後述する。

【0033】

駆動回路１４は、制御回路１２から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０のコイル２１を通電する制御を行う。駆動回路１４は、モータ２０のコイル２１を駆動するためのインバータ回路１４３とモータ２０のコイル２１に流れる電流を検出するための電流センサ１４４とを有する。

【0034】

インバータ回路１４３は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０に駆動電力を供給する。図２に示すように、インバータ回路１４３は、例えば、駆動対象のコイル２１ａ，２１ｂ毎に対応して設けられている。例えば、図２に示すように、Ａ相のコイル２１ａを駆動するためのインバータ回路１４３ａとＢ相のコイル２１ｂを駆動するためのインバータ回路１４３ｂが設けられている。インバータ回路１４３ａ，１４３ｂは、例えば、Ｈブリッジ回路によって構成されている。
なお、以下の説明において、インバータ回路１４３ａとインバータ回路１４３ｂとを区別しない場合には、インバータ回路１４３ａおよびインバータ回路１４３ｂを「インバータ回路１４３」と表記する場合がある。

【0035】

図２に示すように、インバータ回路１４３ａは、Ａ相のコイル２１ａの正極端子ＡＰとコイル２１ａの負極端子ＡＮとに接続されている。インバータ回路１４３ｂは、Ｂ相のコイル２１ｂの正極端子ＢＰとコイル２１ｂの負極端子ＢＮとに接続されている。

【0036】

インバータ回路１４３ａは、制御回路１２から出力された駆動制御信号Ｓｄａに基づいて、端子ＡＰと端子ＡＮとの間に電圧Ｖａを印加することにより、コイル２１ａに電流Ｉａを流す。インバータ回路１４３ｂは、制御回路１２から出力された駆動制御信号Ｓｄｂに基づいて、端子ＢＰと端子ＢＮとの間に電圧Ｖｂを印加することにより、コイル２１ｂに電流Ｉｂを流す。

【0037】

例えば、Ａ相のコイル２１ａを正側に励磁する場合、すなわち、コイル２１ａの正極端子ＡＰから負極端子ＡＮに電流Ｉａ（＋）を流す場合、負極端子ＡＮに対する正極端子ＡＰの電圧Ｖａを“正”にする。一方、Ａ相のコイル２１ａを負側に励磁する場合、すなわち、コイル２１ａの負極端子ＡＮから正極端子ＡＰに電流Ｉａ（－）を流す場合、負極端子ＡＮに対する正極端子ＡＰの電圧Ｖａを“負”にする。Ｂ相のコイル２１ｂを励磁する場合も同様である。以下の説明において、コイル２１ａに流れる電流を「コイル電流Ｉａ」、コイル２１ｂに流れる電流を「コイル電流Ｉｂ」と称する場合がある。

【0038】

なお、インバータ回路１４３の具体的な回路構成およびインバータ回路１４３による具体的なコイル２１の励磁方法については後述する。

【0039】

図２に示すように、電流センサ１４４は、例えば、駆動対象のコイル２１ａ，２１ｂ毎に対応して設けられている。例えば、図２に示すように、Ａ相のコイル２１ａに流れるコイル電流Ｉａを検出するための電流センサ１４４ａと、Ｂ相のコイル２１ｂに流れるコイル電流Ｉｂを検出するための電流センサ１４４ｂとが設けられている。

【0040】

電流センサ１４４ａ，１４４ｂは、例えば、検出対象のコイル２１ａ，２１ｂのコイル電流Ｉａ，Ｉｂを電圧に変換するシャント抵抗をそれぞれ含む。詳細は後述するが、シャント抵抗は、各相のコイル２１ａ，２１ｂ毎に設けられ、インバータ回路１４３ａ，１４３ｂのグラウンド電位ＧＮＤ側または電源電圧ＶＤＤにインバータ回路１４３ａ，１４３ｂと直列に接続されている。電流センサ１４４ａは、シャント抵抗の両端の電圧をＡ相のコイル電流Ｉａの測定値を表す電流検出信号Ｖｉａとして出力する。電流センサ１４４ｂは、シャント抵抗の両端の電圧をＢ相のコイル電流Ｉｂの測定値を表す電流検出信号Ｖｉｂとして出力する。

【0041】

図３は、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０の制御回路１２の構成を示すブロック図である。

【0042】

制御回路１２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の各種メモリ、タイマ、カウンタ、Ａ／Ｄ変換回路、入出力Ｉ／Ｆ回路、およびクロック生成回路等のハードウェア要素を有し、各構成要素がバスや専用線を介して互いに接続されたプログラム処理装置（例えば、マイクロコントローラ：ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ））である。制御回路１２は、メモリとして、例えば、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の書き換え可能な不揮発性の記憶装置を有している。

【0043】

制御回路１２は、主として、モータ２０が駆動指令Ｓｃによって指定された状態となるように、モータ２０の通電を制御する機能を有する。具体的には、制御回路１２は、所定の励磁方式に基づく所定のタイミングでＡ相のコイル２１ａとＢ相のコイル２１ｂを励磁するように、駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂを生成してインバータ回路１４３ａ，１４３ｂを駆動することにより、モータ２０を駆動指令Ｓｃによって指定された目標回転位置まで移動（回転）させる。

【0044】

ここで、所定の励磁方式とは、例えば、公知の、１相励磁方式、２相励磁方式、１－２相励磁方式、およびマイクロステップ方式の何れかである。本実施の形態では、所定の励磁方式が２相マイクロステップ方式である場合を例にとり、説明する。

【0045】

具体的に、制御回路１２は、２相マイクロステップ方式によって駆動制御信号Ｓｄを生成する。例えば、制御回路１２は、モータ２０を構成する各相のコイル２１ａ，２１ｂのコイル電流Ｉａ，Ｉｂが正弦波状になるように、コイル電流の目標値である電流基準値（目標電流値）Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂを階段状に変化させるとともに、コイル電流Ｉａ，Ｉｂを監視し、コイル電流Ｉａ，Ｉｂの測定値Ｓｉａ，Ｓｉｂが電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂを超えないように、各相のコイル２１ａ，２１ｂの励磁状態を切り替える。より具体的には、制御回路１２は、モータ２０のコイル電流Ｉａ，Ｉｂの測定値Ｓｉａ，Ｓｉｂと電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂとの大小関係に応じてパルス幅が変化するＰＷＭ信号（駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂ）を相毎に生成し、駆動回路１４を介してモータ２０の駆動を制御するＰＷＭ制御を行う。このとき、制御回路１２は、ＰＷＭ信号のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを超えないように、ＰＷＭ信号を生成する。

【0046】

ここで、デューティ比とは、ＰＷＭ信号の一周期であるＰＷＭ周期に対するＰＷＭ信号が第１論理レベル（例えば、ハイレベル）となる期間の割合である。最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙとは、ＰＷＭ信号のデューティ比の最大値を定めるパラメータである。

【0047】

更に、制御回路１２は、駆動制御信号Ｓｄａ，ＳｄｂとしてのＰＷＭ信号を生成するとき、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを動的に切り替える機能を有している。具体的に、制御回路１２は、コイル電流が電流基準値に到達していない場合に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを１００％未満の所定の範囲内において上昇させ、コイル電流が電流基準値に到達している場合に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを上記所定の範囲内において低下させる機能を有している。

【0048】

制御回路１２は、上述した機能を実現するための機能ブロックとして、電流値取得部１２１、電流基準値設定部１２２、電流情報記憶部１２３、比較部１２５、および駆動制御信号生成部１３０を有している。これらの機能ブロックは、例えば、上述したＭＣＵ内のプロセッサが、メモリに記憶されているプログラムに従って各種演算を実行するとともに、タイマおよびカウンタ、Ａ／Ｄ変換回路および入出力Ｉ／Ｆ回路等の周辺回路を制御することによって、実現される。なお、これらの機能ブロックの一部または全部が専用のハードウェア回路によって実現されていてもよい。また、制御回路１２は、上記機能に加えて、例えば、モータ２０の逆起電圧に基づいてモータ２０の脱調の発生の有無を判定する機能を有していてもよい。

【0049】

電流値取得部１２１は、モータ２０の各相のコイル電流Ｉａ，Ｉｂの測定値Ｓｉａ，Ｓｉｂを取得する機能部である。電流値取得部１２１は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路を含んで構成されている。

【0050】

電流値取得部１２１は、電流センサ１４４ａ，１４４ｂ（シャント抵抗）から出力される、各相のコイル電流Ｉａ，Ｉｂに応じた電圧である電流検出信号Ｖｉａ，Ｖｉｂを受け付ける。電流値取得部１２１は、入力された電流検出信号Ｖｉａ，Ｖｉｂの大きさ（電圧）に基づいて、各相のコイル電流Ｉａ，Ｉｂの測定値Ｓｉａ，Ｓｉｂを算出する。

【0051】

例えば、電流値取得部１２１は、電流検出信号Ｖｉａの電圧をデジタル値に変換し、Ａ相のコイル電流Ｉａの測定値Ｓｉａとして出力する。また、電流値取得部１２１は、電流検出信号Ｖｉｂの電圧をデジタル値に変換し、Ｂ相のコイル電流Ｉｂの測定値Ｓｉｂとして出力する。電流値取得部１２１は、例えば、後述するＰＷＭ周期毎に、Ａ相のコイル電流Ｉａの測定値ＳｉａとＢ相のコイル電流Ｉｂの測定値Ｓｉｂをそれぞれ出力する。以下、コイル電流Ｉａの測定値Ｓｉａとコイル電流Ｉｂの測定値Ｓｉｂとを区別しない場合には、コイル電流Ｉａの測定値Ｓｉａおよびコイル電流Ｉｂの測定値Ｓｉｂを「コイル電流の測定値Ｓｉ」と表記する。

【0052】

駆動制御信号生成部１３０は、駆動制御信号Ｓｄａ，ＳｄｂとしてのＰＷＭ信号を生成する機能部である。以下、ＰＷＭ信号の１周期、すなわち、一つのＰＷＭ信号が生成される周期を「ＰＷＭ周期」と称する。駆動制御信号生成部１３０の詳細については、後述する。

【0053】

電流基準値設定部１２２は、各相のコイル電流Ｉａ，Ｉｂの基準となる電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂを設定する機能部である。電流基準値設定部１２２は、コイル２１に流れる電流Ｉａ，Ｉｂが正弦波状に変化するように、ＰＷＭ周期毎に、電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂをそれぞれ設定する。例えば、電流基準値設定部１２２は、後述する駆動指令取得部１３１からの指示に応じて、Ａ相のコイル電流ＩａおよびＢ相のコイル電流Ｉｂが正弦波状となり、且つコイル電流Ｉａの位相とコイル電流Ｉｂの位相とが互いに９０度相違するように、電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂを階段状にそれぞれ変化させる。以下、電流基準値Ｓｉｓａと電流基準値Ｓｉｓｂとを区別しない場合には、電流基準値Ｓｉｓａおよび電流基準値Ｓｉｓｂを「電流基準値Ｓｉｓ」と表記する。

【0054】

例えば、電流情報記憶部１２３には、電気角θと電流基準値Ｓｉｓとの対応関係を示す電流基準値情報１２４が記憶されている。ここで、電流基準値情報１２４は、例えば、電気角θ＝０～３６０°の範囲において電流基準値Ｓｉｓが正弦波状になるように、電気角θ毎に電流基準値Ｓｉｓが対応付けられた情報（例えば、関数またはテーブル）である。電流情報記憶部１２３の少なくとも一部は、例えば、制御回路１２の電源供給が停止してもデータを保持する不揮発性の記憶装置の記憶領域を利用して実現されている。

【0055】

電流基準値設定部１２２は、ＰＷＭ周期毎に、そのときの電気角θに応じた電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂを電流情報記憶部１２３に記憶された電流基準値情報１２４から読み出して逐次出力する。

【0056】

比較部１２５は、ＰＷＭ周期毎に、電流値取得部１２１によって取得したコイル電流の測定値Ｓｉと電流基準値Ｓｉｓとを比較する。例えば、比較部１２５は、Ａ相の１つのＰＷＭ周期が開始されたタイミングにおいて、コイル電流Ｉａの測定値Ｓｉａと電流基準値Ｓｉｓａとの比較を開始し、比較結果Ｓｃｍａを出力する。また、Ｂ相の１つのＰＷＭ周期が開始されたタイミングにおいて、コイル電流Ｉｂの測定値Ｓｉｂと電流基準値Ｓｉｓｂとの比較を開始し、比較結果Ｓｃｍｂを出力する。なお、比較結果Ｓｃｍａと比較結果Ｓｃｍｂをそれぞれ区別しない場合には、比較結果Ｓｃｍａおよび比較結果Ｓｃｍｂを「比較結果Ｓｃｍ」と表記する。

【0057】

例えば、比較部１２５は、１つのＰＷＭ周期が開始されたとき、コイル電流の測定値Ｓｉと電流基準値Ｓｉｓとの比較処理を開始する。具体的には、コイル電流の測定値Ｓｉが電流基準値Ｓｉｓより低い場合に（Ｓｉ＜Ｓｉｓ）、比較部１２５は、比較結果Ｓｃｍとして第１論理レベル（例えば、ハイレベル）の信号を出力する。一方、コイル電流の測定値Ｓｉが電流基準値Ｓｉｓ以上となった場合に（Ｓｉ≧Ｓｉｓ）、比較部１２５は、比較結果Ｓｃｍｂとして第１論理レベルの反対の第２論理レベル（例えば、ローレベル）の信号を出力し、そのＰＷＭ周期が終了するまで、コイル電流の測定値Ｓｉと電流基準値Ｓｉｓの大小関係に関わらず比較結果Ｓｃｍｂ（ローレベル）の出力を維持する。そして、一つのＰＷＭ周期が終了し、次のＰＷＭ周期が開始されたとき、比較部１２５は、再びコイル電流の測定値Ｓｉと電流基準値Ｓｉｓの比較処理を開始する。

【0058】

このように、比較部１２５は、各相のコイル電流に係る比較処理を、各相のＰＷＭ周期毎に繰り返し行う。これにより、比較部１２５による比較結果Ｓｃｍｂを参照することにより、モータ２０のコイル電流が電流基準値に到達しているか否かを判定することができる。

【0059】

駆動制御信号生成部１３０は、駆動指令Ｓｃおよび比較部１２５の比較結果Ｓｃｍに基づいて、各相の駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂを生成する機能部である。例えば、駆動制御信号生成部１３０は、駆動指令取得部１３１およびＰＷＭ信号生成部１３２を含む。

【0060】

駆動指令取得部１３１は、例えば、上位装置（ＥＣＵ）から入力された駆動指令Ｓｃを取得する。上述したように、駆動指令Ｓｃは、例えば、モータ２０の目標となる回転位置（目標回転位置）を指定する情報を含む。駆動指令取得部１３１は、駆動指令Ｓｃを解析することにより、モータ２０の目標回転位置の情報を取得して出力するとともに、モータ２０を駆動するための処理の開始を他の機能部（例えば、電流基準値設定部１２２およびＰＷＭ信号生成部１３２等）に指示する。

【0061】

ＰＷＭ信号生成部１３２は、ＰＷＭ信号を生成する機能部である。ＰＷＭ信号生成部１３２は、駆動指令取得部１３１からの指示に応じてＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂとして出力する。例えば、ＰＷＭ信号生成部１３２は、駆動指令取得部１３１から出力された目標回転位置の情報を取得する。ＰＷＭ信号生成部１３２は、モータ２０（ロータ）が目標回転位置まで移動するように、相毎にＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂとして出力する。

【0062】

具体的には、ＰＷＭ信号生成部１３２は、比較部１２５による比較結果Ｓｃｍと後述する最大デューティ比決定部１３５によって決定された最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙとに基づいてＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄとして出力する。

【0063】

より具体的には、ＰＷＭ信号生成部１３２は、ＰＷＭ信号のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを超えないように、比較部１２５の比較結果Ｓｃｍに応じてＰＷＭ信号を第１論理レベル（例えば、ハイレベル）と第１論理レベルの反対の第２論理レベル（例えば、ローレベル）との間で切り替えることにより、ＰＷＭ信号を生成する。

【0064】

例えば、ＰＷＭ信号生成部１３２は、一つのＰＷＭ周期において、コイル電流の測定値Ｓｉが電流基準値Ｓｉｓより小さい（比較結果Ｓｃｍがハイレベル）期間に、ＰＷＭ信号を第１論理レベル（例えば、ハイレベル）にする。ＰＷＭ信号生成部１３２は、一つのＰＷＭ周期において、コイル電流の測定値Ｓｉが電流基準値Ｓｉｓ以上（比較結果Ｓｃｍがローレベル）である期間に、ＰＷＭ信号を第２論理レベル（例えば、ローレベル）にする。

【0065】

更に、ＰＷＭ信号生成部１３２は、ＰＷＭ信号が第１論理レベルである場合において、ＰＷＭ信号が第１論理レベルである状態が継続している時間が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙに相当する時間と一致したとき、ＰＷＭ信号を第１論理レベルから第２論理レベルに切り替える。これにより、ＰＷＭ信号のデューティ比の上限値は最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙによって制限される。
このようにして生成されたＰＷＭ信号は、駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂとしてインバータ回路１４３ａ，１４３ｂに供給される。

【0066】

上述したように、インバータ回路１４３は、駆動制御信号Ｓｄの信号レベルによってモータ２０のコイル２１の励磁状態を切り替える。すなわち、インバータ回路１４３は、ＰＷＭ信号としての駆動制御信号Ｓｄが第１論理レベルであるとき、コイル２１を励磁してコイル電流を増加させ、駆動制御信号Ｓｄが第２論理レベルであるとき、コイル２１の励磁を停止してコイル電流を減衰させる。以下、コイル電流を増加させる励磁モードを「チャージモード」、コイル電流を減衰させる励磁モードを「減衰モード」と称する。

【0067】

先ず、チャージモードについて説明する。
チャージモードは、モータ２０のコイル電流を増加させる励磁モードである。

【0068】

図４Ａは、チャージモードを説明するための図である。
本実施の形態において、Ａ相のコイル２１ａを駆動するためのインバータ回路１４３ａの構成とＢ相のコイル２１ｂを駆動するためのインバータ回路１４３ｂの構成は同一であることから、Ａ相のコイル２１ａを駆動するためのインバータ回路１４３ａを例にとり、励磁モードについて説明する。

【0069】

図４Ａに示すように、モータ２０の各相のコイル２１は、インバータ回路１４３（Ｈブリッジ回路）に接続されている。例えば、インバータ回路１４３ａは、スイッチとしてのトランジスタＱ１～Ｑ４と、ダイオードＤ１～Ｄ４とを有している。

【0070】

トランジスタＱ１とトランジスタＱ２とは電源電圧ＶＤＤとグラウンド電位との間に、電流センサ１４４ａとしてのシャント抵抗を介して直列に接続されている。同様に、トランジスタＱ３とトランジスタＱ４とは電源電圧ＶＤＤとグラウンド電位との間に、電流センサ１４４ａとしてのシャント抵抗を介して直列に接続されている。トランジスタＱ１とトランジスタＱ２とが共通に接続されるノードには、コイル２１ａの負極端子ＡＮ（またはコイル２１ｂのＢＮ）が接続され、トランジスタＱ３とトランジスタＱ４とが共通に接続されるノードには、コイル２１ａの正極端子ＡＰ（またはコイル２１ｂのＢＰ）が接続されている。

【0071】

ダイオードＤ１のアノードは、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２とが共通に接続されるノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、グラウンド電位ＧＮＤに接続され、ダイオードＤ２のカソードは、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２とが共通に接続されるノードに接続されている。

【0072】

ダイオードＤ３のアノードは、トランジスタＱ３とトランジスタＱ４とが共通に接続されるノードに接続され、ダイオードＤ３のカソードは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。ダイオードＤ４のアノードは、グラウンド電位ＧＮＤに接続され、ダイオードＤ４のカソードは、トランジスタＱ３とトランジスタＱ４とが共通に接続されるノードに接続されている。

【0073】

ダイオードＤ１～Ｄ４は、例えば、トランジスタＱ１～Ｑ４の寄生ダイオードであってもよいし、トランジスタＱ１～Ｑ４とは別個に設けた電子部品によって実現してもよい。

【0074】

チャージモードにおいて、コイル２１は、電源電圧ＶＤＤとグラウンド電位ＧＮＤとの間に接続され、正または負の方向に励磁される。

【0075】

例えば、図４Ａに示すように、トランジスタＱ１，Ｑ４をオフし、トランジスタＱ２，Ｑ３をオンすることにより、コイル２１ａの正極端子ＡＰ側からコイル２１ａの負極端子ＡＮ側に電流が流れ、コイル２１ａが正の方向に励磁される。一方、トランジスタＱ２，Ｑ３をオフし、トランジスタＱ１，Ｑ４をオンすることにより、コイル２１ａの負極端子ＡＮ側からコイル２１ａの正極端子ＡＰ側に電流が流れ、コイル２１ａが負の方向に励磁される。

【0076】

次に、減衰モードについて説明する。
減衰モードは、コイル２１の電流を減衰させるモードである。

【0077】

図４Ｂは、減衰モードを説明するための図である。
例えば、チャージモードによって正の方向に励磁されていたコイル２１の電流を減衰させる場合、減衰モードによって、インバータ回路１４３におけるトランジスタＱ１，Ｑ３をオフし、トランジスタＱ２，Ｑ４をオンする。これにより、図４Ｂに示すように、コイル２１ａの電流をグラウンド電位ＧＮＤ側に回生させて減衰させることができる。負の方向に励磁されていたコイル２１ａの電流を減衰させる場合も同様に、減衰モードによってトランジスタＱ１，Ｑ３をオフし、トランジスタＱ２，Ｑ４をオンすることにより、コイル２１ａの電流をグラウンド電位ＧＮＤ側に回生させて減衰させることができる。

【0078】

なお、減衰モードにおけるトランジスタＱ１～Ｑ４のオン／オフ状態の組み合わせは上述の例に限定されない。例えば、チャージモードによって正の方向に励磁されていたコイル２１ａの電流を減衰させる場合、減衰モードによって、インバータ回路１４３におけるトランジスタＱ２，Ｑ３をオフし、トランジスタＱ１，Ｑ４をオンしてもよい。これによれば、図４Ｂに示す場合に比べて、コイル２１ａの電流をより高速に減衰させることができる。

【0079】

図５は、モータのコイルの電流と駆動制御信号の時間的な変化を示すタイミングチャートの一例である。

【0080】

図５の紙面上側から下側に向かって、Ａ相のコイル２１ａのコイル電流Ｉａ、Ａ相のコイル２１ａのコイル間電圧の各波形が示されている。

【0081】

上述したように、電流基準値設定部１２２は、駆動対象のコイル２１ａ，２１ｂ毎（相毎）に、電流基準値Ｓｉｓが正または負の方向に増加する電流増加期間と、電流基準値Ｓｉｓがゼロに向かって変化する電流減衰期間とが交互に繰り返されるように、電流基準値Ｓｉｓを設定する。そして、駆動制御信号生成部１３０は、コイル電流の測定値Ｓｉが電流基準値Ｓｉｓを超えず、且つデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙ以下になるようにＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄとしてインバータ回路１４３に与える。これにより、図５に示すように、各相のコイル２１のコイル電流が正弦波状になるように制御される。

【0082】

なお、図５には、一例として、Ａ相のコイル電流Ｉａの位相が示されている。本実施の形態では、Ｂ相のコイル２１ｂのコイル電流Ｉｂの位相がＡ相のコイル電流Ｉａの位相から９０度ずれて検出されることになる。

【0083】

このように、制御回路１２が駆動制御信号Ｓｄ（ＰＷＭ信号）のデューティ比を調整することによって、モータ２０のコイル２１に正弦波状のコイル電流が流れる。そして、コイル電流は、駆動制御信号Ｓｄのデューティ比の変動に応じて変動する。上述したように、コイル電流の変動幅は、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号のデューティ比の変動幅が大きいほど大きくなる傾向がある。

【0084】

そこで、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号のデューティ比の変動を抑えるために、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０は、上述したように、駆動制御信号Ｓｄの最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを１００％未満の所定の範囲内において可変する機能を有している。具体的には、駆動制御信号生成部１３０は、前述の駆動指令取得部１３１およびＰＷＭ信号生成部１３２に加えて、デューティ比情報記憶部１３３、デューティ比測定部１３４、および最大デューティ比決定部１３５を有している。

【0085】

デューティ比測定部１３４は、駆動制御信号Ｓｄａ，ＳｄｂとしてのＰＷＭ信号のデューティ比を測定する。デューティ比測定部１３４は、駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂのデューティ比を測定し、各駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂのデューティ比の測定値の情報２００をデューティ比情報記憶部１３３に記憶する。

【0086】

例えば、デューティ比測定部１３４は、ＰＷＭ周期毎に、駆動制御信号Ｓｄが第１論理レベル（例えば、ハイレベル）となる第１期間を測定し、第１期間のＰＷＭ周期に対する割合を駆動制御信号Ｓｄのデューティ比の測定値としてデューティ比情報記憶部１３３に記憶する。デューティ比測定部１３４がＰＷＭ周期毎に各駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂのデューティ比の測定値をデューティ比情報記憶部１３３に記憶することにより、デューティ比情報記憶部１３３内の各駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂのデューティ比の測定値の情報２００が、ＰＷＭ周期毎に更新される。

【0087】

デューティ比情報記憶部１３３は、駆動制御信号Ｓｄａ，ＳｄｂとしてのＰＷＭ信号を生成するために必要な各種情報を記憶するための機能部である。デューティ比情報記憶部１３３の少なくとも一部は、例えば、制御回路１２の電源供給が停止してもデータを保持する不揮発性の記憶装置の記憶領域を利用して実現されている。

【0088】

例えば、デューティ比情報記憶部１３３には、上述したデューティ比の測定値の情報２００に加えて、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの情報２０１、最大デューティ比範囲Ｒｄの情報２０２、および固定最大デューティ比Ｄｍｆの情報２０３が記憶されている。

【0089】

最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの情報２０１は、駆動制御信号Ｓｄａ，Ｓｄｂのデューティ比の最大値を定める情報であり、後述する最大デューティ比決定部１３５によって設定され、更新される。例えば、制御回路１２の起動直後には、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの初期値がデューティ比情報記憶部１３３に設定され、モータ２０の駆動開始後に、最大デューティ比決定部１３５によってデューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が更新される。

【0090】

最大デューティ比範囲Ｒｄの情報２０２は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの設定可能な範囲を定める情報である。例えば、最大デューティ比範囲Ｒｄの情報２０２は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの下限値Ｄ１および最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの上限値Ｄ２を含み、Ｄ１≦Ｍａｘｄｕｔｙ≦Ｄ２を定める。最大デューティ比範囲Ｒｄの情報２０２は、例えば、予め制御回路１２の記憶装置に記憶されている。最大デューティ比範囲Ｒｄは１００％未満の範囲であり、例えば、下限値Ｄ１が８０％、上限値Ｄ２（＜１００％）が９２．５％である。

【0091】

固定最大デューティ比Ｄｍｆの情報２０３は、モータ駆動制御装置１０として設定可能な駆動制御信号Ｓｄのデューティ比の最大値を定める情報である。固定最大デューティ比Ｄｍｆは、例えば、最大デューティ比範囲Ｒｄ（Ｄ１≦Ｍａｘｄｕｔｙ≦Ｄ２）を超えた値である（Ｄｍｆ＞Ｄ２）。固定最大デューティ比Ｄｍｆは、例えば、１００％である。

【0092】

最大デューティ比決定部１３５は、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号のデューティ比を決定する機能部である。最大デューティ比決定部１３５は、駆動制御信号Ｓｄのデューティ比の測定値に応じて最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを決定する。

【0093】

具体的には、最大デューティ比決定部１３５は、デューティ比測定部１３４によって測定された駆動制御信号Ｓｄ（ＰＷＭ信号）のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致する場合に、最大デューティ比が大きくなるように最大デューティ比を更新し、デューティ比測定部１３４によって測定された駆動制御信号Ｓｄのデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致しない場合に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが小さくなるように最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを更新する。

【0094】

より好ましくは、デューティ比測定部１３４によって測定された駆動制御信号Ｓｄのデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致する状態が連続する複数のＰＷＭ周期にわたって継続した場合に、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比範囲Ｒｄ内において最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが大きくなるように最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを更新する増加処理を実行する。一方、デューティ比測定部１３４によって測定された駆動制御信号Ｓｄのデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致しない状態が連続する複数のＰＷＭ周期にわたって継続した場合に、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比範囲Ｒｄ内において最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが小さくなるように最大デューティ比を更新する低下処理を実行する。

【0095】

例えば、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理の実行の可否を判定するためのカウンタＣＮＴ１と、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理の実行の可否を判定するためのカウンタＣＮＴ２を有している。

【0096】

最大デューティ比決定部１３５は、ＰＷＭ周期毎に、駆動制御信号Ｓｄ（ＰＷＭ信号）のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致していることを検出した場合に、カウンタＣＮＴ１をインクリメント（＋１）するとともに、カウンタＣＮＴ２をクリア（０）する。一方、最大デューティ比決定部１３５は、駆動制御信号Ｓｄ（ＰＷＭ信号）のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致していないこと、すなわちデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙ未満であることを検出した場合に、カウンタＣＮＴ１をクリア（０）するとともに、カウンタＣＮＴ２をインクリメント（＋１）する。

【0097】

最大デューティ比決定部１３５は、カウンタＣＮＴ１の値が基準値Ａ（Ａ≧１）と一致した場合に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを増加させる増加処理を実行する。最大デューティ比決定部１３５は、カウンタＣＮＴ２の値が基準値Ｂ（Ｂ≧１）と一致した場合に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを低下させる低下処理を実行する。

【0098】

ここで、基準値Ａ，Ｂは、例えば、予めデューティ比情報記憶部１３３等に記憶されている。特に制限されないが、基準値Ａ，Ｂは、２以上の自然数であることが好ましい。基準値Ａと基準値Ｂは、共に同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。

【0099】

より好ましくは、駆動制御信号Ｓｄのデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致する状態が連続する複数のＰＷＭ周期にわたって継続し、且つ最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが最大デューティ比範囲Ｒｄ内の上限値Ｄ２に到達している場合に、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを、最大デューティ比範囲Ｒｄを超えた値、すなわち固定最大デューティ比Ｄｍｆ（＝１００％）に設定する。

【0100】

以下、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを決定するための処理の流れについて、図を用いて詳細に説明する。

【0101】

図６は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの決定方法の流れの一例を示すフローチャートである。

【0102】

ここでは、一例として、Ａ相のコイル２１ａを駆動するための駆動制御信号Ｓｄａの最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを決定するための処理について説明するが、Ｂ相の最大デューティ比ＭａｘｄｕｔｙもＡ相と同様の手法によって決定される。

【0103】

最大デューティ比決定部１３５は、ＰＷＭ周期毎に、後述する最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを決定するための処理を繰り返し行う。
例えば、一つのＰＷＭ周期が開始されたとき、先ず、最大デューティ比決定部１３５は、デューティ比測定部１３４によって測定された一つ前のＰＷＭ周期における駆動制御信号Ｓｄａのデューティ比の測定値の情報２００をデューティ比情報記憶部１３３から取得する（ステップＳ１）。

【0104】

次に、最大デューティ比決定部１３５は、取得したデューティ比の測定値がデューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致しているか否かを判定する（ステップＳ２）。

【0105】

デューティ比の測定値が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致している場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、最大デューティ比決定部１３５は、カウンタＣＮＴ１をインクリメントする（ステップＳ３）。また、最大デューティ比決定部１３５は、カウンタＣＮＴ２をクリアする（ステップＳ４）。

【0106】

次に、最大デューティ比決定部１３５は、カウンタＣＮＴ１の値が基準値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。カウンタＣＮＴ１の値が基準値Ａ（例えば、“３”）未満である場合（ステップＳ５：ＮＯ）、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを決定するための処理を終了する。カウンタＣＮＴ１の値が基準値Ａ以上である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理を実行する（ステップＳ６）。なお、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理の詳細については後述する。

【0107】

最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理の終了後、カウンタＣＮＴ１をクリアし（ステップＳ７）、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを決定するための処理を終了する。

【0108】

ステップＳ２において、デューティ比の測定値が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致していない場合、すなわちデューティ比の測定値が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙ未満である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、最大デューティ比決定部１３５は、カウンタＣＮＴ２をインクリメントする（ステップＳ８）。また、最大デューティ比決定部１３５は、カウンタＣＮＴ１をクリアする（ステップＳ９）。

【0109】

次に、最大デューティ比決定部１３５は、カウンタＣＮＴ２の値が基準値Ｂ（例えば、“３”）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。カウンタＣＮＴ２の値が基準値Ｂ未満である場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを決定するための処理を終了する。カウンタＣＮＴ２の値が基準値Ｂ以上である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理を実行する（ステップＳ１１）。なお、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理の詳細については後述する。

【0110】

最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理の終了後、カウンタＣＮＴ２をクリアし（ステップＳ１２）、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを更新する処理を終了する。

【0111】

次に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理（ステップＳ６）について説明する。

【0112】

図７は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理（ステップＳ６）の流れを示すフローチャートである。

【0113】

図７に示すように、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理が開始されると、先、最大デューティ比決定部１３５は、その時点で設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が最大デューティ比範囲Ｒｄの上限値Ｄ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ６１）。

【0114】

最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が最大デューティ比範囲Ｒｄの上限値Ｄ２以上である場合（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比範囲Ｒｄを超える値である固定最大デューティ比Ｄｍｆ（例えば、１００％）を最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙに決定する（ステップＳ６２）。最大デューティ比決定部１３５は、デューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値をステップＳ６２で決定した値（Ｄｍｆ）に更新し（ステップＳ６６）、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理を終了する。

【0115】

ステップＳ６１において、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が最大デューティ比範囲Ｒｄの上限値Ｄ２未満である場合（ステップＳ６１：ＮＯ）、最大デューティ比決定部１３５は、その時点で設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値に単位量αを加算した加算値を算出する（ステップＳ６３）。単位量αは、例えば、予めデューティ比情報記憶部１３３等に記憶されている。単位量α（＞０％）は、例えば、２．５％である。

【0116】

次に、最大デューティ比決定部１３５は、ステップＳ６３において算出した加算値が最大デューティ比範囲Ｒｄの上限値Ｄ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ６４）。

【0117】

上記加算値が最大デューティ比範囲Ｒｄの上限値Ｄ２未満である場合（ステップＳ６４：ＮＯ）、最大デューティ比決定部１３５は、デューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値をステップＳ６３で算出した加算値に更新し（ステップＳ６６）、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理を終了する。これにより、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが単位量α（例えば２．５％）だけ増加する。

【0118】

ステップＳ６４において上記加算値が最大デューティ比範囲Ｒｄの上限値Ｄ２以上である場合（ステップＳ６４：ＹＥＳ）、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比範囲Ｒｄの上限値Ｄ２を最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙに決定する（ステップＳ６５）。最大デューティ比決定部１３５は、デューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値をステップＳ６５で決定した上限値Ｄ２に更新し（ステップＳ６６）、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理を終了する。

【0119】

次に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理（ステップＳ１１）について説明する。

【0120】

図８は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理（ステップＳ１１）の流れを示すフローチャートである。

【0121】

図８に示すように、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの増加処理が開始されると、先ず、最大デューティ比決定部１３５は、その時点で設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が最大デューティ比範囲Ｒｄの下限値Ｄ１であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。

【0122】

最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が最大デューティ比範囲Ｒｄの下限値Ｄ１である場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙ（＝Ｄ１）を変更しないことを決定する（ステップＳ１１２）。

【0123】

一方、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が最大デューティ比範囲Ｒｄの下限値Ｄ１に一致していない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、最大デューティ比決定部１３５は、その時点で設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が、固定最大デューティ比Ｄｍｆ（＝１００％）であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。

【0124】

最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が固定最大デューティ比Ｄｍｆ（＝１００％）である場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、最大デューティ比範囲Ｒｄの上限値Ｄ２（＜Ｄｍｆ＝１００％）を最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙに決定する（ステップＳ１１４）。最大デューティ比決定部１３５は、デューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値をステップＳ１１４で決定した上限値Ｄ２に更新し（ステップＳ１１８）、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理を終了する。これにより、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが固定最大デューティ比Ｄｍｆ（＝１００％）から上限値Ｄ２に低下する。

【0125】

ステップＳ１１３において、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値が固定最大デューティ比Ｄｍｆ（＝１００％）でない場合（ステップＳ１１３：ＮＯ）、最大デューティ比決定部１３５は、その時点でデューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値から単位量βを減算した減算値を算出する（ステップＳ１１５）。単位量βは、例えば、予めデューティ比情報記憶部１３３等に記憶されている。単位量β（＞０％）は、例えば、２．５％である。なお、単位量αと単位量βは、共に同じ値であってもよいし、互い異なる値であってもよい。

【0126】

次に、最大デューティ比決定部１３５は、ステップＳ１１５において算出した減算値が最大デューティ比範囲Ｒｄの下限値Ｄ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。

【0127】

上記減算値が最大デューティ比範囲Ｒｄの下限値Ｄ１より大きい場合（ステップＳ１１６：ＮＯ）、最大デューティ比決定部１３５は、デューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値をステップＳ１１５で算出した減算値に更新し（ステップＳ１１８）、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理を終了する。これにより、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが単位量β（例えば、２．５％）だけ減少する。

【0128】

ステップＳ１１５において上記減算値が最大デューティ比範囲Ｒｄの下限値Ｄ１以下である場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、最大デューティ比決定部１３５は、最大デューティ比範囲Ｒｄの下限値Ｄ１を最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙに決定する（ステップＳ１１７）。最大デューティ比決定部１３５は、デューティ比情報記憶部１３３に設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの値をステップＳ１１７で決定した最大デューティ比範囲Ｒｄの下限値Ｄ１に更新し（ステップＳ１１７）、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの低下処理を終了する。

【0129】

上述した手法により、最大デューティ比決定部１３５は、コイル電流、すなわち駆動制御信号Ｓｄのデューティ比に応じて、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを更新する。

【0130】

次に、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０による効果について説明する。

【0131】

図９Ａは、上述した本願発明者による先行検討例のモータ駆動制御装置によって２相のステッピングモータを駆動したときのコイル電流とコイル間電圧のシミュレーション結果を示す図である。

【0132】

図９Ａにおいて、参照符号３０１は、ステッピングモータのＡ相のコイル電流の時間的な変化を表し、参照符号３０２は、ステッピングモータのＡ相のコイル間電圧の時間的な変化を表している。

【0133】

図９Ｂは、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０によって２相のステッピングモータを駆動したときのコイル電流とコイル間電圧のシミュレーション結果を示す図である。

【0134】

図９Ｂにおいて、参照符号４０１は、ステッピングモータのＡ相のコイル電流の時間的な変化を表し、参照符号４０２は、ステッピングモータのＡ相のコイル間電圧の時間的な変化を表している。

【0135】

ステッピングモータにおけるコイル間電圧はＰＷＭ信号の信号レベルの切り替わりに応じてスイッチングするので、図９Ａおよび図９Ｂにおいて、コイル間電圧はＰＷＭ信号を実質的に表していることになる。

【0136】

先行検討例のモータ駆動制御装置において、インバータ回路の駆動制御信号としてのＰＷＭ信号の最大デューティ比は、１００％に固定されている。そのため、図９Ａに示すように、先行検討例のモータ駆動制御装置によって２相のステッピングモータを駆動した場合、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きく変動する。特に、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％となる状態が複数のＰＷＭ周期に渡って継続した後にＰＷＭ信号がローベルとなったとき、コイル電流に大きなリップルが発生する。

【0137】

これに対し、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０によれば、モータ２０のトルクが不足している場合を除いて、インバータ回路の駆動制御信号としてのＰＷＭ信号のデューティ比の上限値が最大デューティ比範囲Ｒｄ内に制限されるので、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％となる状態が発生することがない上に、ＰＷＭ信号のデューティ比の変動幅、すなわちＰＷＭ信号のデューティ比のばらつきを抑えることができる。これにより、図９Ｂに示すように、コイル電流の大きなリップルの発生を抑えることが可能となる。

【0138】

図１０は、ステッピングモータを駆動したときの雑音の測定結果を示す図である。

【0139】

図１０において、横軸は周波数を表し、縦軸は雑音の大きさを表している。図１０において、参照符号５０１は実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０によって２相のステッピングモータを駆動したときの雑音特性を表し、参照符号５０２は先行検討例のモータ駆動制御装置（最大デューティ比を１００％に固定）によって２相のステッピングモータを駆動したときの雑音特性を表している。

【0140】

図１０から理解されるように、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０によれば、最大デューティ比を１００％に固定した先行検討例のモータ駆動制御装置に比べて、ステッピングモータを駆動したときの雑音のレベルを抑えることができる。

【0141】

以上、実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０によれば、モータ２０のコイル電流Ｉａ，Ｉｂが電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂに到達していない場合に、駆動制御信号Ｓｄａ，ＳｄｂとしてのＰＷＭ信号の最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを１００％未満の所定の範囲（最大デューティ比範囲Ｒｄ）内において上昇させ、コイル電流Ｉａ，Ｉｂが電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂに到達している場合に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを所定の範囲内において低下させ、ＰＷＭ信号のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを超えないように、ＰＷＭ信号を生成する。

【0142】

これによれば、上述したように、ＰＷＭ信号のデューティ比の上限値が最大デューティ比範囲Ｒｄ内で制限されるので、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％となる状態が発生することがない上に、ＰＷＭ信号のデューティ比のばらつきを抑えることができる。これにより、コイル電流の大きなリップルの発生を抑えることが可能となり、モータ駆動時の異音の発生を抑えることが可能となる（図９Ｂおよび図１０参照参照）。

【0143】

また、コイル電流Ｉａ，Ｉｂが電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂに到達しているか否かに応じて、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを最大デューティ比範囲Ｒｄ内において動的に変化させるので、モータ２０に必要なコイル電流の大きさ、すなわちモータ２０に必要なトルクに応じて、適切なデューティ比のＰＷＭ信号を生成することが可能となる。これにより、モータ２０の負荷に応じた安定したモータ駆動が可能となる。

【0144】

したがって、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０によれば、モータの負荷に応じた安定したモータ駆動を実現することが可能となる。

【0145】

また、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０において、好ましくは、制御回路１２は、コイル電流の測定値Ｓｉと電流基準値Ｓｉｓとを比較し、比較結果に応じて信号レベルが第１論理レベルと第２論理レベルの間で切り替わるＰＷＭ信号を生成する。制御回路１２は、測定したＰＷＭ信号のデューティ比が設定されている最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致する場合に、最大デューティ比範囲Ｒｄ内において最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが大きくなるように最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを更新し、測定されたＰＷＭ信号のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致しない場合に、最大デューティ比範囲Ｒｄ内において最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが小さくなるように最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを更新する。

【0146】

これによれば、ＰＷＭ信号のデューティ比と最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙとを比較することにより、コイル電流Ｉａ，Ｉｂが電流基準値Ｓｉｓに到達しているか否かを容易に判定することできるので、コイル電流Ｉａ，Ｉｂと電流基準値Ｓｉｓａ，Ｓｉｓｂとの関係に応じた最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの動的な調整を容易に実現することができる。

【0147】

また、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０において、より好ましくは、制御回路１２は、測定したＰＷＭ信号のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致する状態が、連続する複数のＰＷＭ周期（ＣＮＴ１≧Ａ）にわたって継続した場合に、最大デューティ比範囲Ｒｄ内において最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが大きくなるように最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを更新し、測定したＰＷＭ信号のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致しない状態が、連続する複数のＰＷＭ周期（ＣＮＴ２≧Ｂ）にわたって継続した場合に、最大デューティ比範囲Ｒｄ内において最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが小さくなるように最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを更新する。

【0148】

これによれば、最大デューティ比Ｍａｘが頻繁に変更されることによって意図せずモータの駆動制御が不安定になることを回避できるので、より安定したモータ駆動を実現することが可能となる。

【0149】

また、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１０において、より好ましくは、制御回路１２は、測定したＰＷＭ信号のデューティ比が最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙと一致する状態が、連続する複数のＰＷＭ周期にわたって継続し、且つ最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙが最大デューティ比範囲Ｒｄ内の上限値Ｄ２に到達している場合に、最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙを最大デューティ比範囲Ｒｄを超えた値（固定最大デューティ比Ｄｍｆ（例えば１００％））に設定する。

【0150】

これによれば、モータ２０の駆動電圧としての電源電圧が低下する等によってモータ２０のトルクが不足した場合には、駆動制御信号Ｓｄ（ＰＷＭ信号）のデューティ比の制限を解除してモータ２０のコイル電流を更に増やすことができるので、負荷に応じたより安定したモータ駆動を実現することが可能となる。

【0151】

≪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。

【0152】

例えば、上記実施の形態では、コイル電流Ｉａ，Ｉｂが電流基準値Ｓｉｓに到達しているか否かを判定するために、ＰＷＭ信号のデューティ比と最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙとを比較する手法を例示したが、これに限られない。例えば、最大デューティ比決定部１３５は、比較部１２５の比較結果を直接監視することによって最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの更新を行ってもよい。

【0153】

また、上記実施の形態におけるモータ２０の相数は、２相に限定されない。

【0154】

また、上記実施の形態におけるモータ２０は、ステッピングモータに限られない。例えば、モータ２０はブラシレスＤＣモータであってもよい。

【0155】

また、上述のフローチャートは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。すなわち、フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフローに限定されるものではない。例えば、一部の処理の順番が変更されてもよいし、各処理間に他の処理が挿入されてもよいし、一部の処理が並列に行われてもよい。

【符号の説明】

【0156】

１…アクチュエータ、１０…モータ駆動制御装置、１２…制御回路、１４…駆動回路、２０…モータ（ステッピングモータ）、２１，２１ａ，２１ｂ…コイル、２２…ロータ、２２ｎ…Ｎ極、２２ｓ…Ｓ極、２５…出力軸、２６…１次ギヤ、２９…モータ端子、３１…２次ギヤ（動力伝達機構）、３２…３次ギヤ（動力伝達機構）、３３…出力ギヤ（動力伝達機構）、４２…プリント基板、４３…フレキシブルプリント基板、５１…ケース、５２…カバー、１２１…電流値取得部、１２２…電流基準値設定部、１２３…電流情報記憶部、１２４…電流基準値情報、１２５…比較部、１３０…駆動制御信号生成部、１３１…駆動指令取得部、１３２…ＰＷＭ信号生成部、１３３…デューティ比情報記憶部、１３４…デューティ比測定部、１３５…最大デューティ比決定部、１４３，１４３ａ，１４３ｂ…インバータ回路（Ｈブリッジ回路）、１４４ａ，１４４ｂ…電流センサ、２００…デューティ比の測定値の情報、２０１…最大デューティ比Ｍａｘｄｕｔｙの情報、２０２…最大デューティ比範囲Ｒｄの情報、２０３…固定最大デューティ比Ｄｍｆの情報、ＡＰ，ＢＰ…コイル２１の正極端子、ＡＮ，ＢＮ…コイル２１の負極端子、ＣＮＴ１，ＣＮＴ２…カウンタ、Ｑ１～Ｑ４…トランジスタ、Ｄ１～Ｄ４…ダイオード、Ｉａ，Ｉｂ…コイル電流、Ｓｃｍ，Ｓｃｍａ，Ｓｃｍｂ…比較結果、Ｓｄ，Ｓｄａ，Ｓｄｂ…駆動制御信号、Ｓｉ，Ｓｉａ，Ｓｉｂ…コイル電流の測定値、Ｓｉｓ，Ｓｉｓ１，Ｓｉｓ２…電流基準値、Ｖｉａ，Ｖｉｂ…電流検出信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】