JP2008157886A - 速度検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】廉価なホールＩＣを用いて、しかも、誤差成分の影響を最小にして高精度にロータの速度を検出することができるようにする。
【解決手段】磁気検出回路５２からのデジタル波形を安定化させるプルアップ抵抗６６と、高周波成分を抑圧するノイズフィルタ６８と、ノイズフィルタ６８でなまった波形をパルス波形に整形する波形整形回路７０と、３相の第１デジタル波形又は３相の第２デジタル波形を切り替え選択し、３相のロータ位置検出パルスＳａとして出力する選択回路７２とを有する。パルス生成回路５６は、選択回路７２からの３相のロータ位置検出パルスＳａのうち、ロータ位置検出パルスＳａ１とロータ位置検出パルスＳａ２との排他的論理和を出力する第１論理回路７４と、ロータ位置検出パルスＳａ３と第１論理回路７４の出力との排他的論理和をロータ速度検出パルスＳｂとして出力する第２論理回路７６とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、モータ駆動における速度検出回路に関する。

従来のＤＣブラシレスモータのロータの磁極の位置検出では、巻線を有するステータに磁気センサであるホールＩＣを設け、ロータの回転に伴う磁束の変化をホールＩＣにて検出し、その検出信号をデジタル方式に検出して、ロータの磁極の位置を検出するようにしている。この場合、ロータの位置検出精度が低いと、速度検出精度も低くなる。

従来のロータの磁極の位置を検出する方法としては、例えば特許文献１に記載の磁気ロータリエンコーダがある。この磁気ロータリエンコーダは、ステータに６個のホールＩＣを設置してロータの磁極の位置を高精度に検出するようにしている。

特開平６−８８７０４号公報

ところで、ロータの一方向の回転に伴う磁極の位置を検出するためには、通常、３個の磁気センサを設置すればよい。しかし、特許文献１に記載の磁気ロータリエンコーダは、ロータの一方向の回転（例えば正転）に対して６個のホールＩＣを使用しているため、高精度ではあるが、ホールＩＣを取り付ける工数の増加、検査に係る工数の増加、材料費の増加等、コストアップにつながるという問題がある。

また、従来では、速度制御を行うモータシステムにおいて、モータ回転数の検出精度は極めて重要で、他の検出方式としては、エンコーダやレゾルバがある。これらの方式は、高精度ではあるが、ホールＩＣと比べてコストアップにつながるという問題がある。

このため、速度制御においては、廉価なホールＩＣを用いた低コストで高精度の速度検出装置が求められている。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、廉価なホールＩＣを用いて、しかも、誤差成分の影響を最小にして高精度にロータの速度を検出することができる速度検出回路を提供することを目的とする。

本発明に係る速度検出回路は、複数の磁極を備えたロータと、前記ロータに対向して配された少なくとも３つの磁気センサを有し、前記ロータの回転に伴う前記複数の磁極の変化を３相のデジタル波形として出力する磁気検出回路と、前記３相のデジタル波形の各立ち上がり及び各立ち下がりがそれぞれ反映された一連のパルス信号を生成するパルス生成回路とを有し、前記パルス生成回路からの出力に基づいて前記ロータの回転速度を検出することを特徴とする。

これにより、廉価なホールＩＣを用いて高精度にロータの速度を検出することができる。

そして、本発明において、前記パルス生成回路は、前記３相のデジタル波形のうち、第１相のデジタル波形と第２相のデジタル波形との排他的論理和を出力する第１論理回路と、前記３相のデジタル波形のうち、第３相のデジタル波形と、前記第１論理回路の出力との排他的論理和を出力する第２論理回路とを有し、前記第２論理回路からの出力に基づいて前記ロータの回転速度を検出するようにしてもよい。

また、本発明において、前記第２論理回路の出力の立ち上がりから次の任意の立ち上がりまでの期間又は立ち下がりから次の任意の立ち下がりの期間を速度検出周期とする演算回路を有するようにしてもよい。これにより、誤差成分の影響を最小にすることができ、高精度にロータの速度を検出することができる。

また、本発明において、前記ロータを予め設定された回転数にて回転させた際における前記第２論理回路の出力の立ち上がりから次の任意の立ち上がりまでの理論期間と実測期間に基づいて、前記ロータの前記複数の磁極に関する誤差を検出し、前記第２論理回路の出力の立ち上がりから第２相のデジタル波形の出力時点までの理論期間と実測期間と、前記第２論理回路の出力の立ち上がりから第３相のデジタル波形の出力時点までの理論期間と実測期間とに基づいて前記磁気センサ部に関する誤差を検出するようにしてもよい。

この場合、予め設定された回転数での前記複数の磁極に関する誤差（着磁誤差、取り付け誤差等）や、磁気センサ部に関する誤差（磁気センサの取り付け誤差、読取誤差等）を高精度に検出することができ、速度検出回路の誤差補正に好適に利用することができる。

また、本発明において、前記磁気検出回路は、３つの磁気センサを有し、前記３つの磁気センサは、前記ロータの回転方向に沿ってそれぞれ３０°離間して配置されていてもよい。この場合、ロータの正転速度を検出する際のコストの低廉化に有利である。

また、本発明において、前記磁気検出回路は、前記ロータの正転速度を検出するための３相の第１検出信号を出力する第１磁気センサ部と、前記ロータの逆転速度を検出するための３相の第２検出信号を出力する第２磁気センサ部とを有し、さらに、前記ロータの正転又は逆転を示す制御信号に基づいて、前記第１磁気センサ部からの３相の第１デジタル波形又は前記第２磁気センサ部からの３相の第２デジタル波形を選択する選択回路を有するようにしてもよい。この場合、ロータの正転速度のほか、ロータの逆転速度も検出することができ、汎用性に富む。

また、本発明において、前記第１磁気センサ部は、前記ロータの正転方向に沿って第１相の第１磁気センサ、第２相の第１磁気センサ、第３相の第１磁気センサの順番で配列され、且つ、前記ロータの正転方向に沿ってそれぞれ３０°離間して配置され、前記第２磁気センサ部は、前記ロータの逆転方向に沿って第１相の第２磁気センサ、第３相の第２磁気センサ、第２相の第２磁気センサの順番で配列され、且つ、前記ロータの逆転方向に沿ってそれぞれ３０°離間して配置されていてもよい。

この場合、ロータの正転速度及び逆転速度を検出する際のコストの低廉化に有利である。

以上説明したように、本発明に係る速度検出回路によれば、廉価なホールＩＣを用いて、しかも、誤差成分の影響を最小にして高精度にロータの速度を検出することができる。

以下、本発明に係る速度検出回路を例えばＤＣブラシレスモータに適用した実施の形態例を図１〜図１２Ｂを参照しながら説明する。

先ず、本実施の形態に係る速度検出回路が適用されるＤＣブラシレスサーボモータ（以下、モータ１０と記す）は、図１に示すように、ロータ１２と、ステータ１４とを有するインナーロータ型のモータ１０である。

ロータ１２は、円筒状の筐体１６と、該筐体１６の中心に軸方向に延びるロータ軸１８とを有する。図２に示すように、筐体１６の内部には、該筐体１６の内壁に沿って永久磁石２０が配置され、例えば８極のモータ１０として構成されている。ロータ１２のうち、ステータ１４に対向する部分に検出磁石２２が設置されている。永久磁石２０はロータ１２を回転させるために設置され、検出磁石２２はロータ１２の速度検出のために設置されている。

また、検出磁石２２は、モータ１０の磁極位置に対応するようにＮ極及びＳ極を交互に配列して着磁されている。従って、検出磁石２２は、Ｎ極とＳ極との境界について、８つの境界（第１境界２４ａ〜第８境界２４ｈ）を有する。

一方、ステータ１４は、図３に示すように、１２個のスロット（第１スロット２６ａ〜第１２スロット２６ｌ）が円周に沿って等間隔に、且つ、例えば時計回りに第１スロット２６ａ、第２スロット２６ｂ、第３スロット２６ｃ・・・という順番で配列されている。このうち、第１スロット２６ａ、第４スロット２６ｄ、第７スロット２６ｇ及び第１０スロット２６ｊには第１相巻線が巻回され、第２スロット２６ｂ、第５スロット２６ｅ、第８スロット２６ｈ及び第１１スロット２６ｋには第２相巻線が巻回され、第３スロット２６ｃ、第６スロット２６ｆ、第９スロット２６ｉ及び第１２スロット２６ｌには第３相巻線が巻回されている。

また、ステータ１４は、その中央に、ロータ軸１８の端部が挿入される穴部２８が設けられ、該穴部２８の周囲に該穴部２８を囲むように例えば平面コ字状の取付板３０が設置されている。また、穴部２８の周囲には、第１相巻線のための第１結線端子部３２ａ、第２相巻線のための第２結線端子部３２ｂ及び第３相巻線のための第３結線端子部３２ｃが設けられている。

取付板３０のうち、ロータ１２の検出磁石２２に対向する面（例えば上面）には、６つの磁気センサ（第１磁気センサ３４ａ〜第６磁気センサ３４ｆ）が配置されている。

具体的には、穴部２８の中心位置を通り、且つ、第５スロット２６ｅと第１１スロット２６ｋの各中心を通る基準線ｍを考えたとき、取付板３０の上面のうち、基準線ｍ上であって、且つ、第５スロット２６ｅ側の位置に第１磁気センサ３４ａが設置され、この第１磁気センサ３４ａから穴部２８の円周に沿って例えば時計方向に３０°離間した位置に第２磁気センサ３４ｂが設置され、この第２磁気センサ３４ｂから穴部２８の円周に沿って３０°離間した位置に第３磁気センサ３４ｃが設置されている。

同様に、取付板３０の上面のうち、基準線ｍ上であって、且つ、第１１スロット２６ｋ側の位置に第４磁気センサ３４ｄが設置され、この第４磁気センサ３４ｄから穴部２８の円周に沿って例えば反時計方向に３０°離間した位置に第５磁気センサ３４ｅが設置され、この第５磁気センサ３４ｅから穴部２８の円周に沿って３０°離間した位置に第６磁気センサ３４ｆが設置されている。

第１磁気センサ３４ａ〜第６磁気センサ３４ｆのうち、第１磁気センサ３４ａ〜第３磁気センサ３４ｃは、ロータ１２の正転速度を検出するためのものであり、第１磁気センサ３４ａが第１相に対応し、第２磁気センサ３４ｂが第２相に対応し、第３磁気センサ３４ｃが第３相に対応する。従って、上述の配列を言い換えれば、第１磁気センサ３４ａ〜第３磁気センサ３４ｃは、ロータ１２の正転方向に沿って第１磁気センサ３４ａ、第２磁気センサ３４ｂ、第３磁気センサ３４ｃの順番で配列され、且つ、ロータ１２の正転方向に沿ってそれぞれ３０°離間して配置された形となっている。

同様に、第４磁気センサ３４ｄ〜第６磁気センサ３４ｆは、ロータ１２の逆転速度を検出するためのものであり、第４磁気センサ３４ｄが第１相に対応し、第５磁気センサ３４ｅが第３相に対応し、第６磁気センサ３４ｆが第２相に対応する。従って、上述の配列を言い換えれば、第４磁気センサ３４ｄ〜第６磁気センサ３４ｆは、ロータ１２の逆転方向に沿って第４磁気センサ３４ｄ、第５磁気センサ３４ｅ、第６磁気センサ３４ｆの順番で配列され、且つ、ロータ１２の逆転方向に沿ってそれぞれ３０°離間して配置された形となっている。

また、第１磁気センサ３４ａ〜第６磁気センサ３４ｆは、それぞれホールＩＣにて構成されている。ホールＩＣは、ホール素子と論理回路とをＩＣ化した磁気センサで、ロータ１２の検出磁石２２の磁極（Ｎ極又はＳ極）と、その磁極の強さを、ホール素子の電磁現象により検出する。従って、ロータ１２が回転すると、ホール素子から磁束密度に比例したアナログ電圧信号が出力される。論理回路は、ホール素子からのアナログ電圧信号を整形して磁界の極性に対応したデジタル波形、例えばＮ極のとき高レベル、Ｓ極のとき低レベルのデジタル波形として出力する。本実施の形態では、例えば出力トランジスタを有するオープンコレクタ出力方式のホールＩＣを使用している。

そして、本実施の形態に係る速度検出回路５０は、図４に示すように、磁気検出回路５２と、ロータ位置検出回路５４と、パルス生成回路５６と、ＣＰＵ５８とを有する。ＣＰＵ５８は、少なくともソフトウェアとしてのロータ位置検出手段６０と、ロータ速度検出手段６２が動作するようになっている。

磁気検出回路５２は、第１磁気センサ３４ａ〜第３磁気センサ３４ｃを含む第１磁気センサ部６４ａと、第４磁気センサ３４ｄ〜第６磁気センサ３４ｆを含む第２磁気センサ部６４ｂとを有する。

ロータ位置検出回路５４は、磁気検出回路５２からのデジタル波形、すなわち、第１磁気センサ部６４ａからの３相の第１デジタル波形及び第２磁気センサ部６４ｂからの３相の第２デジタル波形を安定化させるプルアップ抵抗６６と、高周波成分（ノイズ）を抑圧するノイズフィルタ６８（ローパスフィルタ）と、シュミットトリガ機能を有し、且つ、ノイズフィルタ６８でなまった波形をパルス波形に整形する波形整形回路７０と、ＣＰＵ５８からのロータ１２の正転又は逆転を示す制御信号Ｓｃに基づいて、３相の第１デジタル波形又は３相の第２デジタル波形を切り替え選択し、３相のロータ位置検出パルスＳａ（第１相のロータ位置検出パルスＳａ１〜第３相のロータ位置検出パルスＳａ３）として出力する選択回路７２とを有する。

パルス生成回路５６は、選択回路７２からの３相のロータ位置検出パルスＳａの各立ち上がり及び各立ち下がりがそれぞれ反映された一連のパルス信号を生成する回路である。すなわち、パルス生成回路５６は、選択回路７２からの３相のロータ位置検出パルスＳａのうち、第１相のロータ位置検出パルスＳａ１と第２相のロータ位置検出パルスＳａ２との排他的論理和を出力する第１論理回路７４と、第３相のロータ位置検出パルスＳａ３と第１論理回路７４の出力との排他的論理和をロータ速度検出パルスＳｂとして出力する第２論理回路７６とを有する。

ＣＰＵ５８で動作するロータ位置検出手段６０は、選択回路７２からの３相のロータ位置検出パルスＳａに基づいてロータ１２の位置を検出し、ＣＰＵ５８で動作するロータ速度検出手段６２は、パルス生成回路５６からのロータ速度検出パルスＳｂに基づいてロータ１２の回転速度（正転速度又は逆転速度）を検出する。また、ＣＰＵ５８は、生成された速度指令値あるいは外部からの速度指令値が示す回転速度となるように、検出した回転速度に基づいてモータ１０の回転駆動を制御する。なお、図４において、モータ１０の制御系統の図示を省略する。

なお、例えばロータ１２の正転時のロータ位置及び正転速度のみを検出する場合は、図５に示す変形例に係る速度検出回路５０ａを用いることができる。

この変形例に係る速度検出回路５０ａは、ロータ１２の逆転に関する第２磁気センサ部６４ｂ（第４磁気センサ３４ｄ〜第６磁気センサ３４ｆ）が省略されることから、それに応じて、プルアップ抵抗６６の構成要素、ノイズフィルタ６８の構成要素、波形整形回路７０の構成要素をそれぞれ一部省略し、さらに、選択回路７２を省略すればよい。

ここで、本実施の形態に係る速度検出回路５０において、１つの磁気センサ、例えば第１磁気センサ３４ａから出力されるデジタル波形の信号処理について図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら説明する。

ロータ１２の例えば正転に伴って第１磁気センサ３４ａと対向する磁極が例えばＮ極→Ｓ極→Ｎ極→Ｓ極というように順番に変わっていくことから、第１磁気センサ３４ａの出力トランジスタは、例えばＮ極と対向する期間においてＯＦＦ、Ｓ極と対向する期間においてＯＮとされる。

第１磁気センサ３４ａの出力にはプルアップ抵抗６６が接続されているため、出力トランジスタがＯＦＦのときには、出力電圧が電源電圧Ｖｃｃ近くまで引き上げられることになる。従って、第１磁気センサ３４ａの出力は、図６Ａに示すように、第１磁気センサ３４ａと例えばＮ極とが対向する期間において確実に高レベルとなり、Ｓ極と対向する期間において確実に低レベルとなる。

第１磁気センサ３４ａの出力は、後段のノイズフィルタ６８によって高周波成分（ノイズ）が抑圧される。しかし、第１磁気センサ３４ａの出力波形は、図６Ｂに示すように、立ち上がり及び立ち下がりがノイズフィルタ６８の時定数に対応してなまった一次遅れ波形となる。

ノイズフィルタ６８によって立ち上がりと立ち下がりがなまった第１磁気センサ３４ａの出力は、後段の波形整形回路７０のシュミットトリガ機能によって、パルス波形に整形される。具体的には、波形整形回路７０は、ノイズフィルタ６８の出力（出力電圧）が第１閾値電圧Ｖｔｐ以上となった時点で低レベルとし、第２閾値電圧Ｖｔｎ（＜Ｖｔｐ）以下となった時点で高レベルにする。なお、この波形整形回路７０では、チャタリング防止も行っている。

一方、選択回路７２は、波形整形回路７０から出力される第１磁気センサ部６４ａに対応した３相の第１デジタル波形と第２磁気センサ部６４ｂに対応する３相の第２デジタル波形を、ＣＰＵ５８で動作するロータ位置検出手段６０からのロータ１２の正転又は逆転を示す制御信号Ｓｃに基づいて、切り替え選択して、３相のロータ位置検出パルスＳａとして出力する。ロータ１２が正転しているときの３相のロータ位置検出パルスＳａの例を図７Ａに示す。

３相のロータ位置検出パルスＳａは、ロータ１２の正転又は逆転を検出し、さらに、ロータ１２の磁極の位置を検出するために用いられる。もちろん、ロータ１回転につき、４周期のタイミング（パルス周期Ｔａ）でロータ１２の速度を検出することができるが、検出精度は低い。

また、パルス生成回路５６では、第１論理回路７４から第１相のロータ位置検出パルスＳａ１と第２相のロータ位置検出パルスＳａ２との排他的論理和が出力され、第２論理回路７６から第３相のロータ位置検出パルスＳａ３と第１論理回路７４の出力との排他的論理和が出力される。すなわち、３入力の排他的論理和機能によってロータ速度検出パルスＳｂを生成している。

パルス生成回路５６の真理値表を図８に示す。この真理値表の中で、第１相のロータ位置検出パルスＳａ１〜第３相のロータ位置検出パルスＳａ３全てが「０」又は「１」の場合は、ハーネスの断線やショートによる異常出力であり、ＣＰＵ５８によって、モータ停止等のエラー処理が行われる。

そして、本実施の形態に係る速度検出回路５０では、パルス生成回路５６からの出力に基づいてロータ１２の回転速度（正転速度及び逆転速度）を検出する。パルス生成回路５６から出力されるロータ速度検出パルスＳｂのパルス周期は、ロータ位置検出パルスＳａのパルス周期Ｔａの１／３であるため、パルス生成回路５６から出力されるロータ速度検出パルスＳｂに基づいてロータ１２の速度を検出することによって、３相のロータ位置検出パルスＳａを用いた場合よりも、検出精度を高めることができる。

検出タイミングとしては、第１の手法として、パルス波形が変化するタイミング、すなわち、立ち下がりから次の立ち上がりまでの期間、立ち上がりから次の立ち下がりまでの期間をそれぞれ速度検出周期とすることが考えられる。この場合、ロータ１２が１回転する間に、２４個の速度検出周期が到来するため、高精度にロータ１２の速度を検出することができる。

ただ、各速度検出期間の開始時点は、様々な誤差成分によって影響を受けている場合が多い。誤差成分としては、検出磁石誤差、磁気センサ誤差、ノイズフィルタ誤差、ＣＰＵ誤差等がある。

検出磁石誤差は、検出磁石２２の着磁範囲の誤差やロータ１２に対する取付誤差を含み、理想的な第１境界２４ａ〜第８境界２４ｈに対する実際の第１境界２４ａ〜第８境界２４ｈの配置誤差成分を指す。磁気センサ誤差は、ロータ１２の正転速度を検出する場合は、第１磁気センサ３４ａ〜第３磁気センサ３４ｃの読取誤差やステータ１４に対する取付誤差を含み、ロータ１２の逆転速度を検出する場合は、第４磁気センサ３４ｄ〜第６磁気センサ３４ｆの読取誤差やステータ１４に対する取付誤差を含む。ノイズフィルタ誤差は、回路素子の回路定数のばらつき等に起因する時定数誤差を含む。ＣＰＵ誤差は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の量子化誤差等を含む。この中で、ＣＰＵ誤差は、ＣＰＵ５８自体の性能に依存するため、上述した誤差成分から除外する。

時定数誤差は、図６Ｂに示すように、ノイズフィルタ６８の出力波形がＣＲ時定数による一次遅れ波形となることによって生じる。

すなわち、後段の波形整形回路７０から出力されるパルス波形（図６Ｃ参照）は、理想的には、その立ち下がり時点が、ノイズフィルタ６８の出力波形（図６Ｂ参照）の立ち上がり時点とほぼ同時となり、立ち上がり時点が、ノイズフィルタ６８の出力波形の立ち下がり時点とほぼ同時になることである。

しかし、ノイズフィルタ６８の出力波形が一次遅れ波形であることから、波形整形回路７０の出力波形の立ち下がり時点は、ノイズフィルタ６８の出力波形の立ち上がり時点からノイズフィルタ６８の出力（出力電圧）が第１閾値電圧Ｖｔｐ以上となった時点までの時間だけ遅れ、この遅れ時間Δｔ１が時定数誤差となる。

なお、波形整形回路７０の出力波形の立ち上がり時点は、ノイズフィルタ６８の出力波形の立ち下がり時点からノイズフィルタ６８の出力（出力電圧）が第２閾値電圧Ｖｔｎ以下となった時点までの時間だけ遅れることになるが、この遅れ時間Δｔ２は無視できる程度に短い。そのため、波形整形回路７０の出力波形のうち、立ち上がり時点に時定数誤差は存在しないものとして扱うことができる。

このことから、図９Ａに示すように、３相のロータ位置検出パルスＳａのうち、各立ち下がりは、ノイズフィルタ誤差による影響を受けていることになる。

検出磁石誤差は、上述したように、検出磁石２２の着磁範囲の誤差や取付誤差を含むため、各磁気センサが磁極の変化を検出した時点で検出磁石誤差の影響を受けることになる。すなわち、３相のロータ位置検出パルスＳａのうち、各立ち下がり及び各立ち上がりは、検出磁石誤差による影響を受けていることになる。

具体的には、第１磁気センサ３４ａを基準位置としたとき、例えば第１相のロータ位置検出パルスＳａ１のうち、基準位置から最初の立ち下がりは、検出磁石２２における第１境界２４ａの位置誤差（第１検出磁石誤差）による影響を受け、次の最初の立ち上がりは、検出磁石２２における第２境界２４ｂの位置誤差（第２検出磁石誤差）による影響を受け、次の２回目の立ち下がりは、検出磁石２２における第３境界２４ｃの位置誤差（第３検出磁石誤差）による影響を受け、次の第２回目の立ち上がりは、検出磁石２２における第４境界２４ｄの位置誤差（第４検出磁石誤差）による影響を受け、次の第３回目の立ち下がりは、検出磁石２２における第５境界２４ｅの位置誤差（第５検出磁石誤差）による影響を受け、次の第３回目の立ち上がりは、検出磁石２２における第６境界２４ｆの位置誤差（第６検出磁石誤差）による影響を受け、次の第４回目の立ち下がりは、検出磁石における第７境界２４ｇの位置誤差（第７検出磁石誤差）による影響を受けていることになる。これは、第２相のロータ位置検出パルスＳａ２及び第３相のロータ位置検出パルスＳａ３においても同様である。

磁気センサ誤差は、上述したように、ロータ１２の正転速度を検出する場合は、第１磁気センサ３４ａ〜第３磁気センサ３４ｃの読取誤差やステータ１４に対する取付誤差を含むことから、第１磁気センサ３４ａを基準としたとき、第２磁気センサ３４ｂに対応する第２相のロータ位置検出パルスＳａ２の各立ち上がり及び各立ち下がりが第２磁気センサ３４ｂに起因する磁気センサ誤差（第２磁気センサ誤差と記す）による影響を受け、第３磁気センサ３４ｃに対応する第３相のロータ位置検出パルスＳａ３の各立ち上がり及び各立ち下がりが第３磁気センサ３４ｃに起因する磁気センサ誤差（第３磁気センサ誤差と記す）による影響を受けていることになる。

従って、パルス生成回路５６から出力されるロータ速度検出パルスＳｂは、上述した様々な誤差成分による影響を受けることになる。

例えば図９Ｂに示すように、時点ｔ１ではノイズフィルタ誤差、第３磁気センサ誤差及び第７検出磁石誤差による影響を受け、時点ｔ２では第２磁気センサ誤差による影響を受け、時点ｔ３ではノイズフィルタ誤差と第１検出磁石誤差による影響を受け、以下同様である。

そのため、上述した第１の手法、すなわち、ロータ速度検出パルスＳｂの立ち下がりから次の立ち上がりまでの期間及び立ち上がりから次の立ち下がりまでの期間をそれぞれ速度検出周期としてロータ１２の速度を検出すると、図９Ｂに示すように、時点ｔ１〜時点ｔ２３に含まれる３相のロータ位置検出パルスＳａ全ての誤差成分による影響を受けることになる。

そこで、第２の手法として、ロータ速度検出パルスＳｂの立ち下がりから次の任意の立ち下がりまでの期間、立ち上がりから次の任意の立ち下がりまでの期間を速度検出周期としてロータ１２の速度を検出することが好ましい。この場合、検出精度を上げるために、速度検出期間＜ロータ位置検出パルスＳａのパルス周期Ｔａを満足することが好ましい。

例えばロータ速度検出パルスＳｂの立ち下がりから次の立ち下がりまでの期間（ｔ０→ｔ２、ｔ２→ｔ４、ｔ４→ｔ６、・・・）を速度検出周期としてロータ１２の速度を検出すると、図９Ｃに示すように、時点ｔ２での第２磁気センサ誤差、時点ｔ４での第３磁気センサ誤差、時点ｔ６での第２検出磁石誤差、時点ｔ８での第２検出磁石誤差と第２磁気センサ誤差、時点ｔ１０での第２検出磁石誤差と第３磁気センサ誤差、時点ｔ１２での第４検出磁石誤差、時点ｔ１４での第４検出磁石誤差と第２磁気センサ誤差、時点ｔ１６での第４検出磁石誤差と第３磁気センサ誤差、時点ｔ１８での第６検出磁石誤差、時点ｔ２０での第６検出磁石誤差と第２磁気センサ誤差、時点ｔ２２での第６検出磁石誤差と第３磁気センサ誤差の影響を受けるのみであり、誤差成分による影響を最小限に抑えることができる。これは、ロータ１２の速度の検出精度のさらなる向上につながる。

なお、速度検出期間として用いられるロータ速度検出パルスＳｂの立ち下がりから次の任意の立ち下がりまでの期間としては、上述した立ち下がりから次の立ち下がりまでの期間のほかに、立ち下がりから１つ置きの立ち下がりまでの期間（ｔ０→ｔ４、ｔ４→ｔ８、ｔ８→ｔ１２、・・・）を採用するようにしてもよい。

また、速度検出期間として用いられるロータ速度検出パルスＳｂの立ち上がりから次の任意の立ち上がりまでの期間としては、立ち上がりから次の立ち上がりまでの期間（ｔ１→ｔ３、ｔ３→ｔ５、ｔ５→ｔ７、・・・）でもよいし、立ち上がりから１つ置きの立ち上がりまでの期間（ｔ１→ｔ５、ｔ５→ｔ９、ｔ９→ｔ１３、・・・）を採用するようにしてもよい。

いずれにしても、誤差成分による影響が最小限になる期間を速度検出期間として採用することが好ましい。

このように、本実施の形態に係る速度検出回路５０は、誤差成分による影響を最小限に抑えることができ、高精度にロータ１２の速度を検出することができる。

速度制御を行うモータシステムにおいて、モータ１０（ロータ１２）の回転数の検出精度は極めて重要である。従って、速度制御を行うモータシステムにおけるモータ１０の回転数の検出には高精度ではあるが、高価なエンコーダやレゾルバを使用することが考えられる。これに対して、本実施の形態で使用されるホールＩＣは、安価ではあるが、分解能が低く、一般に、モータ１０の回転数の検出誤差が大きいという問題がある。

しかし、本実施の形態のように、３相のロータ位置検出パルスＳａに基づいてロータ速度検出パルスＳｂを生成するパルス生成回路５６を設けることによって、高精度にロータ１２の速度を検出できる。さらに、速度検出期間として、ロータ速度検出パルスＳｂの立ち下がりから次の任意の立ち下がりまでの期間あるいは立ち上がりから次の任意の立ち上がりまでの期間を選ぶことで、検出精度をより向上させることができる。特に、ロータ速度検出パルスＳｂの立ち下がりから次の立ち下がりまでの期間を速度検出期間として選ぶことで、誤差成分の影響を最小限に抑えることができ、その結果、ロータ１２の速度検出精度を、ロータ位置検出パルスＳａのパルス周期Ｔａを速度検出期間とした場合の３倍向上させることができ、誤差成分を約１／１０にすることができる。

これにより、磁気センサとしてホールＩＣを用いたとしても、モータ１０の速度制御を高精度に行うことができ、ＣＰＵ５８からの速度指令値に対してほとんど誤差なく高精度に追従させることができる。

次に、本実施の形態に係る速度検出回路５０の１つの使用形態について図１０〜図１２Ｂを参照しながら説明する。

この使用形態は、図１０に示すように、速度検出回路５０を用いて検出磁石誤差、第２磁気センサ誤差及び第３磁気センサ誤差を検出することである。この処理は、ＣＰＵ５８で動作する誤差検出手段９６によって行われる。

検出した検出磁石誤差は、誤差検出手段９６によってメモリ９８に記憶された例えば第１補正テーブル１００に格納され、検出した第２磁気センサ誤差及び第３磁気センサ誤差は、メモリ９８に記憶された例えば第２補正テーブル１０２に格納される。これら第１補正テーブル１００及び第２補正テーブル１０２に格納された情報は、実際のモータ１０の使用時において、３相のロータ位置検出パルスＳａとロータ速度検出パルスＳｂを補正する際に利用される。

最初に、モータ１０を予め設定された回転数で一定回転させた場合を想定して理想的な時間を求めておく。最適な回転数は、モータ１０の完成検査後の駆動時に必ず一定速度でモータ１０を回転駆動する場合があるが、その回転駆動時の回転数でモータ１０を駆動する。

先ず、モータ１０を予め設定された回転数で一定回転させた場合、図１１Ａに示すように、ロータ１２が１回転する時間（１回転時間Ｔｄ）が決定される。

１回転時間Ｔｄを４等分することによって、例えば第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の理想的な４つのパルス周期（１セット〜４セット）が求められ、１つのパルス周期Ｔａ（例えば１セット）を３等分することによって、１セットにおけるロータ速度検出パルスＳｂの理想的な３つのパルス周期（第１時間ｄ１〜第３時間ｄ３）が求められる。

従って、予め設定されたロータ１２の回転数をＭ（ｒｐｍ）としたとき、
Ｍ（ｒｐｍ）＝Ｍ／６０（ｒ／ｓｅｃ）
であるから、ロータ１２の１回転時間Ｔｄは、６０／Ｍ（ｓｅｃ／ｒ）となり、１セット〜４セットの理想の時間(１つのパルス周期）Ｔａは、６０／（４Ｍ）（ｓｅｃ）となる。これが基準値となる。

そして、実際に、ロータ１２を予め設定された回転数で一定回転させて、３相のロータ位置検出パルスＳａ及びロータ速度検出パルスＳｂの波形を測定する。

速度検出期間として、ロータ速度検出パルスＳｂの立ち下がりから次の立ち下がりまでの期間（ｔ０→ｔ２、ｔ２→ｔ４、ｔ４→ｔ６、・・・）を採用した場合を前提としたとき、図１１Ｂに示すように、第２検出磁石誤差、第４検出磁石誤差、第６検出磁石誤差、第２磁気センサ誤差及び第３磁気センサ誤差の影響を受けることがわかる。

そこで、図１１Ａに示すように、例えば第１相のロータ位置検出パルスＳａ１において、第２検出磁石誤差が存在しないとした理想の場合、測定時の１セットの時間＝６０／（４Ｍ）となる。この場合、例えば図１２Ａに示すように、第１補正テーブル１００のうち、第２検出磁石誤差に対応するレコード、例えば１レコード目に差分データ「０」と測定時の１セットの時間が格納される。

しかし、測定時の１セットの時間＜６０／（４Ｍ）である場合、第２検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミングが、第２検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも早くなる。従って、測定時の１セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分Δｔａを、測定時の１セットの時間に加えることで、１セットの時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔａ」と測定時の１セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の１レコード目に格納される。

反対に、測定時の１セットの時間＞６０／（４Ｍ）である場合、第２検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミング（１セット終了時点の立ち上がりタイミング）が、第２検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも遅くなる。従って、測定時の１セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分Δｔｂを、測定時の１セットの時間から差し引くことで、１セットの時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「−Δｂ」と測定時の１セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の１レコード目に格納される。

すなわち、測定時の１セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分の取得は、第２検出磁石誤差の検出にほかならない。

同様にして、測定時の２セットの時間から第４検出磁石誤差による影響を検出することができる。

具体的には、第２検出磁石誤差が存在しない理想の場合を想定したとき、測定時の２セットの時間＝測定時の１セットの時間であれば、第４検出磁石誤差は存在しないこととなる。この場合、第１補正テーブル１００のうち、第４検出磁石誤差に対応するレコード、例えば２レコード目に差分データ「０」と測定時の２セットの時間が格納される。

しかし、測定時の２セットの時間＜測定時の１セットの時間である場合、第４検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミング（２セット終了時点の立ち上がりタイミング）が、第４検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも早くなる。従って、測定時の２セットの時間と測定時の１セットの時間との差分Δｔｃを、測定時の２セットの時間に加えることで、２セットの時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔｃ」と測定時の２セットの時間は、例えば第１補正テーブルの２レコード目に格納される。

反対に、測定時の２セットの時間＞測定時の１セットの時間である場合、第４検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミングが、第４検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも遅くなる。従って、測定時の２セットの時間と測定時の１セットの時間との差分Δｔｄを、測定時の２セットの時間から差し引くことで、２セットの時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「−Δｔｄ」と測定時の２セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の２レコード目に格納される。

次に、第２検出磁石誤差が存在し、測定時の１セットの時間＜６０／（４Ｍ）である場合は、測定時の１セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分Δｔａを、測定時の１セットの時間に加えた補正後の１セットの時間との比較になる。

一方、第２検出磁石誤差が存在し、測定時の１セットの時間＞６０／（４Ｍ）である場合は、測定時の１セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分Δｔｂを、測定時の１セットの時間から差し引いた補正後の１セットの時間との比較になる。

そして、測定時の２セットの時間＝補正後の１セットの時間であれば、第４検出磁石誤差は存在しないこととなる。この場合、第１補正テーブル１００のうち、第４検出磁石誤差に対応するレコード、例えば２レコード目に差分データ「０」と測定時の２セットの時間が格納される。

しかし、測定時の２セットの時間＜補正後の１セットの時間である場合、第４検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミング（２セット終了時点の立ち上がりタイミング）が、第４検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも早くなる。従って、測定時の２セットの時間と補正後の１セットの時間との差分Δｔｃを、測定時の２セットの時間に加えることで、２セットの時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔｃ」と測定時の２セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の２レコード目に格納される。

反対に、測定時の２セットの時間＞補正後の１セットの時間である場合、第４検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミングが、第４検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも遅くなる。従って、測定時の２セットの時間と補正後の１セットの時間との差分Δｔｄを、測定時の２セットの時間から差し引くことで、２セットの時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「＋Δｔｄ」と測定時の２セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の２レコード目に格納される。

このように、第２検出磁石誤差がない場合における測定時の１セットの時間と測定時の２セットの時間との差分の取得、あるいは、第２検出磁石誤差が存在する場合における測定時の２セットの時間と補正後の１セットの時間との差分の取得は、第４検出磁石誤差の検出にほかならない。

同様にして、測定時の３セットの時間から第６検出磁石誤差による影響を検出することができる。

具体的には、第４検出磁石誤差が存在しない理想の場合を想定したとき、測定時の３セットの時間＝測定時の２セットの時間であれば、第６検出磁石誤差は存在しないこととなる。この場合、第１補正テーブル１００のうち、第６検出磁石誤差に対応するレコード、例えば３レコード目に差分データ「０」と測定時の３セットの時間が格納される。

しかし、測定時の３セットの時間＜測定時の２セットの時間である場合、第６検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミング（３セット終了時点の立ち上がりタイミング）が、第６検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも早くなる。従って、測定時の３セットの時間と測定時の２セットの時間との差分Δｔｅを、測定時の３セットの時間に加えることで、３セットの時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔｅ」と測定時の３セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の３レコード目に格納される。

反対に、測定時の３セットの時間＞測定時の２セットの時間である場合、第６検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミングが、第６検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも遅くなる。従って、測定時の３セットの時間と測定時の２セットの時間との差分Δｔｆを、測定時の３セットの時間から差し引くことで、３セットの時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「−Δｔｆ」と測定時の３セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の３レコード目に格納される。

次に、第４検出磁石誤差が存在し、測定時の２セットの時間＜６０／（４Ｍ）である場合は、測定時の２セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分Δｔｃを、測定時の２セットの時間に加えた補正後の２セットの時間との比較になる。

一方、第４検出磁石誤差が存在し、測定時の２セットの時間＞６０／（４Ｍ）である場合は、測定時の２セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分Δｔｄを、測定時の２セットの時間から差し引いた補正後の２セットの時間との比較になる。

そして、測定時の３セットの時間＝補正後の２セットの時間であれば、第６検出磁石誤差は存在しないこととなる。この場合、第１補正テーブル１００のうち、第６検出磁石誤差に対応するレコード、例えば３レコード目に差分データ「０」と測定時の３セットの時間が格納される。

しかし、測定時の３セットの時間＜補正後の２セットの時間である場合、第６検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミング（３セット終了時点の立ち上がりタイミング）が、第６検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも早くなる。従って、測定時の３セットの時間と補正後の２セットの時間との差分Δｔｅを、測定時の３セットの時間に加えることで、３セットの時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔｅ」と測定時の３セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の３レコード目に格納される。

反対に、測定時の３セットの時間＞補正後の２セットの時間である場合、第６検出磁石誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミングが、第６検出磁石誤差によって、理想の立ち上がりタイミングよりも遅くなる。従って、測定時の３セットの時間と補正後の２セットの時間との差分Δｔｆを、測定時の３セットの時間から差し引くことで、３セットの時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「−Δｔｆ」と測定時の３セットの時間は、例えば第１補正テーブル１００の３レコード目に格納される。

このように、第４検出磁石誤差がない場合における測定時の３セットの時間と測定時の２セットの時間との差分の取得、あるいは、第４検出磁石誤差が存在する場合における測定時の３セットの時間と補正後の２セットの時間との差分の取得は、第６検出磁石誤差の検出にほかならない。

次に、第２磁気センサ誤差と第３磁気センサ誤差の検出について図１１Ｂを参照しながら説明する。

第２磁気センサ誤差及び第３磁気センサ誤差は、１セット、２セット及び３セットのいずれにも現れているため、１セット、２セット、３セットのいずれか１つで検出することが可能である。ここでは、１セットで検出する場合を示す。

先ず、１セットに関連する検出磁石誤差、すなわち、第２検出磁石誤差が存在しない場合は、測定時の１セットの時間を３等分することで、ロータ速度検出パルスＳｂの１セットにおける理想的な３つのパルス周期（第１時間ｄ１〜第３時間ｄ３）が求められる。

そして、（測定時の１セットの時間）／３＝測定時の第１時間であれば、第２磁気センサ誤差は存在しないこととなる。この場合、図１２Ｂに示すように、第２補正テーブル１０２のうち、第２磁気センサ誤差に対応するレコード、例えば１レコード目に差分データ「０」と測定時の第１時間が格納される。

同様に、（測定時の１セットの時間）／３＝測定時の第２時間であれば、第３磁気センサ誤差は存在しないこととなる。この場合、第２補正テーブル１０２のうち、第３磁気センサ誤差に対応するレコード、例えば２レコード目に差分データ「０」と測定時の第２時間が格納される。

しかし、（測定時の１セットの時間）／３＞測定時の第１時間である場合、第２磁気センサ誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミング（時点ｔ２の立ち下がりタイミング）が、第２磁気センサ誤差によって、理想の立ち下がりタイミングよりも早くなる。従って、（測定時の１セットの時間）／３と測定時の第１時間との差分Δｔｍを、測定時の第１時間に加えることで、第１時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔｍ」と測定時の第１時間は、例えば第２補正テーブル１０２の１レコード目に格納される。

反対に、（測定時の１セットの時間）／３＜測定時の第１時間である場合、第２磁気センサ誤差が存在し、実際の立ち下がりタイミングが、第２磁気センサ誤差によって、理想の立ち下がりタイミングよりも遅くなる。従って、（測定時の１セットの時間）／３と測定時の第１時間との差分Δｔｍを、測定時の第１時間から差し引くことで、第１時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「−Δｔｎ」と測定時の第１時間は、例えば第２補正テーブル１０２の１レコード目に格納される。

今度は、（測定時の１セットの時間）／３＞測定時の第２時間である場合、第３磁気センサ誤差が存在し、実際の立ち下がりタイミング（時点ｔ４の立ち下がりタイミング）が、第３磁気センサ誤差によって、理想の立ち下がりタイミングよりも早くなる。従って、（測定時の１セットの時間）／３と測定時の第２時間との差分Δｔｏを、測定時の第２時間に加算することで、第２時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔｏ」と測定時の第２時間は、例えば第２補正テーブル１０２の２レコード目に格納される。

反対に、（測定時の１セットの時間）／３＜測定時の第２時間である場合、第３磁気センサ誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミングが、第３磁気センサ誤差によって、理想の立ち下がりタイミングよりも遅くなる。従って、（測定時の１セットの時間）／３と測定時の第２時間との差分Δｔｐを、測定時の第２時間から差し引くことで、第２時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「−Δｔｐ」と測定時の第２時間は、例えば第２補正テーブル１０２の２レコード目に格納される。

次に、測定時の１セットの時間＜６０／（４Ｍ）であって、第２検出磁石誤差が存在する場合は、測定時の１セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分Δｔａを、測定時の１セットの時間に加えた補正後の１セットの時間との比較になる。

また、測定時の１セットの時間＞６０／（４Ｍ）であって、第２検出磁石誤差が存在する場合は、測定時の１セットの時間と６０／（４Ｍ）との差分Δｔｂを、測定時の１セットの時間から減算した補正後の１セットの時間との比較になる。

すなわち、（補正後の１セットの時間）／３＝測定時の第１時間であれば、第２磁気センサ誤差は存在しないこととなる。この場合、第２補正テーブル１０２のうち、第２磁気センサ誤差に対応するレコード、例えば１レコード目に差分データ「０」と測定時の第１時間が格納される。

同様に、（測定時の１セットの時間）／３＝測定時の第２時間であれば、第３磁気センサ誤差は存在しないこととなる。この場合、第２補正テーブル１０２のうち、第３磁気センサ誤差に対応するレコード、例えば２レコード目に差分データ「０」と測定時の第２時間が格納される。

しかし、（補正後の１セットの時間）／３＞測定時の第１時間である場合、第２磁気センサ誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミング（時点ｔ２の立ち下がりタイミング）が、第２磁気センサ誤差によって、理想の立ち下がりタイミングよりも早くなる。従って、（補正後の１セットの時間）／３と測定時の第１時間との差分Δｔｍを、測定時の第１時間に加えることで、第１時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔｍ」と測定時の第１時間は、例えば第２補正テーブル１０２の１レコード目に格納される。

反対に、（補正後の１セットの時間）／３＜測定時の第１時間である場合、第２磁気センサ誤差が存在し、実際の立ち下がりタイミングが、第２磁気センサ誤差によって、理想の立ち下がりタイミングよりも遅くなる。従って、（補正後の１セットの時間）／３と測定時の第１時間との差分Δｔｎを、測定時の第１時間から差し引くことで、第１時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「−Δｔｎ」と測定時の第１時間は、例えば第２補正テーブル１０２の１レコード目に格納される。

今度は、（補正後の１セットの時間）／３＞測定時の第２時間である場合、第３磁気センサ誤差が存在し、実際の立ち上がりタイミング（時点ｔ４の立ち下がりタイミング）が、第３磁気センサ誤差によって、理想の立ち下がりタイミングよりも早くなる。従って、（補正後の１セットの時間）／３と測定時の第２時間との差分Δｔｏを、測定時の第２時間に加えることで、第２時間の補正が可能となる。この加算を示す差分データ「＋Δｔｏ」と測定時の第２時間は、例えば第２補正テーブル１０２の２レコード目に格納される。

反対に、（補正後の１セットの時間）／３＜測定時の第２時間である場合、第３磁気センサ誤差が存在し、実際の立ち下がりタイミングが、第３磁気センサ誤差によって、理想の立ち下がりタイミングよりも遅くなる。従って、（補正後の１セットの時間）／３と測定時の第２時間との差分Δｔｐを、測定時の第２時間から差し引くことで、第２時間の補正が可能となる。この減算を示す差分データ「−Δｔｐ」と測定時の第２時間は、例えば第２補正テーブル１０２の２レコード目に格納される。

次に、実際のモータ１０の使用時において、１セットの時間、２セットの時間、３セットの時間、第１時間、第２時間を補正する処理について説明する。この補正処理は、図１０に示すように、ＣＰＵ５８で動作する補正処理手段１０４によって行われる。この補正処理手段１０４は、メモリ９８に記憶されている第１補正テーブル１００、第２補正テーブル１０２のほか、データバッファ１０６も使用する。

前提として、モータ１０の完成検査後の駆動時においては、必ず一定速度で駆動する時がある。このときのモータ１０の回転数は、誤差を検出する際の回転数と同じである。換言すれば、誤差を検出する際のモータ１０の回転数を、モータ１０の完成検査後に一定速度で駆動される際のモータ１０の回転数と同じにしている。そのため、その後の補正処理が簡単になる。

先ず、実際のモータ１０の使用時においては、電源ＯＦＦしてからモータ１０を起動することから、検出磁石２２の第１境界２４ａ〜第８境界２４ｈがどの位置にあるかは分からない状態にある。

しかし、例えば第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の立ち上がりのみを考慮したとき、基準位置、第２境界２４ｂ、第４境界２４ｄ、第６境界２４ｆが相当する。そして、モータ１０を駆動させて、誤差成分の補正を行う場合、補正処理が開始されてから最初の立ち下がりは、基準位置、第２境界、第４境界又は第６境界のいずれかであり、結果的に４つの組み合わせが考えられる。

そこで、以下に示す照合処理を行う。この照合処理は、補正処理を開始してから、例えば第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の最初の立ち下がりを基準とした４つのパルス周期を計数する。

そして、各パルス周期と誤差検出で用いた基準値（＝６０／（４Ｍ））との差分を計算し、第１補正テーブル１００に格納されている内容と照合する。このとき、最初のパルス周期の差分が例えば２レコードの内容とほぼ同じであり、次のパルス周期の差分が３レコードの内容とほぼ同じであれば、最初のパルス周期は、図１１Ａの２セット、つまり、第１磁気センサ３４ａが検出磁石２２の第２境界２４ｂに対向した位置から第４境界２４ｄに対向した位置に相対的に移動していることを示している。

同様に、上述の照合処理において、最初のパルス周期の差分が例えば１レコードの内容とほぼ同じであり、次のパルス周期の差分が２レコードの内容とほぼ同じであれば、最初のパルス周期は、図１１Ａの１セット、つまり、第１磁気センサ３４ａが検出磁石２２の基準位置（第８境界２４ｈ）に対向した位置から第２境界２４ｂに対向した位置に相対的に移動していることを示している。

上述した照合処理によって、補正処理を開始してから最初のパルス周期が、図１１Ａの１セット〜４セットのうち、いずれであるかが判明することになる。

説明を簡単にするために、最初のパルス周期が、図１１Ａの１セットである場合を想定して説明を行う。

補正処理は逐次行われ、先ず、１サイクルで、例えば第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の１セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの１セットの３パルスを読み込んでデータバッファ１０６の１セット用のアドレスに格納し、併せて今回の１セットの時間、今回の第１時間及び今回の第２時間を計数する。

次の２サイクルで、１セットの補正処理を行うと共に、第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の２セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの２セットの３パルスを読み、併せて今回の２セットの時間を計数する。

この２サイクルでの補正処理は、今回の１セットの時間と、第１補正テーブル１００の１レコードから読み出した測定時の１セットの時間及び差分データに基づいて以下の関係式から今回の１セットの補正データを求める。

今回の１セットの補正データ
＝今回の１セットの時間×差分データ（符号を含む）／測定時の１セットの時間
また、今回の第１時間と、第２補正テーブル１０２の１レコードから読み出した測定時の第１時間及び差分データに基づいて以下の関係式から第１時間の補正データを求める。

今回の第１時間の補正データ
＝今回の第１時間×差分データ（符号を含む）／測定時の第１時間
さらに、今回の第２時間と、第２補正テーブル１０２の２レコードから読み出した測定時の第２時間及び差分データに基づいて以下の関係式から今回の第２時間の補正データを求める。

今回の第２時間の補正データ
＝今回の第２時間×差分データ（符号を含む）／測定時の第２時間
そして、データバッファ１０６に格納されている第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の１セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの１セットの３パルスを、得られた今回の１セットの補正データ、今回の第１時間及び今回の第２時間に基づいて補正する。

次に、３サイクルで、補正後の１セットのロータ速度検出パルスＳｂを出力し、２セットの補正処理を行うと共に、第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の３セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの３セットの３パルスを読み込んでデータバッファ１０６の２セット用のアドレスに格納し、併せて今回の３セットの時間を計数する。

この３サイクルでの補正処理は、今回の２セットの時間と、第１補正テーブル１００の２レコードから読み出した測定時の２セットの時間及び差分データに基づいて以下の関係式から今回の２セットの補正データを求める。

今回の２セットの補正データ
＝今回の２セットの時間×差分データ（符号を含む）／測定時の２セットの時間
そして、データバッファ１０６に格納されている第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の２セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの２セットの３パルスを、得られた今回の２セットの補正データ、今回の第１時間及び今回の第２時間に基づいて補正する。

次に、４サイクルで、補正後の２セットのロータ速度検出パルスＳｂを出力し、３セットの補正処理を行うと共に、第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の４セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの４セットの３パルスを読み込んでデータバッファ１０６の３セット用のアドレスに格納する。

この４サイクルでの補正処理は、今回の３セットの時間と、第１補正テーブル１００の３レコードから読み出した測定時の３セットの時間及び差分データに基づいて以下の関係式から今回の３セットの補正データを求める。

今回の３セットの補正データ
＝今回の３セットの時間×差分データ（符号を含む）／測定時の３セットの時間
そして、データバッファ１０６に格納されている第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の３セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの３セットの３パルスを、得られた今回の３セットの補正データ、今回の第１時間及び今回の第２時間に基づいて補正する。

次に、５サイクルで、補正後の３セットのロータ速度検出パルスＳｂを出力し、４セットの補正処理を行うと共に、第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の１セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの１セットの３パルスを読み込んでデータバッファ１０６に格納し、併せて今回の１セットの時間を計数する。

この５サイクルでの補正処理は、４セットに関するため、ロータ速度検出パルスＳｂにおける第１時間と第２時間の補正だけが行われる。すなわち、データバッファ１０６に格納されているロータ速度検出パルスＳｂの４セットの３パルスを、今回の第１時間及び今回の第２時間に基づいて補正する。

次に、６サイクルで、補正後の４セットのロータ速度検出パルスＳｂを出力し、１セットの補正処理を行うと共に、第１相のロータ位置検出パルスＳａ１の２セットの１パルスとロータ速度検出パルスＳｂの２セットの３パルスを読み込んでデータバッファ１０６に格納し、併せて今回の２セットの時間を計数する。以下同様に行って、補正されたロータ速度検出パルスＳｂがデータバッファ１０６から出力されることになる。

上述のように、補正されたロータ速度検出パルスＳｂには、図９Ｃや図１１Ｂに示すような第２検出磁石誤差、第４検出磁石誤差、第６検出磁石誤差、第２磁気センサ誤差及び第３磁気センサ誤差がないため、さらにロータ１２の速度を高精度に検出することができる。

なお、本発明に係る速度検出回路は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る速度検出回路が適用されるモータを示す構成図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線上からみた矢視図である。 ステータの構成を示す平面図である。 本実施の形態に係る速度検出回路を示す回路図である。 変形例に係る速度検出回路を示す回路図である。 図６Ａは第１磁気センサの出力波形を示す図であり、図６Ｂはノイズフィルタの出力波形を示す図であり、図６Ｃは波形整形回路の出力波形を示す図である。 図７Ａは３相のロータ位置検出パルスを示す波形図であり、図７Ｂはロータ速度検出パルスを示す波形図である。 パルス生成回路の真理値表を示す表図である。 図９Ａは３相のロータ位置検出パルスを誤差成分と共に示す説明図であり、図９Ｂはロータ速度検出パルスに基づいて第１の手法で速度検出した場合の誤差成分による影響を示す説明図であり、図９Ｃは第１の手法で速度検出した場合の誤差成分による影響を示す説明図である。 本実施の形態に係る速度検出回路の第３の使用形態（誤差検出及び補正処理への適用）を示す構成図である。 図１１Ａは第１相のロータ位置検出パルスを誤差成分及び差分データと共に示す説明図であり、図１１Ｂはロータ速度検出パルスを誤差成分及び差分データと共に示す説明図である。 図１２Ａは第１補正テーブルの内訳を示す説明図であり、図１２Ｂは第２補正テーブルの内訳を示す説明図である。

符号の説明

１０…モータ １２…ロータ
１４…ステータ ２０…永久磁石
２２…検出磁石 ２４ａ〜２４ｈ…第１境界〜第８境界
３４ａ〜３４ｆ…第１磁気センサ〜第６磁気センサ
５０、５０ａ…速度検出回路 ５２…磁気検出回路
５４…ロータ位置検出回路 ５６…パルス生成回路
５８…ＣＰＵ ６０…ロータ位置検出手段
６２…ロータ速度検出手段 ６４ａ…第１磁気センサ部
６４ｂ…第２磁気センサ部 ７４…第１論理回路
７６…第２論理回路 ９６…誤差検出手段
１００…第１補正テーブル １０２…第２補正テーブル
１０４…補正処理手段 Ｓａ…３相のロータ位置検出パルス
Ｓａ１〜Ｓａ３…第１相〜第３相のロータ位置検出パルス
Ｓｂ…ロータ速度検出パルス

Claims (7)

1. 複数の磁極を備えたロータと、
   前記ロータに対向して配された少なくとも３つの磁気センサを有し、前記ロータの回転に伴う前記複数の磁極の変化を３相のデジタル波形として出力する磁気検出回路と、
   前記３相のデジタル波形の各立ち上がり及び各立ち下がりがそれぞれ反映された一連のパルス信号を生成するパルス生成回路とを有し、
   前記パルス生成回路からの出力に基づいて前記ロータの回転速度を検出することを特徴とする速度検出回路。
2. 請求項１記載の速度検出回路において、
   前記パルス生成回路は、
   前記３相のデジタル波形のうち、第１相のデジタル波形と第２相のデジタル波形との排他的論理和を出力する第１論理回路と、
   前記３相のデジタル波形のうち、第３相のデジタル波形と、前記第１論理回路の出力との排他的論理和を出力する第２論理回路とを有し、
   前記第２論理回路からの出力に基づいて前記ロータの回転速度を検出することを特徴とする速度検出回路。
3. 請求項２記載の速度検出回路において、
   前記第２論理回路の出力の立ち上がりから次の任意の立ち上がりまでの期間又は立ち下がりから次の任意の立ち下がりの期間を速度検出周期とする演算回路を有することを特徴とする速度検出回路。
4. 請求項２記載の速度検出回路において、
   前記ロータを予め設定された回転数にて回転させた際における前記第２論理回路の出力の立ち上がりから次の任意の立ち上がりまでの理論期間と実測期間に基づいて、前記ロータの前記複数の磁極に関する誤差を検出し、
   前記第２論理回路の出力の立ち上がりから第２相のデジタル波形の出力時点までの理論期間と実測期間と、前記第２論理回路の出力の立ち上がりから第３相のデジタル波形の出力時点までの理論期間と実測期間とに基づいて前記磁気センサ部に関する誤差を検出することを特徴とする速度検出回路。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出回路において、
   前記磁気検出回路は、３つの磁気センサを有し、
   前記３つの磁気センサは、前記ロータの回転方向に沿ってそれぞれ３０°離間して配置されていることを特徴とする速度検出回路。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の速度検出回路において、
   前記磁気検出回路は、
   前記ロータの正転速度を検出するための３相の第１検出信号を出力する第１磁気センサ部と、
   前記ロータの逆転速度を検出するための３相の第２検出信号を出力する第２磁気センサ部とを有し、
   前記ロータの正転又は逆転を示す制御信号に基づいて、前記第１磁気センサ部からの３相の第１デジタル波形又は前記第２磁気センサ部からの３相の第２デジタル波形を選択する選択回路を有することを特徴とする速度検出回路。
7. 請求項６記載の速度検出回路において、
   前記第１磁気センサ部は、前記ロータの正転方向に沿って第１相の第１磁気センサ、第２相の第１磁気センサ、第３相の第１磁気センサの順番で配列され、且つ、前記ロータの正転方向に沿ってそれぞれ３０°離間して配置され、
   前記第２磁気センサ部は、前記ロータの逆転方向に沿って第１相の第２磁気センサ、第３相の第２磁気センサ、第２相の第２磁気センサの順番で配列され、且つ、前記ロータの逆転方向に沿ってそれぞれ３０°離間して配置されていることを特徴とする速度検出回路。

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