JPH09103086A

JPH09103086A - モータ制御装置

Info

Publication number: JPH09103086A
Application number: JP8201621A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Nakano; 博充中野; Kenichi Kishimoto; 憲一岸本; Tomohiro Inoue; 智寛井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1997-04-15
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: JP3584622B2

Abstract

(57)【要約】【課題】広い速度範囲において高分解能で高い精度の
回転位置制御が可能なモータ制御装置を提供することを
目的とする。【解決手段】モータ１の回転位置に応じて互いに位相
の異なる第１及び第２の信号を出力する回転検出器２
と、前記第１及び第２の信号の１周期より細かい回転位
置を検出する内挿処理回路４を含む位置検出器５２とを
備え、位置検出回路５２の出力する回転位置信号を、前
記モータの目標位置を示す基準位置信号と比較し、その
位置誤差が最小になるように帰還をかけることにより、
前記モータ１の回転位置を制御するように構成したこと
を特徴とするモータ制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置、
とくに、高分解能の位置制御および速度制御を可能にし
たモータ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機やプリンタ等のＯＡ機器
は、デジタル化、精細化、カラー化が進んでおり、それ
に伴いこれらの機器に使用されるモータには、高分解
能、高精度の回転位置制御が可能で、かつ広い回転速度
範囲で高精度の速度制御ができるものが要求されつつあ
る。以下に図面を参照しながら、従来のモータ制御装置
の１例について説明する。

【０００３】従来例としては、例えば特公昭６３−１０
６６８号公報に記載されたものがある。図１４はこの従
来のモータ制御装置の概略回路構成図である。図１４に
おいて、３１はモータであり、３２はモータ３１の回転
速度に応じた信号を出力する速度発電機である。３３は
速度発電機３２の出力信号が入力され、モータ３１の回
転速度に応じた周期の回転速度信号を出力するＦＧ信号
発生回路（周波数信号発生回路）である。この回転速度
信号は、速度制御回路３４にて基準信号発生回路により
発生する基準速度信号と比較され、その速度誤差信号が
Ｄ／Ａコンバータ３５を介して駆動回路３６に供給され
ることにより、上記モータ３１の回転速度が一定に制御
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のモータ制御装置においては、次のような問
題点があった。即ち、図１４に示したような従来のモー
タ制御装置では、低速回転時に速度発電機３２の出力信
号の周波数も減少するため安定した速度制御が困難とな
ることがしばしばあり、また、停止時のモータ回転位置
制御は不可能であった。

【０００５】なお、従来回転位置制御が可能なモータと
しては、ステッピングモータがあるが、周知のように特
に低速で回転させた場合には、回転むらが顕著となるた
め、低回転むらの回転制御を必要とする場合には、大き
な慣性を有するフライホイールを付加する等の必要性が
あった。また、ステッピングモータの場合には、停止位
置を保持するために、駆動コイルに或る程度大きな駆動
電流を流し続けなければならず、発熱や消費電力の点か
らも課題があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み、広い速度範
囲において高分解能で高い精度の回転位置制御が可能な
モータ制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のモータ制御装置
は、モータの回転位置に応じて互いに位相の異なる第１
及び第２の信号を出力する回転検出器と、前記第１及び
第２の信号の１周期より細かい回転位置を検出する内挿
処理回路を含む位置検出回路とを備え、前記位置検出回
路の出力する回転位置信号を、前記モータの目標位置を
示す基準位置信号と比較し、その位置誤差が最小になる
ように帰還をかけることにより、前記モータの回転位置
を制御するように構成したことを特徴とし、位置検出回
路からの信号を回転位置信号とし、第１、第２の信号の
１周期を細分割した回転位置信号と基準位置信号との位
置誤差に基づいてモータを制御するので、高分解能、高
精度の回転位置制御を行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】上記課題を解決するために、本願
第１の発明のモータ制御装置は、モータの回転位置に応
じて互いに位相の異なる第１及び第２の信号を出力する
回転検出器と、前記第１及び第２の信号の１周期より細
かい回転位置を検出する内挿処理回路を含む位置検出回
路とを備え、前記位置検出回路の出力する回転位置信号
を基準位置信号と比較し、その位置誤差が最小になるよ
うに帰還をかけることにより、前記モータの回転位置を
制御するように構成したものである。

【０００９】また、本願第２の発明のモータ制御装置
は、モータの回転位置に応じて互いに位相の異なる第１
及び第２の信号を出力する回転検出器と、前記第１及び
第２の信号の１周期より細かい回転位置を検出する内挿
処理回路を含む位置検出回路と、前記第１及び第２のい
ずれか一方又は両方の信号から回転速度に対応した回転
速度信号を出力する周波数信号発生回路と、前記モータ
の目標位置を示す基準位置信号と前記位置検出回路の出
力する回転位置信号との誤差を検出する位置制御回路
と、基準速度信号と前記周波数信号発生回路の出力する
回転速度信号との誤差を検出する速度制御回路と、前記
位置制御回路の出力する位置制御信号と、前記速度制御
回路の出力する速度制御信号とを混合する混合回路とを
備え、前記混合回路の出力により、その位置誤差及び速
度誤差が最小になるように帰還をかけることにより、前
記モータの回転位置及び回転速度を制御するように構成
したものである。

【００１０】本願第３の発明のモータ制御装置は、モー
タの回転位置に応じて互いに位相の異なる第１及び第２
の信号を出力する回転検出器と、前記第１及び第２の信
号の１周期より細かい回転位置を検出する内挿処理回路
を含む位置検出回路と、前記第１及び第２のいずれか一
方又は両方の信号から回転速度に対応した回転速度信号
を出力する周波数信号発生回路と、前記モータの目標位
置を示す基準位置信号と前記位置検出回路の出力する回
転位置信号との誤差を検出する位置制御回路と、前記モ
ータの目標速度を示す基準速度信号と前記周波数信号発
生回路の出力する第１の回転速度信号との誤差を検出す
る第１の速度制御回路と、前記基準速度信号と前記位置
検出回路の出力する回転位置信号を時間微分して得られ
る第２の回転速度信号との誤差を検出する第２の速度制
御回路と、前記第１の速度制御回路の出力する第１の速
度制御信号と第２の速度制御信号とのいずれか一方を選
択して出力する切替え回路と、前記位置制御回路の出力
する位置制御信号と、前記切替回路の出力信号とを混合
する混合回路とを備え、前記混合回路の出力により、そ
の位置誤差及び速度誤差が最小になるように帰還をかけ
ることにより、前記モータの回転位置及び回転速度を制
御するように構成したものである。

【００１１】本願第４の発明のモータ制御装置は、モー
タの回転位置に応じて互いに位相の異なる第１及び第２
の信号を出力する回転検出器と、前記第１及び第２の信
号の１周期より細かい回転位置を検出する内挿処理回路
を含む位置検出回路と、前記第１及び第２のいずれか又
は両方の信号から回転速度に対応した回転速度信号を出
力する周波数信号発生回路と、前記モータの目標位置を
示す基準位置信号と前記位置検出回路の出力する回転位
置信号との誤差を検出する位置制御回路と、前記モータ
の目標速度を示す基準速度信号と前記周波数信号発生回
路の出力する回転速度信号との誤差を検出する速度制御
回路と、前記位置制御回路の出力する位置制御信号と前
記速度制御回路の出力する速度制御信号とを切替える切
替回路を備え、前記切替回路の出力によりその位置誤差
あるいは速度誤差が最小になるように帰還をかけること
により、前記モータの回転位置あるいは回転速度を制御
するように構成したものである。

【００１２】上記の発明において、内挿処理回路が、前
記第１、第２の信号より周波数が高くかつ互いに位相が
所定角度異なる第１、第２のキャリヤー信号を発生させ
る手段と、第１、第２の信号により第１、第２のキャリ
ヤー信号をそれぞれ変調する手段と、変調された両信号
を加算する手段と、加算結果を前記第１または第２のキ
ャリヤー信号と位相比較して前記回転検出器出力の位相
として検出する手段を備えた構成としたこと、あるい
は、内挿処理回路が、所定のタイミングで第１、第２、
第３及び第４のスイッチ切替信号を発生するスイッチ切
替信号発生回路と、スイッチ切替信号発生回路が出力す
る第１のスイッチ切替信号にしたがって、回転検出器の
第１の信号とその反転出力信号との切替を行いつつ、前
記スイッチ切替信号発生回路の出力する第３のスイッチ
切替信号にしたがって回転検出器の第１の信号あるいは
その反転出力信号をｎ段階（ｎは２以上の整数）に比率
を切替えながら、分圧して出力する第１の分圧比切替手
段と、前記スイッチ切替信号発生回路の出力する第２の
スイッチ切替信号にしたがって、前記回転検出器の第２
の信号とその反転出力信号との切替を行いつつ、前記ス
イッチ切替信号発生回路の出力する第４のスイッチ切替
信号にしたがって前記回転検出器の第２の信号あるいは
その反転出力信号をｎ段階（ｎは２以上の整数）に比率
を切替えながら、分圧して出力する第２の分圧比切替手
段と、前記第１および第２の分圧比切替手段の各出力信
号を加算する加算手段と、前記第１または第２のスイッ
チ切替信号を前記加算手段の出力信号の位相差を検出す
る位相検出手段を備えた構成としたことする。

【００１３】さらに後者の場合においては、第１の分圧
比切替手段が、回転検出器の第１の信号あるいはその反
転出力信号を三角関数に基づいた所定の比率でｎ段階に
分圧して出力するように構成したこと、及び、第２の分
圧比切替手段が、回転検出器の第２の信号あるいはその
反転出力信号を三角関数に基づいた所定の比率でｎ段階
に分圧して出力するように構成したことを、とくに好ま
しい構成としている。

【００１４】本願の第１発明は、上記の構成により、モ
ータの回転位置に応じて互いに位相の異なる第１、第２
の信号を出力する回転検出器の出力信号の１周期よりも
細かい回転位置を検出する内挿処理回路を設け、その内
挿処理回路を含む位置検出回路からの信号を回転位置信
号とし、第１、第２の信号の１周期を細分割した回転位
置信号と基準位置信号との位置誤差に基づいてモータを
制御するので、高分解能、高精度の回転位置制御を行う
ことができる。

【００１５】また本願の第２、第３、第４発明における
ように、位置制御回路の出力する位置制御信号と速度制
御回路の出力する速度制御信号を混合または切替えるこ
とにより、高精度の停止制御はもとより、低速回転を含
めた幅広い速度範囲で高精度の回転速度制御あるいは回
転位置制御が可能である。上記第１〜第４発明におい
て、上記内挿処理回路が、前記第１、第２の信号より周
波数が高く位相が互いに異なるキャリヤー信号を発生さ
せる手段と、第１、第２の回転位置信号により第１、第
２のキャリヤー信号をそれぞれ変調する手段と、変調さ
れた両信号を加算する手段と、加算結果を前記第１また
は第２の信号と位相比較して、前記回転検出器出力の位
相として検出する位相検出手段とを備えた構成とするこ
とにより、とくに回転検出器の出力信号あるいはその反
転出力を、三角関数に基いた所定の比率になるように、
ｎ段階に比率を変えながら分圧する第１、第２の分圧比
切替手段を設け、両切替手段の出力の加算出力の位相を
検出する方式とすることにより、加算手段の出力信号を
正弦波形に近づけることができ、高調波成分を減少させ
ることができるので、高調波成分に起因する位置情報の
ずれを防止でき、高精度の回転位置検出及び回転位置制
御が可能である。

【００１６】

【実施例】以下本発明の第１実施例のモータ制御装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の
モータ制御装置の第１実施例における回路構成図であ
り、図１において、１はモータ、２は回転検出器であ
る。回転検出器２は、モータ１の回転角度位置に応じて
互いに９０°異なった第１、第２の２位相の信号ＭＲ
１、ＭＲ２を出力する。本実施例では、一応ＭＲ１＝ｃ
ｏｓθ、ＭＲ２＝ｓｉｎθの位相とする。ＭＲ１、ＭＲ
２は、モータの１回転当たり、例えば５１２波発生され
る。

【００１７】破線枠内３は、１回転における回転位置信
号を出力する位置検出回路であり、位置検出信号ＭＲ
１、ＭＲ２の１周期をより細かく分割する内挿処理回路
４（破線枠４内）を包含し、本発明における重要な構成
の１つである。つぎに、位置検出回路３、内挿処理回路
４について具体的に説明する。４１、４２は、第１、第
２の信号ＭＲ１、ＭＲ２をそれぞれ増幅する増幅器であ
る。４３，４４はそれぞれ乗算回路ブロック、４７は位
置検出信号ＭＲ１、ＭＲ２の周波数に比して十分高い周
波数（例えば数十ｋＨｚないし数百ｋＨｚ）の互いに位
相が９０°異なる２相のキャリヤー信号を発生するキャ
リヤー信号発生回路であり、乗算回路ブロック４３、４
４は上記増幅器４１、４２によりそれぞれ増幅された位
置検出信号とキャリヤー信号とを乗算し、キャリヤー信
号を位置検出信号により変調するものである。即ち、キ
ャリヤー信号発生回路４７は、互いに位相が９０°異な
る２相のキャリヤー信号を発生し、その信号の一方を＋
ｓｉｎωｔとすれば（ω：角速度、ｔ：時間）、他方は
ｃｏｓωｔまたは−ｃｏｓωｔとなる（一応前者で説明
する）。

【００１８】一方の乗算回路ブロック４３は一方の位相
の位置検出信号ＭＲ１（ｃｏｓθ）と一方のキャリヤー
信号（＋ｓｉｎωｔ）とを乗算し、他方の乗算回路ブロ
ック４４は他方の位相の位置検出信号ＭＲ２（ｓｉｎ
θ）と他方のキャリヤー信号（＋ｃｏｓωｔ）とを乗算
する。乗算回路ブロック４３、４４の各出力（＋ｓｉｎ
ωｔ・ｃｏｓθ）、（＋ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）は、加
算部５０に導入されて加算され、ｓｉｎ（ωｔ＋θ）と
なる。

【００１９】加算された信号は高周波成分除去フィルタ
４５に入力され、不要成分が除去され、矩形波に波形整
形する波形整形器４６に入力され、波形整形器４６の出
力は位相検出器５２に入力される。位相検出器５２は、
波形整形器４６からの出力信号ｓｉｎ（ωｔ＋θ）とキ
ャリヤー信号発生回路４７からの出力信号ｓｉｎωｔと
の位相比較を行い、位相θを検出するものである。具体
的には、図２に示すように、ｓｉｎ（ωｔ＋θ）、ｓｉ
ｎωｔをそれぞれ波形整形して同じ波高の矩形波とし、
矩形波の形で位相比較し、矩形波のパルス幅としてθを
取り出し、これをデジタル信号に変換し、従えば７ビッ
トのデータとして出力する。次に回転位置検出回路５に
ついて具体的に説明する。

【００２０】回転位置検出回路５は、上記の位相θより
桁上げ桁下げ処理を行い、その結果を例えば１６ビット
の回転位置データとして出力する。いま、前記回転検出
器２は１回転当たり、前記出力信号ＭＲ１またはＭＲ２
を５１２波出力するものとし、さらにそのＭＲ１または
ＭＲ２の１波を１２８分割するものとする。前記１６ビ
ツトの位置データのフォーマットは、上位９ビットの部
分は上記出力信号ＭＲ１またはＭＲ２の５１２波に割り
当て、下位７ビットの部分は上記出力信号ＭＲ１または
ＭＲ２の１波の１２８分割に割り当てるものとする。ま
た、下位７ビツトのうち、上位２ビツトの部分は桁上げ
／桁下げのデータとして使用する。

【００２１】即ち、モータの回転に伴って下位７ビット
は、例えば０００００００、００００００１、００００
０１０・・・・・、と変化していき、次にオーバーフロ
ーして下位７ビットの内の上位２ビットが１１から００
に変化したとき、桁上げが発生する。すなわち、桁上げ
桁下げパルス発生回路４９は、桁上げパルスを出力し、
アップダウンカウンタ４８は、１ビットを加算する。

【００２２】それによって上位のビットの最下位ビット
が０から１へと変化し、上記出力信号ＭＲ１またはＭＲ
２の次の１波へと移る。以上を繰り返し、全１６ビット
のデータがモータの回転角度に応じて微小回転角度ごと
に変化し、１回転すると全１６ビットのデータが全て１
の状態からすべて０の初期値にもどる。また逆回転の場
合は、下位７ビットのうちの上位２ビットが００から１
１に変化したとき、桁下げが発生するものとする。すな
わち、桁上げ桁下げパルス発生回路４９は、桁下げパル
スを出力し、アップダウンカウンタ４８は、１ビットを
減算する。

【００２３】なお、データレジスタ５０はアップダウン
カウンタ４８の出力値を上位データとして格納し、デー
タ５１は位相検出器５２の出力値を下位データとして格
納し、それぞれ合わせて全１６ビットのデータとして出
力される。以上のような動作を行うことにより、１回転
中の位置を１６ビット、即ち６５５３６のデータに細分
割できる。

【００２４】６は位置制御回路であり、基準位置信号発
生回路９９から発生するモータの目標位置を示す基準位
置信号と上記位置検出回路３から出力される回転位置信
号とを比較しその位置誤差に応じた位置制御信号を出力
する。基準位置信号としては、位置検出信号の高分解能
化、高精度化に対応して充分の高分解能と高精度を有す
るものを供給する。（後述の実施例における基準速度信
号等についても同様である。）上記位置制御信号はＤ／
Ａコンバータ７を介して駆動回路８に入力され、モータ
１はその回転位置誤差が最小となるように回転位置が制
御される。

【００２５】なお、上記位置制御回路６、Ｄ／Ａコンバ
ータ７から駆動回路８に至る信号処理に関しては、位置
誤差信号をデジタルフィルタ、アンプ、Ｄ／Ａコンバー
タを介して駆動回路に入力する場合や位置誤差信号をＤ
／Ａコンバータに通した後アナログ的にフィルタ、アン
プを介して駆動回路に入力する場合などが考えられる。

【００２６】以上のように、本発明のモータ制御装置に
おいては、回転検出器２の出力信号の１波の中を内挿処
理回路４により細分割して、その分割された信号を回転
位置信号としているため、高分解能で高い位置精度の回
転位置制御が実現できる。図３は本発明のモータ制御装
置の第２の実施例における回路構成図である。図３にお
いて、図１の実施例の構成要素と同様なものには、原則
として同じ図番を付し、その説明を省略する。９はモー
タの回転位置に応じて９０°位相の異なった２相信号の
いずれか一方または両方より回転速度に対応した周波数
を有する回転速度信号を出力するＦＧ信号発生回路であ
る。１２は速度制御回路であり、基準速度信号発生回路
１００から発生する、モータの目標速度を示す基準速度
信号と上記回転速度信号とを比較し、その速度誤差に応
じた制御信号を出力する。１１は図１と同様な位置制御
回路であり、上記基準速度信号を積分器を介して得られ
る基準位置信号と位置検出回路３から出力される回転位
置信号とを比較し、その位置誤差に応じた制御信号を出
力する。上記速度誤差に応じた速度制御信号と位置誤差
に応じた位置制御信号は、混合回路１３にて加算され
る。混合回路１３の出力は、Ｄ／Ａコンバータ７を介し
て駆動回路８に入力され、モータ１は位置誤差及び速度
誤差が最小になるように、回転位置及び回転速度が制御
される。

【００２７】以上のように本発明の第２の実施例におい
ては、速度誤差に応じた速度制御信号と位置誤差に応じ
た位置制御信号とを混合した制御信号を用いているた
め、回転位置の制御が可能であるばかりでなく、回転速
度の精度を上げることができる。図４は本発明のモータ
制御装置の第３の実施例における回路構成図である。９
はモータの回転位置に応じて９０°位相の異なった２相
信号のいずれか一方または両方より回転速度に対応した
周波数を有する回転速度信号を出力するＦＧ信号発生回
路９である。１２ａは第１の速度制御回路であり、モー
タの目標位置を示す基準速度信号と上記回転速度信号と
を比較し、その速度誤差に応じた制御信号を出力する。
１２ｂは第２の速度制御回路であり、基準速度信号と位
置検出回路３から出力される回転位置信号を微分して得
られる回転速度信号とを比較し、その速度誤差に応じた
制御信号を出力する。１９は切替制御であり、基準速度
信号の大きさに応じて制御信号を出力する。１８は切替
回路であり、第１の速度制御回路１２ａ及び第２の速度
制御回路１２ｂが出力する各制御信号を、切替え制御回
路１９の出力する切替え信号に従って切り替える。１１
は図１と同様な位置制御回路であり、上記基準速度信号
を積分器を介して得られる基準位置信号と位置検出回路
３から出力される回転位置信号とを比較し、その位置誤
差に応じた制御信号を出力する。上記速度誤差に応じた
速度制御信号と位置誤差に応じた位置制御信号は、混合
回路１３にて加算される。混合回路１３の出力は、Ｄ／
Ａコンバータ７を介して駆動回路８に入力され、モータ
１は位置誤差及び速度誤差が最小になるように、回転位
置及び回転速度が制御される。

【００２８】以上のように構成された本発明の第３の実
施例においては、基準速度信号が所定の大きさ以下の時
には、切替え制御回路１９及び切替え回路１８は、第２
の速度制御回路１２ｂの出力する制御信号に切替え、基
準速度信号が所定の大きさより大きい時には、第１の速
度制御回路１２ａの出力する制御信号に切り替わる。こ
れにより、モータ１の回転速度が低い場合、すなわちＦ
Ｇ信号発生回路９の出力するＦＧ信号の周波数が低い場
合においても、本発明の第１の実施例と同様に、回転位
置の制御あるいは停止位置の制御が可能であるばかりで
なく、回転速度が高い場合においては、第２の速度制御
回路よりも第１の速度制御回路の方がノイズ分の少ない
制御信号が得られるため、回転ムラ精度を上げることが
できる。

【００２９】なお、第１、第２の速度制御回路の切替方
法については、モータの停止時あるいは加速時には、第
２の速度制御回路を選択し、定常速度で回転している場
合は、第１の制御回路を選択するなどの方法が考えられ
る。ところで、前記位置検出回路３として、内挿検出に
より回転位置を検出する場合、低速回転領域においては
高分解能となり安定な制御ができるが、モータが高速回
転になるにつれて、内挿検出が高周波となり高速処理が
必要となるが、おのずから処理には限界速度があるた
め、誤差を生じる可能性も考えられる。

【００３０】図５は本発明のモータ制御装置の第４の実
施例における回路構成図であり、上記の高速回転領域に
おける検出限界速度の発生を回避できるように構成した
ものである。図５において、図１および図４の実施例の
構成要素と同様なものには、原則として同一図番を付
し、その説明を省略する。図５において、１５は速度・
位相制御回路であり、ＦＧ信号発生回路９から出力され
る回転速度信号を基準速度信号と比較し、周波数及び位
相の誤差に応じた制御信号を出力するものである。１４
は、図１、図３の６、１１と同様の位置制御回路であ
り、基準位置信号と位置検出回路３から出力される回転
位置信号とを比較し、その位置誤差に応じた制御信号を
出力する。

【００３１】１６は制御信号の切替回路であり、モータ
の回転状態に応じて位置制御回路１４からの制御信号と
上記の速度・位相制御回路１５からの制御信号を切り換
えるものである。切替制御２００は、ＦＧ信号発生回路
９の出力するＦＧ信号の周波数を検出し、モータ１の回
転速度に応じて切替信号を切替回路１６に出力する。こ
の切替は、原則としてＦＧ信号発生回路９から発生する
回転速度を切替制御２００により検出し、この結果に応
じて切替え回路１６で自動切替を行うように構成される
が、手動切替も可能なように構成してもよい。切替回路
１６の出力は、Ｄ／Ａコンバータ７を介して駆動回路８
に入力され、モータ１は回転位置あるいは回転速度が制
御される。

【００３２】以上のように構成されたモータ制御回路に
ついて、その動作を説明する。起動から低速回転時にお
いては、切替回路１６を位置制御回路１４からの制御信
号に切替え、起動時からの内挿検出による高分解能の位
置検出を行いつつ、回転数の立ち上げを行う。これによ
り、基準回転数に達した時点においても、高分解能の回
転位置制御により安定なモータ制御を行うことができ
る。

【００３３】また中速回転を行う場合には、低速回転を
行う場合と同様に、起動時は切替回路１６を位置制御回
路１４からの制御信号に切替え、内挿検出による高分解
能の位置検出を行いつつ、回転数の立ち上げを行う。そ
して、基準回転速度に達した時点においては、前記切替
回路１６を前記速度・位相制御回路１５からの制御信号
に切替え、安定な回転速度制御を行うようにすることが
できる。

【００３４】また、高速回転を行う場合には、低速回転
を行う場合と同様に、起動時は内挿検出による高分解能
の位置検出を行いつつ、回転数の立ち上げを行う。回転
速度が高速化して内挿検出が高周波領域の処理となり、
検出限界速度に達するような高周波領域になると、前記
切替回路１６を速度・位相制御回路１５からの制御信号
に切替えることにより、検出限界から生じる誤検出をな
くし、回転速度を維持することができる。なお、起動時
の加速段階においては、回転位置制御によってモータを
制御しているため、回転位置精度も維持できる。

【００３５】以上のように、本発明の第４実施例におい
ては、広い速度範囲において高い精度かつ安定なモータ
制御が可能である。なお図５の実施例において、速度制
御回路１５を速度・位相制御回路として構成し、基準速
度信号中の周波数成分及び位相成分と、ＦＧ信号中の周
波数成分及び位相成分とを比較し、速度誤差及び位相誤
差の信号を出力するように構成することもできる。

【００３６】また、場合によっては、第２、３実施例の
制御システムと第４実施例の制御システムを併設し、位
置制御、速度・位相制御の混合制御方式と、位置制御、
速度・位相制御の切替制御方式を併用して、両方式の選
択切替ができるように構成し、位置制御、あるいは速度
制御（または速度・位相制御）、あるいは、位置制御と
速度制御（または速度・位相制御）との混合制御との３
種類の制御の切替ができるように構成することもでき
る。これによって、制御対象モータの種類と回転状態に
応じた、多彩な制御が可能となる。また、図６に示すよ
うに切替回路１６に切替信号を出力する切替制御２００
は基準速度信号１００の基準信号に応じて自動切替する
ことも可能である。

【００３７】さて、本発明の実施例の位置検出回路３に
含まれている内挿処理回路の実施例につき、詳細に説明
する。ところで、従来の内挿処理回路としては、特開平
２−２４８８１６号公報に記載されたようなものがある
が、この構成では混合器からの出力信号中に不要な高周
波成分が多くなり、フィルタによって除去し切れなかっ
た不要成分が位置情報の低下として現れ、高精度の位置
制御を行う時には、さらに改善を必要とする場合があっ
た。

【００３８】図７は、上記課題の改善を考慮し、より実
用化に適するようにした本発明のモータ制御装置におけ
る内挿処理回路の実施例構成図である。図７において、
１０１は回転検出器であり、モータの回転位置に応じて
互いに９０°位相の異なった２相信号ＭＲ１、ＭＲ２を
出力する。１０２及び１０３は回転検出器１０１の２出
力をそれぞれ増幅する増幅器である。

【００３９】１０４及び１０５は、回転検出器１０１の
出力ＭＲ１、ＭＲ２をそれぞれ所定のタイミングと予め
プログラムされた分圧比にしたがって分圧する第１、第
２の分圧比切替手段であり、スイッチ切替信号発生回路
１１０から出力されるスィッチ切替信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ及びＳｄによって、前記増幅器１０２及び１０３によ
って、増幅された前記回転検出器１０１の出力（図１の
ＭＲ１、ＭＲ２に対応）とそれらの反転出力をｎ段階
（ｎは２以上の整数）に分圧するものである。

【００４０】これらのスイッチ切替は、図１において説
明したキャリヤー信号の１周期を細分割（例えば１６分
割）した微小時間毎に行われるが、これについては図８
に基づき後述する。第１の分圧比切替手段１０４は、正
転バッファ１２０、反転バッファ１２１、両バッファの
一方を選択する２接点アナログスイッチ１２２、４段階
に分圧比率を切替する抵抗分圧器を有する４接点アナロ
グスイッチ１２３を備えており、スイッチ１２３は４段
階に分圧するための分圧抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を有してお
り、各抵抗器は、後述のように、三角関数に基づいた比
率で分圧するように抵抗値が選択されている。第１の分
圧比切替手段１０４の分圧比切替は、スイッチ切替信号
Ｓａ、Ｓｃにより行われる。第２の分圧比切替手段１０
５も同様の構成を備えているが、分圧比切替はスイッチ
切替信号Ｓｂ、Ｓｄにより切替えられる。

【００４１】１０６は、前記第１及び第２の分圧比切替
手段１０４およぴ１０５の出力の加算を行う加算手段で
ある。１０７は、前記加算手段１０６の出力信号から高
周波成分を取り除くフィルタである。１０８は前記フィ
ルタ１０７により不要成分を除去された信号を矩形波に
する波形整形器である。１０９は、前記波形整形器１０
８から出力される信号と前記スィッチ切替信号発生回路
１１０から出力される信号Ｓａとの位相差を検出する回
転位置検出回路である。以下に、本内挿処理回路につい
て、その動作を説明する。

【００４２】回転検出器１０１は、モータの回転位置に
応じて９０°位相の異なった信号を出力し、増幅器１０
２および１０３は、それぞれの信号を増幅する。増幅器
１０２の出力信号は、Ａｃｏｓθであり、増幅器１０３
の出力信号は、Ａｓｉｎθである。但し、Ａは増幅され
た回転検出器の出力信号の振幅、θは増幅された回転検
出器の出力信号の位相である。

【００４３】Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、及びＳｄは、それぞれ
第１、第２、第３、及び第４のスイッチ切替信号であ
り、ここでこの信号により、図８に示したスイッチ切替
タイミングが決定される。図８に第１、第２の分圧比切
替手段１０４、１０５がスイッチングを行うタイミング
を示す。

【００４４】図８では、highの期間に図７の各スイッチ
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ及びｌに
スイッチが接続されることを示している。ここで、、横
軸は時間を示しており、図８に示すＴ0 からＴ16の時間
を１周期とし、Ｔ0 のタイミングが位相比較を行う場合
の基準となる。図９（ａ）は、第１の分圧比切替手段１
０４が、スイッチ切替信号により、正転バッファ１２０
または反転バッファ１２１の出力を４段階に分圧比切替
を行っている様子を示し、前記分圧比切替手段１０４に
よる１周期間の分圧比の変化を示している。図７のＲ
１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、増幅された回転検出器の出
力信号を三角関数に基づいた比率で４段階に分圧するよ
うに抵抗値が決定されている。すなわち、Ｒ１、Ｒ２，
Ｒ３，及びＲ４による分圧の比率は、図１０に示すよう
にｓｉｎωｔの波形を０°から９０°まで２２．５°ご
との４つの区間に離散化し、一区間内における平均値に
近似し、各区間の近似値の比率に等しくなるように決定
する（ただし、近似値の最大値が１になるように正規化
する。この図９（ａ）に示す分圧比の変化波形は、キャ
リヤー信号の１周期を細分割した所定の微小時間毎に、
一方のキャリヤー信号ｓｉｎωｔが離散化された階段波
形に相当し、増幅された回転検出器の出力信号ＭＲ１＝
Ａｃｏｓθは、この分圧比にしたがつて分圧され第１の
分圧切替手段１０４の出力信号となる。その出力をｍａ
とする。即ち、上記第１の分圧比切替手段１０４の出力
ｍａは、回転検出器の一方の検出信号ＭＲ１が図７に示
すスイッチ切替信号Ｓａ、Ｓｃおよび三角関数（ｓｉｎ
ωｔ）に基づいた比率で抵抗分圧されたものであり、近
似的に（１）式に示す波形に近づけることができる。

【００４５】ｍａ＝Ａｃｏｓθ・ｓｉｎωｔ・・・・・（１）ここで、ωは図８におけるＴ0 からＴ16までの期間を１
周期とするとその角周波数であり、ｔは時間である。な
お、ｃｏｓθの変化分だけ、ｍａの波形はｓｉｎωｔの
波形とは異なるが、分圧比の変化を明瞭に示すため、図
では一応ｓｉｎωｔに基づく分圧比の変化で示し、１周
期間におけるｃｏｓθの変化に基づくｍａの変化分の図
示は省略した。

【００４６】同様に、図９（ｂ）は、他方のキャリヤー
信号ｃｏｓωｔが図９（ａ）と同様に離散化された階段
波形にしたがって、回転検出器の他方の検出信号ＭＲ２
を分圧する際の、分圧切替手段１０５による分圧比の変
化を示している。即ち、第２の分圧比切替手段１０５の
出力ｍｂは、回転検出器の出力ＭＲ２＝ｓｉｎθがスイ
ッチ切替信号Ｓｂ、Ｓｄ及び三角関数（ｃｏｓωｔ）に
基づいた比率で抵抗分圧されたものであり、近似的に
（２）式に示す波形に近づけることができる。

【００４７】ｍｂ＝Ａｓｉｎθ・ｃｏｓωｔ・・・・・（２）なお、この場合も、ｓｉｎθの変化分だけ、ｍｂの波形
はｃｏｓωｔの波形とは異なるが、図９（ａ）の場合と
同じ理由により、図ではｃｏｓωｔに基づく分圧比の変
化で示した。

【００４８】上記のように、第１、第２の分圧比切替手
段１０４、１０５は、第１、第２のキャリヤー信号ｓｉ
ｎωｔ、ｃｏｓωｔを、その１周期を細分割し、所定の
微小時間毎にそれぞれ離散化し、これを回転検出器の検
出出力ＭＲ１＝ｃｏｓθ、ＭＲ１＝ｓｉｎθとそれぞれ
乗算する動作を行うものである。１０６は上記第１およ
び第２の分圧比切替手段１０４、１０５の各出力ｍａと
ｍｂとの加算を行う加算手段である。

【００４９】図９（ｃ）は、前記加算手段１０６の加算
した後の出力信号である。ここで、前記加算手段１０６
の出力信号ｍｃは次の（３）式のようになり、位相θが
含まれていることがわかる。ｍｃ＝１／２・（ｍａ＋ｍｂ）＝１／２・Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ）・・（３）１０７は前記加算手段１０６の出力信号から、高周波成
分を除去するフィルタである。１０８は前記フィルタ１
０７より不要成分を取り除かれた信号を矩形波にする波
形整形器である。

【００５０】１０９は、前記波形整形器１０８から出力
される位相θの含まれた信号とスイッチ切替信号発生回
路１１０のスイッチ切替信号Ｓａとを位相比較すること
で位相θを検出する回転位置検出回路からなる回転位置
検出手段である。以上のように、本実施例の内挿処理回
路は、スイッチの切替毎にｎ段階に分圧されて出力され
る第１および第２の分圧比切替手段の各出力信号を加算
した加算手段の出力信号を、正弦波波形に近づけること
ができる。

【００５１】また前記分圧比切替手段の分圧の段階数を
増すことにより、さらに正弦波に近づけることができ、
高周波成分を減少させることができるので、フィルタ１
０７の位相特性を改善することができ、高精度の回転位
置検出が可能となる。図１１は、本発明のモータ制御装
置における内挿処理回路の第２の実施例図である。図１
１において、４０１は回転検出器であり、モータの回転
位置に応じて、互いに位相が９０°異なった２相信号を
出力する。４０２および４０３は増幅器であり、前記回
転検出器４０１の出力を増幅する。４０４および４０５
は、スイッチ切替信号発生回路４１０から出力されるス
イッチ切替信号Ｓａ〜Ｓｄによって、前記増幅器４０２
および４０３によって、増幅された回転検出器４０１の
出力とその反転出力との間をｎ段階に分圧して前記スイ
ッチ切替信号によって切替えられた電圧を出力する第１
および第２の分圧比切替手段である。

【００５２】４０６は、前記第１および第２の分圧比切
替手段４０４及び４０５の出力の加算を行う加算手段で
ある。４０７は前記加算手段４０６の出力信号から高周
波成分を除去するフィルタである。４０８は、前記フィ
ルタ４０７より不要成分を取り除かれた信号を矩形波に
する波形整形器である。４０９は前記波形整形器４０８
から出力される信号と前記スイッチ切替信号発生回路４
１０との位相比較を行うことにより位相を検出する回転
位置検出回路からなる回転位置検出手段である。

【００５３】図１１において、第１の分圧比切替手段４
０４は、４接点のアナログスイッチ４２０、正転バッフ
ァ４２１、反転バッファ４２２、および２接点のアナロ
グスイッチ４２３で構成される。同様に第２の分圧比切
替手段４０５は４接点のアナログスイッチ４２４、正転
バッファ４２５、反転バッファ４２６及び２接点のアナ
ログスイッチ４２７で構成される。

【００５４】スイッチ切替信号Ｓa 、Ｓb 、Ｓc 、及び
Ｓd のタイミングは、内挿処理回路の第１の実施例の場
合と同じであり、第１及び第２の分圧比切替手段４０４
及び４０５の出力ｍａ、ｍｂ及び加算手段４０６の出力
ｍｃは、内挿処理回路の第１実施例の場合と同様とな
る。以上のように、本実施例においては処理回路の第１
実施例と同様に高精度に回転位置を検出できるが、図８
に示すように抵抗分圧を行う４接点のアナログスイッチ
４２０及び４２４の後に正転バッファ４２１および４２
５、反転バッファ４２２および４２６が置かれ、スイッ
チ切り替え信号ＳａおよびＳｂにより２接点のアナログ
スイッチ４２３および４２７の切替が行われる。

【００５５】このため、図７に示した、内挿処理回路の
第１実施例では、２接点のアナログスイッチ１２２、１
２６のそれぞれのオン抵抗がばらつくと、第１の分圧比
切替手段１０４と第２の分圧比切替手段１０５の各出
力信号の振幅に違いが出るため、回転位置の検出精度が
低下するおそれがある。これに対して、図８に示した内
挿処理回路の第２実施例の回路構成では、加算手段４０
６の抵抗Ｒの抵抗値を大きくすることにより、アナログ
スイッチ４２３及び４２７の各オン抵抗値のばらつきの
影響を小さくできるという効果がある。

【００５６】次に、図１２は、本発明のモータ制御装置
における内挿処理回路の第３の実施例構成図である。図
９において、５０１は回転検出器であり、モータの回転
位置に応じて互いに９０°位相の異なった２相信号を出
力する。５０２および５０３は増幅器であり、前記回転
検出器５０１の出力を増幅する。５０４および５０５
は、スイッチ切替信号発生回路５１０から出力されるス
イッチ切替信号Ｓa およびＳb によって、前記増幅器５
０２および５０３によって増幅された回転検出器５０１
の出力とその反転出力との間をｎ段階に分圧して、前記
スイッチ切替信号により切替えられた電圧を出力する第
１および第２の分圧比切替手段である。５０６は前記第
１及び第２の分圧比切替手段５０４および５０５の出力
の加算を行う加算手段である。５０７は前記加算手段５
０６の出力信号から高周波成分を除去するフィルタであ
る。５０８は前記フィルタ５０７により不要の高周波成
分を除去した信号を矩形波に整形する波形整形器であ
る。

【００５７】５０９は、前記波形整形器５０８から出力
される信号と前記スイッチ切替信号発生回路５１０との
位相比較を行うことにより、図５で説明したように位相
を検出する、回転位置検出回路５０９からなる回転位置
検出手段である。図１２において、第１の分圧比切替手
段５０４は、正転バッファ５２０、反転バッファ５２１
及び８接点のアナログスイッチ５２２で構成される。

【００５８】同様に、第２の分圧比切替手段５０５は、
正転バッファ５２３、反転バッファ５２４及び８接点の
アナログスイッチ５２５で構成される。図１３は、図１
２の構成において、前記スイッチ切替信号Ｓa 及びＳb
によって、前記第１及び第２の分圧比切替手段５０４お
よび５０５がスイッチングを行うタイミングを示したも
のである。

【００５９】図１３では、highの期間に図１２の各スイ
ッチ端子ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、
ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ及びｐにスイッチが接続することを
示している。ここで横軸は、時間を示しており、図１３
に示すＴ0 からＴ16までの時間を１周期とし、Ｔ0 のタ
イミングが位相比較を行う場合の基準となる。図１２の
Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 およびＲ7 は、増
幅された回転検出器５０１の出力と、その反転出力との
間の電圧を８段階に正弦波型近似を行うように、抵抗分
圧比が決定される。前記第１および第２の分圧比切替手
段５０４及び５０５の出力信号ｍａ及びｍｂ、また前記
加算手段５０６の出力信号ｍｃは、内挿処理回路の第１
実施例の場合と同様となる。

【００６０】図１２に示した内挿処理回路の第３実施例
の回路構成では、図７に示した第１実施例の場合と比較
して、図７に示す分圧比切替手段１０４および１０５の
２接点のアナログスイッチ１２２および１２６を使用せ
ず、そのオン抵抗のばらつきによる検出精度の悪化が存
在しないため、第１実施例の場合と比べ有利である。と
ころで、図１、図３及び図４に示した本発明の実施例の
被制御モータ１及び回転検出器２について、説明を付加
する。

【００６１】被制御モータ１には、ブラシ付きＤＣモー
タあるいはブラシレスモータを使用するのが適当であ
る。即ち、ブラシ付きＤＣモータあるいはブラシレスモ
ータを使用すれぱ、停止位置制御を行う場合、その位置
誤差が最小になるように回路が動作することにより、負
荷トルクに応じたモータ駆動電流が流れることになる。
これは負荷トルクが小さい時は、それに応じてモータ駆
動電流が小さくて済み、また負荷トルクが大きいときに
はその負荷トルクに応じたモータ駆動電流が流れる。

【００６２】即ち、従来のステッピングモータのように
停止位置を保持するために、大きな駆動電流を流す必要
が無く、発熱や消費電力の点からも利点が多い。また、
回路動作時にみれば、帰還ループが構成されており、従
来のステッピングモータで存在するいわゆる脱調現象も
生じない。また、回転速度制御を行う場合も、低回転む
らの少ない高い精度の速度制御が可能となるため、ステ
ッピングモータで必要となる大きな慣性を有するフライ
ホィールを必要としない。

【００６３】また、回転検出器２は、モータ１と一体に
回転する多極着磁された永久磁石と、前記永久磁石の近
傍に設置されて前記モータ１の回転位置に応じ、前記永
久磁石による磁力の変化を電気信号に変換する磁電変換
素子とで構成することにより、比較的簡単な構造で実現
することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明により、以下の効果
を得ることができる。イ）モータの回転位置に応じて互いに位相の異なる第１
および第２の信号を出力する回転検出器と、前記第１お
よび第２の信号の１周期より細かい回転位置を検出する
内挿処理回路を含む位置検出回路を備え、基準位置信号
と前記位置検出回路の出力する回転位置信号とを比較
し、その位置誤差が最小になるように帰還をかけること
により、前記モータの回転位置を制御するようにしてい
るので、高分解能で高い位置精度の回転位置制御ができ
る。

【００６５】ロ）位置制御回路の出力する位置制御信号
と、速度制御回路の出力する速度制御信号とを混合する
混合回路とを備え、混合回路の出力により、その位置誤
差及び速度誤差が最小になるように帰還をかけ、モータ
の回転位置及び回転速度を制御することにより、停止位
置の制御が可能なだけでなく、一定回転速度における回
転精度を上げることができる。

【００６６】ハ）位置制御回路と速度制御回路を備え、
モータの回転状態に応じてそれぞれの出力する位置制御
信号と速度制御信号とを切替えて、位置誤差あるいは速
度誤差が最小なるように帰還をかけ、モータの回転位置
あるいは回転速度を制御することにより、内挿処理回路
の検出限界に達するような高速領域でも、誤差なく安定
した回転精度を維持できる。また、前記切替回路の切替
選択によって回転位置精度を上げるのか、回転速度精度
を上げるのかといった調整も可能である。

【００６７】ニ）回転検出器の出力信号あるいはその反
転出力を、ｎ段階に比率を変えながら分圧する第１、第
２の分圧比切替手段を設け、両方の切替手段の出力の加
算出力の位相を検出する方式とすることにより、加算手
段の出力信号を正弦波波形に近づけることができ、した
がってフィルタ特性を改善でき、高調波成分を減少させ
ることができるので、高周波成分による検出位置情報の
ずれを防止でき、回転位置の検出精度を向上することが
できる。さらに、前記回転検出器の第１の出力信号ある
いはその反転出力信号及び第２の出力信号あるいはその
反転出力信号を三角関数に基づいた所定の比率でｎ段階
に分圧することにより、より一層フィルタの位相特性を
改善することができ、さらに高精度の回転位置検出が期
待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるモータ制御装置
の回路構成図

【図２】図１の位相検出の動作説明用図

【図３】本発明の第２の実施例におけるモータ制御装置
の回路構成図

【図４】本発明の第３の実施例におけるモータ制御装置
の回路構成図

【図５】本発明の第４の実施例におけるモータ制御装置
の回路構成図

【図６】本発明の第４の実施例におけるモータ制御装置
の回路構成図

【図７】本発明のモータ制御装置における内挿処理回路
の第１の実施例構成図

【図８】図７のスイッチング切替タイミングの動作説明
図

【図９】図７の構成における分圧比切替動作の説明図

【図１０】図７のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４による分圧を
示す図

【図１１】本発明のモータ制御装置における内挿処理回
路の第２の実施例構成図

【図１２】本発明のモータ制御装置における内挿処理回
路の第３の実施例構成図

【図１３】図１２のスイッチング切替タイミングの動作
説明図

【図１４】従来のモータ制御装置の回路構成図

【符号の説明】

１モータ２回転検出器３位置検出回路４内挿処理回路６、１１、１４位置制御回路７Ｄ／Ａコンバータ８駆動回路９ＦＧ信号発生回路１２，１２ａ、１２ｂ速度制御回路１６切替回路１０４、４０４、５０４第１の分圧比切替手段１０５、４０５、５０５第２の分圧比切替手段１０６、４０６、５０６加算手段４５、１０７、４０７、５０７フィルタ５、１０９、４０９、５０９回転位置検出手段１１０、４１０、５１０スイッチ切替信号発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転位置に応じて互いに位相の異
なる第１及び第２の信号を出力する回転検出器と、前記
第１及び第２の信号の１周期より細かい回転位置を検出
する内挿処理回路を含む位置検出回路とを備え、前記位
置検出回路の出力する回転位置信号を、前記モータの目
標位置を示す基準位置信号と比較し、その位置誤差が最
小になるように帰還をかけることにより、前記モータの
回転位置を制御するように構成したことを特徴とするモ
ータ制御装置。
【請求項２】モータの回転位置に応じて互いに位相の異
なる第１及び第２の信号を出力する回転検出器と、前記
第１及び第２の信号の１周期より細かい回転位置を検出
する内挿処理回路を含む位置検出回路と、前記第１及び
第２のいずれか一方又は両方の信号から回転速度に対応
した回転速度信号を出力する周波数信号発生回路と、前
記モータの目標位置を示す基準位置信号と前記位置検出
回路の出力する回転位置信号との誤差を検出する位置制
御回路と、前記モータの目標速度を示す基準速度信号と
前記周波数信号発生回路の出力する回転速度信号との誤
差を検出する速度制御回路と、前記位置制御回路の出力
する位置制御信号と、前記速度制御回路の出力する速度
制御信号とを混合する混合回路とを備え、前記混合回路
の出力により、その位置誤差及び速度誤差がに最小にな
るように帰還をかけることにより、前記モータの回転位
置及び回転速度を制御するように構成したことを特徴と
するモータ制御装置。
【請求項３】モータの回転位置に応じて互いに位相の異
なる第１及び第２の信号を出力する回転検出器と、前記
第１及び第２の信号の１周期より細かい回転位置を検出
する内挿処理回路を含む位置検出回路と、前記第１及び
第２のいずれか一方又は両方の信号から回転速度に対応
した回転速度信号を出力する周波数信号発生回路と、前
記モータの目標位置を示す基準位置信号と前記位置検出
回路の出力する回転位置信号との誤差を検出する位置制
御回路と、前記モータの目標速度を示す基準速度信号と
前記周波数信号発生回路の出力する第１の回転速度信号
との誤差を検出する第１の速度制御回路と、前記基準速
度信号と前記位置検出回路の出力する回転位置信号を時
間微分して得られる第２の回転速度信号との誤差を検出
する第２の速度制御回路と、前記第１の速度制御回路の
出力する第１の速度制御信号と第２の速度制御信号との
いずれか一方を選択して出力する切替え回路と、前記位
置制御回路の出力する位置制御信号と、前記切替回路の
出力信号とを混合する混合回路とを備え、前記混合回路
の出力により、その位置誤差及び速度誤差がに最小にな
るように帰還をかけることにより、前記モータの回転位
置及び回転速度を制御するように構成したことを特徴と
するモータ制御装置。
【請求項４】モータの回転位置に応じて互いに位相の異
なる第１及び第２の信号を出力する回転検出器と、前記
第１及び第２の信号の１周期より細かい回転位置を検出
する内挿処理回路を含む位置検出回路と、前記第１及び
第２のいずれか一方又は両方の信号から回転速度に対応
した回転速度信号を出力する周波数信号発生回路と、前
記モータの目標位置を示す基準位置信号と前記位置検出
回路の出力する回転位置信号との誤差を検出する位置制
御回路と、前記モータの目標速度を示す基準速度信号と
前記周波数信号発生回路の出力する回転速度信号との誤
差を検出する速度制御回路と、前記位置制御回路の出力
する位置制御信号と前記速度制御回路の出力する速度制
御信号とを切替える切替回路を備え、前記切替回路の出
力によりその位置誤差あるいは速度誤差が最小なるよう
に帰還をかけることにより、前記モータの回転位置ある
いは回転速度を制御するように構成したことを特徴とす
るモータ制御装置。
【請求項５】内挿処理回路が、前記第１、第２の信号よ
り周波数が高くかつ互いに位相が所定角度異なる第１、
第２のキャリヤー信号を発生させる手段と、第１、第２
の信号により第１、第２のキャリヤー信号をそれぞれ変
調する手段と、変調された両信号を加算する手段と、加
算された信号と前記第１または第２のキャリヤー信号と
の位相差を検出する位相検出手段を備え、前記位相検出
手段の出力信号を回転検出器の第１あるいは第２の信号
の１周期より細かい回転位置として出力することを特徴
とする請求項１、２、３または４記載のモータ制御装
置。
【請求項６】内挿処理回路が、所定のタイミングで第
１、第２、第３及び第４のスイッチ切替信号を発生する
スイッチ切替信号発生回路と、前記スイッチ切替信号発
生回路が出力する第１のスイッチ切替信号にしたがっ
て、回転検出器の第１の信号とその反転出力信号との切
替を行いつつ、前記スイッチ切替信号発生回路の出力す
る第３のスイッチ切替信号にしたがって回転検出器の第
１の信号あるいはその反転出力信号をｎ段階（ｎは２以
上の整数）に比率を切替えながら、分圧して出力する第
１の分圧比切替手段と、前記スイッチ切替信号発生回路
の出力する第２のスイッチ切替信号にしたがって、回転
検出器の第２の信号とその反転出力信号との切替を行い
つつ、前記スイッチ切替信号発生回路の出力する第４の
スイッチ切替信号にしたがって前記回転検出器の第２の
信号あるいはその反転出力信号をｎ段階（ｎは２以上の
整数）に比率を切替えながら、分圧して出力する第２の
分圧比切替手段と、前記第１および第２の分圧比切替手
段の各出力信号を加算する加算手段と、前記第１または
第２のスイッチ切替信号と前記加算手段の出力信号との
位相差を検出する位相検出手段とを備え、前記位相検出
手段の出力信号を回転検出器の第１あるいは第２の信号
の１周期より細かい回転位置として出力することを特徴
とする請求項１、２、３または４記載のモータ制御装
置。
【請求項７】内挿処理回路が、所定のタイミングで第１
及び第２のスイッチ切替信号を発生するスイッチ切替信
号発生回路と、前記スイッチ切替信号発生回路が出力す
る第１のスイッチ切替信号にしたがって、回転検出器の
第１の信号とその反転出力信号との間をｎ段階（ｎは２
以上の整数）に比率を切替ながら、分圧して出力する第
１の分圧切替手段と、前記スイッチ切替信号発生回路の
出力する第２のスイッチ切替信号にしたがって回転検出
器の第１の信号とその反転出力信号との間をｎ段階（ｎ
は２以上の整数）に比率を切替ながら、分圧して出力す
る第２の分圧切替手段と、前記第１及び第２の分圧比切
替手段の各出力信号を加算する加算手段と、前記第１ま
たは第２のスイッチ切替信号と前記加算手段の出力信号
との位相差を検出する位相検出手段とを備え、前記位相
検出手段の出力信号を回転検出器の第１あるいは第２の
信号の１周期より細かい回転位置として出力することを
特徴とする請求項１、２、３または４記載のモータ制御
装置。
【請求項８】回転検出器の第１の信号あるいはその反転
出力信号を三角関数に基づいた所定の比率でｎ段階に分
圧して出力する第１の分圧比切替手段と、前記回転検出
器の第２の信号あるいはその反転出力信号を、三角関数
に基づいた所定の比率でｎ段階に分圧して出力する第２
の分圧比切替手段とを備えた請求項６または７記載のモ
ータ制御装置。
【請求項９】被制御モータがブラシ付きＤＣモータまた
はブラシレスモータである請求項１〜８いずれかに記載
のモータ制御装置。
【請求項１０】回転検出器は、モータと一体に回転する
多極着磁された永久磁石と、前記永久磁石の近傍に設置
され、前記モータの回転位置に応じた前記永久磁石によ
る磁力の変化を電気信号に変換する磁電変換素子で構成
された請求項１〜９いずれかに記載のモータ制御装置。