(57)【要約】【課題】電動機の速度制御において、駆動波形の変形による制御上の非線形性を抑制すること。【解決手段】電動機制御装置は、電動機への駆動波形（正弦波、擬似台形波）を発生させる駆動波形発生部を備える。複数のフォトインタラプタは電動機の回転位相を検出し、エンコーダ回路により、電動機の回転位相の検出信号を用いて回転速度が検出される。制御部は電動機の回転位相の検出情報に基づいて駆動波形発生部を制御し、電動機の回転位相と駆動波形の位相との位相関係を一定に保つ制御を行う。また制御部は、目標速度と検出された回転速度との差分に応じて、駆動波形発生部により発生される駆動波形の振幅値を設定して速度を一定に保つ速度制御を行う。制御部は、駆動波形の振幅設定値と、電動機へ与える実際の仕事とが非線形関係となる領域（Ｓ４，Ｓ５状態）において、非線形性を抑制する補正を施した振幅設定値を算出して速度制御を行う。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機への駆動波形を発生させる発生手段と、
前記電動機の回転位相を検出して検出信号を出力する位置検出手段と、
前記位置検出手段の出力する検出信号を用いて前記電動機の回転速度を検出する速度検出手段と、
前記位置検出手段による検出信号にしたがって前記発生手段を制御することで、前記電動機の回転位相と前記駆動波形の位相との位相関係を制御するとともに、目標速度と前記速度検出手段により検出された回転速度との差分に対応する前記駆動波形の振幅を設定することにより速度制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電動機の出力に対応する前記駆動波形の振幅の特性を示すデータを保持しており、該データにより、前記駆動波形の振幅の設定値と前記電動機の出力との非線形性を抑制する補正を行う
ことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
前記発生手段は、前記制御手段により設定される周波数および振幅にしたがって正弦波または疑似台形波の前記駆動波形を発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記発生手段により前記正弦波の駆動波形を発生させる場合に前記補正を行わず、前記発生手段により前記疑似台形波の駆動波形を発生させる場合に前記補正を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の電動機制御装置。
【請求項４】
前記発生手段は、前記振幅の設定値が閾値以下である場合に前記正弦波の駆動波形を出力し、前記振幅の設定値が閾値より大きい場合に前記疑似台形波の駆動波形を出力する
ことを特徴とする請求項３に記載の電動機制御装置。
【請求項５】
前記電動機の出力に対応する前記駆動波形の振幅の特性は、前記電動機の出力電圧を積分した積分値と、前記振幅の設定値との関係が線形関係である領域、および前記積分値と前記振幅の設定値との関係が非線形関係である領域を有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記積分値と前記振幅の設定値との関係が非線形関係である領域にて前記振幅の設定値を補正する
ことを特徴とする請求項５に記載の電動機制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記振幅の設定値と前記電動機の回転トルクとの非線形関係に関して前記非線形性を抑制する補正を行う
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出される回転位相と前記駆動波形の位相との位相差に対応する前記電動機の進角状態から、前記振幅の設定値と前記電動機の回転トルクとの関係を特定し、最大の回転トルクが発生するときの進角状態を基準として前記電動機の進角状態に対応する補正特性を決定し、当該補正特性を用いて前記振幅を設定する
こと特徴とする請求項７に記載の電動機制御装置。
【請求項９】
前記補正特性は、前記電動機の回転トルクに対応する前記振幅の設定値を表し、前記制御手段は、最大の回転トルクが発生するときの進角状態での特性、および前記電動機の進角状態を示す進角値から前記補正特性を決定する
こと特徴とする請求項８に記載の電動機制御装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記発生手段による駆動電圧波形と、前記電動機の電機子で発生する電流波形との位相遅れを特定して前記振幅を設定することで前記位相遅れを補正する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
【請求項１１】
前記電動機の速度特性の個体差情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段から取得した前記個体差情報と前記目標速度とから、正弦波の前記駆動波形によって前記目標速度を達成できると判断した場合、前記振幅の設定値と、前記駆動波形の出力を積分した積分値との関係が線形関係である領域にて前記振幅の設定を行う
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
【請求項１２】
電動機を制御する電動機制御装置にて実行される電動機制御方法であって、
発生手段により電動機への駆動波形を発生させる発生工程と、
位置検出手段が前記電動機の回転位相を検出して検出信号を出力する位置検出工程と、
速度検出手段が前記位置検出工程で検出された検出信号を用いて前記電動機の回転速度を検出する速度検出工程と、
前記位置検出工程による検出信号にしたがって制御手段が前記発生手段を制御することで、前記電動機の回転位相と前記駆動波形の位相との位相関係を制御するとともに、目標速度と前記速度検出工程で検出された回転速度との差分に対応する前記駆動波形の振幅を設定することにより速度制御を行う制御工程と、を有し、
前記制御工程にて前記制御手段は、前記電動機の出力に対応する前記駆動波形の振幅の特性を示すデータを保持しており、該データにより、前記駆動波形の振幅の設定値と前記電動機の出力との非線形性を抑制する補正を行う
ことを特徴とする電動機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に対する駆動波形の形状変化に応じた速度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータの制御技術には、ロータの回転位置を検出する機構により検出された回転位置に基づき、高効率駆動、高速化駆動を実現する技術がある。この技術によると、ステッピングモータがＤＣ（直流）モータと類似した挙動を示し、負荷が下がると高速になり、負荷が上がると低速になる。入力する電圧量を上下させることで高速駆動時の速度制御が可能となる。
【０００３】
特許文献１では、モータ軸の回転に応じて２値変化するセンサを２つ付設し、各センサの出力変化のタイミングからロータ磁石の着磁位相を特定し、ロータ磁石の着磁位相と正弦波駆動波形との位相差を一定に保つ制御が行われる。この時にステッピングモータに印加している正弦波電圧波形の振幅を増減することで速度制御が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４５６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、速度制御において正弦波駆動電圧と正弦波の振幅設定値とが線形の関係であることが前提となる。よって振幅設定値と、モータに対して駆動波形が与える仕事との関係が非線形（以下、非線形関係という）になると、制御設計上狙った特性での制御が実現できない場合がある。例えば非線形関係となる領域の速度で制御器のパラメータ設計を決定した場合を想定する。この場合、振幅設定値と駆動電圧波形が与える仕事との関係が線形（以下、線形関係という）になる領域での制御が発振する可能性がある。逆に、線形関係となる領域で制御器のパラメータ設計をした場合には、非線形関係となる領域で制御の収束時間が長くなる等の課題がある。
本発明の目的は、電動機の速度制御において、駆動波形の変形による制御上の非線形性を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態の電動機制御装置は、電動機への駆動波形を発生させる発生手段と、前記電動機の回転位相を検出して検出信号を出力する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力する検出信号を用いて前記電動機の回転速度を検出する速度検出手段と、前記位置検出手段による検出信号にしたがって前記発生手段を制御することで、前記電動機の回転位相と前記駆動波形の位相との位相関係を制御するとともに、目標速度と前記速度検出手段により検出された回転速度との差分に対応する前記駆動波形の振幅を設定することにより速度制御を行う制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記電動機の出力に対応する前記駆動波形の振幅の特性を示すデータを保持しており、該データにより、前記駆動波形の振幅の設定値と前記電動機の出力との非線形性を抑制する補正を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電動機制御装置によれば、電動機の速度制御において、駆動波形の変形による制御上の非線形性を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明における位置検出センサを有するモータユニットを示す図である。
【図２】本発明における電動機制御システムの概要を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における正弦波発生器の説明図である。
【図４】本発明の実施形態におけるモータと位置検出信号との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態におけるクローズドループでの駆動を示す図である。
【図６】本発明の実施形態における駆動波形を示す図である。
【図７】本発明の実施例１の処理例を示すフローチャートである。
【図８】図７に続く処理を示すフローチャートである。
【図９】実施例１における駆動波形を示す図である。
【図１０】実施例１における駆動波形の振幅設定値と出力との関係を示す図である。
【図１１】実施例１における振幅設定値と出力との関係を補正する方法を示す図である。
【図１２】電動機のＡ+相のＮ極磁力に関する回転トルク発生の原理を説明する図である。
【図１３】電動機のＢ+相のＮ極磁力に関する回転トルク発生の原理を説明する図である。
【図１４】正弦駆動波における最大効率で回転する場合の挙動を示す図である。
【図１５】矩形駆動波における最大効率で回転する場合の挙動を示す図である。
【図１６】正弦駆動波における最大効率からずれた状態でモータが回転する場合の挙動を示す図である。
【図１７】本発明の実施例２における補正を説明するための関係図である。
【図１８】実施例２の処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、着磁された回転子と界磁用電機子を有する電動機を例示して電動機制御装置および電動機制御方法を説明するが、本発明は他の構成を有する電動機の制御に適用可能である。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る電動機制御装置により制御されるモータユニット１００の外観図である。モータユニット１００はステッピングモータ１０１を備え、ロータ軸１０２はスリット回転板１０５を有する。スリット回転板１０５は明領域と暗領域の比率が５０：５０で設計されている。ｃｈ１フォトインタラプタ１０３およびｃｈ２フォトインタラプタ１０４は、被検出部であるスリット回転板１０５に対して明領域と暗領域を光学的に検出する光学検出手段である。ロータ軸１０２の回転に伴ってスリット回転板１０５が回転し、各フォトインタラプタの出力信号が変化する。以下では、ロータ軸１０２の回転位置検出に用いるｃｈ１フォトインタラプタをｃｈ１−ＰＩと記し、ｃｈ２フォトインタラプタをｃｈ２−ＰＩと記す。
【００１１】
図２は駆動用の電気回路を含めたシステムの構成図である。符号１０１〜１０５に示す各部は既述の通りである。コンパレータ１０６はｃｈ１−ＰＩ１０３とｃｈ２−ＰＩ１０４からの各アナログ入力信号を、設定された閾値電圧と比較することで、２値化された信号を出力する。本実施形態では、モータが回転ムラなく一定速度で回転している状態において、コンパレータ１０６の出力のＨ（HIGH）レベルとＬ（LOW）レベルとの比率が５０：５０となるように閾値が予め調整されているものとする。以後、ｃｈ１−ＰＩ１０３の信号を２値化した第１検出信号をＥＮＣ１信号と称し、ｃｈ２−ＰＩ１０４の信号を２値化した第２検出信号をＥＮＣ２信号と称する。エンコーダ回路１０７はＥＮＣ１信号とＥＮＣ２信号の各変化の時点でタイミング情報を取得し、これらの信号による位置カウントおよび信号周期カウントを行う。エンコード処理ではＥＮＣ１信号の立上りと立下り、ＥＮＣ２信号の立上りと立下りの４種の信号種別が区別され、それぞれの信号入力タイミングでＣＰＵ（中央演算処理装置）１０８に割り込みがかかる。この時、ＣＰＵ１０８は割り込み要因に係る４つの信号種別を判別する。
【００１２】
ＣＰＵ１０８は予め保存されているプログラムを実行する機能を備え、バス１１０を介してエンコーダ回路１０７、正弦波発生器１０９、ＰＷＭ（パルス幅変調）発生器１１１とアクセス可能である。正弦波発生器１０９は正弦波の１周期に対して５１２分解能のテーブル値を備える。正弦波発生器１０９はテーブル値に対応するＰＷＭ値をＰＷＭ発生器１１１に送り、ＰＷＭ発生器１１１から出力されるＰＷＭ信号をモータドライバ１１２で増幅してステッピングモータ１０１に伝える。正弦波発生器１０９からステッピングモータ１０１への信号伝達、およびＥＮＣ1信号、ＥＮＣ２信号の出力に関して、図３および図４を用いて詳述する。
【００１３】
図３は正弦波テーブルの詳細を示す図である。正弦波の０度位相にテーブル番号０が相当し、正弦波の１８０度位相にテーブル番号２５６が相当する。テーブル番号０の位置にはＰＷＭ出力のＤＵＴＹ（デューティ）比が５０％の値が格納され、実質的にモータコイルへの通電が０Ｖとなる設定である。その後のテーブル番号の位置には正弦波の位相に応じたＰＷＭ出力のデューティ比の値が格納されている。図３の例では、デューティ比の値が１００％になると＋Ｖｃｃの値が出力されるので、随時に正弦波のゲインを変更できるように、テーブル値のピークを１００％未満の値に設定している。ＰＷＭ信号によって、モータコイルに対して実効的に正弦波状の電圧信号を印加することができる。以下では説明の簡便化のため、モータコイルへの印加電圧を正弦波として扱うことにする。ここで一旦、図２の説明に戻る。
【００１４】
ステッピングモータ１０１はＡ相用コイル１１３とＢ相用コイル１１４を有し、モータドライバ１１２から発せられる正弦波信号がそれぞれ印加される。Ａ相用コイル１１３は、ステータＡ+１１５、ステータＡ-１１６に対して正弦波電圧を発生させ、Ｂ相用コイル１１４は、ステータＢ+１１７、ステータＢ-１１８に対して正弦波電圧を発生させる。これにより、位相が異なる４種類の正弦波電圧を発生させることができる。
【００１５】
図４を用いて、Ａ相、Ｂ相の各電圧波形とステータ印加電圧、ロータの停止位置、およびその時の回転板位置に関して詳説する。図４（Ａ）はステッピングモータ１０１の内部構造を例示した模式図である。ロータマグネット１１９は極対数が５（１０極）であり、その周囲に物理角１８度ごとにステータが設置されている。時計回り方向を正転方向とする。
【００１６】
ステータＡ+１１５、ステータＡ-１１６、ステータＢ+１１７、ステータＢ-１１８はモータ軸を中心として周期的に配置されている。ステータＡ+１１５、ステータＢ+１１７は、コイルに印加された電圧が正弦波形の正領域にあるときにＮ極の磁力を発生する。またステータＡ-１１６、ステータＢ-１１８はコイルに印加された電圧が正弦波形の正領域にあるときにＳ極の磁力を発生する。図３に示す正弦波形では、デューティ比５０％を基準として、正領域にＮ極を表記し、負領域にＳ極を表記している。これはステータＡ+１１５、ステータＢ+１１７に対する発生磁力を示している。ステータＡ-１１６、ステータＢ-１１８に関しては逆になる。
【００１７】
以上により、図３（Ａ）に示すＡ相駆動電圧波形とＢ相駆動電圧波形の各信号をＡ相用コイル、Ｂ相用コイルにそれぞれ印加した場合、図１、図４に示す正転方向にロータマグネット１１９が回転する。また図３（Ｂ）に示すＡ相駆動電圧波形とＢ相駆動電圧波形の各信号をＡ相用コイル、Ｂ相用コイルにそれぞれ印加した場合、図１、図４に示す正転方向とは反対の逆転方向にロータマグネット１１９が回転する。正転時にはテーブル番号を正方向に進めて駆動波形信号が生成され、逆転時にはテーブル番号を逆方向に進めて駆動波形信号が生成される。また、Ａ相とＢ相の出力は正転時にＡ相がｓｉｎ（正弦）波となり、Ｂ相がｃｏｓ（余弦）波となるように、Ｂ相がＡ相に対して９０度先行した波形が出力される。よって、逆転時はＢ相がＡ相に対して９０度遅れる波形が出力される。
【００１８】
図４（Ｂ）は、各ステータとフォトインタラプタとの位置関係、およびロータマグネット１１９の着磁位相とスリット回転板１０５の基準位置との位相関係を示す。ロータマグネット１１９のＮ極領域と、スリット回転板１０５の明領域とが丁度重なっている位置関係を基準位置関係と定める。図４（Ｂ）では基準位置関係からスリット回転板が逆転方向にα度ずれた位置に固定された場合を示している。電気角とはロータにかける正弦波形の位相角度、およびその時にロータマグネット１１９が進む角度を３６０度と定義し直したものである。スリット回転板１０５、ロータマグネット１１９の物理角度７２度が電気角３６０度に相当する。ロータマグネット１１９の着磁位相に対して、一般的にスリット回転板１０５の明暗位相がランダムに取り付けられているので、αの値は個別にランダムな値となるが、一度設置された後には変化しない。
【００１９】
図４（Ｃ）は、回転位置を図４（Ｂ）の状態から正転方向へθ度回転させた場合のＥＮＣ１信号の変化とＥＮＣ２信号の変化を表したグラフである。ＥＮＣ１信号は回転開始時点からα度遅れて出力の変化が起こり、その後に１８度回転するごとにＥＮＣ1信号とＥＮＣ２信号の出力変化が起こる。ここで、予めαの値が特定されているものとする（ずれ量αの特定原理については特許文献１に開示されているので、説明を省略する）。スリット回転板１０５の位置検出時にαの値を使うことで、ロータマグネット１１９の回転位相状態を特定することができる。
【００２０】
図５を参照して、ステッピングモータ１０１の進角制御について説明する。図５（Ａ）はＥＮＣ１信号の時間変化を示し、図５（Ｂ）はＥＮＣ２信号の時間変化を示す。図５（Ｃ）はＡ相コイルへの駆動電圧波形を示す。Ａ相駆動電圧波形の上半分（正領域）ではステータＡ+１１５にＮ極が発生し、Ａ相駆動電圧波形の下半分（負領域）ではステータＡ-１１６にＮ極が発生しているものとする。図５（Ｄ）はＢ相コイルへの駆動電圧波形を示す。Ｂ相駆動電圧波形の上半分（正領域）ではステータＢ+１１７にＮ極が発生し、Ｂ相駆動電圧波形が下半分（負領域）ではステータＢ-１１８にＮ極が発生しているものとする。図５（Ｃ）および（Ｄ）には、Ａ相駆動電圧波形の振幅、Ｂ相駆動電圧波形の振幅として、振幅設定値５０９をそれぞれ示す。
【００２１】
図２のエンコーダ回路１０７は、ＥＮＣ１信号、ＥＮＣ２信号の立上りエッジから次の立上りエッジまでの期間と、立下りエッジから次の立下りエッジまでの期間についての周期時間を計測する。この周期時間を回転速度として以後取り扱う。つまり、エンコーダ回路１０７は回転速度検出手段を構成する。図５における周期時間５０１〜５０８は以下の通りである。
・周期時間５０１，５０３：ＥＮＣ１信号の立上りエッジから次の立上りエッジまでの期間の長さ
・周期時間５０２，５０４：ＥＮＣ１信号の立下りエッジから次の立下りエッジまでの期間の長さ
・周期時間５０５，５０７：ＥＮＣ２信号の立上りエッジから次の立上りエッジまでの期間の長さ
・周期時間５０６，５０８：ＥＮＣ２信号の立下りエッジから次の立下りエッジまでの期間の長さ
【００２２】
周期時間５０１〜５０８についてはそれぞれ、取得されてから次の新たな周期時間が取得されるまで最新周期時間として扱うものとする。ＥＮＣ１信号とＥＮＣ２信号のそれぞれの変化タイミングにおいて、ＣＰＵ１０８は割り込み処理を受け付けて、この処理内で進角制御に関する所定の処理を行う。割り込み処理内でＣＰＵ１０８はそのタイミングでの最新周期時間情報、および駆動波形の現在の位相値を取得する。またＣＰＵ１０８は割り込み信号がＥＮＣ１信号、ＥＮＣ２信号の立上りと立下りのうち、どのタイミングの信号であるか（信号の種別）を判別してロータマグネット１１９の回転位置を特定する。ＣＰＵ１０８は駆動波形の現在位相値、ロータマグネット１１９の回転位置、現在の速度を表す周期情報を使い、ロータマグネット１１９と駆動波形の位相差が一定値に収束するように正弦波の周期設定値を変更する。所定のアルゴリズムに従ってＣＰＵ１０８が実行する処理の詳細については特許文献１に開示の技術と同様であるため、説明を割愛する。以後、ロータマグネット１１９の位相と駆動波形の位相との位相差を一定に保つための処理を、進角制御処理と称する。
【００２３】
モータ制御部（図２）が進角制御処理を行っている間、負荷が大きくなると正弦波の周期を大きくして速度を下げ、結果としてトルクを上げる働きをする。逆に、負荷が小さくなるとモータ制御部は正弦波の周期を小さくして速度を上げ、結果としてトルクを下げる働きをする。よって、ステッピングモータ１０１はＤＣモータとほぼ同様の動きとなる。進角制御処理中には、図５（Ｃ）および（Ｄ）に示す振幅設定値５０９の変更によって速度制御を行うことができる。駆動波形の振幅設定値について、図６を参照して具体例を説明する。
【００２４】
図６は、百分率（％）で示す振幅設定値と実際にコイルに印加される通電電圧波形との関係を示すグラフである。図中の「ＶＭ」は、モータ制御部からコイルに通電可能な最大電圧を示す。横軸は時間軸、縦軸は電圧軸である。図６（Ａ）は振幅設定値を１００％に設定した場合を示す。コイルに供給できる最大の正弦波電圧の上限は＋ＶＭであり、下限は−ＶＭである。図６（Ｂ）は振幅設定値を５０％に設定した場合を示す。正弦波電圧の上限は＋ＶＭ／２であり、下限は−ＶＭ／２である。図６（Ｃ）は振幅設定値を１００％より大きな値、例えば２００％に設定した場合を示す。この場合、正弦波の波形で＋ＶＭ以上の電圧値、または−ＶＭ以下の電圧値を出力しようとする部分はクランプされるので、当該部分では＋ＶＭ、または−ＶＭの電圧値が出力されることとなる。一方、＋ＶＭ以下であって、かつ、−ＶＭ以上の電圧値を出力する部分は正しく（正弦波の一部として）出力される。つまり、疑似的な台形波形が出力される。
【００２５】
このように、振幅設定値として１００％よりも大きな値が設定された場合、正弦波の波形の形状が崩れて回転の滑らかさは損なわれるが、与える電圧の総量が大きくなるので、よりトルクが上がり、より高速化が可能になるという利点がある。各実施例では、以下の領域を使って効率的な速度制御を行う電動機制御方法を提示する。
・１００％以下の振幅設定値と出力電圧の総量との関係が線形関係である領域（以下、線形領域という）
・１００％より大きい振幅設定値と出力電圧の総量との関係が非線形関係である領域（以下、非線形領域という）。
【００２６】
［実施例１］
図７および図８のフローチャートに従い、本発明の実施例１における処理の流れを説明する。図７に示す速度フィードバック（ＦＢとも記す）処理は、ＣＰＵ１０８が必要十分な頻度の定周期処理において行うものとする。
【００２７】
速度ＦＢ処理の開始後、Ｓ７０１でＣＰＵ１０８は、周期カウント差分値を算出する。現在検出されている最新の速度情報に対応する、最新周期時間を変数ＣＵＲ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴで表記する。目標速度に対応するＥＮＣ信号の目標周期時間を変数ＴＲＧＴ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴで表記する。周期カウント差分値を変数ＥＲＲ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴで表記すると、下記式により周期カウント差分値が算出される。
ＥＲＲ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴ＝ＣＵＲ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴ−ＴＲＧＴ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴ
【００２８】
周期カウント差分値は、変数ＥＲＲ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴの記憶領域に格納される。続くＳ７０２でＣＰＵ１０８は、速度ＦＢ処理における比例要素成分を、下記式により算出する。比例要素成分を変数ＦＢ＿Ｐ＿ＶＡＬで表記し、比例要素定数をＫＰと表記する。
ＦＢ＿Ｐ＿ＶＡＬ＝ＥＲＲ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴ×ＫＰ
比例要素成分ＦＢ＿Ｐ＿ＶＡＬは、周期カウント差分値に比例要素定数を乗算して算出され、対応する記憶領域に格納される。
【００２９】
Ｓ７０３でＣＰＵ１０８は、積分器変数への周期カウント差分値ＥＲＲ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴの積算処理を行う。積分器変数をＩ＿ＶＡＬと表記する。Ｉ＿ＶＡＬに周期カウント差分値ＥＲＲ＿ＳＮＳ＿ＴＩＭＥ＿ＣＮＴを加算し、加算結果をもう一度積分器変数Ｉ＿ＶＡＬに代入する処理が実行される。
【００３０】
続くＳ７０４〜Ｓ７０７においては、積分器変数のリミッタ動作が行われる。Ｓ７０４では、積分器変数Ｉ＿ＶＡＬの値が上限値と比較される。予め決められた積分器上限リミットをＦＢ＿Ｉ＿ＵＰ＿ＬＩＭＩＴと表記する。「Ｉ＿ＶＡＬ＞ＦＢ＿Ｉ＿ＵＰ＿ＬＩＭＩＴ」の場合、すなわち上限値を超える場合、Ｓ７０５へ進み、上限値以下の場合にはＳ７０６に進む。
【００３１】
Ｓ７０５では、積分器上限リミットＦＢ＿Ｉ＿ＵＰ＿ＬＩＭＩＴを積分器変数Ｉ＿ＶＡＬに代入して記憶領域に格納する処理が行われた後、Ｓ７０６に進む。Ｓ７０６では、積分器変数Ｉ＿ＶＡＬの値が下限値と比較される。予め決められた積分器下限リミットをＦＢ＿Ｉ＿ＤＯＷＮ＿ＬＩＭＩＴと表記する。「Ｉ＿ＶＡＬ＜ＦＢ＿Ｉ＿ＤＯＷＮ＿ＬＩＭＩＴ」の場合、つまり下限値より小さい場合、Ｓ７０７に進み、下限値以上の場合にはＳ７０８に進む。Ｓ７０７では、積分器下限リミットＦＢ＿Ｉ＿ＤＯＷＮ＿ＬＩＭＩＴを積分器変数Ｉ＿ＶＡＬに代入して記憶領域に格納する処理が行われた後、Ｓ７０８に進む。
【００３２】
Ｓ７０８でＣＰＵ１０８は最終的な積分要素成分（ＦＢ＿Ｉ＿ＶＡＬと記す）を、下記式により算出する。積分要素定数をＫＩと表記する。
ＦＢ＿Ｉ＿ＶＡＬ＝Ｉ＿ＶＡＬ×ＫＩ
積分器変数Ｉ＿ＶＡＬに積分要素定数ＫＩを乗算した値が算出されて積分要素成分ＦＢ＿Ｉ＿ＶＡＬの記憶領域に格納される。
【００３３】
Ｓ７０９では正弦波出力の振幅設定値が算出される。基準振幅設定値をＮＲＭＬ＿ＯＵＴ＿ＧＡＩＮと表記し、最終振幅設定値をＯＵＴ_ＧＡＩＮと表記する。基準振幅設定値ＮＲＭＬ＿ＯＵＴ＿ＧＡＩＮと、比例要素成分ＦＢ＿Ｐ＿ＶＡＬと、積分要素成分ＦＢ＿Ｉ＿ＶＡＬの３つの値の和が算出される。加算結果は最終振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮの記憶領域に格納される。
【００３４】
図８のＳ７１０では、最終振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮの値が所定の閾値（％）と比較される。所定の閾値は１００％であり、最終振幅設定値が閾値以下であるかどうかの判定処理が行われる。最終振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮの値が１００％以下である場合、Ｓ７１８に進み、その時点の最終振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮが採用され、以後の正弦波発生器１０９の出力処理で使用される。またＳ７１０において、最終振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮの値が１００％より大きい場合、Ｓ７１１の処理に移る。Ｓ７１１からＳ７１７の処理について、図９から図１１を用いて概要を説明する。
【００３５】
図９は、振幅設定値と出力電圧の積分値との関係を例示する図である。横軸は時間軸であり、縦軸は正弦波発生器１０９の出力を示す。振幅設定値が１００％以下である場合には、正弦波発生器１０９の出力波形が正弦波である。振幅設定値が１００％を超えると、正弦波発生器１０９の出力波形が正弦波ではなくなる（疑似台形波）。図９では、正弦波出力が得られる最大の振幅設定値を１００％とするとき、その波形の半周期の面積（積分値）を１００％として正規化した振幅設定値として、２５、５０、１００、２００、４００％を設定した場合を示す。振幅設定値２５、５０、１００、２００、４００％にそれぞれ相当する出力電圧積分値は、２５、５０、１００、１３１、１４４％となる。つまり、振幅設定値が１００％以下の範囲において、振幅設定値と出力電圧積分値は線形関係にある。振幅設定値が１００％を超える範囲においては、振幅設定値２００％、４００％にそれぞれ対応する出力電圧積分値がそれぞれ１３１％、１４４％にしかなっていない。つまり、振幅設定値と出力電圧積分値とは非線形関係になる。正弦波発生器１０９はＣＰＵ１０８により設定される周波数および振幅にしたがって正弦波または疑似台形波の駆動波形を発生させる。
【００３６】
図１０は、図９で示した振幅設定値と出力電圧積分値との関係をグラフ化した図である。図１０（Ａ）〜（Ｅ）は、図９で示した振幅設定値の異なる５つの状態を図式化したものである。各状態をＳ１〜Ｓ５で表記する。Ｓ１状態が振幅設定値２５％の状態に相当し、Ｓ５状態が振幅設定値４００％の状態に相当する。
【００３７】
図１０（Ｆ）はＸ軸を振幅設定値（％）とし、Ｙ軸を実出力電圧積分値（％）としてグラフ化した図である。Ｘ軸に示す振幅設定値が１００％までの範囲は線形領域であり、グラフ線は直線である。振幅設定値が１００％より大きい範囲は非線形領域であり、グラフ線が曲線である。グラフ線からは、例えば２００％の電圧を設定すると（Ｓ４状態）、実際には１３１％の出力しか行われないことが示される。
【００３８】
図１０（Ｇ）は本実施例の補正を行うための特性を例示する図である。Ｘ軸は実出力電圧積分値（％）を示し、Ｙ軸は振幅設定値（％）を示す。つまり図１０（Ｇ）は、図１０（Ｆ）に対し、Ｘ軸とＹ軸を逆転させたときの特性をグラフで示している。このグラフのＸ軸にて電圧出力に対応する振幅設定値をあてはめると、対応するＹ軸には、実際に設定すべき振幅設定値が得られる。例えば１００％以上の出力である１３１％の出力を所望する場合を想定する。この場合、図１０（Ｇ）のグラフ線にしたがって、実際に設定する振幅設定値は２００％と決定される。つまり図１０（Ｄ）で示す状態Ｓ４となる。最終的な出力電圧積分値は１３１％となり、所望の出力と実際の出力が同じになるように補正が行われる。このように図１０（Ｇ）に示す補正特性は、図１０（Ｆ）の特性に対して逆関数の関係にある。したがって疑似台形波の出力機能を利用する場合でも、線形関係を維持して速度制御を行うことができる。
【００３９】
図８のＳ７１０からＳ７１７に示す処理は、図１０（Ｇ）に示す補正特性に従って行われる。ただし、実際のＣＰＵ内のデジタル処理において曲線による補正は処理負荷が大きいので、直線近似により生成される折れ線に従って処理が行われる。図１１に示す具体例で説明する。
【００４０】
図１１は、線分１００５から１００９の組み合わせによって、図１０（Ｇ）のグラフ曲線を近似した場合の補正特性の例を示す。図１１の５つの線分１００５から１００９のつなぎ目の座標（Ｘ，Ｙ）は以下の通りである。
・接続点１００１  （１００，１００）
・接続点１００２  （Ｘ２，１５０）
・接続点１００３  （Ｘ３，２５０）
・接続点１００４  （Ｘ４，４００）
【００４１】
図１１にてＸ軸およびＹ軸の設定は図１０（Ｇ）の場合と同じである。線分１００５から１００９は下記式で表現される。
・線分１００５（０％≦Ｘ≦１００％）
Ｙ＝Ｘ                  （１）
・線分１００６（１００％＜Ｘ≦Ｘ２％）
Ｙ＝Ａ２×Ｘ−Ｂ２      （２）
・線分１００７（Ｘ２％＜Ｘ≦Ｘ３％）
Ｙ＝Ａ３×Ｘ−Ｂ３      （３）
・線分１００８（Ｘ３％＜Ｘ≦Ｘ４％）
Ｙ＝Ａ４×Ｘ−Ｂ４      （４）
・線分１００９（Ｘ＞Ｘ４％）
Ｙ＝Ａ５×Ｘ−Ｂ５      （５）
【００４２】
式（２）ないし（５）の係数値（傾きＡ２からＡ５、切片Ｂ２からＢ５）や、各接続点の座標値のデータは、モータの出力に対応する駆動波形の振幅特性を示す補正用データとしてメモリに保持されている。あるいは、図１１に対応する補正用データテーブルがメモリに記憶されている。
【００４３】
本実施例では、図１１の近似直線群に示す補正特性を用いて補正処理が実行される。すなわち、図８のＳ７１０からＳ７１８の処理は以下の通りである。
（１）０％≦Ｘ≦１００％の場合（Ｓ７１０でＹｅｓ）
Ｓ７１８にて、線分１００５の式（１）にしたがってＯＵＴ_ＧＡＩＮがそのまま最終振幅設定値となる。
（２）１００％＜Ｘ≦Ｘ２％の場合(Ｓ７１１でＹｅｓ)
Ｓ７１１におけるＸ２％は、図１１の線分１００６と線分１００７とのつなぎ目のＸ座標値である。Ｓ７１１の判定条件を満たす場合、Ｓ７１２では、図１１の線分１００６の式（２）に基づいて振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮに補正が施される。Ｓ７１１の判定条件を満さない場合、Ｓ７１３に移行する。
（３）Ｘ２％＜Ｘ≦Ｘ３％の場合（Ｓ７１３でＹｅｓ）
Ｓ７１３におけるＸ３％は、図１１の線分１００７と線分１００８とのつなぎ目のＸ座標値である。Ｓ７１３の判定条件を満たす場合、Ｓ７１４では、図１１の線分１００７の式（３）に基づいて振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮに補正が施される。Ｓ７１３の判定条件を満さない場合、Ｓ７１５に移行する。
（４）Ｘ３％＜Ｘ≦Ｘ４％の場合（Ｓ７１５でＹｅｓ）
Ｓ７１５におけるＸ４％は、図１１の線分１００８と線分１００９とのつなぎ目のＸ座標値である。Ｓ７１５の判定条件を満たす場合、Ｓ７１６では、図１１の線分１００８の式（４）に基づいて振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮに補正が施される。Ｓ７１５の判定条件を満さない場合、Ｓ７１７に移行する。
（５）Ｘ＞Ｘ４％の場合（Ｓ７１５でＮｏ）
Ｓ７１７では、図１１の線分１００９の式（５）に基づいて振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮに補正が施される。
Ｓ７１２、Ｓ７１４、Ｓ７１６、Ｓ７１７、Ｓ７１８でそれぞれ決定された最終振幅設定値は、正弦波発生器１０９で採用されて速度ＦＢ制御が行われる。
【００４４】
本実施例では、モータの速度ＦＢ制御において最終振幅設定値と、モータに与える実際の仕事とが非線形関係になる場合に、その非線形性を抑制する補正処理が行われる。これにより、制御対象の発振動作を抑え、または制御対象の収束時間の遅れを改善することができる。
【００４５】
［実施例２］
次に図１２から図１８を参照して、本発明の実施例２を説明する。実施例１では電圧波形に関して、振幅設定値と出力値（積分値）との非線形性を補正する処理を示した。本実施例ではロータマグネット１１９の回転位相と駆動波形の位相との関係による出力トルクと、振幅設定値との非線形性を補正する処理を示す。そのために、まずロータマグネット１１９の回転位相と駆動波形の位相との位相差によって出力トルクがどのように変化するかについて、図１２から図１７を用いて原理的な説明を行う。
【００４６】
図１２（Ａ）〜（Ｅ）は、ステータＡ+１１５の励磁によって発生する回転トルクのメカニズムを説明する図である。図１２（Ａ）〜（Ｄ）はロータの回転位相がそれぞれ０度、９０度、１８０度、２７０度の場合を示す。図１２（Ａ）〜（Ｄ）では説明の分かりやすさのために、極対数が１のロータマグネットと、１対のステータコイルを有する構造で単純化して示す。つまり、図４で示したモータの構造にて、Ｓ極およびＮ極をそれぞれ１極ずつ有するロータマグネット、およびＡ相、Ｂ相のステータコイルを有する構造として説明する。ロータマグネット１１９の周囲にはステータＡ+１１５とステータＢ+１１７が配置され、ロータマグネット１１９は図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の状態へと進むにつれて９０度ずつ回転している。図１２（Ｅ）は正転時の磁力−トルク変換曲線を示し、横軸はロータマグネット１１９の回転位相θを示す。ステータＡ+１１５にはＮ極励磁が行われ、ステータＢ+１１７は非励磁の状態であるとする。この状況で図１２（Ａ）の状態のときに、ロータマグネット１１９はステータＡ+１１５から、回転方向と垂直な方向に斥力１１０１のみを受けており、回転トルクはゼロとなる。図１２（Ｅ）の磁力−トルク変換曲線上の点１１０７は、図１２（Ａ）の状態での回転トルクを表している。
【００４７】
図１２（Ｂ）の状態では、ステータＡ+１１５がロータマグネット１１９のＳ極に対して引力１１０２を働かせて引きつけ、Ｎ極に対して斥力１１０３を働かせる。この状態にて正転方向に対しては正方向に最大のトルクが発生するので、図１２（Ｅ）の磁力−トルク変換曲線上の点１１０８で示すように、回転トルクの大きさは正方向に最大である。
【００４８】
図１２（Ｃ）の状態では、ステータＡ+１１５がロータマグネット１１９のＳ極に対して回転方向に対して垂直な方向に引力１１０４のみを働かせて引きつけ、回転トルクはゼロとなる。図１２（Ｅ）の磁力−トルク変換曲線上の点１１０９は、図１２（Ｃ）の状態での回転トルクを表している。
【００４９】
図１２（Ｄ）の状態では、ステータＡ+１１５がロータマグネット１１９のＳ極に対して引力１１０６を働かせて引きつけ、Ｎ極に対して斥力１１０５を働かせる。この状態にて正転方向に対しては負方向に最大のトルクが発生するので、図１２（Ｅ）の磁力−トルク変換曲線上の点１１１０で示すように、回転トルクの大きさは負方向に最大である。
【００５０】
図１２（Ｅ）において、同じ励磁量でステータＡ+１１５にＮ極励磁していたとしても、回転位相０度と１８０度の付近ではほとんど回転トルクを発生していない。また回転位相１８０度〜３６０度の領域では、回転位相０度〜１８０度の領域とは逆方向の回転トルクが働いてしまう。しかし回転位相１８０度〜３６０度の領域でステータＡ+１１５にＳ極励磁を行うように切り替えれば、回転位相０度〜３６０度の全領域で同一方向の回転トルクが発生するように制御できる。
【００５１】
図１３（Ａ）〜（Ｅ）はステータＢ+１１６に着目して、図１２（Ａ）〜（Ｅ）の場合と同様の考察を行った結果を示す図である。ステータＢ+１１６の位置を基準として、図１３（Ａ）ではＳ極に対する引力１１１１とＮ極に対する斥力１１１２を示す。図１３（Ｂ）ではＳ極に対する引力１１１３を示し、図１３（Ｃ）ではＳ極に対する引力１１１４とＮ極に対する斥力１１１５を示す。図１３（Ｄ）ではＮ極に対する斥力１１１６を示す。図１３（Ｅ）はＢ相に関する磁力−トルク変換曲線を示しており、図１２（Ｅ）に示す磁力−トルク変換曲線とは９０度ずれた位相の曲線が得られる。つまり図１３（Ｅ）に示す磁力−トルク変換曲線上の点１１１７（θ＝０°）と点１１１９（θ＝１８０°）にて回転トルクの大きさはそれぞれ、正方向と負方向で最大である。点１１１８（θ＝９０°）と点１１２０（θ＝２７０°）で回転トルクはゼロである。
【００５２】
図１４は、図１２および図１３を前提として、ロータマグネット１１９の回転位相に対して、最大のトルクを発生させる位相差で正弦波駆動波形を印加した場合に、モータ全体に発生する回転トルクを説明する図である。図１４（Ａ）はＡ相コイルへの励磁磁力を表すグラフであり、ロータマグネット１１９の回転位相θの正弦関数ｓｉｎθで表現される。図１４（Ｄ）はＢ相コイルへの励磁磁力を表すグラフであり、ロータマグネット１１９の回転位相θの余弦関数ｃｏｓθで表現される。正の領域がＮ極励磁、負の領域がＳ極励磁となっている。コイルに発生する磁力はコイルに流れている電流値に比例し、コイルのインダクタンスが十分小さい場合、コイルに印加している電圧波形に比例して磁力が発生しているとみなすことができる。本実施例ではコイルのインダクタンスは十分に小さいものとする。
【００５３】
図１４（Ｂ）は図１２（Ｅ）に相当し、図１４（Ｅ）は図１３（Ｅ）に相当する。図１４（Ａ）のグラフと図１４（Ｂ）のグラフを掛けたグラフを、図１４（Ｃ）に示す。図１４（Ｃ）のグラフはＡ相により発生するモータの正転方向のトルクを表し、ｓｉｎθの二乗で表現される。また図１４（Ｄ）のグラフと図１４（Ｅ）のグラフを掛けたグラフを、図１４（Ｆ）に示す。図１４（Ｆ）はＢ相により発生するモータの正転方向のトルクを表し、ｃｏｓθの二乗で表現される。図１４（Ｃ）、（Ｆ）の各グラフを加算したグラフを図１４（Ｇ）に示す。これはモータ全体に発生するトルクを表し、図１４（Ｇ）内に太線で示す定直線が全体トルクを表している。
【００５４】
図１４（Ａ）、（Ｄ）にそれぞれ示す、印加されている駆動電圧波形の位相と、図１４（Ｂ）、（Ｅ）でそれぞれ示す磁力−トルク変換曲線の位相とが同位相である時、最大のトルクが発生する。本明細書では、この状態を進角０度の状態と定義する。進角０度の状態を保ったまま、実施例１のように駆動波形が疑似台形波になる場合を想定する。この場合、正弦波発生器１０９の振幅設定値を極限まで上げたと仮定すると、疑似台形波は矩形波となる。この極端な例を図１５に示す。図１５（Ａ）〜（Ｇ）は、図１４（Ａ）〜（Ｇ）にそれぞれ対応するので、相違点を説明する。
【００５５】
進角０度の位相関係を保ったまま、Ａ相、Ｂ相コイルに図１５（Ａ）、（Ｄ）に示す矩形波電圧を印加した場合、図１４で説明した同様のプロセスを経て、最終的に図１５（Ｇ）に示す全体トルクが得られる。図１５（Ｇ）に示す全体トルクの曲線は、定直線ではなく、図１４（Ｇ）の全体トルクより上側にリップルを持った波形である。すなわち、疑似台形波の傾き（斜辺部）を大きくして矩形波に漸近させていった場合、最終的には図１５（Ｇ）に示す全体トルクの曲線に収束していくことになる。
【００５６】
図１７（Ａ）は、Ｘ軸に振幅設定値（％）をとり、Ｙ軸に実出力トルク（％）をとって、進角を０度から±９０度の範囲内で１５度ずつ変化させたときの各特性をグラフに示した図である。例えば、進角０度で示すグラフ曲線において、原点から点１００１までの線形領域は、進角０度の状態で正弦波発生器１０９の振幅設定値を０％から１００％まで上げた場合の直線部分を表す。正弦波発生器１０９の振幅設定値をさらに１００％以上に上げたときには、最終出力トルクが非線形領域で変化する。なお、図１７（Ａ）では点１００１を基準点として、振幅設定値が１００％の時の実出力トルクを１００％として正規化したグラフを示している。
【００５７】
図１６は、進角０度の状態から進角を−α度とした場合に、モータに発生するトルクについて説明する図である。図１６（Ａ）〜（Ｇ）は、図１４（Ａ）〜（Ｇ）にそれぞれ対応するので、相違点を説明する。図１６（Ａ）、（Ｄ）に示す各グラフは、図１４（Ａ）、（Ｄ）にそれぞれ対応するグラフ比べて、ロータマグネット１１９の回転位相に対する駆動波形の位相がα度だけ遅れた関係になっている。この状態は進角が−α度の状態である。この場合、図１４、図１５と同様のプロセスを踏まえると、モータ全体のトルクは図１６（Ｇ）に示す太線の定直線で表される。これを具体的に計算すると、進角が−α度の正弦駆動波形により発生するモータ全体のトルクは、図１４（Ｇ）の場合の全体トルクを１としたときに、ｃｏｓα、つまりαの余弦関数で表される。図１６（Ａ）のＡ相コイルの磁力はｓｉｎ（θ−α）で表現され、図１６（Ｂ）の磁力−トルク変換曲線はｓｉｎθで表現される。図１６（Ｃ）のグラフはｓｉｎ（θ−α）×ｓｉｎθで表現される。また図１６（Ｄ）のＢ相コイルの磁力はｃｏｓ（θ−α）で表現され、図１６（Ｅ）の磁力−トルク変換曲線はｃｏｓθで表現される。図１６（Ｆ）のグラフはｃｏｓ（θ−α）×ｃｏｓθで表現される。図１６（Ｇ）の全トルクは、ｓｉｎ（θ−α）×ｓｉｎθ＋ｃｏｓ（θ−α）×ｃｏｓθ＝ｃｏｓαで表現される。図による説明は行わないが、疑似台形波や矩形波を用いた駆動の場合も、進角が−α度の場合、全体トルクは一律にｃｏｓαを乗算した値に低下する。したがって進角０度の状態で振幅設定値を１００％としたときのトルクを１００％として正規化した場合、図１７（Ａ）で示すように、進角値に応じてｃｏｓαの係数を乗じたグラフが得られる。つまり、進角が０度から変化した状態での振幅設定値と出力トルクとの関係曲線は、進角が０度であるときの曲線にｃｏｓαを掛けた曲線となる。図１７（Ａ）では、進角値として±１５度、±３０度、±４５度、±６０度、±７５度、±９０度の曲線を代表例として示す。図１７（Ｂ）は、Ｘ軸に進角（度）をとり、Ｙ軸に正弦波の振幅設定値（％）をとり、Ｚ軸に実出力トルク（％）をとって、図１７（Ａ）を３次元グラフ化した図である。
【００５８】
本実施例では、駆動電圧波形と駆動コイルの電流波形との位相遅れを特定して位相遅れを補正するように振幅設定値が決定される。速度ＦＢ制御により最終的に設定する振幅設定値と、モータの発生トルクとの関係については、振幅設定値と発生トルクとの非線形性、および進角状態によるトルク低下の要因を踏まえた上で補正処理に反映される。したがって、さらに線形性を高めた制御に係る補正処理を実現できる。図１８のフローチャートを参照して本実施例の速度ＦＢ制御について説明する。図１８のＳ１６０１〜Ｓ１６０９については、実施例１にて図７で説明したＳ７０１〜Ｓ７０９の処理と同様であるので、それらの詳細な説明は割愛し、相違点を説明する。
【００５９】
Ｓ１６１０でＣＰＵ１０８は、ＥＮＣ１信号、ＥＮＣ２信号に対応するロータマグネット１１９の回転位相（回転位置状態）と、駆動波形における現在の位相とに基づいて現在の進角値を特定する。このときの進角値をα度とする。図１７（Ａ）に示す進角０度の基準曲線に対し、縦方向にｃｏｓ(−α)を掛けて圧縮した曲線が生成される。生成された曲線にてＸ軸、Ｙ軸を入れ替えた曲線が生成される。これは実施例１にて図１０（Ｆ）から（Ｇ）の補正特性を算出する処理と同じ要領である。ＣＰＵ１０８は進角値に基づく生成後の曲線により、電圧出力補正曲線を決定する。実際の処理上では、図１７（Ａ）に示す進角０度の曲線は図１１で説明したように、直線近似によって複数の線分の繋ぎ合わせた補正特性の式に基づくデータとして予め記憶部に保持されているものとする。
【００６０】
続くＳ１６１１でＣＰＵ１０８は、Ｓ１６１０で決定した電圧出力補正曲線を用いて、最終振幅設定値ＯＵＴ_ＧＡＩＮの値に補正をかける。具体的な補正処理については、実施例１で説明した図８のＳ７１１〜Ｓ７１７と同様であるので詳細な説明を割愛する。
【００６１】
本実施例の処理を実施することにより、正弦波発生器１０９の振幅設定値と最終出力トルクとの関係において、実施例１の処理に比べ、より線形性を高めた速度制御処理を実現できる。つまりロータの着磁位相によるトルクへの影響と、進角状態の変化によるトルク変化の影響を考慮し、より詳細な補正処理を行うことが可能である。本実施例では、コイルのインダクタンスが十分に小さく、コイルへの印加電圧と印加電流が同位相で、印加電圧位相と励磁位相が同じであるとして扱った。インダクタンスが大きく電流の遅れが無視できない場合は、その遅れ量も想定した補正処理が行われる。
【００６２】
［変形例］
実施例１，２では、速度制御上、常に疑似台形波の駆動波形を使用してもよい構成として説明した。変形例では、事前に電動機の速度特性を個別に取得しておき、目標回転速度に応じて、疑似台形波を使用した速度制御のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。これは、不用意に疑似台形波を使うと振動、騒音への影響が発生する可能性があるので、目標回転速度が正弦波形状の駆動波形で充分に到達可能な場合には、図８のＳ７１１〜Ｓ７１７の処理に移行しないように予め設定するということである。
【００６３】
変形例では、ＣＰＵ１０８は、モータの速度特性の個体差情報を記憶部に記憶している。個体差情報とは、個々のモータが有する速度特性の特性差を示す情報であり、測定等により予め特定されているものとする。モータの速度制御にてＣＰＵ１０８は、記憶部から取得した個体差情報と、制御の目標速度に基づき、正弦波の駆動波形によって目標速度を達成可能であるか否かを判断する。ＣＰＵ１０８は、正弦波の駆動波形によって目標速度を達成できると判断した場合、線形領域で正弦波発生器１０９の振幅設定を行う。
【符号の説明】
【００６４】
１００  モータユニット
１０１  ステッピングモータ
１０６  コンパレータ
１０７  エンコーダ回路
１０８  ＣＰＵ
１０９  正弦波発生器
１１１  ＰＷＭ発生器
１１２  モータドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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