(57)【要約】【課題】高精度なモータ制御を実現しつつ起動時間の短縮を可能とする。【解決手段】モータを制御するモータ制御装置は、強制転流制御によりモータを駆動する第１の駆動制御手段と、ベクトル制御によりモータを駆動する第２の駆動制御手段と、第１の駆動制御手段と第２の駆動制御手段との何れによりモータを駆動するかを制御する制御手段と、を有する。第１の駆動制御手段によるモータに対する制御周期である第１の制御周期は、第２の駆動制御手段によるモータに対する制御周期である第２の制御周期よりも短い。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを制御するモータ制御装置であって、
強制転流制御により前記モータを駆動する第１の駆動制御手段と、
ベクトル制御により前記モータを駆動する第２の駆動制御手段と、
前記第１の駆動制御手段と前記第２の駆動制御手段との何れにより前記モータを駆動するかを制御する制御手段と、
を有し、
前記第１の駆動制御手段による前記モータに対する制御周期である第１の制御周期は、前記第２の駆動制御手段による前記モータに対する制御周期である第２の制御周期よりも短い
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータに流れる電流を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した電流から前記モータの回転速度を推定する推定手段と、
を更に有し、
前記第２の駆動制御手段は、前記推定手段により推定された回転速度に基づいて前記ベクトル制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記モータの回転速度が所定の閾値未満の場合は前記第１の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御し、前記モータの回転速度が前記所定の閾値以上の場合は前記第２の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記第１の制御周期は、前記第１の駆動制御手段における前記モータの制御に要する時間と該モータの制御以外に要する時間とに基づいて決定され、
前記第２の制御周期は、前記第２の駆動制御手段における前記モータの制御に要する時間と該モータの制御以外に要する時間とに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記モータに流れる電流を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した電流に基づいてＰＩ制御により前記モータを駆動する第３の駆動制御手段と、
を更に有し、
前記第３の駆動制御手段による前記モータに対する制御周期である第３の制御周期は、前記第１の制御周期よりも長くかつ前記第２の制御周期よりも短く、
前記制御手段は、前記第１の駆動制御手段と前記第２の駆動制御手段と前記第３の駆動制御手段との何れにより前記モータを駆動するかを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記モータの回転速度が第１の閾値未満の場合は前記第１の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御し、
前記モータの回転速度が前記第１の閾値以上かつ該第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満の場合は前記第３の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御し、
前記モータの回転速度が前記第２の閾値以上の場合は前記第２の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御する
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記検出手段により検出した電流から前記モータの回転速度を推定する推定手段と、
前記ＰＩ制御よる前記モータの駆動に加えて前記推定手段による推定を実行する第４の駆動制御手段と、
を更に有し、
前記第４の駆動制御手段による前記モータに対する制御周期である第４の制御周期は、前記第３の制御周期よりも長くかつ前記第２の制御周期よりも短く、
前記制御手段は、前記第１の駆動制御手段と前記第２の駆動制御手段と前記第３の駆動制御手段と前記第４の駆動制御手段との何れにより前記モータを駆動するかを制御する
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記モータの回転速度が第１の閾値未満の場合は前記第１の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御し、
前記モータの回転速度が前記第１の閾値以上かつ該第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満の場合は前記第３の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御し、
前記モータの回転速度が前記第２の閾値以上かつ該第２の閾値よりも大きい第３の閾値未満の場合は前記第４の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御し、
前記モータの回転速度が前記第３の閾値以上の場合は前記第２の駆動制御手段により前記モータを駆動するよう制御する
ことを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
モータを制御するモータ制御装置の制御方法であって、
前記モータ制御装置は、
強制転流制御により前記モータを駆動する第１の駆動制御手段と、
ベクトル制御により前記モータを駆動する第２の駆動制御手段と、
を有し、
前記制御方法は、
前記モータの回転速度が所定の閾値未満の場合は前記第１の駆動制御手段により第１の制御周期で前記モータを駆動するよう制御する工程と、
前記モータの回転速度が前記所定の閾値以上の場合は前記第２の駆動制御手段により前記第１の制御周期よりも長い第２の制御周期で前記モータを駆動するよう制御する工程と、
を含むことを特徴とするモータ制御装置の制御方法。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１乃至８の何れか１項に記載のモータ制御装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタでは感光ドラムや転写ベルトの駆動にブラシレスＤＣモータなどが使用されている。一般的に、ブラシレスＤＣモータにはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相のステータがあり、これらに印加する電圧を制御することでモータを回転させる。この時、負荷等に応じて変化する回転速度を検知し、制御にフィードバックする事で安定した回転速度を実現している。
【０００３】
従来はホールセンサ等を用いて回転速度を測定していたが、近年はセンサを用いずに三相の電流値から回転速度を推定しベクトル制御する方式（センサレスベクトル制御）が広く用いられるようになってきている（例えば特許文献１）。ただし、センサレスで回転速度を推定するためには、モータがある程度高い回転数で回転し十分な誘導電流が発生している必要がある。そこで、起動時からある程度回転数が高まるまでの期間は、転流（各ステータに電圧を印加し回転磁界をつくる動作）により強制的にモータを回転させる方法（強制転流モード）が用いられている（例えば特許文献２）。そして、モータがある程度高い回転数に到達した後、強制転流モードからセンサレスベクトル制御に切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１３３９８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１８１９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、起動時においてモータが目標の回転数に到達するまでの時間を短くする場合、モータの加速度を上げるために高トルクで駆動する必要がある。トルクを上げるためにはより多くの電流を流し、かつ、周波数もより早く上昇させる必要がある。そのため、強制転流モードにおいてはステータに印加する電圧が急峻に変化するように制御する必要がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高精度なモータ制御を実現しつつ起動時間の短縮を可能とする技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の問題点を解決するため、本発明に係るモータ制御装置は以下の構成を備える。すなわち、モータを制御するモータ制御装置は、
強制転流制御により前記モータを駆動する第１の駆動制御手段と、
ベクトル制御により前記モータを駆動する第２の駆動制御手段と、
前記第１の駆動制御手段と前記第２の駆動制御手段との何れにより前記モータを駆動するかを制御する制御手段と、
を有し、
前記第１の駆動制御手段による前記モータに対する制御周期である第１の制御周期は、前記第２の駆動制御手段による前記モータに対する制御周期である第２の制御周期よりも短い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高精度なモータ制御を実現しつつ起動時間の短縮を可能とする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成を例示的に示す図である。
【図２】モータ制御部のブロック図である。
【図３】起動時のモータ電流の推移と制御切り替えを例示的に示す図である。
【図４】高速起動と通常起動とを比較した図である。
【図５】高速起動と通常起動における電圧指示値のサンプリング結果を例示的に示す図である。
【図６】第１実施形態におけるモータの制御モードを説明する図である。
【図７】第２実施形態におけるモータの制御モードを説明する図である。
【図８】第３実施形態におけるモータの制御モードを説明する図である。
【図９】第４実施形態におけるモータ制御の遷移を例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態の一例を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１１】
（第１実施形態）
本発明に係るモータ制御装置の第１実施形態として、電子写真方式の画像形成装置を例に挙げて以下に説明する。
【００１２】
＜装置構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置１０の構成を例示的に示す図である。画像形成装置１０は、画像形成プロセス部１００および制御部１２０から構成される。
【００１３】
画像形成プロセス部１００は、像担持体としての感光ドラム１０１、露光用レーザ１０２、ポリゴンミラー１０３、帯電ローラ１０４、現像器１０５、転写ベルト１０６、センサ１０７、定着器１１０で構成される。
【００１４】
画像形成プロセス部１００による画像形成の一連のプロセスについて概説する。まず、帯電ローラ１０４で感光ドラム１０１表面を帯電し、ポリゴンミラー１０３を介して露光用レーザ１０２を、モータにより駆動される回転体である感光ドラム１０１に照射し、静電潜像を作成する。次に、現像器１０５により感光ドラム１０１上にトナー像を形成し、当該トナー像を転写ベルト１０６に転写する。更に、転写ベルト１０６上のトナー像を印刷用紙１０９に転写し、最後に定着器１１０を用いてトナー像を印刷用紙１０９に定着させる。
【００１５】
センサ１０７は、トナー量や色ずれ（カラー機の場合）のキャリブレーションなどの目的のため、転写ベルト１０６上のトナー像をキャプチャする機能部である。制御部１２０は、帯電、露光、現像、転写、定着といった各種プロセスを制御する機能部である。また、制御部１２０は、ブラシレスＤＣモータ（不図示）の回転を制御して、感光ドラム１０１の回転および転写ベルト１０６の搬送の制御を行う。以下では、制御部１２０に含まれるモータ制御部２００について更に説明する。
【００１６】
＜モータ制御部＞
ブラシレスＤＣモータは、通常、三相のステータに印加する電圧を制御することで、回転子の所望の回転速度を実現する。ここでは、三相の電流値から推測した回転速度を基にモータを制御するセンサレスベクトル制御、もしくは、推測結果を用いずに強制的にモータを駆動する強制転流制御により、ブラシレスＤＣモータを制御することを想定する。
【００１７】
図２は、制御部１２０に含まれるモータ制御部２００のブロック図である。
【００１８】
モータ制御部２００は、入力された速度指令値と三相の電流値とに基づき、ブラシレスＤＣモータ２０を駆動するための三相の電流操作量を出力する。電流操作量とは、印加すべき電圧を示す電圧指令値を意味している。ここでは、入力ポート２０５から入力される速度指令値をｗｔ、入力ポート２１０からＡＤＣ（Analog to Digital Converter）（不図示）を介して入力される三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流値をｉｕ、ｉｖ、ｉｗとする。また、出力ポート２９０から出力する三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流操作量をｖｕ、ｖｖ、ｖｗとする。
【００１９】
モータ制御部２００がセンサレスベクトル制御と強制転流制御それぞれに応じた所定の周期で繰り返し実行することにより安定的な回転を実現する。なお、ここでは、プロセッサ（ＣＰＵ）がプログラムを実行することでモータ制御部２００をソフトウェアにより実現することを想定する。ただし、一部または全部をＦＰＧＡやカスタムＬＳＩなどのハードウェアにより実現するよう構成してもよい。
【００２０】
上述のように、モータ制御部２００は、モータ制御として、クローズドループ制御（フィードバック制御）であるセンサレスベクトル制御と、オープンループ制御（フィードフォワード制御）である強制転流制御と、を行う。以下では、センサレスベクトル制御及び強制転流制御におけるモータ制御部２００の動作について説明する。
【００２１】
・センサレスベクトル制御
三相二相変換器２２０は、入力されたＵ相電流値ｉｕ、Ｖ相電流値ｉｖ、Ｗ相電流値ｉｗに対して座標変換処理を行い、α軸電流値ｉａとβ軸電流値ｉｂを求める。ここで、α−β軸は静止座標系である。例えば、α軸をいずれかの相方向、例えば、Ｕ相方向とし、β軸をα軸と直交する方向とすることができる。なお、ｉｕ，ｉｖ、ｉｗの任意の二相の電流値からｉａとｉｂを求める構成としても良い。
【００２２】
回転座標変換器２３０は、座標変換処理により、α軸電流ｉａ及びβ軸電流値ｉｂから、ｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸電流値ｉｑを求める。ここで、ｄ−ｑ軸は回転座標系である。例えば、ｄ軸を回転子の所定の方向、例えば、Ｎ極方向とし、ｑ軸をｄ軸に直交する方向とすることができる。なお、回転座標変換器２３０は、座標変換処理において、推定演算器２４０が出力する位相（すなわちα軸とｄ軸との位相差）に対する回転行列の要素（ｓｉｎθｅおよびｃｏｓθｅ）を使用する。
【００２３】
ベクトル制御器２６０は、速度制御器２６１と電流制御器２６２とを含んでいる。速度制御器２６１は、速度指令値ｗｔと、推定演算器２４０が出力する回転子の推定速度ｗｅとから、回転子の速度を調整するためのｑ軸電流指令値ｉｑｔを決定する。電流制御器２６２は、速度制御器２６１によって算出されたｑ軸電流指令値ｉｑｔと、回転座標変換器２３０から入力されるｄ軸電流値ｉｄ、ｑ軸電流値ｉｑとから、ｄ軸電流操作量ｖｄとｑ軸電流操作量ｖｑを求めて静止座標変換器２７０に出力する。
【００２４】
静止座標変換器２７０は、推定演算器２４０からの回転行列に基づき座標変換処理を行う。具体的には、座標変換処理により、ｄ軸電流操作量ｖｄとｑ軸電流操作量ｖｑから、α軸電流操作量ｖａとβ軸電流操作量ｖｂとを求める。二相三相変換器２８０は、α軸電流操作量ｖａとβ軸電流操作量ｖｂに対して座標変換処理を行い、Ｕ相電流操作量ｖｕ、Ｖ相電流操作量ｖｖ、Ｗ相電流操作量ｖｗを求める。求められたＵ相電流操作量ｖｕ、Ｖ相電流操作量ｖｖ、Ｗ相電流操作量ｖｗは、モータのＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御回路（不図示）に出力される。
【００２５】
推定演算器２４０は、α軸電流操作量ｖａ、β軸電流操作ｖｂ、α軸電流値ｉａ、β軸電流値ｉｂから、推定速度および回転行列を求めて出力する。
【００２６】
・強制転流制御
モータが停止している、あるいは、回転数が低い状態（所定の閾値未満の状態）ではモータの各相を流れる誘導電流は微弱であり、十分な精度で推定速度ｗｅを算出することができない。そのため、モータ起動時は、三相二相変換器２２０、回転座標変換器２３０、推定演算器２４０を使用したセンサレスベクトル制御の代わりに、所定の周期で強制的に電流を流してモータを回転させる強制転流制御（オープンループ制御）を用いる。
【００２７】
強制転流制御では、想定される負荷に応じたトルクでモータを駆動するように、ベクトル制御器２６０は、所定の電流を強制的にモータに流すようにｄ軸電流操作量ｖｄとｑ軸電流操作量ｖｑを出力する。
【００２８】
＜装置の動作＞
以下では、第１実施形態におけるモータ高速起動の手法について説明する。概略としては、起動の初期では強制転流制御を行い、十分な誘導電流が発生するモータ回転数(所定の閾値)に到達後にセンサレスベクトル制御に移行する手法である。
【００２９】
図３は、起動時のモータ電流の推移と制御切り替えを例示的に示す図である。より具体的には、強制転流制御でモータを始動・加速させ、誘導電流が十分発生する領域（切替回転数）にモータ回転が到達した後（所定の閾値以上になった後）、センサレスベクトル制御に切り替えて目標回転数まで回転数を上昇させる。ここで、印刷完了を早め、ユーザの待ち時間を極力低減させるためには、モータが所定の回転数に到達するまでの起動時間を短縮することが重要である。
【００３０】
図４は、高速起動と通常起動とを比較した図である。図４（ａ）は高速起動時、図４（ｂ）は通常起動時における、制御方法、回転数、電流波形の変化を例示的に示している。図４（ａ）では、モータの起動時間を約十分の一に短縮した場合の変化を示している。センサレスベクトル制御では、推定演算器２４０による速度推定や速度制御、電流制御、各種座標変換の複雑な処理を実行する必要がある。マイコンなど計算資源が限られた環境でモータ制御周期を短くするには限界があるため、急加速の制御は難しい。
【００３１】
従って、強制転流制御時の加速度を上げることでセンサレスベクトル制御に切り替えるまでの期間を短くすることによりモータの起動時間を短縮することを考える。ただし、加速度を上げるためにはより大きい電流を流して高トルクでモータを駆動する必要がある。さらに、モータの回転数が高くなるにつれ電流波形の周期は短くなる（周波数が高くなる）。このため、図４（ａ）に示されるように、高速起動における電流波形では、通常起動における電流波形に比較し、振幅が大きくかつ時間的変化も大きい急峻な波形となる。
【００３２】
図５は、高速起動と通常起動における電圧指示値のサンプリング結果を例示的に示す図である。図５（ａ）は、図４（ａ）と図４（ｂ）の時間Ｔにおける両者の電流波形を重ねて比較した図である。上述のように、通常起動と高速起動の制御周期が同じ場合、高速起動の方が単位時間あたりの電流変化が激しい。そのため、制御周期ごとの電圧指示値の変化が大きくなる。その結果、モータが追随できずに起動に失敗（脱調）する可能性も出てくる。
【００３３】
そこで、第１実施形態では、高速起動における制御周期を短くすることを考える。例えば、制御周期を半分以下（サンプリング速度を２倍以上）にする。図５（ｂ）は、サンプリング速度を２．５倍に高めた場合の電圧指示値のサンプリング結果を例示的に示す図である。このように、サンプリング速度を高めることにより、制御周期ごとの電圧指示値の変化を小さくすることが出来、モータの起動に失敗（脱調）を低減することが可能となる。
【００３４】
図６は、第１実施形態におけるモータの制御モードを説明する図である。図６（ａ）はセンサレスベクトル制御時、図６（ｂ）は強制転流制御時における、制御部２００における各処理のタイミングを示したものである。
【００３５】
なお、図６において、「ＰＷＭ」は、モータに電流を流すための直交流変換の処理を示している。「ＡＤＣ」は、モータ電流を検出するためのアナログデジタル変換処理を示している。「ＳＦＯＣ（Sensorless Field Oriented Control）制御」は、モータ制御に係るものを示している。例えば、センサレスベクトル制御に必要な座標変換（三相二相変換および回転座標変換）と速度推定、速度制御、電流制御、逆座標変換（静止座標変換および二相三相変換）の処理に係る制御を実行する。「ＰＷＭ  ｄａｔａ  ｓｅｔ」は、ＰＷＭデータ出力処理を示している。「エンジン制御」は、画像形成装置におけるモータ制御以外の各種制御に係る処理を示している。
【００３６】
ここでは、「ＰＷＭ」、「ＡＤＣ」、「ＰＷＭ  ｄａｔａ  ｓｅｔ」の各処理はハードウェアで実行されることを想定する。また、「ＳＦＯＣ制御」と「エンジン制御」は制御部１２０（ＣＰＵ）によってソフトウェア処理されることを想定する。また、ソフトウェア処理は同時（並列）に実行できないが、ハードウェア処理は同時に実行できるとし、これらの制御は５０μｓの周期で行われるとする。
【００３７】
図６（ａ）は、センサレスベクトル制御を実行しているときの各処理のタイミングを示したものである。まず、モータ電流を検出するためのＡＤＣ処理６０１がハードウェアで実行される。なお、ＡＤＣ処理６０１の期間においても、ＣＰＵは、前の処理サイクルで開始されたエンジン制御を引き続き並行して実行しており、当該エンジン処理をＡＤＣ処理中に完了するものとする。ＡＤＣ処理６０１終了時、ＣＰＵは割込み信号を受け取り、ＳＦＯＣ制御６０２を開始する。ＳＦＯＣ制御６０２が完了したら、続いてＰＷＭデータ出力処理６０３を開始すると同時に、並行してエンジン制御６０４を再開する。
【００３８】
センサレスベクトル制御ではＳＦＯＣ制御（すなわち、モータの相電流値の読み込みから始まる座標変換や速度推定、速度制御や電流制御といった処理）を実行する必要である。ここでは、ＳＦＯＣ制御の処理にかかる時間は２５μｓとする。これはＣＰＵ処理の５０％を占めている。そして、残りの５０％でエンジン制御を行っている。
【００３９】
図６（ｂ）は、強制転流制御を実行しているときの各処理のタイミングを示したものである。強制転流制御では、電流値の読み取りや座標変換、速度推定、速度制御、電流制御を実行する必要は無い。所定の電圧指示値を逆座標変換して出力するのみ（「電圧制御」と呼ぶ）である。従って、強制転流制御では、ＡＤＣ処理６０１は実行せずに電圧制御６０５を実行した後、ＰＷＭデータ出力処理６０６を開始し、並行してエンジン制御６０７を再開する。
【００４０】
電圧制御６０５は電圧指示値を逆座標変換するだけなのでＳＦＯＣ制御６０２よりも短い時間（ここでは５μｓ）で処理が完了する。その後、エンジン制御の処理（ここでは１５μｓ）が完了した後すぐに次のサイクルを開始する。これにより、制御周期を短く（ここでは２０μｓ）することができる。制御周期を短くすることで、高速起動時においても電圧指示値の離散化が軽減され、精度低下を低減することができる。
【００４１】
なお、上述の説明における制御周期に係る数値は単に一例である。強制転流制御の制御周期がセンサレスベクトル制御の制御周期よりも短く設定するものであれば任意の値が使用され得る。例えば、モータ制御処理のＣＰＵの占有率をセンサレスベクトル制御時と同等の５０％以下に維持するように制御周期を決めても良い。また、例えば、電圧制御６０５の処理時間５μｓの場合、エンジン制御６０７の処理時間を５μｓとすることで、モータ制御処理のＣＰＵの占有率５０％（計１０μｓのうち５μｓ）としても良い。
【００４２】
また、上述の説明においてはソフトウェア処理による演算負荷とＣＰＵ占有率に応じて制御周期を決定する方法について説明したが、他の方法で制御周期を決めても良い。例えば、センサレスベクトル制御に関する処理をハードウェアで実行し、強制転流制御とセンサレスベクトル制御で処理が完了するまでの遅延時間（パイプライン段数とクロック周波数で決まる）に応じて制御周期を決めても良い。また、起動時の設定もしくは利用可能な電力等に応じて、制御周期が一定の「通常起動」と制御周期が可変の「高速起動」を切り替え可能な構成としても良い。
【００４３】
以上説明したとおり第１実施形態によれば、モータ制御において、起動時に強制転流制御によるモータ駆動を行い、所定のモータ回転数に到達後にセンサレスベクトル制御によるモータ駆動に移行する。また、強制転流制御における制御周期をセンサレスベクトル制御における制御周期よりも短く構成する。これにより、モータの起動時間を短縮することが可能となると共に、電圧指示値の離散化を低減することにより制御の精度を高めることが可能となる。その結果、例えば、レーザビームプリンタではファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）を短縮することができる。
【００４４】
（第２実施形態）
第２実施形態では、段階的に制御を切り替えていく手法について説明する。より具体的には、第１実施形態における強制転流制御の期間とセンサレスベクトル制御の期間との間に、モータ電流値の読み取りによるＰＩ（比例・積分）制御の期間を設ける。なお、第１実施形態（図１〜図６）と同様の構成のものについては説明を省略する。
【００４５】
＜装置の動作＞
図７は、第２実施形態におけるモータの制御モードを説明する図である。図７（ａ）は、第１の制御である「強制転流制御」における各処理のタイミングを示したものである。図７（ｂ）は、第２の制御である「ＰＩ制御」における各処理のタイミングを示したものである。なお、センサレスベクトル制御については第１実施形態（図６（ａ））と同様であるため説明は省略する。
【００４６】
「強制転流制御」は、第１実施形態と同様に制御周期を最も短くする制御方法である。モータ停止状態からある程度回転数が上がるまでの初期期間が一番電流の変化が激しいため、制御周期を最も短くすることで制御の精度を高める。
【００４７】
「ＰＩ制御」は、モータから読み取った電流値を座標変換し、電流制御器２６２を用いて電流制御を実行する制御方法である。最初にモータに流れる電流値を読み取るためにＡＤＣ処理７０１を実行する。読み取った電流値は次の電流制御７０２でＰＷＭ制御回路にセットすべきデータを算出する。電流制御が完了したら、ＰＷＭデータ出力処理７０３を開始すると同時に、並行してエンジン制御７０４を再開する。
【００４８】
電流制御７０２の演算では、まず、読み取った電流値を三相二相変換器２２０と回転座標変換器２３０で座標変換し、ｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑを求める。次に、ｄ軸電流およびｑ軸電流の目標値と、先程算出された現在のｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑとからｄ軸電流操作量ｖｄとｑ軸電流操作量ｖｑを求める。最後に、静止座標変換器２７０と二相三相変換器２８０を用いて逆座標変換を実行し、ＰＷＭ制御回路にセットするデータを算出する。
【００４９】
なお、ＰＩ制御においては、電流制御では読み取った電流値の座標変換などを実行するため、強制転流制御における電圧制御（ここでは５μｓ）よりも処理時間が長くなる。ただし、推定演算器２４０による速度推定演算は実行しないため、センサレスベクトル制御におけるＳＦＯＣ制御よりも演算負荷が軽く処理時間が短い（ここでは１０μｓ）。従って、あまり制御周期が長くなることなく（ここでは２５μｓ）モータ電流のフィードバック制御が可能となる。
【００５０】
以上説明したとおり第２実施形態によれば、モータ制御において、起動時に強制転流制御によるモータ駆動を行い、所定のモータ回転数に到達後にセンサレスベクトル制御によるモータ駆動に移行する。また、センサレスベクトル制御に切り替える手前において電流制御（ＰＩ制御）を実行する。これにより、モータの追従性をより向上させることが可能となる。
【００５１】
（第３実施形態）
第３実施形態では、段階的に制御を切り替えていく他の手法について説明する。より具体的には、第２実施形態におけるＰＩ制御の期間とセンサレスベクトル制御の期間との間に、「ＰＩ制御＋α」の期間を設ける。なお、上述の実施形態（図１〜図７）と同様の構成のものについては説明を省略する。
【００５２】
図８は、第３実施形態におけるモータの制御モードを説明する図である。図８（ａ）は、第２の制御である「ＰＩ制御」における各処理のタイミングを示したものであり図７（ｂ）と同様である。図８（ｂ）は、第３の制御である「ＰＩ制御＋α」における各処理のタイミングを示したものである。なお、センサレスベクトル制御については第１実施形態（図６（ａ））と同様であるため説明は省略する。
【００５３】
上述のように、「ＰＩ制御」は、第２実施形態（図７（ｂ））と同様に、センサレスベクトル制御から速度推定と速度制御を省き電流をＰＩ制御することで制御周期を短くする制御方法である。制御周期を短くすることで制御の精度を高めることが出来る。
【００５４】
図８（ｂ）「ＰＩ制御＋α」は、「ＰＩ制御」に加え、「センサレスベクトル制御」に含まれる処理である速度推定を実行する制御方法である。制御サイクルにおいて、まず、モータに流れる電流値を読み取るためのＡＤＣ処理８０１と電流制御８０２、ＰＷＭデータ出力処理８０３を順次実行する。電流制御８０２が完了した後に、速度推定８０４で推定演算器２４０を用いて速度推定演算を実行する。速度推定８０４が完了したら、エンジン制御８０５を再開する。なお、速度推定は実行するがその結果を用いた速度制御器２６１による速度制御は実行しない。そのため、センサレスベクトル制御（図６（ａ））よりも演算負荷が軽く処理時間が短い（ここでは４５μｓ）。
【００５５】
以上説明したとおり第３実施形態によれば、モータ制御において、起動時に強制転流制御によるモータ駆動を行い、所定のモータ回転数に到達後にセンサレスベクトル制御によるモータ駆動に移行する。また、センサレスベクトル制御に切り替える手前において電流制御及び速度推定（ＰＩ制御＋α）を例えば数サイクル実行する。これにより、センサレスベクトル制御に移行する前に速度推定を数サイクル試行することが出来、推定結果が安定してからセンサレスベクトル制御に切り替えることが出来る。そのため、センサレスベクトル制御へのよりスムーズな切り替えを実現することが出来る。
【００５６】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１〜第３実施形態で説明した４種類の制御モードを順次切り替えていく手法について説明する。より具体的には、「強制転流制御」「ＰＩ制御」「ＰＩ制御＋α」「センサレスベクトル制御」の４種類の制御モードを順次切り替えて使用する。
【００５７】
図９は、第４実施形態におけるモータ制御の遷移を例示的に示す図である。「強制転流制御」は、不要な処理を全て省くことで制御周期を最も短く（２０μｓ）する制御方法である。「ＰＩ制御」は、電流値の読み取りと電流制御を併せて実行する制御方法である。これにより、中程度の制御周期（２５μｓ）でモータ電流のフィードバック制御が可能となる。「ＰＩ制御＋α」は、「ＰＩ制御」に対して更に速度推定を実行する制御方法である。速度推定を数サイクル試行することで推定結果の収束性を確認する。ただし、速度推定に基づく速度制御は実行しないので制御周期（４５μｓ）はセンサレスベクトル制御よりも短くすることが出来る。速度推定の結果が安定したらセンサレスベクトル制御に切り替え、制御周期は５０μｓとなる。
【００５８】
以上説明したとおり第４実施形態によれば、モータ制御において、起動時に強制転流制御によるモータ駆動を行い、所定のモータ回転数に到達後にセンサレスベクトル制御によるモータ駆動に移行する。また、時間の経過と共に（回転数の上昇と共に）、４種類の制御モードを順次切り替える。これにより、モータの追従性をより向上させることが可能となると共に、制御モードのよりスムーズな切り替えを実現することが出来る。
【００５９】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６０】
２０  ブラシレスＤＣモータ；  ２００  モータ制御部；  ２２０  三相二相変換器；  ２３０  回転座標変換器；  ２４０  推定演算器；  ２６０  ベクトル制御器；  ２７０  静止座標変換器；  ２８０  二相三相変換器
【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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