(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの回転方向に沿って配置され当該ロータの回転位置に応じた回転位置信号を出力する複数の位置検出部を有し正逆回転するブラシレスモータを駆動制御する制御部を備えたモータ制御装置であって、
前記制御部は、
前記ロータが電気角で１回転する間に取り得る前記回転位置信号の値の組み合わせ毎に設定されたパターン番号を記憶しているパターン情報保持部と、
前記複数の位置検出部がそれぞれ出力する前記回転位置信号を入力に用いて、当該入力された回転位置信号の値の組み合わせに対応するパターン番号を、前記パターン情報保持部を参照して決定するパターン変換部と、
前記ロータが１回転する電気角を前記回転位置信号の値の組み合わせ数で除した基準角度を、前記パターン変換部の決定した前記パターン番号に乗じて、前記ロータの断続的な角度を算出する断続角度算出部と、
前記入力された回転位置信号に基づいて、前記回転位置信号の値の組み合わせが変化する時間間隔より短いサンプル時間で変化した前記ロータの角度を算出する角速度算出部と、
前記サンプル時間毎に、前記断続角度算出部の算出した前記断続的な角度に前記角速度算出部の算出した前記サンプル時間で変化した前記ロータの角度を積算していき、前記断続的な角度を補間した連続的な角度を算出する連続角度算出部と、
前記パターン変換部の決定したパターン番号の増減に応じて前記ロータの回転方向を検出する回転方向検出部を備え、
前記断続角度算出部は、前記回転方向検出部で逆回転を検出した場合、前記パターン番号に基準角度を乗じた値を断続的な角度とし、正回転を検出した場合、当該断続的な角度より前記基準角度小さい値を断続的な角度とし、
前記連続角度算出部は、前記回転方向検出部で正回転を検出した場合、前記角速度算出部の算出した角度のプラス値を積算していき、逆回転を検出した場合、前記角速度算出部の算出した角度のマイナス値を積算していくことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記角速度算出部は、回転位置信号の値の組み合わせが変化する時間間隔を計測する時間間隔計測部を備え、前記基準角度を前記時間間隔計測部の計測した前記時間間隔で除して、前記サンプル時間で変化した前記ロータの角度を算出することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記角速度算出部は、前記ブラシレスモータが連続して同じ方向に回転している間に前記複数の位置検出部のうちのいずれか１つの位置検出部が出力した回転位置信号の値の立ち上りから次の立ち上りまでの時間間隔または立ち下りから次の立ち下りまでの時間間隔を計測する時間間隔計測部を備え、前記ロータが１回転する電気角を前記時間間隔計測部の計測した前記時間間隔で除して、前記サンプル時間で変化した前記ロータの角度を算出することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記ロータの回転速度が安定しているか否かを判定する安定性評価部と、
前記角速度算出部の算出した、前記サンプル時間で変化した前記ロータの角度を、前記複数の位置検出部のうちのいずれか１つの位置検出部が出力した回転位置信号の値の立ち上りから次の立ち上りまでの期間または立ち下りから次の立ち下りまでの期間サンプル時間毎に積算していき、連続的な角度を算出する安定時連続角度算出部と、
前記安定性評価部で安定していると判定した場合は前記安定時連続角度算出部に切り替え、安定していないと判定した場合は前記連続角度算出部に切り替える出力切替部とを備えることを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記安定性評価部は、前記時間間隔計測部の計測する時間間隔のサンプル時間あたりの変化量に基づいて、安定性を判定することを特徴とする請求項４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記角速度算出部は、前記ブラシレスモータの起動が可能な最低回転速度に相当する時間間隔の上限値を設け、前記時間間隔計測部の計測する時間間隔を当該上限値に制限する時間間隔補正部を備えることを特徴とする請求項２または請求項３記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、方形波駆動用のブラシレスモータにおけるロータ位置検出信号から連続的な回転角度を求め、正弦波駆動させるモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータ制御装置は、ブラシレスモータを駆動制御するために、ロータの回転位置を正確に検出する必要があった。そこで、例えば特許文献１に係る回転角度検出装置では、回転体の回転方向に沿って等間隔に配置され、回転体に取り付けられた磁石からの磁束により回転体の回転に同期してＨレベルとＬレベルの２値に変化する矩形波状の信号＃１〜＃３を出力する３個のホール素子を用い、電気回路で構成される磁極コミテーションロジックが、信号＃１〜＃３に基づいて３ビットの回転角度信号Ａ６〜Ａ４を生成する。そして、同じく電気回路で構成されるスムージング回路が、回転角度信号Ａ６〜Ａ４の最下位ビットＡ４を基にして４ビットの補間信号Ａ３〜Ａ０を生成する。３個のホール素子で検出できる３ビットの回転角度を、４ビットの補間信号で補間することにより、ホール素子を増やすことなく角度の検出分解能を向上させ、ブラシレスモータを正弦波駆動させていた。
【０００３】
また例えば、特許文献２に係る駆動装置では、回転体の磁極位置を検出する３つのホール素子から１２０度ずつ位相のずれた３つの磁極位置検出信号を取得し、６０度区間毎に所定の磁極位置検出信号を１つずつ順番に選択し、予めマッピングしておいた区間と角度範囲との関係から、選択した磁極位置検出信号に対応する角度範囲を求めていた。
【０００４】
また、上記特許文献１のようにホール素子からの信号に基づいて回転角度を検出して補間する場合に、ロータの回転数が高いときと低いときとで補間方法を切り替え、高回転時の演算回数を減らすようにしたモータ制御装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２６５３０３号公報
【特許文献２】特開平９−１２１５８４号公報
【特許文献３】特開平１１−２１５８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のモータ制御装置は以上のように構成されているので、方形波駆動用のブラシレスモータを高分解能な推定角度に基づいて正弦波駆動させるためには、ブラシレスモータに対して磁極コミテーションロジックおよびスムージング回路などの電気回路を追加する必要があった。
また、ロータの反転および回転速度の変化が頻繁に起こる位置サーボ制御を行う場合、従来の方法ではロータの急変に対して安定した角度検出が困難であるという課題があった。そのため、ロータの回転位置を検出に推定できず、ブラシレスモータを効率よくスムーズに回転させることが難しかった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、方形波駆動用のブラシレスモータに改造を加えることなく、モータ制御装置のロジック変更のみで角度の分解能を向上させ正弦波駆動させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るモータ制御装置は、ロータの回転方向に沿って配置され当該ロータの回転位置に応じた回転位置信号を出力する複数の位置検出部を有し正逆回転するブラシレスモータを駆動制御する制御部を備え、制御部は、ロータが電気角で１回転する間に取り得る回転位置信号の値の組み合わせ毎に設定されたパターン番号を記憶しているパターン情報保持部と、複数の位置検出部がそれぞれ出力する回転位置信号を入力に用いて、当該入力された回転位置信号の値の組み合わせに対応するパターン番号を、パターン情報保持部を参照して決定するパターン変換部と、ロータが１回転する電気角を回転位置信号の値の組み合わせ数で除した基準角度を、パターン変換部の決定したパターン番号に乗じて、ロータの断続的な角度を算出する断続角度算出部と、入力された回転位置信号に基づいて、回転位置信号の値の組み合わせが変化する時間間隔より短いサンプル時間で変化したロータの角度を算出する角速度算出部と、サンプル時間毎に、断続角度算出部の算出した断続的な角度に角速度算出部の算出したサンプル時間で変化したロータの角度を積算していき、断続的な角度を補間した連続的な角度を算出する連続角度算出部と、パターン変換部の決定したパターン番号の増減に応じてロータの回転方向を検出する回転方向検出部を備え、断続角度算出部は、回転方向検出部で逆回転を検出した場合、パターン番号に基準角度を乗じた値を断続的な角度とし、正回転を検出した場合、当該断続的な角度より基準角度小さい値を断続的な角度とし、連続角度算出部は、回転方向検出部で正回転を検出した場合、角速度算出部の算出した角度のプラス値を積算していき、逆回転を検出した場合、角速度算出部の算出した角度のマイナス値を積算していくようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、パターン情報保持部を参照して回転位置信号の値の組み合わせに対応するパターン番号を決定し、パターン番号に基準角度を乗じて断続角度を算出し、断続角度にサンプル時間で変化したロータの角度を積算して連続角度を算出するようにしたので、方形波駆動用のブラシレスモータに改造を加えることなく、モータ制御装置のロジック変更のみで連続角度を推定できる。これにより、もっぱら方形波駆動するように作られたブラシレスモータを正弦波駆動により効率よくスムーズに回転させることができる。また、パターン番号の増減に応じてロータの回転方向を検出し、正回転と逆回転で別々に連続角度を算出するようにしたので、頻繁に反転が起こっても安定した駆動制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置、および制御対象となるブラシレスモータの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るモータ制御装置の制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】パターン情報を説明する図である。
【図４】ホールＩＣの出力する回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗを示すグラフである。
【図５】パターン番号と断続角度の関係を示すグラフであり、図５（ａ）が正回転の場合、図５（ｂ）が逆回転の場合を示す。
【図６】実施の形態１の制御部が有する角速度算出部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１の制御部における各部の出力例を示すグラフである。
【図８】この発明の実施の形態２に係るモータ制御装置の制御部の内部構成を示すフロック図である。
【図９】実施の形態２の制御部が有する角速度算出部の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態２の制御部における各部の出力例を示すグラフである。
【図１１】この発明の実施の形態３に係るモータ制御装置の制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態３の制御部が有する角速度算出部および安定性評価部の内部構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態３の安定性評価部を説明するための、カウント値となまし値のグラフである。
【図１４】実施の形態３の制御部における各部の出力例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１に示すモータ制御装置１は、ブラシレスＤＣモータ（ＢＬＤＣＭ）を駆動制御する装置である。このブラシレスモータ５は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の巻線が巻回されたステータ６と、ステータ６に近接した位置にあって磁気的結合関係を保ち、回転自在に支持されたロータ７と、ロータ７の回転位置（磁極位置）を検知するホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗが設置されている。これらホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは、ホール素子が組み込まれた集積回路（ＩＣ）から構成され、ロータ７と一体的に回転する磁極位置検出用マグネットの磁極を検出して、磁極の極性に対応した回転位置信号を出力する。なお、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは機械角でπ／３ｒａｄ、また、磁極数４のため電気角で２π／３ｒａｄずつ離れて配置される。以後、角度は全て電気角、角速度は全て電気角速度、１回転は電気角で２πｒａｄに相当する角度を表す。
【００１２】
モータ制御装置１は、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗのインタフェース（以下、Ｉ／Ｆ）２と、制御部３と、駆動回路４とを備える。Ｉ／Ｆ２は、ホールＩＣ端子（Ｕ）を介してホールＩＣ８Ｕの回転位置信号を入力し、所定の増幅処理などを施して制御部３へ出力する。また、Ｉ／Ｆ２は、ホールＩＣ端子（Ｖ）を介してホールＩＣ８Ｖの回転位置信号を入力し、所定の増幅処理などを施してＩ／Ｆ２へ出力する。さらに、Ｉ／Ｆ２は、ホールＩＣ端子（Ｗ）を介してホールＩＣ８Ｗの回転位置信号を入力し、所定の増幅処理などを施して制御部３へ出力する。
【００１３】
制御部３は、マイクロコンピュータ等の演算処理回路から構成され、Ｉ／Ｆ２から入力したホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗが示すロータ７の断続的な回転角度（以下、断続角度）から、後述する方法によりロータ７の連続的な回転角度（以下、連続角度）を算出する。そして、算出した連続角度を用いて、駆動デューティ比を示すＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を生成し駆動回路４に与える。なお、ＰＷＭ方式によるベクトル制御には公知の方法を用いればよいので、説明は省略する。
【００１４】
駆動回路４は、ＰＷＭ制御信号に応じた所定の周期でモータ端子（Ｕ）、モータ端子（Ｖ）およびモータ端子（Ｗ）を経由してステータ６の巻線に通電する。これにより、ステータ６の巻線に、連続的な回転角度に応じた大きさの正弦波状の電流が流れ、ロータ７を効率よくスムーズに回転させることができるようになる。
【００１５】
次に、制御部３の詳細を説明する。
図２に示すように、制御部３は、パターン情報保持部１１と、Ｉ／Ｆ２からホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの回転位置信号が入力されるパターン変換部１２と、ロータ７の断続角度を算出する断続角度算出部１３と、ロータ７の回転方向を検出する回転方向検出部１４と、サンプル時間あたりのロータ７の角速度を算出する角速度算出部１５と、乗算部１６と、角速度を補正する角速度積算制限部１７と、断続角度と角速度から連続角度を算出する連続角度算出部１８と、連続角度を補正するオフセット角度補正部１９とから構成される。
なお、制御部３の各部は、所定のサンプル時間（例えば０．００１ｓｅｃ）毎に１回ずつ動作する。
【００１６】
図３は、パターン情報保持部１１に設定されているパターン情報（真理値表）の一例を示す図である。パターン情報は、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの回転位置信号の値（Ｈ，Ｌ）の組み合わせとパターン番号（１〜６）の対応関係を表す。
【００１７】
図４は、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの回転位置信号の一例を示すグラフである。図４（ａ）はホールＩＣ８Ｕの出力した回転位置信号Ｕ、図４（ｂ）はホールＩＣ８Ｖの出力した回転位置信号Ｖ、図４（ｃ）はホールＩＣ８Ｗの出力した回転位置信号Ｗであり、各グラフとも縦軸は信号値、横軸は時間である。ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗはロータ７側マグネットの磁極Ｎ，Ｓの変化を検知して信号のレベルＨ，Ｌを変化させるものであり、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの配置位置に起因して、それぞれの信号は電気角で２π／３ｒａｄずつ位相がずれる。また、この例では回転位置信号の立ち上りから次の立ち上りまでの時間間隔（電気角で２πｒａｄ）で角度信号の繰り返しパターンが一巡する。
例えば、図４のサンプル時間Ｔ１では、回転位置信号ＵがＨ、回転位置信号ＶがＬ、回転位置信号ＷがＨとなっているので、図３のパターン情報によればパターン番号は１となる。サンプル時間Ｔ２では、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの組み合わせがＨＬＬとなっているので、パターン番号２となる。このようにロータ７が連続して正方向に回転していれば、時間と共にパターン番号が１〜６の昇順に変化し、途中で反転して逆回転するとパターン番号も６〜１の降順に変化する。また、パターン番号は１〜６の整数しかとらず、６から増加する場合は１に変化しさらに増加を続ける場合は１→６を繰り返し循環する。一方、１から減少する場合は６に変化しさらに減少を続ける場合は６→１を繰り返し循環する。
【００１８】
パターン変換部１２は、パターン情報保持部１１のパターン情報を参照して、サンプル時間毎に、Ｉ／Ｆ２から入力される回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの組み合わせに対応するパターン番号を決定する。決定したパターン番号は、断続角度算出部１３、回転方向検出部１４および角速度積算制限部１７に出力される。
【００１９】
回転方向検出部１４は、パターン変換部１２から入力されるパターン番号を、前回入力されたパターン番号と比較して、ロータ７の回転方向を判定する。具体的には、回転方向検出部１４は今回入力値から前回入力値を減じて、差分が１または−５なら正方向の回転と判定し、差分が−１または５なら逆方向の回転と判定する。
そして、回転方向検出部１４から断続角度算出部１３へ、正回転なら１、逆回転なら０を出力する。また、回転方向検出部１４から乗算部１６へ、正回転なら１、逆回転なら−１を出力する。
【００２０】
断続角度算出部１３は、パターン変換部１２から入力されるパターン番号にπ／３ｒａｄを乗じて、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値が変化する毎の断続的な回転角度を算出して、連続角度算出部１８へ出力する。図３および図４に示したように、ロータ７が１回転する間に、３つの回転位置信号Ｕ，Ｖ，ＷのＨ，Ｌの組み合わせは６通り存在する。即ち、π／３ｒａｄ（＝２πｒａｄ／６通り）毎にＨ，Ｌの組み合わせの変化が起こることになるので、パターン番号とπ／３ｒａｄを乗算することによって分解能π／３ｒａｄでロータ７の断続角度が求まる。
即ち、本実施の形態１の例では、ロータ７が１回転する電気角２πｒａｄをパターン番号の最大値である６で除したπ／３ｒａｄが基準角度になる。
【００２１】
ただし、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの組み合わせの変化がπ／３ｒａｄ毎に生じるので、正回転と逆回転とで検知タイミングが異なる。そこで、断続角度算出部１３は、回転方向検出部１４から入力される１または０をパターン番号から減じて、減じた後のパターン番号にπ／３を乗じる。よって、逆回転の場合、パターン番号にそのままπ／３ｒａｄを乗じた値が断続角度となる。一方、正回転の場合はパターン番号にπ／３ｒａｄを乗じた値よりπ／３ｒａｄ小さい値が断続角度となる。
【００２２】
図５（ａ）は正回転の場合のパターン番号と断続角度の関係を示すグラフ、図５（ｂ）は逆回転の場合のパターン番号と断続角度の関係を示すグラフである。両グラフとも縦軸はロータ７の回転角度（ｒａｄ）、横軸はパターン番号を示す。また、実線は断続角度、破線は連続角度を示す。この連続角度が、ロータ７の実際の角度を推定した値である。
正回転の場合、断続角度＝（パターン番号−１）・π／３で計算されるので、図５（ａ）のように、パターン番号１→２の間の断続角度は０（および２π）、パターン番号２→３の間π／３、パターン番号３→４の間２π／３、パターン番号４→５の間π、パターン番号５→６の間４π／３、パターン番号６→１の間５π／３となる。
一方、逆回転の場合、断続角度＝（パターン番号）・π／３で計算されるので、図５（ｂ）のように、パターン番号６→５の間の断続角度は２π、パターン番号５→４の間５π／３、パターン番号４→３の間４π／３、パターン番号３→２の間π、パターン番号２→１の間２π／３、パターン番号１→６の間π／３となる。
【００２３】
角速度算出部１５は、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの少なくとも１つのパルス周期を測定し、下式（１）によって、サンプル時間あたりの角速度（ｒａｄ／ｓａｍｐｌｅ）を算出し、乗算部１６へ出力する。
（サンプル時間あたりの角速度）＝２π×（サンプル時間）／（パルス周期）・・（１）
角速度算出部１５の詳細は後述する。
上記の角速度（ｒａｄ／ｓａｍｐｌｅ）が、サンプル時間で変化したロータ７の角度に相当する。
【００２４】
乗算部１６は、角速度算出部１５から入力されるサンプル時間あたりの角速度に、回転方向検出部１４から入力される１（正回転時）または−１（逆回転時）を乗じて、角速度積算制限部１７へ出力する。
【００２５】
角速度積算制限部１７は、パターン変換部１２から入力されるパターン番号が変化するまでの期間、乗算部１６から入力される角速度を積算していき、この積算値を±π／３に制限する。具体的には、積算値が±π／３の範囲内のとき、乗算部１６から入力された角速度をそのまま連続角度算出部１８へ出力し、積算値がπ／３以上または−π／３以下のときは出力しない。これにより、図５（ａ）において例えばパターン番号２→３の間に、角速度の積算値がπ／３を超えることを防ぎ、連続角度が２π／３ｒａｄ以上に過補正されることを防止している。同様に、図５（ｂ）において例えばパターン番号５→４の間に、角速度の積算値が−π／３以下になることを防ぎ、連続角度が４π／３ｒａｄ以下に過補正されることを防止している。
【００２６】
連続角度算出部１８は、断続角度算出部１３から入力されるπ／３ｒａｄ毎の断続角度に、サンプル時間毎に角速度積算制限部１７から入力されるサンプル時間あたりの角速度（ｒａｄ／ｓａｍｐｌｅ）を積算していき（逆回転なら減算していくことになる）、連続角度を算出する。これにより、図５に示すように方形波状の断続角度を補間した、正弦波状の連続角度を得ることができる。
【００２７】
オフセット角度補正部１９は、連続角度算出部１８から入力される連続角度に、ロータ７の初期位置のずれを示すオフセット角度を加算するオフセット補正を行い、補正後の連続角度が０以下の場合は２πを加えて出力する。一方、補正後の連続角度が２π以上の場合は２πを減じて出力する。これにより、連続角度を０から２πの範囲内に制限する。
なお、オフセット角度として、ロータ７の実際の初期位置ずれを、オフセット角度補正部１９に設定しておく。
【００２８】
次に、角速度算出部１５の詳細を説明する。
図６は、角速度算出部１５の内部構成を示すブロック図である。角速度算出部１５は、Ｉ／Ｆ２から入力される回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの１つの信号を選択して出力する信号切替部２１と、その信号の立ち上りを検出する立ち上り検出部２２と、立ち上りから次の立ち上りまでの時間間隔をカウントする時間間隔計測部２３と、時間間隔を適正範囲内に制限する時間間隔補正部２４と、時間間隔を角速度に変換する角速度変換部２５とから構成される。角速度変換部２５が変換したサンプル時間あたりの角速度は、上述の連続角度算出部１８に出力されることになる。
なお、この角速度算出部１５においても、各部は所定のサンプル時間（例えば０．００１ｓｅｃ）毎に１回ずつ動作する。
【００２９】
信号切替部２１は、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗのうちのいずれか１つの信号を選択し、立ち上り検出部２２へ出力する。以下では、回転位置信号Ｕを出力する場合を例に用いて説明するが、回転位置信号Ｖを出力する場合および回転位置信号Ｗを出力する場合も同様である。
【００３０】
立ち上り検出部２２は、サンプル時間毎に、信号切替部２１から入力される回転位置信号Ｕの値と前回入力の値とを比較して、ＬからＨへ変化する立ち上りエッジを検出する。なお、立ち上り検出部２２は、ＨからＬへ変化する立ち下りエッジを検出してもよい。そして、立ち上り検出部２２は立ち上りまたは立ち下りを検出した都度、パルスカウント部２３へ立ち上り信号を出力する。
【００３１】
時間間隔計測部２３は、立ち上り検出部２２から立ち上り信号を受けるとカウントを開始し、サンプル時間毎にカウント値をカウントアップしていく。そして、次の立ち上り信号を受けると、そのときのカウント値を時間間隔補正部２４へ出力し、カウント値をリセットして再びカウントアップを開始する。
よって、カウント値は、回転位置信号Ｕの立ち上りエッジから次の立ち上りエッジまで、パルス１周期の時間間隔を表し、ロータ７の回転速度が遅いほどカウント値が大きくなる。
【００３２】
時間間隔補正部２４は、時間間隔計測部２３から入力されるカウント値、即ち時間間隔が、適正範囲内にあればそのまま角速度変換部２５へ出力し、適正範囲以上または以下の場合は時間間隔に代えて適正範囲の上限値または下限値を出力する。
なお、適正範囲の上限値と下限値は予め時間間隔補正部２４に設定しておくこととし、ここでは下限値を０とし、時間間隔がマイナス値にならないようにする。また、上限値は、ブラシレスモータ５を起動させるために必要な最低回転速度に相当する時間間隔の値とする。ブラシレスモータ５の起動時にはロータ７の回転速度が０で回転位置信号Ｕのパルスが発生しないため、この間に時間間隔計測部２３でカウントアップが延々続くとオーバーフローしたり、ロータ７を回転させるために必要な励磁電流が流れなくなったりする。これを防止するために、上限値によってロータ７の最低回転速度を担保し、低回転時でも確実にトルクを生じさせる。
【００３３】
角速度変換部２５は、ロータ７が１回転する電気角２πｒａｄを、時間間隔補正部２４から入力される補正後のパルス間隔のカウント値で除して、サンプル時間あたりのロータ７の角速度（ｒａｄ／ｓａｍｐｌｅ）を算出する。このようにして、角速度が、回転位置信号Ｕのパルス周期毎に算出され、乗算部１６に出力される。今回パルス周期で算出された角速度は、次回パルス周期において連続角度算出部１８の連続角度算出に用いられることになる。
【００３４】
このように、角速度算出部１５は、ロータ７の回転速度を検出するために回転位置信号のパルス周期を計測するが、ここではＵ相のホールＩＣ８Ｕから出力される回転位置信号Ｕのみを用いて計測を行っている。そのため、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの配置、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの感度、およびロータ７側マグネットの着磁などによる各ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗのばらつきの影響を排除することができる。また、立ち上りエッジのみを検出するので、回転位置信号のＨ，Ｌの比率が５０：５０でなくても回転数がばらつくことはない。
【００３５】
図７に、制御部３の各部の出力例を示す。図７（ａ）はオフセット角度補正部１９の出力する連続角度のグラフであり、実線が連続角度、破線はロータ７の実際の角度を示す。図７（ｂ）〜図７（ｄ）はホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの出力する回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗのグラフである。図７（ｅ）はこれらの回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせに対応するパターン番号（パターン変換部１２の出力）と回転方向の向き（回転方向検出部１４の出力）である。図７（ｆ）は立ち上り検出部２２における回転位置信号Ｕの立ち上り信号を示すパルスである。図７（ｇ）は角速度変換部２５の出力する角速度のグラフである。図７（ｇ）では角速度の経時変化のグラフを示しているが、実際の角速度算出部１５の出力は、立ち上りから次の立ち上りまでの時間間隔Ｃ１の角速度の平均値となる。時間間隔Ｃ２以降も同様である。
【００３６】
パターン変換部１２は、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせから、図７（ｅ）のようにパターン番号を決定する。そして、回転方向検出部１４が前回と今回のパターン番号の比較から回転方向の正逆を決定する。例えば、パターン番号が１〜６へ昇順に変化する期間Ｐ１〜Ｐ３は正回転と判定され、期間Ｐ３の最後でパターン番号が６から５に変化し、続けて降順に変化していく期間Ｐ４は逆回転と判定される。さらに、期間Ｐ４の最後でパターン番号が１から２に変化し、続けて昇順に変化していく期間Ｐ５は正回転と判定される。このようにして、パターン番号と回転方向が求まる。
【００３７】
続いて断続角度算出部１３は、正回転なら（パターン番号−１）・π／３を計算し、逆回転ならパターン番号・π／３を計算して、断続角度を求める。そして、連続角度算出部１８において、この断続角度に、角速度算出部１５で求め乗算部１６と角速度積算制限部１７を経て入力されるサンプル時間あたりの角速度を加算または減算していき、連続角度を求める。
【００３８】
以下の説明では、ロータ７の初期位置のずれがないものとし（オフセット角度０ｒａｄ）、オフセット角度補正部１９による補正を考えない。
例えば、正回転の期間Ｐ３において、パターン番号１が決定されたサンプル時間に、断続角度算出部１３が断続角度０ｒａｄ＝（１−１）・π／３を算出する。続いて連続角度算出部１８が、この断続角度０ｒａｄに、時間間隔Ｃ２に基づいて算出されたサンプル時間あたりのプラスの角速度ｃ２を積算していくので、角度が連続的に大きくなっていく。そのまま連続角度を計算していき、あるサンプル時間でパターン番号２が決定されると、断続角度算出部１３が断続角度π／３ｒａｄ＝（２−１）・π／３を算出する。そして連続角度算出部１８がサンプル時間毎に、この断続角度２π／３に角速度ｃ２を積算していき、連続角度を求める。
【００３９】
同じようにして、期間Ｐ３のパターン番号６でも断続角度５π／３ｒａｄ＝（６−１）・π／３を算出して、サンプル時間毎に角速度ｃ２を加算していくが、このパターン番号６の間にロータ７の回転速度が遅くなって次のパターン番号になかなか変化しないため、断続角度に加算される角速度ｃ２の積算値が、断続角度の分解能π／３以上になって、連続角度が２πｒａｄを超えてしまう。そこで、角速度積算制限部１７において角速度ｃ２の積算値がπ／３以上になると連続角度算出部１８への角速度ｃ２の出力を停止する。これにより、それ以上角速度ｃ２が加算されず、パターン番号が次へ変化するまでのあいだ連続角度が２πｒａｄのままとなる（図７（ａ）の矢印ａ，ｂ）。
【００４０】
そして、パターン番号が６から５に変化すると逆回転が検出され（期間Ｐ３からＰ４へ）、逆回転の期間Ｐ４において、断続角度算出部１３が断続角度５π／３ｒａｄ＝５・π／３を算出して、連続角度算出部１８に出力する。従って、パターン番号が６から５に変化したサンプル時間において、連続角度が２πｒａｄから５π／３ｒａｄに変化する（図７（ａ）の矢印ｂ，ｃ）。続くサンプル時間毎に、断続角度５π／３ｒａｄにマイナスの角速度ｃ２を積算していくので、角度が連続的に小さくなっていく。
ただし、ロータ７の回転速度が遅く、次のパターン番号になかなか変化しないため、角速度ｃ２の積算値が−π／３以下になって連続角度が４π／３ｒａｄ以下にならないように、角速度積算制限部１７が角速度ｃ２の出力制限を行う。これにより、パターン番号５の途中で連続角度が一定となる（図７（ａ）の矢印ｄ，ｅ）。
【００４１】
逆回転の場合、期間Ｐ４前半（図７（ａ）の矢印ｆより手前）のパターン番号５，４で用いる角速度は時間間隔Ｃ２で求めた角速度ｃ２であったが、パターン番号４から３に変化するタイミングで回転位置信号Ｕの立ち上りエッジが検出されるので、図７（ａ）の矢印ｆ以降のパターン番号３〜１（さらに次の期間Ｐ５のパターン番号２〜６）で用いる角速度は時間間隔Ｃ３で求めた角速度ｃ３となる。
このように、断続角度を連続角度に補間するために用いる角速度は、前回の時間間隔から求めた値のため、ロータ７の回転速度が急激に変化する場合には連続角度と実際の角度に多少のずれが生じているが、期間Ｐ９以降のように、ロータ７の回転速度が一定で安定している状態では連続角度が実測の角度に良く追従している。
また、回転方向が反転するブラシレスモータ５にモータ制御装置１を適用した場合、逆回転から正回転に移行したあとの連続角度の追従が遅れる傾向があるので、反転を伴わず連続して同じ方向に回転を行うブラシレスモータ５の角度検出により適している。
【００４２】
以上より、実施の形態１によれば、モータ制御装置１は、ロータ７が電気角２πｒａｄで１回転する間に取り得る回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせ毎に設定された１〜６の昇順のパターン番号を記憶しているパターン情報保持部１１と、３つのホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗがそれぞれ出力する回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗを入力に用いて、当該入力された回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせに対応するパターン番号をパターン情報保持部１１を参照して決定するパターン変換部１２と、ロータ７が１回転する電気角２πｒａｄをパターン番号の最大値６で除した基準角度π／３ｒａｄを、パターン変換部１２の決定したパターン番号に乗じて、ロータ７の断続角度を算出する断続角度算出部１３と、入力された回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗに基づいて、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせが変化する時間間隔より短いサンプル時間あたりのロータ７の角速度を算出する角速度算出部１５と、サンプル時間毎に、断続角度算出部１３の算出した断続角度に角速度算出部１５の算出したサンプル時間あたりの角速度を積算していき、断続角度を補間した連続角度を算出する連続角度算出部１８とを備えるように構成した。このため、方形波駆動用のブラシレスモータ５に新たな電気回路を追加するなど上記特許文献１のような改造を加えることなく、制御部３のロジック変更のみで連続角度を推定できる。これにより、もっぱら方形波駆動するように作られたブラシレスモータ５を、正弦波駆動により、効率よくスムーズに回転させることができる。
【００４３】
また、実施の形態１によれば、モータ制御装置１は、パターン変換部１２の決定したパターン番号の増減に応じてロータ７の回転方向を検出する回転方向検出部１４を備え、断続角度算出部１３は、回転方向検出部１４で逆回転を検出した場合、パターン番号にπ／３ｒａｄを乗じた値を断続角度とし、正回転を検出した場合、その断続角度よりπ／３ｒａｄ小さい値を断続角度とし、連続角度算出部１８は、正逆回転するブラシレスモータ５について回転方向検出部１４で正回転を検出した場合、プラスの角速度を積算していき、逆回転を検出した場合、マイナスの角速度を積算していくように構成した。このため、π／３ｒａｄ毎にロータ７の回転方向を検出でき、頻繁に反転が起こっても安定した駆動制御が可能である。
【００４４】
また、実施の形態１によれば、モータ制御装置１は、３つのホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８ＷのうちのホールＩＣ８Ｕが出力した回転位置信号Ｕの値の立ち上りから次の立ち上りまでの時間間隔、または立ち下りから次の立ち下りまでの時間間隔を計測する時間間隔計測部２３を備え、角速度算出部１５は、ロータ７が１回転する電気角２πｒａｄを時間間隔計測部２３の計測した時間間隔で除してサンプル時間あたりのロータ７の角速度（ｒａｄ／ｓａｍｐｌｅ）を算出するように構成した。このため、連続して同じ方向に回転するブラシレスモータ５にモータ制御装置１を適用した場合に、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの配置および感度、ならびにロータ７側マグネットの着磁などによる回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの位相ずれの影響を排除することができ、ブラシレスモータ５をより効率よくスムーズに回転させることができる。
【００４５】
また、実施の形態１によれば、モータ制御装置１は、時間間隔計測部２３が計測する時間間隔を、ブラシレスモータ５の起動が可能な最低回転速度に相当する時間間隔の上限値に制限する時間間隔補正部２４を備えるように構成した。このため、ロータ７の低速回転時にも適切に起動トルクを発生させることができる。
【００４６】
実施の形態２．
図８は、本実施の形態２に係る制御部３ａの構成を示すブロック図である。また、図９は、本実施の形態２に係る角速度算出部１５ａの内部構成を示すブロック図である。図８および図９において、図２および図６と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
上記実施の形態１では、回転位置信号Ｕの立ち上りまたは立ち下りエッジ検出のタイミングで角速度を更新する構成にして、反転を伴わずに連続回転を行うブラシレスモータに対して有利であることを示した。これに対し、サーボ制御を行うモータでは反転および回転速度の変化が頻繁に起こるため、応答性をさらに向上させることが望ましい。そこで、本実施の形態２では角速度の更新に回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗを使用して、応答性を高める構成にする。
【００４７】
図８に示すように、パターン変換部１２ａは、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせに対応するパターン番号を角速度算出部１５ａにも出力する。
図９に示すように、角速度算出部１５ａは、パターン遷移検出部３０と、時間間隔計測部２３ａと、時間間隔補正部２４と、角速度変換部２５ａとから構成されている。パターン遷移検出部３０は、パターン変換部１２ａから入力されるパターン番号の遷移を検出して、検出の都度、時間間隔計測部２３ａに通知する。時間間隔計測部２３ａは、パターン遷移検出部３０からパターン番号変化検出の通知を受けるとカウントを開始し、サンプル時間毎にカウント値をカウントアップしていく。そして、次のパターン番号変化検出の通知を受けると、そのときのカウント値を時間間隔補正部２４へ出力し、カウント値をリセットして再びカウントアップを開始する。
よって、カウント値は、３つのホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗがそれぞれ出力した回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせが変化する時間間隔を表し、ロータ７の回転速度が遅いほどカウント値が大きくなる。
【００４８】
角速度変換部２５ａは、電気角π／３ｒａｄを、時間間隔補正部２４から入力される補正後のカウント値で除して、サンプル時間あたりの角速度（ｒａｄ／ｓａｍｐｌｅ）を算出する。このようにして、角速度が、パターン番号が変化する毎に算出され、乗算部１６に出力される。今回のパターン番号中に算出された角速度は、次のパターン番号のときに連続角度算出部１８の連続角度算出に用いられることになる。
【００４９】
図１０に、本実施の形態２の制御部３ａの各部の出力例を示す。図１０（ａ）はオフセット角度補正部１９の出力する連続角度のグラフであり、実線が連続角度、破線はロータ７の実際の角度を示す。図１０（ｂ）はパターン遷移検出部３０におけるパターン番号の変化検出タイミングを示すパルスである。なお、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの出力する回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗのグラフは図７（ｂ）〜図７（ｄ）と同じであり、これらの回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせに対応するパターン番号（パターン変換部１２ａの出力）と回転方向の向き（回転方向検出部１４の出力）は図７（ｅ）と同じである。
【００５０】
図１０（ｂ）に示すように、パターン番号の変化を検出する都度出力されるパルス毎に角速度を求めるので、ロータ７の回転速度が低下してきた場合に、回転位置信号Ｕのパルス周期の終了を待つことなく、即座に角速度を更新することができる。そのため、図７（ａ）のグラフと比較すると、図１０（ａ）のグラフの連続角度（実線）の方が、ロータ７の回転速度および回転方向の変化に対して応答性が向上していることがわかる。
【００５１】
以上より、実施の形態２によれば、モータ制御装置１は、３つのホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗがそれぞれ出力する回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせの変化を検出するパターン遷移検出部３０と、パターン遷移検出部３０の検出から次の検出までの時間間隔を計測する時間間隔計測部２３ａとを備え、角速度算出部１５ａは、基準角度π／３ｒａｄを時間間隔計測部２３ａの計測した時間間隔で除してサンプル時間あたりのロータ７の角速度（ｒａｄ／ｓａｍｐｌｅ）を算出するように構成した。このため、ロータ７の実際の角度に対する連続角度の応答性を向上させることができ、正逆回転するブラシレスモータ５をより効率よくスムーズに回転させることができる。
【００５２】
実施の形態３．
図１１は、本実施の形態３に係る制御部３ｂの構成を示すブロック図である。また、図１２は、本実施の形態３に係る角速度算出部１５ｂおよび安定性評価部４０の内部構成を示すブロック図である。図１１および図１２において、図２および図６と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
本実施の形態３では、上記実施の形態１の制御部３について、ロータ７の回転数が安定している場合に回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗにばらつきがあってもスムーズな角度出力を得ることができる構成にして、ブラシレスモータ５のトルクリップルを改善する。
【００５３】
図１１に示すように、制御部３ｂは新たに、ロータ７の回転速度が安定しているか否かを判定する安定性評価部４０、安定時の角速度を算出する安定時連続角度算出部４１、および安定性評価部４０の判定結果に従ってオフセット角度補正部１９の出力と安定時連続角度算出部４１の出力とを切り替える出力切替部４２を備える。
図１２に示すように、角速度算出部１５ｂにおいて、立ち上り検出部２２ｂは、回転位置信号Ｕの立ち上りエッジ（または立ち下りエッジ）の検出タイミングを表す立ち上り信号を安定性評価部４０および安定時連続角度算出部４１に出力する。また、時間間隔計測部２３ｂは安定性評価部４０へ、サンプル時間毎のカウント値を出力する。
【００５４】
安定性評価部４０は、加算部４３，４４と、乗算部４５，４６と、なまし値保持部４７と、比較部４８とから構成されている。この安定性評価部４０では、サンプル時間毎のカウント値が急変した場合に急変前後の値の変化を穏やかにするなまし計算を乗算部４５，４６および加算部４４で行って、求めたなまし値をなまし値保持部４７に保持する。そして、加算部４３が、今回サンプル時間のカウント値となまし値保持部４７が保持している前回サンプル時間のなまし値の差分を計算する。さらに、比較部４８がその差分の絶対値と予め設定されている閾値とを比較して、絶対差分値が閾値以下ならロータ７の回転速度が安定していると判定する。一方、絶対差分値が閾値より大きければ回転速度が安定していない、即ち急変していると判定する。
【００５５】
なまし計算としては、例えば図１２に示すように、乗算部４５にて今回サンプル時間のカウント値となまし係数０．５の乗算を行い、乗算部４６にてなまし値保持部４７に保持されている前回サンプル時間のなまし値となまし係数０．５の乗算を行い、加算部４４でそれぞれの値を加算して今回サンプル時間のなまし値を求める。求めたなまし値はなまし値保持部４７にて保持する。ただし、時間間隔計測部２３においてカウント値が立ち上り信号によってリセットされることにあわせて、なまし値保持部４７においても立ち上り信号によって保持しているなまし値をリセットする。
なお、なまし計算はこれ以外の方法で行ってもよく、フィルタ処理であってもよい。
【００５６】
図１３に、カウント値となまし値を比較するグラフを例示する。グラフの横軸は時間、縦軸はカウント値であり、破線は時間間隔計測部２３から安定性評価部４０に入力されたカウント値、実線はなまし値保持部４７に保持されたなまし値を示す。図１３の矢印ｇ，ｈのようにカウント値が急変した場合でもなまし値は穏やかに変化するので、カウント値となまし値の絶対差分値が大きくなる。一方、図１３の矢印ｉ，ｊのようにカウント値が安定している場合はなまし値との絶対差分値が小さくなる。従って、例えば閾値を２０に設定すれば、矢印ｇ，ｈ付近はロータ７の回転速度が急変していると判定でき、矢印ｉ，ｊ付近はロータ７の回転速度が安定していると判定できる。
【００５７】
図１１において、安定時連続角度算出部４１は、乗算部１６から入力されるサンプル時間あたりの角速度（正回転時はプラス値、逆回転時はマイナス値）を積算していき、安定時の連続角度として出力切替部４２へ出力する。なお、安定時連続角度算出部４１は、角速度算出部１５ｂの立ち上り検出部２２ｂから、回転位置信号Ｕ（またはＶ，Ｗ）の立ち上り信号（または立ち下り信号）を受け、回転位置信号Ｕの立ち上り毎に角速度の積算値をリセットする。
【００５８】
出力切替部４２は、安定性評価部４０から入力される判定結果に基づいて、ロータ７の回転速度が安定している場合は安定時連続角度算出部４１の算出する連続角度を外部出力し、一方、回転速度が急変している場合はオフセット角度補正部１９の算出する連続角度を外部出力する。
【００５９】
図１４に、本実施の形態３の制御部３ｂの出力例を示す。図１４（ａ）は出力切替部４２の出力する連続角度のグラフであり、実線が連続角度、破線はロータ７の実際の角度を示す。また、本実施の形態３の効果を説明するために、対比としてオフセット角度補正部１９の出力する連続角度のグラフを図１４（ｂ）に示す。さらに、図１４（ｃ）〜図１４（ｅ）はホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの出力する回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗのグラフである。
本来、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは電気角で２π／３ｒａｄずつの等間隔に配置されるが、この例では互いにずれた位置に配置されたことにより図１４（ｃ）〜図１４（ｅ）のように回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの位相もπ／３ｒａｄずつの等間隔のずれになっておらず、位相ずれが生じている状態である。ただし、位相ずれは定常であり、ロータ７の回転速度は安定している。従って、安定性評価部４０は安定している状態と判定する。なお、ホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの配置ずれ以外にも、上述したような例えばホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８Ｗの感度、ロータ７側マグネットの着磁などによるばらつきの影響によっても、位相ずれが生じる。
【００６０】
図１４（ｂ）において、実線で示す連続角度は、上記実施の形態１と同じ方法により算出される。破線で示す実際の角度は一定に変化しているので、回転位置信号Ｕの立ち上りから次の立ち上りまでの時間間隔を用いて求まるサンプル時間あたりの角速度は実際の角速度と等しくなる。しかしながら、位相ずれが生じているので、図１４（ｂ）の矢印ｋに顕著なように、回転位置信号Ｕの立ち上りにあわせて変化するパターン番号６→１のタイミングで、連続角度と実際の角度にずれが生じる。
また、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの値の組み合わせが変化する時間間隔が等間隔でないため、時間間隔の長いパターン番号では断続角度に角速度を積算していく途中で積算値がπ／３ｒａｄを超えてしまい、角速度積算制限部１７により値の制限を受けることになる（図１４（ｂ）の矢印ｌ）。さらに、時間間隔の短いパターン番号では断続角度にサンプル時間あたりの角速度を積算していく途中で次のパターン番号に変化してしまい、次の断続角度へと急激に値が変化してしまうことになる（図１４（ｂ）の矢印ｍ）。
このように、ロータ７の回転速度が安定していても、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗの波形がばらついていると、オフセット角度補正部１９が出力する連続角度が実際の角度からずれ、トルクリップルの原因となり得る。
【００６１】
一方、図１４（ａ）において、破線で示す実際の角度は一定に変化しているので、回転位置信号Ｕの立ち上りから次の立ち上りまでの時間間隔を用いて求まるサンプル時間あたりの角速度は実際の角速度と等しくなる。これは図１４（ｂ）と同じである。
そして、本実施の形態３では、安定時連続角度算出部４１が回転位置信号Ｕの立ち上りから次の立ち上りまでの期間、０ｒａｄからサンプル時間毎に角速度を積算していくので、実線で示す連続角度の傾きが実際の角度の傾きに一致する。ただし、位相ずれが生じているので、回転位置信号Ｕの立ち上りにあわせた連続角度のリセットのタイミングが実際の角度の０ｒａｄになるタイミングからずれるが（図１４（ａ）の矢印ｎ）、ロータ７が安定的に回転している最中であればブラシレスモータ５の動作に影響はなく、トルクリップルなく高精度に駆動制御することができる。
【００６２】
本実施の形態３ではロータ７の回転の安定性によって角度推定方法を切り替えるので、安定時により正確な連続角度を算出することができる。これに対し、先立って説明した特許文献３のようにロータ７の回転数の高低によって角度推定方法を切り替える構成では、高回転または低回転であっても回転数が安定しているとは限らないため、正確な角度算出ができない場合もあった。
【００６３】
なお、図１４の例では、ブラシレスモータ５が正回転している最中にロータ７の回転速度が安定した場合を説明したが、逆回転している最中に安定した場合にも安定時角速度算出部４１の出力に切り替え可能である。逆回転の場合、安定時角速度算出部４１は、回転位置信号Ｕの立ち上りから次の立ち上りまでの期間、乗算部１６から入力されるマイナスの角速度をサンプル時間毎に２πｒａｄから減算していき、連続角度を算出する。
【００６４】
以上より、実施の形態３によれば、モータ制御装置１は、時間間隔計測部２３ｂの計測する時間間隔のサンプル時間あたりの変化量に基づいて、ロータ７の回転速度が安定しているか否かを判定する安定性評価部４０と、角速度算出部１５ｂの算出したサンプル時間あたりの角速度を、３つのホールＩＣ８Ｕ，８Ｖ，８ＷのうちのホールＩＣ８Ｕが出力した回転位置信号Ｕの値の立ち上りから次の立ち上りまでの期間または立ち下りから次の立ち下りまでの期間サンプル時間毎に積算していき、連続角度を算出する安定時連続角度算出部４１と、安定性評価部４０で安定していると判定した場合は安定時連続角度算出部４１に切り替え、安定していないと判定した場合は連続角度算出部１８（連続角度補正部１９）に切り替える出力切替部４２とを備えるように構成した。このため、ロータ７が安定して回転している場合に、回転位置信号Ｕ，Ｖ，Ｗのばらつきがあってもスムーズな連続角度の出力を得ることができ、トルクリップルを改善できる。
【００６５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
また、モータ制御装置１は、ブラシレスモータ５が有するホールＩＣの数、ロータ側マグネットの磁極数などの構成に応じて、適宜、制御部３のロジックを変更すればよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  モータ制御装置、２  Ｉ／Ｆ、３，３ａ，３ｂ  制御部、４  駆動回路、５  ブラシレスモータ、６  ステータ、７  ロータ、８Ｕ，８Ｖ，８Ｗ  ホールＩＣ、１１  パターン情報保持部、１２，１２ａ  パターン変換部、１３  断続角度算出部、１４  回転方向検出部、１５，１５ａ，１５ｂ  角速度算出部、１６  乗算部、１７  角速度積算制限部、１８  連続角度算出部、１９  オフセット角度補正部、２１  信号切替部、２２，２２ｂ  立ち上り検出部、２３，２３ａ，２３ｂ  時間間隔計測部、２４  時間間隔補正部、２５，２５ａ  角速度変換部、３０  パターン遷移検出部、４０  安定性評価部、４１  安定時連続角度算出部、４２  出力切替部、４３，４４  加算部、４５，４６  乗算部、４７  なまし値保持部、４８  比較部。
【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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