JP2021029063A - Ｐｗｍ信号測定装置、モータ駆動制御装置、ｐｗｍ信号測定方法、およびモータ駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】幅広い周波数範囲のＰＷＭ信号の測定を可能にする。【解決手段】ＰＷＭ信号測定装置（２０）は、ＰＷＭ信号（Ｓｃ）の周波数（ｆ）およびデューティ比を測定するキャプチャ方式の第１デューティ比測定部（２４）と、平滑回路（１３）によって前記ＰＷＭ信号を平滑化した平滑電圧（Ｖａｄ）を測定する電圧測定部（２３）と、前記平滑電圧の測定値（Ｖａｄｍ）に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する平滑化方式の第２デューティ比測定部（２５）と、周波数の測定値と平滑電圧の測定値とに基づいて、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の何れか一方を選択する測定方式選択部（２６）と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、ＰＷＭ信号測定装置、モータ駆動制御装置、ＰＷＭ信号測定方法、およびモータ駆動制御方法に関し、ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するためのＰＷＭ信号測定装置に関する。

上位装置から入力される速度指令信号に応じて、モータの回転速度を制御するモータ駆動制御装置が知られている。例えば、ファンモータ等では、速度指令信号として、パルス幅変調（ＰＷＭ）によりモータの目標回転速度に対応するデューティ比を有する信号（以下、単に「ＰＷＭ信号」）が用いられることがよく知られている。

モータ駆動制御装置は、例えば、上位装置から速度指令信号としてのＰＷＭ信号が入力されると、そのＰＷＭ信号のデューティ比を測定し、測定したデューティ比に基づいて目標回転速度を算出し、モータが目標回転速度で回転するようにモータを制御する。

従来、ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する技術として、キャプチャ方式と平滑化方式が知られている。

キャプチャ方式は、測定対象のＰＷＭ信号（パルス）のエッジの変化に基づいて、ＰＷＭ信号の周期、ＰＷＭ信号がハイレベルとなるハイ期間、およびＰＷＭ信号がローレベルとなるロー期間を、ＰＷＭ信号よりも周波数が高いクロックを用いて測定する方式である（特許文献１参照）。

平滑化方式は、測定対象のＰＷＭ信号をローパスフィルタ（平滑回路）で平滑化した電圧を測定することにより、ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する方式である（特許文献２参照）。

特開２０１０−２８３９０８号公報 特開２０１６−２２６２６３号公報

従来のモータ駆動制御装置では、モータを適用するアプリケーションにおいて使用されるＰＷＭ信号（速度指令信号）の周波数（周期）に応じて、キャプチャ方式を採用するか平滑化方式を採用するかを決定していた。

従来、キャプチャ方式を採用した場合、ＰＷＭ信号のデューティ比の測定精度を担保するために、仕様書においてＰＷＭ信号の使用可能な周波数範囲を制限したり、デューティ比０％近傍および１００％近傍におけるモータの回転速度の直線性を犠牲にしたりする必要があった。また、平滑化方式を採用した場合、ＰＷＭ信号のデューティ比の測定精度を担保するために、使用されるＰＷＭ信号の周波数対応範囲毎に、ローパスフィルタ（平滑回路）の時定数を調整する必要があった。

このように、従来のモータ駆動制御装置では、モータを適用するアプリケーション等によって速度指令信号（ＰＷＭ信号）の周波数範囲が異なる場合には、アプリケーション毎の速度指令信号の周波数範囲に応じて速度指令信号のデューティ比を測定するための適切な回路を設計する必要があり、モータ駆動制御装置の設計期間の長期化や製造コストの増大を招いていた。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、幅広い周波数範囲のＰＷＭ信号の測定を実現することを目的とする。

本発明の代表的な実施の形態に係るＰＷＭ信号測定装置は、ＰＷＭ信号のエッジに基づく期間を測定用クロックによって測定し、前記期間の測定値に基づいて前記ＰＷＭ信号の周波数およびデューティ比を測定するキャプチャ方式の第１デューティ比測定部と、平滑回路によって前記ＰＷＭ信号を平滑化した平滑電圧を測定する電圧測定部と、前記平滑電圧の測定値に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する平滑化方式の第２デューティ比測定部と、前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値と前記平滑電圧の測定値とに基づいて、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の何れか一方を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための測定方式として選択する測定方式選択部と、を有する。

本発明に係るＰＷＭ信号測定装置によれば、幅広い周波数範囲のＰＷＭ信号の測定が可能となる。

実施の形態１に係るモータ駆動制御装置を備えたモータユニット１００の構成を示すブロック図である。 ＰＷＭ入力回路および平滑回路の回路構成例を示す図である。 ＰＷＭ入力回路および平滑回路の別の回路構成例を示す図である。 図２Ａに示すＰＷＭ入力回路および平滑回路の信号の一例を示すタイミングチャートである。 図２Ｂに示すＰＷＭ入力回路および平滑回路の信号の一例を示すタイミングチャートである。 実施の形態１に係るモータ駆動制御装置の制御部の機能ブロック図である。 キャプチャ方式によるＰＷＭ信号のデューティ比の測定方法の概要を示す図である。 デューティ比が０％近傍のＰＷＭ信号をキャプチャ方式で測定する場合の概要を示す図である。 平滑化方式による周波数の高い（周期の短い）ＰＷＭ信号のデューティ比の測定方法の概要を示す図である。 平滑化方式による周波数の低い（周期の長い）ＰＷＭ信号のデューティ比の測定方法の概要を示す図である。 ＰＷＭ信号の平滑電圧Ｖａｄの電圧測定値ＶａｄｍとＰＷＭ信号のデューティ比との関係を示す図である。 実施の形態１に係るモータ駆動制御装置における、電圧測定値ＶａｄｍとＰＷＭ信号のデューティ比の対応関係情報を説明するための図である。 実施の形態１に係るモータ駆動制御装置によるＰＷＭ信号のデューティ比の測定方式の選択方法を説明するための図である。 実施の形態１に係るモータ駆動制御装置によるデューティ比の測定方法の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係るモータ駆動制御装置による測定方式選択処理（ステップＳ８）の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係るモータ駆動制御装置による測定方式選択処理（ステップＳ８）の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２に係るモータ駆動制御装置の制御部の機能ブロック図である。 実施の形態２に係るモータ駆動制御装置における、電圧測定値ＶａｄｍとＰＷＭ信号のデューティ比の対応関係情報を説明するための図である。 実施の形態２に係るモータ駆動制御装置によるＰＷＭ信号のデューティ比の測定方式の選択方法を説明するための図である。 実施の形態２に係るモータ駆動制御装置による測定方式選択処理（ステップＳ８）の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２に係るモータ駆動制御装置による測定方式選択処理（ステップＳ８）の流れを示すフローチャートである。

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係るＰＷＭ信号測定装置（２０，２０Ａ）は、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ信号Ｓｃ）のエッジに基づく期間を測定用クロック（Ｃｌｋ）によって測定し、前記期間の測定値に基づいて前記ＰＷＭ信号の周波数（ｆ）およびデューティ比を測定するキャプチャ方式の第１デューティ比測定部（２４）と、平滑回路（１３）によって前記ＰＷＭ信号を平滑化した平滑電圧（Ｖａｄ）を測定する電圧測定部（２３）と、前記平滑電圧の測定値（Ｖａｄｍ）に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する平滑化方式の第２デューティ比測定部（２５）と、前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値と前記平滑電圧の測定値とに基づいて、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の何れか一方を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための測定方式として選択する測定方式選択部（２６，２６Ａ）と、を有する。

〔２〕上記〔１〕に記載のＰＷＭ信号測定装置（２０，２０Ａ）において、前記ＰＷＭ信号の周波数に関する閾値（ｆ＿ＨＰ，ｆ＿ＡＰ，ｆ＿ＬＰ）と前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧に関する閾値（ＶＬ＿ＡＰ，ＶＬ＿ＨＰ，ＶＨ＿ＨＰ，ＶＨ＿ＡＰ，ＶＬ＿ＡＰ２，ＶＬ＿ＨＰ２，ＶＨ＿ＨＰ２，ＶＨ＿ＡＰ２）とで区分される複数の区分領域（Ａ，Ｂ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｉ１，Ｉ２，Ｈ）毎に、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の少なくとも一方が前記測定方式として割り当てられ、前記測定方式選択部は、前記平滑電圧の測定値と前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値とに基づいて前記区分領域を特定し、特定した前記区分領域に割り当てられた前記測定方式を選択してもよい。

〔３〕上記〔２〕に記載のＰＷＭ信号測定装置（２０，２０Ａ）において、前記ＰＷＭ信号の周波数に関する閾値は、前記キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能な前記ＰＷＭ信号の周波数の上限を規定する上限周波数（ｆ＿ＨＰ）と、前記キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能な前記ＰＷＭ信号の周波数の下限を規定する下限周波数（ｆ＿ＬＰ）と、前記上限周波数と前記下限周波数との間の、前記平滑化方式によってデューティ比が測定可能な前記ＰＷＭ信号の周波数を規定する平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）とを含み、前記測定方式選択部は、前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値が前記平滑化可能周波数以下の場合に、前記キャプチャ方式を選択し、前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値が前記平滑化可能周波数よりも高い場合に、前記キャプチャ方式または前記平滑化方式を選択してもよい。

〔４〕上記〔３〕に記載のＰＷＭ信号測定装置（２０，２０Ａ）において、前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧に関する閾値は、前記測定用クロックの１周期に相当する一方のレベル期間を有する前記平滑化可能周波数のパルスのデューティ比に対応する第１低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＡＰ）と、前記測定用クロックの１周期に相当する他方のレベル期間を有する前記平滑化可能周波数のパルスのデューティ比に対応する第１高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＡＰ）と、を含み、前記測定方式選択部（２６，２６Ａ）は、前記平滑電圧の測定値が前記第１低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＡＰ）、前記上限周波数（ｆ＿ＨＰ）、および前記下限周波数（ｆ＿ＬＰ）によって囲まれる領域（Ｃ１）に存在する場合、または前記平滑電圧の測定値が前記第１高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＡＰ）、前記上限周波数（ｆ＿ＨＰ）、および前記下限周波数（ｆ＿ＬＰ）によって囲まれる領域（Ｃ２）に存在する場合に、予め設定された固定デューティ比を選択してもよい。

〔５〕上記〔４〕に記載のＰＷＭ信号測定装置（２０，２０Ａ）において、前記測定用クロックの１周期に相当する一方のレベル期間を有する前記上限周波数のパルスのデューティ比に対応する第２低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＨＰ）と、前記測定用クロックの１周期に相当する他方のレベル期間を有する前記上限周波数のパルスのデューティ比に対応する第２高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＨＰ）と、を含み、前記複数の区分領域は、前記平滑化可能周波数における前記第１低デューティ側電圧と前記上限周波数における前記第２低デューティ側電圧とを結ぶ第１境界線（Ｌ１）、前記第１低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＡＰ）、および前記上限周波数（ｆ＿ＨＰ）によって囲まれる第１領域（Ｄ１）と、前記平滑化可能周波数における前記第１高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＡＰ）と前記上限周波数における前記第２高デューティ側電圧とを結ぶ第２境界線（Ｌ２）、前記第１高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＡＰ）、および前記上限周波数（ｆ＿ＨＰ）によって囲まれる第２領域（Ｄ２）とを含み、前記測定方式選択部は、前記平滑電圧の測定値と前記周波数の測定値とによって特定される特定点が前記第１領域内に存在する場合または前記特定点が前記第２領域内に存在する場合に、前記平滑化方式を選択してもよい。

〔６〕上記〔５〕に記載のＰＷＭ信号測定装置（２０）において、前記複数の区分領域は、前記平滑化可能周波数における前記第１低デューティ側電圧と前記上限周波数における前記第２低デューティ側電圧とを結ぶ第１境界線（Ｌ１）、前記平滑化可能周波数における前記第１高デューティ側電圧と前記上限周波数における前記第２高デューティ側電圧とを結ぶ第２境界線（Ｌ２）、前記平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）、および前記上限周波数（ｆ＿ＨＰ）によって囲まれる所定領域（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｂ）を更に含み、前記測定方式選択部は、前記特定点が前記所定領域内に存在する場合に、前記キャプチャ方式を選択してもよい。

〔７〕上記〔５〕に記載のＰＷＭ信号測定装置（２０）において、前記複数の区分領域は、前記第１境界線（Ｌ１）、前記第２低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＨＰ）、および前記平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）によって囲まれる第３領域（Ｅ１）と、前記第２境界線（Ｌ２）、前記第２高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＨＰ）、および前記平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）によって囲まれる第４領域（Ｅ２）とを更に含み、前記測定方式選択部は、前記特定点が前記第３領域内に存在する場合または前記特定点が前記第４領域内に存在する場合に、前記第１デューティ比測定部によるデューティ比の測定値（ＤＲ１）と前記第２デューティ比測定部によるデューティ比の測定値（ＤＲ２）との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）を算出し、前記差分が所定の閾値よりも小さい場合に、前記キャプチャ方式を選択し、前記差分が前記所定の閾値以上の場合に、前記平滑化方式を選択してもよい。

〔８〕上記〔５〕または〔６〕に記載のＰＷＭ信号測定装置（２０Ａ）において、前記測定用クロックの２周期に相当する一方のレベル期間を有する前記上限周波数のパルスのデューティ比に対応する第３低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＨＰ２）と、前記測定用クロックの２周期に相当する他方のレベル期間を有する前記上限周波数のパルスのデューティ比に対応する第３高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＨＰ２）と、を含み、前記複数の区分領域は、前記第３低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＨＰ２）、前記第１境界線（Ｌ１）、前記平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）、および前記上限周波数（ｆ＿ＨＰ）によって囲まれる第３領域（Ｆ１＋Ｉ１）と、前記第３高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＨＰ２）、前記第２境界線（Ｌ２）、前記平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）、および前記上限周波数（ｆ＿ＨＰ）によって囲まれる第４領域（Ｆ１＋Ｉ２）とを含み、前記測定方式選択部は、前記特定点が前記第３領域内または前記第４領域内に存在する場合に、前記第１デューティ比測定部によるデューティ比の測定値（ＤＲ１）と前記第２デューティ比測定部によるデューティ比の測定値（ＤＲ２）との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）を算出し、前記差分が所定の閾値よりも小さい場合に、前記キャプチャ方式を選択し、前記差分が前記所定の閾値以上の場合に、前記平滑化方式を選択してもよい。

〔９〕上記〔８〕に記載のＰＷＭ信号測定装置（２０Ａ）において、前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧に関する閾値は、前記測定用クロックの２周期に相当する一方のレベル期間を有する前記平滑化可能周波数のパルスのデューティ比に対応する第４低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＡＰ２）と、前記測定用クロックの２周期に相当する他方のレベル期間を有する前記平滑化可能周波数のパルスのデューティ比に対応する第４高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＡＰ２）とを含み、前記複数の区分領域は、前記第１低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＡＰ）、前記第４低デューティ側電圧（ＶＨ＿ＡＰ２）、前記平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）、および前記下限周波数（ｆ＿ＬＰ）によって囲まれる第５領域（Ｇ１）と、前記第１高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＡＰ）、前記第４高デューティ側電圧（ＶＬ＿ＡＰ２）、前記平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）、および前記下限周波数（ｆ＿ＬＰ）によって囲まれる第６領域（Ｇ２）とを更に含み、前記測定方式選択部は、前記特定点が前記第５領域内に存在する場合、または前記特定点が前記第６領域内に存在する場合に、予め設定された固定デューティ比を選択してもよい。

〔１０〕上記〔２〕乃至〔９〕の何れかに記載のＰＷＭ信号測定装置（２０，２０Ａ）において、前記測定方式選択部（２６，２６Ａ）は、前記第１デューティ比測定部がデューティ比の測定を一定期間行っていない場合に、前記平滑化方式を選択してもよい。

〔１１〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置（１，１Ａ）は、ＰＷＭ信号（Ｓｃ）が入力されるＰＷＭ入力回路（１２）と、前記ＰＷＭ信号を平滑化する平滑回路（１３）と、前記ＰＷＭ入力回路に入力された前記ＰＷＭ信号を前記ＰＷＭ信号として入力するとともに、前記平滑回路によって前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧（Ｖａｄ）を前記平滑電圧として入力する、上記〔１〕乃至〔１０〕の何れかに記載のＰＷＭ信号測定装置（２０，２０Ａ）を含み、制御信号を生成する制御部（１０）と、前記制御信号に基づいて、モータ（２）を駆動するモータ駆動部（１１）と、を備える。

〔１２〕本発明の代表的な実施の形態に係るＰＷＭ信号測定方法は、入力されたＰＷＭ信号のエッジに基づく期間を測定用クロックによって測定し、前記期間の測定値に基づいて前記ＰＷＭ信号の周波数およびデューティ比を測定するキャプチャ方式の第１デューティ比測定ステップ（Ｓ３，Ｓ４）と、前記ＰＷＭ信号を平滑回路によって平滑化した平滑電圧を測定する電圧測定ステップ（Ｓ６）と、前記平滑電圧の測定値に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する平滑化方式の第２デューティ比測定ステップ（Ｓ７）と、前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値と前記平滑電圧の測定値とに基づいて、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の何れか一方を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための測定方式として選択する測定方式選択ステップ（Ｓ８）と、を含む。

〔１３〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御方法は、ＰＷＭ信号が入力されるＰＷＭ入力ステップと、前記ＰＷＭ信号を平滑化する平滑ステップと、前記ＰＷＭ信号のエッジに基づく期間を測定用クロックによって測定し、前記期間の測定値に基づいて前記ＰＷＭ信号の周波数およびデューティ比を測定するキャプチャ方式の第１デューティ比測定ステップ（Ｓ３，Ｓ４）と、前記ＰＷＭ信号を平滑回路によって平滑化した平滑電圧を測定する電圧測定ステップ（Ｓ６）と、前記平滑電圧の測定値に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する平滑化方式の第２デューティ比測定ステップ（Ｓ７）と、前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値と前記平滑電圧の測定値とに基づいて、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の何れか一方を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための測定方式として選択する測定方式選択ステップ（Ｓ８）と、前記測定方式選択ステップによって選択された前記測定方式に基づいて制御信号を生成する制御ステップ（Ｓ１０）と、前記制御信号に基づいて、モータを駆動するモータ駆動ステップと、を含む。

２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

≪実施の形態１≫
図１は、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置を備えたモータユニット１００の構成を示すブロック図である。
モータユニット１００は、例えば、インペラ（羽根車）を回転させることによって風を発生させるファン（ファンモータ）に適用される。図１に示すように、モータユニット１００は、モータ２とモータ駆動制御装置１とを備えている。

モータ２は、例えば、３相のブラシレスモータである。モータ駆動制御装置１は、モータ２の回転を制御するための装置である。モータ駆動制御装置１は、例えば、上位装置３からの駆動指令に基づいて、モータ２の３相のコイルの通電状態を制御することにより、モータ２の回転および停止を制御する。

図１に示すように、モータ駆動制御装置１は、制御部１０と、モータ駆動部１１と、ＰＷＭ入力回路１２と、平滑回路１３とを備えている。なお、図１に示されているモータ駆動制御装置１の構成要素は、全体の一部であり、モータ駆動制御装置１は、図１に示されたものに加えて、他の構成要素を有していてもよい。

モータ駆動部１１は、モータ２の各相のコイルに通電して、モータ２を駆動する機能部である。モータ駆動部１１は、後述する制御部１０から出力された制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２に駆動信号を出力し、モータ２を駆動する。モータ駆動部１１は、例えば、モータ２の各相のコイルに接続された複数のスイッチング素子（例えばトランジスタ）から成るインバータ回路（不図示）と、制御信号Ｓｄに基づいてインバータ回路の各スイッチング素子を駆動するプリドライブ回路（不図示）とから構成されている。モータ駆動部１１は、インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子をプリドライブ回路によってスイッチングすることにより、例えば、直流電源から供給される直流電力を３相交流に変換し、３相交流の駆動電流をモータ２に流すことによって、モータ２のロータを回転させる。

制御部１０は、ＰＷＭ入力回路１２および平滑回路１３を介して入力された、上位装置３からの駆動指令としての速度指令信号Ｓｃに基づいて、モータ２の駆動を制御するための制御信号Ｓｄを生成する。

制御部１０は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、タイマ（カウンタ）１０４、Ａ／Ｄ変換回路１０５、入出力Ｉ／Ｆ回路１０７、およびクロック生成回路１０８等のハードウェア要素を有し、各構成要素がバスや専用線を介して互いに接続されたプログラム処理装置（例えば、マイクロコントローラ：ＭＣＵ）である。

本実施の形態において、制御部１０は、一つの半導体装置（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）としてパッケージ化されているが、これに限られるものではない。

ここで、速度指令信号Ｓｃは、モータ２の目標回転速度を指示する信号である。例えば、速度指令信号Ｓｃは、デューティ比によってモータ２の目標回転速度を指示するパルス信号である。換言すれば、速度指令信号Ｓｃは、目標回転速度に対応したデューティ比を有するＰＷＭ信号である。以下、速度指令信号Ｓｃを「ＰＷＭ信号Ｓｃ」とも称する。

ＰＷＭ入力回路１２は、速度指令信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃが入力される回路である。平滑回路１３は、ＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化する回路である。

図２Ａは、ＰＷＭ入力回路１２および平滑回路１３の回路構成例を示す図である。
ＰＷＭ入力回路１２は、上位装置３から入力される所定の電圧レベルのＰＷＭ信号Ｓｃを、制御部１０としてのＭＣＵに入力可能の電圧レベル（０−Ｖｄｄ）に変換するレベルシフト回路である。例えば、速度指令信号Ｓｃがハイレベル期間の長さによってデューティ比（回転速度）を特定する信号である場合、ＰＷＭ入力回路１２は、ＰＷＭ信号Ｓｃの電圧レベルを変換したＰＷＭ信号Ｓｃａを出力するとともに、ＰＷＭ信号Ｓｃの電圧レベルを変換し且つ論理レベルを反転させたＰＷＭ信号Ｓｃｂを出力する。ＰＷＭ信号Ｓｃａは、制御部１０に入力される。

平滑回路１３は、ローパスフィルタである。例えば、平滑回路１３は、キャパシタＣ１４と抵抗Ｒ１４を有するＣＲローパスフィルタである。平滑回路１３は、ＰＷＭ入力回路１２によって電圧レベルが変換され且つ論理レベルが反転されたＰＷＭ信号Ｓｃｂを平滑化して出力する。平滑回路１３によって平滑化された平滑電圧Ｖａｄは、制御部１０に入力される。

図３Ａは、図２Ａに示すＰＷＭ入力回路１２および平滑回路１３の信号の一例を示すタイミングチャートである。図３Ａには、デューティ比が５０％以上のＰＷＭ信号Ｓｃが入力された場合のＰＷＭ信号Ｓｃａ等が示されている。図３Ａの場合、ＰＷＭ信号Ｓｃと同一の論理レベルのＰＷＭ信号Ｓｃａが生成され、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比に応じた平均値Ｖａｖｅを有する平滑電圧Ｖａｄ（脈流電圧）が生成される。

なお、速度指令信号Ｓｃがローレベル期間の長さによってデューティ比（回転速度）を特定する信号である場合、図２Ｂに示す回路構成のＰＷＭ入力回路１２を採用してもよい。また、ＭＣＵで論理レベルを反転してもよい。

図２Ｂは、ＰＷＭ入力回路１２および平滑回路１３の別の回路構成例を示す図である。
図２Ｂに示すＰＷＭ入力回路１２は、ＰＷＭ信号Ｓｃの電圧レベルを変換し且つ論理レベルを反転させたＰＷＭ信号Ｓｃａを出力するとともに、ＰＷＭ信号Ｓｃの電圧レベルを変換したＰＷＭ信号Ｓｃｂを出力する。平滑回路１３は、ＰＭＭ入力回路１２によって電圧レベルが変換されたＰＷＭ信号Ｓｃｂを平滑化して出力する。

図３Ｂは、図２Ｂに示すＰＷＭ入力回路１２および平滑回路１３における信号の一例を示すタイミングチャートである。図３Ｂには、デューティ比が５０％以上のＰＷＭ信号Ｓｃが入力された場合のＰＷＭ信号Ｓｃａ等が示されている。図３Ｂの場合、ＰＷＭ信号Ｓｃの論理レベルが反転されたＰＷＭ信号Ｓｃａが生成され、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比に応じた平均値Ｖａｖｅを有する平滑電圧Ｖａｄ（脈流電圧）が生成される。

制御部１０は、ＰＷＭ入力回路１２から入力されたＰＷＭ信号Ｓｃａと平滑回路１３から入力された平滑電圧Ｖａｄとに基づいて、速度指令信号（ＰＷＭ信号）Ｓｃのデューティ比を測定し、測定したデューティ比に対応する回転速度でモータ２が回転するように、制御信号Ｓｄを生成する。

図４は、制御部１０の機能ブロック図である。
図４に示すように、制御部１０は、ＰＷＭ信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃａのエッジから周波数およびデューティ比を測定し、ＰＷＭ信号の平滑電圧Ｖａｄからデューティ比を測定するデューティ比測定部２０（ＰＷＭ信号測定装置の一例）と、デューティ比測定部２０によって測定されたデューティ比をモータの駆動状態に合わせて調整して出力するデューティ比出力部２７と、出力されたデューティ比に基づいて制御信号Ｓｄを生成する制御信号生成部２１とを有している。

制御信号生成部２１は、デューティ比出力部２７から出力されたデューティ比に基づいて、モータ２の駆動を制御するための制御信号Ｓｄを生成する。制御信号生成部２１は、制御信号Ｓｄとして、例えば、ＰＷＭ周期が２０ｋＨｚのＰＷＭ信号を出力する。

制御信号生成部２１は、例えば、上述した制御部１０を構成するＭＣＵにおいて、プロセッサ１０１がＲＡＭ１０３やＲＯＭ１０２等の記憶装置に記憶されたプログラムに従って各種演算を行うとともにタイマ（カウンタ）１０４、Ａ／Ｄ変換回路１０５、および入出力Ｉ／Ｆ回路１０７等の周辺回路を制御することによって、実現される。

デューティ比測定部２０は、デューティ比を測定するためのデューティ比測定方式としてキャプチャ方式と平滑化方式を併用して、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を測定する。具体的に、デューティ比測定部２０は、平滑回路１３によってＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した平滑電圧Ｖａｄの測定値と、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆ（または周期Ｔ）の測定値とに基づいて、キャプチャ方式と平滑化方式の何れか一方のデューティ比の測定方式を選択し、選択した測定方式によって算出されたデューティ比をＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定値とする。

より具体的には、デューティ比測定部２０は、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値とＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値とで区分される複数の区分領域を設定し、各区分領域にキャプチャ方式と平滑化方式の少なくとも一方のデューティ比測定方式を割り当てておく。デューティ比測定部２０は、平滑電圧Ｖａｄの測定値と、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆ（または周期Ｔ）の測定値とに基づいて、上記区分領域を特定し、特定した区分領域に割り当てられたデューティ比の測定方式を選択し、選択した測定方式によって算出されたデューティ比をＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定値とする。

デューティ比測定部２０によるデューティ比の測定方法の詳細について説明する前に、キャプチャ方式と平滑化方式について詳細に説明する。

先ず、キャプチャ方式について説明する。
図５Ａは、キャプチャ方式によるＰＷＭ信号のデューティ比の測定方法の概要を示す図である。
図５Ａに示すように、キャプチャ方式では、測定対象のＰＷＭ信号よりも周波数の高い測定用クロックＣｌｋを用いて、ＰＷＭ信号を測定する。具体的には、ＰＷＭ信号のエッジ（立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジ）に応じて、エッジ間の時間を測定用クロックＣｌｋによって測定する。これにより、ＰＷＭ信号がハイレベルとなるハイレベル期間ｔｈと、ＰＷＭ信号がローレベルとなるローレベル期間ｔｌと、ＰＷＭ信号の周期Ｔとをそれぞれ測定することができ、これらの測定値を用いて、デューティ比を算出し、デューティ比の測定値とすることができる。

例えば、タイマを１つ有するＭＣＵを用いてキャプチャ方式でＰＷＭ信号のデューティ比を測定する場合、ＰＷＭ信号の周期Ｔ、ハイレベル期間ｔｈ、およびローレベル期間ｔｌを同時に測定することができない。そこで、図５Ａに示すように、３つのパルス（ＰＷＭ信号）のエッジを用いて、周期Ｔ、ハイレベル期間ｔｈ、ローレベル期間ｔｌを順次測定する。ＰＷＭ信号と測定クロックのエッジが同期しにくいため、測定したハイレベル期間ｔｈとローレベル期間ｔｌとの和が測定した周期Ｔと一致しないことで、算出されたデューティ比の測定値がばらつく場合がある。また、デューティ比が５０％近傍のＰＷＭ信号において、ハイレベル期間ｔｈとローレベル期間ｔｌの小さい側（大きい側）だけを使う方式では、算出されたデューティ比の測定値がばらつく場合がある。また、デューティ比が０％近傍または１００％近傍において、ハイレベル期間ｔｈまたはローレベル期間ｔｌの何れか一方だけを使う方式では、算出されたデューティ比の測定値がばらつく場合がある。

図５Ｂは、デューティ比が０％近傍のＰＷＭ信号をキャプチャ方式で測定する場合の概要を示す図である。
図５Ｂに示すように、キャプチャ方式では、ＰＷＭ信号のハイレベル期間ｔｈが測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）よりも短い場合（ｔｈ＜１ＣＬＫ）、ＰＷＭ信号のデューティ比を測定することはできない。また、ＭＣＵの性能によっては、ＰＷＭ信号のハイレベル期間ｔｈが測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）以上２周期（２ＣＬＫ）未満の場合、エッジの変化を読み落として、デューティ比の測定値のばらつきが大きくなる場合がある。また、ｎ×ＣＬＫ≦ｔｈ＜（ｎ＋１）×ＣＬＫの場合（ｎは２以上の整数）には、測定されたクロック数が切り下げられて、ｔｈ＝ｎ×ＣＬＫとなる。

キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能なＰＷＭ信号の周波数の最大値（周期の最小値）は、ＰＷＭ信号のデューティ比の最小分解能によって制限される。例えば、測定用クロックＣｌｋの周波数が８１９２ｋＨｚ（１ＣＬＫ＝１２２ｎｓ）の場合に、最小分解能を１／６４（＝１．５６２５％）とした場合、１２８ｋＨｚ（＝８１９２０００／６４）より高い周波数では、分解能を満足できない。また、このとき、１．５６２５％未満または９８．４３７５％を超過するデューティ比のＰＷＭ信号の測定はできない。

一方、キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能なＰＷＭ信号の周波数の最小値（周期の最大値）は、ＭＣＵのタイマ（カウンタ）１４のカウント上限値で制限される。例えば、タイマ（カウンタ）１４が１６ビットカウンタの場合、１２５Ｈｚ（＝８１９２０００／６５５３６）以下の周波数のＰＷＭ信号の測定はできない。

このように、キャプチャ方式では、ＰＷＭ信号の周波数が高くなるにしたがって、測定用クロックＣｌｋに基づく分解能が粗くなり、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％、５０％または１００％の各近傍の場合には、デューティ比を正確に測定できない。

次に、平滑化方式について説明する。
図６Ａおよび図６Ｂは、平滑化方式によるＰＷＭ信号Ｓｃｂのデューティ比の測定方法の概要を示す図である。図６Ａは、平滑化方式による周波数の高い（周期の短い）ＰＷＭ信号のデューティ比の測定方法の概要を示す図であり、図６Ｂは、平滑化方式による周波数の低い（周期の長い）ＰＷＭ信号のデューティ比の測定方法の概要を示す図である。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、平滑化方式では、測定対象のＰＷＭ信号Ｓｃｂをローパスフィルタ（平滑回路１３）によって平滑化した平滑電圧Ｖａｄに基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｃｂのデューティ比を測定する。具体的には、平滑電圧Ｖａｄの一定周期でＡ／Ｄ変換して、Ａ／Ｄ変換結果の平均値（例えば移動平均値）を算出し、その値を平滑電圧Ｖａｄの測定値とする。そして、予め設定した、平滑電圧Ｖａｄの測定値とデューティ比との対応関係情報に基づいて、平滑電圧Ｖａｄの測定値からデューティ比を算出し、デューティ比の測定値とすることができる。

図７は、ＰＷＭ信号Ｓｃｂの平滑電圧Ｖａｄの測定値とＰＷＭ信号Ｓｃｂのデューティ比との関係を示す図である。
図７において、横軸はＰＷＭ信号Ｓｃｂのデューティ比を表し、縦軸はＰＷＭ信号Ｓｃｂの平滑化した平滑電圧Ｖａｄの測定値（以下、「電圧測定値Ｖａｄｍ」とも称する。）を表している。平滑化方式では、図７に示すような電圧測定値Ｖａｄｍとデューティ比との対応関係情報を予め用意しておき、対応関係情報と実際の電圧測定値とに基づいて、デューティ比を算出する。

平滑化方式の場合、ローパスフィルタ（平滑回路１３）の時定数（τ＝Ｃ１４×Ｒ１４）に基づくカットオフ周波数ｆｃに対してＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆが十分に高い場合（ｆ＞＞ｆｃ）には、図６Ａに示すように、平滑電圧Ｖａｄの時間に対する変化は小さくなる。一方、カットオフ周波数ｆｃに対してＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆが近づいた場合（ｆ＞ｆｃ）には、図６Ｂに示すように平滑電圧Ｖａｄの時間に対する変化は大きくなる。

一般に、平滑化方式では、ローパスフィルタ（平滑回路１３）の時定数τと、Ａ／Ｄ変換周期と、移動平均期間とは、システム構成に依存する。したがって、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ＰＷＭ信号の周波数が低くなるほど平滑電圧Ｖａｄの変動が大きくなると、平滑電圧Ｖａｄの測定値（移動平均値）のばらつきが大きくなり、ＰＷＭ信号のデューティ比の測定値のばらつきが大きくなる。

また、図７に示すように、ＰＷＭ信号のデューティ比と電圧測定値とは略比例関係にある。しかしながら、ＰＷＭ信号の周波数が高くなるほど、電圧測定値に対するデューティ比の線形性が悪化する。特に、デューティ比５０％近傍で線形性からのずれが最も大きくなり、電圧測定値Ｖａｄｍから算出されたデューティ比の測定値のばらつきが大きくなる。

以上の内容をまとめると、各測定方式について以下のことが言える。
すなわち、キャプチャ方式は、測定対象のＰＷＭ信号の周波数が高くなるほど、デューティ比の測定精度が低下する傾向がある。平滑化方式では、ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃより低い周波数のＰＷＭ信号のデューティ比は測定することができず、且つＰＷＭ信号の周波数が低くなるほど（カットオフ周波数ｆｃに近づくほど）、デューティ比の測定精度が低下する傾向がある。更に、平滑化方式では、ＰＷＭ信号の周波数が高くなるほど、デューティ比５０％近傍での算出されたデューティ比の測定値のばらつきが大きくなる。

そこで、キャプチャ方式および平滑化方式の上述の欠点を補うように、デューティ比測定部２０（ＰＷＭ信号測定装置）は、キャプチャ方式と平滑化方式とを適宜切り替えて、速度指令信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を測定する。以下、デューティ比測定部２０について具体的に説明する。

図４に示すように、デューティ比測定部２０は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのデューティ比を測定するための機能部として、電圧測定部２３、第１デューティ比測定部２４、第２デューティ比測定部２５、および測定方式選択部２６を有する。

電圧測定部２３は、平滑回路１３から出力された平滑電圧Ｖａｄを測定する機能部である。電圧測定部２３は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路１０５とプロセッサ１０１によるプログラム処理によって実現される。

電圧測定部２３は、所定の周期で平滑電圧ＶａｄをＡ／Ｄ変換し、デジタル値に変換する。電圧測定部２３は、平滑電圧ＶａｄのＡ／Ｄ変換値について、一定期間毎の平均値（例えば、移動平均値）を算出する。電圧測定部２３は、算出したＡ／Ｄ変換値の平均値を、ＰＷＭ信号Ｓｃの平滑電圧の測定値（電圧測定値）Ｖａｄｍとして出力する。

第１デューティ比測定部２４は、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を上述したキャプチャ方式で測定する機能部である。第１デューティ比測定部２４は、例えば、タイマ（カウンタ）１０４とプロセッサ１０１によるプログラム処理によって実現される。第１デューティ比測定部２４は、ＰＷＭ信号Ｓｃ（ＰＷＭ信号Ｓｃａ）のエッジに基づく期間を、測定用クロックＣｌｋを用いて測定し、上記期間の測定値に基づいてＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆおよびデューティ比ＤＲ１を測定する。

ここで、測定用クロックＣｌｋは、例えば、制御部１０を構成するＭＣＵのクロック生成回路１０８によって生成されたものである。

第１デューティ比測定部２４は、上述したキャプチャ方式による測定手法により、測定用クロックＣｌｋを用いて、ＰＷＭ入力回路１２から出力されたＰＷＭ信号Ｓｃａの周期Ｔ、ハイレベル期間ｔｈ、およびローレベル期間ｔｌをそれぞれ測定し、それらの測定値に基づいてＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比ＤＲ１を算出する（図５参照）。

第２デューティ比測定部２５は、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を上述した平滑化方式で測定する機能部である。第２デューティ比測定部２５は、例えば、プロセッサ１０１によるプログラム処理によって実現される。

第２デューティ比測定部２５は、電圧測定部２３によって測定された平滑電圧Ｖａｄの測定値（電圧測定値Ｖａｄｍ）に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を測定する。具体的には、第２デューティ比測定部２５は、例えば、ＭＣＵのＲＯＭ１０２等の記憶装置に予め記憶されている、電圧測定値ＶａｄｍとＰＷＭ信号のデューティ比の対応関係情報２５０に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比ＤＲ２を算出する。

図８は、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置における、電圧測定値ＶａｄｍとＰＷＭ信号のデューティ比の対応関係情報２５０を説明するための図である。

上述したように、ＰＷＭ信号を平滑化した電圧とデューティ比とは略比例関係にある。そこで、予め、実際に平滑回路１３（ローパスフィルタ）を用いてＰＷＭ信号を平滑化した場合の平滑電圧Ｖａｄの測定値（電圧測定値Ｖａｄｍ）とデューティ比の測定値とに基づいて、電圧測定値Ｖａｄｍとデューティ比との関係を一次関数で表した直線補間関数８００を算出しておき、対応関係情報２５０としてＭＣＵのＲＯＭ１０２等の記憶装置に予め記憶しておく。

一方で、図８に示すように、ＰＷＭ信号の周波数が高くなるほど電圧測定値Ｖａｄｍとデューティ比との対応関係は、線形性からのずれが大きくなる。そこで、図８における低デューティ側の範囲ＤＬ、すなわち電圧測定値Ｖａｄｍが後述する第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰから第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰまでの範囲については、関数８００とは別に、電圧測定値Ｖａｄｍとデューティ比との関係を一次関数で表した直線補完関数８０１＿Ｌを算出し、対応関係情報２５０としてＭＣＵのＲＯＭ１０２等の記憶装置に予め記憶しておく。

同様に、図８における高デューティ側の範囲ＤＨ、すなわち電圧測定値Ｖａｄｍが第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰから第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰまでの範囲にある場合には、関数８００とは別に、電圧測定値Ｖａｄｍとデューティ比との関係を一次関数で表した直線補完関数８０１＿Ｈを算出し、対応関係情報２５０としてＭＣＵにおけるＲＯＭ１０２等の記憶装置に予め記憶しておく。

第２デューティ比測定部２５は、ＲＯＭ１０２等の記憶装置に記憶された直線補完関数８００，８０１＿Ｈ，８０１＿Ｌを用いて、電圧測定部２３から取得した電圧測定値Ｖａｄｍに対応するデューティ比ＤＲ２を算出する。すなわち、第２デューティ比測定部２５は、ＶＬ＿ＡＰ≦Ｖａｄｍ＜ＶＬ＿ＨＰの範囲では直線補完関数８０１＿Ｈを、ＶＨ＿ＨＰ＜Ｖａｄｍ≦ＶＨ＿ＡＰの範囲では、直線補完関数８０１＿Ｌを、ＶＬ＿ＨＰ≦Ｖａｄｍ≦ＶＨ＿ＨＰの範囲では、直線補完関数８００をそれぞれ用いて、電圧測定値Ｖａｄｍに対応するデューティ比ＤＲ２を算出する。

なお、第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ、第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ、第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ、および第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰについては後述する。

デューティ比出力部２７は、デューティ比測定部２０（測定方式選択部２６）によって選択された測定方式に対応するデューティ比の測定値、または固定デューティ比を、モータの駆動状態に合わせて調整して出力する機能である。デューティ比出力部２７は、例えば、プロセッサ１０１によるプログラム処理によって実現される。

例えば、デューティ比出力部２７は、デューティ比測定部２０からの出力に応じて、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比の測定値（ＤＲ１）、第２デューティ比測定部２５によるデューティ比の測定値（ＤＲ２）、または固定デューティ比を出力する。

また、デューティ比出力部２７は、例えば、モータユニット１００の起動時に、一時的に高いデューティ比を出力する。また、デューティ比出力部２７は、例えば、デューティ比の測定値が瞬間的に大きく変化した場合に、出力するデューティ比を急峻に変化させるのではなく、緩やかに変化させて出力する。

更に、デューティ比出力部２７は、例えば、モータユニット１００の低電圧や過電圧、モータ２のロック等の異常状態を制御部１０が検出した場合に、デューティ比の出力を停止する。

測定方式選択部２６は、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を測定するための測定方式としてキャプチャ方式と平滑化方式のどちらかの方式を選択する機能部である。測定方式選択部２６は、例えば、プロセッサ１０１によるプログラム処理によって実現される。

測定方式選択部２６は、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値とＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値とで区分される複数の区分領域毎に割り当てられたデューティ比の測定方式を、電圧測定値ＶａｄｍとＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆ（または周期Ｔ）の測定値とに基づいて、選択する。

図９は、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置によるＰＷＭ信号のデューティ比の測定方式の選択方法を説明するための図である。

同図において、縦軸は、ＰＷＭ信号Ｓｃ（Ｓｃａ）の周波数ｆを表し、横軸は、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を表している。図８に示した電圧測定値Ｖａｄｍとデューティ比との関係から、横軸に示されているデューティ比は電圧測定値Ｖａｄｍに読み替えることができる。そこで、図９の横軸には、電圧測定値Ｖａｄｍをデューティ比と平行に表示し、ディーティ比に対応する電圧測定値Ｖａｄｍの値を記載している。

図９には、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値とＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値とで区分された複数の区分領域Ａ，Ｂ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２，Ｅ１，Ｅ２が示されている。

ここで、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値は、上限周波数ｆ＿ＨＰ、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ、および下限周波数ｆ＿ＬＰを含む。

上限周波数ｆ＿ＨＰは、キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能なＰＷＭ信号の周波数ｆの上限を規定する閾値である。下限周波数ｆ＿ＬＰは、キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能なＰＷＭ信号の周波数ｆの下限を規定する閾値である。

上述したように、キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能なＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆの最大値（周期Ｔの最小値）は、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の最小分解能によって制限され、キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能なＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆの最小値（周期Ｔの最大値）は、ＭＣＵのタイマ（カウンタ）１０４のカウント上限値で制限される。

したがって、上限周波数ｆ＿ＨＰおよび下限周波数ｆ＿ＬＰは、例えば、キャプチャ方式でデューティ比を測定する第１デューティ比測定部２４の分解能と、第１デューティ比測定部２４によって実際に周期Ｔ，ハイレベル期間ｔｈ、ローレベル期間ｔｌを測定した時の測定値のばらつきの程度等を考慮して決定され、ＭＣＵのＲＯＭ１０２等の記憶装置に予め記憶されている。

本実施の形態では、一例として、上限周波数ｆ＿ＨＰを１２８ｋＨｚ、下限周波数を２５０Ｈｚとする。

平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰは、上限周波数ｆ＿ＨＰと下限周波数ｆ＿ＬＰとの間の、平滑化方式によってデューティ比が測定可能なＰＷＭ信号の周波数ｆを規定する閾値であり、測定対象のＰＷＭ信号の平滑化の可否の判定基準となる閾値である。

上述したように、平滑回路１３はローパスフィルタによって構成されているので、ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃよりも低い周波数のＰＷＭ信号を平滑化することはできない。そこで、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰは、平滑回路１３の時定数τ（＝Ｒ１４×Ｃ１４）と、電圧測定部２３による平滑電圧Ｖａｄの測定値のばらつき等に基づいて決定される。平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰは、ＭＣＵのＲＯＭ１０２等の記憶装置に予め記憶される。
本実施の形態では、一例として、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰを２ｋＨｚとする。

ＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値は、上述した第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ、第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ、第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ、および第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰを含む。

図８に示すように、第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ、第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ、第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ、および第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰは、デューティ比ＤＬ＿ＡＰ、ＤＨ＿ＡＰ、ＤＬ＿ＨＰ、およびＤＨ＿ＨＰにそれぞれ対応する電圧である。上述したように、デューティ比と平滑電圧との対応関係は、測定値に基づいている。

第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰは、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰのパルスの最小デューティ比ＤＬ＿ＡＰに対応する電圧である。第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰは、測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当するハイレベル期間を有する平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ（２ｋＨｚ）のＰＷＭ信号Ｓｃａの最小デューティ比（ＤＬ＿ＡＰ）に対応する平滑電圧Ｖａｄ（電圧測定値Ｖａｄｍ）を表している（図５Ｂ参照）。例えば、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰを２ｋＨｚ、測定用クロックの周波数を８１９２ｋＨｚとしたとき、最小デューティ比ＤＬ＿ＡＰは０．０２４％である。

第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰは、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰのパルスの最大デューティ比ＤＨ＿ＡＰに対応する電圧である。第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰは、測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当するローレベル期間を有する平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ（２ｋＨｚ）のＰＷＭ信号Ｓｃａの最大デューティ比（ＤＨ＿ＡＰ）に対応する平滑電圧Ｖａｄ（電圧測定値Ｖａｄｍ）を表す。例えば、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰを２ｋＨｚ、測定用クロックの周波数を８１９２ｋＨｚとしたとき、最大デューティ比ＤＨ＿ＡＰは９９．９７６％である。

第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰは、上限周波数ｆ＿ＨＰのパルスの最小デューティ比ＤＬ＿ＨＰに対応する電圧である。上述した図５Ｂの例において、第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰは、測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当するハイレベル期間を有する上限周波数ｆ＿ＨＰ（１２８ｋＨｚ）のパルスの最小デューティ比（ＤＬ＿ＨＰ）に対応する電圧である（図５Ｂ参照）。例えば、上限周波数ｆ＿ＨＰ＝１２８ｋＨｚ、測定用クロックの周波数を８１９２ｋＨｚとしたとき、最小デューティ比ＤＬ＿ＨＰは１．５６２５％である。

第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰは、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰのパルスの最大デューティ比ＤＨ＿ＨＰに対応する電圧である。上述した図５Ｂの例において、第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰは、測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当するローレベル期間を有する上限周波数ｆ＿ＨＰ（１２８ｋＨｚ）のパルスの最大デューティ比（ＤＨ＿ＨＰ）に対応する電圧である。例えば、上限周波数ｆ＿ＨＰ＝１２８ｋＨｚ、測定用クロックの周波数を８１９２ｋＨｚとしたとき、最大デューティ比ＤＨ＿ＨＰは９８．４３７５％である。

図９に示されるように、各区分領域Ａ，Ｂ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２，Ｅ１，Ｅ２は、上述したＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値（ｆ＿ＨＰ、ｆ＿ＡＰ、およびｆ＿ＬＰ）とＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値（ＶＬ＿ＡＰ、ＶＨ＿ＡＰ、ＶＬ＿ＨＰ、およびＶＨ＿ＨＰ）とによって定められる。以下、各区分領域について説明する。

区分領域Ａは、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ（２ｋＨｚ）以下の領域である。より具体的には、区分領域Ａは、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰと、第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰと、第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰと、下限周波数ｆ＿ＬＰで囲まれる領域である。

区分領域Ｂは、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰと、第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰと、第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰと、上限周波数ｆ＿ＨＰで囲まれる領域である。

区分領域Ｃ１は、下限周波数ｆ＿ＬＰと、上限周波数ｆ＿ＨＰと、第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰとで囲まれる領域である。区分領域Ｃ２は、下限周波数ｆ＿ＬＰと、上限周波数ｆ＿ＨＰと、第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰとで囲まれる領域である。なお、区分領域Ｃ１と区分領域Ｃ２とを総称して「区分領域Ｃ」と表記する場合がある。

区分領域Ｄ１は、第１境界線Ｌ１と、第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰと、上限周波数ｆ＿ＨＰとによって囲まれる領域である。ここで、第１境界線Ｌ１は、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰおよび第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰによって特定される点（座標）Ｑ１と上限周波数ｆ＿ＨＰおよび第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰによって特定される点（座標）Ｐ１とを結ぶ線である。第１境界線Ｌ１は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当する場合の特性線である。

区分領域Ｄ２は、第２境界線Ｌ２と、第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰと、上限周波数ｆ＿ＨＰとによって囲まれる領域である。ここで、第２境界線Ｌ２は、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰおよび第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰによって特定される点（座標）Ｑ２と上限周波数ｆ＿ＨＰおよび第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰによって特定される点（座標）Ｐ２とを結ぶ線である。第２境界線Ｌ２は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのローレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当する場合の特性線を表している。なお、区分領域Ｄ１と区分領域Ｄ２とを総称して「区分領域Ｄ」と表記する場合がある。

区分領域Ｅ１は、第１境界線Ｌ１と、第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰと、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰとによって囲まれる領域である。区分領域Ｅ２は、第２境界線Ｌ２と、第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰと、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰとによって囲まれる領域である。なお、区分領域Ｅ１と区分領域Ｅ２とを総称して「区分領域Ｅ」と表記する場合がある。

測定方式選択部２６は、電圧測定部２３によって測定された平滑電圧Ｖａｄの測定値（電圧測定値Ｖａｄｍ）と第１デューティ比測定部２４によって測定された周波数ｆの測定値とによって特定される特定点Ｘが区分領域Ａに存在する場合には、測定方式として、キャプチャ方式を選択する。

上述したように、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ以下の場合には、平滑回路１３によってＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化することができないので、平滑化方式によってＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を測定することはできない。そこで、特定点Ｘが区分領域Ａに存在する場合には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式を選択し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。

特定点Ｘが区分領域Ｂに存在する場合には、測定方式選択部２６は、測定方式としてキャプチャ方式を選択する。
上述したように、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰよりも高い場合であっても、デューティ比が５０％近傍ほど平滑電圧Ｖａｄのばらつきが大きくなるので、平滑化方式ではＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を精度よく測定できない。そこで、特定点Ｘが区分領域Ｂに存在する場合には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式を選択し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。

特定点Ｘが区分領域Ｃに存在する場合には、測定方式選択部２６は、予め設定された固定デューティ比をデューティ比の測定値とする。
上述したように、最小デューティ比ＤＬ＿ＡＰおよび最大デューティ比ＤＨ＿ＡＰは、測定用クロックＣｌｋの周波数によって制限される。そのため、最小デューティ比ＤＬ＿ＡＰより小さいデューティ比のＰＷＭ信号Ｓｃと最大デューティ比ＤＨ＿ＡＰよりも大きいデューティ比のＰＷＭ信号Ｓｃについては、キャプチャ方式では正確に測定できない。また、このようなＰＷＭ信号Ｓｃは、平滑化方式では平滑電圧Ｖａｄのばらつきが大きくなる。

そこで、特定点Ｘが区分領域Ｃに存在する場合には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式および平滑化方式のいずれの測定方式も選択することなく、予め設定された固定デューティ比をデューティ比の測定値とする。例えば、測定方式選択部２６は、特定点が区分領域Ｃ１に存在する場合にはデューティ比０％を、特定点が区分領域Ｃ２に存在する場合にはデューティ比１００％を、それぞれデューティ比の測定値とする。

特定点Ｘが区分領域Ｃに存在せず、キャプチャ方式でデューティ比が測定できない場合には、特定点Ｘが区分領域Ｄに存在すると考えられる。そこで、特定点Ｘが区分領域Ｄに存在する場合には、測定方式選択部２６は、測定方式として平滑化方式を選択する。

上述したように、第１境界線Ｌ１は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当する場合の特性線である。したがって、図９における第１境界線Ｌ１の左側に特定点Ｘが位置している場合には、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）よりも短いことを表しているので、キャプチャ方式ではＰＷＭ信号Ｓｃａのデューティ比を測定することはできない。

そこで、特定点Ｘが区分領域Ｄ１に存在する場合には、測定方式選択部２６は、平滑化方式を選択し、平滑化方式によって算出されたデューティ比ＤＲ２をデューティ比の測定値とする。特定点Ｘが区分領域Ｄ２に存在する場合も同様である。

特定点Ｘが区分領域Ｅに存在する場合には、測定方式選択部２６は、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２とを比較し、比較結果に基づいて、キャプチャ方式または平滑化方式を選択する。

具体的には、測定方式選択部２６は、特定点Ｘが区分領域Ｅに存在する場合に、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）を算出する。算出した差分が所定の閾値よりも小さい場合には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式でもデューティ比が正確に測定できていると判定して、キャプチャ方式を選択し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定値とする。一方、差分が所定の閾値以上の場合には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式ではデューティ比が正確に測定できていないと判定して、平滑化方式を選択し、平滑化方式によって算出されたデューティ比ＤＲ２をＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定値とする。

上述したように、第１境界線Ｌ１は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当する場合の特性線である。したがって、図９における第１境界線Ｌ１の右側（区分領域Ｅ１）に特定点Ｘが位置している場合には、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）よりも長いので、キャプチャ方式によってＰＷＭ信号Ｓｃａのデューティ比を測定することが可能である。しかしながら、上述したように、ＭＣＵの性能によっては、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間またはローレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）以上２周期（２ＣＬＫ）未満の場合、デューティ比の測定値のばらつきが大きくなる場合がある。

そこで、特定点Ｘが区分領域Ｅ１に存在する場合には、測定方式選択部２６は、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）を算出する。差分が所定の閾値よりも小さい場合には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式でもデューティ比が正確に測定できていると判定して、キャプチャ方式を選択し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。

一方、差分が所定の閾値以上の場合には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式ではデューティ比が正確に測定できていないと判定して、平滑化方式を選択し、平滑化方式によって算出されたデューティ比ＤＲ２をデューティ比の測定値とする。なお、特定点Ｘが区分領域Ｅ２に存在する場合も、測定方式選択部２６は、特定点Ｘが区分領域Ｅ１に存在する場合と同様の判定処理を行って測定方式を選択する。

測定方式選択部２６は、キャプチャ方式の第１デューティ比測定部２４がＰＷＭ信号Ｓｃａの測定を一定期間行っていない場合には、測定方式として平滑化方式を選択する。
具体的には、測定方式選択部２６は、第１デューティ比測定部２４の測定値（ＤＲ１）の更新を監視し、デューティ比ＤＲ１が一定期間更新されなかった場合には、キャプチャ方式ではＰＷＭ信号測定ができてないと判定し、平滑化方式を選択し、平滑化方式によって算出されたデューティ比ＤＲ２をＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定値とする。

次に、モータ駆動制御装置１によるデューティ比の測定の流れを説明する。
図１０は、モータ駆動制御装置１によるデューティ比の測定方法の流れを示すフローチャートである。

先ず、モータ駆動制御装置１が起動すると、デューティ比測定処理に必要な各種パラメータの初期設定を行う（ステップＳ１）。例えば、タイマ（カウンタ）１０４の値をクリアするとともに、ＭＣＵのＲＯＭ１０２に記憶されている対応関係情報２５０、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値（ｆ＿ＨＰ、ｆ＿ＡＰ、ｆ＿ＬＰ）、およびとＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値（ＶＬ＿ＡＰ、ＶＬ＿ＨＰ、ＶＨ＿ＨＰ、ＶＨ＿ＡＰ）等のデータを読み出して、ＲＡＭ１０３や各種レジスタ等に設定し、ＲＡＭ１０３のキャプチャ方式の測定完了フラグと更新フラグ、および平滑化方式の測定完了フラグと更新フラグをクリアする。次に、モータ駆動制御装置１は、上位装置３から入力される速度指令信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃ（ＰＷＭ信号Ｓｃａ）のデューティ比のキャプチャ方式での測定を開始し、電圧測定部２３がＰＷＭ信号Ｓｃの平滑電圧Ｖａｄの平滑化方式での測定を開始する。

次に、ステップＳ２において、モータ駆動制御装置１は、キャプチャ方式の測定完了フラグで、キャプチャ方式での測定が完了したか否かを判定する。キャプチャ方式での測定中の場合（ステップＳ２：ＮＯ）、先ず、第１デューティ比測定部２４が、上述した手法により、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆ（周期Ｔ）、ハイレベル期間ｔｈ、およびローレベル期間ｔｌを測定し、キャプチャ方式の測定完了フラグをセットする（ステップＳ３）。キャプチャ方式での測定が完了した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、第１デューティ比測定部２４が、ステップＳ３で測定した周波数ｆ（周期Ｔ）、ハイレベル期間ｔｈ、およびローレベル期間ｔｌに基づいて、キャプチャ方式により、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比ＤＲ１を算出し、キャプチャ方式の測定完了フラグをクリア、キャプチャ方式の更新フラグをセットして、次のキャプチャ方式での測定を開始する（ステップＳ４）。

次に、ステップＳ５において、モータ駆動制御装置１は、平滑化方式の測定完了フラグで、平滑化方式での測定が完了したか否かを判定する。平滑化方式での測定中の場合（ステップＳ５：ＮＯ）、電圧測定部２３がＰＷＭ信号Ｓｃの平滑電圧Ｖａｄを測定し、平滑化方式の測定完了フラグをセットする（ステップＳ６）。平滑化方式での測定が完了した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、第２デューティ比測定部２５が、ステップＳ６で測定された平滑電圧Ｖａｄの測定値（電圧測定値Ｖａｄｍ）と、対応関係情報２５０とに基づいて、上述した手法により、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比ＤＲ２を算出し、平滑化方式の測定完了フラグをクリア、平滑化方式の更新フラグをセットして、次の平滑化方式での測定を開始する（ステップＳ７）。

次に、モータ駆動制御装置１は、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定方式を選択するための処理（測定方式選択処理）を行う（ステップＳ８）。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１による測定方式選択処理（ステップＳ８）の流れを示すフローチャートである。

先ず、ステップＳ８０において、測定方式選択部２６は、平滑化方式の更新フラグで、デューティ比ＤＲ２が更新されたか否かを判定する。デューティ比ＤＲ２が更新されていない場合（ステップＳ８０：ＮＯ）、測定方式を選択せずステップＳ８を終了する。

一方で、デューティ比ＤＲ２が更新された場合（ステップＳ８０：ＹＥＳ）、ステップＳ８１において、測定方式選択部２６は、電圧測定部２３による電圧測定値Ｖａｄｍが第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰより大きいか否かを判定する。

電圧測定値Ｖａｄｍが第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰより大きい場合（ステップＳ８１：ＹＥＳ）には、測定方式選択部２６は、電圧測定値Ｖａｄｍと周波数ｆの測定値とによって特定される特定点Ｘが区分領域Ｃ１に存在すると判定し、予め設定された固定デューティ比（例えば０％）をデューティ比の測定値とする（ステップＳ８２）。

一方、電圧測定値Ｖａｄｍが第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ以下の場合（ステップＳ８１：ＮＯ）には、ステップＳ８３において、測定方式選択部２６は、電圧測定値Ｖａｄｍが第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰより小さいか否かを判定する。

電圧測定値Ｖａｄｍが第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰより小さい場合（ステップＳ８３：ＹＥＳ）には、特定点Ｘが区分領域Ｃ２に存在すると判定し、予め設定された固定デューティ比（例えば１００％）をデューティ比の測定値とする（ステップＳ８４）。

一方、電圧測定値Ｖａｄｍが第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ以上の場合（ステップＳ８３：ＮＯ）には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式の更新フラグで、キャプチャ方式の第１デューティ比測定部２４によってデューティ比ＤＲ１が更新されたか否かを判定する（ステップＳ８５）。

ステップＳ８５において、デューティ比ＤＲ１が更新されていない場合（ステップＳ８５：ＮＯ）には、測定方式選択部２６は、デューティ比ＤＲ１が更新されていない期間（未測定期間）Ｔｘを計測（更新）する（ステップＳ８６）。次に、ステップＳ８７において、測定方式選択部２６は、未測定期間Ｔｘが一定期間閾値Ｔｔｈより大きいか否かを判定する。

未測定期間Ｔｘが一定期間閾値Ｔｔｈ以下の場合（ステップＳ８７：ＮＯ）には、測定方式選択部２６は、測定方式を選択せずステップＳ８を終了する。一方、デューティ比ＤＲ１が更新されていない未測定期間Ｔｘが一定期間閾値Ｔｔｈより大きい場合（ステップＳ８７：ＹＥＳ）には、未測定期間Ｔｘの測定をクリアし、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式での測定が不能で、特定点Ｘが区分領域Ｄ１または区分領域Ｄ２に存在すると判定し、平滑化方式を選択（ステップＳ８８）し、平滑化方式によって算出されたデューティ比ＤＲ２をデューティ比の測定値とする。

一方、デューティ比ＤＲ１が更新された場合（ステップＳ８５：ＹＥＳ）には、未測定期間Ｔｘをクリアして、ステップＳ８９において、測定方式選択部２６は、第１デューティ比測定部２４によって測定されたＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆが下限周波数ｆ＿ＬＰ以上、上限周波数ｆ＿ＨＰ以下であるか否かを判定する。

ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆが下限周波数ｆ＿ＬＰより低い、または、上限周波数ｆ＿ＨＰより高い場合（ステップＳ８９：ＮＯ）には、測定方式選択部２６は、デューティ比の測定が不能と判定し（ステップＳ９０）、測定方式を選択せずステップＳ８を終了する。

一方、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆが下限周波数ｆ＿ＬＰ以上、上限周波数ｆ＿ＨＰ以下である場合（ステップＳ８９：ＹＥＳ）には、ステップＳ９１において、測定方式選択部２６は、周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰより高いか否かを判定する。

周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ以下の場合（ステップＳ９１：ＮＯ）には、測定方式選択部２６は、特定点Ｘが区分領域Ａに存在すると判定し、キャプチャ方式を選択（ステップＳ９２）し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。

一方、周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰより高い場合（ステップＳ９１：ＹＥＳ）には、電圧測定値Ｖａｄｍが第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ以上、且つ第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ以下か否かを判定する（ステップＳ９３）。

ステップＳ９３において、電圧測定値Ｖａｄｍが第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ以上、且つ第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ以下の場合（ステップＳ９３：ＹＥＳ）には、特定点Ｘが区分領域Ｂに存在すると判定し、キャプチャ方式を選択（ステップＳ９４）し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。

一方、電圧測定値Ｖａｄｍが第２高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰより小さい、または第２低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰより大きい場合（ステップＳ９３：ＮＯ）には、特定点Ｘが区分領域Ｅ１または区分領域Ｅ２に存在すると判定する。

次に、測定方式選択部２６は、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）を算出する（ステップＳ９５）。ステップＳ９６において、測定方式選択部２６は、ステップＳ９５で算出した差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する。

差分が所定の閾値よりも小さい場合（ステップＳ９６：ＮＯ）には、測定方式選択部２６は、キャプチャ方式を選択（ステップＳ９７）し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。一方、差分が所定の閾値以上の場合（ステップＳ９６：ＹＥＳ）には、測定方式選択部２６は、平滑化方式を選択（ステップＳ９８）し、平滑化方式によって算出されたデューティ比ＤＲ２をデューティ比の測定値とする。

上述したステップＳ８の処理が行われることにより、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定方式が決定する。ステップＳ９において、測定方式が選択されたかどうかを判定する。測定方式が選択された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、デューティ比出力部２７は、ステップＳ８で決定した測定方式で測定されたＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比をモータの駆動状態に合わせて調整して出力（ステップＳ１０）し、セットされていた更新フラグをクリアする。一方で、一時的にキャプチャ方式の測定が更新されない場合（ステップＳ８７：ＮＯ）や、ＰＷＭ周波数の測定範囲外（ステップＳ９０）の場合で、測定方式が選択されなかった場合（ステップＳ９：ＮＯ）は、デューティ比の出力は、以前の状態が維持される。その後は、制御信号生成部２１がステップＳ１０で出力されたデューティ比に基づいて制御信号Ｓｄを生成することにより、モータ２が速度指令信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃによって指定された回転速度で回転するように制御される。その後、プログラム処理はステップＳ２に戻り、上位機器３から速度指令信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定を再開する。

以上、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１は、速度指令信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した平滑電圧Ｖａｄの測定値（ＰＷＭ信号のデューティ比に相当）と、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆ（または周期Ｔ）の測定値とに基づいて、キャプチャ方式と平滑化方式の何れか一方を選択し、選択した測定方式によって算出されたデューティ比をＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定値とする。

上述したように、各測定方式のデューティ比を正確に測定できる範囲は、測定対象のＰＷＭ信号の周波数およびＰＷＭ信号のデューティ比（平滑電圧Ｖａｄ）に応じて決まる。したがって、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置によれば、何れか一方の測定方式でしかデューティ比を測定しない場合に比べて、幅広い周波数範囲のＰＷＭ信号について、高精度にデューティ比を測定することが可能となる。また、モータを適用するアプリケーション等によって速度指令信号の周波数が異なる場合であっても、そのアプリケーション毎にＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための適切な回路を設計する必要はないので、従来に比べて、モータ駆動制御装置の設計期間の短縮と製造コストの低減が期待できる。

また、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１は、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値とＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値とで区分される複数の区分領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ毎に、適切な測定方式を予め割り当てておく。そして、モータ駆動制御装置１は、入力されたＰＷＭ信号Ｓｃの平滑電圧Ｖａｄと周波数ｆを測定し、それらの測定値に基づいて上記区分領域を特定し、特定した区分領域に割り当てられた測定方式を選択する。これによれば、入力されたＰＷＭ信号に応じて、動的に最適な測定方式を選択することが容易となる。また、複雑な演算を行うのではなく、区分領域を特定するだけで適切な測定方式を選択することができるので、プロセッサの処理負荷を抑えることができる。

≪実施の形態２≫
図１２は、実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１Ａにおける制御部１０Ａの機能ブロック図である。
実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１Ａは、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値とＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値とで区分される複数の区分領域をより細分化した点において、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１と相違し、その他の点については、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１と同様である。

上述したように、ＭＣＵの性能によっては、キャプチャ方式では、測定対象のＰＷＭ信号のハイレベル期間ｔｈが１ＣＬＫ以上２ＣＬＫ未満の場合、デューティ比の測定値のばらつきが大きくなる場合がある（図５Ｂ参照）。

そこで、実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１Ａでは、測定対象のＰＷＭ信号のハイレベル期間ｔｈが１ＣＬＫ以上２ＣＬＫ未満となる範囲を考慮して、区分領域を設定する。

具体的には、図１２に示すように、モータ駆動制御装置１Ａにおける制御部１０Ａは、電圧閾値として、第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２、第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２、第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２、および第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２を更に有する。
なお、図１２には、実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１Ａの制御部１０Ａが図示され、その他の構成要素については、図示を省略している。

図１３は、実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１Ａにおける、電圧測定値ＶａｄｍとＰＷＭ信号のデューティ比の対応関係情報２５０Ａを説明するための図である。

図１３に示すように、第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２、第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２、第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２（不図示）、および第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２（不図示）は、デューティ比ＤＬ＿ＨＰ２、ＤＨ＿ＨＰ２、ＤＬ＿ＡＰ２（不図示）、およびＤＨ＿ＡＰ２（不図示）にそれぞれ対応する電圧である。

第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２は、上限周波数ｆ＿ＨＰのパルスの最小デューティ比ＤＬ＿ＨＰ２に対応する電圧である。第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２は、測定用クロックＣｌｋの２周期（２ＣＬＫ）に相当するハイレベル期間を有する上限周波数ｆ＿ＨＰ（１２８ｋＨｚ）のＰＷＭ信号Ｓｃａの最小デューティ比（ＤＬ＿ＨＰ２）に対応する平滑電圧Ｖａｄ（電圧測定値Ｖａｄｍ）を表している（図５Ｂ参照）。例えば、上限周波数ｆ＿ＨＰを１２８ｋＨｚ、測定用クロックの周波数を８１９２ｋＨｚとしたとき、最小デューティ比ＤＬ＿ＨＰ２は３．１２５％である。

第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２は、上限周波数ｆ＿ＨＰのパルスの最大デューティ比ＤＨ＿ＨＰ２に対応する電圧である。第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２は、測定用クロックＣｌｋの２周期（２ＣＬＫ）に相当するローレベル期間を有する上限周波数ｆ＿ＨＰ（１２８ｋＨｚ）のＰＷＭ信号Ｓｃａの最大デューティ比（ＤＨ＿ＡＰ２）に対応する平滑電圧Ｖａｄ（電圧測定値Ｖａｄｍ）を表している。例えば、上限周波数ｆ＿ＨＰを１２８ｋＨｚ、測定用クロックの周波数を８１９２ｋＨｚとしたとき、最大デューティ比ＤＨ＿ＨＰ２は９６．８７５％である。

第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２は、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰのパルスの最小デューティ比ＤＬ＿ＡＰ２に対応する電圧である。第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２は、測定用クロックＣｌｋの２周期（２ＣＬＫ）に相当するハイレベル期間を有する平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ（２ｋＨｚ）のＰＷＭ信号Ｓｃａの最小デューティ比（ＤＬ＿ＡＰ２）に対応する平滑電圧Ｖａｄ（電圧測定値Ｖａｄｍ）を表している（図５Ｂ参照）。例えば、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰを２ｋＨｚ、測定用クロックの周波数を８１９２ｋＨｚとしたとき、最小デューティ比ＤＬ＿ＡＰ２は０．０４９％である。

第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２は、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰのパルスの最大デューティ比ＤＨ＿ＡＰ２に対応する電圧である。第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２は、測定用クロックＣｌｋの２周期（２ＣＬＫ）に相当するローレベル期間を有する平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ（２ｋＨｚ）のＰＷＭ信号Ｓｃａの最大デューティ比（ＤＨ＿ＡＰ２）に対応する平滑電圧Ｖａｄ（電圧測定値Ｖａｄｍ）を表している。例えば、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰを２ｋＨｚ、測定用クロックの周波数を８１９２ｋＨｚとしたとき、最大デューティ比ＤＨ＿ＡＰ２は９９．９５１％である。

実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１Ａのデューティ比測定部２０Ａは、実施の形態１で用いた直線補完関数８０１＿Ｈ，８０１＿Ｌの代わりに、直線補完関数８０２＿Ｈ，８０２＿Ｌを用いて、平滑化方式によるデューティ比ＤＲ２を算出する。
具体的には、図１３における低デューティ側の範囲ＤＬ２、すなわち電圧測定値Ｖａｄｍが第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２から第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰまでの範囲については、関数８００とは別に、電圧測定値Ｖａｄｍとデューティ比との関係を一次関数で表した直線補完関数８０２＿Ｌを算出しておき、対応関係情報２５０ＡとしてＭＣＵのＲＯＭ１０２等の記憶装置に予め記憶しておく。

同様に、図１３における高デューティ側の範囲ＤＨ２、すなわち電圧測定値Ｖａｄｍが第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰから第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２までの範囲にある場合には、関数８００とは別に、電圧測定値Ｖａｄｍとデューティ比との関係を一次関数で表した直線補完関数８０２＿Ｈを算出しておき、対応関係情報２５０ＡとしてＭＣＵにおけるＲＯＭ１０２等の記憶装置に予め記憶しておく。

第２デューティ比測定部２５は、ＲＯＭ１０２等の記憶装置に記憶された直線補完関数８００，８０２＿Ｈ，８０２＿Ｌを用いて、電圧測定部２３から取得した電圧測定値Ｖａｄｍに対応するデューティ比ＤＲ２を算出する。すなわち、第２デューティ比測定部２５は、ＶＬ＿ＡＰ≦Ｖａｄｍ＜ＶＬ＿ＨＰ２の範囲では直線補完関数８０２＿Ｈを、ＶＨ＿ＨＰ２＜Ｖａｄｍ≦ＶＨ＿ＡＰの範囲では、直線補完関数８０２＿Ｌを、ＶＬ＿ＨＰ２≦Ｖａｄｍ≦ＶＨ＿ＨＰ２の範囲では、直線補完関数８００をそれぞれ用いて、電圧測定値Ｖａｄｍに対応するデューティ比ＤＲ２を算出する。

図１４は、実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１ＡによるＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定方式の選択方法を説明するための図である。
図１４において、縦軸は、ＰＷＭ信号Ｓｃ（Ｓｃａ）の周波数ｆを表し、横軸は、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を表している。上述した図９と同様に、図１４の横軸には、電圧測定値Ｖａｄｍをデューティ比と平行に表示し、ディーティ比に対応する電圧測定値Ｖａｄｍの値を記載している。

図１４には、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値とＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値とで区分された複数の区分領域Ａ，Ｈ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｉ１，Ｉ２が示されている。

図１４に示されるように、各区分領域Ａ，Ｈ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｉ１，Ｉ２は、上述したＰＷＭ信号Ｓｃの周波数に関する閾値（ｆ＿ＨＰ、ｆ＿ＡＰ、およびｆ＿ＬＰ）とＰＷＭ信号Ｓｃを平滑化した電圧に関する閾値（ＶＬ＿ＡＰ、ＶＨ＿ＡＰ、ＶＬ＿ＨＰ、ＶＨ＿ＨＰ、ＶＬ＿ＡＰ２、ＶＨ＿ＡＰ２、ＶＬ＿ＨＰ２、およびＶＨ＿ＨＰ２）とによって定められる。以下、各区分領域について説明する。

区分領域Ａ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２については、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１における区分領域と同様であるため、説明を省略する。

区分領域Ｈは、上限周波数ｆ＿ＨＰと、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰと、第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２と、第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２とで囲まれる領域である。

区分領域Ｇ１は、下限周波数ｆ＿ＬＰと、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰと、第１低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰと、第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２とで囲まれる領域である。

区分領域Ｇ２は、下限周波数ｆ＿ＬＰと、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰと、第１高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰと、第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２とで囲まれる領域である。なお、区分領域Ｇ１と区分領域Ｇ２とを総称して「区分領域Ｇ」と表記する場合がある。

区分領域Ｆ１は、第３境界線Ｌ３と、第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２と、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰとによって囲まれる領域である。

ここで、第３境界線Ｌ３は、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰおよび第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２によって特定される点（座標）Ｑ３と上限周波数ｆ＿ＨＰおよび第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２によって特定される点（座標）Ｐ３とを結ぶ線である。換言すれば、第３境界線Ｌ３は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの２周期（２ＣＬＫ）に相当する場合の特性線である。

区分領域Ｆ２は、第４境界線Ｌ４と、第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２と、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰとによって囲まれる領域である。

ここで、第４境界線Ｌ４は、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰおよび第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２によって特定される点（座標）Ｑ４と上限周波数ｆ＿ＨＰおよび第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２によって特定される点（座標）Ｐ４とを結ぶ線である。換言すれば、第４境界線Ｌ４は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのローレベル期間が測定用クロックＣｌｋの２周期（２ＣＬＫ）に相当する場合の特性線である。
なお、区分領域Ｆ１と区分領域Ｆ２とを総称して「区分領域Ｆ」と表記する場合がある。

区分領域Ｉ１は、第１境界線Ｌ１と、第３境界線Ｌ３と、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰと、上限周波数ｆ＿ＨＰとによって囲まれる領域である。区分領域Ｉ２は、第２境界線Ｌ２と、第４境界線Ｌ４と、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰと、上限周波数ｆ＿ＨＰとによって囲まれる領域である。なお、区分領域Ｉ１と区分領域Ｉ２とを総称して「区分領域Ｉ」と表記する場合がある。

測定方式選択部２６Ａは、電圧測定部２３によって測定された平滑電圧Ｖａｄの測定値（電圧測定値Ｖａｄｍ）と第１デューティ比測定部２４によって測定された周波数ｆの測定値とによって特定される特定点Ｘが区分領域Ｈに存在する場合には、測定方式としてキャプチャ方式を選択する。
上述したように、ＰＷＭ信号Ｓｃの周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰよりも高い場合であっても、デューティ比が５０％近傍ほど、平滑電圧Ｖａｄのばらつきが大きくなるので、平滑化方式ではＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を精度よく測定できない。そこで、特定点Ｘが区分領域Ｈに存在する場合には、測定方式選択部２６Ａは、キャプチャ方式を選択し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。

特定点Ｘが区分領域Ｇに存在する場合には、測定方式選択部２６Ａは、予め設定された固定デューティ比をデューティ比の測定値とする。
上述したように、測定対象のＰＷＭ信号の周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ以下の場合には、平滑化方式でデューティ比を測定することはできない。一方、キャプチャ方式では、上述したように、ＭＣＵの性能によっては、ＰＷＭ信号のデューティ比が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）以上２周期（２ＣＬＫ）未満の場合に、デューティ比の測定値のばらつきが大きくなる場合がある。

そこで、特定点Ｘが区分領域Ｇに存在する場合には、測定方式選択部２６Ａは、キャプチャ方式および平滑化方式のいずれの測定方式も選択することなく、予め設定された固定デューティ比をデューティ比の測定値とする。例えば、測定方式選択部２６Ａは、特定点が区分領域Ｇ１に存在する場合にはデューティ比０％を、特定点が区分領域Ｇ２に存在する場合にはデューティ比１００％を、それぞれデューティ比の測定値とする。

特定点Ｘが区分領域Ｉに存在する場合には、測定方式選択部２６Ａは、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２とを比較し、比較結果に基づいて、キャプチャ方式または平滑化方式を選択する。

具体的には、測定方式選択部２６Ａは、特定点Ｘが区分領域Ｉに存在する場合に、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）を算出し、差分が所定の閾値よりも小さい場合に、キャプチャ方式を選択し、差分が所定の閾値以上の場合に、平滑化方式を選択する。

上述したように、第１境界線Ｌ１は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）に相当する場合の特性線を表し、第３境界線Ｌ３は、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの２周期（２ＣＬＫ）に相当する場合の特性線を表している。したがって、図１４における第１境界線Ｌ１と第３境界線との間（区分領域Ｉ１）に特定点Ｘが位置している場合には、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）以上２周期（２ＣＬＫ）未満であると言える。

また、上述したように、ＭＣＵの性能によっては、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間またはローレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）以上２周期（２ＣＬＫ）未満である場合には、キャプチャ方式でのデューティ比の測定値のばらつきが大きくなり、デューティ比の測定値がばらつが大きくなる場合がある。

そこで、特定点Ｘが区分領域Ｉ１に存在する場合には、測定方式選択部２６Ａは、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）を算出する。差分が所定の閾値よりも小さい場合には、測定方式選択部２６Ａは、キャプチャ方式でもデューティ比が正確に測定できていると判定し、キャプチャ方式を選択して、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。一方、差分が所定の閾値以上の場合には、測定方式選択部２６Ａは、キャプチャ方式ではデューティ比が正確に測定できていないと判定し、平滑化方式を選択して、平滑化方式によって算出されたデューティ比ＤＲ２をデューティ比の測定値とする。なお、特定点Ｘが区分領域Ｉ２に存在する場合も、測定方式選択部２６Ａは、特定点Ｘが区分領域Ｉ１に存在する場合と同様の判定処理を行って測定方式を選択する。

特定点Ｘが区分領域Ｆに存在する場合には、測定方式選択部２６Ａは、区分領域Ｉと同様に、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２とを比較し、比較結果に基づいて、キャプチャ方式または平滑化方式を選択する。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１による測定方式選択処理（ステップＳ８）の流れを示すフローチャートである。
図１５Ａおよび図１５Ｂを示すフローチャートにおいて、ステップＳ８０からステップＳ９０までの処理は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すフローチャートの処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ９１において、周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ以下の場合（ステップＳ９１：ＮＯ）には、ステップＳ１００において、測定方式選択部２６Ａは、電圧測定値Ｖａｄｍが第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２より大きいか否かを判定する。

電圧測定値Ｖａｄｍが第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２より大きい場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）には、測定方式選択部２６Ａは、特定点Ｘが区分領域Ｇ１またはＣ１に存在すると判定し、固定デューティ比（例えば０％）をデューティ比の測定値とする（ステップＳ１０１）。

一方、電圧測定値Ｖａｄｍが第４低デューティ側電圧ＶＨ＿ＡＰ２以下の場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１０２において、電圧測定値Ｖａｄｍが第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２より小さいか否かを判定する。

電圧測定値Ｖａｄｍが第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２より小さい場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、特定点Ｘが区分領域Ｇ２またはＣ２に存在すると判定し、固定デューティ比（例えば１００％）をデューティ比の測定値とする（ステップＳ１０３）。

一方、電圧測定値Ｖａｄｍが第４高デューティ側電圧ＶＬ＿ＡＰ２以上の場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）には、測定方式選択部２６Ａは、特定点Ｘが区分領域Ａに存在すると判定し、キャプチャ方式を選択（ステップＳ９２）し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。

また、ステップＳ９１において、周波数ｆが平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰより高い場合（ステップＳ９１：ＹＥＳ）には、ステップＳ１０４において、測定方式選択部２６Ａは、電圧測定値Ｖａｄｍが第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２以上、且つ第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２以下か否かを判定する。

電圧測定値Ｖａｄｍが第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２以上、且つ第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２以下の場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）には、測定方式選択部２６Ａは、特定点Ｘが区分領域Ｈに存在すると判定し、キャプチャ方式を選択（ステップＳ１０５）し、キャプチャ方式によって算出されたデューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とする。

一方、電圧測定値Ｖａｄｍが第３高デューティ側電圧ＶＬ＿ＨＰ２より小さい、または第３低デューティ側電圧ＶＨ＿ＨＰ２より大きい場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）には、特定点Ｘが区分領域Ｆ１、区分領域Ｆ２、区分領域Ｉ１、または区分領域Ｉ２に存在すると判定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６において、特定点Ｘが区分領域Ｆ１、区分領域Ｆ２，区分領域Ｉ１、または区分領域Ｉ２に存在する場合には、測定方式選択部２６Ａは、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１と同様に、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）に基づいてキャプチャ方式を選択し、デューティ比ＤＲ１をデューティ比の測定値とし、または平滑化方式を選択し、デューティ比ＤＲ２をデューティ比の測定値とする（ステップＳ９６〜Ｓ９８）。

上述の順に各処理を実行することにより、モータ駆動制御装置１Ａは、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定方式が決定する。ステップＳ９において、測定方式が選択されたかどうかを判定する。測定方式が選択された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、デューティ比出力部２７は、ステップＳ８で決定した測定方式によって測定されたデューティ比をモータの駆動状態に合わせて調整して出力（ステップＳ１０）し、セットされていた更新フラグをクリアする。一方で、一時的にキャプチャ方式の測定が更新されない場合（ステップＳ８７：ＮＯ）や、ＰＷＭ周期の測定範囲外（ステップＳ９０）の場合で、測定方式が選択されなかった場合（ステップＳ９：ＮＯ）は、デューティ比の出力は、以前の状態が維持される。その後は、制御信号生成部２１が、ステップＳ１０で出力されたデューティ比に基づいて制御信号Ｓｄを生成することにより、モータ２は、速度指令信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃによって指定された回転速度で回転するように制御される。その後、プログラム処理はステップＳ２に戻り、上位機器３から速度指令信号としてのＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定を再開する。

以上、実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１Ａは、ＰＷＭ信号Ｓｃａのハイレベル期間またはローレベル期間が測定用クロックＣｌｋの１周期（１ＣＬＫ）以上２周期（２ＣＬＫ）未満となる区分領域Ｆ１，Ｆ２，Ｉ１，およびＩ２を更に設定し、特定点Ｘが区分領域Ｆ１，Ｆ２，Ｉ１，またはＩ２に存在する場合には、第１デューティ比測定部２４によるデューティ比ＤＲ１と第２デューティ比測定部２５によるデューティ比ＤＲ２との差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）に基づいてキャプチャ方式と平滑化方式の何れか一方を選択し、選択した測定方式によって算出されたデューティ比をＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の測定値とする。

これによれば、ＭＣＵの性能等により、キャプチャ方式でのデューティ比の測定が正確に行われない場合であっても、平滑化方式でのデューティ比の測定値を出力することができるので、より高精度なデューティ比の測定を実現することが可能となる。

≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、上記実施の形態では、速度指令信号としてのＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための構成をモータ駆動制御装置１，１Ａに適用する場合を例示したが、これに限られない。例えば、モータ駆動制御装置１，１Ａのデューティ比測定部２０，２０ＡをＰＷＭ信号測定装置として、モータ駆動制御装置以外のアプリケーションに適用することも可能である。

また、上記実施の形態では、キャプチャ方式のＰＷＭ信号測定として、周期、ハイレベル期間、およびローレベル期間の３つの測定を行う場合を例示したが、２つの測定を行い、他の測定を計算により補完してもよい。
また、一定の期間において、複数のＰＷＭ信号の双方のレベル期間の測定を累積することにより、デューティ比を算出してもよい。

また、上記実施の形態では、電圧測定値Ｖａｄｍが、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％にて最大値、および１００％にて最小値になる場合を例示したが、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％にて最大値、および０％にて最小値になる場合でも、ＭＣＵの計算により適用することが可能である。
また、平滑化方式によってデューティ比が測定可能な前記ＰＷＭ信号の周波数を規定する平滑化可能周波数（ｆ＿ＡＰ）は、一つの周波数に限定されず、例えば、平滑電圧に応じて切り替えてもよい。

また、上記実施の形態では、特定点が区分領域Ｅ１，Ｅ２に存在する場合に、測定方式選択部２６が、差分（｜ＤＲ１−ＤＲ２｜）に基づいてキャプチャ方式と平滑化方式の何れか一方を選択する場合を例示したが、これに限られない。例えば、測定方式選択部２６は、特定点が区分領域Ｅ１，Ｅ２に存在する場合に、区分領域Ｂの場合と同様に、キャプチャ方式を選択してもよい。すなわち、測定方式選択部２６は、第１境界線Ｌ１、第２境界線Ｌ２、平滑化可能周波数ｆ＿ＡＰ、および上限周波数ｆ＿ＨＰによって囲まれる所定領域（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｂ）に特定点が存在するか否かを判定し、上記所定領域に特定点が存在する場合に、キャプチャ方式を選択してもよい。

また、上述のフローチャートは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。すなわち、フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフローに限定されるものではない。例えば、一部の処理の順番が変更されてもよいし、各処理間に他の処理が挿入されてもよいし、一部の処理が並列に行われてもよい。

１００…モータユニット、１，１Ａ…モータ駆動制御装置、２…モータ、３…上位装置、１０，１０Ａ…制御部、１１…モータ駆動部、１２…ＰＷＭ入力回路、１３…平滑回路、１０１…プロセッサ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…タイマ（カウンタ）、１０５…Ａ／Ｄ変換回路、１０７…入出力Ｉ／Ｆ回路、１０８…クロック生成回路、２０，２０Ａ…デューティ比測定部（ＰＷＭ信号測定装置）、２１…制御信号生成部、２３…電圧測定部、２４…第１デューティ比測定部、２５…第２デューティ比測定部、２６，２６Ａ…測定方式選択部、２７…デューティ比出力部、２５０，２５０Ａ…対応関係情報、Ｃｌｋ…測定用クロック、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｅ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ，Ｉ，Ｉ１，Ｉ２…区分領域、ＤＲ１，ＤＲ２…デューティ比の測定値、ｆ＿ＡＰ…平滑化可能周波数、ｆ＿ＨＰ…上限周波数、ｆ＿ＬＰ…下限周波数、Ｌ１…第１境界線、Ｌ２…第２境界線、Ｌ３…第３境界線、Ｌ４…第４境界線、Ｓｃ…速度指令信号（ＰＷＭ信号）、Ｓｄ…制御信号、Ｖａｄ…平滑電圧、Ｖａｄｍ…電圧測定値、ＶＨ＿ＡＰ…第１低デューティ側電圧、ＶＨ＿ＡＰ２…第４低デューティ側電圧、ＶＨ＿ＨＰ…第２低デューティ側電圧、ＶＨ＿ＨＰ２…第３低デューティ側電圧、ＶＬ＿ＡＰ…第１高デューティ側電圧、ＶＬ＿ＡＰ２…第４高デューティ側電圧、ＶＬ＿ＨＰ…第２高デューティ側電圧、ＶＬ＿ＨＰ２…第３高デューティ側電圧。

Claims (13)

1. 入力されたＰＷＭ信号のエッジに基づく期間を測定用クロックによって測定し、前記期間の測定値に基づいて前記ＰＷＭ信号の周波数およびデューティ比を測定するキャプチャ方式の第１デューティ比測定部と、
   平滑回路によって前記ＰＷＭ信号を平滑化した平滑電圧を測定する電圧測定部と、
   前記平滑電圧の測定値に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する平滑化方式の第２デューティ比測定部と、
   前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値と前記平滑電圧の測定値とに基づいて、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の何れか一方を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための測定方式として選択する測定方式選択部と、を有する
   ＰＷＭ信号測定装置。
2. 請求項１に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
   前記ＰＷＭ信号の周波数に関する閾値と前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧に関する閾値とで区分される複数の区分領域毎に、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の少なくとも一方が前記測定方式として割り当てられ、
   前記測定方式選択部は、前記平滑電圧の測定値と前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値とに基づいて前記区分領域を特定し、特定した前記区分領域に割り当てられた前記測定方式を選択する
   ＰＷＭ信号測定装置。
3. 請求項２に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
   前記ＰＷＭ信号の周波数に関する閾値は、前記キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能な前記ＰＷＭ信号の周波数の上限を規定する上限周波数と、前記キャプチャ方式によってデューティ比が測定可能な前記ＰＷＭ信号の周波数の下限を規定する下限周波数と、前記上限周波数と前記下限周波数との間の、前記平滑化方式によってデューティ比が測定可能な前記ＰＷＭ信号の周波数を規定する平滑化可能周波数とを含み、
   前記測定方式選択部は、前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値が前記平滑化可能周波数以下の場合に、前記キャプチャ方式を選択し、前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値が前記平滑化可能周波数よりも高い場合に、前記キャプチャ方式または前記平滑化方式を選択する
   ＰＷＭ信号測定装置。
4. 請求項３に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
   前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧に関する閾値は、前記測定用クロックの１周期に相当する一方のレベル期間を有する前記平滑化可能周波数のパルスのデューティ比に対応する第１低デューティ側電圧と、前記測定用クロックの１周期に相当する他方のレベル期間を有する前記平滑化可能周波数のパルスのデューティ比に対応する第１高デューティ側電圧と、を含み、
   前記測定方式選択部は、前記平滑電圧の測定値が前記第１低デューティ側電圧、前記上限周波数、および前記下限周波数によって囲まれる領域に存在する場合、または前記平滑電圧の測定値が前記第１高デューティ側電圧、前記上限周波数、および前記下限周波数によって囲まれる領域に存在する場合に、予め設定された固定デューティ比を選択する
   ＰＷＭ信号測定装置。
5. 請求項４に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
   前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧に関する閾値は、前記測定用クロックの１周期に相当する一方のレベル期間を有する前記上限周波数のパルスのデューティ比に対応する第２低デューティ側電圧と、前記測定用クロックの１周期に相当する他方のレベル期間を有する前記上限周波数のパルスのデューティ比に対応する第２高デューティ側電圧と、を含み、
   前記複数の区分領域は、前記平滑化可能周波数における前記第１低デューティ側電圧と前記上限周波数における前記第２低デューティ側電圧とを結ぶ第１境界線、前記第１低デューティ側電圧、および前記上限周波数によって囲まれる第１領域と、前記平滑化可能周波数における前記第１高デューティ側電圧と前記上限周波数における前記第２高デューティ側電圧とを結ぶ第２境界線、前記第１高デューティ側電圧、および前記上限周波数によって囲まれる第２領域とを含み、
   前記測定方式選択部は、前記平滑電圧の測定値と前記周波数の測定値とによって特定される特定点が前記第１領域内に存在する場合または前記特定点が前記第２領域内に存在する場合に、前記平滑化方式を選択する
   ＰＷＭ信号測定装置。
6. 請求項５に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
   前記複数の区分領域は、前記平滑化可能周波数における前記第１低デューティ側電圧と前記上限周波数における前記第２低デューティ側電圧とを結ぶ第１境界線、前記平滑化可能周波数における前記第１高デューティ側電圧と前記上限周波数における前記第２高デューティ側電圧とを結ぶ第２境界線、前記平滑化可能周波数、および前記上限周波数によって囲まれる所定領域を更に含み、
   前記測定方式選択部は、前記特定点が前記所定領域内に存在する場合に、前記キャプチャ方式を選択する
   ＰＷＭ信号測定装置。
7. 請求項５に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
   前記複数の区分領域は、前記第１境界線、前記第２低デューティ側電圧、および前記平滑化可能周波数によって囲まれる第３領域と、前記第２境界線、前記第２高デューティ側電圧、および前記平滑化可能周波数によって囲まれる第４領域とを更に含み、
   前記測定方式選択部は、前記特定点が前記第３領域内に存在する場合または前記特定点が前記第４領域内に存在する場合に、前記第１デューティ比測定部によるデューティ比の測定値と前記第２デューティ比測定部によるデューティ比の測定値との差分を算出し、前記差分が所定の閾値よりも小さい場合に、前記キャプチャ方式を選択し、前記差分が前記所定の閾値以上の場合に、前記平滑化方式を選択する
   ＰＷＭ信号測定装置。
8. 請求項５または６に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
   前記測定用クロックの２周期に相当する一方のレベル期間を有する前記上限周波数のパルスのデューティ比に対応する第３低デューティ側電圧と、前記測定用クロックの２周期に相当する他方のレベル期間を有する前記上限周波数のパルスのデューティ比に対応する第３高デューティ側電圧と、を含み、
   前記複数の区分領域は、前記第３低デューティ側電圧、前記第１境界線、前記平滑化可能周波数、および前記上限周波数によって囲まれる第３領域と、前記第３高デューティ側電圧、前記第２境界線、前記平滑化可能周波数、および前記上限周波数によって囲まれる第４領域と、を含み、
   前記測定方式選択部は、前記特定点が前記第３領域内または前記第４領域内に存在する場合に、前記第１デューティ比測定部によるデューティ比の測定値と前記第２デューティ比測定部によるデューティ比の測定値との差分を算出し、前記差分が所定の閾値よりも小さい場合に、前記キャプチャ方式を選択し、前記差分が前記所定の閾値以上の場合に、前記平滑化方式を選択する
   ＰＷＭ信号測定装置。
9. 請求項８に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
   前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧に関する閾値は、前記測定用クロックの２周期に相当する一方のレベル期間を有する前記平滑化可能周波数のパルスのデューティ比に対応する第４低デューティ側電圧と、前記測定用クロックの２周期に相当する他方のレベル期間を有する前記平滑化可能周波数のパルスのデューティ比に対応する第４高デューティ側電圧と、を含み、
   前記複数の区分領域は、前記第１低デューティ側電圧、前記第４低デューティ側電圧、前記平滑化可能周波数、および前記下限周波数によって囲まれる第５領域と、前記第１高デューティ側電圧、前記第４高デューティ側電圧、前記平滑化可能周波数、および前記下限周波数によって囲まれる第６領域と、を更に含み、
   前記測定方式選択部は、前記特定点が前記第５領域内に存在する場合、または前記特定点が前記第６領域内に存在する場合に、予め設定された固定デューティ比を選択する
   ＰＷＭ信号測定装置。
10. 請求項２乃至９の何れか一項に記載のＰＷＭ信号測定装置において、
    前記測定方式選択部は、前記第１デューティ比測定部がデューティ比の測定を一定期間行っていない場合に、前記平滑化方式を選択する
    ＰＷＭ信号測定装置。
11. ＰＷＭ信号が入力されるＰＷＭ入力回路と、
    前記ＰＷＭ信号を平滑化する平滑回路と、
    前記ＰＷＭ入力回路に入力された前記ＰＷＭ信号を前記ＰＷＭ信号として入力するとともに、前記平滑回路によって前記ＰＷＭ信号を平滑化した電圧を前記平滑電圧として入力する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のＰＷＭ信号測定装置を含み、制御信号を生成する制御部と、
    前記制御信号に基づいて、モータを駆動するモータ駆動部と、を備える
    モータ駆動制御装置。
12. 入力されたＰＷＭ信号のエッジに基づく期間を測定用クロックによって測定し、前記期間の測定値に基づいて前記ＰＷＭ信号の周波数およびデューティ比を測定するキャプチャ方式の第１デューティ比測定ステップと、
    前記ＰＷＭ信号を平滑回路によって平滑化した平滑電圧を測定する電圧測定ステップと、
    前記平滑電圧の測定値に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する平滑化方式の第２デューティ比測定ステップと、
    前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値と前記平滑電圧の測定値とに基づいて、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の何れか一方を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための測定方式として選択する測定方式選択ステップと、を含む
    ＰＷＭ信号測定方法。
13. ＰＷＭ信号が入力されるＰＷＭ入力ステップと、
    前記ＰＷＭ信号を平滑化する平滑ステップと、
    前記ＰＷＭ信号のエッジに基づく期間を測定用クロックによって測定し、前記期間の測定値に基づいて前記ＰＷＭ信号の周波数およびデューティ比を測定するキャプチャ方式の第１デューティ比測定ステップと、
    前記ＰＷＭ信号を平滑回路によって平滑化した平滑電圧を測定する電圧測定ステップと、
    前記平滑電圧の測定値に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定する平滑化方式の第２デューティ比測定ステップと、
    前記ＰＷＭ信号の周波数の測定値と前記平滑電圧の測定値とに基づいて、前記キャプチャ方式と前記平滑化方式の何れか一方を、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を測定するための測定方式として選択する測定方式選択ステップと、
    前記測定方式選択ステップによって選択された前記測定方式に基づいて制御信号を生成する制御ステップと、
    前記制御信号に基づいて、モータを駆動するモータ駆動ステップと、を含む
    モータ駆動制御方法。