JP2015023621A - ブラシレス直流モータ制御装置、ブラシレス直流モータ制御方法およびモータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】制御装置１台で複数のブラシレス直流モータの回転動作を同期させて制御する。【解決手段】固定子に対する回転子の回転位置を検出して前記回転位置を表す回転位置信号を出力し、回転方向に所定の間隔を空けて複数の相に対応させて配置された複数のホールＩＣ、を備える複数のブラシレス直流モータにおける前記複数のホールＩＣそれぞれから出力された複数の回転位置信号を各相ごとに重畳した各相の重畳信号を入力するための信号入力部１３と、各相の重畳信号のうちの特定の相の重畳信号に基づいて前記複数のブラシレス直流モータのうちの特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号を検出する検出部１７と、検出された前記特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号に基づいて前記特定のブラシレス直流モータを駆動する駆動信号を生成する駆動制御部１２と、生成した駆動信号を前記複数のブラシレス直流モータそれぞれの駆動信号を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレス直流モータの動作を制御する制御装置、制御方法および該制御装置を備えたモータシステムに関する。

ブラシレス直流モータを用いたモータシステムは、例えば家電分野、電動自動車分野、または産業機器分野などで使用されている。このブラシレス直流モータが例えば複数台使用されるとき、通常前記複数台のブラシレス直流モータは各回転動作が互いに同期するように制御される場合がある。産業機器分野の場合、例えば、互いに回転軸を平行させて配置された複数のローラを備える搬送機器では、前記複数のローラは、所定の個数おきに、ブラシレス直流モータを内蔵した所謂モータ内蔵ローラを含む。そして、この搬送機器によって搬送される搬送物は、前記複数のモータ内蔵ローラによって搬送される場合があることから、前記複数のモータ内蔵ローラに内蔵される各ブラシレス直流モータは、同期して回転動作する必要がある。このような複数台のブラシレス直流モータの回転動作を同期させる技術は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示のモータ制御システムは、２以上のモータを制御するモータ制御システムであって、前記２以上のモータは機械的に連結された回転部によって強制的に同期回転するものである。これら、前記２以上のモータは個々に制御装置を有し、前記制御装置はいずれもモータの回転部が所定の回転数となるようにモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ前記制御装置は、いずれもモータの回転数に応じて供給する電流に下限を有し、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならない。

特開２０１３−２７２５４号公報

特許文献１に記載の従来技術では、２以上のモータに対し個々に制御装置が必要である。このため、制御装置のための広い設置スペースが必要となり、また低コスト化の妨げになっていた。

本発明は、上記の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、１個の制御装置で複数のブラシレス直流モータの回転動作を制御できるブラシレス直流モータ制御装置、ブラシレス直流モータ制御方法およびモータシステムを提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。

すなわち、本発明の一態様にかかるブラシレス直流モータ制御装置は、固定子に対する回転子の回転位置を検出して前記回転位置を表す回転位置信号を出力し、回転方向に所定の間隔を空けて複数の相に対応させて配置された複数の位置検出センサ、を備える複数のブラシレス直流モータにおける前記複数の位置検出センサそれぞれから出力された複数の回転位置信号を各相ごとに重畳した各相の重畳信号を入力するための信号入力部と、前記信号入力部に入力された各相の重畳信号のうちの特定の相の重畳信号に基づいて前記複数のブラシレス直流モータのうちの特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号に基づいて前記特定のブラシレス直流モータを駆動する駆動信号を生成する駆動制御部と、前記駆動制御部で生成した駆動信号を前記複数のブラシレス直流モータそれぞれの駆動信号として出力するための信号出力部とを備えることを特徴とする。

この上記のブラシレス直流モータ制御装置において、好ましくは、前記検出部は、前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電圧変化を検出する複数の電圧変化検出部と、前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電流変化を検出する複数の電流変化検出部と、前記複数の電圧変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電圧変化検出部によって検出された前記電圧変化と、前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された前記電流変化と、を交互に優先することによって、前記複数のブラシレス直流モータのうちの前記特定のブラシレス直流モータにおける前記回転位置信号を検出する回転位置検出部とを備える。

この構成によれば、このようなブラシレス直流モータ制御装置は、前記検出部によって、前記信号入力部に入力された各相の重畳信号のうちの特定の相の重畳信号に基づいて前記複数のブラシレス直流モータのうちの特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号を検出し、前記駆動制御部によって、前記検出部で検出された前記特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号に基づいて前記特定のブラシレス直流モータを駆動する駆動信号を生成する。このため、このようなブラシレス直流モータ制御装置は、前記信号入力部に複数のブラシレス直流モータによる前記重畳信号が入力されても、前記信号出力部から前記駆動信号を出力することによって、前記複数のブラシレス直流モータを駆動できる。したがって、このようなブラシレス直流モータ制御装置は、１個の装置で、前記複数のブラシレス直流モータを駆動できる。

また他の一態様では、上記のブラシレス直流モータ制御装置において、前記複数のブラシレス直流モータは、２個の第１および第２ブラシレス直流モータであり、前記検出部は、前記第１ブラシレス直流モータの前記特定の相の前記回転位置信号と前記第２ブラシレス直流モータの前記特定の相の前記回転位置信号とを交互に検出し、前記検出している回転位置信号のうち、所定の条件を満たした前記回転位置信号に対応した前記ブラシレス直流モータを前記特定のブラシレス直流モータとすることが好ましい。

この構成によれば、上記のブラシレス直流モータ制御装置は、前記第１ブラシレス直流モータの前記回転位置信号と前記第２ブラシレス直流モータの前記回転位置信号とを交互に検出し、前記所定の条件を満たした前記回転位置信号に対応した前記ブラシレス直流モータを前記特定のブラシレス直流モータとし、特定のブラシレス直流モータにおける前記回転位置信号を検出する前記回転位置検出部を備えることによって、前記第１ブラシレス直流モータおよび前記第２ブラシレス直流モータのいずれに負荷が加わっても速度一定に制御できる。

また他の一態様では、上記のブラシレス直流モータ制御装置において、前記複数のブラシレス直流モータは、Ｎ個のブラシレス直流モータであり（Ｎは３以上の整数）、前記検出部は、前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電流変化を検出する複数の電流変化検出部と、前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出されたｉ番目の立下がりの前記電流変化及びｉ番目の立上がりの前記電流変化によって（ｉはＮ以下の自然数）、前記Ｎ個のブラシレス直流モータのうちの前記特定のブラシレス直流モータにおける前記回転位置信号を検出する回転位置検出部とを備え、前記Ｎ個のブラシレス直流モータの前記特定の相の前記回転位置信号を各々順番に検出し、前記検出している回転位置信号のうち、所定の条件を満たした前記回転位置信号に対応した前記ブラシレス直流モータを前記特定のブラシレス直流モータとすることが好ましい。

なお、これら上述のブラシレス直流モータ制御装置において、前記所定の条件は、前記回転位置信号の１周期の長さが予め設定された閾値以上となることである。

この構成によれば、上記のブラシレス直流モータ制御装置は、前記３個以上のブラシレス直流モータの前記回転位置信号を順番に検出し、前記所定の条件を満たした前記回転位置信号に対応した前記ブラシレス直流モータを前記特定のブラシレス直流モータとし、特定のブラシレス直流モータにおける前記回転位置信号を検出する前記回転位置検出部を備えることによって、前記３個以上のブラシレス直流モータのいずれに負荷が加わっても速度一定に制御できる。

また他の一態様では、上述のブラシレス直流モータ制御装置において、前記検出部は、前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電圧変化を検出する複数の電圧変化検出部と、前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電流変化を検出する複数の電流変化検出部と、前記複数の電流変化検出部によって各相の前記重畳信号の電流変化を検出した後、最初に前記重畳信号の電圧変化を検出した電圧変化検出部に対応する相を前記特定の相とする検出対象決定部とを備えることが好ましい。

この構成によれば、このようなブラシレス直流モータ制御装置は、前記検出対象決定部を備えるので、各相の前記重畳信号のうちから前記特定の相を決定することができる。

また他の一態様では、上記のブラシレス直流モータ制御装置において、前記複数のブラシレス直流モータを強制転流で駆動する強制転流駆動信号を生成し、前記生成した強制転流駆動信号を前記信号出力部から出力する強制転流駆動制御部をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、上記のブラシレス直流モータ制御装置は、強制転流駆動制御部をさらに備えるので、停止した複数のブラシレス直流モータを始動できる。

そして、本発明の一態様にかかるブラシレス直流モータ制御方法は、固定子に対する回転子の回転位置を検出して前記回転位置を表す回転位置信号を出力し、回転方向に所定の間隔を空けて複数の相に対応させて配置された複数の位置検出センサ、を備える複数のブラシレス直流モータにおける前記複数の位置検出センサそれぞれから出力された複数の回転位置信号を各相ごとに重畳した各相の重畳信号を信号入力部で受け付ける信号入力工程と、前記信号入力工程によって受け付けた各相の重畳信号のうちの特定の相の重畳信号に基づいて前記複数のブラシレス直流モータのうちの特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された前記特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号に基づいて前記特定のブラシレス直流モータを駆動する駆動信号を生成する駆動制御工程と、前記駆動制御工程で生成した駆動信号を前記複数のブラシレス直流モータそれぞれの駆動信号として信号出力部から出力する信号出力工程とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、このようなブラシレス直流モータ制御方法は、検出工程によって、前記信号入力部に入力された各相の重畳信号のうちの特定の相の重畳信号に基づいて前記複数のブラシレス直流モータのうちの特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号を検出し、駆動制御工程によって、前記検出された前記特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号に基づいて前記特定のブラシレス直流モータを駆動する駆動信号を生成する。このため、このようなブラシレス直流モータ制御方法は、前記信号入力部に複数のブラシレス直流モータによる前記重畳信号が入力されても、前記信号出力部から前記駆動信号を出力することによって、前記複数のブラシレス直流モータを駆動できる。したがって、このようなブラシレス直流モータ制御方法は、１個の装置で、前記複数のブラシレス直流モータを駆動できる。

そして、本発明の一態様にかかるモータシステムは、固定子に対する回転子の回転位置を検出して前記回転位置を表す回転位置信号を出力し、回転方向に所定の間隔を空けて複数の相に対応させて配置された複数の位置検出センサ、を備える複数のブラシレス直流モータと、これら上述のいずれかに記載のブラシレス直流モータ制御装置とを備える。

この構成によれば、このようなモータシステムは、これら上述のいずれかのブラシレス直流モータ制御装置を備えるので、１個のブラシレス直流モータ制御装置で、前記複数のブラシレス直流モータを駆動できる。

本発明に係るブラシレス直流モータ制御装置、ブラシレス直流モータ制御方法およびモータシステムは、１個の制御装置で複数のブラシレス直流モータの回転動作を制御できる。

本実施形態に係るモータシステムの構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る回転位置信号の波形の変化タイミングを説明するためのタイミングチャートである。 本実施形態に係るモータシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 図３に示すモータシステムの動作における周期制御（Ｓ１０７）の動作の一例を示すフローチャートである。 従来技術の制御装置が行う制御を説明するためのタイミングチャートである。 本実施形態に係るモータシステムを使用したモータ内蔵ローラの構成を示す図である。 本実施形態に係るモータシステムを使用した搬送機器の構成を示す図である。 本実施形態に係るモータシステムを使用した他の搬送機器の構成を示す図である。 図３に示すモータシステムの動作における周期制御（Ｓ１０７）の別の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、特段変更等の説明がない限り、適宜その説明を省略する。

図１は、本実施形態に係るモータシステムＭＳの構成を示すブロック図である。本実施形態では、例えばモータシステムＭＳは、制御装置１、複数の三相ブラシレス直流モータ（以下、単にモータとも呼ぶ）を備える。前記複数のモータは、任意の数でよいが、図１に示す例では２つのモータ２１、２２である。制御装置１は、モータ２１およびモータ２２の２つのモータに接続される。また、制御装置１は、電源Ｖｄｃに接続される。

電源Ｖｄｃは、例えば電力を供給する直流電圧源であり、電池（例えば二次電池）、太陽電池、および燃料電池等の直流電源、または商用電源等の交流電源に接続され交流電力を交直変換して直流電力を出力するＡＣ−ＤＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータ等である。具体的には、電源Ｖｄｃは、制御装置１に含まれる後述の正極側端子Ｐｅ１、負極側端子Ｐｅ２を介して駆動制御部１２に接続される。

制御装置１は、１台で、複数のモータの回転動作を制御する。本実施形態では、制御装置１は、複数のモータの回転動作を同期させる制御を行う。なお、前記回転動作の同期制御は、前記回転子の回転数または前記回転子の回転速度を、複数のモータ間で略一致させる制御である。本実施形態では、制御装置１は、例えばモータ２１、２２を含めたモータシステムＭＳ全体の制御や各種演算等を行う。制御装置１は、例えば信号入力部１３と、信号出力部１４と、検出部１７と、駆動制御部１２とを有する。信号入力部１３は、検出部１７に接続され、また駆動制御部１２に接続される。信号出力部１４は、駆動制御部１２に接続される。制御装置１は、例えば電源Ｖｄｃに接続するための一対の電源端子Ｐｅ（正極側端子Ｐｅ１、負極側端子Ｐｅ２）、およびモータ２１、２２のホールＩＣ２１１、２２１に電源供給するために使用される、電源供給部１５と、ＧＮＤ端子１６とをさらに有する。電源端子Ｐｅは、駆動制御部１２に接続される。電源供給部１５は、例えば５Ｖの電圧を生成する不図示の低圧直流電源部と、駆動制御部１２とに接続される。ＧＮＤ端子１６は、接地され、基準電位例えば０Ｖとされる。

信号入力部１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）は、各相に対応して複数の端子を備え、複数のブラシレス直流モータにおける複数の位置検出センサの各々から出力された、固定子に対する回転子の回転位置を表す複数の回転位置信号（以下、個別回転位置信号とも呼ぶ）を各相（例えばｕ相、ｖ相、ｗ相）毎に重畳した各相の重畳信号（以下、重畳回転位置信号とも呼ぶ）が入力される。各個別回転位置信号は、複数の位置検出センサの一例であるモータ２１のホールＩＣ２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗ、およびモータ２２のホールＩＣ２２１ｕ、２２１ｖ、２２１ｗのそれぞれから出力される。なお、符号末尾のｕ、ｖ、ｗの文字は、各々ｕ相、ｖ相、ｗ相に対応することを表し、三相を区別する場合に符号末尾に添付されており、以下も同様である。

検出部１７は、信号入力部１３に入力された各相の重畳回転位置信号のうちの特定の相の重畳回転位置信号に基づいて前記複数のモータのうちの特定のモータにおける個別回転位置信号を検出する。本実施形態の制御装置１は、例えば三相のうちの何れか一相の重畳回転位置信号を使用して複数のモータの回転動作を同期させる制御を行う。すなわち本実施形態の制御装置１は、前記三相のうちの何れか一相を特定の相とし、前記特定の相の重畳回転位置信号に基づいて、特定のモータにおける個別回転位置信号を検出し、複数のモータの回転動作を同期させる制御を行う。なお、特定のモータについては後述する。

検出部１７は、例えば、前記各相ごとに設けられ重畳回転位置信号の電流変化を検出する複数の電流変化検出部の一例である抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗと、前記各相ごとに設けられ重畳回転位置信号の電圧変化を検出する複数の電圧変化検出部（ｕ相電圧変化検出部、ｖ相電圧変化検出部、ｗ相電圧変化検出部）を含む検出回路１１ａと、前記複数のモータのうちの特定のモータにおける個別回転位置信号を検出する回転位置検出部１１ｂと、前記特定の相を決定する検出対象決定部１１ｃとを有する。なお、電流検出用の抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗは、予め既知な抵抗値であり、信号入力部１３ｕ、１３ｖ、１３ｗと前記ＧＮＤとの各間に各々接続される。検出回路１１ａは、これら抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの各両端電圧を各々検出する。

検出部１７は、制御装置１に接続されるモータが２個の場合は、例えば第１モータおよび第２モータの２個のモータのうち、前記特定の相の個別回転位置信号が後述の所定の条件を満たした方のモータを前記特定のモータとする。制御装置１に接続されるモータが３個以上の場合は、検出部１７は、前記３個以上のモータのうちの前記特定の相の個別回転位置信号が所定の条件を満たした方のモータを前記特定のモータとする。このように検出部１７が特定のモータを決定することで、本実施形態の駆動制御部１２は、例えば前記特定の相の重畳回転位置信号の電流変化等から前記複数のモータのうちの特定のモータについて個別回転位置信号を検出して、当該個別回転位置信号に基づいた制御を行う。よって、当該特定のモータに負荷が加わっても、駆動制御部１２は、その負荷を加味して当該特定のモータを例えば速度一定に制御できる。すなわち、モータが２個の場合、検出部１７が、２個のうちの第１モータと第２モータのうちの前記所定の条件を満たしたモータを前記特定のモータとすることで、第１のモータ（例えばモータ２１）および第２のモータ（例えばモータ２２）のいずれに負荷が加わっても、駆動制御部１２は、速度一定に制御できる。また、モータが３個以上の場合は、検出部１７が、３個以上のモータのうちの前記所定の条件を満たしたモータを前記特定のモータとすることで、前記３個以上のモータのいずれに負荷が加わっても、駆動制御部１２は、速度一定に制御できる。

信号出力部１４（１４ｕ、１４ｖ、１４ｗ）は、駆動制御部１２で生成した前記特定のモータを駆動する駆動信号を、前記複数のモータそれぞれの駆動信号として、前記複数のモータそれぞれに出力する。本実施形態では、信号出力部１４は、モータ２１および２２の各々に回転動作をさせる同じ三相の駆動信号（以下、駆動電力とも呼ぶ）をモータ２１および２２の各々に出力する。

駆動制御部１２は、検出部１７で検出された前記特定のモータにおける個別回転位置信号に基づいて、前記特定のモータを駆動する駆動信号を生成する。駆動制御部１２は、例えば制御演算部１１と複数のスイッチング素子Ｓｗを有する。制御演算部１１は、複数のスイッチング素子Ｓｗ、電源供給部１５および信号入力部１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）に接続され、さらに前記ＧＮＤに接地される。複数のスイッチング素子Ｓｗは、電源端子Ｐｅおよび信号出力部１４に接続され、また制御演算部１１に接続される。

複数のスイッチング素子Ｓｗは、電源Ｖｄｃからの電力供給を受け、制御演算部１１から出力される制御信号Ｓｘに従い、前記特定のモータを駆動する駆動信号（駆動電力）を生成する。複数のスイッチング素子Ｓｗは、モータ２１、２２が三相で駆動されることから、６つのスイッチング素子ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２を含む。各スイッチング素子ａ１〜ｃ２は、例えばパワートランジスタ（パワーＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、またはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を含む）であり、本実施形態ではパワーＭＯＳ−ＦＥＴである。なお、スイッチング素子ａ１、ｂ１、ｃ１は例えばＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴであり、スイッチング素子ａ２、ｂ２、ｃ２は例えばＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴである。複数のスイッチング素子Ｓｗは、所謂三相フルブリッジインバータを構成している。

スイッチング素子ａ１およびスイッチング素子ａ２は直列に接続され、スイッチング素子ｂ１およびスイッチング素子ｂ２は直列に接続され、スイッチング素子ｃ１およびスイッチング素子ｃ２は直列に接続されている。また、各スイッチング素子ａ１、スイッチング素子ａ２、スイッチング素子ｂ１、スイッチング素子ｂ２、スイッチング素子ｃ１、スイッチング素子ｃ２には、それぞれ還流電流を流すためのダイオードｄ１、ダイオードｄ２、ダイオードｄ３、ダイオードｄ４、ダイオードｄ５、ダイオードｄ６が並列に接続されている。より具体的には、電源端子Ｐｅの正極側端子Ｐｅ１に、各スイッチング素子ａ１、スイッチング素子ｂ１、スイッチング素子ｃ１のドレイン、および、ダイオードｄ１、ダイオードｄ３、ダイオードｄ５のカソード端子がそれぞれ接続される。負極側端子Ｐｅ２に、各スイッチング素子ａ２、スイッチング素子ｂ２、スイッチング素子ｃ２のソース、および、ダイオードｄ２、ダイオードｄ４、ダイオードｄ６のアノード端子がそれぞれ接続される。なお、スイッチング素子ａ２のソースおよびゲートの間にはコンデンサＣｐａが接続され、スイッチング素子ｂ２のソースおよびゲートの間にはコンデンサＣｐｂが接続され、スイッチング素子ｃ２のソースおよびゲートの間にはコンデンサＣｐｃが接続されている。

ダイオードｄ１のアノードおよびスイッチング素子ａ１のソースと、ダイオードｄ２のカソードおよびスイッチング素子ａ２のドレインとは、信号出力部１４ｕに接続される。ダイオード３のアノードおよびスイッチング素子ｂ１のソースと、ダイオード４のカソードおよびスイッチング素子ｂ２のドレインとは、信号出力部１４ｖに接続される。ダイオードｄ５のアノードおよびスイッチング素子ｃ１のソースと、ダイオードｄ６のカソードおよびスイッチング素子ｃ２のドレインとは、信号出力部１４ｗに接続される。

なお、電源端子Ｐｅの正極側端子Ｐｅ１と負極側端子Ｐｅ２との間には、ノイズ低減のためのコンデンサＣｐ１およびＣｐ２が接続される。コンデンサＣｐ１は、スイッチング素子ａ１およびスイッチング素子ａ２で構成される直列回路に接続される。コンデンサＣｐ２は、スイッチング素子ｃ１およびスイッチング素子ｃ２で構成される直列回路に接続される。また、電源供給部１５と前記ＧＮＤとの間には、ノイズ低減のためのコンデンサＣｐ３が接続される。

制御演算部１１は、検出部１７で検出された前記特定のモータにおける個別回転位置信号に基づいて、複数のスイッチング素子Ｓｗに対して、複数のスイッチング素子Ｓｗが前記特定のモータを駆動する駆動信号を生成するための制御信号Ｓｘを出力する。制御信号Ｓｘは、例えばモータ２１を特定のモータとする場合には信号出力部１４から三相ブラシレス直流モータ２１に、互いに１２０度ずつ位相がずれた三相の駆動電流（駆動信号）が供給されるように、各スイッチング素子ａ１〜ｃ２のオンオフを制御するための信号である。制御演算部１１は、さらに例えばモータシステムＭＳの全体制御、および各種演算等を行う。制御演算部１１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびそれらの周辺回路を備えて構成される。

本実施形態では、制御演算部１１は内部に、例えば信号入力部１３ｕ、１３ｖ、１３ｗからの重畳回転位置信号の電流変化を抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗによって電流電圧変換し電圧変化で検出する検出回路１１ａを有する。さらに検出回路１１ａは、重畳回転位置信号のハイレベル（Ｈｉｇｈ Ｌｅｖｅｌ）、ローレベル（Ｌｏｗ Ｌｅｖｅｌ）の電圧変化も検出する。制御装置１は、これら重畳回転位置信号の電流変化、および電圧変化に基づいて、前記特定のモータを駆動する駆動信号を生成する制御信号Ｓｘを生成し、この生成した制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する。本実施形態では、制御演算部１１は内部に、例えば検出回路１１ａ中の前記複数の電圧変化検出部（ｕ相電圧変化検出部、ｖ相電圧変化検出部、ｗ相電圧変化検出部）のうちの前記特定の相に対応した電圧変化検出部によって検出された重畳回転位置信号の電圧変化と、前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された重畳回転位置信号の電流変化と、に基づいて、前記複数のモータのうちの特定のモータにおける個別回転位置信号を検出する回転位置検出部１１ｂをさらに有する。すなわち、回転位置検出部１１ｂは、例えば検出回路１１ａから重畳回転位置信号の各電流変化（電圧変化）の通知を受け、重畳回転位置信号の各変化タイミングに対応する各モータの個別回転位置信号の変化タイミングを各々検出する。

制御演算部１１は内部に、例えば複数の電流変化検出部（本実施形態では、抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ）によって各相の重畳回転位置信号の電流変化を検出した後、最初に重畳回転位置信号の電圧変化を検出した検出回路１１ａ中の電圧変化検出部に対応する相を前記特定の相とする検出対象決定部１１ｃをさらに有する。なお、検出回路１１ａ、回転位置検出部１１ｂ、および検出対象決定部１１ｃは、検出部１７の一例である。制御演算部１１は、さらに、例えば前記複数のモータを強制転流で駆動する強制転流駆動信号を生成し、前記生成した強制転流駆動信号を信号出力部１４から出力させる強制転流駆動制御部１１ｄを備える。強制転流の制御では、前記各ホールＩＣからの個別回転位置信号は使用されず、制御装置１に接続されている全てのモータを、同様に回転動作を開始させるために、制御装置１に設定されている予め実験等で得られた所定の周波数（回転数）が用いられる。

制御演算部１１は、スイッチング素子ａ１、スイッチング素子ａ２、スイッチング素子ｂ１、スイッチング素子ｂ２、スイッチング素子ｃ１、スイッチング素子ｃ２の各ゲートに接続され、前記制御信号Ｓｘとして、各スイッチング素子ａ１〜ｃ２のオンオフを切り換える各スイッチング信号Ｓａ１、Ｓａ２、Ｓｂ１、Ｓｂ２、Ｓｃ１、Ｓｃ２を出力する。なお、各スイッチング素子ａ１〜ｃ２と、前記スイッチング信号Ｓａ１〜Ｓｃ２の信号はこの順に対応する。

なお、本実施形態では、制御演算部１１は、例えば重畳回転位置信号の電流の最大値とホールＩＣ２１１（またはホールＩＣ２２１）からの出力電流の定格値とから、例えば前記最大値を前記定格値で除算することで、接続されているモータの台数を算出する。なお、接続されているモータの台数は、例えば当該モータが回転始動する前に、運転員が不図示の入力部から入力して外部から設定するものであってもよい。

検出回路１１ａは、検出回路１１ａに入力される信号の電圧を検出する機能を有し、例えば複数の電流変化検出部の一例である抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの前記各両端電圧を検出することで、前記各相の重畳回転位置信号の電流変化を検出する。具体的に例えば、検出回路１１ａは、前記各重畳回転位置信号の電圧値（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）をｍ値（ｍは３以上の自然数）で量子化して検出する機能を有する。制御装置１に接続されたモータがＮ台のとき、重畳回転位置信号の電圧値は（Ｎ＋１）個となり、検出値は（Ｎ＋１）値で表される。なお本実施形態では、モータは２台なので３値である。検出回路１１ａに入力される前記各重畳回転位置信号の電圧値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、各々電流変化検出部である前記抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの各抵抗の両端の電圧に略等しく、重畳回転位置信号の電流変化のタイミングと前記両端電圧の変化のタイミングは一致するので、検出回路１１ａでｍ値で検出された電圧変化により、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの電流変化は、検出可能である。

また、本実施形態では、検出回路１１ａは、前記各相ごとに設けられ重畳回転位置信号のハイレベル、ローレベルの電圧変化を検出する複数の電圧変化検出部（ｕ相電圧変化検出部、ｖ相電圧変化検出部、ｗ相電圧変化検出部）を含む。具体的には、各電圧変化検出部は、前記信号入力部１３ｕ、１３ｖ、１３ｗから制御演算部１１に各々入力される重畳回転位置信号の電圧を所定の閾値でハイレベルとローレベルで２値化して検出する（以下、バイナリ電圧とも称する）。検出回路１１ａは、信号入力部１３ｕ、１３ｖ、１３ｗから入力された各相の信号の電圧を計測することで、前記２値の電圧値（ハイレベル、ローレベル）と、前記各相の重畳回転位置信号の電流値に対応する前記ｍ値の電圧値とを同時に検出する。

回転位置検出部１１ｂは、例えばモータが２個の場合は、前記複数の電圧変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電圧変化検出部によって検出された重畳回転位置信号の電圧変化と、前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された重畳回転位置信号の電流変化と、を交互に優先することによって、前記複数のモータのうちの特定のモータにおける個別回転位置信号を検出する。また、回転位置検出部１１ｂは、例えばモータが３個以上の場合は、前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された連続する２つの前記電流変化によって、前記３個以上のモータのうちの前記特定のモータにおける個別回転位置信号を検出する。本実施形態では、回転位置検出部１１ｂは、例えば検出回路１１ａによる重畳回転位置信号の前記電圧変化および前記電流変化の検出結果に基づいて、制御装置１につながる複数のモータの各々の前記回転子について個別回転位置信号の電流変化の変化タイミングを検出する。なお制御演算部１１は、当該検出結果を使用して、複数のスイッチング素子Ｓｗに対して、前記制御信号Ｓｘを出力する。

検出対象決定部１１ｃは、例えば検出回路１１ａが抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの前記各両端電圧変化を検出することで重畳回転位置信号の電流変化を検出した後、最初に重畳回転位置信号の電圧変化を検出した検出回路１１ａ中の電圧変化検出部に対応する相を前記特定の相とする。強制転流駆動制御部１１ｄは、本実施形態では、モータ２１、２２の始動時に、モータ２１、２２に前記強制転流により回転動作を開始させる。

次に、モータ２１および２２について説明する。モータ２１および２２は、例えば製造ラインで使用される搬送機器の搬送用モータ等である。なお、モータ２１とモータ２２の構成は同じであるので、以下では代表してモータ２１の構成について主に説明する。モータ２１は、複数の位置検出センサの一例であるホールＩＣ２１１（２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗ）、位置信号出力部２１２（２１２ｕ、２１２ｖ、２１２ｗ）、固定子および回転子を有するモータ本体部２１３、電力入力部２１４（２１４ｕ、２１４ｖ、２１４ｗ）、ホールＩＣ２１１への電源供給のための電源供給部２１５およびＧＮＤ端子２１６を有する。ホールＩＣ２１１（２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗ）の各々には、電源供給部２１５、ＧＮＤ端子２１６がそれぞれ接続され、また各位置信号出力部２１２（２１２ｕ、２１２ｖ、２１２ｗ）がその相を合わせて接続される。モータ本体部２１３の各相の入力には、電力入力部２１４（２１４ｕ、２１４ｖ、２１４ｗ）がその相を合わせてそれぞれ接続される。

モータ本体部２１３は、例えば、電力入力部２１４から入力される三相の駆動信号によって回転磁界を発生する所謂スター結線された３極の界磁コイル（ｕ相、ｖ相、ｗ相）を有する固定子、および前記界磁コイルにＮ極およびＳ極を対向させた２極の永久磁石を有し前記固定子に対して回転軸を中心に回転する回転子を備え、前記三相の駆動電力の入力を受け、前記回転子の回転により前記回転軸から回転力を出力する。電力入力部２１４（２１４ｕ、２１４ｖ、２１４Ｗ）は、各相の前記界磁コイルに接続され、電力入力部２１４には、モータ２１（モータ本体部２１３）を回転動作させる前記三相の駆動電力が入力される。

ホールＩＣ２１１（２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗ）は、固定子に対する回転子の回転位置を検出して前記回転位置を表す個別回転位置信号を出力し、回転方向に所定の間隔を空けて複数の相に対応させて配置された複数の位置検出センサの一例である。具体的には、ホールＩＣ２１１（２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗ）は、例えば電源供給部２１５およびＧＮＤ端子２１６により電源供給され、前記回転子が有する永久磁石の接離を検出することで固定子に対する回転子の回転位置を検出し、個別回転位置信号Ｈ１（Ｈ１ｕ、Ｈ１ｖ、Ｈ１ｗ）を各位置信号出力部２１２に出力する。具体的には、ホールＩＣ２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗ各々は、例えば前記回転子が１回転する間に、前記回転子におけるＮ極永久磁石の接近を検出してローレベルからハイレベルへ切り換わり（以下、ローレベルからハイレベルへの切り換わりをアップエッジと呼ぶ）、例えばその半回転後に前記回転子におけるＮ極永久磁石の離間を検出してハイレベルからローレベルへ切り換わる個別回転位置信号Ｈ１ｕ、Ｈ１ｖ、Ｈ１ｗを各々出力する（以下、ハイレベルからローレベルへの切り換わりをダウンエッジと呼ぶ）。各モータからの個別回転位置信号Ｈ１ｕ、Ｈ１ｖ、Ｈ１ｗが切り換わるタイミングを検出することで、各モータにおける前記固定子に対する前記回転子の回転位置を検出することが可能となる。なお、ホールＩＣ２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗは各々、例えば回転子の回転方向に１２０度（機械角）ずつ間隔を空けて前記固定子の所定の位置に配設される。よって、個別回転位置信号Ｈ１ｕ、Ｈ１ｖ、Ｈ１ｗは、互いに位相が１２０度ずれている。

なお、モータ２１とモータ２２との対応関係について説明すると、モータ２２のホールＩＣ２２１（２２１ｕ、２２１ｖ、２２１ｗ）、位置信号出力部２２２（２２２ｕ、２２２ｖ、２２２ｗ）、モータ本体部２２３、電力入力部２２４（２２４ｕ、２２４ｖ、２２４ｗ）、電源供給部２２５およびＧＮＤ端子２２６は、各々、モータ２１のホールＩＣ２１１（２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗ）、位置信号出力部２１２（２１２ｕ、２１２ｖ、２１２ｗ）、モータ本体部２１３、電力入力部２１４（２１４ｕ、２１４ｖ、２１４ｗ）、電源供給部２１５およびＧＮＤ端子２１６に対応する。モータ２２からは、個別回転位置信号Ｈ１（Ｈ１ｕ、Ｈ１ｖ、Ｈ１ｗ）に対応する個別回転位置信号Ｈ２（Ｈ２ｕ、Ｈ２ｖ、Ｈ２ｗ）が出力される。

次に、モータ２１およびモータ２２と制御装置１との接続関係について説明する。

モータ２１の電力入力部２１４ｕ、２１４ｖ、２１４ｗは、制御装置１の信号出力部１４ｕ、１４ｖ、１４ｗと各々接続される。モータ２１の位置信号出力部２１２ｕ、２１２ｖ、２１２ｗは、制御装置１の信号入力部１３ｕ、１３ｖ、１３ｗと各々接続される。また、モータ２１の電源供給部２１５、およびＧＮＤ端子２１６は、制御装置１の電源供給部１５、およびＧＮＤ端子１６と各々接続される。一方、モータ２２の電力入力部２２４ｕ、２２４ｖ、２２４ｗは、制御装置１の信号出力部１４ｕ、１４ｖ、１４ｗと各々接続される。モータ２２の位置信号出力部２２２ｕ、２２２ｖ、２２２ｗは、制御装置１の信号入力部１３ｕ、１３ｖ、１３ｗと各々接続される。また、モータ２１の電源供給部２２５、およびＧＮＤ端子２２６は、制御装置１の電源供給部１５、およびＧＮＤ端子１６と各々接続される。なお、モータ２１の電力入力部２１４ｕ、２１４ｖ、２１４ｗの各々と、モータ２２の電力入力部２２４ｕ、２２４ｖ、２２４ｗの各々とは、信号出力部１４ｕ、１４ｖ、１４ｗにおいて、または制御装置１の外部で相毎に互いに接続される。したがって、信号出力部１４から出力される駆動信号は、モータ２１およびモータ２２に共通に出力される。また、モータ２１の位置信号出力部２１２ｕ、２１２ｖ、２１２ｗの各々とモータ２２の位置信号出力部２２２ｕ、２２２ｖ、２２２ｗの各々とは、信号入力部１３ｕ、１３ｖ、１３ｗにおいて、または制御装置１の外部で相毎に互いに接続される。したがって、位置信号出力部２１２の個別回転位置信号と、位置信号出力部２２２の個別回転位置信号とは相毎に重畳される。以上の構成により、モータ２１の各相の位置信号出力部２１２から出力された個別回転位置信号Ｈ１（Ｈ１ｕ、Ｈ１ｖ、Ｈ１ｗ）とモータ２２の各相の位置信号出力部２２２から出力された個別回転位置信号Ｈ２（Ｈ２ｕ、Ｈ２ｖ、Ｈ２ｗ）とが各相ごとに重畳された重畳回転位置信号Ｈ（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）は、制御装置１の信号入力部１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）に相を合わせて入力される。また、モータ２１の電力入力部２１４ｕ、２１４ｖ、２１４ｗ各々とモータ２２の電力入力部２２４ｕ、２２４ｖ、２２４ｗ各々とは、相を合わせて同じ前記駆動電力が入力される。

次に、前記個別回転位置信号が重畳された重畳回転位置信号Ｈについて説明する。

図２は、制御装置１の信号入力部１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）に各々重畳されて入力された重畳回転位置信号Ｈ（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）の波形の変化タイミングを説明するためのタイミングチャートである。図２（ａ）には、上から順に重畳回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのバイナリ電圧波形図が示されており、横軸は前記回転子の回転位置（機械角）である。図２（ｂ）には、上から順にモータ２１の個別回転位置信号Ｈ１ｕのバイナリ電圧波形図、モータ２２の個別回転位置信号Ｈ２ｕのバイナリ電圧波形図、および重畳回転位置信号Ｈｕのバイナリ電圧波形図、ならびに重畳回転位置信号Ｈｕの電流Ｉｕのｍ値で表された電流波形の模式図が示されており、横軸は前記回転子の回転位置（機械角）である。なお、本実施形態では、モータは２台であるので、３値（ｍ＝３）に量子化された電流波形の模式図が示されている。図２（ａ）において、重畳回転位置信号Ｈｕの波形とＨｖの波形、および重畳回転位置信号Ｈｖの波形とＨｗの波形とは位相は各々１２０度ずれているだけで、３つの波形は同様に変化する。図２（ａ）に示すように、重畳回転位置信号Ｈｕは、機械角θ２〜θ３間の信号はローレベルであり、機械角０度〜θ２間と機械角θ３〜３６０度間の信号はハイレベルである（０度＜θ１＜θ２＜θ３＜θ４＜３６０度）。

図２（ｂ）に示すように、重畳回転位置信号Ｈｕは、図２（ｂ）の１点鎖線波形のモータ２１の個別回転位置信号Ｈ１ｕおよび図２（ｂ）の２点鎖線波形のモータ２２の個別回転位置信号Ｈ２ｕが重畳された信号である。個別回転位置信号Ｈ１ｕは、機械角θ１のタイミングで永久磁石のＮ極が離間したことをホールＩＣ２１１ｕが検出したため機械角θ１〜θ３間の信号はローレベルであり、機械角θ３のタイミングで永久磁石のＮ極が接近したことをホールＩＣ２１１ｕが検出したため機械角θ３〜３６０度間および機械角０度〜θ１間の信号はハイレベルである。ここで、機械角θ１〜θ３間の角度差（機械角）を、モータ２１の個別回転位置信号Ｈ１ｕにおける基準値と呼ぶ。なお、通常、機械角θ１〜θ３間と、機械角θ３〜（機械角０度）〜θ１間は、各々機械角で略１８０度である。個別回転位置信号Ｈ２ｕは、機械角θ２のタイミングで永久磁石のＮ極が離間したことをホールＩＣ２２１ｕが検出したため機械角θ２〜θ４間の信号はローレベルであり、機械角θ４のタイミングで永久磁石のＮ極が接近したことをホールＩＣ２２１ｕが検出したため機械角θ４〜３６０度間および機械角０度〜θ２間の信号はハイレベルである。ここで、機械角θ２〜θ４間の角度差（機械角）を、モータ２２の個別回転位置信号Ｈ２ｕにおける基準値と呼ぶ。なお、通常、機械角θ２〜θ４間と、機械角θ４〜（機械角０度）〜θ２間は、各々機械角で略１８０度である。こうした個別回転位置信号Ｈ１ｕと個別回転位置信号Ｈ２ｕとが重畳された重畳回転位置信号Ｈｕは、上記のように機械角θ２〜θ３間の信号はローレベル、機械角θ３〜３６０度間および機械角０度〜θ２間で信号はハイレベルとなっているが、機械角θ２〜θ３間と、機械角θ３〜（機械角０度）〜θ２間は、各々機械角で略１８０度とはならない。これは次の理由による。

個別回転位置信号Ｈ１ｕの電圧および個別回転位置信号Ｈ２ｕの電圧は、機械角０度〜θ１および機械角θ４〜３６０度で共にハイレベルであり、機械角θ１〜θ２で個別回転位置信号Ｈ１ｕの電圧はローレベルかつ個別回転位置信号Ｈ２ｕの電圧はハイレベル、機械角θ２〜θ３で個別回転位置信号Ｈ１ｕの電圧および個別回転位置信号Ｈ２ｕの電圧は共にローレベル、機械角θ３〜θ４で個別回転位置信号Ｈ１ｕの電圧はハイレベルかつ個別回転位置信号Ｈ２ｕの電圧はローレベルである。個別回転位置信号の電圧がハイレベルのときは、当該個別回転位置信号の電圧をハイレベルで維持する電流がホールＩＣから出力されている。よって、この個別回転位置信号Ｈ１ｕの電圧および個別回転位置信号Ｈ２ｕの電圧波形の変化に合わせて、重畳回転位置信号Ｈｕの電流Ｉｕの波形は、機械角０度〜θ１および機械角θ４〜３６０度で電流値Ｉａ、機械角θ１〜θ２で電流値Ｉｂ、機械角θ２〜θ３で電流値ゼロ、機械角θ３〜θ４で電流値Ｉｂとなる。ここで、電流値Ｉａ＞電流値Ｉｂであり、通常電流値Ｉａは電流値Ｉｂの約２倍である。このように、各個別回転位置信号（ここでは、Ｈ１ｕおよびＨ２ｕ）間には各回転子の回転位置の変化に対応して変化する各個別回転位置信号の変化タイミングに応じた位相差が存在しており、当該位相差に起因して電流波形の変化におけるアップエッジ及びダウンエッジの組合わせは複数生じる。

電圧Ｖｕは抵抗Ｒｕの抵抗値と電流Ｉｕとの積であることから、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧Ｖｕのｍ値で表された波形は、電流Ｉｕの波形と同様の傾向となり、電圧Ｖｕの変化タイミングは電流Ｉｕの変化タイミングに略一致する。よって、個別回転位置信号Ｈ１ｕおよび個別回転位置信号Ｈ２ｕのハイレベルの電圧値をＶｂとすると、電圧Ｖｕは、機械角θ２〜θ３では電圧値はゼロであり、機械角θ１〜θ２および機械角θ３〜θ４の区間の電圧値はＶｂとなり、機械角０度〜θ１および機械角θ４〜３６０度の区間の電圧値は、電圧値Ｖｂの約２倍の電圧値Ｖａとなる。電圧値Ｖｂは２値の量子化の際にはハイレベルとされるので、電圧値Ｖｂ以上である機械角０度〜θ２および機械角θ３〜３６０度の区間は、重畳回転位置信号Ｈｕの２値で表された電圧波形においてハイレベルとなる。以上のことから、信号入力部１３ｕ、１３ｖ、１３ｗから入力された各相の信号の電圧値から、前記２値の電圧値（ハイレベル、ローレベル）と、前記各相の重畳回転位置信号の電流値に対応する前記ｍ値の電圧値は、検出回路１１ａで同時に検出可能となる。なお、図２（ａ）に示した機械角θ１〜θ２間の１点鎖線波形部分と機械角θ３〜θ４間の２点鎖線波形部分は、図２（ｂ）のように、個別回転位置信号Ｈ１ｕおよび個別回転位置信号Ｈ２ｕのどちらか一方はローレベルであり、上記理由により、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧はハイレベルとなっている区間である。

以上の説明から、検出回路１１ａが検出した重畳回転位置信号Ｈｕの電流波形から、回転位置検出部１１ｂは、所定の機械角において個別回転位置信号Ｈ１ｕおよび個別回転位置信号Ｈ２ｕは、共にハイレベルであるか、共にローレベルであるか、または何れか一方のみハイレベル（またはローレベル）であるかを検出することができる。よって、重畳回転位置信号Ｈｕの電流波形の変化（たとえば電流値がＩａからＩｂへ変化するダウンエッジおよび電流値がＩｂからゼロへ変化するダウンエッジ、ならびに、電流値がゼロからＩｂへ変化するアップエッジおよび電流値がＩｂからＩａへ変化するアップエッジ）のタイミングから、回転位置検出部１１ｂは、個別回転位置信号Ｈ１ｕおよび個別回転位置信号Ｈ２ｕの電流の変化タイミングを検出することができ、各モータにおける前記回転子の前記回転位置を個別に検出できる。制御装置１は、当該検出結果を使用して、次で述べるように２つのモータの回転動作を同期制御する。なお、検出回路１１ａは、重畳回転位置信号Ｈｕのバイナリ電圧の波形がハイレベルからローレベルへ切り換わるダウンエッジまたは前記バイナリ電圧の波形がローレベルからハイレベルへ切り換わるアップエッジを検出するので、本実施形態の制御装置１は、検出回路１１ａが検出したバイナリ電圧の波形変化も使用して、２つのモータの回転動作を同期制御する。

なお、上記では、２つのモータの回転動作についての説明であったが、Ｎ個のモータでも同様であり（Ｎは３以上の整数）、機械角０度から一連の立下がり電流変化が開始され、一番最初の立下がり電流変化が１番目の立下がり電流変化であり、一番最後の立下がり電流変化がＮ番目の立下がり電流変化である。この後、一連の立上がり電流変化が開始され、一番最初の立上がり電流変化が１番目の立上がり電流変化であり、一番最後の立上がり電流変化がＮ番目の立上がり電流変化である。

次に、本実施形態のモータシステムＭＳの動作を説明する。図３は、本実施形態のモータシステムＭＳの動作の一例を示すフローチャートである。なお以下では、モータシステムＭＳが例えば搬送機器等に使用され、モータ２１，２２の駆動により搬送物が搬送される例について説明する。

モータシステムＭＳが始動されると、まず強制転流駆動制御部１１ｄは、所謂強制転流の駆動信号によりモータ２１、２２の回転動作を開始させる（ステップＳ１０１）。すなわち、強制転流の制御では、強制転流駆動制御部１１ｄは、前記所定の周波数でモータ２１、２２を強制転流で駆動するために、複数のスイッチング素子Ｓｗのオンオフ制御によって、互いに１２０度だけ位相をずらした各相の強制転流駆動信号を生成し、前記生成した強制転流駆動信号を信号出力部１４から入力部２１４ｕおよび入力部２２４ｕ、入力部２１４ｖおよび入力部２２４ｖ、ならびに入力部２１４ｗおよび入力部２２４ｗの各々に対し出力する。

なお強制転流が開始された後に、ステップＳ１０３では、例えば制御演算部１１は、制御装置１に接続されているモータの台数を、前記最大電流値と前記定格値とから算出し、算出したモータの台数を不図示のＥＥＰＲＯＭに保存する。また、ステップＳ１０３では、例えば、検出回路１１ａは、信号入力部１３に入力される信号（以下、入力部信号とも呼ぶ）Ｈ（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）の何れか一つの相の電圧変化を検出し、入力部信号が常にハイレベルとなっているか否かを検出する。複数のモータが制御装置１に接続されている場合、複数のモータからの個別回転位置信号が重畳されることで、入力部信号（この場合、重畳回転位置信号）の電圧は常にハイレベルとなる場合がおこりうる。重畳回転位置信号が常にハイレベルとなると、重畳回転位置信号の電圧変化（アップエッジおよびダウンエッジ）は検出できないため、各モータ（本実施形態ではモータ２１，２２）の回転動作は停止される。

次に、制御演算部１１は、ステップＳ１０３で算出されたモータ台数の算出結果を前記不図示のＥＥＰＲＯＭから読み出して、制御装置１に接続されているモータ台数は複数か否かを判断する（ステップＳ１０５）。制御装置１に接続されているモータの台数が複数の場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、次に制御演算部１１は後で説明する周期制御を所定回数だけ行う（ステップＳ１０７）。制御装置１に接続されているモータの台数が１台の場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、次に制御演算部１１は、通常制御を行う（ステップＳ３０１）。

ステップＳ３０１では、モータが１台であるので、制御演算部１１は、前記ホールＩＣからの入力部信号を使用して、モータを制御する（通常制御）。なお、制御装置１に接続されているモータの台数は１台であるので、入力部信号は個別回転位置信号であり、重畳された回転位置信号ではない。なお、通常制御では、制御演算部１１は、搬送物の搬送速度を一定とするため、例えばモータの個別回転位置信号の周期から算出されるモータの回転数等をフィードバックして、所謂ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御、またはＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御を行う。次に、制御演算部１１は、モータシステムＭＳの運転員によってシステムの停止信号が不図示の停止処理部に入力されたかどうかを判断する（ステップＳ３０３）。停止信号が入力されたときとき（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、制御演算部１１は、モータシステムＭＳの動作を停止する。停止信号が入力されていないとき（ステップＳ３０３でＮＯ）、制御演算部１１は、処理をステップＳ３０１に戻し、上記の通常制御および停止の判断を繰り返す（ステップＳ３０１、Ｓ３０３）。

ステップＳ１０７で、制御演算部１１は、前記周期制御を所定回数だけ行った後に、モータシステムＭＳの運転員によってシステムの停止信号が不図示の停止処理部に入力されたかどうかを判断する（ステップＳ１０９）。停止信号が入力されたとき（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、制御演算部１１は、モータシステムＭＳの動作を停止する。停止信号が入力されていないとき（ステップＳ１０９でＮＯ）、次に前記負荷の大きさに変動があるか否かが、例えば信号出力部１４から出力される駆動電流値と所定の第２閾値とを比較することで制御演算部１１は判断する（ステップＳ１１１）。なお、負荷が増加すると駆動電流値は増加するので、例えば駆動電流値が所定の第２閾値よりも大きいことは、負荷の大きさに変動があったことを示す。負荷の大きさに変動がある場合は（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、制御演算部１１は再度、前記周期制御を再度所定回数行なう（ステップＳ１０７）。負荷の大きさに変動はない場合は（ステップＳ１１１でＮＯ）、次に制御演算部１１は、モータ２１，２２を所定の第２周波数で回転動作させる制御を行ない（ステップＳ１１３）、上記の停止の判断および負荷変動の判断を繰り返す（ステップＳ１０９、ステップＳ１１１）。

なお、前記周期制御を行っている際、制御演算部１１は、各モータが所謂脱調を起こしたか否かを判断してもよい。例えば、駆動電圧は所定の範囲内にあり、かつモータ２１またはモータ２２の周波数（回転数）が所定値よりも下である場合に、制御演算部１１は、モータが脱調したと判断する。モータが前記脱調をおこした場合、モータ２１、２２の回転動作は停止される。モータ２１，２２は前記停止後に、再始動されてもよい。また、当該脱調発生の判断は、前記通常制御において行われてもよい。

次に、前記周期制御について説明する。周期制御は、例えば制御装置１につながる複数のモータの前記特定の相の個別回転位置信号を検出部１７が各々検出し、前記複数のモータのうち一のモータの個別回転位置信号が所定の条件を満たした場合には、検出部１７は前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応する前記一のモータを前記特定のモータとし、回転位置検出部１１ｂで検出された前記特定のモータにおける個別回転位置信号に基づいて制御演算部１１が制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する制御である。所定の条件は、例えば前記複数のモータのうちの何れかのモータ（特定のモータ）の個別回転位置信号の周期が予め設定された閾値以上となることである。この特定のモータの個別回転位置信号の周期が予め設定された閾値以上となることは、例えば負荷により当該特定のモータの回転数が通常動作の許容回転数よりも低下していることを示す。本実施形態では、モータ２１の個別回転位置信号Ｈ１ｕまたはモータ２２の個別回転位置信号Ｈ２ｕにおける前記基準値の２倍の値が各モータの個別回転位置信号の周期であるので、前記基準値の２倍が予め設定された閾値以上となることが所定の条件である。なお前記所定の条件は、検出部１７で判断される。また、前記特定のモータは以下のようにして決定される。モータが２個の場合は、検出部１７は、モータ２１の前記特定の相の個別回転位置信号とモータ２２の前記特定の相の個別回転位置信号とを交互に検出し、前記検出している個別回転位置信号のうち、前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応したモータを前記特定のモータとする。また、モータが３個以上の場合は、検出部１７は、前記３個以上のブラシレス直流モータの前記特定の相の個別回転位置信号を各々順番に検出し、前記検出している個別回転位置信号のうち、前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応したモータを前記特定のモータとする。

本実施形態では、重畳回転位置信号は、少なくとも、重畳回転位置信号の電流が変化する第１変化の後に重畳回転位置信号の電圧が変化する第２変化が発生する第１変化態様と、重畳回転位置信号の電圧が変化する第３変化の後に重畳回転位置信号の電流が変化する第４変化が発生する第２変化態様とを含み、前記第１変化態様より以降に前記第２変化態様が発生する第１変化パターンを周期的に繰り返す。よって、本実施形態では、検出部１７は、前記特定の相の各個別回転位置信号を検出し、前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応したモータを前記特定のモータとする。そして、回転位置検出部１１ｂは、特定の相の重畳回転位置信号の周期的に繰り返される第１変化パターンに基づき、検出回路１１ａ内の複数の電圧変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電圧変化検出部によって検出された前記電圧変化と、前記複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗのうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された前記電流変化と、を交互に優先することによって、複数のモータのうちの前記特定のモータにおける前記回転位置信号の電流変化のタイミングを検出する。制御演算部１１は、前記所定の条件が満たされた場合に、この検出された前記特定のモータにおける前記回転位置信号に基づいて、前記特定のモータを駆動する駆動信号を生成する制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する。なお、周期制御では、制御演算部１１は、搬送物の搬送速度を一定とするため、例えば特定のモータの個別回転位置信号の周期から算出される特定のモータの回転数等をフィードバックして、所謂ＰＩ制御、またはＰＩＤ制御を行う。

図４は、ステップＳ１０７の前記周期制御の動作の一例について示すフローチャートである。ステップＳ１０７は、上記のように前記ステップＳ１０５または前記ステップＳ１１１の後に制御演算部１１によって実行される。前記周期制御では、重畳回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの何れか一つの信号が使用される。まず検出回路１１ａは、上記のように複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの両端電圧の電圧変化を検出することで、各相の重畳回転位置信号の電流変化を検出する。そして、検出対象決定部１１ｃは、例えば、前記抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗによって各相の重畳回転位置信号のダウンエッジ等の電流変化が検出された後、重畳回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの電圧波形のうち最初にダウンエッジが発生した信号を検出回路１１ａ内の各相の電圧変化検出部が検出することで、当該ダウンエッジを検出した電圧変化検出部に対応する相を、前記使用される信号の相（特定の相）とする（ステップＳ１０７１）。重畳回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの何れか一つの信号が使用されることにより、重畳回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのうちの複数の信号が使用される場合と比べて、一定の周期で変化を検出することができる。以下では、重畳回転位置信号Ｈｕのダウンエッジが最初に検出され、検出対象決定部１１ｃはｕ相を前記特定の相とし、重畳回転位置信号Ｈｕを使用した説明を行う。

前記周期制御は所定回数だけ行われるので、次に、制御演算部１１は、回数カウント用の変数Ｔをリセットする（ステップＳ１０７２）。その後、検出回路１１ａは、複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕの両端電圧の電圧変化から、重畳回転位置信号Ｈｕの電流波形の第１変化を検出する。具体的には、ステップＳ１０７１での重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形の最初のダウンエッジ検出後において、例えば重畳回転位置信号Ｈｕの電流波形に複数のダウンエッジが含まれるので、検出回路１１ａは、そのうちの最初のダウンエッジを検出する（ステップＳ１０７３）。続いて、検出回路１１ａは、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形の第２変化を検出する。具体的には、検出回路１１ａは、例えば重畳回転位置信号Ｈｕの電流波形の全てのダウンエッジ後で最初の、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のアップエッジを検出する（ステップＳ１０７４）。検出部１７は、このように検出された前記電流変化および前記電圧変化をこの順番で優先することによって、個別回転位置信号を検出する。

その後、検出回路１１ａは、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形の第３変化を検出する。具体的には、検出回路１１ａは、例えば重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のアップエッジ後で最初の、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のダウンエッジを検出する（ステップＳ１０７５）。続いて、検出回路１１ａは、複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕの両端電圧の電圧変化から、重畳回転位置信号Ｈｕの電流波形の第４変化を検出する。具体的には、検出回路１１ａは、上記ステップＳ１０７５の重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のダウンエッジ検出後で最初の電流波形のアップエッジを検出する。なお、例えば重畳回転位置信号Ｈｕの電流波形に複数のアップエッジが含まれるので、検出回路１１ａは、前記最初に検出した電流波形のアップエッジに続く複数のアップエッジのうちから最後のアップエッジを検出する（ステップＳ１０７６）。なお、前記電流波形の最後のアップエッジは、回転位置検出部１１ｂが電流波形のアップエッジ数等をカウントしているので、当該アップエッジが電流変化において「制御装置１に繋がるモータの総数」番目であることから判明する。なお、重畳回転位置信号のアップエッジは、最初の１台については上記のように電圧波形から検出されるので、本実施形態では、回転位置検出部１１ｂが検出する前記電流波形の最後のアップエッジは「（制御装置１に繋がるモータの総数）−１」番目となる。検出部１７は、このように検出された前記電圧変化および前記電流変化をこの順番で優先することによって、個別回転位置信号を検出する。

前記ステップＳ１０７３〜ステップＳ１０７６の各工程において、モータ２１またはモータ２２の個別回転位置信号が前記所定の条件を満たした場合、検出部１７は前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応したモータ（モータ２１またはモータ２２）を前記特定のモータとする。そして、回転位置検出部１１ｂは、前記電圧変化と前記電流変化とを交互に優先することによって、複数のモータのうちの前記特定のモータ（モータ２１またはモータ２２）における前記回転位置信号を検出し、この特定のモータにおける個別回転位置信号に基づいて、制御演算部１１は制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する。例えば、特定のモータの個別回転位置信号の周期が予め設定された閾値以上となり特定のモータの回転数が低下している場合、低下している回転数を通常動作の回転数へ回復させるべく、制御演算部１１は駆動信号の電圧を上昇させるための制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する。なお、モータ２１およびモータ２２の個別回転位置信号が前記所定の条件を満たしていない場合は、制御演算部１１は、それまで出力していた駆動信号をそのまま維持するべく、制御信号Ｓｘの出力をそのまま維持する。

次に、前記周期制御は所定回数だけ行われたか否かが、変数Ｔと所定回数とが比較されることで制御演算部１１にて判断される（ステップＳ１０７７）。変数Ｔが所定回数に達していない場合は（ステップＳ１０７７でＮＯ）、制御演算部１１は、変数Ｔをインクリメントして（ステップＳ１０７８）、ステップＳ１０７３〜ステップＳ１０７７のフローを繰り返す。変数Ｔが所定回数に等しい場合は（ステップＳ１０７７でＹＥＳ）、次に制御演算部１１による図３の前記ステップＳ１０９の判断が実行される。

なお、ステップＳ１０７４、およびステップＳ１０７５では、検出回路１１ａは、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧変化を検出して、前記ステップＳ１０７４のアップエッジ、および前記ステップＳ１０７５のダウンエッジを各々検出したが、前記電圧変化と略同じ変化タイミングである、複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの両端電圧の電圧変化から電流波形変化を検出して、当該検出を行ってもよい。この場合、回転位置検出部１１ｂが検出する前記電流波形の最後のアップエッジは「制御装置１に繋がるモータの総数」番目である。

前記周期制御のフローチャートでは、重畳回転位置信号の第１変化態様を検出するステップＳ１０７３およびステップＳ１０７４からなる工程Ａと、重畳回転位置信号の第２変化態様を検出するステップＳ１０７５およびステップＳ１０７６からなる工程Ｂとは所定回数繰り返される。例えば、図２（ｂ）において個別回転位置信号Ｈ１ｕはモータ２１からの出力であり、個別回転位置信号Ｈ２ｕはモータ２２からの出力であるので、前記工程Ａは、モータ２１の個別回転位置信号が検出される工程であり、前記工程Ｂは、モータ２２の個別回転位置信号が検出される工程である。すなわち、検出部１７は、上記の工程Ａの検出動作および工程Ｂの検出動作が交互に繰り返される中で、工程Ａの繰り返しにより、前記電流変化および前記電圧変化をこの順番で交互に優先することによって、モータ２１の前記特定の相の前記回転位置信号を検出し、また工程Ｂの繰り返しにより、前記電圧変化および前記電流変化をこの順番で交互に優先することによって、モータ２２の前記特定の相の前記回転位置信号を検出する。

工程Ａおよび工程Ｂにおいて、ステップＳ１０７３では、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のダウンエッジからは個別回転位置信号Ｈ１ｕの電圧波形のダウンエッジ波形は検出されないが、図２（ｂ）に示すように、個別回転位置信号Ｈ１ｕの電圧波形のダウンエッジ波形変化タイミングは、個別回転位置信号Ｈ１ｕの電流波形の変化タイミングから検出可能である。続いて、ステップＳ１０７４では、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のアップエッジから個別回転位置信号Ｈ１ｕの電圧波形のアップエッジ波形は検出可能である。また、ステップＳ１０７５では、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のダウンエッジから個別回転位置信号Ｈ２ｕの電圧波形のダウンエッジ波形は検出可能である。続いて、ステップＳ１０７６では、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のアップエッジからは個別回転位置信号Ｈ２ｕの電圧波形のアップエッジ波形は検出されないが、図２（ｂ）に示すように、個別回転位置信号Ｈ２ｕの電圧波形のアップエッジ波形変化タイミングは、個別回転位置信号Ｈ２ｕの電流波形の変化タイミングから検出可能である。この構成によれば、上記の制御装置１は、モータ２１の個別回転位置信号とモータ２２個別回転位置信号とを交互に検出し、前記所定の条件を満たした前記回転位置信号に対応したモータを前記特定のモータとし、特定のモータにおける個別回転位置信号を検出する回転位置検出部１１ｂを備えることによって、モータ２１およびモータ２２のいずれに負荷が加わっても速度一定に制御できる。

なお、上記の例とは逆に、図２（ｂ）における個別回転位置信号Ｈ１ｕがモータ２２からの出力であり、個別回転位置信号Ｈ２ｕがモータ２１からの出力であった場合、搬送機器が搬送物を搬送できるトルクをモータ２１，２２が出力できているとき、上記周期制御によって、１個の制御装置１で上記接続のモータ２１およびモータ２２の２つの回転動作を同期制御することは可能である。搬送機器が搬送物を搬送できるトルクをモータ２１，２２は出力できないとき、モータ２１またはモータ２２は脱調するので、モータ２１またはモータ２２は停止される。

次に、１個の制御装置に１台のモータが接続された従来技術について説明する。なお、ここでは図１を使用し、制御装置１にモータ２１のみが接続されている例で説明する。この場合、回転位置信号Ｈ（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）は重畳されず、モータ２１の個別回転位置信号である。

図５は、前記従来技術の制御装置が行う制御を説明するためのタイミングチャートである。図５では、上から順に回転位置信号の波形図、信号出力部１４の出力電圧の波形図、ゲートにオン信号が入力されているスイッチング素子が、横軸を機械角として表されている。回転位置信号の波形図では、上から順に回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗの波形が示されている。出力電圧波形図では、上から順に信号出力部１４ｕ、１４ｖ、１４ｗの出力電圧の波形が示されている。ゲートにオン信号が入力されているスイッチング素子については、機械角の所定の区間において、ゲートにオン信号が入力される２つのスイッチング素子の符号が示されている。

モータ２１は、固定子側の界磁コイルが３極で、回転子の永久磁石が２極なので、回転位置信号Ｈｕは、例えば機械角６０度でローレベルからハイレベルへと切り換わり、機械角２４０度でハイレベルからローレベルへと切り換わる。回転位置信号Ｈｖは、例えば機械角１８０度でローレベルからハイレベルへと切り換わり、機械角３６０度（０度）でハイレベルからローレベルへと切り換わる。回転位置信号Ｈｗは、例えば機械角３００度でローレベルからハイレベルへと切り換わり、機械角１２０度でハイレベルからローレベルへと切り換わる。こうした各回転位置信号の変化に応じて、制御演算部１１は、例えば複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して、次のような規則性で各スイッチをオンする信号を出力する。すなわち、制御演算部１１は、機械角０度〜６０度でスイッチング素子ｃ１、ｂ２に対して、機械角６０度〜１２０度でスイッチング素子ａ１、ｂ２に対して、機械角１２０度〜１８０度でスイッチング素子ａ１、ｃ２に対して、機械角１８０度〜２４０度でスイッチング素子ｂ１、ｃ２に対して、機械角２４０度〜３００度でスイッチング素子ｂ１、ａ２に対して、機械角３００度〜３６０度（０度）でスイッチング素子ｃ１、ａ２に対して、各々ハイレベルの信号を出力する。

この結果、信号出力部１４ｕの出力電圧は、機械角０〜６０度で０ｖ、機械角６０〜１８０度で正の電圧、機械角１８０〜２４０度で０ｖ、機械角２４０〜３６０度で負の電圧となっている。また、信号出力部１４ｖの出力電圧は、機械角０〜１２０度で負の電圧、機械角１２０〜１８０度で０ｖ、機械角１８０〜３００度で正の電圧、機械角３００〜３６０度で０ｖとなっている。信号出力部１４ｗの出力電圧は、機械角０〜６０度で正の電圧、機械角６０〜１２０度で０ｖ、機械角１２０〜２４０度で負の電圧、機械角２４０〜３００度で０ｖ、機械角３００〜３６０度で正の電圧となっている。

以上のように、１個の制御装置にモータが１台のみ接続されている従来技術では、制御演算部１１は、図５に示した各回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗに対応して各スイッチング素子ａ１〜ｃ２のオンオフ制御を行う。しかし、本願実施形態のように、１個の制御装置に複数のモータが接続された場合、各モータからの回転位置信号（個別回転位置信号）が重畳されて制御装置に入力されるので、既に述べたように各（重畳）回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗのハイレベルの区間とローレベルの区間とは各々機械角で１８０度とならない上、従来技術の制御装置は各モータ毎の各回転位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗを検出することができない。よって、従来技術の制御装置は、前記複数のモータの回転動作を同期させることはできない。

一方、本実施形態のブラシレス直流モータ制御装置１およびモータシステムＭＳは、前記回転子の各々の前記回転位置に応じて生じる各個別回転位置信号間の位相差に起因して変化する重畳回転位置信号（重畳回転位置信号Ｈｕ等）の電流変化から、例えば重畳回転位置信号に重畳された個別回転位置信号（個別回転位置信号Ｈ１ｕ等）の電流の変化タイミングを検出できる。よって、本実施形態のブラシレス直流モータ制御装置１およびモータシステムＭＳは、上記の検出された前記特定のモータの個別回転位置信号によって、図５に示すような所定の相（例えばｕ相）の回転位置信号の変化タイミングに基づいて各スイッチング素子に対して所定の機械角でオン信号を出力する制御が可能である。

このように、本実施形態のブラシレス直流モータ制御装置１およびモータシステムＭＳは、検出部１７によって、信号入力部１３に入力された各相の重畳回転位置信号のうちの特定の相（例えばｕ相）の重畳回転位置信号に基づいて複数のモータのうちの特定のモータにおける個別回転位置信号を検出し、駆動制御部１２によって、検出部１７で検出された前記特定のモータにおける個別回転位置信号に基づいて特定のモータを駆動する駆動信号を生成する。すなわち、このようなブラシレス直流モータ制御装置１およびモータシステムＭＳは、信号入力部１３に複数のモータによる重畳回転位置信号が入力されても、信号出力部１４から駆動信号を出力することによって、複数のモータを駆動できる。したがって、このようなブラシレス直流モータ制御装置１およびモータシステムＭＳは、１個の装置で、複数のモータを駆動できる。

次に、本実施形態のモータシステムＭＳが製造ラインで使用される搬送機器に適用された例について説明する。図６は、本実施形態のモータシステムＭＳを使用したモータ内蔵ローラの構成を示す図である。図７は、本実施形態のモータシステムＭＳを使用した搬送機器の構成を示す図である。図８は、本実施形態のモータシステムＭＳを使用した他の搬送機器の構成を示す図である。図６には、１本のローラに２つのモータ２１，２２をその両端部に内蔵した、搬送機器で使用されるモータ内蔵ローラの例が示されている。図７には、製造ラインにおいて、モータは内蔵されず自由回転する従動ローラ６本と、その間に配設され１台のモータ２１が内蔵されたモータ内蔵ローラ１本とが使用された搬送機器Ｌ、および搬送方向が平行かつ同方向となるように搬送機器Ｌに対し離間されて並列設置されており、前記従動ローラ６本と、その間に配設され１台のモータ２２が内蔵されたモータ内蔵ローラ１本とが使用された搬送機器Ｒの例が示されている。図７には、製造ラインの一部における搬送機器ＬおよびＲが示されている。図８には、複数の前記従動ローラと、それらの間に所定の間隔を空けて配設された複数のモータ内蔵ローラ（図８ではモータ２１とモータ２２の２台）とを備えた搬送機器ＳＩの例が示されている。図８には、製造ラインの一部における搬送機器ＳＩが示されている。

図６では、２つのモータで一つのローラを回転させるので、２つのモータは同期して回転動作する必要がある。図７では、前記２本の製造ラインは例えば細長い搬送物を搬送する場合に使用され、前記２本の製造ラインの進行方向と前記搬送物の長手方向とは直交して前記２本の製造ラインで前記搬送物を搬送している場合に、２つのモータは同期して回転動作する必要がある。また、図８では、１つの搬送物が同時に２つのモータ内蔵ローラで搬送される場合、２つのモータは同期して回転動作する必要がある。そのため、本実施形態のモータシステムＭＳが使用されることで、１個の制御装置で２つのモータの回転動作を同期制御することが可能となるので、各図に示す装置に好適に用いられる。

上記実施形態では、１個の制御装置１に接続されたモータは２つの例であったが、１個の制御装置１にＮ台（Ｎは３以上の整数）の三相ブラシレス直流モータが接続されてもよい。回転位置検出部１１ｂは、検出回路１１ａでの重畳回転位置信号の電流変化の検出結果に基づいて、例えば１〜Ｎ台の三相ブラシレス直流モータの全ての前記回転子について特定のモータの個別回転位置信号の電流の変化タイミングを検出し、制御演算部１１は、一のモータの個別回転位置信号が所定の条件を満たした場合には、前記検出結果を使用して、前記特定のモータを駆動する駆動信号を生成する制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する。この場合、重畳回転位置信号は、少なくとも、前記第１変化態様と、重畳回転位置信号の電流が変化する第５変化の後に重畳回転位置信号の電流が変化する第６変化が発生する第３変化態様と、前記第２変化態様とを含み、前記第１変化態様より以降に前記第３変化態様が発生し、前記第３変化態様より以降に前記第２変化態様が発生する第２変化パターンを周期的に繰り返す。よって、検出部１７は、前記特定の相の各個別回転位置信号を検出し、前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応したモータを前記特定のモータとする。そして、回転位置検出部１１ｂは、特定の相の重畳回転位置信号の周期的に繰り返される第２変化パターンに基づき、前記複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗのうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された連続する２つの電流変化によって、前記３個以上のブラシレス直流モータのうちの前記特定のモータにおける個別回転位置信号の電流変化のタイミングを検出する。制御演算部１１は、前記所定の条件が満たされた場合に、この検出された前記特定のモータにおける前記回転位置信号に基づいて、前記特定のモータを駆動する駆動信号を生成する制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する。この場合、以下のような前記周期制御が行われる。図９は、ステップＳ１０７の前記周期制御の動作において、モータが３つ以上存在する別の動作を示すフローチャートである。図９を用いて、以下では図４と異なる点を中心に重畳回転位置信号Ｈｕを例に説明する。

例えば制御装置１に接続されたモータが５台（Ｎ＝５）の場合、まず１台目のモータについて、検出回路１１ａは、複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕの両端電圧の電圧変化から、重畳回転位置信号Ｈｕの電流変化の最初のダウンエッジを検出し（ステップＳ１０７３’。前記ステップＳ１０７３に相当）、その後重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のアップエッジを検出（ステップＳ１０７４’。前記ステップＳ１０７４に相当）する（工程Ａ’）。

次に２台目のモータについて、検出回路１１ａは、複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕの両端電圧の電圧変化から、重畳回転位置信号Ｈｕの電流変化の次の（２番目の）ダウンエッジを検出し、その後重畳回転位置信号Ｈｕの電流変化の２番目のアップエッジを検出（ステップＳ１０７９）する（工程Ａ（２））。３、４台目のモータ各々について、検出回路１１ａは、同様に、順次、重畳回転位置信号Ｈｕの電流変化の３番目のダウンエッジと該ダウンエッジ後に生ずる３番目のアップエッジを検出（ステップＳ１０８０）し（工程Ａ（３））、また４番目のダウンエッジと該ダウンエッジ後に生ずる４番目のアップエッジを検出（ステップＳ１０８１）する（工程Ａ（４））。なお、工程Ａ（２）〜工程Ａ（４）では、重畳回転位置信号の第３変化態様が検出される。なお、回転位置検出部１１ｂは、前記５台のモータのうちの２〜４台目のモータについては、上記の工程Ａ（２）〜Ａ（４）のように、抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗのうちの前記特定の相に対応した抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ（本実施形態では、抵抗Ｒｕ）によって検出された連続する２つの重畳回転位置信号の電流変化（上記重畳回転位置信号Ｈｕの電流変化のダウンエッジおよびそれに続くアップエッジ）によって、前記３個以上のブラシレス直流モータのうちの特定のモータにおける個別回転位置信号を検出する。

次に５台目のモータについて、検出回路１１ａは、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のダウンエッジを検出し（ステップＳ１０７５’。前記ステップＳ１０７５に相当）、その後複数の電流変化検出部たる抵抗Ｒｕの両端電圧の電圧変化から、重畳回転位置信号Ｈｕの電流変化の５番目のアップエッジを検出（ステップＳ１０７６’。前記ステップＳ１０７６に相当）する（工程Ｂ’）。なお、工程Ｂ’の後は、所定の回数まで工程Ａ’以下は繰り返される（ステップＳ１０７７でＮＯ）。

上記の工程Ａ’、工程Ａ（２）、Ａ（３）、Ａ（４）および前記工程Ｂ’の各工程において、検出部１７は、上記５台のモータの個別回転位置信号を各々順番に検出し、前記５台のモータのうちのいずれかが個別回転位置信号が所定の条件を満たしたことを検出した場合には、前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応したモータを前記特定のモータとする。回転位置検出部１１ｂは、前記５台のモータのうちの所定の２個のモータ（例えば前記１台目のモータおよび前記５台目のモータ等）が前記特定のモータである場合は、回転位置検出部１１ｂは、前記複数の電圧変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電圧変化検出部によって検出された前記電圧変化と、前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された前記電流変化と、を交互に優先することによって、前記回転位置信号を検出する。また、前記５台のモータのうちの前記所定の２個のモータ以外のモータ（例えば前記２台目のモータないし前記４台目のモータ）が前記特定のモータである場合は、回転位置検出部１１ｂは、前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された連続する２つの前記電流変化によって、前記回転位置信号を検出する。制御演算部１１は制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する。なお、モータ２１およびモータ２２の個別回転位置信号が所定の条件を満たしていない場合は、制御演算部１１は、それまで出力していた駆動信号の出力をそのまま維持する制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する。

図２（ｂ）には図示されていないが、モータが３つ以上存在する場合では、図２（ｂ）の個別回転位置信号Ｈ１ｕと個別回転位置信号Ｈ２ｕとの間の位相差αが最も大きいとき、個別回転位置信号Ｈ１ｕとの位相差が前記位相差αより小さい個別回転位置信号が一つ以上存在する。前記不図示の個別回転位置信号は、次のように検出可能である。重畳回転位置信号Ｈｕの電流信号を観測することで、電流信号の最初のダウンエッジである個別回転位置信号Ｈ１ｕのダウンエッジは検出可能であり、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のダウンエッジのタイミングは電流信号の最後のダウンエッジである個別回転位置信号Ｈ２ｕのダウンエッジのタイミングと略一致するので、電流信号の最後のダウンエッジのタイミングは検出可能である。また、回転位置検出部１１ｂは、電流信号のダウンエッジの数をカウントすることで、電流信号の最初のダウンエッジと最後のダウンエッジの間の各ダウンエッジも検出可能であり、複数の前記不図示の個別回転位置信号の各ダウンエッジは検出可能である。一方、重畳回転位置信号Ｈｕの電圧波形のアップエッジのタイミングは電流信号の最初のアップエッジである個別回転位置信号Ｈ１ｕのアップエッジのタイミングと略一致するので、電流信号の最初のアップエッジのタイミングは検出可能である。また、重畳回転位置信号Ｈｕの電流信号を観測し、回転位置検出部１１ｂは、アップエッジの数をカウントすることで、電流信号の最後のアップエッジである個別回転位置信号Ｈ２ｕのダウンエッジは検出可能である。また、回転位置検出部１１ｂは、前記ダウンエッジの数のカウントにより、電流信号の最初のアップエッジと最後のアップエッジの間の各アップエッジも検出可能であり、複数の前記不図示の個別回転位置信号の各アップエッジは検出可能である。以上のように、前記工程Ａ’、工程Ａ（２）、Ａ（３）、Ａ（４）および前記工程Ｂ’の各工程において、各モータからの個別回転位置信号のアップエッジ及びダウンエッジは検出可能となる。

この構成によれば、前記工程Ａ’、工程Ａ（２）、Ａ（３）、Ａ（４）および前記工程Ｂ’等が含まれる前記周期制御により、上記の制御装置１は、前記３個以上のモータの個別回転位置信号を順番に検出し、前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応したモータを前記特定のモータとし、特定のモータにおける個別回転位置信号を検出する回転位置検出部１１ｂを備えることによって、前記３個以上のモータのいずれに負荷が加わっても速度一定に制御できる。

なお、上記のＮ台（Ｎは３以上の整数）の三相ブラシレス直流モータの回転動作を同期させる制御は、上記に限られず、例えば図４を用いて説明した前記工程Ａおよび前記工程Ｂが含まれる前記周期制御であってもよい。これは次の理由による。すなわち、図２（ｂ）において、１台目のモータの個別回転位置信号Ｈ１ｕとＮ台目のモータの個別回転位置信号Ｈ２ｕとの間の位相差αが最も大きいとき、２〜（Ｎ−１）台目のモータの個別回転位置信号の１台目のモータの個別回転位置信号との位相差は１台目のモータの個別回転位置信号とＮ台目のモータの個別回転位置信号との位相差αよりも小さい。よって、１台目のモータとＮ台目のモータとが同期して回転動作していれば、残りの２〜（Ｎ−１）台目のモータも同期して回転動作することができるからである。この場合、特定のモータとされるのは１台目のモータまたはＮ台目のモータである。このとき、検出部１７は、前記１台目のモータの前記特定の相の各個別回転位置信号とを前記Ｎ台目のモータの前記特定の相の各個別回転位置信号とを交互に検出し、前記所定の条件を満たした個別回転位置信号に対応したモータを前記特定のモータとする。そして、回転位置検出部１１ｂは、前記第１変化態様と前記第２変化態様を含んで周期的に繰り返される前記第１変化パターンに基づいて、前記１台目およびＮ台目の三相ブラシレス直流モータの２つの前記回転子について個別回転位置信号の電流の変化タイミングを検出する。制御演算部１１は、前記検出結果を使用して、前記特定のモータを駆動する駆動信号を生成する制御信号Ｓｘを複数のスイッチング素子Ｓｗの各ゲートに対して出力する周期制御を行う。

各モータにかかる負荷が脱調にまで至らない程度の場合、前記工程Ａおよび前記工程Ｂ（図４）が含まれる前記周期制御により、図９を使用して説明した前記工程Ａ’、工程Ａ（２）、Ａ（３）・・・Ａ（Ｎ−１）および前記工程Ｂ’が含まれる前記周期制御より簡易な制御で、１個の制御装置１で複数のブラシレス直流モータの回転動作を同期制御できる。

本発明を表現するために、上記において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上記の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

Ｈ、Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ 重畳回転位置信号（重畳信号）
Ｈ１、Ｈ１ｕ、Ｈ１ｖ、Ｈ１ｗ、Ｈ２、Ｈ２ｕ、Ｈ２ｖ、Ｈ２ｗ 個別回転位置信号（回転位置信号）
Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ 重畳回転位置信号の電流値
Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ 重畳回転位置信号の電圧値
１ 制御装置
１１ａ 検出回路（電圧変化検出部を含む）
１１ｂ 回転位置検出部
１１ｃ 検出対象決定部
１１ｄ 強制転流駆動制御部
１２ 駆動制御部
１３、１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ 信号入力部
１４、１４ｕ、１４ｖ、１４ｗ 信号出力部
１７ 検出部
２１、２２ ブラシレス直流モータ
２１１、２１１ｕ、２１１ｖ、２１１ｗ、２２１、２２１ｕ、２２１ｖ、２２１ｗ ホールＩＣ（位置検出センサ）
Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ 抵抗（電流変化検出部）

Claims (9)

1. 固定子に対する回転子の回転位置を検出して前記回転位置を表す回転位置信号を出力し、回転方向に所定の間隔を空けて複数の相に対応させて配置された複数の位置検出センサ、を備える複数のブラシレス直流モータにおける前記複数の位置検出センサそれぞれから出力された複数の回転位置信号を各相ごとに重畳した各相の重畳信号を入力するための信号入力部と、
   前記信号入力部に入力された各相の重畳信号のうちの特定の相の重畳信号に基づいて前記複数のブラシレス直流モータのうちの特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号を検出する検出部と、
   前記検出部で検出された前記特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号に基づいて前記特定のブラシレス直流モータを駆動する駆動信号を生成する駆動制御部と、
   前記駆動制御部で生成した駆動信号を前記複数のブラシレス直流モータそれぞれの駆動信号として出力するための信号出力部とを備えること
   を特徴とするブラシレス直流モータ制御装置。
2. 前記検出部は、
   前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電圧変化を検出する複数の電圧変化検出部と、
   前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電流変化を検出する複数の電流変化検出部と、
   前記複数の電圧変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電圧変化検出部によって検出された前記電圧変化と、前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出された前記電流変化と、を交互に優先することによって、前記複数のブラシレス直流モータのうちの前記特定のブラシレス直流モータにおける前記回転位置信号を検出する回転位置検出部とを備えること
   を特徴とする請求項１に記載のブラシレス直流モータ制御装置。
3. 前記複数のブラシレス直流モータは、２個の第１および第２ブラシレス直流モータであり、
   前記検出部は、前記第１ブラシレス直流モータの前記特定の相の前記回転位置信号と前記第２ブラシレス直流モータの前記特定の相の前記回転位置信号とを交互に検出し、前記検出している回転位置信号のうち、所定の条件を満たした前記回転位置信号に対応した前記ブラシレス直流モータを前記特定のブラシレス直流モータとすること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラシレス直流モータ制御装置。
4. 前記複数のブラシレス直流モータは、Ｎ個のブラシレス直流モータであり（Ｎは３以上の整数）、
   前記検出部は、
   前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電流変化を検出する複数の電流変化検出部と、
   前記複数の電流変化検出部のうちの前記特定の相に対応した電流変化検出部によって検出されたｉ番目の立下がりの前記電流変化及びｉ番目の立上がりの前記電流変化によって（ｉはＮ以下の自然数）、前記Ｎ個のブラシレス直流モータのうちの前記特定のブラシレス直流モータにおける前記回転位置信号を検出する回転位置検出部とを備え、
   前記Ｎ個のブラシレス直流モータの前記特定の相の前記回転位置信号を各々順番に検出し、前記検出している回転位置信号のうち、所定の条件を満たした前記回転位置信号に対応した前記ブラシレス直流モータを前記特定のブラシレス直流モータとすること
   を特徴とする請求項１に記載のブラシレス直流モータ制御装置。
5. 前記所定の条件は、前記回転位置信号の１周期の長さが予め設定された閾値以上となることであること
   を特徴とする請求項３または請求項４に記載のブラシレス直流モータ制御装置。
6. 前記検出部は、
   前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電圧変化を検出する複数の電圧変化検出部と、
   前記各相ごとに設けられ、前記重畳信号の電流変化を検出する複数の電流変化検出部と、
   前記複数の電流変化検出部によって各相の前記重畳信号の電流変化を検出した後、最初に前記重畳信号の電圧変化を検出した電圧変化検出部に対応する相を前記特定の相とする検出対象決定部とを備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のブラシレス直流モータ制御装置。
7. 前記複数のブラシレス直流モータを強制転流で駆動する強制転流駆動信号を生成し、前記生成した強制転流駆動信号を前記信号出力部から出力する強制転流駆動制御部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のブラシレス直流モータ制御装置。
8. 固定子に対する回転子の回転位置を検出して前記回転位置を表す回転位置信号を出力し、回転方向に所定の間隔を空けて複数の相に対応させて配置された複数の位置検出センサ、を備える複数のブラシレス直流モータにおける前記複数の位置検出センサそれぞれから出力された複数の回転位置信号を各相ごとに重畳した各相の重畳信号を信号入力部で受け付ける信号入力工程と、
   前記信号入力工程によって受け付けた各相の重畳信号のうちの特定の相の重畳信号に基づいて前記複数のブラシレス直流モータのうちの特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号を検出する検出工程と、
   前記検出工程で検出された前記特定のブラシレス直流モータにおける回転位置信号に基づいて前記特定のブラシレス直流モータを駆動する駆動信号を生成する駆動制御工程と、
   前記駆動制御工程で生成した駆動信号を前記複数のブラシレス直流モータそれぞれの駆動信号として信号出力部から出力する信号出力工程とを備えること
   を特徴とするブラシレス直流モータ制御方法。
9. 固定子に対する回転子の回転位置を検出して前記回転位置を表す回転位置信号を出力し、回転方向に所定の間隔を空けて複数の相に対応させて配置された複数の位置検出センサ、を備える複数のブラシレス直流モータと、
   請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のブラシレス直流モータ制御装置とを備えること
   を特徴とするモータシステム。
   

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