(57)【要約】【課題】複数の電動モータを用いた駆動システムの構成や制御手順を単純化できる技術を提供する。【解決手段】駆動システムは、それぞれ駆動制御回路を有する複数の電動モータと、共通の通信回線を介して前記複数の電動モータに接続されたシステム制御部と、を備える。各電動モータの駆動制御回路は、前記複数の電動モータを互いを識別するための識別コードを記録する識別コード記録部を有する。前記システム制御部は、前記通信回線を介して前記識別コードとともに個々の電動モータに指令を送信することによって、個々の電動モータの動作を制御する個別制御モードを有する。【選択図】図１
2008022638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動システムであって、
それぞれ駆動制御回路を有する複数の電動モータと、
共通の通信回線を介して前記複数の電動モータに接続されたシステム制御部と、
を備え、
各電動モータの駆動制御回路は、前記複数の電動モータを互いを識別するための識別コードを記録する識別コード記録部を有しており、
前記システム制御部は、前記通信回線を介して前記識別コードとともに個々の電動モータにコマンドを送信することによって、個々の電動モータの動作を制御する個別制御モードを有する、駆動システム。
【請求項２】
請求項１記載の駆動システムであって、
前記システム制御部は、さらに、前記通信回線を介して前記複数の電動モータに共通する共通コマンドを送信することによって、前記複数の電動モータの動作を同時に制御する同時制御モードを有する、駆動システム。
【請求項３】
請求項２記載の駆動システムであって、
前記システム制御部は、前記複数の電動モータに前記共通コマンドを送信する場合には、前記識別コードを送信せずに前記共通コマンドを送信する、駆動システム。
【請求項４】
請求項２又は３記載の駆動システムであって、
前記システム制御部は、前記共通コマンドを送信する前に、前記通信回線を介して前記識別コードとともに個々の電動モータにコマンドを送信することによって、個々の電動モータの前記駆動制御回路内に、時系列的に並ぶ複数の制御ステップから構成される同時制御シーケンスを設定することが可能であり、
各電動モータは、前記システム制御部から前記共通コマンドを受信するたびに前記同時制御シーケンスの制御ステップを更新し、更新された制御ステップに従って動作を実行する、駆動システム。
【請求項５】
請求項４記載の駆動システムであって、
前記複数の電動モータに設定される前記同時制御シーケンスとして、個々の電動モータ毎に独立した同時制御シーケンスが設定される、駆動システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の駆動システムであって、
前記通信回線は、アドレスとコマンドとを同一のデータ線上で送信するシリアル通信回線であり、
各電動モータの前記識別コードは、前記通信回線を介して前記システム制御部が送信する各電動モータのアドレスと一対一に対応付けられており、これによって、前記各電動モータのアドレスが前記各電動モータの識別コードとして機能する、駆動システム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の駆動システムであって、
前記システム制御部は、前記通信回線を介して個々の電動モータから動作パラメータ値又は設定値を取得可能である、駆動システム。
【請求項８】
それぞれ駆動制御回路を有する複数の電動モータと、共通の通信回線を介して前記複数の電動モータに接続されたシステム制御部と、を備えた駆動システムの制御方法であって、
各電動モータの駆動制御回路に、前記複数の電動モータを互いに識別するための識別コードを設定する工程と、
前記システム制御部から個々の電動モータに対して、前記通信回線を介して前記識別コードとともにコマンドを送信することによって、個々の電動モータの動作を制御する個別制御工程と、
を備える、駆動システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の電動モータを用いた駆動システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータとしては、例えば下記の特許文献に記載されたものなどが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１１４８３号公報
【特許文献２】特開２００１−２９８９８２号公報
【０００４】
また、従来から、複数の電動モータを用いた駆動システムとして、ロボットや移動体（例えば車両）などが実用化されている。
【０００５】
しかし、従来は、複数の電動モータを制御するために、システム全体の制御部と個々の電動モータとの間に多数の制御線を設ける必要があった。このため、システムの構成やその制御手順が過度に複雑となるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、複数の電動モータを用いた駆動システムの構成や制御手順を単純化できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による駆動システムは、
それぞれ駆動制御回路を有する複数の電動モータと、
共通の通信回線を介して前記複数の電動モータに接続されたシステム制御部と、
を備え、
各電動モータの駆動制御回路は、前記複数の電動モータを互いを識別するための識別コードを記録する識別コード記録部を有しており、
前記システム制御部は、前記通信回線を介して前記識別コードとともに個々の電動モータにコマンドを送信することによって、個々の電動モータの動作を制御する個別制御モードを有する。
【０００８】
この駆動システムによれば、システム制御部が、個別制御モードにおいて、通信回線を介して識別コードとともに個々の電動モータにコマンドを送信することによって、個々の電動モータの動作を制御するので、多数の制御線を設ける必要を排除することができ、システム構成を単純化することが可能である。
【０００９】
前記システム制御部は、さらに、前記通信回線を介して前記複数の電動モータに共通する共通コマンドを送信することによって、前記複数の電動モータの動作を同時に制御する同時制御モードを有するようにしてもよい。
【００１０】
この構成によれば、同時制御モードにおいて複数の電動モータの動作を同時に制御することが可能なので、複数の電動モータを同じタイミングで協調的に動作させることができる。
【００１１】
前記システム制御部は、前記複数の電動モータに前記共通コマンドを送信する場合には、前記識別コードを送信せずに前記共通コマンドを送信するようにしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、共通コマンドの送信を単純化しつつ、複数の電動モータの動作を同時に制御することが可能である。
【００１３】
前記システム制御部は、前記共通コマンドを送信する前に、前記通信回線を介して前記識別コードとともに個々の電動モータにコマンドを送信することによって、個々の電動モータの前記駆動制御回路内に、時系列的に並ぶ複数の制御ステップから構成される同時制御シーケンスを設定することが可能であり、
各電動モータは、前記システム制御部から前記共通コマンドを受信するたびに前記同時制御シーケンスの制御ステップを更新し、更新された制御ステップに従って動作を実行するようにしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、予め各電動モータに設定された同時制御シーケンスに従って、複数の電動モータの動作状態を同時に変更することが可能である。
【００１５】
前記複数の電動モータに設定される前記同時制御シーケンスとして、個々の電動モータ毎に独立した同時制御シーケンスが設定されるようにしてもよい。
【００１６】
この構成によれば、個々の電動モータにそれぞれ適した制御シーケンスを設定することができる。
【００１７】
前記通信回線は、アドレスとコマンドとを同一のデータ線上で送信するシリアル通信回線であり、
各電動モータの前記識別コードは、前記通信回線を介して前記システム制御部が送信する各電動モータのアドレスと一対一に対応付けられており、これによって、前記各電動モータのアドレスが前記各電動モータの識別コードとして機能するものとしてもよい。
【００１８】
この構成によれば、少ない線数で個々の電動モータにコマンドを送信することができる。
【００１９】
前記システム制御部は、前記通信回線を介して個々の電動モータから動作パラメータ値又は設定値を取得可能であるものとしてもよい。
【００２０】
この構成によれば、システム制御部が、個々の電動モータの動作状態や設定状態を確認することが可能である。
【００２１】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、駆動システム及びその制御方法、それらのためのコンピュータプログラム等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A．駆動システムの構成と動作：
B．他の実施例：
C．電動モータの構成及びセンサ出力補正の内容：
D．変形例：
【００２３】
A．駆動システムの構成と動作：
図１は、本発明の一実施例における駆動システムの構成を示すブロック図である。この駆動システムは、複数の電動モータ１００を備えている。ここでは、モータの個数をＭ（Ｍは２以上の整数）であるものとしている。複数の電動モータ１００は、電力線ＰＬを介して駆動電源部２００に接続されているとともに、通信線ＣＬを介してシステム制御部３００に接続されている。電力線ＰＬと通信線ＣＬとは、複数の電動モータ１００で共用されている。なお、電力線ＰＬは個々のモータに個別に接続するようにしてもよい。
【００２４】
各電動モータ１００には、他の電動モータと識別するための固有のＩＤコード（識別コード）が割り当てられている。後述するように、システム制御部３００は、このＩＤコードを利用して、通信線ＣＬを介して個々の電動モータ１００にコマンドを送信する。
【００２５】
図２は、個々の電動モータ１００に設けられている駆動制御回路の構成を示すブロック図である。この駆動制御回路６００は、電動モータ１００内のアナログ磁気センサ１６Ａ，２６Ｂからのセンサ出力を利用して、電磁コイル１４Ａ，２４Ｂを駆動するための交流駆動信号を生成する回路である。なお、本実施例では電動モータ１００として２相のブラシレスＤＣモータを使用しており、センサ１６Ａ，２６Ｂ及びコイル１４Ａ，２４Ｂの符号の末尾の「Ａ」「Ｂ」は、Ａ相用及びＢ相用のものであることを示している。
【００２６】
駆動制御回路６００は、増幅器６１０，６２０と、ＡＤ変換部６１２，６２２と、オフセット補正回路６１４，６２４と、ゲイン補正回路６１６，６２６と、ＰＷＭ制御部６３０と、ドライバ回路６４０と、記憶部６６０と、回路電源部６５０と、通信部６７０と、ＩＤコード記録部６８０とを有している。オフセット補正回路６１４，６２４はセンサ出力ＳＳＡ，ＳＳＢのオフセット補正を実行する回路であり、ゲイン補正回路６１６，６２６はセンサ出力ＳＳＡ，ＳＳＢのゲイン補正を実行する回路である。センサ出力のオフセット補正とゲイン補正については後述するが、これらの補正を行うことによってモータの効率を高めることが可能となる。なお、オフセット補正値とゲイン補正値とを決定する処理（「キャリブレーション」とも呼ぶ）の際には、センサ１６Ａ，２６Ｂの出力ＳＳＡ，ＳＳＢが増幅器６１０，６２０で増幅され、ＡＤ変換部６１２，６２２でデジタル信号に変換された後に記憶部６６０に一旦格納され、通信部６７０を介してシステム制御部３００に供給される。
【００２７】
ＰＷＭ制御部６３０は、オフセット補正及びゲイン補正後のセンサ出力を利用していわゆるＰＷＭ制御を実行して駆動信号を生成する回路である。ＰＷＭ制御部６３０の回転数制御部６３１は、電動モータの回転数を目標回転数に一致させるための回転数優先制御を実行する。トルク制御部６３２は、電動モータのトルクを目標トルクに一致させるためのトルク優先制御を実行する。回転方向制御部６３２は、電動モータの回転方向を正転と逆転のいずれかに設定するための制御を実行する。ドライバ回路６４０は、いわゆるＨ型ブリッジ回路である。なお、モータのトルクは、コイルの電圧と電流を測定するセンサ（図示省略）を用いて検出することができる。また、モータの回転数と回転方向は、センサ１６Ａ，２６Ｂの出力信号から回転数と回転方向を検出する回転検出回路（図示省略）を用いて検出することができる。
【００２８】
記憶部６６０は、Ａ相センサ１６ＡとＢ相センサ２６Ｂの両方に関するオフセット補正値及びゲイン補正値や、ＰＷＭ制御部６３０で使用する種々の設定値などを記憶している。なお、オフセット補正値やゲイン補正値は、電源オフ時後も保持しておくことが好ましいので、これらの補正値を記憶するメモリ部分は、不揮発性メモリとして構成することが好ましい。
【００２９】
通信部６７０は、通信線ＣＬを介して、システム制御部３００のＩ／Ｏインタフェース３３０に接続されている。システム制御部３００は、このインタフェース３３０の他に、ＣＰＵ３２０及び図示しないメモリを含んでいる。ＣＰＵ３２０は、コンピュータプログラムに基づいて後述する種々の制御を実行する。
【００３０】
ＩＤコード記録部６８０には、個々の電動モータを識別するためのＩＤコードが記録されているか、又は、外部スイッチによりＩＤコードが設定されている。図２の例では、ディップスイッチ６８２を用いてＩＤコードを設定することが可能である。但し、ＩＤコードは、ディップスイッチ以外の種々の任意の手段でモータ内に記録又は設定することが可能である。例えば、ディップスイッチを省略し、不揮発性メモリでＩＤコード記録部６８０を構成することも可能である。各電動モータの通信部６７０とシステム制御部３００とは、このＩＤコードを用いて個別に通信を行うことが可能である。具体的な通信方法については後述する。
【００３１】
図３は、実施例におけるモータの個別制御モードの手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、ユーザによってシステム全体の電源がオンに切り換えられ、ステップＳ２０では、システム制御部３００が、個々のモータに対して初期設定を行う。初期設定値としては、例えば各モータ内部の制御に使用される種々の係数や定数（例えば上限回転数など）、及び、初期動作パラメータ（目標回転数、目標トルク、回転方向等を表すパラメータ）が設定される。この初期設定の際には、システム制御部３００が、個々のモータのＩＤと共に初期設定値を送信することによって、個々のモータに初期設定値を設定する。
【００３２】
ステップＳ３０，Ｓ４０では、システム制御部３００がＭ個のモータのいずれか１つを選択し、選択したモータに対して制御コマンド（制御指令）を送信することによって、そのモータの制御を実行する。制御コマンドとしては、目標回転数の変更、目標トルクの変更、回転方向の変更、制動（又は回生）の開始／停止、モータの停止等を指示するためのコマンドを利用可能である。システム制御部３００は、ステップＳ３０においてＭ個のモータのいずれかを制御することを決定し、ステップＳ４０において、そのモータに制御コマンドを送信することによってモータを個別に制御する。このときの各モータ内での制御手順については後述する。
【００３３】
ステップＳ５０において、選択されたモータへの通信が終了すると、ステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０，Ｓ４０を繰り返し実行する。駆動システムを停止する場合には、システム制御部３００が、ステップＳ６０において全モータの駆動を停止するコマンドを各モータに送信する。そして、ステップＳ７０では、ユーザによってシステムの電源がオフされる。
【００３４】
図４は、コマンド受領時における個々のモータ内における制御手順を示すフローチャートである。ステップＴ１０１〜Ｔ１０７では、モータ内の通信部６７０（図２）が、受領したコマンドの種類を判定し、ステップＴ１１１〜Ｔ１１７では、通信部６７０又はＰＷＭ制御部６３０が、コマンドで指定された制御及び設定を実行する。なお、各種の設定値は記憶部６６０に格納される。
【００３５】
モータの個別制御では、システム制御部３００から個々のモータに、例えば以下の７つのコマンドを送信することができる。
（１）初期化コマンド：個々のモータ内部の制御に使用される種々の係数や定数（例えば上限回転数など）、及び、初期の動作パラメータ（目標回転数、目標トルク、回転方向等を表すパラメータ）を設定するためのコマンド。
（２）回転数コマンド：回転数優先制御を実行する場合の目標回転数を変更するためのコマンド。
（３）トルクコマンド：トルク優先制御を実行する場合の目標トルクを変更するためのコマンド。
（４）割込条件コマンド：個々のモータからシステム制御部３００に割り込みをかける事象（例えば上限電流値超過等）を設定するためのコマンド。
（５）同時制御条件コマンド：後述する複数モータの同時制御モードにおける制御シーケンスを個々のモータに設定するためのコマンド。
（６）移動方向コマンド：モータの回転方向を変更するためのコマンド。
（７）停止コマンド：モータを停止させるためのコマンド。
【００３６】
図５は、通信線ＣＬを用いた通信シーケンスを示すタイミングチャートである。この通信シーケンスは、モータの個別制御モードにおいて利用される。本実施例では、通信線ＣＬは、シリアルデータ線ＳＤＡとシリアルクロック線ＳＣＬとで構成される２線式のシリアル通信線である。このようなシリアル通信線ＣＬは、例えばＩ２Ｃバス（フィリップス社の商標）で実現することができる。但し、後述する同時制御モードはＩ２Ｃバスの規格には規定されていないので、この部分のプロトコルは修正されている。なお、通信線ＣＬを介した通信時には、システム制御部３００がマスタデバイスとして機能し、個々のモータがスレーブデバイスとして機能する。
【００３７】
システム制御部３００と個々のモータとの間でデータを送信する際には、スタートコマンドＳＴとエンドコマンドＥＤとの間に、モータのアドレスとデータとがシリアルクロックＳＣＬに同期して送信される。スタートコマンドＳＴは、シリアルクロックＳＣＬがハイの状態でシリアルデータＳＤＡをロウに落とすことによって発行される。エンドコマンドＥＤは、シリアルクロックＳＣＬがロウの状態でシリアルデータＳＤＡをロウにし、その後、シリアルクロックＳＣＬをハイにした状態でシリアルデータＳＤＡをハイに立ち上げることによって発行される。
【００３８】
スタートコマンドＳＴの後には、７ビットのスレーブアドレスＳＬＡＤと、１ビットの送信方向Ｒ／Ｗとが送信される。スレーブアドレスＳＬＡＤは、個々のモータを識別するためのアドレスであり、各モータに設定されているＩＤコードと一対一に対応付けられている。この対応付けとしては各種の方法を採用可能だが、例えば、スレーブアドレスＳＬＡＤの全体を各モータのＩＤコードと同じ値に設定してもよく、あるいは、スレーブアドレスＳＬＡＤの下位の所定数のビットを各モータのＩＤコードと同じ値に設定してもよい。スレーブアドレスＳＬＡＤの全体とＩＤコードとが同一でない場合には、両者の対応付けは、モータ内の記憶部６６０に格納される。なお、スレーブアドレスＳＬＡＤは、各モータのＩＤコードと実質的に同一のものと考えることが可能である。本明細書において「識別コード」とは、このスレーブアドレスＳＬＡＤのように、モータ内のＩＤコードと一対一に対応付けられており、モータ内のＩＤコードと同一視できるものを含んでいる。
【００３９】
なお、本実施例では、スレーブアドレスＳＬＡＤの初期ビットの値は１に設定されている。これは、後述する同時制御を実現するためである。
【００４０】
スレーブアドレスＳＬＡＤの後に送信される送信方向Ｒ／Ｗは、マスタであるシステム制御部３００からスレーブである個々のモータにデータを送信する場合にはロウ（WRITE）に設定され、逆にモータからシステム制御部３００にデータを送信する場合にはハイ（READ）に設定される。送信方向Ｒ／Ｗの次には、スレーブアドレスＳＬＡＤで指定されたモータからアクノリッジＡＣＫが返信される。
【００４１】
図５の例では、送信方向Ｒ／Ｗの後のアクノリッジＡＣＫに続いて、８ビットのサブアドレスＳＢＡＤがさらに送信されている。このサブアドレスＳＢＡＤは、例えばモータの記憶部６６０内に格納されている各種のデータを識別するためのアドレスとして使用可能である。但し、サブアドレスＳＢＡＤは省略してもよい。サブアドレスＳＢＡＤの後には、モータからアクノリッジＡＣＫが返信される。
【００４２】
こうしてモータのアドレスが指定されると、その後、システム制御部３００とモータとの間でデータＤＴが送信され、その後、アクノリッジＡＣＫが返信される。システム制御部３００から個々のモータに送信されるデータＤＴは、図４で説明した各種のコマンドである。一方、個々のモータからシステム制御部３００に送信されるデータＤＴは、各モータに設定されている設定値や、各モータ内のセンサで検出された動作パラメータ値（回転数、回転方向、トルク等）、システム制御部３００への割り込みなどである。
【００４３】
このように、本実施例では、システム制御部３００から個々のモータにコマンドを送信する場合に、個々のモータの識別コード（スレーブアドレス）と共にコマンドを送信するので、共通通信線ＣＬを介して、複数のモータを個別に制御することが可能である。また、システム制御部３００は個々のモータから各種のデータを取得できるので、個々のモータの動作状態や設定値を確認することが可能である。
【００４４】
図６は、複数のモータを同時に制御するための手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００では、システム制御部３００が、同時制御モードにおける制御シーケンスを各モータに設定する。
【００４５】
図７は、ステップＳ１００の詳細手順を示している。ステップＳ１０１〜Ｓ１０３では、システム制御部３００が、Ｍ個のモータを順次１つずつ選択して同時制御条件コマンドを送信し、個々のモータに同時制御モードの制御シーケンスを設定する。
【００４６】
図８は、同時制御モードの制御シーケンスの例を示す説明図である。なお、同時制御モードを「共通制御モード」とも呼ぶ。図８（Ａ）に示す例１では、Ｍ個のモータのそれぞれに、Ｎ＋１個のコマンドステップＳＴＥＤＮで構成される制御シーケンスが設定される。ここで、「コマンドステップＳＴＥＤＮ」とは、同時制御を行う際に時系列的に順次実行される制御ステップを意味している。同時制御モードにおけるモータ制御は、ＳＴＥＤＮ＝０から開始され、ＳＴＥＤＮ＝Ｎで終了する。ここで、Ｎは１以上の任意の整数である。また、Ｍ個のモータは、同一のコマンドステップＳＴＥＤＮで設定された動作を同時に実行する。例えば、ＳＴＥＤＮ＝０では、モータ１は逆転し、モータ２は正転し、他のモータは停止を維持する。ＳＴＥＤＮ＝１では、モータ１は逆転を維持し、モータ２は制動（又は回生）を実行し、モータ３は正転を開始し、モータＭは制動（又は回生）を実行する。コマンドステップＳＴＥＤＮは、後述する同時コマンド（共通コマンド）がシステム制御部３００から発行される度に、各モータ内で更新される。
【００４７】
図８（Ｂ）に示すシーケンス例２では、Ｍ個のモータが各コマンドステップで同じ動作を行う。これらの例から理解できるように、個々のモータには互いに独立にシーケンスをプログラムすることが可能であり、また、すべてのモータに同一のシーケンスをプログラムすることも可能である。このような同時制御シーケンスは、各モータの記憶部６６０内に設定される。なお、Ｍ個のモータに対する同時制御シーケンスを「１組の同時制御シーケンス」と呼ぶ。システム制御部３００は、そのメモリ（図示せず）内に、１組以上の同時制御シーケンスを予め格納しておくことが好ましい。複数組の同時制御シーケンスを予め用意しておけば、種々の同時制御を選択的に実現することが可能である。
【００４８】
なお、同時制御シーケンスは、システム制御部３００に格納しておく代わりに、各モータ内のメモリに格納しておいてもよい。この構成では、システム制御部３００が、複数組のシーケンスのうちのいずれを使用するかを同時制御モードの開始時に指令することによって、使用する制御シーケンスを容易に選択することが可能である。
【００４９】
こうして同時制御シーケンスが個々のモータにそれぞれ設定されると、以下に説明するコマンドに従って同時制御モードにおける制御が実行される。
【００５０】
図９は、同時制御モードにおける通信シーケンスを示すタイミングチャートである。同時制御の実行時には、システム制御部３００は、スタートコマンドＳＴに続いてエンドコマンドＥＤを発行する。図５に示した通常の通信シーケンスでは、スタートコマンドＳＴとエンドコマンドＥＤとの間にアドレスとデータが発行されるのに対して、同時制御の実行時にはこれらのコマンドＳＴ，ＥＤの間にアドレスとデータが発行されない点が異なっている。以下では、アドレスもデータを伴わないコマンドＳＴ，ＥＤの組を、「ＳＴ／ＥＤコマンド」と呼び、また、「同時制御コマンド」若しくは「共通コマンド」とも呼ぶ。各モータは、ＳＴ／ＥＤコマンドを最初に受信すると、各モータ内のコマンドステップＳＴＥＤＮを０に設定し、ＳＴＥＤＮ＝０で設定されていた制御（図８参照）を実行する。その後、システム制御部３００がＳＴ／ＥＤコマンドを発行するたびに、複数のモータがコマンドステップＳＴＥＤＮをそれぞれ更新し、そのコマンドステップＳＴＥＤＮで設定されていた制御を実行する。
【００５１】
なお、図９の例では、ＳＴＥＤＮ＝２において同時制御が終了し、その後、モータの個別制御が実行される様子が描かれている。本実施例では、すべてのモータのスレーブアドレスの初期ビットが１に設定されているので、スタートコマンドＳＴの後にスレーブアドレスが発行された場合には、同時制御でないことが各モータによって直ちに認識される。従って、各モータは、個別制御モードと同時制御モードとを直ちに区別することが可能である。また、システム制御部３００は、個別制御モードと同時制御モードとを明確に区別して容易に実行することが可能である。
【００５２】
なお、個別制御モードと同時制御モードとを区別する方法としては、これ以外の任意の方法を使用することが可能である。但し、同時制御モードでは、個々のモータの識別コードを送信しないことが好ましい。例えば、同時制御モードにおいて、個々のモータの識別コードを送信する代わりに、所定の共通識別コード（全モータへの通信であることをモータが認識できるコード）と共に同時制御コマンドを送信するようにしてもよい。
【００５３】
図１０は、同時制御コマンド（ＳＴ／ＥＤコマンド）を受領した場合のモータ内の制御手順を示すフローチャートである。ステップＴ２００においてＳＴ／ＥＤコマンドを最初に受領すると、ステップＴ２１０においてコマンドステップＳＴＥＤＮが０に設定される。その後、ステップＴ２２０においてＳＴ／ＥＤコマンドを受領すると、各モータ内のコマンドステップＳＴＥＤＮが最大値Ｎに達しているか否かが判断され、最大値Ｎに達していなければステップＴ２４０でコマンドステップＳＴＥＤＮがインクリメントされる。一方、コマンドステップＳＴＥＤＮが最大値Ｎに達している場合には、同時制御モードを終了する。なお、ステップＴ２１０，Ｔ２４０では、各モータ内のＰＷＭ制御部６３０が、コマンドステップＳＴＥＤＮで設定されていた制御内容をそれぞれ実行する。
【００５４】
以上のように、本実施例では、共通通信線ＣＬを用いてシステム制御部３００から複数のモータ１００にコマンドを送信することによって、モータの個別制御と、複数モータの同時制御とを実現することが可能である。モータの個別制御では、動作状態の変更が必要となるモータのみを選択して、そのモータの動作だけを変更することができる。一方、複数モータの同時制御では、複数のモータの動作を同期させて（すなわち同じタイミングで）変更することができるので、複数のモータの協調的な動作を容易に実現することが可能である。
【００５５】
B．他の実施例：
図１１は、駆動制御回路の他の構成を示すブロック図である。この駆動制御回路６００ａは、図２に示した回路６００のＰＷＭ制御部６３０とドライバ回路６４０（Ｈブリッジ回路）をプリアンプ部６３０ａとアンプ部６４０ａに置き換えたものであり、他の構成は図２と同一である。プリアンプ部６３０ａとアンプ部６４０ａは、補正されたアナログセンサ出力をそのまま増幅することによって、駆動信号を生成する。このように、ＰＷＭ制御を利用せずに、アナログ回路を用いてセンサ出力を増幅する場合にも、上述したセンサ波形の補正を行うことによって、モータを高効率で運転することが可能である。
【００５６】
図１２は、駆動システムの他の構成を示すブロック図である。この駆動システムでは、複数の電動モータ１００ａが共通の電力線ＰＬを介してシステム制御部３００ａに接続されている。システム制御部３００ａには、電力線ＰＬを利用した通信を実行するための電力線モデム３１０が設けられている。
【００５７】
図１３は、図１２に示した駆動システムの電動モータ用の駆動制御回路の構成を示すブロック図である。この駆動制御回路６００ｂは、図２に示した回路６００に、電力線モデム６７２を追加したものであり、他の構成は図２と同一である。このように、電力線ＰＬを共通通信線として使用した駆動システムを構築することも可能である。
【００５８】
C．電動モータの構成及びセンサ出力補正の内容：
図１４（Ａ）は、本発明の一実施例としての電動モータのモータ本体の構成を示す断面図である。このモータ本体１００は、それぞれ略円盤状のステータ部１０及びロータ部３０を有している。ロータ部３０は、複数の磁石を有する磁石列３４Ｍを有しており、回転軸１１２に固定されている。磁石列３４Ｍの磁化方向は上下方向である。ステータ部１０は、ロータ部３０の上部に配置されたＡ相コイル列１４Ａと、ロータ部３０の下部に配置されたＢ相コイル列２４Ｂとを有している。
【００５９】
図１４（Ｂ）〜（Ｄ）は、ステータ部１０の第１のコイル列１４Ａと、ロータ部３０と、ステータ部１０の第２のコイル列２４Ｂとを分離して示したものである。この例では、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂは、それぞれ６つのコイルを有しており、磁石列３４Ｍも６つの磁石を有している。但し、コイルや磁石の数は任意の値に設定することが可能である。
【００６０】
図１５（Ａ）は、コイル列１４Ａ，２４Ｂと磁石列３４Ｍの位置関係を示している。Ａ相コイル列１４Ａは支持部材１２Ａに固定されており、Ｂ相コイル列２４Ｂは支持部材２２Ｂに固定されている。Ａ相コイル列１４Ａは、逆方向に励磁される２種類のコイル１４Ａ１，１４Ａ２が一定のピッチＰｃで交互に配置されたものである。図１５（Ａ）の状態では、３つのコイル１４Ａ１は磁化方向（Ｎ極からＳ極に向く方向）が下向きになるように励磁されており、また、他の３つのコイル１４Ａ２は磁化方向が上向きになるように励磁されている。Ｂ相コイル列２４Ｂも、逆方向に励磁される２種類のコイル２４Ｂ１，２４Ｂ２が一定のピッチＰｃで交互に配置されたものである。なお、本明細書では、「コイルピッチＰｃ」は、Ａ相コイル列のコイル同士のピッチ、または、Ｂ相コイル列のコイル同士のピッチとして定義されている。
【００６１】
ロータ部３０の磁石列３４Ｍは、支持部材３２Ｍに固定されている。この磁石列３４Ｍの永久磁石は、磁化方向が磁石列３４Ｍの配列方向（図１５（Ａ）の左右方向）とは垂直な方向に向くようにそれぞれ配置されている。磁石列３４Ｍの磁石は、一定の磁極ピッチＰｍで配置されている。この例では、磁極ピッチＰｍはコイルピッチＰｃに等しく、電気角でπに相当する。なお、電気角の２πは、コイル列に供給されるの駆動信号の位相が２πだけ変化したときに移動する機械的な角度又は距離に対応づけられる。本実施例では、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂの駆動信号の位相が２πだけ変化すると、磁石列３４ＭがコイルピッチＰｃの２倍だけ移動する。
【００６２】
なお、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂは、電気角で互いにπ／２だけ異なる位置に配置されている。Ａ相コイル１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂは、位置が異なるだけであり、他の点は実質的に同じ構成を有している。従って、以下では、コイル列に関する説明の際に特に必要な場合を除いてＡ相コイル列についてのみ説明する。
【００６３】
図１５（Ｂ）は、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂに供給される交流駆動信号の波形の一例を示している。Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂには、二相交流信号がそれぞれ供給される。また、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂの駆動信号の位相はπ／２だけ互いにずれている。図１５（Ａ）の状態は、位相ゼロ（又は２π）の状態に相当する。
【００６４】
図１５（Ａ）に示すように、モータ本体１００は、さらに、Ａ相コイル列１４Ａ用のアナログ磁気センサ１６Ａと、Ｂ相コイル列２４Ｂ用のアナログ磁気センサ２６Ｂとを有している。これらを以下では「Ａ相センサ」、「Ｂ相センサ」と呼ぶ。Ａ相センサ１６ＡはＡ相コイル列１４Ａの２つのコイルの間の中央の位置に配置されており、Ｂ相センサ２６ＢはＢ相コイル列２４Ｂの２つコイルの間の中央の位置に配置されている。本実施例では、これらのセンサ１６Ａ，２６Ｂのアナログ出力を利用して、図１４（Ｂ）に示す交流駆動信号が生成される。これらのセンサ１６Ａ，２６Ｂとしては、例えばホール効果を利用したホールＩＣを採用することができる。
【００６５】
図１６は、磁気センサの出力波形の例を示す説明図である。この例では、Ａ相センサ出力ＳＳＡとＢ相センサ出力ＳＳＢは、いずれも正弦波である。これらのセンサ出力は、Ａ相コイル１４ＡとＢ相コイル２４Ｂの逆起電力とほぼ同じ波形形状を有している。逆起電力の波形は、コイル形状や磁石とコイルとの位置関係にも依存するが、正弦波か、正弦波に近い波形となるのが普通である。
【００６６】
ところで、電動モータは、機械的エネルギと電気的エネルギとを相互に変換するエネルギ変換装置として機能するものである。そして、コイルの逆起電力は、電動モータの機械的エネルギが電気的エネルギに変換されたものである。従って、コイルに印加する電気的エネルギを機械的エネルギに変換する場合（すなわちモータを駆動する場合）には、逆起電力と同じ波形の電圧を印加することによって、最も効率良くモータを駆動することが可能である。なお、以下に説明するように、「逆起電力と同じ波形の電圧」は、逆起電力と逆向きの電流を発生する電圧を意味している。
【００６７】
図１７は、コイルの印加電圧と逆起電力との関係を示す模式図である。ここで、コイルは逆起電力Ｅｃと抵抗とで模擬されている。また、この回路では、印加電圧Ｅ１及びコイルと並列に電圧計Ｖが接続されている。コイルに電圧Ｅ１を印加してモータを駆動すると、印加電圧Ｅ１と逆の電流を流す方向に逆起電力Ｅｃが発生する。モータが回転している状態でスイッチＳＷを開放すると、電圧計Ｖで逆起電力Ｅｃを測定することができる。スイッチＳＷを開放した状態で測定される逆起電力Ｅｃの極性は、スイッチＳＷを閉じた状態で測定される印加電圧Ｅ１と同じ極性である。上述の説明において「逆起電力と同じ波形の電圧を印加する」という文言は、このような電圧計Ｖで測定された逆起電力Ｅｃと同じ極性及び波形を有する電圧を印加することを意味している。
【００６８】
上述したように、モータを駆動する場合には、逆起電力と同じ波形の電圧を印加することによって、最も効率良くモータを駆動することが可能である。なお、正弦波状の逆起電力波形の中位点近傍（電圧０の近傍）ではエネルギ変換効率が比較的低く、反対に、逆起電力波形のピーク近傍ではエネルギ変換効率が比較的高いことが理解できる。逆起電力と同じ波形の電圧を印加してモータを駆動すると、エネルギ変換効率の高い期間において比較的高い電圧を印加することになるので、モータ効率が向上する。一方、例えば単純な矩形波でモータを駆動すると、逆起電力がほぼ０となる位置（中位点）の近傍においてもかなりの電圧が印加されるので、モータ効率が低下する。また、このようにエネルギ変換効率の低い期間において電圧を印加すると、振動や騒音が発生するという問題も生じる。
【００６９】
上述の説明から理解できるように、逆起電力と同じ波形の電圧を印加してモータを駆動すると、モータ効率を向上させることができ、また、振動や騒音を低減することができるという利点がある。
【００７０】
図１８（Ａ），１８（Ｂ）は、Ａ相コイル列１４Ａの２種類のコイル１４Ａ１，１４Ａ２の結線方法を示す図である。図１８（Ａ）の結線方法では、Ａ相コイル列１４Ａに含まれるすべてのコイルが、駆動制御回路６００に対して直列に接続されている。一方、図１８（Ｂ）の結線方法では、一対のコイル１４Ａ１，１４Ａ２で構成される直列接続が、複数組並列に接続されている。このいずれの結線方法の場合にも、２種類のコイル１４Ａ１，１４Ａ２は、常に逆の極性に磁化される。
【００７１】
図１９（Ａ）〜１９（Ｄ）は、本実施例の電動モータの動作を示している。なお、この例では、コイル列１４Ａ，２４Ｂに対して磁石列３４Ｍが時間の経過とともに右に移動する様子が描かれている。これらの図の左右方向は、図１４に示すロータ部３０の回転方向に相当することが理解できる。
【００７２】
図１９（Ａ）は位相が２πの直前のタイミングの状態を示している。なお、コイルと磁石との間に描かれた実線の矢印は吸引力の方向を示しており、破線の矢印は反発力の方向を示している。この状態では、Ａ相コイル列１４Ａは磁石列３４Ｍに対して動作方向（図の右方向）の駆動力を与えておらず、磁石列３４ＭをＡ相コイル列１４Ａに引きつける方向に磁力が働いている。従って、位相が２πのタイミングでは、Ａ相コイル列１４Ａへの印加電圧をゼロにすることが好ましい。一方、Ｂ相コイル列２４Ｂは、磁石列３４Ｍに動作方向の駆動力を与えている。また、Ｂ相コイル列２４Ｂは磁石列３４Ｍに対して吸引力だけで無く反発力も与えているので、Ｂ相コイル列２４Ｂから磁石列３４Ｍに対する上下方向（磁石列３４Ｍの動作方向と垂直な方向）の正味の力はゼロである。従って、位相が２πのタイミングでは、Ｂ相コイル列２４Ｂへの印加電圧をピーク値にすることが好ましい。
【００７３】
図１９（Ｂ）に示されているように、位相が２πのタイミングでＡ相コイル列１４Ａの極性が反転する。図１９（Ｂ）は、位相がπ／４の状態であり、Ａ相コイル列１４Ａの極性が図１９（Ａ）から反転している。この状態では、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂが、磁石列３４Ｍの動作方向に同じ駆動力を与えている。図１９（Ｃ）は、位相がπ／２直前の状態である。この状態は、図１９（Ａ）の状態とは逆に、Ａ相コイル列１４Ａのみが、磁石列３４Ｍに動作方向の駆動力を与えている。位相がπ／２のタイミングではＢ相コイル列２４Ｂの極性が反転し、図１９（Ｄ）に示す極性となる。図１９（Ｄ）は、位相が３π／４の状態である。この状態では、Ａ相コイル列１４ＡとＢ相コイル列２４Ｂが、磁石列３４Ｍの動作方向に同じ駆動力を与えている。
【００７４】
図１９（Ａ）〜１９（Ｄ）から理解できるように、Ａ相コイル列１４Ａの極性は、Ａ相コイル列１４Ａの各コイルが磁石列３４Ｍの各磁石と対向するタイミングで切り換えられる。Ｂ相コイル列も同様である。この結果、すべてのコイルからほとんど常に駆動力を発生させ得るので、大きなトルクを発生することが可能である。
【００７５】
なお、位相がπ〜２πの期間は、図１９（Ａ）〜１９（Ｄ）とほぼ同様なので詳しい説明を省略する。但し、Ａ相コイル列１４Ａの極性は位相がπのタイミングで再び反転し、Ｂ相コイル列２４Ｂの極性は位相が３π／２のタイミングで再び反転する。
【００７６】
上述の説明から理解できるように、本実施例の電動モータは、コイル列１４Ａ，２４Ｂと磁石列３４Ｍとの間の吸引力と反発力を利用することによって、磁石列３４Ｍに対する動作方向の駆動力を得ている。特に、本実施例では、磁石列３４Ｍを挟んだ両側にコイル列１４Ａ，２４Ｂが配置されているので、磁石列３４Ｍの両側の磁束を駆動力の発生に利用することができる。従って、従来の電動モータのように、磁石の片側のみを駆動力の発生に利用する場合に比べて磁束の利用効率が高く、効率が良くトルクの大きなモータを実現することができる。但し、２つのコイル列１４Ａ，２４Ｂの一方を省略することも可能である。
【００７７】
なお、支持部材１２Ａ，２２Ｂ，３２Ｍは、非磁性体材料でそれぞれ形成されていることが好ましい。また、本実施例のモータ本体の各種の部材のうちで、コイルやセンサを含む電気配線と、磁石と、回転軸と、その軸受け部以外の部材は、すべて非磁性で非導電性の材料で形成されていることが好ましい。磁性体製のコアが設けないようにすれば、いわゆるコギングが発生せず、なめらかで安定した動作を実現することができる。また、磁気回路を構成するためのヨークを設けないようにすれば、いわゆる鉄損（渦電流損）が極めて少なく、効率の良いモータを実現することができる。
【００７８】
図２０は、ドライバ回路６４０（図２）の内部構成を示している。Ａ相ドライバ回路２５２は、Ｈ型ブリッジ回路であり、交流駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２に応じてＡ相コイル列１４Ａを駆動する。なお、駆動信号を示すブロックの端子部分に付されている白丸は、負論理であり信号が反転していることを示している。また、符号ＩＡ１，ＩＡ２が付された矢印は、駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２によって流れる電流方向をそれぞれ示している。Ｂ相ドライバ回路２５４の構成もＡ相ドライバ回路２５２の構成と同じであり、交流駆動信号ＤＲＶＢ１，ＤＲＶＢ２によって電流ＩＢ１，ＩＢ２が流れることが示されている。
【００７９】
図２１（Ａ）〜２１（Ｄ）は、センサ出力の波形とＰＷＭ制御部６３０で生成される駆動信号の波形の対応関係を示す説明図である。図中、「Ｈｉｚ」はハイインピーダンス状態を意味している。Ａ相用の駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２はＡ相センサ出力ＳＳＡのアナログ波形をそのまま利用したＰＷＭ制御によって生成される。Ｂ相用の駆動信号ＤＲＶＢ１，ＤＲＶＢ２も同様である。従って、これらの駆動信号を用いて、Ａ相コイルとＢ相コイルに、センサ出力ＳＳＡ，ＳＳＢの変化と対応するレベル変化を示す実効電圧を供給することが可能である。
【００８０】
図２２は、センサ出力のオフセット補正の内容を示す説明図である。図２２（Ａ）は、センサ出力の望ましい出力波形ＳＳidealを示している。図２２（Ｂ）は、望ましいセンサ出力ＳＳidealよりも上側にシフトしたセンサ出力ＳＳupと、下側にシフトしたセンサ出力ＳＳdownの例を示している。このような場合には、シフトしているセンサ出力（例えばＳＳup）に上下オフセットＰoffset1を加えることによって、望ましいセンサ出力ＳＳidealに近い波形に補正することができる。この補正は、例えば、出力波形の中位点（出力レベルの中央値を取る位置）が、センサの出力電圧レンジ（ＧＮＤ〜ＶＤＤ）の中央値ＶＤＤ／２から、所定の許容範囲内に収まるように実行される。
【００８１】
図２２（Ｃ）は、望ましいセンサ出力ＳＳidealよりも右側にシフトしたセンサ出力波形ＳＳrigntと、左側にシフトしたセンサ出力ＳＳleftの例を示している。このような場合には、シフトしているセンサ出力（例えばＳＳright）に左右オフセットＰoffset2を加えることによって、望ましいセンサ出力ＳＳidealに近い波形に補正することができる。この補正は、出力波形の中位点（出力レベルの中央値を取る位置）の位相が、センサの出力電圧レンジ（ＧＮＤ〜ＶＤＤ）が中央値ＶＤＤ／２を取る位置の位相から、所定の許容範囲内に収まるように実行される。なお、センサ出力が左右方向にオフセットしているか否かは、モータのロータ部を所定の規定位置（出力波形の中位点となるべき位置）に停止させて、センサ出力がセンサの出力電圧レンジの中央値ＶＤＤ／２となっているか否かを調べることによって判定することができる。
【００８２】
このように、オフセットとしては上下オフセットＰoffset1と左右オフセットＰoffset2との両方を補正可能である。但し、これらの２つのオフセットのうちの一方のみを補正するようにしても実用上は十分な場合が多い。そこで、後述する手順では、２種類のオフセットのうちで上下オフセットＰoffset1のみを補正する場合を説明する。
【００８３】
図２３は、センサ出力のゲイン補正の内容を示す説明図である。図２３（Ａ）は、センサ出力の望ましい出力波形ＳＳidealを示しており、これは図２２（Ａ）と同じものである。図２３（Ｂ）は、望ましいセンサ出力ＳＳidealよりもピークの小さなセンサ出力波形ＳＳsmallの例を示している。この場合には、センサ出力ＳＳsmallに１よりも大きなゲインＰgainを乗じることによって、望ましいセンサ出力ＳＳidealに近い波形に補正することができる。より具体的に言えば、このゲイン補正は、補正後のセンサ出力のピーク値が、所定の許容範囲に収まるように実行される。図２３（Ｃ）は、望ましいセンサ出力ＳＳidealよりもピークの大きなセンサ出力波形ＳＳlargeの例を示している。なお、この出力波形ＳＳlargeでは、電圧範囲の最大値ＶＤＤ（電源電圧）を超えるところはＶＤＤに止まるので、一点鎖線で示すようにピーク部分が扁平になった波形が観察される。この場合には、センサ出力ＳＳlargeに１よりも小さなゲインＰgainを乗じることによって、望ましいセンサ出力ＳＳidealに近い波形に補正することができる。
【００８４】
図２４は、オフセット補正の詳細手順を示すフローチャートである。なお、以下ではＡ相センサのオフセット補正を説明するが、Ｂ相センサについても同じ補正が行われる。なお、１つの磁気センサについてオフセット補正が行われる際には、システム制御部３００によって、補正対象となるモータ及び磁気センサが最初に指定され、指定された磁気センサに関して補正処理が開始される。
【００８５】
ステップＳ２１０では、ロータ部３０（図１４）を回転させて、磁石のＳ極とＮ極との境界位置で磁気センサ１６Ａを停止させる。この操作は、例えば、モータ本体の蓋を開けて手動で行うことができる。ステップＳ２２０では、オフセットＰoffsetの初期値をシステム制御部３００からモータ１００に送信し、モータ１００内の記憶部６６０（図２）内に記憶させる。記憶部６６０内に記憶されたオフセットＰoffsetは、オフセット補正回路６１４に設定される。なお、オフセットＰoffsetの初期値としては、任意の値を使用することができる。但し、オフセット補正によってオフセットＰoffsetを増加したり減少したりできるように、その初期値を０でない正の値に設定しておくことが好ましい。
【００８６】
ステップＳ２３０では、磁気センサ１６Ａが出力する出力信号ＳＳＡの電圧Ｅbcを測定する。ステップＳ２４０では、測定された電圧Ｅbcが許容範囲の最小値Ｅ１min（図２２（Ｂ）参照）以上であるか否かが判定される。電圧Ｅbcが許容範囲の最小値Ｅ１minよりも小さい場合には電圧Ｅbcが許容範囲外にあるので、ステップＳ２５０に移行して、オフセット値Ｐoffsetを１つ加算し、ステップＳ２８０で磁気センサ１６Ａにオフセット値Ｐoffsetを書き込む。一方、ステップＳ２４０において電圧Ｅbcが許容範囲の最小値Ｅ１min以上の場合には、ステップＳ２６０において、電圧Ｅbcが許容範囲の最大値Ｅ１max以下であるか否かがさらに判定される。電圧Ｅbcが許容範囲の最大値Ｅ１maxよりも大きい場合には電圧Ｅbcが許容範囲外にあるので、ステップＳ２７０に移行して、オフセット値Ｐoffsetを１つ減算し、ステップＳ２８０で記憶部６６０にオフセット値Ｐoffsetを書き込む。一方、ステップＳ２６０において電圧Ｅbcが許容範囲の最大値Ｅ１max以下である場合には、電圧Ｅbcが許容範囲内に収まっているので、図２４の処理を終了する。
【００８７】
図２５は、ゲイン補正の詳細手順を示すフローチャートである。ゲイン補正についても、Ａ相センサの補正のみを説明する。なお、１つの磁気センサについてゲイン補正が行われる際には、システム制御部３００によって、補正対象となるモータ及び磁気センサが最初に指定され、指定された磁気センサの補正処理が開始される。
【００８８】
ステップＳ３１０では、ロータ部３０（図１４）を回転させて、磁石のＳ極又はＮ極と正対する位置で磁気センサ１６Ａを停止させる。この位置は、磁気センサ１６Ａの磁束密度が最大となる位置である。この操作は、例えばモータ本体の蓋を開けて手動で行うことができる。ステップＳ３２０では、ゲインＰgainの初期値をシステム制御部３００からモータ１００に送信し、モータ１００内の記憶部６６０（図２）内に記憶させる。記憶部６６０内に記憶されたゲインＰgainは、ゲイン補正回路６１６に設定される。なお、ゲインＰgainの初期値としては、任意の値を使用することができるが、０でない正の値に設定しておくことが好ましい。
【００８９】
ステップＳ３３０では、磁気センサ１６Ａの出力信号ＳＳＡの電圧Ｅbmを測定する。ステップＳ３４０では、測定された電圧Ｅbmが許容範囲の最小値Ｅ２min（図２３（Ｂ）参照）以上であるか否かが判定される。電圧Ｅbmが許容範囲の最小値Ｅ２minよりも小さい場合には電圧Ｅbmが許容範囲外にあるので、ステップＳ３５０に移行して、ゲイン値Ｐgainを１つ加算し、ステップＳ３８０で磁気センサ１６Ａにゲイン値Ｐgainを書き込む。一方、ステップＳ３４０において電圧Ｅbmが許容範囲の最小値Ｅ２min以上の場合には、ステップＳ３６０において、電圧Ｅbmが許容範囲の最大値Ｅ２max以下であるか否かがさらに判定される。電圧Ｅbmが許容範囲の最大値Ｅ２maxよりも大きい場合には電圧Ｅbmが許容範囲外にあるので、ステップＳ３７０に移行して、ゲイン値Ｐgainを１つ減算し、ステップＳ３８０で記憶部６６０にゲイン値Ｐgainを書き込む。一方、ステップＳ３６０において電圧Ｅbmが許容範囲の最大値Ｅ２max以下である場合には、電圧Ｅbmが許容範囲内に収まっているので、図２５の処理を終了する。
【００９０】
なお、ゲイン補正時の許容範囲の最大値Ｅ２maxとしては、センサ出力が取りうる最大値（すなわち電源電圧ＶＤＤ）よりも若干小さい値が好ましい。この理由は、センサ出力の電圧は電源電圧ＶＤＤよりも大きく成り得ないので、許容範囲の最大値Ｅ２maxを電源電圧ＶＤＤに設定すると、補正前のセンサ出力ＳＳＡのピークが、図２３（Ｃ）に一点鎖線で示すようにつぶれているか否かを判定できない可能性があるからである。
【００９１】
以上のように、本実施例の電動モータでは、磁気センサ１６Ａ，２６Ｂのそれぞれについて、出力波形のオフセット補正とゲイン補正をそれぞれ行うことが可能である。また、駆動制御回路６００は、これらのセンサのアナログ出力の連続的変化を利用して駆動信号を生成している。従って、磁気センサ１６Ａ，２６Ｂの出力を所定の波形形状に補正することによって、高効率で振動や騒音の少ないモータを実現することが可能である。
【００９２】
D．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９３】
D１．変形例１：
上述した実施例では、モータの個別制御と、複数モータの同時制御とが可能な駆動システムを説明したが、本発明は、個別制御と同時制御の少なくとも一方を実行可能な駆動システムとして実現可能である。
【００９４】
D２．変形例２：
上記実施例では、同時制御を開始する前に、各モータに同時制御のシーケンスを設定することとしていたが、これ以外の方法で同時制御を実行するものとしてもよい。例えば、共通コマンドを用いて同一の動作パラメータを複数のモータに同時に送信することによって、同時制御を実行するようにしてもよい。この構成によれば、複数のモータに同じ動作を同時に実行させることができる。
【００９５】
また、複数モータの同時制御を行う場合には、駆動システムに含まれる全てのモータを同時に制御する必要はなく、その中から選択された特定の複数のモータのみを同時に制御するようにしてもよい。この構成では、特定の複数のモータのみを同時に制御して動作させるとともに、他のモータにはそれぞれの動作を継続させることができる。従って、システム全体として、より複雑な駆動を実現することが可能である。
【００９６】
D３．変形例３：
上記実施例では、センサ出力波形の補正としてゲイン補正とオフセット補正の両方を実行するものとしたが、これらの一方のみを補正するようにしてもよい。また、これらの以外の種類の補正を利用してセンサ出力波形を所望の波形形状に補正するようにしてもよい。なお、上記実施例ではセンサ出力や逆起電力の波形が正弦波であるものとしたが、これらの波形が正弦波と若干異なる場合も本発明を適用可能である。
【００９７】
また、本発明の駆動システム用の電動モータとしては、センサ出力のオフセット補正やゲイン補正を行わないモータも利用可能である。
【００９８】
D４．変形例４：
上記実施例ではアナログ磁気センサを利用していたが、アナログ磁気センサの代わりに、多値のアナログ的出力を有するデジタル磁気センサを使用してもよい。アナログ磁気センサも多値出力を有するデジタル磁気センサも、アナログ的変化を示す出力信号を有する点で共通している。なお、本明細書において、「アナログ的変化を示す出力信号」とは、オン／オフの２値出力ではなく、３値以上の多数レベルを有するデジタル出力信号と、アナログ出力信号との両方を包含する広い意味で使用されている。
【００９９】
D５．変形例５：
ＰＷＭ制御部としては、種々の回路構成を採用することが可能である。例えば、センサ出力と基準三角波とを比較することによってＰＷＭ制御を行う回路を利用してもよい。この場合には、ＰＷＭ制御時において、望ましい印加電圧に応じてセンサ出力のゲインが調整されるが、このゲイン調整は、図２３で説明したゲイン補正とは異なるものである。換言すれば、図２３で説明したゲイン補正は、望ましい印加電圧のレベルに拘わらず、センサ出力を所望の波形に整形するための補正である。
【０１００】
D６．変形例６：
上記実施例では、６極２相のブラシレスＤＣモータを説明したが、本発明はこれ以外の種々の電動モータに適用可能である。例えば、極数と相数としては、それぞれ任意の整数を採用することができる。また、駆動システムを構成する複数の電動モータとしては、異なる種類のモータを利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施例における駆動システムの構成を示すブロック図である。
【図２】個々の電動モータに設けられている駆動制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】モータの個別制御の手順を示すフローチャートである。
【図４】コマンド受領時における個々のモータ内における制御手順を示すフローチャートである。
【図５】個別制御モードにおける通信シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図６】複数のモータの同時制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】ステップＳ１００の詳細手順を示すフローチャートである。
【図８】同時制御シーケンスの例を示す説明図である。
【図９】同時制御モードにおける通信シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図１０】同時制御コマンド受領時のモータ内の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】駆動制御回路の他の構成を示すブロック図である。
【図１２】駆動システムの他の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示した駆動システムの電動モータ用の駆動制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】実施例における電動モータのモータ本体の構成を示す断面図である。
【図１５】実施例におけるコイル列と磁石列の位置関係を示す説明図である。
【図１６】磁気センサの出力波形を示す説明図である。
【図１７】コイルの印加電圧と逆起電力との関係を示す模式図である。
【図１８】コイルの結線方法を示す説明図である。
【図１９】実施例における電動モータの動作原理を示す説明図である。
【図２０】ドライバ回路の内部構成を示す図である。
【図２１】センサ出力波形と駆動信号波形の対応関係を示す説明図である。
【図２２】センサ出力のオフセット補正の内容を示す説明図である。
【図２３】センサ出力のゲイン補正の内容を示す説明図である。
【図２４】オフセット補正の詳細手順を示すフローチャートである。
【図２５】ゲイン補正の詳細手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…ステータ部
１２Ａ…支持部材
１４Ａ…Ａ相コイル列
１６Ａ…アナログ磁気センサ
２２Ｂ…支持部材
２４Ｂ…Ｂ相コイル列
２６Ｂ…アナログ磁気センサ
３０…ロータ部
３２Ｍ…支持部材
３４Ｍ…磁石列
１００…電動モータ
１１２…回転軸
２００…駆動電源部
２５２…Ａ相ドライバ回路
２５４…Ｂ相ドライバ回路
３００…システム制御部
３１０…電力線モデム
３２０…ＣＰＵ
３３０…Ｉ／Ｏインタフェース
６００…駆動制御回路
６１０，６２０…増幅器
６１２，６２２…ＡＤ変換部
６１４，６２４…オフセット補正回路
６１６，６２６…ゲイン補正回路
６３０…ＰＷＭ制御部
６３０ａ…プリアンプ部
６３１…回転数制御部
６３２…トルク制御部
６３２…回転方向制御部
６４０…ドライバ回路
６４０ａ…アンプ部
６５０…回路電源部
６６０…記憶部
６７０…通信部
６７２…電力線モデム
６８０…ＩＤコード記録部
６８２…ディップスイッチ
【図１】
2008022638.tif 000003
【図２】
2008022638.tif 000004
【図３】
2008022638.tif 000005
【図４】
2008022638.tif 000006
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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