(57)【要約】【課題】モータの回転速度にかかわらず、当該回転速度を簡易かつ高精度に検出できる回転速度検出装置及び方法を得る。【解決手段】シャフトの回転角度に応じてホールＩＣ素子４４Ｕにより発生されるパルス信号であるホールＩＣ信号の１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するに当たり、上記ホールＩＣ信号の１周期を２分割し、各分割領域毎の期間を、１周期を分割することなく計数することを想定した場合の計数周期の１／２を計数周期として計数し、計数した各分割領域の計数値を合計することによって上記１周期計数値を導出する。【選択図】  図３
2004157066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸の回転角度に応じて発生されるパルス信号である検出信号の１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するモータの回転速度検出装置であって、
前記検出信号の１周期をＮ（Ｎは２以上の整数）分割し、各分割領域毎の期間を、１周期を分割することなく計数することを想定した場合の計数周期の１／Ｎを計数周期として計数する計数手段と、
前記計数手段により計数された前記各分割領域の計数値を合計することによって前記１周期計数値を導出する導出手段と、
を備えたモータの回転速度検出装置。
【請求項２】
前記検出信号を、前記回転軸の回転により、当該回転軸に回転方向に対して略等間隔に極性が交互に異なるように設けられた磁性体によって生じる磁界の変化を検出して得られた信号としたことを特徴とする請求項１記載のモータの回転速度検出装置。
【請求項３】
前記Ｎを２とし、
前記計数手段は、前記検出信号の１周期内における信号レベルの切り替わりのタイミングに同期して２分割領域目の計数を開始する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータの回転速度検出装置。
【請求項４】
前記検出信号の１周期に対応する前記回転軸の所定の回転角度及び前記計数手段による計数周期に基づいて予め定められた被除算値を前記１周期計数値で除算することにより前記モータの回転速度を演算すると共に、前記１周期計数値が予め定められた上限値を上回ってオーバーフローするとき、前記１周期計数値及び前記被除算値を所定値で除算されたものとして前記モータの回転速度を演算する演算手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のモータの回転速度検出装置。
【請求項５】
モータの回転軸の回転角度に応じて発生されるパルス信号である検出信号の１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するモータの回転速度検出方法であって、
前記検出信号の１周期をＮ（Ｎは２以上の整数）分割し、各分割領域毎の期間を、１周期を分割することなく計数することを想定した場合の計数周期の１／Ｎを計数周期として計数し、
計数した前記各分割領域の計数値を合計することによって前記１周期計数値を導出する、
モータの回転速度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転軸の回転角度に応じて発生されるパルス信号である検出信号の１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するモータの回転速度検出装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸を回転させて駆動するモータでは、回転速度検出装置によって実際の回転軸の回転速度を検出しており、当該回転速度は、所望の回転速度で安定して駆動させるための回転速度制御に用いられる。
【０００３】
このとき用いられる回転速度検出装置には、モータの回転軸の回転角度に応じて発生されるパルス信号である検出信号の１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するものがあり、この場合に、上記検出信号を出力する検出素子としては、ホールＩＣ素子やエンコーダ等が用いられている。
【０００４】
ここで、検出素子としてロータの回転に伴なって位相差を有する複数相の信号を出力するエンコーダを用いてロータの回転速度を演算するモータ速度検出装置には、前回演算したロータの回転速度が所定速度と比較して高速であるか低速であるかによって高速回転か低速回転かを判別し、当該判別結果に応じて回転速度の演算方法を切り替える技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、この技術では、前回演算したロータの回転速度が所定速度よりも低速であれば、今回の演算において複数相のパルス信号のエッジ毎にその周期を測定し、測定した周期に基づいてロータの回転速度を演算する。また、前回演算したロータの回転速度が所定速度よりも高速であれば、今回の演算において速度演算を行うのに十分な時間である所定の周期毎に、その期間内での位相差を有する複数相のパルス信号のエッジを計数して、その計数値からロータの回転速度を演算する。よって、ロータの回転速度が低速、高速のいずれの場合であっても正確な速度検出を行うことができる。
【０００６】
一方、検出素子としてホールＩＣ素子を用いた回転速度検出装置には、複数のホールＩＣ素子が回転軸の周囲に固定的に設けられ、回転軸と一体的に回転するように設けられた永久磁石の磁極による磁界の変化を検出して、一例として図７に示すような信号（以下、「ホールＩＣ信号」という。）を出力するものがあった。このホールＩＣ信号の１周期は回転軸の所定の回転角度に対応しており、この種の回転速度検出装置には、ホールＩＣ信号の１周期を、所定の計数周期（以下、「カウント周期」ともいう。）毎に予め定められた上限値（例えば、図７に示す例では２５５）まで計数可能なタイマによって計数し、当該計数値を用いて回転速度を演算するものがあった。
【０００７】
この技術では、一例として次の（１）式に示されるように、ホールＩＣ信号の１周期に対応する回転軸の回転角度及びタイマによるカウント周期に基づいて予め定められた所定値（（１）式では、‘５０００’）を１周期の計数値で除算することによって回転速度を演算している。
【０００８】
【数１】
2004157066.tif 000003
【０００９】
ここで、上記１周期の計数値は、モータの回転速度が低速であるほど大きくなることは言うまでもない。その一方で、タイマにより計数できる範囲には制限があるため、タイマによりホールＩＣ信号の１周期を計数する際のカウント周期は、低速回転時のホールＩＣ信号の１周期を十分に計数可能な周期とされている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１７１７８７公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記エンコーダの出力信号を用いてモータの回転速度を演算する技術では、前回演算した回転速度が所定速度より低速か高速かによって回転速度の演算方法を切り替える必要があり、処理が複雑である、という問題点があった。
【００１２】
一方、図７を参照して説明した、ホールＩＣ信号を用いてモータの回転速度を演算する技術では、上記のように、低速回転時の回転速度に対応してタイマのカウント周期を設定しているので、一例として次の表１に示されるように、計数値に１カウントの差が生じた場合における回転速度の演算結果は、低速回転時においては同一となるが、高速回転時においては大きな差（表１に示す例では、５６ｒｐｍ（＝５５６−５００））が生じる。このことから明らかなように、タイマによる１カウントの演算結果に与える影響は、回転速度が高速になるほど大きくなる。
【００１３】
【表１】
2004157066.tif 000004
【００１４】
この結果、この技術ではモータの回転速度が速くなるほど回転速度分解能が荒くなり、回転速度の検出精度が悪くなる、という問題点があった。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、回転速度にかかわらず、当該回転速度を簡易かつ高精度に検出できるモータの回転速度検出装置及び方法を得ることが目的である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータの回転軸の回転角度に応じて発生されるパルス信号である検出信号の１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するモータの回転速度検出装置であって、前記検出信号の１周期をＮ（Ｎは２以上の整数）分割し、各分割領域毎の期間を、１周期を分割することなく計数することを想定した場合の計数周期の１／Ｎを計数周期として計数する計数手段と、前記計数手段により計数された前記各分割領域の計数値を合計することによって前記１周期計数値を導出する導出手段と、を備えている。
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、モータの回転軸の回転角度に応じて発生されるパルス信号である検出信号の１周期が計数されることによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度が検出される。なお、上記検出信号は、前述のホールＩＣ信号や、エンコーダの出力信号に相当する信号である。
【００１８】
ここで、本発明では、計数手段により、検出信号の１周期がＮ分割され、各分割領域毎の期間が、１周期を分割することなく計数することを想定した場合の計数周期の１／Ｎを計数周期として計数され、各分割領域の計数値が導出手段によって合計されることによって上記の１周期計数値が導出される。なお、上記計数手段により各分割領域毎の期間を計数する形態としては、各分割領域を共通の計数器で計数する形態の他、各分割領域毎に異なる計数器で計数する形態も適用できる。
【００１９】
すなわち、本発明では、従来、分割することなく計数していた検出信号の１周期をＮ分割し、各分割領域毎の期間を従来の１／Ｎの計数周期で計数した後に各分割領域の計数値を合計することによって１周期計数値を導出するようにしており、これによって計数手段による計数範囲をＮ倍にまで拡大して当該計数範囲の制限に起因する回転速度分解能の劣化を抑制し、回転速度にかかわらず回転速度の検出精度を従来のＮ倍となるようにしている。
【００２０】
また、本発明では、回転速度に応じて回転速度の演算方法を切り替える必要もないので、当該切り替えを行う従来の技術に比較して簡易に実現できる。
【００２１】
このように、請求項１に記載の発明によれば、モータの回転軸の回転角度に応じて発生されるパルス信号である検出信号の１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するに当たり、上記検出信号の１周期をＮ（Ｎは２以上の整数）分割し、各分割領域毎の期間を、１周期を分割することなく計数することを想定した場合の計数周期の１／Ｎを計数周期として計数し、計数した各分割領域の計数値を合計することによって上記１周期計数値を導出しているので、回転速度にかかわらず、当該回転速度を簡易かつ高精度に検出することができる。
【００２２】
なお、検出信号の１周期をＮ分割して各分割領域毎の期間を計数する場合、周波数逓倍回路等を用いて検出信号の周波数を適宜増加するように変換し、変換後の信号における上記各分割領域の境界位置に対応する信号レベルの切り替わりのタイミングに同期して上記各分割領域における計数を開始することにより、当該計数を実現できる。
【００２３】
また、請求項１に記載の発明における検出信号は、請求項２に記載の発明のように、前記回転軸の回転により、当該回転軸に回転方向に対して略等間隔に極性が交互に異なるように設けられた磁性体によって生じる磁界の変化を検出して得られた信号としてもよい。すなわち、この形態は、ホールＩＣ素子を用いた回転速度検出装置に本発明を適用したものであり、当該装置において、回転速度にかかわらず、当該回転速度を簡易かつ高精度に検出することができる、という効果を得ることができる。
【００２４】
ところで、本発明のＮを２とした場合には、請求項３に記載の発明のように、前記計数手段は、前記検出信号の１周期内における信号レベルの切り替わりのタイミングに同期して２分割領域目の計数を開始することにより、前述の周波数逓倍回路等を用いることなく、簡易に各分割領域毎の期間の計数を行うことができる。
【００２５】
一方、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記検出信号の１周期に対応する前記回転軸の所定の回転角度及び前記計数手段による計数周期に基づいて予め定められた被除算値を前記１周期計数値で除算することにより前記モータの回転速度を演算すると共に、前記１周期計数値が予め定められた上限値を上回ってオーバーフローするとき、前記１周期計数値及び前記被除算値を所定値で除算されたものとして前記モータの回転速度を演算する演算手段をさらに備えたことを特徴としている。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発明において、演算手段により、検出信号の１周期に対応する回転軸の所定の回転角度及び計数手段による計数周期に基づいて予め定められた被除算値が１周期計数値で除算されることによりモータの回転速度が演算される。すなわち、本発明は、演算手段により、先に例示した（１）式のように１周期計数値による除算を伴う演算によってモータの回転速度を導出するものとされている。
【００２７】
この場合、モータの回転速度によっては上記１周期計数値が予め定められた上限値を上回ってオーバーフローする場合があるが、このときに本発明の演算手段では、１周期計数値及び被除算値が所定値で除算されたものとされてモータの回転速度が演算される。
【００２８】
これにより、１周期計数値のオーバーフローの発生を未然に回避することができ、当該オーバーフローが発生した場合における回転速度の演算結果の不定化を防止することができる。
【００２９】
一方、上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、モータの回転軸の回転角度に応じて発生されるパルス信号である検出信号の１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するモータの回転速度検出方法であって、前記検出信号の１周期をＮ（Ｎは２以上の整数）分割し、各分割領域毎の期間を、１周期を分割することなく計数することを想定した場合の計数周期の１／Ｎを計数周期として計数し、計数した前記各分割領域の計数値を合計することによって前記１周期計数値を導出するものである。
【００３０】
従って、請求項５に記載のモータの回転速度検出方法によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、回転速度にかかわらず、当該回転速度を簡易かつ高精度に検出することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、ホールＩＣ素子を用いてブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出部に本発明を適用した場合の形態について説明する。図１には、当該回転速度検出部を備えたブラシレスモータ１２の一部破断側面図が示されている。
【００３２】
同図に示されるように、このブラシレスモータ１２はハウジング１４を備えており、その内側には駆動部１６と、ブラシレスモータ１２の駆動を制御するモータ制御部１０の基板１８が収容されている。
【００３３】
ハウジング１４は一端が開口した浅底の略箱状に形成されており、ハウジング１４の開口端には略円筒形状の筒部３４がハウジング１４に対して一体的に設けられている。
【００３４】
また、ハウジング１４には略円筒形状の支持部３６が設けられており、支持部３６の外周部には駆動部１６を構成する固定子としてのステータ２８が一体的に取り付けられている。ステータ２８は、薄珪素鋼板等から成る複数枚のコア片を積層して形成されたコア２６を備えており、更に、コア２６には各々が巻線としての三相のコイル３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗから成るコイル群３０が巻き掛けられている。これらのコイル３０Ｕ〜３０Ｗは、電気的な位相が１２０度ずれるように設けられており、これらのコイル３０Ｕ〜３０Ｗが所定のタイミングで交互に通電或いは通電解除されることにより、ステータ２８の周囲に所定の回転磁界を形成する。
【００３５】
一方、支持部３６の内側には一対の軸受３８が固定されており、これらの軸受３８によってシャフト２０が支持部３６並びに筒部３４に対して同軸的で且つ自らの軸周りに回転自在に支持されている。
【００３６】
シャフト２０の軸方向一端側は筒部３４を貫通しており、その一端部若しくは一端部近傍にてシャフト２０の回転力を受けて駆動する図示しない駆動部材へ機械的に連結されている。
【００３７】
また、シャフト２０の筒部３４から貫通した部分には駆動部１６を構成する回転子としてのロータ２２が一体的に取り付けられている。ロータ２２はハウジング１４の開口方向とは反対方向へ向けて開口した筒部３４並びに支持部３６に対して同軸の有底筒形状に形成されており、ロータ２２の上底部をシャフト２０が貫通している。
【００３８】
ロータ２２の内周部には、永久磁石としての略円筒形状のマグネット２４がロータ２２に対して同軸的に固定されている。マグネット２４はその軸心を介して半径方向一方の側はＮ極で他方の側がＳ極となるように形成されていると共に、自らの軸心周りに所定角度（例えば、６０度）毎に磁極の極性が変わるように形成され、その周囲に所定の磁界を形成する。
【００３９】
マグネット２４は支持部３６の半径方向に沿ってステータ２８の外側でステータ２８と対向する如く設けられており、上述したコイル群３０が通電されてステータ２８の周囲に回転磁界が形成されると、この回転磁界とマグネット２４が形成する磁界との相互作用で支持部３６周りの回転力がマグネット２４に生じ、これにより、シャフト２０が回転する構成である。
【００４０】
一方、ステータ２８よりもハウジング１４の底部側にはモータ制御部１０としての基板１８が配置されている。基板１８は表面及び裏面の少なくとも何れか一方にプリント配線が施されており、複数の抵抗素子やトランジスタ素子、更にはマイコン等の素子が上記のプリント配線を介して適宜に接続されている。
【００４１】
図２は、ブラシレスモータ１２の駆動に関する部分のブロック図である。なお、同図において、コイル３０を除く回路や素子等はモータ制御部１０の一部を構成する。
【００４２】
コイル３０には、ブラシレスモータ１２のコイル３０Ｕ〜３０Ｗに流れる電流を整流する三相インバータ５４が接続され、三相インバータ５４を介してブラシレスモータ１２の駆動用の電源６０から電源が供給される。
【００４３】
三相インバータ５４は、スイッチング素子としての電界効果トランジスタ（以下、「ＭＯＳＦＥＴ」と称する）７８Ｕ、７８Ｖ、７８Ｗ、８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗを備えている。ＭＯＳＦＥＴ７８Ｕのソース端子及びＭＯＳＦＥＴ８０Ｕのドレイン端子はコイル３０Ｕの端子へ接続されており、ＭＯＳＦＥＴ７８Ｖのソース端子及びＭＯＳＦＥＴ８０Ｖのドレイン端子はコイル３０Ｖの端子へ接続されており、ＭＯＳＦＥＴ７８Ｗのソース端子及びＭＯＳＦＥＴ８０Ｗのドレイン端子はコイル３０Ｗの端子へ接続されている。
【００４４】
また、三相インバータ５４には、ブラシレスモータ１２を所定の速度で回転させるスイッチング信号を出力するプリドライバ回路５２が接続されている。プリドライバ回路５２には、昇圧回路５６が接続されており、プリドライバ回路５２の出力電圧レベルを電源６０の電圧レベルよりも高くすることができる。
【００４５】
プリドライバ回路５２は、ＭＯＳＦＥＴ７８Ｕ〜Ｗ、８０Ｕ〜Ｗの各ゲート端子に接続され、スイッチング信号（「ＬＯＷ」又は「ＨＩＧＨ」）をＭＯＳＦＥＴ７８Ｕ〜７８Ｗ、８０Ｕ〜８０Ｗの各ゲート端子に入力する。
【００４６】
ＭＯＳＦＥＴ７８Ｕ〜７８Ｗ、８０Ｕ〜８０Ｗは「ＬＯＷ」レベルのスイッチング信号がゲート端子に入力された状態では「ＯＦＦ」状態で基本的に電源６０からの電流がドレイン端子からソース端子へ流れることはない。一方、ＭＯＳＦＥＴ７８Ｕ〜７８Ｗ、８０Ｕ〜８０Ｗは「ＨＩＧＨ」レベルのスイッチング信号がゲート端子に入力されると「ＯＮ」状態となり電源６０からの電流がドレイン端子からソース端子へ流れる。
【００４７】
一方、図３には、モータ制御部１０における回転速度検出機能に関する部分のブロック図が示されている。
【００４８】
同図に示すように、モータ制御部１０には、上述したプリドライバ回路５２と、装置全体の動作を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）５０と、回転速度検出部６２と、が備えられている。
【００４９】
ＣＰＵ５０には、図示しない駆動部材を操作するための操作部５８が接続されており、ＣＰＵ５０では操作部５８からの操作信号に基づいてブラシレスモータ１２の回転速度の設定、プリドライバ回路５２を介したロータ２２の回転動作の制御を行う。
【００５０】
ここで、本実施の形態に係るブラシレスモータ１２のシャフト２０の軸方向他端側には、シャフト２０に対して同軸的かつ一体的に固定されたセンサマグネット７６（図１参照、図３では図示省略）が備えられている。センサマグネット７６は永久磁石によって構成され、その軸心周りに所定角度毎にＮ極とＳ極とが交互に位置する多極磁石であり、その周囲に特定の磁界を形成する。
【００５１】
センサマグネット７６の半径方向外側には、ホールＩＣ素子４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗが基板１８上で、かつセンサマグネット７６の軸心周りに１２０度毎に設けられている。ホールＩＣ素子４４Ｕ〜Ｗは回転速度検出部６２に接続されており、センサマグネット７６の回転による各々の配設位置での磁界の変化を検出し、それぞれ検出結果をホールＩＣ信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ（図５も参照）として回転速度検出部６２に出力する。
【００５２】
回転速度検出部６２は、カウント処理部６８と、予め定められた周期（本実施の形態では０．５ｍｓ）毎に予め定められた上限値（本実施の形態では２５５）までカウント（計数）可能に構成されたタイマ６４、６６と、メモリ７０と、演算処理部７２と、を有している。
【００５３】
カウント処理部６８は、ホールＩＣ信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの何れか１つについて、１周期を検出周期Ｔとして各周期毎の期間をタイマ６４とタイマ６６の２つのタイマを用いてカウントする。なお、本実施の形態に係るブラシレスモータ１２では、当該カウントの対象とする信号としてホールＩＣ信号Ｈｕを適用している。すなわち、本実施の形態に係るブラシレスモータ１２では、ホールＩＣ信号Ｈｕにおける検出周期Ｔ毎の期間のカウント値に基づいて回転速度を検出するものとして構成されている。なお、回転速度の検出に他のホールＩＣ信号を用いる形態とすることもできるし、複数のホールＩＣ信号を組み合わせて用いる形態とすることもできることは言うまでもない。
【００５４】
図５には、ホールＩＣ信号Ｈｕとタイマ６４及び６６の各出力信号との関係を示す波形図の例が示されている。
【００５５】
同図に示すように、本実施の形態に係る回転速度検出部６２では、ホールＩＣ信号Ｈｕの検出周期Ｔを信号レベルに応じて２分割し、「ＨＩＧＨ」レベルである期間（以下、「ＨＩＧＨ期間」という）を検出周期Ｔの前半としてタイマ６４でカウントし、「ＬＯＷ」レベルである期間（以下、「ＬＯＷ期間」という）を検出周期Ｔの後半としてタイマ６６でカウントするようにしている。
【００５６】
なお、本実施の形態に係る回転速度検出部６２では、図５（Ｂ）に示すように、回転速度の検出対象範囲における最低速度での回転時に各タイマ６４、６６が最大カウント値までカウントするようにカウント周期が設定されている。
【００５７】
ここで、本実施の形態では、図７に示されるように検出期間Ｔ（図７では、‘１周期’）を分割することなく単一のタイマでカウントすることを想定し、かつ上記最低速度での回転時に当該タイマが最大カウント値までカウントするように設定した場合のカウント周期が１ｍｓであるものとし、当該カウント周期の１／２である０．５ｍｓがタイマ６４、６６の各々のカウント周期とされている。
【００５８】
一方、メモリ７０は、タイマ６４及びタイマ６６の各カウント値を記憶するためのものであり、カウント処理部６８ではメモリ７０に記憶されたタイマ６４及びタイマ６６のカウント値をそれぞれ最新のカウント値に逐次更新する。
【００５９】
また、演算処理部７２では、メモリ７０に記憶されたタイマ６４及びタイマ６６のカウント値を利用して検出周期Ｔ毎にシャフト２０の回転速度を演算する回転速度演算処理が実行されるようになっている。
【００６０】
以下、本実施の形態の作用を説明する。操作部５８からの操作信号によって図示しない駆動部材の駆動が指示されると、ＣＰＵ５０はブラシレスモータ１２のシャフト２０を所定の回転速度で回転させるための制御を開始する。これによってシヤフト２０の回転駆動が開始され、ホールＩＣ素子４４Ｕ〜４４Ｗから回転速度検出部６２へのホールＩＣ信号Ｈｕ〜Ｈｗの出力が開始される。
【００６１】
そして、回転速度検出部６２では、ホールＩＣ信号Ｈｕ〜Ｈｗが入力されると、カウント処理部６８においてカウント処理が実行される。
【００６２】
図４は、このとき、カウント処理部６８によって実行されるカウント処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、同図を参照しつつ本実施の形態のカウント処理について説明する。なお、以下では、便宜上、タイマ６４をＨ用タイマ６４と称し、タイマ６６をＬ用タイマ６６と称する。
【００６３】
まずテップ１０２では、ホールＩＣ信号Ｈｕが「ＨＩＧＨ」レベルに推移するまで待機し、次のステップ１０４では、ホールＩＣ信号ＨｕのＨＩＧＨ期間を計時するためにＨ用タイマ６４のカウント値をリセットしてカウントを開始し、その後にステップ１０６に移行してホールＩＣ信号Ｈｕが「ＬＯＷ」レベルに切り替るまで待機する。
【００６４】
その後、ステップ１０８に移行し、Ｈ用タイマ６４のカウント値ｔＨをメモリ７０に記憶した後にステップ１１０に移行し、ホールＩＣ信号ＨｕのＬＯＷ期間を計時するためにＬ用タイマ６６のカウント値をリセットしてカウントを開始する。
【００６５】
次のステップ１１２では、ホールＩＣ信号Ｈｕが「ＨＩＧＨ」レベルに推移するまで待機し、次のステップ１１４では、Ｌ用タイマ６６のカウント値ｔＬをメモリ７０に記憶し、その後に上記ステップ１０４に戻る。
【００６６】
以下、ステップ１０４〜ステップ１１４の処理が繰り返され、ホールＩＣ信号Ｈｕが入力されている間は本処理によってホールＩＣ信号Ｈｕの検出周期Ｔがカウントされてメモリ７０のカウント値が更新される。
【００６７】
一方、回転速度検出部６２では、ホールＩＣ信号Ｈｕ〜Ｈｗが入力されて、メモリ７０へのカウント値ｔＨ及びカウント値ｔＬの記憶が開始されると、演算処理部７２において回転速度演算処理が実行される。図６は、このとき、演算処理部７２によって実行される回転速度演算処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、同図を参照しつつ本実施の形態に係る回転速度演算処理について説明する。
【００６８】
まず、ステップ１１８では、ホールＩＣ信号Ｈｕが「ＨＩＧＨ」レベルに推移するまで待機し、次のステップ１２０では、この時点でメモリ７０に記憶されているカウント値ｔＨとカウント値ｔＬを合計することによって検出周期Ｔ全体としてのカウント値ｘを演算し、その後にステップ１２２に移行する。
【００６９】
ところで、本実施の形態に係るブラシレスモータ１２のホールＩＣ信号Ｈｕの検出周期Ｔは、センサマグネット７６の３０度回転、すなわち、１／１２回転に対応している。また、タイマ６４、６６のカウント周期は０．５ｍｓであることから、センサマグネット７６の１回転当たりの期間Ｒ（ｓ）は、次の（２）式で表すことができる。
【００７０】
【数２】
2004157066.tif 000005
【００７１】
また、１秒当たりの回転数Ｋ１（ｒｐｓ）は（３）式に示すように期間Ｒの逆数で表わされる。
【００７２】
【数３】
2004157066.tif 000006
【００７３】
従って、回転速度Ｋ（ｒｐｍ）は１分間当りの回転数であるから、次の（４）式で表すことができる。
【００７４】
【数４】
2004157066.tif 000007
【００７５】
そこで、本実施の形態に係る演算処理部７２では、基本的には（４）式を用いて回転速度Ｋを演算するものとされている。
【００７６】
しかしながら、本実施の形態に係る演算処理部７２では、除算を行う場合に、分子には２バイトが、分母には１バイトが、各々割り当てられるようになっている。従って、（４）式により回転速度Ｋを演算する場合には、分母であるカウント値ｘが１バイトで表すことができる範囲内の値（０〜２５５）である必要がある。
【００７７】
そこで、本実施の形態に係る回転速度演算処理では、ステップ１２２においてカウント値ｘが２５６未満であるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１２４に移行して上記（４）式を直接用いて回転速度Ｋを演算し、その後に上記ステップ１１８に戻る。
【００７８】
一方、ステップ１２２において否定判定された場合は、カウント値ｘがオーバーフローするものと見なしてステップ１２６に移行し、カウント値ｘを２分の１した値により（４）式の分子の値（＝１００００）を２分の１した値（＝５０００）を除算することにより回転速度Ｋを演算し、その後に上記ステップ１１８に戻る。
【００７９】
表２には、以上の回転速度演算処理によって得られる回転速度の演算結果の一例が示されている。なお、ここでは、表１に示した従来技術によるものと比較可能とするために、低速回転時及び高速回転時共に検出周期Ｔを表１に示したのものと同一のものとした場合について示している。
【００８０】
【表２】
2004157066.tif 000008
【００８１】
表２に示されるように、高速回転時において、タイマ１カウント当たりの回転速度の差が２６ｒｐｍとなり、表１に示す従来技術による高速回転時のタイマ１カウント当たりの回転速度の差（５６ｒｐｍ）と比較すると約半分となっていることが判る。
【００８２】
すなわち、本実施の形態に係る回転速度検出部６２では、従来、分割することなく計数していたホールＩＣ信号Ｈｕの１周期を２分割し、各分割領域毎の期間を従来の１／２の計数周期で計数した後に各分割領域の計数値を合計することによって１周期計数値を導出するようにしており、これによってカウント処理部６８による計数範囲を２倍に拡大して当該計数範囲の制限に起因する回転速度分解能の劣化を抑制し、回転速度にかかわらず回転速度の検出精度を従来の２倍となるようにしている。
【００８３】
また、本実施の形態に係る回転速度検出部６２では、回転速度に応じて回転速度の演算方法を切り替える必要もないので、当該切り替えを行う従来の技術に比較して簡易に実現できる。
【００８４】
以上、詳細に説明したように、本実施の形態に係る回転速度検出部６２では、ブラシレスモータ１２のシャフト２０の回転角度に応じて発生されるパルス信号であるホールＩＣ信号Ｈｕの１周期を計数することによって得られた１周期計数値に基づいて回転速度を検出するに当たり、上記ホールＩＣ信号Ｈｕの１周期を２分割し、各分割領域毎の期間を、１周期を分割することなく計数することを想定した場合の計数周期の１／２を計数周期として計数し、計数した各分割領域の計数値を合計することによって上記１周期計数値を導出しているので、回転速度にかかわらず、当該回転速度を簡易かつ高精度に検出することができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る回転速度検出部６２では、ホールＩＣ素子４４ＵからのホールＩＣ信号Ｈｕを用いているので、当該装置において、回転速度にかかわらず、当該回転速度を簡易かつ高精度に検出することができる。
【００８６】
また、本実施の形態に係る回転速度検出部６２では、ホールＩＣ信号Ｈｕの１周期内における信号レベルの切り替わりのタイミングに同期して２分割領域目の計数を開始しているので、簡易に各分割領域毎の期間の計数を行うことができる。
【００８７】
また、本実施の形態に係る回転速度検出部６２では、演算処理部７２により、（４）式のように１周期計数値による除算を伴う演算によってモータの回転速度を導出し、モータの回転速度によっては上記１周期計数値が予め定められた上限値（２５５）を上回ってオーバーフローする場合、１周期計数値及び被除算値が所定値で除算されたものとされてモータの回転速度が演算されるので、１周期計数値のオーバーフローの発生を未然に回避することができ、当該オーバーフローが発生した場合における回転速度の演算結果の不定化を防止することができる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、ホールＩＣ信号Ｈｕのみに基づいて回転速度を演算する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、各ホールＩＣ信号Ｈｕ〜Ｈｗについてそれぞれカウント処理を実行し、それぞれのカウント処理によって得られたカウント値を用いて回転速度演算処理を実行し、得られた３つの回転速度の平均値を求めて回転速度を検出するようにしてもよい。
【００８９】
また、各ホールＩＣ信号Ｈｕ〜Ｈｗについてカウント処理を実行し、それぞれのカウント処理によって得られた各カウント値の平均値を用いて回転速度演算処理を実行して回転速度を検出するようにしてもよい。
【００９０】
また、本実施の形態では、カウント処理（図４参照）及び回転速度演算処理（図６参照）をソフトウェアの処理によって実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各処理とも、ハードウェアの処理によって実行する形態とすることもできる。この場合は、本実施の形態に比較して、高速な回転速度検出を実現できる。
【００９１】
また、本実施の形態では、ホールＩＣ信号の１周期を２分割して計時する形態について説明したが、本発明はこれに限らず、ホールＩＣ信号の１周期を３分割、４分割など、自由に細かく分割することができる。この場合、例えば周波数逓倍回路を用いてホールＩＣ信号の周波数を適宜変換し、変換した信号の周期に基づいて分割位置を判断することで、１周期を複数に分割することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、ホールＩＣ素子４４Ｕ〜Ｗはシャフト２０の一端に一体的に固定されたセンサマグネット７６による各々の配設位置での磁界の変化を検出する形態について説明したが、ホールＩＣ素子４４Ｕ〜Ｗがロータ２２の内周部に設けられたマグネット２４による磁界の変化を検出するように構成してもよく、この場合、センサマグネット７６を別途設けなくてよい。
【００９３】
更に、本実施の形態で示したカウント処理及び回転速度演算処理の各処理の流れ、各部の構成、各種設定値は一例であり、各々、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るブラシレスモータの一部破断側面図である。
【図２】実施の形態に係るブラシレスモータ１２の駆動に関する部分のブロック図である。
【図３】実施の形態に係るブラシレスモータのモータ制御部１０における回転速度検出機能に関する部分のブロック図である。
【図４】実施の形態において、カウント処理部が実行するカウント処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施の形態のホールＩＣ信号とタイマの出力信号との関係を示す波形図である。
【図６】実施の形態において、演算処理部が実行する回転速度演算処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】従来の技術におけるホールＩＣ信号とタイマの出力信号との関係を示す波形図である。
【符号の説明】
２０…シャフト（回転軸）、  ４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗ…ホールＩＣ素子（検出手段）、  ６２…回転速度検出部、  ６４、６６…タイマ（計数手段）、  ６８…カウント処理部（計数手段）、  ７０…メモリ、  ７２…演算処理部（演算手段、導出手段）、  ７６…センサマグネット（磁性体）
【図１】
2004157066.tif 000009
【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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