(57)【要約】【課題】エンコーダ等のキャリブレーション用の専用器具を用いずに、ホールセンサによるロータの回転角度の検出値をモータの制御用に補正することができるモータ制御装置を提供する。【解決手段】このモータ制御装置１は、ロータ２０の回転方向に間隔をおいて配置された第１ホールセンサ、第２ホールセンサ、および第３ホールセンサからの出力値を用いてモータ制御を行う。このモータ制御装置１は、第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、第２ホールセンサの出力値に第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、正弦の値および余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度をロータ２０の回転角度として得る。この時、正弦の値の振幅である第１の振幅と余弦の値の振幅である第２の振幅とを一致させるように、第１の振幅の最大値と第２の振幅の最大値との比率を用いて正弦の値又は余弦の値が補正される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの回転方向に間隔をおいて配置された第１ホールセンサ、第２ホールセンサ、および第３ホールセンサからの出力値を用いてモータ制御を行うモータ制御装置であって、
前記第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、前記第２ホールセンサの出力値に前記第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度を前記ロータの回転角度として得るロータ回転角度取得手段を備え、
前記ロータ回転角度取得手段が、前記正弦の値の振幅である第１の振幅と前記余弦の値の振幅である第２の振幅とを一致させるように、前記第１の振幅の最大値と前記第２の振幅の最大値との比率を用いて前記正弦の値又は前記余弦の値を補正した上で、前記正接の値を得るモータ制御装置。
【請求項２】
ロータの回転方向に間隔をおいて配置された第１ホールセンサ、第２ホールセンサ、および第３ホールセンサからの出力値を用いてモータ制御を行うモータ制御装置であって、
前記第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、前記第２ホールセンサの出力値に前記第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度を前記ロータの回転角度として得るロータ回転角度取得手段と、
所定の開始信号を受付けると、前記ロータを有するモータをその最高回転速度の１５％以下で回転させると共に、前記正弦の値の振幅の最大値と前記余弦の値の振幅の最大値との比率を求め、求めた該比率をメモリに格納するキャリブレーション手段とを備え、
前記ロータ回転角度取得手段が、前記メモリに格納される前記比率を用いて前記正弦の値又は前記余弦の値を補正した上で前記正接の値に対応する角度を得るように構成されているモータ制御装置。
【請求項３】
ロータの回転方向に間隔をおいて配置された第１ホールセンサ、第２ホールセンサ、および第３ホールセンサからの出力値を用いてモータ制御を行うモータ制御装置であって、
前記ロータをキャリブレーション用に回転させている状態で、前記第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、前記第２ホールセンサの出力値に前記第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度を前記ロータの回転角度として得ると共に、得られた前記回転角度と、前記第１ホールセンサ、前記第２ホールセンサ、および前記第３ホールセンサの少なくとも１つの出力値とを対応付ける対応データ又は換算式をメモリに格納するキャリブレーション手段と、
前記第１ホールセンサ、前記第２ホールセンサ、および前記第３ホールセンサの少なくとも１つの出力値と、前記キャリブレーション手段により前記メモリに格納される前記対応データ又は前記換算式とを用いて、前記ロータの回転角度を求めるロータ回転角度取得手段とを備えるモータ制御装置。
【請求項４】
前記キャリブレーション手段が、前記正弦の値の振幅である第１の振幅と前記余弦の値の振幅である第２の振幅とを一致させるように、前記第１の振幅の最大値と前記第２の振幅の最大値との比率を用いて前記正弦の値又は前記余弦の値を補正した上で、前記正接の値を得る請求項３に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ制御装置として、ロータの回転角度を正確に検出するために、モータに内蔵されたエンコーダの出力値を用いるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、ロータの回転方向に間隔をおいて配置されたホールセンサの出力値を用いてモータの制御を行うモータ制御装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０４２３８０号公報
【特許文献２】特開２０１７−０１１９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前者のモータ制御装置はエンコーダを用いており、モータの製造コストが高くつくため、モータの製造コストを抑制したい時には後者のモータ制御装置が用いられる。
ここで、後者のモータ制御装置で制御するモータに取付けられた各ホールセンサは、永久磁石が内蔵されたロータによって生ずる磁界の大きさを検出し、検出結果に応じたアナログ信号を出力するものである。このため、複数のホールセンサが完全に等角度間隔でモータに固定されると共に、各ホールセンサのロータとの距離や軸方向の配置位置が完全に等しく、各ホールセンサの性能にばらつきが無いことが理想である。
【０００５】
しかし、組み付け誤差等の影響によりこれらが完全に達成されることはない。このため、後者のモータ制御装置では、モータの出荷時、修理時等に、キャリブレーション用のエンコーダを用いて検出されるロータの回転位置と、各ホールセンサの出力値とを比較し、各ホールセンサの出力とエンコーダの検出結果との対応データをメモリに格納し、当該対応データを用いてロータの回転角度の検出値を補正する。このようにエンコーダをモータに取付けてキャリブレーション作業を行う必要があるため、後者のモータ制御装置を用いる場合、モータの交換に要する作業が複雑になり、また、キャリブレーション用の専用器具も必要となる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、エンコーダ等のキャリブレーション用の専用器具を用いずに、ホールセンサによるロータの回転角度の検出値をモータの制御用に補正することができるモータ制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様は、ロータの回転方向に間隔をおいて配置された第１ホールセンサ、第２ホールセンサ、および第３ホールセンサからの出力値を用いてモータ制御を行うモータ制御装置であって、前記第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、前記第２ホールセンサの出力値に前記第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度を前記ロータの回転角度として得るロータ回転角度取得手段を備える。
【０００８】
第１の態様では、３つのホールセンサの出力値からロータの回転角度が求められる。ここで、３つのホールセンサがそれぞれ理想的な位置に配置されており、３つのホールセンサの性能にもばらつきが無い場合は、３つのホールセンサから得られる出力波形は位相だけが互いに１２０°ずれている同一のものとなる。しかし、実際のホールセンサの配置や性能にはばらつきがあるので、３つのホールセンサから得られる出力波形の振幅、振幅中心、互いの位相差等がばらつく。
【０００９】
これに対し、第１の態様では、第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、第２ホールセンサの出力値に第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接に対応する角度を前記ロータの回転角度として得る。このため、３つのホールセンサの各々の出力値からロータの回転角度を得る場合と比較し、前記ばらつきの影響を低減することができる。
【００１０】
また、第１の態様では、前記ロータ回転角度取得手段が、前記正弦の値の振幅である第１の振幅と前記余弦の値の振幅である第２の振幅とを一致させるように、前記第１の振幅の最大値と前記第２の振幅の最大値との比率を用いて前記正弦の値又は前記余弦の値を補正した上で、前記正接の値を得る。
このような構成は、組み立て誤差等により生ずるばらつきの影響を低減する上で有利である。
【００１１】
本発明の第２の態様は、ロータの回転方向に間隔をおいて配置された第１ホールセンサ、第２ホールセンサ、および第３ホールセンサからの出力値を用いてモータ制御を行うモータ制御装置であって、前記第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、前記第２ホールセンサの出力値に前記第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度を前記ロータの回転角度として得るロータ回転角度取得手段を備える。
このため、第１の態様と同様に３つのホールセンサの各々の出力値からロータの回転角度を得る場合と比較し、前記ばらつきの影響を低減することができる。
【００１２】
また、本発明の第２の態様は、所定の開始信号を受付けると、前記ロータを有するモータをその最高回転速度の１５％以下で回転させると共に、前記正弦の値の振幅の最大値と前記余弦の値の振幅の最大値との比率を求め、求めた該比率をメモリに格納するキャリブレーション手段を備え、前記ロータ回転角度取得手段が、前記メモリに格納される前記比率を用いて前記正弦の値又は前記余弦の値を補正した上で前記正接の値に対応する角度を得るように構成されている。
【００１３】
モータはパーソナルモビリティの動力として用いられることがあり、パーソナルモビリティは室内の床の上を低速で移動することが多い。室内の床は平面度が高いため車輪から入力される振動が少なく、室内の音も静かな場合が考えられる。この場合にロータの回転角度の検出が不正確であり、ロータに回転ムラが生じると、当該回転ムラがパーソナルモビリティの使用者に振動や音として認識され易い。
【００１４】
これに対し、上記構成では、キャリブレーション用にモータを低速で回転させ、この状態で正弦の値の振幅の最大値と余弦の値の振幅の最大値との比率を求めると共にメモリに格納し、格納された比率を用いて正弦の値又は余弦の値を補正した上で正接の値に対応する角度を求める。これは、パーソナルモビリティにおいて使用頻度が高い低速回転時のモータの振動や音を低減する上で有利である。
【００１５】
本発明の第３の態様は、ロータの回転方向に間隔をおいて配置された第１ホールセンサ、第２ホールセンサ、および第３ホールセンサからの出力値を用いてモータ制御を行うモータ制御装置であって、前記ロータをキャリブレーション用に回転させている状態で、前記第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、前記第２ホールセンサの出力値に前記第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度を前記ロータの回転角度として得ると共に、得られた前記回転角度と、前記第１ホールセンサ、前記第２ホールセンサ、および前記第３ホールセンサの少なくとも１つの出力値とを対応付ける対応データ又は換算式をメモリに格納するキャリブレーション手段と、前記第１ホールセンサ、前記第２ホールセンサ、および前記第３ホールセンサの少なくとも１つの出力値と、前記キャリブレーション手段により前記メモリに格納される前記対応データ又は前記換算式とを用いて、前記ロータの回転角度を求めるロータ回転角度取得手段とを備える。
【００１６】
第３の態様でも、第１ホールセンサの出力値を正弦の値とし、第２ホールセンサの出力値に第３ホールセンサの出力値の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接に対応する角度を前記ロータの回転角度として得る。このため、３つのホールセンサの各々の出力値からロータの回転角度を得る場合と比較し、前記ばらつきの影響を低減することができる。
【００１７】
また、第３の態様では、前記第１ホールセンサ、前記第２ホールセンサ、および前記第３ホールセンサの少なくとも１つの出力値と、前記キャリブレーション手段により前記メモリに格納される前記対応データ又は前記換算式とを用いて、前記ロータの回転角度を求めるので、回転角度を得るためのデータ処理量を低減する上で有利である。
【００１８】
上記態様において、前記キャリブレーション手段が、前記正弦の値の振幅である第１の振幅と前記余弦の値の振幅である第２の振幅とを一致させるように、前記第１の振幅の最大値と前記第２の振幅の最大値との比率を用いて前記正弦の値又は前記余弦の値を補正した上で、前記正接の値を得ることが好ましい。
このような構成は、組み立て誤差等により生ずるばらつきの影響を低減する上で有利である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、エンコーダ等のキャリブレーション用の専用器具を用いずに、ホールセンサによるロータの回転角度の検出値をモータの制御用に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態のモータ制御装置による処理の例を示す表である。
【図３】本実施形態のモータ制御装置による処理の他の例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態に係るモータ制御装置１を図面を参照して以下に説明する。
このモータ制御装置１は例えば電動モータであるモータ２の制御に使用される。モータ２は、図１に示すように、例えば、半径方向に突出する複数の突極を備えるステータコア１１と、各突極に巻回された複数の駆動コイル１２とを有するステータ１０を備え、また、ステータ１０と径方向にわずかな間隔をおいて配置されたロータ２０を備える周知の構造を有する。他の構造を有する電動モータであってもよく、ステータの径方向外側にロータが配置される電動モータであってもよい。
【００２２】
本実施形態のモータ制御装置１は、モータ２に３相交流を供給してモータ２を駆動するものであり、モータ２の複数の駆動コイル１２にそれぞれ駆動電力線３０ｕ、３０ｖ、３０ｗを介して接続される駆動回路３０を備えている。モータ制御装置１は、駆動回路３０から各駆動電力線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗを流れる駆動電流のモニタ値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づき、駆動回路３０に例えば駆動信号ｕ，ｖ，ｗおよびその反転波形を有する反転駆動信号ｘ，ｙ，ｚを供給し、これによりモータ２の駆動を制御する。本実施形態では、モータ制御装置１は周知のベクトル制御によりモータ２の制御を行うが、他の方法によりモータ２の制御を行ってもよい。
【００２３】
駆動回路３０は、例えば、直列に接続された２つのトランジスタと各トランジスタに並列に接続されたダイオードとを有する第１の出力回路（図示せず）を有し、第１の出力回路は、各トランジスタに入力される駆動信号ｕおよび反転駆動信号ｘに基づき、駆動電流Ｉｄｕを駆動電力線３０ｕに供給する。
同様に、駆動回路３０は、直列に接続された２つのトランジスタと各トランジスタに並列に接続されたダイオードとをそれぞれ有する第２の出力回路（図示せず）および第３の出力回路（図示せず）を有し、各トランジスタに入力される駆動信号ｖ，ｗおよび反転駆動信号ｙ，ｚに基づき、駆動電流Ｉｄｖ，Ｉｄｗを駆動電力線３０ｖ，３０ｗに供給する。
【００２４】
モニタ値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、駆動電力線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗにそれぞれ設けられた電流検出器、電流検出端子、電流検出回路等の電流検出手段の出力値を用いてもよく、第１〜第３の出力回路にそれぞれ設けられた電流検出器、電流検出端子、電流検出回路等の電流検出手段の出力値を用いてもよい。電流検出手段の出力値はＡ／Ｄ変換されてモータ制御装置１の後述する第１の変換部４１に入力される。電流検出手段の出力値が小さい場合はアンプ等の増幅器で増幅してから第１の変換部４１に入力される。
【００２５】
モータ制御装置１はベクトル制御を行うための周知の構成を有していればよい。例えば、モータ制御装置１は、３相のモニタ値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをクラーク変換により２相の電流値ＩαおよびＩβに変換する第１の変換部４１と、固定座標系の２相の電流値ＩαおよびＩβをパーク変換により回転座標系の２相の電流値ＩｄおよびＩｑに変換する第２の変換部４２とを備える。
【００２６】
また、モータ制御装置１は、２相の電流値ＩｄおよびＩｑそれぞれの理想値に対する差に基づき、例えばＰＩ制御を用いて２相の電圧値Ｖｄ，Ｖｑを求め、回転座標系の２相の電圧値Ｖｄ，Ｖｑを逆パーク変換により固定座標系の２相の電圧値Ｖα，Ｖβに変換する第３の変換部４３と、２相の電圧値Ｖα，Ｖβを３相に逆変換し、図示しない操作部により入力されるコントロール信号に基づき駆動信号ｕ，ｖ，ｗおよびその反転波形を有する反転駆動信号ｘ，ｙ，ｚを得る第４の変換部４４とを備えている。モータ制御装置１は、プロセッサ、メモリ、およびメモリに格納されたプログラムを有し、該プログラムに基づきプロセッサが作動し、プロセッサが各変換部４１，４２，４３，４４として機能するように構成されている。
【００２７】
本実施形態のモータ２は、例えば電動車椅子、椅子付き電動移動手段、立ち乗り電動移動手段等のパーソナルモビリティの駆動手段として用いられるものである。この場合、前記操作部はパーソナルモビリティの操作部であり、前記コントロール信号は、操作部の操作に応じ、パーソナルモビリティに前進、後進、進路変更等を行わせるための信号である。
【００２８】
第２の変換部４２、第３の変換部４３、および第４の変換部４４の少なくとも１つでは、ロータ２０の回転角度の検出値に基づき前記変換が行われる。例えば、第２の変換部４２において、Ｉｄ＝Ｉα・ｃｏｓθ＋Ｉβ・ｓｉｎθ、Ｉｑ＝−Ｉα・ｓｉｎθ＋Ｉβ・ｃｏｓθの式を用いて変換が行われ、式中のθはロータ２０の回転角度の検出値が用いられる。つまり、ロータ２０の回転角度の検出値の精度に応じて、駆動信号ｕ，ｖ，ｗおよびその反転波形を有する反転駆動信号ｘ，ｙ，ｚが変化することになる。
【００２９】
本実施形態では、ステータ１０に３つのホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗが固定され、３つのホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの出力値を用いてロータ２０の回転角度が算出される。
【００３０】
ここで、各ホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗは、ロータ２０により生ずる磁界の大きさを検出し、検出結果に応じたアナログ信号を出力するものである。各ホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗが等角度間隔で配置され、各ホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのロータ２０との距離や軸方向の配置位置が等しいことが理想である。しかし、組み付け誤差等の影響によりこれらが完全に達成されることはない。また、各ホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの性能のばらつきもある。従って、各ホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの出力値にばらつきが生じ、そのばらつきはモータの経年劣化や使用時に加わる大きな慣性力等により変化する場合もあり得る。
【００３１】
このため、３つのホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの各々からロータ２０の回転角度を算出することも考えられるが、ベクトル制御に用いた際に良い結果が得られない場合がある。
【００３２】
そこで、本実施形態では、モータ制御装置１が回転角度算出部５０を有する。具体的には、モータ制御装置１のプロセッサが、メモリに格納されている回転角度取得プログラムに基づき回転角度算出部５０として作動し、算出された角度θｒを得る。
【００３３】
回転角度算出部５０は、各ホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに導線５０ｕ，５０ｖ，５０ｗを介して接続されている。導線５０ｕ，５０ｖ，５０ｗにはそれぞれ出力値Ｈｕ，Ｈｖ，ＨｗをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）が設けられ、Ａ／Ｄ変換された出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが回転角度算出部５０に入力されるようになっている。
【００３４】
処理の一例として、プロセッサは、出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを逐次受付け（ステップＳ１−１）、受付けた出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのうち１つ、例えば出力値Ｈｕを正弦の値とし、出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのうち他の２つ、例えば出力値Ｈｖ，Ｈｗを用い、出力値ＨｖにＨｗの反数（−Ｈｗ）を加えて２で除することにより得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度θｒを前記ロータの回転角度として逐次得る（ステップＳ１−２）。つまり、正接の値（ｔａｎθ）＝Ｈｕ／（（Ｈｖ＋（−Ｈｗ））／２）の式を用いて正接の値（ｔａｎθ）を求め、例えばａｒｃｔａｎθに対応する角度をθｒとして用いることができる。
【００３５】
具体例を図２に示す。図２の表は、ロータ２０が１０°回転する度に逐次検出されるＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗのデータを記載し、各角度において前記正弦の値（ｓｉｎθ）、前記余弦の値（ｃｏｓθ）、前記正接の値（ｔａｎθ）、該正接の値に対応する角度θｒを求めたものである。なお、図２の表のＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗのデータは、説明の便宜上、３つのホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗから位相だけが互いに１２０°ずれた同一の出力波形が得られる場合のデータとなっている。また、実際は例えば０．２ｍ秒ごとにＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗのデータが逐次検出されるので、角度間隔も１０°よりもかなり小さくなる。
【００３６】
出力値Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗはそれぞれサイン波形状を有する出力波形となるものである。図２において、前記正弦の値（ｓｉｎθ）を求めるために使用するＨｕのサイン波の振幅は２であり、中央値も０である。仮にＨｕのサイン波の振幅が２ではなく、中央値が０でない場合は、振幅が２に近づき中央値が０に近づくようにＨｕのデータを加工した後で、前記正弦の値（ｓｉｎθ）を求めるように構成することができる。
【００３７】
前記余弦の値（ｃｏｓθ）を求めるために使用するＨｖおよびＨｗのデータについても、これらのサイン波の振幅が２に近づき中央値が０に近づくようにデータを加工した後で、前記余弦の値（ｃｏｓθ）を求めるように構成することもできる。
【００３８】
プロセッサは、出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いて得られる角度θｒを第２の変換部４２、第３の変換部４３、第４の変換部４４等に逐次送信する（ステップＳ１−３）。
【００３９】
処理の他の例として、メモリに格納されたキャリブレーションプログラム（キャリブレーション手段）によって前記プロセッサが回転角度算出部５０として作動し、キャリブレーションを開始する開始信号を受付けると（ステップＳ２−１）、キャリブレーション用の所定の回転速度でモータ２を回転させる（ステップＳ２−２）。この回転速度は、例えばモータ２の回転ムラが目立ちやすい低速に設定されている。また、開始信号は、モータ制御装置１に設けられた操作部（図示せず）に隠れコマンド等のコマンドを入力することによりプロセッサに送信されるように構成してもよく、タブレット端末等の端末からプロセッサに送信されるように構成してもよい。
【００４０】
続いて、プロセッサは、モータ２が前記所定の回転速度で回転している状態で、ステップＳ１−１と同様に出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを受付け（ステップＳ２−３）、ステップＳ１−２と同様に前記正弦の値（図２のｓｉｎθ）および前記余弦の値（図２のｃｏｓθ）を用いて得られる前記正接の値（図２のｔａｎθの値）に対応する角度θｒを前記ロータの回転角度として得る（ステップＳ２−４）。また、角度θｒの計算に用いた出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの少なくとも１つを角度θｒに対応させてメモリに格納する（ステップＳ２−５）。つまり、逐次計算された角度θｒとその計算に用いた出力値ＨｕおよびＨｖとを互いに対応させる対応データが作成され、又は、当該対応データから得られる換算式が作成され、メモリに格納される。図２の例では、ＨｕおよびＨｖのデータと角度θｒとを対応させる対応データ又は換算式が作成される。このように出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのうち２つと角度θｒとを対応させると、ロータ２０の回転方向を誤って角度θｒの算出を行うことが無い。一方、出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのうち１つ、例えば出力値Ｈｕと角度θｒとを対応させた場合でも、出力値Ｈｕの直前の出力値や出力値Ｈｕの時系列の出力値を用いることにより、ロータ２０の回転方向を誤って角度θｒの算出を行うことが無い。
【００４１】
続いて、モータ２の通常運転の際に、プロセッサは前記回転角度取得プログラムに基づき作動し、出力値ＨｕおよびＨｖを逐次受付け（ステップＳ２−６）、前記対応データ又は前記換算式を用いて受付けた出力値ＨｕおよびＨｖに対応する角度θｒを逐次得て、得られた角度θｒを第２の変換部４２、第３の変換部４３、第４の変換部４４等に逐次送信する（ステップＳ２−７）。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、３つのホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのうち１つを正弦の値とし、他の２つのうち一方に他方の反数を加え２で除すことによって得られる値を余弦の値とし、前記正弦の値および前記余弦の値を用いて得られる正接の値に対応する角度θｒがロータ２０の回転角度として得られる。このため、３つのホールセンサ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの各々の出力値Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗからロータ２０の回転角度を得る場合と比較し、組み立て誤差等により生ずるばらつきの影響を低減することができる。
【００４３】
本実施形態において、例えば図２の表にあらわれる余弦の値（ｃｏｓθ）の波形の振幅を正弦の値（ｓｉｎθ）の振幅の値に合わせる補正を行うことも可能である。
例えば、図２に示すように、正弦の値（ｓｉｎθ）の出力波形の振幅は、出力の最大値である１．０００と出力の最小値である−１．０００との差である２となり、余弦の値（ｃｏｓθ）の出力波形の振幅は、出力の最大値である０．８６６と出力の最小値である−０．８６６との差である１．７３２となる。このため、正弦の値の振幅の最大値である２を余弦の値の振幅の最大値である１．７３２で除して両者の比率（約１．１５４倍）を求め、図３の表のように余弦の値（ｃｏｓθ）を両者の比率（約１．１５４倍）で補正する。これにより、補正後の余弦の値（ｃｏｓθ’）を求める。
【００４４】
そして、求められた余弦の値（ｃｏｓθ’）を用いて正接の値（ｔａｎθ’）および該正接の値に対応する角度θｒ’を求める。
この場合、正弦の値の出力波形の振幅と余弦の値の出力波形の振幅を合わせることができるので、組み立て誤差等により生ずるばらつきの影響を低減する上で有利である。
【００４５】
上記の例では正弦の値（ｓｉｎθ）の１周期分の出力波形からその振幅の最大値を求め、余弦の値（ｃｏｓθ）の１周期分の出力波形からその振幅の最大値を求めるものを示した。これに対し、正弦の値（ｓｉｎθ）の複数周期分の出力波形にあらわれる最大値および最小値と、余弦の値（ｃｏｓθ）の複数周期分の出力波形にあらわれる最大値および最小値とを用いて、正弦の値（ｓｉｎθ）の出力波形の振幅の最大値と余弦の値（ｃｏｓθ）の出力波形の振幅の最大値を求めることも可能である。その他の周知の方法で正弦の値（ｓｉｎθ）の出力波形の振幅の最大値と余弦の値（ｃｏｓθ）の出力波形の振幅の最大値を求めることも可能である。
【００４６】
また、処理のさらに他の例では、モータ制御装置１のプロセッサがメモリに格納されているキャリブレーションプログラム（キャリブレーション手段）に基づき、所定の開始信号を受付けると（ステップＳ３−１）、ロータ１０をキャリブレーション用の所定の回転速度、例えば低い回転速度で回転させると共に（ステップＳ３−２）、前述の正弦の値の振幅と余弦の値の振幅との比率を求め（ステップＳ３−３）、当該比率を正弦の値又は余弦の値の補正用にメモリに保存する（ステップＳ３−４）。
【００４７】
モータ制御装置１のプロセッサは、ステップＳ１−２において、正弦の値又は余弦の値をステップＳ３−４で保存した比率を用いて補正した上で正接の値に対応する角度θｒをロータの回転角度として逐次得る。
当該構成により、パーソナルモビリティの製造時、パーソナルモビリティの出荷前、モータ２の交換時、メンテナンスを行った時等に、ロータ２０の回転角度を検出する専用の器具を用いることなく、交換後のモータ２について上記の補正を行うことができる。これは、モータ２の交換又はメンテナンスの作業の容易化を図る上で有利である。
【００４８】
なお、前記所定の開始信号は、パーソナルモビリティに設けられた入力部への入力に基づく信号、タブレット等の端末の入力部への入力に基づき当該端末からモータ制御装置１に送信される信号、新しく取付けられたモータ２から自動的にモータ制御装置１に送信される信号等である。
【００４９】
ここで、モータ２がパーソナルモビリティの駆動手段として用いられる場合について説明する。パーソナルモビリティは室内の床の上を低速で移動することが多い。室内の床は平面度が高いため車輪から入力される振動が少なく、室内の音も静かな場合が考えられる。この場合にロータ２０の回転角度の検出が不正確であり、ロータ２０に回転ムラが生じると、当該回転ムラがパーソナルモビリティの使用者に振動や音として認識され易い。
【００５０】
これに対し、本実施形態では、ステップＳ２−２，Ｓ３−２において、キャリブレーション用にモータ２を低速で回転させ、この状態でステップＳ２−３〜Ｓ２−５，Ｓ３−３〜Ｓ３−４のキャリブレーションを行っている。これは、パーソナルモビリティにおいて使用頻度が高い低速回転時のモータ２の振動や音を低減する上で有利である。なお、本実施形態で言う低速は、パーソナルモビリティにおけるモータ２の最高回転速度の１５％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
【００５１】
また、本実施形態では、Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの各々の出力波形の中央値が０ではなく、中央値が０から少しずれている場合でも、前記ステップＳ１−２〜Ｓ１−３および前記ステップＳ２−４〜Ｓ２−７の処理を行うことにより、組み立て誤差等により生ずるばらつきの影響が低減されたロータ２０の回転角度の算出値を第２の変換部４２、第３の変換部４３、第４の変換部４４等に供給することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、キャリブレーション用の専用器具を用いることなく、モータ２の組み立て誤差等により生ずるばらつきの影響を低減することができる。このため、モータ２がパーソナルモビリティに装着されており、モータ２の交換をパーソナルモビリティの使用者が行う場合でも、前述のように、ホールセンサによるロータの回転角度の検出値をモータの制御用に補正（キャリブレーション）することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１    モータ制御装置
２    モータ
１０  ステータ
１２  駆動コイル
１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ  ホールセンサ
２０  ロータ
３０  駆動回路
３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ  駆動電力線
４１  第１の変換部
４２  第２の変換部
４３  第３の変換部
４４  第４の変換部
５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ  導線
Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ  出力値
【図１】
2019129655.tif 000003
【図２】
2019129655.tif 000004
【図３】
2019129655.tif 000005