(57)【要約】【課題】簡易で廉価な構成でモータの駆動モードを切り替える。【解決手段】駆動制御装置１０は、モータ５０を駆動する。駆動制御装置１０が備える駆動モード切替回路１６は、モータ５０のロータ位置を検出するエンコーダ３０からのエンコーダ信号Ｓｅに基づくエンコーダタイミング信号ＥＮＣと、外部からの駆動パルス信号Ｓｐに基づくステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰとの入力タイミングを比較する。駆動モード切替回路１６は、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰがエンコーダタイミング信号ＥＮＣを追い越したならば、ステッピングモータモードの制御からブラシレスモータモードの制御に切り替え、エンコーダタイミング信号ＥＮＣがステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰを追い越したならば、ブラシレスモータモードの制御からステッピングモータモードの制御に切り替えるように駆動モード切替信号Ｓｃを出力する。【選択図】図１
2015027180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータモードおよびブラシレスモータモードの二つの駆動モードのうちいずれかでモータを駆動する駆動制御装置が備える駆動モード切替回路であって、
前記モータのロータの位置を検出する位置検出器からの位置検出信号のタイミングに基づく位置検出タイミング信号と、
外部からの駆動指令信号のタイミングに基づくステッパ駆動タイミング信号との入力タイミングを比較し、
前記ステッパ駆動タイミング信号が前記位置検出タイミング信号を追い越したならば、前記駆動制御装置が前記ステッピングモータモードの制御から前記ブラシレスモータモードの制御に切り替えるように駆動モード切替信号を出力し、
前記位置検出タイミング信号が前記ステッパ駆動タイミング信号を追い越したならば、前記駆動制御装置が前記ブラシレスモータモードの制御から前記ステッピングモータモードの制御に切り替えるように前記駆動モード切替信号を出力する、
ことを特徴とするモータの駆動モード切替回路。
【請求項２】
前記位置検出タイミング信号、前記ステッパ駆動タイミング信号およびたまりパルス数信号を入力し、その比較結果に応じた状態を制御する状態制御信号を出力するシーケンサと、
前記状態制御信号に応じてたまりパルス数増減信号と駆動モード切替指示信号を出力するデコーダと、
前記デコーダから入力される前記たまりパルス数増減信号によって、前記ステッパ駆動タイミング信号に対して前記位置検出タイミング信号が遅れた回数を計数し、前記たまりパルス数信号として前記シーケンサに出力するアップダウンカウンタと、
前記デコーダから入力される前記駆動モード切替指示信号に応じて、前記駆動モード切替信号を生成するモード設定部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のモータの駆動モード切替回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の前記駆動モード切替回路と、
前記位置検出タイミング信号を出力する位置検出タイミング検出回路と、
前記ステッパ駆動タイミング信号を出力するステッパ駆動タイミング検出回路と、
前記駆動モード切替回路から前記駆動モード切替信号が入力されると、それに応じて前記位置検出タイミング信号または前記ステッパ駆動タイミング信号に基づく駆動タイミング信号を出力する選択回路と、を含む制御部と、
前記駆動タイミング信号に基づく駆動信号を前記モータに出力するモータ駆動部と、
を備えることを特徴とするモータの駆動制御装置。
【請求項４】
モータのロータの位置を示す位置検出信号と外部からの駆動指令信号とを比較し、比較結果に基づいて、当該モータの駆動タイミングに対応する駆動タイミング信号を出力する制御部と、
当該制御部から出力する前記駆動タイミング信号に基づく駆動信号を前記モータに出力するモータ駆動部と、
を含み、
前記モータをステッピングモータモードおよびブラシレスモータモードの二つの駆動モードのうちいずれかに切り替える前記モータの駆動制御装置が実行する駆動制御方法であって、
前記制御部は、
前記モータのロータの位置を示す前記位置検出信号のタイミングに基づく位置検出タイミング信号を生成するとともに、
外部からの前記駆動指令信号のタイミングに基づくステッパ駆動タイミング信号を生成し、
前記ステッパ駆動タイミング信号が前記位置検出タイミング信号を追い越したならば、前記ステッピングモータモードの制御から前記ブラシレスモータモードの制御に切り替え、
前記位置検出タイミング信号が前記ステッパ駆動タイミング信号を追い越したならば、前記ブラシレスモータモードの制御から前記ステッピングモータモードの制御に切り替えて、前記モータ駆動部を制御する、
ことを特徴とするモータの駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動モード切替回路、モータの駆動制御装置およびモータの駆動制御方法に関し、特に、エンコーダなどの位置検出器を用いて回転位置を検出するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、位置制御用モータの制御装置として、外部からの駆動指令信号によって励磁切換えを行うステッピングモータ駆動方式と、閉ループのブラシレスモータ駆動方式とを選択的に切り替える制御装置が知られている。これにより、モータは、脱調することがなくなり、よって負荷変動に対して安定に動作可能となる。
【０００３】
特許文献１に記載の発明は、モータをブラシレスモータモードとして駆動させるためにモータのステップ数より多いパルス数の１相エンコーダを使用して、巻線駆動信号のタイミングを調整するものである。
【０００４】
特許文献２に記載の発明は、ブラシレスモータモードの駆動タイミングを示す二相エンコーダの信号と外部からの指令とによって、ステッピングモータモードの駆動（マイクロステップ）とブラシレスモータモードの駆動とを切り替えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１１３２８９号公報
【特許文献２】特開平３−７４１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２に記載のモータは、用いられるエンコーダが高価である。更に、駆動制御手段には、高価なマイクロコンピュータなどが必要である。
【０００７】
そこで、本発明は、モータの駆動モードの切り替えを簡易で廉価な構成で行うことができるモータの駆動モード切替回路を提供することと、廉価な構成でありながら、指令位置に対してロータが脱調することなく追従し、負荷変動に対して安定な動作を可能とする、信頼性の高いモータの駆動制御装置およびその駆動制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため、本発明のモータの駆動モード切替回路は、ステッピングモータモードおよびブラシレスモータモードの二つの駆動モードのうちいずれかで、モータを駆動する駆動制御装置に備わっている。
前記駆動モード切替回路は、前記モータのロータの位置を検出する位置検出器からの位置検出信号のタイミングに基づく位置検出タイミング信号と、外部からの駆動指令信号のタイミングに基づくステッパ駆動タイミング信号との入力タイミングを比較する。
前記駆動モード切替回路は、前記ステッパ駆動タイミング信号が前記位置検出タイミング信号を追い越したならば、前記駆動制御装置が前記ステッピングモータモードの制御から前記ブラシレスモータモードの制御に切り替えるように駆動モード切替信号を出力する。前記駆動モード切替回路は、前記位置検出タイミング信号が前記ステッパ駆動タイミング信号を追い越したならば、前記駆動制御装置が前記ブラシレスモータモードの制御から前記ステッピングモータモードの制御に切り替えるように前記駆動モード切替信号を出力する。
【０００９】
このようにすることで、モータの駆動モードの切り替えを簡易で廉価な構成で行うことができる。
【００１０】
本発明のモータの駆動制御装置は、前記駆動モード切替回路と、前記駆動モード切替回路から前記駆動モード切替信号が入力されると、それに応じた駆動タイミング信号を出力する選択回路と、を含む制御部と、前記駆動タイミング信号に基づく駆動信号を前記モータに出力するモータ駆動部とを備える。
【００１１】
このようにすることで、モータの駆動制御装置は、廉価な回路構成による簡易な制御方法でありながら、指令位置に対してロータが脱調することなく追従するように制御できる。
【００１２】
本発明のモータの駆動制御方法は、モータのロータの位置を示す位置検出信号と外部からの駆動指令信号とを比較し、比較結果に基づいて、当該モータの駆動タイミングに対応する駆動タイミング信号を出力する制御部と、当該制御部から出力する前記駆動タイミング信号に基づく駆動信号を前記モータに出力するモータ駆動部とを含み、前記モータをステッピングモータモードおよびブラシレスモータモードの二つの駆動モードのうちいずれかに切り替える前記モータの駆動制御装置が実行する方法である。
前記制御部は、前記モータのロータの位置を示す前記位置検出信号のタイミングに基づく位置検出タイミング信号を生成するとともに、外部からの前記駆動指令信号のタイミングに基づくステッパ駆動タイミング信号を生成し、前記ステッパ駆動タイミング信号が前記位置検出タイミング信号を追い越したならば、前記ステッピングモータモードの制御から前記ブラシレスモータモードの制御に切り替え、前記位置検出タイミング信号が前記ステッパ駆動タイミング信号を追い越したならば、前記ブラシレスモータモードの制御から前記ステッピングモータモードの制御に切り替えて、前記モータ駆動部を制御する。
【００１３】
このようにすることで、モータの駆動制御装置は、廉価な回路構成による簡易な制御方法でありながら、指令位置に対してロータが脱調することなく追従できる制御方法を実行可能である。その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータの駆動モードの切り替えを簡易で廉価な構成で行うことができるモータの駆動モード切替回路を提供することと、廉価な構成でありながら、指令位置に対してロータが脱調することなく追従し、負荷変動に対して安定な動作を可能とする、信頼性の高いモータの駆動制御装置およびその駆動制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態におけるモータの駆動制御装置を示す概略の構成図である。
【図２】駆動モード切替回路を示す概略の構成図である。
【図３】駆動モード切替回路の状態遷移図である。
【図４】シーケンサの動作テーブルを示す図である。
【図５】各状態と状態制御信号の関係とを示す図である。
【図６】デコーダの動作テーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以降、本発明を実施するための形態を、図を参照して詳細に説明する。
（駆動制御装置１０の構成）
図１は、本実施形態におけるモータ５０の駆動制御装置１０の回路構成を示すブロック図である。
図１に示すように、モータ５０は、ロータの回転位置を検出するためのエンコーダ３０（位置検出器の一例）を備えている。
エンコーダ３０は、モータ５０に別体あるいは一体に構成され、検出したロータの回転位置に係るエンコーダ信号Ｓｅ（位置検出信号の一例）を出力する。
モータ５０の駆動制御装置１０は、モータ５０を駆動するモータ駆動部１１と、このモータ駆動部１１の動作を制御する制御部１２とを備えている。
モータ駆動部１１は、駆動タイミング信号Ｓｍに基づく駆動信号Ｓｄ（駆動電流）をモータ５０に出力することにより、このモータ５０を駆動するものである。モータ駆動部１１は、例えば、一般的なプリドライバであるが、インバータ回路で構成されていてもよい。
制御部１２は、モータ駆動部１１に駆動タイミング信号Ｓｍを出力し、その動作を制御するものである。制御部１２は、選択回路１３と、ステッパタイミング検出回路１４と、エンコーダタイミング検出回路１５と、駆動モード切替回路１６とを備える。
【００１７】
エンコーダタイミング検出回路１５（位置検出タイミング検出回路の一例）には、エンコーダ３０からエンコーダ信号Ｓｅが入力され、外部からリセット信号ＲＳＴとクロック信号ＣＬＫとが入力される。エンコーダタイミング検出回路１５は、エンコーダ信号Ｓｅのエッジのタイミングに基づき、エンコーダタイミング信号ＥＮＣ（位置検出タイミング信号の一例）を生成するものである。エンコーダタイミング検出回路１５は、例えば、エンコーダ信号Ｓｅの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジをタイミングとして用いてエンコーダタイミング信号ＥＮＣを生成することができるが、これに限定されず、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方や、エッジ以外をタイミングとして用いてもよい。なお、制御部１２は、このエンコーダタイミング検出回路１５を省略し、その代わりにエンコーダタイミング信号ＥＮＣが外部から入力されるように構成してもよい。
【００１８】
ステッパタイミング検出回路１４（ステッパ駆動タイミング検出回路の一例）には、外部から駆動パルス信号Ｓｐ（駆動指令信号の一例）、リセット信号ＲＳＴ、およびクロック信号ＣＬＫが入力される。ステッパタイミング検出回路１４は、駆動パルス信号Ｓｐのエッジのタイミングに基づき、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰを生成するものである。なお、制御部１２は、このステッパタイミング検出回路１４を省略し、代わりにステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰが外部から入力されるように構成してもよい。ステッパタイミング検出回路１４は、例えば、駆動パルス信号Ｓｐの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジをタイミングとして用いてステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰを生成できる。しかし、これに限られず、ステッパタイミング検出回路１４は、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方や、エッジ以外をタイミングとして用いてもよい。
【００１９】
駆動モード切替回路１６は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰとの入力タイミングを比較して、その比較結果に基づいて駆動モード切替信号Ｓｃを出力するものである。
駆動モード切替回路１６は、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジがエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジを追い越したタイミングで、駆動モード切替信号ＳｃをＬレベルからＨレベルに切り替えて出力する。これにより、駆動制御装置１０は、ステッピングモータモードの制御からブラシレスモータモードの制御に切り替える。
駆動モード切替回路１６は更に、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジがステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジを追い越したタイミングで、駆動モード切替信号ＳｃをＨレベルからＬレベルに切り替えて出力する。これにより、駆動制御装置１０は、ブラシレスモータモードの制御からステッピングモータモードの制御に切り替える。
【００２０】
選択回路１３は、駆動モード切替回路１６から入力された駆動モード切替信号Ｓｃに基づき、それに応じた駆動タイミング信号Ｓｍを出力するものである。選択回路１３は、駆動モード切替信号ＳｃがＬレベルならば、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰに基づいて駆動タイミング信号Ｓｍを出力する。選択回路１３は、駆動モード切替信号ＳｃがＨレベルならば、エンコーダタイミング信号ＥＮＣに基づいて駆動タイミング信号Ｓｍを出力する。なお、駆動モード切替信号ＳｃとＨ／Ｌレベルと、駆動モードの関係とは逆であってもよい。
【００２１】
図２は、駆動モード切替回路１６を示す概略の構成図である。
図２に示すように、駆動モード切替回路１６は、シーケンサ１７と、デコーダ１８と、アップダウンカウンタ１９と、ラッチ回路２０（モード設定部の一例）とを備えている。この駆動モード切替回路１６の動作は、後記する図３で詳細に説明する。
シーケンサ１７は、外部からエンコーダタイミング信号ＥＮＣとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰとが入力され、アップダウンカウンタ１９からたまりパルス数信号Ｓｔが入力される。シーケンサ１７は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのタイミングの比較結果と、たまりパルス数信号Ｓｔとに応じた状態を制御するための状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２を出力するものである。シーケンサ１７の動作は、後記する図４と図５とで詳細に説明する。
【００２２】
デコーダ１８は、シーケンサ１７から状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２が入力される。デコーダ１８は、状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２に応じて、たまりパルス数増減信号（ＵＰ，ＤＯＷＮ）と駆動モード切替指示信号（ＳＥＴ，ＣＬＲ）を出力する。デコーダ１８の動作は、後記する図６で詳細に説明する。
【００２３】
アップダウンカウンタ１９は、デコーダ１８から入力されるたまりパルス数増減信号（ＵＰ，ＤＯＷＮ）に応じてたまりパルス数をカウントし、たまりパルス数信号Ｓｔとしてシーケンサ１７に出力するものである。アップダウンカウンタ１９は、たまりパルス数増減信号のカウントアップ信号ＵＰを検知すると、たまりパルス数を１加算し、カウントダウン信号ＤＯＷＮを検知すると、たまりパルス数を１減算する。たまりパルス数信号Ｓｔは、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰに対してエンコーダタイミング信号ＥＮＣが遅れた回数を示す信号である。
【００２４】
ラッチ回路２０（モード設定部の一例）は、デコーダ１８から入力される駆動モード切替指示信号（ＳＥＴ，ＣＬＲ）に応じて、駆動モード切替信号Ｓｃを選択回路１３に出力するものである。ラッチ回路２０（モード設定部の一例）は、駆動モード切替指示信号のセット信号ＳＥＴを検知すると、駆動モード切替信号ＳｃをＨレベルに設定し、クリア信号ＣＬＲを検知すると、駆動モード切替信号ＳｃをＬレベルに設定する。
前記したシーケンサ１７、アップダウンカウンタ１９、および、ラッチ回路２０には、外部からリセット信号ＲＳＴとクロック信号ＣＬＫとが入力される。リセット信号ＲＳＴは、各部を初期化するための信号であり、例えば、Ｈレベルのときに各部を初期化する。クロック信号ＣＬＫは、各部の動作を同期させるための所定周波数のパルス信号である。
【００２５】
図３は、駆動モード切替回路１６の状態遷移図である。
なお、この状態遷移図の各状態Ｓ０〜Ｓ６は、シーケンサ１７が出力する状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２に応じたものである。各状態Ｓ０〜Ｓ６の遷移方向のそれぞれに対して付与している括弧付き番号（１）〜（６）は、各状態における入力信号の判定順位を意味している。判定順位が高い入力信号の判定を先に行い、判定順位が低い入力信号の判定を後に行う。判定する入力信号の項目が同じならば、その判定の順番は問わない。しかし、本実施形態では、便宜上、同一項目の入力信号の判定にも判定順位を付与している。駆動モード切替回路１６は、クロック信号ＣＬＫに同期して、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジやステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジやたまりパルス数信号Ｓｔを判定し、状態の遷移を行う。
駆動モード切替回路１６は、シーケンサ１７から出力される状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２に応じた状態において、デコーダ１８のたまりパルス数増減信号と駆動モード切替指示信号に基づく状態の遷移を実行する。
【００２６】
状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２と状態Ｓ０〜Ｓ６との関係は任意に設定することができる。本実施形態における状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２と状態Ｓ０〜Ｓ６との関係は、後記する図５で詳細に説明する。
【００２７】
（状態Ｓ０：初期化状態）
状態Ｓ０は、駆動モード切替回路１６（図１参照）がリセットされ、初期化された状態である。すべての状態において、駆動モード切替回路１６にリセット信号ＲＳＴが入力されると、駆動モード切替回路１６は、状態Ｓ０に遷移する。このとき、ラッチ回路２０がリセットされ、駆動モード切替信号ＳｃはＬレベルに設定される。これにより、駆動制御装置１０は、ステッピングモータモードの制御を行う。
状態Ｓ０における判定順位（１）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力された場合であり、状態Ｓ４に遷移する。
状態Ｓ０における判定順位（２）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ１に遷移する。なお、状態Ｓ０における判定順位（１），（２）以外の場合には、状態遷移は行わず、状態Ｓ０のままである。同様に、以下の状態Ｓ１〜Ｓ６において、いずれの判定順位でもない場合には、状態遷移は行わず、元の状態を保持する。
【００２８】
（状態Ｓ１：第１待ち状態、かつ、ラッチクリア）
状態Ｓ１は、駆動モード切替回路１６が各タイミング信号のエッジを待つ第１待ち状態、かつ、ラッチ回路２０のモードクリアを行う状態である。ラッチ回路２０のモードクリアにより、駆動モード切替信号ＳｃはＬレベルに設定される。これにより、駆動制御装置１０は、ステッピングモータモードの制御を行う。
状態Ｓ１における判定順位（１）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力された場合であり、状態遷移は行わず、状態Ｓ１のままである。
状態Ｓ１における判定順位（２）は、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ４に遷移する。
【００２９】
（状態Ｓ４：第２待ち状態、かつ、ラッチクリア）
状態Ｓ４は、駆動モード切替回路１６が各タイミング信号のエッジを待つ第２待ち状態、かつ、ラッチ回路２０のモードクリアを行う状態である。ラッチ回路２０のモードクリアにより、駆動モード切替信号ＳｃはＬレベルに設定される。これにより、駆動制御装置１０は、ステッピングモータモードの制御を行う。
状態Ｓ４における判定順位（１）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力された場合であり、状態遷移は行わず、状態Ｓ４のままである。
状態Ｓ４における判定順位（２）は、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ２に遷移する。
状態Ｓ４における判定順位（３）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ１に遷移する。
【００３０】
（状態Ｓ２：アップダウンカウンタ＋１およびラッチセット）
状態Ｓ２は、駆動モード切替回路１６がアップダウンカウンタ１９にて、たまりパルス数信号Ｓｔをカウントアップし、ラッチ回路２０のモードセットを行う状態である。ラッチ回路２０のモードセットにより、駆動モード切替信号ＳｃはＨレベルに設定される。これにより、駆動制御装置１０は、ブラシレスモータモードの制御を行う。
状態Ｓ２における判定順位（１）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力された場合であり、状態Ｓ５に遷移する。
状態Ｓ２における判定順位（２）は、駆動モード切替回路１６にステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ２のままである。
状態Ｓ２における判定順位（３）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ３に遷移する。
状態Ｓ２における判定順位（４）は、判定順位（１）〜（３）以外の場合であり、状態Ｓ５に遷移する。この場合には、駆動モード切替回路１６には、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジと、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジのいずれもが入力されていない。
【００３１】
（状態Ｓ５：第３待ち状態）
状態Ｓ５は、駆動モード切替回路１６が各タイミング信号のエッジを待つ第３待ち状態である。このとき、駆動制御装置１０は、ブラシレスモータモードの制御を行う。
状態Ｓ５における判定順位（１）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力された場合であり、状態遷移は行わず、状態Ｓ５のままである。
状態Ｓ５における判定順位（２）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ３に遷移する。
状態Ｓ５における判定順位（３）は、駆動モード切替回路１６にステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ２に遷移する。
【００３２】
（状態Ｓ３：アップダウンカウンタ−１）
状態Ｓ３は、アップダウンカウンタ１９にてカウントダウンを行う状態である。このとき、駆動制御装置１０は、ブラシレスモータモードの制御を行う。
状態Ｓ３における判定順位（１）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力され、かつ、たまりパルス数信号Ｓｔが０である場合であり、状態Ｓ４に遷移する。
状態Ｓ３における判定順位（２）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力された場合であり、状態Ｓ６に遷移する。
【００３３】
状態Ｓ３における判定順位（３）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが単独で入力され、かつ、たまりパルス数信号Ｓｔが０である場合であり、状態Ｓ１に遷移する。
状態Ｓ３における判定順位（４）は、駆動モード切替回路１６にステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ２に遷移する。
状態Ｓ３における判定順位（５）は、駆動モード切替回路１６にエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが単独で入力された場合であり、状態遷移は行わず、状態Ｓ３のままである。
状態Ｓ３における判定順位（６）は、判定順位（１）〜（５）以外の場合であり、状態Ｓ６に遷移する。この場合には、駆動モード切替回路１６には、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジと、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジのいずれもが入力されていない。
【００３４】
（状態Ｓ６：第４待ち状態）
状態Ｓ６は、駆動モード切替回路１６が各タイミング信号のエッジを待つ第４待ち状態である。このとき、駆動制御装置１０は、ブラシレスモータモードの制御を行う。
状態Ｓ６において判定順位（１）は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力され、かつ、たまりパルス数信号Ｓｔが０である場合であり、状態Ｓ４に遷移する。
状態Ｓ６において判定順位（２）は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとが同時に入力された場合であり、状態遷移は行わず、状態Ｓ６のままである。
状態Ｓ６において判定順位（３）は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが単独で入力され、かつ、たまりパルス数信号Ｓｔが０である場合であり、状態Ｓ１に遷移する。
状態Ｓ６において判定順位（４）は、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ２に遷移する。
状態Ｓ６において判定順位（５）は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが単独で入力された場合であり、状態Ｓ３に遷移する。
このように、単純なシーケンスによる簡易な制御方法なので、駆動モード切替回路１６は、モータ５０の駆動モードの切り替えを、簡易で廉価な構成で行うことができる。
【００３５】
図４は、シーケンサ１７の動作テーブルを示す図である。
図４に示すように、シーケンサ１７（図２参照）の動作テーブルは、現在の状態欄と、判定順位欄と、ＥＮＣ欄、ＳＴＰ欄、Ｓｔ欄で示される各信号状態欄と、遷移先の状態欄とを含んで構成されている。ＥＮＣ欄は、エンコーダタイミング信号欄である。ＳＴＰ欄は、ステッパ駆動タイミング信号欄である。Ｓｔ欄は、たまりパルス数信号欄である。
現在の状態欄は、現在の状態を示している。シーケンサ１７は、クロック信号ＣＬＫ（図２参照）の各周期において、判定順位に示された順番で現在の状態欄に係る情報を判定して状態遷移を決定する。いずれかの判定順位における判定が成立したならば、遷移先の状態欄に示された状態に遷移し、どの判定順位における判定も成立しなかったならば、状態遷移は行わない。
【００３６】
判定順位欄は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジ、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジ、および、たまりパルス数信号Ｓｔの組合せの判定順位を示している。
エンコーダタイミング信号欄（ＥＮＣ欄）は、クロック信号ＣＬＫの当該周期におけるエンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジの条件を示している。「Edge」は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが有る場合を示している。「No Edge」は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジが無い場合を示している。
【００３７】
ステッパ駆動タイミング信号欄（ＳＴＰ欄）は、クロック信号ＣＬＫの当該周期におけるステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジの条件を示している。「Edge」は、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジが有る場合を示している。「No Edge」は、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジが無い場合を示している。
たまりパルス数信号欄（Ｓｔ欄）は、クロック信号ＣＬＫの当該周期におけるたまりパルス数信号Ｓｔの条件を示している。「０」は、たまりパルス数信号Ｓｔが０である場合を示している。「−」は、たまりパルス数信号Ｓｔを判定しないことを示している。
遷移先の状態欄は、この判定順位が成立した場合に遷移する状態が格納されている。
【００３８】
図５は、各状態Ｓ０〜Ｓ６と状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２の関係とを示す図である。
図５に示すように、状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２は、それぞれＨレベルとＬレベルの２値のうちのいずれかの値をとる。これにより、状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２は、３ビットの情報を示すことができる。
状態Ｓ０のとき、状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せは（Ｌ，Ｌ，Ｈ）である。状態Ｓ１のとき、状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せは（Ｌ，Ｈ，Ｌ）である。状態Ｓ２のとき、状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せは（Ｈ，Ｌ，Ｌ）である。状態Ｓ３のとき、状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せは（Ｌ，Ｈ，Ｈ）である。状態Ｓ４のとき、状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せは（Ｈ，Ｈ，Ｌ）である。状態Ｓ５のとき、状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せは（Ｈ，Ｌ，Ｈ）である。状態Ｓ６のとき、状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せは（Ｈ，Ｈ，Ｈ）である。
各状態Ｓ０〜Ｓ６は、それぞれ異なる状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２の３ビットの情報が割り当てられているので、この３ビットの情報よって一意に識別可能である。つまり、状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２は、現在の駆動モード切替回路１６の状態を識別可能に示すことができる。
【００３９】
なお、図５に示す各状態Ｓ０〜Ｓ６と状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２の関係は、単なる一例であり、各状態Ｓ０〜Ｓ６に対して一意に識別可能な状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２の情報が割り当てられていれば、どのような割り当てであってもよい。
図４、図５で示すようにシーケンサ１７（図２参照）は、情報量が極めて少ない動作テーブルで状態を決定して状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２を出力できるので、廉価である小規模な論理回路によって実現可能である。
【００４０】
図６は、デコーダ１８の動作テーブルを示す図である。
図６に示すように、この動作テーブルの入力欄は、Ｓｔ２欄と、Ｓｔ１欄と、Ｓｔ０欄とが含まれる。動作テーブルの出力欄は、ＵＰ欄と、ＤＯＷＮ欄と、ＳＥＴ欄と、ＣＬＲ欄とが含まれる。Ｓｔ２欄と、Ｓｔ１欄と、Ｓｔ０欄とは、デコーダ１８（図２参照）に入力される各状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の状態を示すものである。ＵＰ欄と、ＤＯＷＮ欄と、ＳＥＴ欄と、ＣＬＲ欄とは、デコーダ１８が出力するカウントアップ信号ＵＰと、カウントダウン信号ＤＯＷＮと、セット信号ＳＥＴと、クリア信号ＣＬＲの状態を示すものである。動作テーブルの各行には、上から順に状態Ｓ０〜Ｓ６が示されている。
この動作テーブルは、デコーダ１８に状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２が入力されると、デコーダ１８は、この入力信号に対応するたまりパルス数増減信号（ＵＰ，ＤＯＷＮ）と駆動モード切替指示信号（ＳＥＴ，ＣＬＲ）をデコードして出力することを示している。
【００４１】
状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せが（Ｌ，Ｌ，Ｈ）の場合、たまりパルス数増減信号であるカウントアップ信号ＵＰとカウントダウン信号ＤＯＷＮと、駆動モード切替指示信号であるセット信号ＳＥＴとクリア信号ＣＬＲとは、すべてＬレベルである。このとき、駆動モード切替回路１６は、状態Ｓ０である。
状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せが（Ｌ，Ｈ，Ｌ）の場合、カウントアップ信号ＵＰとカウントダウン信号ＤＯＷＮとはＬレベルである。セット信号ＳＥＴはＬレベルで、クリア信号ＣＬＲはＨレベルである。このとき、駆動モード切替回路１６は、状態Ｓ１である。
【００４２】
状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せが（Ｈ，Ｌ，Ｌ）の場合、カウントアップ信号ＵＰはＨレベルであり、カウントダウン信号ＤＯＷＮはＬレベルである。セット信号ＳＥＴはＨレベルで、クリア信号ＣＬＲはＬレベルである。このとき、駆動モード切替回路１６は、状態Ｓ２である。
状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せが（Ｌ，Ｈ，Ｈ）の場合、カウントアップ信号ＵＰはＬレベルであり、カウントダウン信号ＤＯＷＮはＨレベルである。セット信号ＳＥＴとクリア信号ＣＬＲとは、Ｌレベルである。このとき、駆動モード切替回路１６は、状態Ｓ３である。
【００４３】
状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せが（Ｈ，Ｈ，Ｌ）の場合、カウントアップ信号ＵＰとカウントダウン信号ＤＯＷＮとは、Ｌレベルである。セット信号ＳＥＴはＬレベルであり、クリア信号ＣＬＲはＨレベルである。このとき、駆動モード切替回路１６は、状態Ｓ４である。
状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せが（Ｈ，Ｌ，Ｈ）の場合、カウントアップ信号ＵＰとカウントダウン信号ＤＯＷＮとは、Ｌレベルである。セット信号ＳＥＴとクリア信号ＣＬＲとは、Ｌレベルである。このとき、駆動モード切替回路１６は、状態Ｓ５である。
【００４４】
状態制御信号Ｓｔ２，Ｓｔ１，Ｓｔ０の組合せが（Ｈ，Ｈ，Ｈ）の場合、カウントアップ信号ＵＰとカウントダウン信号ＤＯＷＮとは、Ｌレベルである。セット信号ＳＥＴとクリア信号ＣＬＲとは、Ｌレベルである。このとき、駆動モード切替回路１６は、状態Ｓ６である。
このようにデコーダ１８は、情報量が極めて少ない動作テーブルで状態制御信号Ｓｔ０〜Ｓｔ２から、たまりパルス数増減信号であるカウントアップ信号ＵＰとカウントダウン信号ＤＯＷＮと、駆動モード切替指示信号であるセット信号ＳＥＴとクリア信号ＣＬＲとを出力することができる。これにより、デコーダ１８は、廉価である小規模な論理回路によって実現可能である。
【００４５】
（第１の実施形態の効果）
以上説明した第１の実施形態では、次の（Ａ）〜（Ｆ）のような効果がある。
【００４６】
（Ａ）  駆動モード切替回路１６は、モータ５０の駆動モードの切り替えを簡易で廉価な構成で行うことができる。
【００４７】
（Ｂ）  駆動制御装置１０は、廉価な回路構成による簡易な制御方法でありながら、指令位置に対してロータを脱調させることなく追従するように制御可能である。
【００４８】
（Ｃ）  駆動モード切替回路１６は、エンコーダタイミング信号ＥＮＣのエッジとステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰのエッジとを監視している。これにより、駆動モード切替回路１６は、モータ５０の脱調を確実に回避して、駆動パルス信号Ｓｐにより指令された回転位置を回復することができる。すなわち、ステッピングモータモードでの駆動において、ロータの回転遅れが生じても脱調せず、自動的に所望の回転位置でのステッピングモータモードに復帰できる。
【００４９】
（Ｄ）  制御部１２は、たまりパルスの有無をカウントし、状態遷移を管理する簡易な方法により、ステッピングモータモードとブラシレスモータモードの切り替えを容易に行うことができる。
【００５０】
（Ｅ）  モータ５０の駆動制御装置１０は、ステッピングモータモードとブラシレスモータモードの切り替えを、エンコーダ３０（位置検出器）と簡単な論理回路で構成される制御部１２とによって廉価に実現可能である。モータ５０の駆動制御装置１０は、高分解能エンコーダやマイクロコンピュータなどに代表される高価で複雑な装置を使用しなくてもよい。
【００５１】
（Ｆ）  制御部１２は、エンコーダ信号Ｓｅに代表される位置検出タイミング信号を用いることでステッピングモータに準じた位置制御を行い、かつ、ブラシレスモータモードに切り替えることで脱調を回避している。これにより、制御部１２は、ステッピングモータモードにおける開ループ制御よりも高速回転かつ高トルクを実現でき、よって、従来よりも小型のモータを採用することができる。
【００５２】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の（ａ）〜（ｋ）のようなものがある。
【００５３】
（ａ）  駆動モード切替回路１６の構成は、図２の具体例に限定されない。また、モード設定部も、ラッチ回路２０に限定されず、同様な機能を有する他の回路に置き換えてもよい。
【００５４】
（ｂ）  位置検出器は、実施例のエンコーダ３０に限定されない。位置検出器は、モータ５０のロータ位置を検出するものであればよく、例えば、ロータの回転位置を検出するホール素子を含み、ホール素子の検出信号に同期したパルス信号を生成するホールＩＣ（Integrated Circuit）などであってもよい。
【００５５】
（ｃ）  ステッピングモータモードの制御の場合に参照する駆動指令信号は、パルス信号に限定されず、回転開始を示すレベル信号やトリガ信号であってもよい。駆動制御装置１０は、これらレベル信号やトリガ信号からパルス信号を内部で生成して、ステッピングモータモードの制御を行うことができる。
【００５６】
（ｄ）  駆動指令信号および位置検出信号は、各信号のエッジのタイミングをそのまま比較してもよく、各信号を分周または逓倍した信号のエッジのタイミングを比較してもよく、各信号のうちいずれかを遅延したエッジのタイミングを比較してもよい。
【００５７】
（ｅ）  駆動モード切替回路に入力されるステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰと位置検出タイミング信号は、必ずしも1パルスずつ交互に入力される場合に限定するものではなく、1パルスに対して複数パルスが交互に入力される場合、あるいは、複数パルスと複数パルスとが交互に入力される場合なども含み、その場合は、複数のパルスをひと固まりとしてタイミングを比較すればよい。
【００５８】
（ｆ）  ステッピングモータモードからブラシレスモータモードへの切り替えタイミングは、ステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰが位置検出タイミング信号を追い越したタイミングでは行わず、所定期間の猶予の後に切り替えを行ってもよい。
同様にブラシレスモータモードからステッピングモータモードへの切り替えタイミングは、位置検出タイミング信号がステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰを再び追い越し、位置検出タイミング信号の遅れパルス数分のステッパ駆動タイミング信号ＳＴＰが出力されたタイミングでは行わず、所定期間の猶予の後に切り替えを行ってもよい。
この猶予により、ステッピングモータモードとブラシレスモータモードとの間の切り替えが頻繁に行われるチャタリングを防ぐことができる。
【００５９】
（ｇ）  エンコーダ３０は、特に種類は限定されず、例えば、アブソリュートエンコーダや原点信号付きエンコーダなどであってもよい。
（ｈ）  モータ５０のタイプは特に限定されるものではなく、ＰＭ型（Permanent Magnet Type：永久磁石型）、ＨＢ型（Hybrid Type：複合型）などが適用可能である。また、モータ５０の相数も特に限定しない。
【００６０】
（ｉ）  ステッピングモータモードでの駆動方式は、フルステップ駆動に限定されず、マイクロステップ駆動などであってもよい。
【００６１】
（ｊ）  駆動モード切替回路１６、および、モータ５０の駆動制御装置１０は、少なくともその一部を集積回路としてもよい。
（ｋ）  制御装置の各構成要素は、少なくともその一部がハードウェアによる処理ではなく、ソフトウェアによる処理であってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０  モータの駆動制御装置
１１  モータ駆動部
１２  制御部
１３  選択回路
１４  ステッパタイミング検出回路（ステッパ駆動タイミング検出回路の一例）
１５  エンコーダタイミング検出回路（位置検出タイミング検出回路の一例）
１６  駆動モード切替回路
１７  シーケンサ
１８  デコーダ
１９  アップダウンカウンタ
２０  ラッチ回路（モード設定部の一例）
３０  エンコーダ（位置検出器の一例）
５０  モータ
Ｓｐ  駆動パルス信号（駆動指令信号の一例）
Ｓｅ  エンコーダ信号（位置検出信号の一例）
ＥＮＣ  エンコーダタイミング信号（位置検出タイミング信号の一例）
ＳＴＰ  ステッパ駆動タイミング信号
ＣＬＫ  クロック信号
ＲＳＴ  リセット信号
Ｓｔ０〜Ｓｔ２  状態制御信号
ＤＯＷＮ  カウントダウン信号（たまりパルス数増減信号の一つ）
ＵＰ  カウントアップ信号（たまりパルス数増減信号の一つ）
ＳＥＴ  セット信号（駆動モード切替指示信号の一つ）
ＣＬＲ  クリア信号（駆動モード切替指示信号の一つ）
Ｓｔ  たまりパルス数信号
Ｓｃ  駆動モード切替信号
Ｓｍ  駆動タイミング信号
Ｓｄ  駆動信号（駆動電流）
【図１】
2015027180.tif 000003
【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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