(57)【要約】【課題】簡素な位置検出器を用いて正確な推定電気角を作成し、推定電気角にもとづいて低振動・低騒音に回転駆動するモータを提供する。【解決手段】ロータ１０の回転に同期する位置パルス信号Ｆｇのタイミング間隔Ｔ１によりステップ値Ｐｐを作成する。コイルに生じる逆起電力に応動した電圧パルス信号Ｆｖと位置パルス信号Ｆｇの時間間隔Ｔｘを計測し、時間間隔Ｔｘに応動した位相補正値Ｐｘを作成する。ステップ値Ｐｐと位相補正値Ｐｘを用いて所定の時間毎に推定電気角Ｐを更新する。推定電気角に応動した駆動指令信号を作成し、駆動指令信号に応動して正弦波状の駆動電流をコイルに供給する。【選択図】　図１
2004104880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
３相のコイルと、
３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタを含み、前記３相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタの通電を制御する制御手段と、
を具備したモータであって、
前記制御手段は、前記ロータの回転に同期して変化する少なくとも１個の位置信号を得る位置検出手段と、
前記位置検出手段の前記位置信号に応動して推定電気角を作成し、前記推定電気角を用いて複数個の駆動指令信号を作成する駆動指令手段と、を含んで構成され、
前記駆動指令手段は、前記位置検出手段の前記位置信号のタイミング間隔Ｔ１に応動したステップ値Ｐｐを作成するステップ値作成手段と、
前記３相のコイルの逆起電力のうちの少なくとも１個に応動したパルス信号と前記位置信号との時間間隔Ｔｘを少なくとも１回計測し、前記時間間隔Ｔｘに応動した位相補正値Ｐｘを作成する位相検出手段と、
前記ステップ値Ｐｐと前記位相補正値Ｐｘを用いて前記推定電気角を所定の時間毎に更新する電気角推定手段と、
前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する指令作成手段と、を含んで構成され、
前記制御手段は、前記駆動指令信号に応動して３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタのうちで少なくとも１個の駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させる構成にされた、
モータ。
【請求項２】
前記電気角推定手段は、前記推定電気角を所定の時間毎に前記ステップ値Ｐｐだけ変更する変更手段を含んで構成された、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記電気角推定手段は、前記位置信号の発生に応動して前記推定電気角を前記位相補正値Ｐｘに修正する修正手段を含んで構成された、請求項１または請求項２のいずれかに記載のモータ。
【請求項４】
前記位相検出手段は、前記位相補正値を不揮発性メモリに記憶させる構成にされた、請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ。
【請求項５】
ロータと、
３相のコイルと、
３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタを含み、前記３相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタの通電を制御する制御手段と、
を具備したモータであって、
前記制御手段は、前記ロータの回転に同期して変化する少なくとも１個の位置信号を得る位置検出手段と、
前記位置検出手段の前記位置信号に応動して推定電気角を作成し、前記推定電気角を用いて複数個の駆動指令信号を作成する駆動指令手段と、を含んで構成され、
前記駆動指令手段は、通電開始信号に応動して前記ロータを起動回転させる起動動作手段と、前記ロータの起動回転後に前記位置信号の時間間隔に応動して前記推定電気角を推定する回転動作手段と、を含んで構成され、
前記起動動作手段は、前記通電開始信号の発生時点近傍における前記位置信号のレベルに応動して電気角推定手段の前記推定電気角を設定する初期設定手段と、前記推定電気角を所定時間毎に正回転方向に順次変更する電気角変更手段と、前記位置信号の正極性のレベル変化と負極性のレベル変化のうちで一方または両方に応動して前記推定電気角を修正する電気角修正手段と、前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する起動指令作成手段と、を含んで構成され、
前記回転動作手段は、前記位置検出手段の前記位置信号のタイミング間隔Ｔ１に応動したステップ値Ｐｐを作成するステップ値推定手段と、
前記３相のコイルの逆起電力のうちの少なくとも１個に応動したパルス信号と前記位置信号との時間間隔Ｔｘを少なくとも１回計測し、前記時間間隔Ｔｘに応動した位相補正値Ｐｘを作成する位相検出手段と、
前記ステップ値Ｐｐと前記位相補正値Ｐｘを用いて前記推定電気角を所定の時間毎に更新する電気角推定手段と、
前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する回転指令作成手段と、を含んで構成され、
前記制御手段は、前記駆動指令信号に応動して３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタのうちで少なくとも１個の駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させる構成にされた、
モータ。
【請求項６】
前記電気角修正手段は、前記位置信号の正極性のレベル変化に応動して前記推定電気角を第１の修正電気角に修正し、前記位置信号の負極性のレベル変化に応動して前記推定電気角を第２の修正電気角に修正する修正手段を含んで構成された、請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記初期設定手段は、前記位置信号の正極性レベルに応動して前記推定電気角を第１の初期設定電気角に設定し、前記位置信号の負極性レベルに応動して前記推定電気角を第２の初期設定電気角に設定する設定手段を含んで構成された、請求項５または請求項６のいずれかに記載のモータ。
【請求項８】
ロータと、
３相のコイルと、
３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタを含み、前記３相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタの通電を制御する制御手段と、
を具備したモータであって、
前記制御手段は、前記ロータの回転に同期して変化する少なくとも１個の位置信号を得る位置検出手段と、
前記位置検出手段の前記位置信号に応動して推定電気角を作成し、前記推定電気角を用いて複数個の駆動指令信号を作成する駆動指令手段と、を含んで構成され、
前記駆動指令手段は、通電開始信号に応動して前記ロータを起動回転させる起動動作手段と、前記ロータの起動回転後に前記位置信号の時間間隔に応動して前記推定電気角を推定する回転動作手段と、を含んで構成され、
前記起動動作手段は、前記通電開始信号の発生時点近傍における前記位置信号のレベルに応動して電気角推定手段の前記推定電気角を設定する初期設定手段と、前記推定電気角を所定時間毎に正回転方向に順次変更する電気角変更手段と、前記位置信号の正極性のレベル変化と負極性のレベル変化のうちで一方または両方に応動して前記推定電気角を修正する電気角修正手段と、前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する起動指令作成手段と、を含んで構成され、
前記回転動作手段は、前記位置検出手段の前記位置信号のタイミング間隔Ｔ１に応動したステップ値Ｐｐを作成するステップ値推定手段と、
前記ステップ値Ｐｐを用いて前記推定電気角を所定の時間毎に更新する電気角推定手段と、
前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する回転指令作成手段と、を含んで構成され、
前記制御手段は、前記駆動指令信号に応動して３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタのうちで少なくとも１個の駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させる構成にされた、
モータ。
【請求項９】
ロータと、
３相のコイルと、
３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタを含み、前記３相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタの通電を制御する制御手段と、
を具備したモータであって、
前記制御手段は、前記ロータの回転に同期して変化する少なくとも１個の位置信号を得る位置検出手段と、
前記位置検出手段の前記位置信号に応動して推定電気角を作成し、前記推定電気角を用いて複数個の駆動指令信号を作成する駆動指令手段と、を含んで構成され、
前記駆動指令手段は、通電開始信号に応動して前記ロータを起動回転させる起動動作手段を含んで構成され、
前記起動動作手段は、前記通電開始信号の発生時点近傍における前記位置信号のレベルに応動して電気角推定手段の前記推定電気角を設定する初期設定手段と、前記推定電気角を所定時間毎に正回転方向に順次変更する電気角変更手段と、前記位置信号の正極性のレベル変化と負極性のレベル変化のうちで一方または両方に応動して前記推定電気角を修正する電気角修正手段と、前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する起動指令作成手段と、を含んで構成され、
前記制御手段は、前記駆動指令信号に応動して３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタのうちで少なくとも１個の駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させる構成にされた、
モータ。
【請求項１０】
前記電気角修正手段は、前記位置信号の正極性のレベル変化に応動して前記推定電気角を第１の修正電気角に修正し、前記位置信号の負極性のレベル変化に応動して前記推定電気角を第２の修正電気角に修正する修正手段を含んで構成された、請求項８または請求項９のいずれかに記載のモータ。
【請求項１１】
前記初期設定手段は、前記位置信号の正極性レベルに応動して前記推定電気角を第１の初期設定電気角に設定し、前記位置信号の負極性レベルに応動して前記推定電気角を第２の初期設定電気角に設定する設定手段を含んで構成された、請求項８から請求項１０のいずれかに記載のモータ。
【請求項１２】
ロータと、
３相のコイルと、
前記３相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の通電を制御する駆動指令信号を作成する制御手段と、
を具備したモータであって、
前記制御手段は、前記ロータの回転に同期して変化する少なくとも１個の位置信号を得る位置検出手段と、
前記位置検出手段の前記位置信号に応動して推定電気角を作成し、前記推定電気角を用いて複数個の駆動指令信号を作成する駆動指令手段と、を含んで構成され、
前記駆動指令手段は、前記位置検出手段の前記位置信号のタイミング間隔Ｔ１に応動したステップ値Ｐｐを作成するステップ値作成手段と、
前記３相のコイルの逆起電力のうちの少なくとも１個に応動したパルス信号と前記位置信号との時間間隔Ｔｘを少なくとも１回計測し、前記時間間隔Ｔｘに応動した位相補正値Ｐｘを作成する位相検出手段と、
前記ステップ値Ｐｐと前記位相補正値Ｐｘを用いて前記推定電気角を所定の時間毎に更新する電気角推定手段と、
前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する指令作成手段と、を含んで構成された、
モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個のトランジスタによって複数相のコイルへの通電を行うモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ロータの回転位置を検出してコイルへの電流を切り換えて、所定方向への回転駆動を行うモータが多く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１７に、特許文献１に開示された従来例のモータの構成を示す。ロータ磁石５０１と同軸上に設けられた光学ロータリーエンコーダからなる位置検出器５０２は、発光ダイオード５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃとフォトトランジスタ５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃによる３組のフォトカップラーの間に光学スリット５０５を設けられ、ロータ磁石５０１の回転に伴って光学スリット５０５の位置が変化し、フォトトランジスタ５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃの出力を変化させる。フォトトランジスタ５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃの出力電流は抵抗５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃによって３相の検出電圧に変換される。コンパレータ５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃはそれぞれの検出電圧と基準電圧源５０８の基準電圧を比較し、３相のディジタル信号を作り出す。コンパレータ５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃの出力ディジタル信号は、それぞれ増幅器５１１ａ，５１１ｂ，５１１ｃによって電力増幅され、３相のコイル５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃに加えられる。
【０００４】
ロータ磁石５０１の回転に伴って光学スリット５０５の位置が変化し、コンパレータ５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃの出力ディジタル信号が変化する。その結果、コイル５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃに加えられる駆動電圧が切り替わり、所定方向へのトルクを持続的に発生する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１９１８４号公報（第３〜４頁、第２３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の構成では下記のような問題点があった。
【０００７】
従来の構成では、ロータの回転位置を検出する比較的簡単な位置検出器を用いているために、コイルへの電力供給が矩形波電圧によってなされている。その結果、コイルのインダクタンスによる電流歪みが生じ、駆動トルクの変動が大きかった。また、ディジタル的な電圧切換による電流歪みは、モータ振動や騒音の原因になり、大きな問題となっていた。
【０００８】
位置検出器に使用している光学ロータリーエンコーダは、３組の発光ダイオード・フォトトランジスタと光学スリットを用いているために、部品点数及び配線数が多く、製造が著しく煩雑であった。また、ロータ磁石やコイルの近傍に配置される位置検出用の部品は、温度が高く、塵埃の多い劣悪な環境で用いられるために、部品数は極力少ないことが好ましい。
【０００９】
また、特許文献１の第１図には、簡素な位置検出器を用いて正弦波状の駆動電流を供給するモータが記載されている。特許文献１のモータでは、１個の位置センサからのパルス信号に基づいて正弦波状の信号を作成しているが、位置センサの取付バラツキによって駆動位相のバラツキを生じていた。駆動位相のバラツキは、電流値の増加や発生駆動力の脈動の原因になり、好ましくない。このような問題は、３個の位置センサを用いたモータにおいても程度の差はあるが生じるものであり、位置センサの取付バラツキにより駆動位相のばらつきが生じ、電流値の増加や発生駆動力の脈動の原因になっていた。
【００１０】
また、１個の位置センサを用いるモータでは、モータ停止時の初期の位置が正確にわからないために、特許文献１のモータはロータの起動加速が円滑にできないという難点もある。
【００１１】
本発明は、上記の各種の問題点を個別または同時に解決したモータを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のモータは、
ロータと、
３相のコイルと、
３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタを含み、前記３相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタの通電を制御する制御手段と、
を具備したモータであって、
前記制御手段は、前記ロータの回転に同期して変化する少なくとも１個の位置信号を得る位置検出手段と、
前記位置検出手段の前記位置信号に応動して推定電気角を作成し、前記推定電気角を用いて複数個の駆動指令信号を作成する駆動指令手段と、を含んで構成され、
前記駆動指令手段は、前記位置検出手段の前記位置信号のタイミング間隔Ｔ１に応動したステップ値Ｐｐを作成するステップ値作成手段と、
前記３相のコイルの逆起電力のうちの少なくとも１個に応動したパルス信号と前記位置信号との時間間隔Ｔｘを少なくとも１回計測し、前記時間間隔Ｔｘに応動した位相補正値Ｐｘを作成する位相検出手段と、
前記ステップ値Ｐｐと前記位相補正値Ｐｘを用いて前記推定電気角を所定の時間毎に更新する電気角推定手段と、
前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する指令作成手段と、を含んで構成され、
前記制御手段は、前記駆動指令信号に応動して３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタのうちで少なくとも１個の駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させる構成にしたものである。
【００１３】
この構成によって、位置信号にもとづいてロータの回転位置に対応した推定電気角を逐次推定し、この推定電気角を用いた駆動指令信号の作成を行って、推定電気角に対応した３相の駆動電流を３相のコイルに供給できる。ステップ値作成手段は、位置信号のタイミング間隔Ｔ１に応動したステップ値Ｐｐを作成する。位相検出手段は、３相のコイルの逆起電力のうちの少なくとも１個に応動したパルス信号と位置信号との時間間隔Ｔｘを計測し、時間間隔Ｔｘに応動した位相補正値Ｐｘを作成する。電気角推定手段は、ステップ値Ｐｐと位相補正値Ｐｘを用いて推定電気角を所定の時間毎に更新する。これにより、位置センサの取付バラツキなどによる位置信号のズレが生じていても、位相補正値Ｐｘによって推定電気角を正確な位相に補正できる。従って、正確な推定電気角にもとづいて駆動指令信号を作成でき、ロータの回転位置に対応した正確な駆動位相の３相の駆動電流を３相のコイルに供給できる。従って、駆動トルクの低下を防止できる。また、正確な推定電気角にもとづいて正弦波状の駆動指令信号を作成し、駆動指令信号に応動した正弦波状の駆動電流をコイルに供給することができる。その結果、トルク変動の少ない均一な駆動トルクを得て、モータは滑らかに回転駆動され、モータ振動や騒音も大幅に小さくなる。また、１個の位置信号にもとづいて構成することも可能であり、部品点数の少ない、簡素な位置検出手段を採用できる。なお、本発明に記載の電気角の３６０度は、界磁部の２極分に相当している。
【００１４】
また、本発明の別の観点のモータは、
ロータと、
３相のコイルと、
３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタを含み、前記３相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタの通電を制御する制御手段と、
を具備したモータであって、
前記制御手段は、前記ロータの回転に同期して変化する少なくとも１個の位置信号を得る位置検出手段と、
前記位置検出手段の前記位置信号に応動して推定電気角を作成し、前記推定電気角を用いて複数個の駆動指令信号を作成する駆動指令手段と、を含んで構成され、
前記駆動指令手段は、通電開始信号に応動して前記ロータを起動回転させる起動動作手段と、前記ロータの起動回転後に前記位置信号の時間間隔に応動して前記推定電気角を推定する回転動作手段と、を含んで構成され、
前記起動動作手段は、前記通電開始信号の発生時点近傍における前記位置信号のレベルに応動して電気角推定手段の前記推定電気角を設定する初期設定手段と、前記推定電気角を所定時間毎に正回転方向に順次変更する電気角変更手段と、前記位置信号の正極性のレベル変化と負極性のレベル変化のうちで一方または両方に応動して前記推定電気角を修正する電気角修正手段と、前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する起動指令作成手段と、を含んで構成され、
前記回転動作手段は、前記位置検出手段の前記位置信号のタイミング間隔Ｔ１に応動したステップ値Ｐｐを作成するステップ値推定手段と、
前記３相のコイルの逆起電力のうちの少なくとも１個に応動したパルス信号と前記位置信号との時間間隔Ｔｘを少なくとも１回計測し、前記時間間隔Ｔｘに応動した位相補正値Ｐｘを作成する位相検出手段と、
前記ステップ値Ｐｐと前記位相補正値Ｐｘを用いて前記推定電気角を所定の時間毎に更新する電気角推定手段と、
前記推定電気角に応動した前記駆動指令信号を作成する回転指令作成手段と、を含んで構成され、
前記制御手段は、前記駆動指令信号に応動して３個の前記上側駆動トランジスタと３個の前記下側駆動トランジスタのうちで少なくとも１個の駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させる構成にしたものである。
【００１５】
この構成によって、起動動作手段は位置信号にもとづいて３相のコイルへの正確な通電制御を行い、ロータを安定に起動回転できる。従って、たとえば、１個の位置センサの出力信号のみを用いて、３相のコイルに３相の駆動電流を供給し、ロータを安定に所定方向に回転駆動するモータを実現できる。ここで、位置信号のレベル変化には正極性のレベル変化と負極性のレベル変化がある。正極性のレベル変化とは、位置信号の値が実質的に第１の所定値以下から第１の所定値以上になることを意味する。負極性のレベル変化とは、位置信号の値が実質的に第２の所定値以上から第２の所定値以下になることを意味する。第１の所定値と第２の所定値は、相違していても良いし、一致していても良い。
【００１６】
また、３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタを含んだ電力供給手段を用いて、推定電気角に対応して作成された複数個の駆動指令信号に応動して上側駆動トランジスタや下側駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させ、たとえば、正弦波状の３相の駆動電流を３相のコイルに供給するようにしている。これにより、騒音・振動を大幅に低減できる。
【００１７】
また、回転動作手段は、位置信号にもとづいてロータの回転位置に対応した推定電気角を逐次推定し、この推定電気角を用いた駆動指令信号の作成を行って、推定電気角に対応した３相の駆動電流を３相のコイルに供給できる。ステップ値作成手段は、位置信号のタイミング間隔Ｔ１に応動したステップ値Ｐｐを作成する。位相検出手段は、３相のコイルの逆起電力のうちの少なくとも１個に応動したパルス信号と位置信号との時間間隔Ｔｘを計測し、時間間隔Ｔｘに応動した位相補正値Ｐｘを作成する。電気角推定手段は、ステップ値Ｐｐと位相補正値Ｐｘを用いて推定電気角を所定の時間毎に更新する。これにより、位置センサの取付バラツキなどによる位置信号のズレが生じていても、位相補正値Ｐｘによって推定電気角を正確な位相に補正できる。従って、正確な推定電気角にもとづいて駆動指令信号を作成でき、ロータの回転位置に対応した正確な駆動位相の３相の駆動電流を３相のコイルに供給できる。従って、駆動トルクの低下を防止できる。また、正確な推定電気角にもとづいて正弦波状の駆動指令信号を作成し、駆動指令信号に応動した正弦波状の駆動電流をコイルに供給することができる。その結果、トルク変動の少ない均一な駆動トルクを得て、モータは滑らかに回転駆動され、モータ振動や騒音も大幅に小さくなる。また、１個の位置信号にもとづいて構成することも可能であり、部品点数の少ない、簡素な位置検出手段を採用できる。
【００１８】
これらおよびその他の構成や動作については、実施の形態の説明において詳細に説明する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
《実施の形態》
図１から図１２に本発明の実施の形態のモータを示す。図２に実施の形態のモータ構造を示す。ロータ１０は、等角度間隔（９０度）もしくは略等角度間隔に４極の界磁磁極（Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ）の磁束を発生する永久磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを有し、外周面側に強磁性体の外側ヨーク１３が固着され、内側磁路を形成する強磁性体の内側ヨーク１１と一緒に回転軸に固着されている。外側ヨーク１３は、永久磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの磁極面を覆う位置に磁束磁路を形成するヨークブロック１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを有し、この４つのヨークブロックの機械的な連結部分は径方向の厚さが非常に薄く、磁気飽和が生じて磁気的には分離している。すなわち、ヨークブロックの連結部分を直接通る磁束は非常に少なく無視できる。これにより、ロータ１０は永久磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの発生磁束を用いて４極の界磁磁極を有する界磁部を形成している。
【００２１】
ステータ鉄心１４は、１２個の突極を等角度間隔（３０度）もしくは略等角度間隔に設けられ、３個の突極を巻回するように各部分コイルＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が位相をずらせて巻装されている。部分コイルＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は電流方向が順次逆になるように直列接続され、第１相のコイル２０Ａを形成している。同様に、部分コイルＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は電流方向が順次逆になるように直列接続され、第２相のコイル２０Ｂを形成している。さらに、部分コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は電流方向が順次逆になるように直列接続され、第３相のコイル２０Ｃを形成している。３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃはスター結線に接続され、共通接続された端子は中点端子になり、他方の３個の電力供給端子に電力供給部２３から電圧、電流が供給される。
【００２２】
ロータ１０の界磁部の発生磁束はヨークブロック１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを通ってステータ鉄心１４の各突極に流入し、各部分コイルと鎖交する。第１相のコイルと第２相のコイルと第３相のコイルの間にはそれぞれ電気角で１２０度の位相差がある。なお、本実施の形態では、機械角度１８０度（２磁極分の機械角度）が電気角の３６０度に相当する。
【００２３】
ステータ鉄心１４の一部に位置センサ１７が配置され、ロータに取り付けられた永久磁石１２の発生磁束を検知し、その磁束密度に応じた電気信号を発生する。位置センサ１７には、たとえば、ホール素子や磁気バイアスされた磁気抵抗素子や過飽和リアクトルなどが使用される。
【００２４】
図１に実施の形態のモータの回路構成を示す。図１のモータは、前述の３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと電力供給部２３と電圧供給器２５と位置検出器４１と電圧検出器４２と指令器４３と演算器５１とタイマー器５２と駆動器６１を含んで構成されている。
【００２５】
電力供給部２３は、３個の上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと３個の上側パワーダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃと３個の下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃと３個の下側パワーダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃを含んで構成されている。ここでは、駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃにＭＯＳ形のトランジスタを使用しているが、ＩＧＢＴトランジスタやバイポーラトランジスタであっても良い。各上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、電圧供給器２５の正極端子側から３相のコイルの一つの電力供給端子への電流路を形成している。各下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、電圧供給器２５の負極端子側から３相のコイルの一つの電力供給端子への電流路を形成している。各上側パワーダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、各上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃに逆並列に接続されている。すなわち、上側駆動トランジスタの電流出力側に上側パワーダイオードの電流入力側が接続され、上側駆動トランジスタの電流入力側に上側パワーダイオードの電流出力側が接続されている。また、各下側パワーダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、各下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃに逆並列に接続されている。すなわち、下側駆動トランジスタの電流出力側に下側パワーダイオードの電流入力側が接続され、下側駆動トランジスタの電流入力側に下側パワーダイオードの電流出力側が接続されている。なお、各上側パワーダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃは各上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの寄生素子であるボディダイオードであっても使用可能であり、各下側パワーダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃは各下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃの寄生素子であるボディダイオードであっても使用可能である。
【００２６】
位置検出器４１と電圧検出器４２と指令器４３と演算器５１とタイマー器５２と駆動器６１は制御ブロックを構成し、電力供給器２３の３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタの通電を制御している。また、電圧検出器４２と指令器４３と演算器５１とタイマー器５２は駆動指令部を構成し、位置検出器４１の位置信号に応動した推定電気角を作成し、推定電気角に応動した複数個の駆動指令信号を作成している。
【００２７】
位置検出器４１は、位置センサ１７の出力信号を用いて、ロータの回転速度に比例した周波数の位置パルス信号Ｆｇ（位置信号）を発生する。図３に位置検出器４１の構成例を示す。位置センサ１７の出力信号ｅは、整形回路１０１により位置パルス信号Ｆｇに波形整形される。位置センサ１７は、ロータに取り付けられた永久磁石の磁束を検出しているので、位置パルス信号Ｆｇはロータの回転に同期して変化し、２磁極分の回転によって１パルスが発生する。すなわち、電気角３６０度分の回転によって位置パルス信号Ｆｇの１パルスが生じている。また、位置パルス信号Ｆｇの変化時点は、位置センサ１７がロータ１０の永久磁石の磁極の切り替わり位置に対向する時点に対応している。
【００２８】
電圧検出器４２は、３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの端子電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを検出し、第１相のコイル２０Ａに生じる逆起電力の零クロス時点に対応する電圧パルス信号Ｆｖを出力する。図４に電圧検出器４２の構成例を示す。抵抗１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６は３相の端子電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを分圧し、抵抗１１７，１１８，１１９は分圧電圧Ｖａａ，Ｖｂｂ，Ｖｃｃを合成した合成電圧Ｖｒｒを作成する。コンパレータ１２１は、端子電圧Ｖａの分圧電圧Ｖａａと合成電圧Ｖｒｒを比較することにより、実質的に端子電圧Ｖａと中点電圧Ｖｃｏｍを比較する。選択出力回路１２２は、コンパレータ１２１の出力信号を選択的に通過させている。これにより、電圧検出器４２は第１相のコイル２０Ａに生じる逆起電力が負側から正側に変化する零クロス時点においてパルスを発生する電圧パルス信号Ｆｖを作成している。なお、選択出力回路１２２は、演算器５１と駆動器６１の動作に応動して第１相のコイル２０Ａの逆起電力を検出する必要のない時に、電圧パルス信号Ｆｖを低電位出力に固定している。また、選択出力回路１２２は、演算器５１と駆動器６１の動作に応動して駆動トランジスタのオン・オフのスイッチング動作の発生時点近傍において、電圧パルス信号Ｆｖを低電位出力に固定している。
【００２９】
指令器４３は、通電開始信号Ｓｔと指令信号Ｊｑと位相補正動作信号Ｓｐを出力する。指令器４３の通電開始信号Ｓｔは、ロータ１０の停止状態から３相のコイルへの通電開始を指示し、Ｓｔ＝“Ｈ”（高電位状態）の場合に３相のコイルへの通電を行う。指令器４３の位相補正動作信号Ｓｐは、位置パルス信号Ｆｇと電圧パルス信号Ｆｖの時間差を計測する動作の開始を指示し、Ｓｐ＝“Ｈ”になると一連の時間差計測動作を実行する。指令器４３は、位置検出器４１の位置パルス信号Ｆｇに基づいてロータ１０の回転速度を測定し、回転速度と目標速度との差に応動した指令信号Ｊｑを出力する。
【００３０】
演算器５１は、位置検出器４１の位置パルス信号Ｆｇと電圧検出器４２の電圧パルス信号Ｆｖと指令器４３の通電開始信号Ｓｔ，指令信号Ｊｑ，位相補正動作信号Ｓｐが入力され、所要の演算動作を行って３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃと補助指令信号Ｍｓを駆動器６１に出力する。タイマー器５２は、演算器５１の時間データ信号Ｄｄに応じた所定の時間毎にタイマー信号Ｄｒを出力する。
【００３１】
図５の駆動器６１は、演算器５１の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃと補助指令信号Ｍｓに応動して、３個の上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃのオン・オフを制御する３相の上側制御信号Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃと、３個の下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃのオン・オフを制御する３相の下側制御信号Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを出力する。補助指令信号Ｍｓが“１”の場合（回転動作）に、上側制御信号Ｈａと下側制御信号Ｌａは正弦波状の第１相の駆動指令信号Ｍａに応動して相補的に変化する高周波パルス信号になり、上側駆動トランジスタ３１ａは上側制御信号Ｈａに応動して高周波のオン・オフ動作し、下側駆動トランジスタ３３ａは下側制御信号Ｌａに応動して相補的に高周波のオフ・オン動作する。同様に、上側制御信号Ｈｂと下側制御信号Ｌｂは正弦波状の第２相の駆動指令信号Ｍｂに応動して相補的に変化する高周波パルス信号になり、上側駆動トランジスタ３１ｂは上側制御信号Ｈｂに応動して高周波のオン・オフ動作し、下側駆動トランジスタ３３ｂは下側制御信号Ｌｂに応動して相補的に高周波のオフ・オン動作する。同様に、上側制御信号Ｈｃと下側制御信号Ｌｃは正弦波状の第３相の駆動指令信号Ｍｃに応動して相補的に変化する高周波パルス信号になり、上側駆動トランジスタ３１ｃは上側制御信号Ｈｃに応動して高周波のオン・オフ動作し、下側駆動トランジスタ３３ｃは下側制御信号Ｌｃに応動して相補的に高周波のオフ・オン動作する。なお、上側制御信号によって上側駆動トランジスタがオンとなる区間と下側制御信号によって下側駆動トランジスタがオンとなる区間の間には、所要のデッドタイムが設けられている。
【００３２】
補助指令信号Ｍｓが“２”の場合（位相検出動作）に、上側制御信号Ｈａと下側制御信号Ｌａは第１相の駆動指令信号Ｍａに応動して相補的に変化する高周波パルス信号であって、電気角で１８０度毎に約３０度の区間にわたって上側駆動トランジスタと下側駆動トランジスタを同時にオフにする。同様に、上側制御信号Ｈｂと下側制御信号Ｌｂは第２相の駆動指令信号Ｍｂに応動して相補的に変化する高周波パルス信号であって、電気角で１８０度毎に約３０度の区間にわたって上側駆動トランジスタと下側駆動トランジスタを同時にオフにする。同様に、上側制御信号Ｈｃと下側制御信号Ｌｃは第３相の駆動指令信号Ｍｃに応動して相補的に変化する高周波パルス信号であって、電気角で１８０度毎に約３０度の区間にわたって上側駆動トランジスタと下側駆動トランジスタを同時にオフにする。この動作は、ロータ１０を所要の回転速度にて速度制御し、位置パルス信号Ｆｇと電圧パルス信号Ｆｖの時間間隔を計測する場合に使用される。
【００３３】
また、補助指令信号Ｍｓが“０”の場合（停止動作）に、上側制御信号Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃと下側制御信号Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに無関係に、３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタをすべてオフ状態にする。この動作は、ロータ１０を停止状態に保つ場合に使用される。
【００３４】
演算器５１の動作について図６から図１２に示した動作説明用フローチャートを用いて説明する。図６において、通電開始信号Ｓｔの割込処理２０１と位相補正動作信号Ｓｐの割込処理２０２によって動作モードが設定され、モード選択２０３によってモード１の起動処理２１１とモード２の回転処理２１２とモード３の位相検出処理２１３とモード４の停止処理のいずれかを選択する。
【００３５】
図７に通電開始信号Ｓｔの割込処理２０１における演算器５１の動作を示す。［ブロック３０２］
通電開始信号Ｓｔの立上エッジ割込３０１が入った場合に、モード変数Ｍｏｄを“１”に設定し、所要の初期処理を行う。
［ブロック３０４］
通電開始信号Ｓｔの立下エッジ割込３０３が入った場合に、モード変数Ｍｏｄを“４”に設定する。
【００３６】
図８に位相補正動作信号Ｓｐの割込処理２０２の構成を示す。
［ブロック３１２］
位相補正動作信号Ｓｐの立上エッジ割込３１１が入った場合に、モード変数Ｍｏｄを“３”に設定する。
【００３７】
図６のモード選択２０３は、モード変数Ｍｏｄに応動してその後の処理を選択する。なお、これらの割込は優先順位の高い割込である。
【００３８】
図９にモード２の回転処理（Ｍｏｄ＝２）における演算器５１の動作を示す。割込待ちブロック３３０は、位置パルス信号Ｆｇの立上エッジ割込３２１によって次の一連の動作を行う。
［ブロック３２２］
カウント信号Ｎの値を周期計測信号Ｎ１に代入し（Ｎ１＝Ｎ）、カウント信号Ｎをリセットする（Ｎ＝０）。ステップ値ＰｐをＫ０／Ｎ１にする（Ｐｐ＝Ｋ０／Ｎ１）。ここに、Ｋ０は電気角３６０度に対応する定数である。現時点の推定電気角Ｐを位相補正値Ｐｘにする（Ｐ＝Ｐｘ）。
［ブロック３２３］
補助指令信号Ｍｓを“１”にし（Ｍｓ＝１）、Ｍｓを出力する。割込待ちブロック３３０に帰る。
【００３９】
割込待ちブロック３３０は、タイマー信号Ｄｒの立上エッジ割込３３１によって次の一連の動作を行う。
［ブロック３３２］
推定電気角Ｐをステップ値Ｐｐだけ大きくし（Ｐ＝Ｐ＋Ｐｐ）、カウント信号Ｎを増加させる（Ｎ＝Ｎ＋１）。
［ブロック３３３］
指令信号Ｊｑを入力する。推定電気角Ｐを用いて、指令信号Ｊｑに比例した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを作成する［Ｍａ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ），Ｍｂ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ−１２０°），Ｍｃ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ−２４０°）］。３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを出力する。割込待ちブロック３３０に帰る。
【００４０】
図１０にモード３の位相検出処理（Ｍｏｄ＝３）における演算器５１の動作を示す。割込待ちブロック３５０は、位置パルス信号Ｆｇの立上エッジ割込３５１によって次の一連の動作を行う。
［ブロック３５２］
カウント信号Ｎの値を周期計測信号Ｎ１に代入し（Ｎ１＝Ｎ）、カウント信号Ｎをリセットする（Ｎ＝０）。ステップ値ＰｐをＫ０／Ｎ１にする（Ｐｐ＝Ｋ０／Ｎ１）。ここに、Ｋ０は電気角３６０度に対応する定数である。現時点の推定電気角Ｐを位相補正値Ｐｘにする（Ｐ＝Ｐｘ）。
［ブロック３５３］
補助指令信号Ｍｓを“２”にし（Ｍｓ＝２）、Ｍｓを出力する。割込待ちブロック３５０に帰る。
【００４１】
割込待ちブロック３５０は、タイマー信号Ｄｒの立上エッジ割込３６１によって次の一連の動作を行う。
［ブロック３６２］
推定電気角Ｐをステップ値Ｐｐだけ大きくし（Ｐ＝Ｐ＋Ｐｐ）、カウント信号Ｎを増加させる（Ｎ＝Ｎ＋１）。
［ブロック３６３（ブロック３３３と同じ）］
指令信号Ｊｑを入力する。推定電気角Ｐを用いて、指令信号Ｊｑに比例した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを作成する［Ｍａ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ），Ｍｂ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ−１２０°），Ｍｃ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ−２４０°）］。３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを出力する。
［ブロック３６４］
Ｍｓ＝２の場合にブロック３６５に移行し、Ｍｓ＝２で無い場合に割込待ちブロック３５０に帰る。
［ブロック３６５］
Ｎ＞２の場合にブロック３６６に移行し、Ｎ＞２で無い場合に割込待ちブロック３５０に帰る。
［ブロック３６６］
電圧パルス信号Ｆｖを入力する。
［ブロック３６７］
Ｆｖ＝“Ｈ”の場合にブロック３６８に移行し、Ｆｖ＝“Ｈ”で無い場合に割込待ちブロック３５０に帰る。
［ブロック３６８］
カウント信号Ｎの値を位相計測カウント値Ｎｘに代入する（Ｎｘ＝Ｎ）。位相計測値Ｐｃを算出する（Ｐｐ＝Ｎｘ＊Ｋ０／Ｎ１）。位相計測値Ｐｃと位相補正シフト値Ｐｘｒから位相補正値Ｐｘを計算する（Ｐｘ＝Ｐｘｒ−Ｐｃ）。ここに、Ｐｘｒは位置パルス信号Ｆｇと電圧パルス信号Ｆｖの基準の位相差に対応する所定の定数である。モード変数Ｍｏｄを“２”にし（Ｍｏｄ＝２）、ブロック３６９に移行する。
［ブロック３６９］
位相補正値Ｐｘをメモリ（たとえば、不揮発性メモリ）に記憶させる。モード選択２０３へ移行する。
【００４２】
図１１にモード４の停止処理（Ｍｏｄ＝４）における演算器５１の動作を示す。タイマー信号Ｄｒの立上エッジ割込３７１によって、ブロック３７２に移行し、補助指令信号Ｍｓを“０”にし（Ｍｓ＝０）、Ｍｓを出力する。次に、割込待ちブロック３７０に帰る。
【００４３】
図１２にモード１の起動処理（Ｍｏｄ＝１）における演算器５１の動作を示す。起動時の動作は次の一連の処理を行う。
［ブロック４０１］
通電動作開始信号Ｓｔの立ち上がりエッジによって起動処理を開始するにあたって、位置パルス信号Ｆｇを入力し、エッジカウント変数Ｑｑを０にリセットする。
［ブロック４０２］
位置パルス信号Ｆｇのレベルをチェックし、Ｆｇ＝“Ｈ”ならばブロック４０３を実行し、Ｆｇ＝“Ｌ”ならばブロック４０４を実行する。
［ブロック４０３］
Ｆｇ＝“Ｈ”に対応して推定電気角Ｐを第１の初期設定値ＰＳＨにし（Ｐ＝ＰＳＨ）、ステップ値Ｐｐを第１の初期ステップ設定値ＱＳＨにする（Ｐｐ＝ＱＳＨ）。割込待ちブロック４１０に移行する。
［ブロック４０４］
Ｆｇ＝“Ｌ”に対応して推定電気角Ｐを第２の初期設定値ＰＳＬにし（Ｐ＝ＰＳＬ）、ステップ値Ｐｐを第２の初期ステップ設定値ＱＳＬにする（Ｐｐ＝ＱＳＬ）。ここで、第２の初期設定値ＰＳＬは第１の初期設定値ＰＳＨに電気角１８０°を加算したものであっても良く、第２の初期ステップ設定値ＱＳＬは第１の初期ステップ設定値ＱＳＨに等しくても良い。割込待ちブロック４１０に移行する。
［ブロック４１０］
割込待ちブロック４１０は、３種類の割込によって処理動作を変えている。タイマー信号Ｄｒの立上エッジ割込４１１の場合は、ブロック４１２に移行する。位置パルス信号Ｆｇの立上エッジ割込４２１の場合は、ブロック４２２に移行する。位置パルス信号Ｆｇの立下エッジ割込４２３の場合は、ブロック４２４に移行する。
［ブロック４１２］
推定電気角Ｐをステップ値Ｐｐだけ大きくし（Ｐ＝Ｐ＋Ｐｐ）、カウント信号Ｎを増加させる（Ｎ＝Ｎ＋１）。
［ブロック４１３］
指令信号Ｊｑを入力する。推定電気角Ｐを用いて、指令信号Ｊｑに比例した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを作成する［Ｍａ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ），Ｍｂ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ−１２０°），Ｍｃ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ−２４０°）］。３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを出力する。
［ブロック４１４］
Ｍｓ＝１とし、割込待ちブロック４１０に帰る。
［ブロック４２２］
位置パルス信号Ｆｇの“Ｌ”から“Ｈ”への変化に対応して推定電気角Ｐを第１の修正設定値ＰＲＨにし（Ｐ＝ＰＲＨ）、ステップ値Ｐｐを第１の修正ステップ設定値ＱＲＨにする（Ｐｐ＝ＱＲＨ）。カウント信号Ｎの値を周期計測信号Ｎ１に代入し（Ｎ１＝Ｎ）、カウント信号Ｎをリセットする（Ｎ＝０）。位置パルス信号Ｆｇの立上エッジの到来回数をエッジカウント変数Ｑｑにてカウントする（Ｑｑ＝Ｑｑ＋１）。ブロック４２５に移行する。
［ブロック４２４］
位置パルス信号Ｆｇの“Ｈ”から“Ｌ”への変化に対応して推定電気角Ｐを第２の修正設定値ＰＲＬにし（Ｐ＝ＰＲＬ）、ステップ値Ｐｐを第２の修正ステップ設定値ＱＲＬにする（Ｐｐ＝ＱＲＬ）。ここで、第２の修正設定値ＰＲＬは第１の修正設定値ＰＲＨに電気角１８０°を加算したものであっても良く、第２の修正ステップ設定値ＱＲＬは第１の修正ステップ設定値ＱＲＨに等しくても良い。ブロック４２５に移行する。
［ブロック４２５］
カウント変数Ｑｑが３よりも小さければ割込待ちブロック４１０に移行し、Ｑｑが３以上ならばブロック４２６に移行する。
［ブロック４２６］
周期計測信号Ｎ１を用いてステップ値ＰｐをＫ０／Ｎ１にする（Ｐｐ＝Ｋ０／Ｎ１）。現時点の推定電気角Ｐを位相補正値Ｐｘにする（Ｐ＝Ｐｘ）。モード変数Ｍｏｄを２にし（Ｍｏｄ＝２）、モード選択ブロック２０３に移行する。
【００４４】
実施の形態のモータの全体的な動作について、まず、演算器５１がモード２の回転処理を行っている場合を説明する。割込待ちブロック３３０は、位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジの発生時点において割込を発生させ、ブロック３２２を実行する。ブロック３２２は、位置パルス信号Ｆｇの発生時点において、カウント値Ｎを周期計数値Ｎ１にし、カウント値Ｎを零にリセットする。周期計数値Ｎ１は、位置検出器４１の位置検出信号Ｆｇの周期内に発生するタイマー信号Ｄｒの個数に相当している。周期計数値Ｎ１に逆比例したステップ値Ｐｐを計算し、推定電気角Ｐを位相補正値Ｐｘに変更更新する。ブロック３２３は補助指令信号Ｍｓとして“１”を出力する。駆動器６１は、３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ．Ｍｃに応動して３個の上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと３個の下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃをオン・オフの高周波スイッチング動作させる。
【００４５】
タイマー器５２はデータ信号Ｄｄに対応した一定時間間隔でタイマー信号Ｄｒを発生させ、演算器５１に出力する。演算器５１の割込待ちブロック３３０は、タイマー信号Ｄｒの立ち上がりエッジの発生時点において割込を発生させ、ブロック３３２を実行する。ブロック３３２は、タイマー信号Ｄｒの割込処理により推定電気角をステップ値Ｐｐだけシフト変更させ、新たな推定電気角Ｐを得る。また、カウント値Ｎをインクリメントする。ブロック３３３は、この時点の推定電気角Ｐに対応した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを作成し、駆動器６１に出力する。従って、タイマー信号Ｄｒによる所定時間毎に推定電気角Ｐをステップ値Ｐだけ加算し、新たな推定電気角Ｐに更新する。
【００４６】
この新たな推定電気角Ｐに応動した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃが作成され、駆動器６１は３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃに応動して３個の上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと３個の下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃをオン・オフの高周波スイッチング動作させる。これにより、電力供給器２３は３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに正弦波状の３相の駆動電流を供給する。その結果、モータの振動・騒音は小さくなる。演算器５１の出力する３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃは、指令器４３の指令信号Ｊｑに比例している。指令器４３は、位置検出器４１の位置パルス信号Ｆｇにもとづいてロータ１０の回転速度を測定し、回転速度と目標速度との差に応動した指令信号Ｊｑを出力する。これにより、ロータ１０は所定の目標速度にて低振動・低騒音に回転制御される。
【００４７】
次に、指令器４３の位相補正動作信号Ｓｐが“Ｈ”になり、演算器５１がモード３の位相検出処理を行っている場合を説明する。割込待ちブロック３５０は、位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジの発生時点において割込を発生させ、ブロック３５２を実行する。ブロック３５２は、位置パルス信号Ｆｇの発生時点において、カウント値Ｎを周期計数値Ｎ１にし、カウント値Ｎを零にリセットする。周期計数値Ｎ１に逆比例したステップ値Ｐｐを計算し、推定電気角Ｐを位相補正値Ｐｘに変更更新する。ブロック３５３は補助指令信号Ｍｓとして“２”を出力する。駆動器６１は、３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ．Ｍｃに応動して３個の上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと３個の下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃをオン・オフの高周波スイッチング動作させる。補助指令信号Ｍｓが“２”の場合に、それぞれの相の上側駆動トランジスタと下側駆動トランジスタは電気角で１８０度毎に約３０度の区間にわたってオフする。このオフ期間に、電圧検出器４２は第１相のコイル２０Ａに生じる逆起電力の零クロス時点において電圧パルス信号Ｆｖを“Ｌ”から“Ｈ”に変化させる。なお、指令器４３は位置パルス信号Ｆｇにもとづいてロータ１０の速度制御を行っており、ロータ１０は所要の回転速度にて回転していいる。
【００４８】
演算器５１の割込待ちブロック３５０は、タイマー信号Ｄｒの立ち上がりエッジの発生時点において割込を発生させ、ブロック３６２を実行する。ブロック３６２は、タイマー信号Ｄｒの割込処理により推定電気角をステップ値Ｐｐだけシフト変更させ、新たな推定電気角Ｐを得る。また、カウント値Ｎをインクリメントする。ブロック３６３は、この時点の推定電気角Ｐに対応した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを作成し、駆動器６１に出力する。従って、タイマー信号Ｄｒによる所定時間毎に推定電気角Ｐをステップ値Ｐだけ加算し、新たな推定電気角Ｐに更新する。この新たな推定電気角Ｐに応動した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃが作成され、駆動器６１は３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃに応動して３個の上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと３個の下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃをオン・オフの高周波スイッチング動作させる。ブロック３６６と３６７は、電圧検出器４２の電圧パルス信号Ｆｖが“Ｌ”から“Ｈ”に変化する時点を検出している。
【００４９】
電圧パルス信号Ｆｖが“Ｈ”に変化すると、ブロック３６８はその時点のカウント値Ｎを位相カウント値Ｎｘにする。位相差値Ｐｃは、Ｎｘ＊Ｋ０／Ｎ１として計算する。すなわち、位相差値Ｐｃは位相カウント値Ｎｘに比例し、周期計数値Ｎ１に反比例する。位相補正値Ｐｘは、位相基準値Ｐｘｒから位相差値Ｐｃを引いて算出する。位相補正値Ｐｘをメモリに記憶する。モード変数Ｍｏｄを“２”にし、以後の処理を図９に示したモード２の回転処理にする。モード２の回転処理において、位置パルス信号Ｆｇの到来毎に位相補正値Ｐｘを用いて推定電気角Ｐを正確な値に補正している。その結果、推定電気角Ｐに対応した正弦波状の３相の駆動電流を３相のコイルに供給できるので、発生トルクの脈動は少なくなり、低振動・低騒音なモータになる。
【００５０】
図１３に位相検出に関係する信号の波形を示す。位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジの時間間隔Ｔ１を計測し、Ｔ１に比例した周期計測値Ｎ１を得ている（図１３（ａ）参照）。位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジから電圧パルス信号Ｆｖの立ち上がりエッジまでの時間間隔Ｔｘを計測し、Ｔｘに比例した位相カウント値Ｎｘを得ている（図１３（ｂ）参照）。従って、位置パルス信号Ｆｇと電圧パルス信号Ｆｖの電気角でみた位相差値Ｐｃは、位相カウント値Ｎｘに比例し、周期計測値Ｎ１に反比例する。位置パルス信号Ｆｇと電圧パルス信号Ｆｖには、設計上に所要の基準値Ｐｘｒが設けられている。従って、位相補正値Ｐｘは基準値Ｐｘｒから位相差値Ｐｃを引いて求めている。位相補正値Ｐｘは位相カウント値Ｎｘと周期計測値Ｎ１の比によって求められているので、計測の誤差が少なくなる。また、指令器４３はロータ１０を所定の回転速度にて速度制御しているので、速度変化による誤差が少なくなる。なお、指令器４３は、位置パルス信号Ｆｇのタイミング間隔からロータ１０の回転速度が一定値に安定している状態を判断し、安定状態において位相補正動作信号Ｓｐを“Ｈ”にし、位相補正動作を行わせている。
【００５１】
次に、指令器４３の通電開始信号Ｓｔが“Ｈ”になり、演算器５１がモード１の起動処理を行っている場合を説明する。ロータ１０が停止している場合に、位置パルス信号Ｆｇは“Ｈ”または“Ｌ”のいずれかになっている。指令器４３は、指令信号Ｊｑと通電開始信号Ｓｔを出力する。通電開始信号Ｓｔが“Ｌ”から“Ｈ”に変化すると、演算器５１はモード１の起動処理を行う。まず、ブロック４０１と４０２は位置パルス信号Ｆｇのレベルを入力し、カウント変数Ｑｑを０にリセットする。位置パルス信号Ｆｇのレベルが“Ｈ”の場合には、推定電気角Ｐを第１の初期設定値ＰＳＨに設定し、ステップ値Ｐｐを第１の初期ステップ値ＱＳＨに設定する。位置パルス信号Ｆｇのレベルが“Ｌ”の場合には、推定電気角Ｐを第２の初期設定値ＰＲＨに設定し、ステップ値Ｐｐを第２の初期ステップ値ＱＲＨに設定する。これにより、推定電気角Ｐは通電開始信号Ｓｔの発生時点近傍における位置パルス信号Ｆｇのレベルに応動して第１の初期設定値ＰＳＨまたは第２の初期設定値ＰＳＬが設定される。
【００５２】
演算器５１の割込待ちブロック４１０は、タイマー信号Ｄｒの立ち上がりエッジの発生時点において割込を発生させ、ブロック４１２を実行する。ブロック４１２は、タイマー信号Ｄｒの割込処理により推定電気角Ｐをステップ値Ｐｐだけシフト変更させ、新たな推定電気角Ｐを得る。また、カウント値Ｎをインクリメントする。ブロック４１３は、この時点の推定電気角Ｐに対応した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを作成し、駆動器６１に出力する。従って、タイマー信号Ｄｒによる所定時間毎に推定電気角Ｐをステップ値Ｐだけ加算し、新たな推定電気角Ｐに更新する。この新たな推定電気角Ｐに応動した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃが作成され、駆動器６１は３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃに応動して３個の上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと３個の下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃをオン・オフの高周波スイッチング動作させる。これにより、推定電気角Ｐは所定時間毎に正回転方向にステップ値Ｐｐずつ順次変更される。これに伴って、３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃが推定電気角Ｐに応動して変化し、３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに供給する３相の駆動電流の通電位相を正回転方向に順次変更する。その結果、ロータ１０は正回転方向に回転を始める。
【００５３】
割込待ちブロック４１０は、位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジの発生時点において割込を発生させ、ブロック４２２を実行する。ブロック４２２は、位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジ発生時点において、推定電気角Ｐを第１の修正設定値ＰＲＨに設定し、ステップ値Ｐｐを第１の修正ステップ設定値ＱＲＨに設定する。カウント値Ｎを周期計数値Ｎ１にし、カウント値Ｎを零にリセットする。カウント変数Ｑｑに１を加算する。カウント変数Ｑｑが３よりも小さければ、割込待ちブロック４１０に移行する。カウント変数Ｑｑが３になると、ブロック４２６に移行する。ブロック４２６では、周期計測信号Ｎ１を用いてステップ値ＰｐをＫ０／Ｎ１にし、現時点の推定電気角Ｐを位相補正値Ｐｘにする。モード変数Ｍｏｄを２にし、モード選択ブロック２０３に移行する。
【００５４】
割込待ちブロック４１０は、位置パルス信号Ｆｇの立ち下がりエッジの発生時点において割込を発生させ、ブロック４２４を実行する。ブロック４２４は、位置パルス信号Ｆｇの立ち下がりエッジ発生時点において、推定電気角Ｐを第２の修正設定値ＰＲＬに設定し、ステップ値Ｐｐを第２の修正ステップ設定値ＱＲＬに設定する。割込待ちブロック４１０に移行する。
【００５５】
このように、位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジ（正極性のレベル変化）または立ち下がりエッジ（負極性のレベル変化）に応動して、推定電気角Ｐは第１の修正設定値ＰＲＨまたは第２の修正設定値ＰＲＬに設定され、ステップ値Ｐｐは第１の修正ステップ設定値ＱＲＨまたは第２の修正ステップ設定値ＱＲＬに設定される。その後に、タイマー信号Ｄｒの割込により、推定電気角Ｐは所定時間毎に正回転方向にステップ値Ｐｐずつ順次変更される。これに伴って、３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃが推定電気角Ｐに応動して変化し、３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに供給する３相の駆動電流の通電位相を正回転方向に順次変更する。その結果、ロータ１０は正回転方向への回転を加速する。
【００５６】
図１４に演算器５１がモード１の起動処理を行う場合の動作説明図を示す。まず、通電開始信号Ｓｔが“Ｌ”から“Ｈ”に変化した時点において、位置パルス信号Ｆｇのレベルに応動して推定電気角を設定する。位置パルス信号Ｆｇが“Ｈ”であるから、推定電気角Ｐは第１の初期設定値ＰＳＨに設定され、ステップ値Ｐｐは第１の初期ステップ設定値ＱＳＨに設定される。推定電気角Ｐは所定時間毎に正回転方向にステップ値Ｐｐずつ順次変更される。これに伴って、３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃが推定電気角Ｐに応動して変化し、３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに供給する３相の駆動電流の通電位相を正回転方向に順次変更する。その結果、ロータ１０は正回転方向に回転を始める。
【００５７】
位置パルス信号Ｆｇの負極性のレベル変化（立ち下がりエッジ）の到来によって、推定電気角Ｐは第２の修正設定値ＰＲＬに設定され、ステップ値Ｐｐは第２の修正ステップ設定値ＱＲＬに設定される。タイマー信号Ｄｒの割込により、推定電気角Ｐは所定時間毎に正回転方向にステップ値Ｐｐずつ順次変更される。これに伴って、３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃが推定電気角Ｐに応動して変化し、３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに供給する３相の駆動電流の通電位相を正回転方向に順次変更する。その結果、ロータ１０は正回転方向への回転を加速する。
【００５８】
位置パルス信号Ｆｇの正極性のレベル変化（立ち上がりエッジ）の到来によって、推定電気角Ｐは第１の修正設定値ＰＲＨに設定され、ステップ値Ｐｐは第１の修正ステップ設定値ＱＲＨに設定される。タイマー信号Ｄｒの割込により、推定電気角Ｐは所定時間毎に正回転方向にステップ値Ｐｐずつ順次変更される。その結果、ロータ１０は正回転方向への回転をさらに加速する。
【００５９】
このようにして、位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジが３回到来すると、推定電気角Ｐを位相補正値Ｐｘにし、ステップ値Ｐｐを位置パルス信号Ｆｇの時間間隔Ｔ１（計測カウント値Ｎ１）に反比例した値にする。以後、演算器５１はモード２の回転処理を行う。
【００６０】
図１５に演算器５１が起動処理と位相検出処理と回転処理を行うタイミングを示す。指令器４３の通電開始信号Ｓｔが“Ｈ”になると、演算器５１はモード１の起動処理を行う。所定の起動ルーチンによって、位置パルス信号Ｆｇの立ち上がりエッジが３回発生すると、演算器５１はモード２の回転処理に移る。指令器４３は目標回転速度を低く設定し、ロータ１０を速度制御する。ロータ１０の回転速度が安定した段階で、指令器４３は位相補正動作信号Ｓｐを“Ｈ”に変化させる。位相補正動作信号Ｓｐに応動して、演算器５１はモード３の位相検出処理を行う。位置パルス信号Ｆｇのエッジと電圧パルス信号Ｆｖのエッジの時間間隔Ｔｘを計測し、時間間隔Ｔｘに対応した位相計測カウント値Ｎｘを求める。位相計測カウント値Ｎｘに応動した位相補正値Ｐｘを求めて、不揮発性メモリに記憶し、以後の処理で利用する。演算器５１は、モード２の回転処理に移行する。指令器４３は、ロータ１０を所定の回転速度にて速度制御する。通電開始信号Ｓｔが“Ｌ”になると、演算器５１はモード４の停止処理を行い、駆動器６１は３相のコイル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃへの電力供給を停止する。
【００６１】
本実施の形態では、位置検出器４１と電圧検出器４２と指令器４３と演算器５１とタイマー器５２と駆動器６１を含んで構成された制御ブロックが、電力供給器２３の３個の上側駆動トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと３個の下側駆動トランジスタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃの通電を制御している。位置検出器４１は、ロータ１０の回転に同期して変化する位置パルス信号Ｆｇ（位置信号）を作成する。電圧検出器４２と指令器４３と演算器５１とタイマー器５２を含んで構成された駆動指令部は、位置パルス信号Ｆｇに応動して推定電気角を作成し、推定電気角に応動して複数個の駆動指令信号を作成している。電圧検出器４２は、３相のコイルの逆起電力のうちの少なくとも１個に応動した電圧パルス信号Ｆｖを作成する。駆動指令部の演算器５１は、位置パルス信号Ｆｇのタイミング間隔Ｔ１に反比例または略反比例したステップ値Ｐｐを作成するステップ値作成処理（ブロック３２２）と、電圧パルス信号Ｆｖと位置パルス信号Ｆｇとの時間間隔Ｔｘを少なくとも１回計測し、時間間隔Ｔｘと基準値との差に比例または略比例した位相補正値Ｐｘを作成する位相検出処理（ブロック３５０〜３６９）と、ステップ値Ｐｐと位相補正値Ｐｘを用いて推定電気角Ｐを所定の時間毎に更新する電気角推定処理（ブロック３３２）と、推定電気角Ｐに応動した複数個の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを作成する回転指令作成処理（ブロック３３３）と、を含んでいる。
【００６２】
これにより、駆動指令部は、位置センサによる位置パルス信号Ｆｇを用いて正確な推定電気角を作成することができる。特に、位相補正値Ｐｘを作成することにより、位置センサの取付ズレによる位置パルス信号Ｆｇの発生タイミングのズレを補正できるので、推定電気角を極めて正確にすることができる。その結果、正確な駆動位相において正弦波状の駆動指令信号を作成できるので、発生駆動力の低下や脈動を低減できる。なお、正弦波テーブルの値を使用することにより、推定電気角に対応した正弦波値を簡単に得ることができる。
【００６３】
また、位相補正値Ｐｘを不揮発性メモリに記憶させておくならば、位相補正値Ｐｘの計測・記憶を１回だけ行えば良く、以後の動作はメモリ記憶値を用いて行うことができる。従って、メイン電源をオフした後も位相補正値Ｐｘを保持できるので、ロータの起動・加速時点から正確な推定電気角を用いることができる。
【００６４】
なお、電圧パルス信号Ｆｖと位置パルス信号Ｆｇとの時間間隔Ｔｘの計測中に、各相の上側駆動トランジスタと下側駆動トランジスタは電気角で１８０度毎に約３０度の区間にわたって同時にオフしている。これにより、時間間隔Ｔｘの正確な計測が可能になる。位相補正値Ｐｘを得た後に、各相の上側駆動トランジスタと下側駆動トランジスタは正弦波状の駆動信号を供給するように上記のオフ区間の無い駆動を行う。これにより、モータの振動・騒音は著しく低減される。
【００６５】
制御ブロックは、駆動指令信号に応動して３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタのうちで少なくとも１個の駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させ、上側駆動トランジスタと下側駆動トランジスタと上側パワーダイオードと下側パワーダイオードおよび３相のコイルによって平滑された３相の駆動電流を３相のコイルに供給する。従って、駆動トランジスタの電力損失が小さくなり、電力効率が良いモータになる。また、推定電気角Ｐに応動した正弦波状の３相の駆動電流を３相のコイルに供給することにより、発生駆動力の脈動は小さくなる。従って、振動・騒音の小さいモータになる。
【００６６】
本実施の形態では、駆動指令部の演算器５１は通電開始信号Ｓｔに応動してロータ１０を起動回転させる起動処理（起動動作処理）を含んでいる。演算器５１の起動処理は、通電開始信号の発生時点近傍における位置パルス信号Ｆｇのレベルに応動して推定電気角を設定する初期設定処理（ブロック４０１〜４０４）と、推定電気角を所定時間毎に正回転方向に順次変更する電気角変更処理（ブロック４１１〜４１４）と、位置パルス信号Ｆｇの正極性のレベル変化と負極性のレベル変化のうちで一方または両方に応動して推定電気角を修正する電気角修正処理（ブロック４２１〜４２４）と、推定電気角に応動した駆動指令信号を作成する起動指令作成処理（ブロック４１３）と、位置パルス信号Ｆｇのレベル変化の発生状況に応動して起動処理（起動動作処理）から回転処理（回転動作処理）に移行させる移行処理（ブロック４２５，４２６）と、を含んで構成されている。
【００６７】
初期設定処理は位置パルス信号Ｆｇのレベルにもとづいた推定電気角を初期設定し、電気角変更処理は推定電気角を正回転方向に順次変更する。これにより、ロータ１０の停止状態において推定電気角を適切に設定・変更でき、推定電気角にもとづいた駆動指令信号を作成し、正回転方向への駆動力を発生できる。従って、ロータ１０を安定確実に起動回転できる。また、電気角修正処理は位置パルス信号Ｆｇのレベル変化に応動して推定電気角を適切な値に修正し、電気角変更処理は推定電気角を正回転方向に順次変更する。これにより、ロータ１０の回転にほぼ同期した推定電気角に修正・変更でき、推定電気角にもとづいた駆動指令信号により正回転方向への駆動力を発生できる。従って、ロータ１０を安定確実に加速回転できる。
【００６８】
電気角修正処理は、位置パルス信号Ｆｇの正極性のレベル変化に対して推定電気角を第１の修正設定値ＰＲＨに修正し、位置パルス信号Ｆｇの負極性のレベル変化に対して推定電気角を第２の修正設定値ＰＲＬに修正する。第１の修正設定値ＰＲＨは、位置パルス信号Ｆｇの正極性のレベル変化時点の回転位置に対応する電気角よりも第１の所要値だけ進ませた電気角にしている。第２の修正設定値ＰＲＬは、位置パルス信号Ｆｇの負極性のレベル変化時点の回転位置に対応する電気角よりも第２の所要値だけ進ませた電気角にしている。これにより、ロータ１０を円滑に正回転方向に加速できる。ここで、第１の所要値と第２の所要値は、電気角で１０度から９０度の範囲内で選定される。好ましくは、第１の所要値と第２の所要値は、電気角で４５度程度にされる。
【００６９】
また、初期設定処理は、位置パルス信号Ｆｇの正極性レベルに対応して推定電気角を第１の初期設定値ＰＳＨに設定し、位置パルス信号Ｆｇの負極性レベルに対応して推定電気角を第２の初期設定値ＰＳＬに設定する。第１の初期設定値ＰＳＨは、位置パルス信号Ｆｇの正極性のレベル変化時点の回転位置に対応する電気角よりも第３の所要値だけ進ませた電気角にしている。第２の初期設定値ＰＳＬは、位置パルス信号Ｆｇの負極性のレベル変化時点の回転位置に対応する電気角よりも第４の所要値だけ進ませた電気角にしている。これにより、ロータ１０を円滑に正回転方向に起動できる。ここで、第３の所要値と第４の所要値は、電気角で１０度から９０度の範囲内で選定される。好ましくは、第３の所要値と第４の所要値は、電気角で４５度程度にされる。
【００７０】
前述の実施の形態では、１個の位置パルス信号と１個の電圧パルス信号の時間間隔を計測し、計測結果に応動した位相補正値を作成するようにしたが、本発明はそのような場合に限らない。たとえば、３相のコイルに生じる逆起電力から３個の電圧パルス信号を検出し、１個の位置パルス信号と３個の電圧パルス信号の時間間隔を計測し、計測結果に応動した位相補正値を作成しても良い。また、たとえば、３個の位置センサによる３相の位置パルス信号を作成し、３相のコイルに生じる逆起電力から３個の電圧パルス信号を作成し、各位置パルス信号と各電圧パルス信号の時間間隔を計測し、計測結果に応動して位相補正値を作成しても良い。
【００７１】
前述の実施の形態の演算器５１の起動動作処理において、初期設定処理は位相補正値Ｐｘに応動した推定電気角に初期設定しても良い。また、電気角修正処理は位相補正値Ｐｘに応動した推定電気角に修正しても良い。そのような場合の演算器５１の起動処理（起動動作処理）を図１６に示す。
［ブロック６０１］
通電動作開始信号Ｓｔの立ち上がりエッジによって起動処理を開始するにあたって、位置パルス信号Ｆｇを入力し、エッジカウント変数Ｑｑを０にリセットする。
［ブロック６０２］
位置パルス信号Ｆｇのレベルをチェックし、Ｆｇ＝“Ｈ”ならばブロック６０３を実行し、Ｆｇ＝“Ｌ”ならばブロック６０４を実行する。
［ブロック６０３］
Ｆｇ＝“Ｈ”に対応して推定電気角Ｐを第１の初期設定値ＰＳＨと位相補正値Ｐｘの加算値にし（Ｐ＝ＰＳＨ＋Ｐｘ）、ステップ値Ｐｐを第１の初期ステップ設定値ＱＳＨにする（Ｐｐ＝ＱＳＨ）。割込待ちブロック６１０に移行する。
［ブロック６０４］
Ｆｇ＝“Ｌ”に対応して推定電気角Ｐを第２の初期設定値ＰＳＬと位相補正値Ｐｘの加算値にし（Ｐ＝ＰＳＬ＋Ｐｘ）、ステップ値Ｐｐを第２の初期ステップ設定値ＱＳＬにする（Ｐｐ＝ＱＳＬ）。ここで、第２の初期設定値ＰＳＬは第１の初期設定値ＰＳＨに電気角１８０°を加算したものであっても良く、第２の初期ステップ設定値ＱＳＬは第１の初期ステップ設定値ＱＳＨに等しくても良い。割込待ちブロック６１０に移行する。
［ブロック６１０］
割込待ちブロック６１０は、３種類の割込によって処理動作を変えている。タイマー信号Ｄｒの立上エッジ割込６１１の場合は、ブロック６１２に移行する。位置パルス信号Ｆｇの立上エッジ割込６２１の場合は、ブロック６２２に移行する。位置パルス信号Ｆｇの立下エッジ割込６２３の場合は、ブロック６２４に移行する。
［ブロック６１２］
推定電気角Ｐをステップ値Ｐｐだけ大きくし（Ｐ＝Ｐ＋Ｐｐ）、カウント信号Ｎを増加させる（Ｎ＝Ｎ＋１）。
［ブロック６１３］
指令信号Ｊｑを入力する。推定電気角Ｐを用いて、指令信号Ｊｑに比例した正弦波状の３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを作成する［Ｍａ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ），Ｍｂ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ−１２０°），Ｍｃ＝Ｊｑ＊ｓｉｎ（Ｐ−２４０°）］。３相の駆動指令信号Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃを出力する。
［ブロック６１４］
Ｍｓ＝１とし、割込待ちブロック６１０に帰る。
［ブロック６２２］
位置パルス信号Ｆｇの“Ｌ”から“Ｈ”への変化に対応して推定電気角Ｐを第１の修正設定値ＰＲＨと位相補正値Ｐｘの加算値にし（Ｐ＝ＰＲＨ＋Ｐｘ）、ステップ値Ｐｐを第１の修正ステップ設定値ＱＲＨと位相補正値Ｐｘの加算値にする（Ｐｐ＝ＱＲＨ＋Ｐｘ）。カウント信号Ｎの値を周期計測信号Ｎ１に代入し（Ｎ１＝Ｎ）、カウント信号Ｎをリセットする（Ｎ＝０）。位置パルス信号Ｆｇの立上エッジの到来回数をエッジカウント変数Ｑｑにてカウントする（Ｑｑ＝Ｑｑ＋１）。ブロック６２５に移行する。
［ブロック６２４］
位置パルス信号Ｆｇの“Ｈ”から“Ｌ”への変化に対応して推定電気角Ｐを第２の修正設定値ＰＲＬと位相補正値Ｐｘの加算値にし（Ｐ＝ＰＲＬ＋Ｐｘ）、ステップ値Ｐｐを第２の修正ステップ設定値ＱＲＬにする（Ｐｐ＝ＱＲＬ）。ここで、第２の修正設定値ＰＲＬは第１の修正設定値ＰＲＨに電気角１８０°を加算したものであっても良く、第２の修正ステップ設定値ＱＲＬは第１の修正ステップ設定値ＱＲＨに等しくても良い。ブロック６２５に移行する。
［ブロック６２５］
カウント変数Ｑｑが３よりも小さければ割込待ちブロック６１０に移行し、Ｑｑが３以上ならばブロック６２６に移行する。
［ブロック６２６］
周期計測信号Ｎ１を用いてステップ値ＰｐをＫ０／Ｎ１にする（Ｐｐ＝Ｋ０／Ｎ１）。現時点の推定電気角Ｐを位相補正値Ｐｘにする（Ｐ＝Ｐｘ）。モード変数Ｍｏｄを２にし（Ｍｏｄ＝２）、モード選択ブロック２０３に移行する。
【００７２】
このように、初期設定処理が位相補正値Ｐｘに応動した推定電気角に初期設定するならば、位置センサの取付バラツキなどによるズレ分を補正でき、かなり正確な推定電気角に設定できる。その結果、ロータ１０を安定確実に起動回転できる。また、電気角修正処理は位相補正値Ｐｘに応動した推定電気角に修正するならば、位置センサの取付バラツキなどによるズレ分を補正でき、かなり正確な推定電気角に修正できる。その結果、ロータ１０を安定確実に加速回転できる。
【００７３】
なお、前述の実施の形態では、３相のコイルを有するモータについて説明したが、本発明はそのような場合に限られるものではなく、一般に、３相以上のコイルを有するモータが構成可能である。また、電力供給部は、ＰＷＭ駆動でなく、アナログ的に駆動電圧を変えるようにしても良い。
【００７４】
また、駆動トランジスタには、ＭＯＳ形のトランジスタでなく、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴトランジスタ等を用いても良い。また、モータ構造は、永久磁石を強磁性体ヨークに埋め込んだ前述の構造に限定されるものではなく、永久磁石を表面に出してステータ鉄心に対向するようにしても良い。
【００７５】
また、ステータのコイルは、１個の突極に１個の巻線を巻装しても良く、前述の実施の形態に限定されるものではない。また、位置センサは、トルク発生用の永久磁石の磁束を検知するのではなく、別の構造体として回転検出用の部品を配置するようにしても良い。同時に、位置センサとしては、磁電変換素子に限定されるものではなく、他の原理の位置センサを用いても良い。また、駆動器や電力供給器も前述の構成に限定されるものではなく、たとえば、コイルへの供給電流を検出・制御をかけるようにしても良い。
【００７６】
また、推定電気角を用いた演算は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【００７７】
その他、本発明の主旨を変えずして種々の変形が可能であり、本発明に含まれることはいうまでもない。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のモータによれば、位置センサの取付バラツキなどによる位置信号のズレが生じていても、位相補正値Ｐｘによって推定電気角を正確な位相に補正できる。従って、正確な推定電気角にもとづいて駆動指令信号を作成でき、ロータの回転位置に対応した正確な駆動位相の３相の駆動電流を３相のコイルに供給でき、駆動トルクの低下を防止できる。また、正確な推定電気角にもとづいて正弦波状の駆動指令信号を作成し、駆動指令信号に応動した正弦波状の駆動電流をコイルに供給することができる。その結果、トルク変動の少ない均一な駆動トルクを得て、モータは滑らかに回転駆動され、モータ振動や騒音も大幅に小さくなる。また、１個の位置信号にもとづいて構成することも可能であり、部品点数の少ない、簡素な位置検出手段を採用できる。
【００７９】
また、起動動作手段は位置信号にもとづいて３相のコイルへの正確な通電制御を行い、ロータを安定に起動回転できる。従って、例えばば、１個の位置センサの出力信号のみを用いて、３相のコイルに３相の駆動電流を供給し、ロータを安定に所定方向に回転駆動するモータを実現できる。
【００８０】
また、３個の上側駆動トランジスタと３個の下側駆動トランジスタを含んだ電力供給手段を用いて、推定電気角に対応して作成された複数個の駆動指令信号に応動して上側駆動トランジスタや下側駆動トランジスタをオン・オフの高周波スイッチング動作させることにより、騒音・振動を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における回路構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるモータ構造図
【図３】本発明の実施の形態における位置検出器４１の回路構成図
【図４】本発明の実施の形態における電圧検出器４２の回路構成図
【図５】本発明の実施の形態における駆動器６１と電力供給器２３の回路構成図
【図６】本発明の実施の形態における演算器５１のメイン処理を示す図
【図７】本発明の実施の形態における演算器５１の通電開始信号Ｓｔによる割込処理を示す図
【図８】本発明の実施の形態における演算器５１の位相補正動作信号Ｓｐによる割込処理を示す図
【図９】本発明の実施の形態における演算器５１のモード２の回転処理を示す図
【図１０】本発明の実施の形態における演算器５１のモード３の位相検出処理を示す図
【図１１】本発明の実施の形態における演算器５１のモード４の停止処理を示す図
【図１２】本発明の実施の形態における演算器５１のモード１の起動処理を示す図
【図１３】本発明の実施の形態における位相検出動作を説明するための図
【図１４】本発明の実施の形態における起動動作を説明するための図
【図１５】本発明の実施の形態における処理の移行動作を説明するための図
【図１６】本発明の実施の形態における演算器５１のモード１の起動処理を示す別の図
【図１７】従来のモータの構成図
【符号の説明】
１０　ロータ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ　永久磁石
１３　外側ヨーク
１４　ステータ鉄心
Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，２０Ａ〜２０Ｃ　コイル
１７　位置センサ
２３　電力供給部
２５　電圧供給器
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ　上側駆動トランジスタ
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ　上側パワーダイオード
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ　下側駆動トランジスタ
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ　上側パワーダイオード
４１　位置検出器
４２　電圧検出器
４３　指令器
５１　演算器
５２　タイマー器
６１　駆動器
【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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【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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