(57)【要約】【課題】回転状態を表す、位相が異なる２チャンネルの信号を出力するモータを精度よく制御することができるモータの制御方法及び制御装置を提供する。【解決手段】制御方法は、モータの回転状態を表す２チャンネルの信号を受信するステップと、一定周期のクロックを出力するステップと、目標の回転状態及び２チャンネルの信号のパルスエッジに応じて検出期間を決定し、検出期間の間、クロックのクロック数をカウントするステップ（２０６）と、カウントされたクロック数を所定値と比較するステップ（２０８）と、比較結果に応じて制御信号をモータに出力するステップ（２１０）とを含み、目標の回転状態は、加速回転、減速回転及び等速回転の何れかであり、所定値は、加速回転、減速回転及び等速回転の各々に応じて予め設定された値である。これにより、モータの回転を精度よく制御することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転状態に応じて、相互に位相が異なる複数チャンネルの信号を出力する前記モータの制御方法であって、
前記モータの回転状態を表すパルス信号である第１の出力信号、及び、前記モータの回転状態を表す、前記第１の出力信号と位相が異なるパルス信号である第２の出力信号を受信するステップと、
一定周期のクロックを出力するステップと、
前記モータの目標の回転状態、前記第１出力信号のパルスエッジ及び前記第２出力信号のパルスエッジに応じて、前記クロックのクロック数をカウントする検出期間を決定する決定ステップと、
前記検出期間の間、前記クロックのクロック数をカウントするカウントステップと、
前記カウントステップによりカウントされた前記クロック数を所定値と比較し、比較結果に応じて前記モータの回転速度を制御する制御信号を前記モータに出力するステップとを含み、
前記目標の回転状態は、加速回転、減速回転、及び等速回転の何れかであり、
前記所定値は、前記加速回転、前記減速回転、及び前記等速回転の各々に応じて予め設定された値である、モータの制御方法。
【請求項２】
前記第１出力信号のパルスエッジ及び前記第２出力信号のパルスエッジと同じタイミングのパルスエッジを有する１本化信号を生成するステップをさらに含み、
前記決定ステップは、
前記目標の回転状態が加速回転であれば、前記１本化信号の隣接するパルスエッジの間を、前記検出期間として決定するステップと、
前記目標の回転状態が等速回転であれば、ｎを２以上の整数として、前記１本化信号の連続する２ｎ＋１のパルスエッジのうち、両端のパルスエッジの間を、重複しないように前記検出期間として決定するステップと、
前記目標の回転状態が減速回転であれば、ｍを１以上の整数として、前記１本化信号の連続する２ｍ＋１のパルスエッジのうち、両端のパルスエッジの間を、重複しないように前記検出期間として決定するステップとを含む、請求項１に記載のモータの制御方法。
【請求項３】
前記所定値は、前記クロックの周期、前記検出期間、及び、前記目標の回転速度に応じて設定される、請求項１又は２に記載のモータの制御方法。
【請求項４】
モータの回転状態に応じて、相互に位相が異なる複数チャンネルの信号を出力する前記モータの制御方法であって、
前記モータの回転状態を表すパルス信号である第１の出力信号、及び、前記モータの回転状態を表す、前記第１の出力信号と位相が異なるパルス信号である第２の出力信号を受信するステップと、
モータの目標の回転状態に応じた周波数のクロックを出力するステップと、
前記第１出力信号のパルスエッジ及び前記第２出力信号のパルスエッジに応じて、前記クロックのクロック数をカウントする検出期間を決定する決定ステップと、
前記検出期間の間、前記クロックのクロック数をカウントするカウントステップと、
前記カウントステップによりカウントされた前記クロック数を所定値と比較し、比較結果に応じて前記モータの回転速度を制御する制御信号を前記モータに出力するステップとを含み、
前記目標の回転状態は、加速回転、減速回転、及び等速回転の何れかであり、
前記所定値は、前記加速回転、前記減速回転、及び前記等速回転の各々に応じて予め設定された値であり、
前記等速回転の間の前記クロックの周波数は、前記加速回転又は前記減速回転の間の前記クロックの周波数よりも高く、
前記決定ステップは、ｎを１以上の整数として、時間的に連続する合計２ｎ＋１の前記第１出力信号のパルスエッジ及び前記第２出力信号のパルスエッジのうち、両端のパルスエッジの間を、重複しないように前記検出期間として決定するステップを含む、モータの制御方法。
【請求項５】
前記複数チャンネルの信号は、前記モータに装備された複数のホール素子の出力信号から生成される、請求項１から４の何れか１項に記載のモータの制御方法。
【請求項６】
前記複数チャンネルの信号は、前記モータに装備された複数のポテンショメータの出力信号から生成される、請求項１から４の何れか１項に記載のモータの制御方法。
【請求項７】
モータの回転状態に応じて、相互に位相が異なる複数チャンネルの信号を出力する前記モータの制御装置であって、
前記モータの回転状態を表すパルス信号である第１の出力信号、及び、前記モータの回転状態を表す、前記第１の出力信号と位相が異なるパルス信号である第２の出力信号を受信する受信手段と、
一定周期のクロックを出力するクロック生成手段と、
モータの目標の回転状態、前記第１出力信号のパルスエッジ及び前記第２出力信号のパルスエッジに応じて、前記クロックのクロック数をカウントする検出期間を決定する決定手段と、
前記検出期間の間、前記クロックのクロック数をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段によりカウントされたクロック数を所定値と比較し、比較結果に応じて前記モータの回転速度を制御する制御信号を前記モータに出力する出力手段とを含み、
前記目標の回転状態は、加速回転、減速回転、及び等速回転の何れかであり、
前記所定値は、前記加速回転、前記減速回転、及び前記等速回転の各々に応じて予め設定された値である、モータの制御装置。
【請求項８】
モータの回転状態に応じて、相互に位相が異なる複数チャンネルの信号を出力する前記モータの制御装置であって、
前記モータの回転状態を表すパルス信号である第１の出力信号、及び、前記モータの回転状態を表す、前記第１の出力信号と位相が異なるパルス信号である第２の出力信号を受信する受信手段と、
モータの目標の回転状態に応じた周波数のクロックを出力するクロック生成手段と、
前記第１出力信号のパルスエッジ及び前記第２出力信号のパルスエッジに応じて、前記クロックのクロック数をカウントする検出期間を決定する決定手段と、
前記検出期間の間、前記クロックのクロック数をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段によりカウントされた前記クロック数を所定値と比較し、比較結果に応じて前記モータの回転速度を制御する制御信号を前記モータに出力する出力手段とを含み、
前記目標の回転状態は、加速回転、減速回転、及び等速回転の何れかであり、
前記所定値は、前記加速回転、前記減速回転、及び前記等速回転の各々に応じて予め設定された値であり、
前記等速回転の間の前記クロックの周波数は、前記加速回転又は前記減速回転の間の前記クロックの周波数よりも高く、
前記決定手段は、ｎを１以上の整数として、時間的に連続する合計２ｎ＋１の前記第１出力信号のパルスエッジ及び前記第２出力信号のパルスエッジのうち、両端のパルスエッジの間を、重複しないように前記検出期間として決定する、モータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転状態を位相が異なる複数チャンネルの信号として出力するモータの制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転を検出するエンコーダの出力パルスをフィードバックしてモータの回転をモニタし、モータの速度及び駆動量を、要望する設定量に応じて制御するモータ制御方法が知られている。エンコーダからの出力パルス信号には、１チャンネルの信号と、位相が相互に異なる複数チャンネルの信号（例えば、位相が９０度ずれた２チャンネルの信号）とが使用され得る。
【０００３】
下記特許文献１には、エンコーダによってモータの回転をモニタして速度と駆動量とを制御するモータの制御装置において、エンコーダの出力パルスの読み飛ばしを防止してモニタ動作の精度を高めるモータの制御技術が開示されている。具体的には、高速制御時に、出力パルスの片側エッジを検出し、低速制御時には、出力パルスの両側エッジを検出して、信号処理し、モータの速度と駆動量とを制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２６６６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
モータからの２チャンネルのエンコード信号を使用して、フィードバック制御する方法として、例えば、図１に示す方法がある。２チャンネルのエンコード信号Ａｃｈ及びＢｃｈのパルスの立上りエッジ及び立下りエッジの間の各期間Ｔ１において、基準クロックの数（正パルスの数）をカウントし、そのカウント値（クロック数）と目標値との差に応じて、モータに供給する制御信号（電圧）を調整する。これによって、モータの回転速度を所定の目標値に調整することができる。位相が異なる２チャンネルのエンコード信号は、例えば、モータの回転軸に取付けられた複数のスリットが形成された回転板と、スリットが形成された固定板（位相板）とを使用した光学エンコーダにより生成される。
【０００６】
エンコード信号Ａｃｈ及びＢｃｈの位相差が正確に９０度であれば、エンコード信号Ａｃｈ及びＢｃｈのパルスの立上りエッジ及び立下りエッジの間の時間は一定であるので、モータを良好に制御することができる。しかし、エンコード信号Ａｃｈ及びＢｃｈの位相差は必ずしも９０度にはなっていない（Ｔ２≠Ｔ３）。許容差は、Ｔ１±Ｔ１／２とされている。例えば、光学エンコーダであれば、回転板及び固体版の取付け精度、スリット間隔の形成精度等により、位相差に誤差が生じる。位相差が９０度でなければ、図２に示したように、エンコード信号Ａｃｈ及びＢｃｈのパルスの立上りエッジ及び立下りエッジの間の時間Ｔ２及びＴ３は等しくない。このために、モータの制御電圧がふらつき、適切なモータの制御信号を生成することができない問題がある。
【０００７】
この問題は、特許文献１によっては解決することができない。
【０００８】
したがって、本発明は、モータの回転状態を位相が異なる２チャンネルの信号として出力するモータを、精度よく制御することができるモータの制御方法及び制御装置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】
【０００９】
本発明の第１の局面に係るモータの制御方法は、モータの回転状態に応じて、相互に位相が異なる複数チャンネルの信号を出力するモータの制御方法である。この制御方法は、モータの回転状態を表すパルス信号である第１の出力信号、及び、モータの回転状態を表す、第１の出力信号と位相が異なるパルス信号である第２の出力信号を受信するステップと、一定周期のクロックを出力するステップと、モータの目標の回転状態、第１出力信号のパルスエッジ及び第２出力信号のパルスエッジに応じて、クロックのクロック数をカウントする検出期間を決定する決定ステップと、検出期間の間、クロックのクロック数をカウントするカウントステップと、カウントステップによりカウントされたクロック数を所定値と比較し、比較結果に応じてモータの回転速度を制御する制御信号をモータに出力するステップとを含む。目標の回転状態は、加速回転、減速回転、及び等速回転の何れかである。所定値は、加速回転、減速回転、及び等速回転の各々に応じて予め設定された値である。
【００１０】
これにより、モータの回転状態を位相が異なる２チャンネルの信号として出力するモータを、精度よく制御することができる。
【００１１】
好ましくは、制御方法は、第１出力信号のパルスエッジ及び第２出力信号のパルスエッジと同じタイミングのパルスエッジを有する１本化信号を生成するステップをさらに含む。決定ステップは、目標の回転状態が加速回転であれば、１本化信号の隣接するパルスエッジの間を、検出期間として決定するステップと、目標の回転状態が等速回転であれば、ｎを２以上の整数として、１本化信号の連続する２ｎ＋１のパルスエッジのうち、両端のパルスエッジの間を、重複しないように検出期間として決定するステップと、目標の回転状態が減速回転であれば、ｍを１以上の整数として、１本化信号の連続する２ｍ＋１のパルスエッジのうち、両端のパルスエッジの間を、重複しないように検出期間として決定するステップとを含む。
【００１２】
これにより、モータの加速回転中には、第１及び第２出力信号の位相差が一定でないことによる検出期間の変動が生じ得るが、速やかにモータの回転速度を目標の回転速度に到達させることができる。等速回転中には、第１及び第２出力信号の位相差が一定でないことによる検出期間の変動は生じず、精度よくモータを等速回転させることができる。減速回転中には、第１及び第２出力信号の位相差が一定でないことによる検出期間の変動は生じず、精度よくモータを減速させ、短時間に回転を停止させることができる。
【００１３】
より好ましくは、所定値は、クロックの周期、検出期間、及び、目標の回転速度に応じて設定される。
【００１４】
これにより、より精度よくモータの回転を制御することができる。
【００１５】
本発明の第２の局面に係るモータの制御方法は、モータの回転状態に応じて、相互に位相が異なる複数チャンネルの信号を出力するモータの制御方法である。この制御方法は、モータの回転状態を表すパルス信号である第１の出力信号、及び、モータの回転状態を表す、第１の出力信号と位相が異なるパルス信号である第２の出力信号を受信するステップと、モータの目標の回転状態に応じた周波数のクロックを出力するステップと、第１出力信号のパルスエッジ及び第２出力信号のパルスエッジに応じて、クロックのクロック数をカウントする検出期間を決定する決定ステップと、検出期間の間、クロックのクロック数をカウントするカウントステップと、カウントステップによりカウントされたクロック数を所定値と比較し、比較結果に応じてモータの回転速度を制御する制御信号をモータに出力するステップとを含む。目標の回転状態は、加速回転、減速回転、及び等速回転の何れかである。所定値は、加速回転、減速回転、及び等速回転の各々に応じて予め設定された値である。等速回転の間のクロックの周波数は、加速回転又は減速回転の間のクロックの周波数よりも高い。決定ステップは、ｎを１以上の整数として、時間的に連続する合計２ｎ＋１の第１出力信号のパルスエッジ及び第２出力信号のパルスエッジのうち、両端のパルスエッジの間を、重複しないように検出期間として決定するステップを含む。
【００１６】
これにより、モータの回転状態を位相が異なる２チャンネルの信号として出力するモータを、精度よく制御することができる。
【００１７】
好ましくは、複数チャンネルの信号は、モータに装備された複数のホール素子の出力信号から生成される。より好ましくは、複数チャンネルの信号は、モータに装備された複数のポテンショメータの出力信号から生成される。
【００１８】
これらにより、モータの回転状態を位相が異なる２チャンネルの信号として出力するモータを、精度よく制御することができる。
【００１９】
本発明の第３の局面に係るモータの制御装置は、モータの回転状態に応じて、相互に位相が異なる複数チャンネルの信号を出力するモータの制御装置である。この制御装置は、モータの回転状態を表すパルス信号である第１の出力信号、及び、モータの回転状態を表す、第１の出力信号と位相が異なるパルス信号である第２の出力信号を受信する受信部と、一定周期のクロックを出力するクロック生成部と、モータの目標の回転状態、第１出力信号のパルスエッジ及び第２出力信号のパルスエッジに応じて、クロックのクロック数をカウントする検出期間を決定する決定部と、検出期間の間、クロックのクロック数をカウントするカウント部と、カウント部によりカウントされたクロック数を所定値と比較し、比較結果に応じてモータの回転速度を制御する制御信号をモータに出力する出力部とを含む。目標の回転状態は、加速回転、減速回転、及び等速回転の何れかである。所定値は、加速回転、減速回転、及び等速回転の各々に応じて予め設定された値である。
【００２０】
これにより、モータの回転状態を位相が異なる２チャンネルの信号として出力するモータを、精度よく制御することができる。
【００２１】
本発明の第４の局面に係るモータの制御装置は、モータの回転状態に応じて、相互に位相が異なる複数チャンネルの信号を出力するモータの制御装置である。この制御装置は、モータの回転状態を表すパルス信号である第１の出力信号、及び、モータの回転状態を表す、第１の出力信号と位相が異なるパルス信号である第２の出力信号を受信する受信部と、モータの目標の回転状態に応じた周波数のクロックを出力するクロック生成部と、第１出力信号のパルスエッジ及び第２出力信号のパルスエッジに応じて、クロックのクロック数をカウントする検出期間を決定する決定部と、検出期間の間、クロックのクロック数をカウントするカウント部と、カウント部によりカウントされたクロック数を所定値と比較し、比較結果に応じてモータの回転速度を制御する制御信号をモータに出力する出力部とを含む。目標の回転状態は、加速回転、減速回転、及び等速回転の何れかである。所定値は、加速回転、減速回転、及び等速回転の各々に応じて予め設定された値である。等速回転の間のクロックの周波数は、加速回転又は減速回転の間のクロックの周波数よりも高い。決定部は、ｎを１以上の整数として、時間的に連続する合計２ｎ＋１の第１出力信号のパルスエッジ及び第２出力信号のパルスエッジのうち、両端のパルスエッジの間を、重複しないように検出期間として決定する。
【００２２】
これにより、モータの回転状態を位相が異なる２チャンネルの信号として出力するモータを、精度よく制御することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、モータの回転状態を位相が異なる２チャンネルの信号として出力するモータを、精度よく制御することができる。
【００２４】
モータの目標の回転状態に応じて、適切なクロックの検出期間を設定することにより、モータの加速回転中には、速やかにモータの回転速度を目標の回転速度に到達させることができ、減速回転中には、短時間に回転を停止させることができ、等速回転中には、第１及び第２出力信号の位相差が一定でないことによる検出期間の変動は生じず、精度よくモータを等速回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のモータの制御方法を示すタイミングチャートである。
【図２】従来のモータの制御方法における問題を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
【図４】図３に示したモータ制御装置による制御処理を示すフローチャートである。
【図５】図３に示したモータ制御装置による制御のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
【図７】図６に示したモータ制御装置による制御処理を示すフローチャートである。
【図８】図６に示したモータ制御装置による制御のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るモータの制御装置における信号の１本化処理を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るモータ制御装置１００は、モータ１３０の回転を制御するための制御部１０２と、制御部１０２にモータ１３０の回転状態を指示する指令部１２０とを含む。制御部１０２は、状態検出部１３２から出力される、モータ１３０の回転状態に応じた信号を受信し、それに応じてモータ１３０の回転をフィードバック制御するための信号を生成して、モータ１３０に供給する。状態検出部１３２から出力される信号は、相互に位相が異なる２チャンネルの信号である。状態検出部１３２は、例えば、公知の光学エンコーダである。
【００２８】
指令部１２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）及びメモリを含む公知のマイクロコンピュータコンである。指令部１２０のメモリには、モータ１３０の各状態に対応する制御コマンド（以下、単にコマンドともいう）が予め記憶されている。ここでは、加速回転、減速回転、及び等速回転をそれぞれ表すコマンドが記憶されているとする。
【００２９】
制御部１０２は、目標設定部１０４、演算処理部１０６、フィードバック制御部１０８、及びクロック生成部１１０を含む。目標設定部１０４は、指令部１２０からモータ１３０を制御するためのコマンドを受信し、受信したコマンドに応じて、後述する基準クロックＣＬＫをカウントする期間（以下、検出期間ともいう）を特定するための情報（以下、検出条件ともいう）を決定する。また、目標設定部１０４は、コマンドに応じて、クロック数の目標値を決定する。目標設定部１０４は、決定した検出条件及び目標値を、演算処理部１０６に入力する。目標設定部１０４はメモリを含み、予め各コマンドに対応させてメモリに記憶されている目標値の中から、受信したコマンドに対応する目標値を決定する。例えば、目標設定部１０４は、加速回転コマンドを受信した場合、目標の回転速度（最終的に到達すべき回転速度）に対応するクロック数を決定する。目標設定部１０４は、等速回転コマンドを受信した場合、目標の等速回転速度（維持すべき一定の回転速度）に対応するクロック数を決定する。目標設定部１０４は、減速回転コマンドを受信した場合、目標のクロック数として“０”（停止を意味する）を決定する。
【００３０】
クロック生成部１１０は、一定周期の基準クロック（以下、単にクロックともいう）ＣＬＫを生成し、演算処理部１０６に入力する。基準クロックＣＬＫの周波数は、状態検出部１３２から演算処理部１０６に入力される２チャンネルの信号の周波数よりも十分に高く、例えばＭＨｚのオーダである。
【００３１】
演算処理部１０６は、目標設定部１０４から入力された検出条件と、状態検出部１３２から入力される２チャンネルの信号ＳＡ及びＳＢとから、検出期間の開始タイミングを決定し、開始タイミングになれば、クロック生成部１１０から入力される基準クロックＣＬＫのクロック数のカウントを開始する。演算処理部１０６は、メモリを備え、受信した検出条件を記憶する。その後、記憶した検出条件と、状態検出部１３２から入力される２チャンネルの信号ＳＡ及びＳＢとから決定される検出期間の終了タイミングまで、基準クロックＣＬＫのクロック数をカウントする。終了タイミングになれば、演算処理部１０６は、その時点のカウント値（クロック数）と、目標設定部１０４から入力された目標値との差（以下、偏差ともいう）を算出し、得られた偏差をフィードバック制御部１０８に入力する。
【００３２】
フィードバック制御部１０８は、演算処理部１０６から入力される偏差に応じて、モータ１３０の回転を制御するための制御信号（電圧）を決定し、モータ１３０に供給する。これによって、モータ１３０の回転状態（回転速度）が制御される。
【００３３】
図４及び図５を参照して、モータ制御装置１００の動作をより具体的に説明する。ステップ２００において、目標設定部１０４は、指令部１２０からモータ１３０を制御するための指令（制御コマンド）を受信したか否かを判定する。制御コマンドを受信した場合、制御はステップ２０２に移行する。そうでなければ、ステップ２００が繰返される。
【００３４】
図５に示すように、停止しているモータ１３０を、加速した後、等速で回転させ、その後、減速させて停止させるモータ動作シーケンスの場合、目標とするそれぞれの回転状態に応じた制御コマンドが、目標設定部１０４に入力される。
【００３５】
ステップ２０２において、目標設定部１０４は、受信したコマンドに応じて、検出条件とクロック数の目標値とを決定し、演算処理部１０６に入力する。ここでは、図５に示したように、検出条件として、加速回転コマンドに対して“１”、等速回転コマンドに対して“４”、減速回転コマンドに対して“２”が決定されるとする。なお、加速回転により到達した速度が、その後維持される場合、加速回転の目標速度と等速回転の目標速度とは等しいが、制御コマンドに応じて検出条件が異なり、検出期間が異なるので、目標値は、制御コマンドに応じた値が決定される。
【００３６】
ステップ２０４において、演算処理部１０６は、検出条件及び目標値が入力されると、状態検出部１３２から入力される２チャンネルのパルス信号から１つの信号を生成する処理（以下、１本化処理ともいう）を開始する。１本化された信号（以下、１本化信号ともいう）Ｓは、図５に示すように、信号ＳＡのパルスエッジ（以下、単にエッジともいう）と同じタイミングで立上り、信号ＳＢのパルスエッジと同じタイミングで立下がるパルス信号である。例えば、信号Ｓは、入力される信号ＳＡ及びＳＢの排他的論理和を出力する回路（ＩＣ）により生成され得る。
【００３７】
ステップ２０６において、演算処理部１０６は、検出条件及び１本化信号Ｓにより決定される検出期間の間、基準クロックＣＬＫをカウントする。具体的には、検出条件が“１”の場合（目標設定部１０４が加速回転コマンドを受信した場合）、１本化信号Ｓの隣接するエッジ（立上りエッジ及び立下りエッジを区別せず）の間（１本化信号Ｓの半周期）を検出期間とする。即ち、演算処理部１０６は、１本化信号Ｓの立上りエッジ又は立下りエッジのタイミングでクロックＣＬＫのカウントを開始し、次の立下りエッジ又は立上りエッジのタイミングまでカウントを実行する。検出条件“１”は、検出期間が、１本化信号Ｓの半周期の１倍であることを意味する。
【００３８】
検出条件が“４”の場合（目標設定部１０４が等速回転コマンドを受信した場合）、１本化信号Ｓの半周期の４倍の期間を、検出期間とする。即ち、信号ＳＡ及びＳＢの連続する５つのエッジ（立上りエッジ及び立下りエッジを区別せず）のうち、両端のエッジの間（１本化信号Ｓの２周期）を、重複しないように検出期間とする。図５では、１本化信号Ｓの立上りエッジから、２つ後の立上りエッジまでの間を検出期間としている。
【００３９】
検出条件が“２”の場合（目標設定部１０４が減速回転コマンドを受信した場合）、１本化信号Ｓの半周期の２倍の期間を、検出期間とする。即ち、信号ＳＡ及びＳＢの連続する３つのエッジ（立上りエッジ及び立下りエッジを区別せず）のうち、両端のエッジの間（１本化信号Ｓの１周期）を、重複しないように検出期間とする。図５では、１本化信号Ｓの立上りエッジから、次の立上りエッジまでの間を検出期間としている。
【００４０】
このように、検出期間が異なり、加速回転により最終的に得られる回転速度は、等速回転状態の回転速度と等しいので、等速回転コマンドに対応する目標値は、加速回転コマンドに対応する目標値の４倍の値に設定されることが好ましい。
【００４１】
ステップ２０８において、演算処理部１０６は、ステップ２０６でカウントされ確定したクロック数と、ステップ２０２で受信した目標値との偏差を算出して、フィードバック制御部１０８に入力する。例えば、クロック数から目標値を減算して偏差を算出する。
【００４２】
ステップ２１０において、フィードバック制御部１０８は、演算処理部１０６から入力される偏差に応じて、モータ１３０の回転を制御するための制御信号（電圧）を決定し、モータ１３０に供給する。例えば、加速回転の開始直後には、偏差が大きいので、モータ１３０に高い制御電圧が供給される。回転速度が高くなるにつれて、偏差が小さくなるので、モータ１３０に供給される制御電圧は減少し、目標の回転速度に到達すれば、所定の一定電圧が供給される。
【００４３】
ステップ２１２において、目標設定部１０４は、指令部１２０からモータ１３０を制御するための指令を受信したか否かを判定する。受信した場合、制御はステップ２０２に戻る。そうでなければ、制御はステップ２０６に戻る。
【００４４】
以上により、制御コマンドに応じた検出期間の間、基準クロックＣＬＫのクロック数をカウントし、カウントされたクロック数に応じてモータ１３０を制御することができる。モータの加速回転中には、検出期間は１本化信号Ｓの半周期と等しいので、信号ＳＡ及びＳＢの位相差が９０度でないことによる検出期間の変動が生じ得るが、速やかにモータ１３０の回転速度を目標の回転速度に到達させることができる。
【００４５】
等速回転中には、１本化信号Ｓの半周期の４倍、即ち２周期の時間であるので、信号ＳＡ及びＳＢの位相差が９０度でないことによる検出期間の変動は生じず、精度よくモータ１３０を等速回転させることができる。
【００４６】
減速回転中には、１本化信号Ｓの半周期の２倍、即ち１周期の時間であるので、信号ＳＡ及びＳＢの位相差が９０度でないことによる検出期間の変動は生じず、精度よくモータ１３０を減速させ、短時間に回転を停止させることができる。
【００４７】
上記では、加速回転コマンド、等速回転コマンド、及び減速回転コマンドに対応する検出条件を、“１”、“４”及び“２”としたがこれに限定されない。演算処理部１０６が、指令部１２０からの制御コマンドに対応した検出期間を決定することができればよく、検出条件として別のデータを使用してもよい。
【００４８】
検出期間を決定するための信号は、上記の１本化信号Ｓに限定されない。信号Ｓの反転信号であってもよい。
【００４９】
等速回転での検出期間は、１本化信号Ｓの半周期の４倍に限定されず、１本化信号Ｓの半周期の６倍又は８倍等であってもよい。また、減速回転での検出期間は、１本化信号Ｓの半周期の２倍に限定されず、１本化信号Ｓの半周期の４倍又は６倍であってもよい。減速回転中には、検出期間が１本化信号Ｓの半周期の１倍であると、検出期間の変動による制御信号の電圧変動が大きく、モータの回転が大きくアンダーシュートするので、減速回転中の検出期間は、１本化信号Ｓの半周期の２倍以上であることが好ましい。
【００５０】
上記した制御部１０２を実現するためのハードウェア構成は任意である。制御部１０２を構成する各部をハードウェアとして備えた基板として構成することも、１つのＩＣ（ＡＳＩＣ等）とすることも可能である。
【００５１】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、モータの回転状態に応じて、基準クロック数をカウントする検出期間を変更したが、第２の実施の形態では、検出期間は同じであり、モータの回転状態に応じて、基準クロックＣＬＫの周波数を変化させる。
【００５２】
本実施の形態に係るモータ制御装置３００は、図６を参照して、モータ１３０の回転を制御するための制御部３０２と、モータ１３０の回転状態を制御部３０２に指示する指令部１２０とを含む。制御部３０２は、状態検出部１３２から出力される、モータ１３０の回転状態に応じた信号を受信し、それに応じてモータ１３０の回転をフィードバック制御するための信号を生成して、モータ１３０に供給する。状態検出部１３２から出力される信号は、相互に位相が異なる２チャンネルの信号である。
【００５３】
指令部１２０、モータ１３０及び状態検出部１３２は、第１の実施の形態（図１）と同じである。
【００５４】
制御部３０２は、目標設定部３０４、演算処理部３０６、フィードバック制御部１０８、及びクロック生成部３１０を含む。フィードバック制御部１０８は、第１の実施の形態（図１）と同じである。
【００５５】
クロック生成部３１０は、目標設定部３０４から入力される制御信号に応じた周波数の基準クロックＣＬＫを生成し、演算処理部１０６に入力する。基準クロックＣＬＫの周波数は、ＭＨｚのオーダである。
【００５６】
目標設定部３０４は、指令部１２０からモータ１３０を制御するためのコマンドを受信し、受信したコマンドに応じた周波数の基準クロックＣＬＫを出力させるための制御信号を、クロック生成部１１０に入力する。また、目標設定部３０４は、コマンドに応じて決定された周波数に応じて、クロック数の目標値を決定し、演算処理部３０６に入力する。
【００５７】
演算処理部３０６は、状態検出部１３２から入力される２チャンネルの信号ＳＡ及びＳＢから、検出期間の開始タイミングを決定し、開始タイミングになれば、クロック生成部３１０から入力される基準クロックＣＬＫのクロック数のカウントを開始し、終了タイミングまで、基準クロックＣＬＫのクロック数をカウントする。終了タイミングになれば、演算処理部３０６は、確定したクロック数と目標設定部３０４から入力された目標値との差（偏差）を算出し、得られた偏差をフィードバック制御部１０８に入力する。
【００５８】
図７及び図８を参照して、モータ制御装置３００の動作をより具体的に説明する。図７のプログラムが、図４のプログラムと異なる点は、ステップ２０２及びステップ２０６が、それぞれステップ４００及びステップ４０２で代替されていることだけである。図７において、図４と同じ参照番号が付されたステップは、図４と同じである。
【００５９】
ここでは、モータ動作シーケンスは、図８に示すように、第１の実施の形態（図５参照）と同様に、停止しているモータ１３０を、加速した後、等速で回転させ、その後、減速させて停止させるシーケンスであるとする。それぞれに応じた制御コマンドが、目標設定部３０４に入力される。
【００６０】
ステップ２００において、目標設定部３０４が指令部１２０からモータ１３０を制御するためのコマンドを受信すると、ステップ４００において、目標設定部３０４は、受信したコマンドに応じて、基準クロックＣＬＫの周波数と、クロック数の目標値とを決定する。目標設定部３０４は、決定した目標値を演算処理部１０６に入力する。また、目標設定部３０４は、決定した周波数の基準クロックＣＬＫを出力させるための制御信号を、クロック生成部１１０に入力する。ここでは、図８に示したように、基準クロックＣＬＫの周波数は、加速回転コマンドに対してＺ１（ＭＨｚ）、等速回転コマンドに対してＺ２（ＭＨｚ）、減速回転コマンドに対してＺ３（ＭＨｚ）であるとする。ここで、Ｚ１＜Ｚ３＜Ｚ２であることが好ましい。
【００６１】
加速回転コマンド及び等速回転コマンドに対する目標値は、共に等速回転速度に対応するクロック数のカウント値であるが、加速回転中の基準クロックＣＬＫの周波数（Ｚ１）と等速回転中の基準クロックＣＬＫの周波数（Ｚ２）は異なる。したがって、目標値は、基準クロックＣＬＫの周波数を考慮した値が決定される。
【００６２】
ステップ２０４において、演算処理部３０６は、目標値が入力されると、第１の実施の形態と同様に１本化処理を開始する。
【００６３】
ステップ４０２において、演算処理部３０６は、１本化信号Ｓにより決定される検出期間の間、基準クロックＣＬＫをカウントする。ここでは、検出期間は、制御コマンドによらず同じ条件で決定される。具体的には、図８に示したように、第１の実施の形態における検出条件“２”に対応するように、１本化信号Ｓの１周期（１本化信号Ｓの立上りエッジから、次の立上りエッジまで）を検出期間とする。
【００６４】
その後、ステップ２０８において、演算処理部３０６は、偏差（クロック数と目標値との差）算出し、ステップ２１０において、フィードバック制御部１０８は、偏差に応じて、モータ１３０の回転を制御するための制御信号（電圧）を決定し、モータ１３０に供給する。そして、目標設定部３０４が、指令部１２０からモータ１３０を制御するための新たな指令（制御コマンド）を受信するまで、ステップ４０２、ステップ２０８及びステップ２１０が繰返され、モータ１３０の回転が制御される。
【００６５】
以上により、制御コマンドに応じた検出期間の間、基準クロックＣＬＫのクロック数をカウントし、カウントされたクロック数に応じてモータ１３０を制御することができる。検出期間は１本化信号Ｓの１周期であるので、信号ＳＡ及びＳＢの位相差が９０度でないことによる検出期間の変動は生じず、精度よくモータの回転を制御することができる。
【００６６】
モータの加速回転状態では、基準クロックＣＬＫの周波数が相対的に低く設定されるので、カウントされたクロック数及び目標値が小さく、偏差が粗く変化し、速やかにモータの回転速度を目標の回転速度に到達させることができる。一方、等速回転状態では、基準クロックＣＬＫの周波数が相対的に高く設定されるので、カウントされたクロック数及び目標値が大きく、偏差が細かく変化し、精度よくモータを等速回転させることができる。減速回転状態では、基準クロックＣＬＫの周波数は、加速回転状態の周波数と等速回転状態の周波数の間の値に設定されるので、精度よくモータを減速させ、短時間に回転を停止させることができる。
【００６７】
上記では、Ｚ１＜Ｚ３＜Ｚ２である場合を説明したが、これに限定されない。例えば、加速回転中及び減速回転中の基準クロック周波数が等しく、それらよりも等速回転中の基準クロック周波数が高くてもよい（Ｚ１＝Ｚ３＜Ｚ２）。
【００６８】
上記では、検出期間が、１本化信号Ｓの１周期である場合を説明したが、これに限定されない。検出期間は、１本化信号Ｓの１周期の整数倍（２倍又は３倍等）であってもよい。
【００６９】
（第３の実施の形態）
第１及び第２の実施の形態では、光学エンコーダ等の２チャンネルエンコーダによりモータの回転状態を検出したが、第３の実施の形態では、ホール素子を用いた磁気式エンコーダを使用する。
【００７０】
本実施の形態に係るモータ制御装置は、第１の実施の形態（図３）と同様に構成され、同様の制御処理（図４）を実行する。本実施の形態が、第１の実施の形態と異なるのは、図１の状態検出部１３２が、公知のホール素子を用いた磁気式エンコーダである点だけである。
【００７１】
３つのホール素子を用いたエンコーダは、モータ１３０の回転によって、位相が１２０度ずれた検出信号が出力されるようにモータ１３０内に配置されている。例えば、状態検出部１３２からは、図９に示すような検出信号Ｓ１〜Ｓ３が出力される。したがって、検出信号Ｓ１〜Ｓ３から１本化信号を生成し、第１の実施の形態と同様の制御処理（図４）を実行する。
【００７２】
検出信号Ｓ１〜Ｓ３から１本化信号を生成するには、例えば、信号Ｓ１及び信号Ｓ２の排他的論理和により信号Ｓ４を生成し、信号Ｓ３及び信号Ｓ４の排他的論理和により信号Ｓ５を生成する。生成された信号Ｓ５を１本化信号として、図５の信号Ｓの代わりに使用して、上記したようにモータの回転を制御すれば、第１の実施の形態と同様に、制御コマンドに応じた検出期間の間、基準クロックをカウントし、カウントされたクロック数に応じてモータ１３０を制御することができる。
【００７３】
したがって、モータの加速回転中は、信号Ｓ１〜Ｓ３の位相差が６０度でないことによる検出期間の変動が生じ得るが、速やかにモータの回転速度を目的の回転速度に到達させることができる。等速回転状態では、信号Ｓ１〜Ｓ３の位相差が６０度でないことによる検出期間の変動は生じず、精度よくモータを等速回転させることができる。減速回転状態では、信号Ｓ１〜Ｓ３の位相差が６０度でないことによる検出期間の変動は生じず、精度よくモータを減速させ、短時間に回転を停止させることができる。
【００７４】
上記では、３つのホール素子を用いる場合を説明したが、これに限定されない。２つのホール素子、又は４つ以上のホール素子を用いてもよい。２つのホール素子を用いる場合、位相が９０度異なる信号を生成すれば、第１及び第２の実施の形態と同様にして、モータの回転を好適に制御することができる。
【００７５】
上記では、ホール素子を用いた磁気式エンコーダを使用する場合を説明したが、これに限定されない。公知のポテンショメータを用いてエンコーダを構成することもできる。２チャンネルの信号を出力するには、２つのポテンショメータを使用すればよい。信号の１本化処理は、第１の実施の形態と同様に行なえばよい。
【００７６】
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１００    モータ制御装置
１０２    制御部
１０４    目標設定部
１０６    演算処理部
１０８    フィードバック制御部
１１０    クロック生成部
１２０    指令部
１３０    モータ
１３２    状態検出部
【図１】
2016082807.tif 000003
【図２】
2016082807.tif 000004
【図３】
2016082807.tif 000005
【図４】
2016082807.tif 000006
【図５】
2016082807.tif 000007
【図６】
2016082807.tif 000008
【図７】
2016082807.tif 000009
【図８】
2016082807.tif 000010
【図９】
2016082807.tif 000011