JPH0998594A - 電気モ−タの通電制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＲモ−タの振動によって生じる騒音を効果
的に低減する。所望の回転速度で必要な駆動トルクを得
る。超低速時にトルクリップルの発生を抑制する。 【解決手段】 回転速度とトルクに応じて通電オフ角度
を修正し、しきい値の１０００ｒｐｍ付近では通電期間
を最も短くし、しきい値に比べて回転速度が上がる場合
も下がる場合も通電期間を長くする。また、必要トルク
が増大するにつれて、通電期間を長くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気モ−タの通電
制御に関し、特にスイッチドリラクタンスモ−タを駆動
する用途に適する通電制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スイッチドリラクタンスモ−タ（以下、
ＳＲモ−タと言う）は、例えば図１８に示すように、非
常に単純な構造になっている。ＳＲモ−タの回転子Ｒ
は、単に鉄板を積層して構成した鉄心であり、その外周
面上には、その外周を囲む固定子Ｓに向かって突出する
ように形成された複数の歯（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ）
を有している。また固定子は、鉄板を積層して構成した
環状鉄心の内周面に沿って形成された複数の歯（Ｓａ，
Ｓｂ，Ｓｃ，・・・）に、それぞれ電気コイルＣを集中
巻して構成される。この種のＳＲモ−タにおいては、各
電気コイルの通電により、固定子の各歯の部分に電磁石
が形成され、回転子の各歯を固定子の磁力で吸引するこ
とによって回転子が回転する。従って、回転子の各歯の
回転位置に応じて、固定子の各歯に巻回されたコイルの
通電状態を順次に切換えることによって、回転子を希望
する方向に回転させることができる。

【０００３】この種のＳＲモ−タに関する従来技術は、
例えば、特開平１−２９８９４０号公報に開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＳＲモ−タは、構造が
簡単で、機械的に頑丈であり、高温下での動作も可能で
ある等々の長所を有しているが、ほとんど実用的に利用
されていないのが実情である。その原因の１つは、回転
時に発生する騒音が大きいことである。

【０００５】ＳＲモ−タの制御においては、一般に回転
子の各極が特定の回転位置にある時に、固定子各極に対
する通電のオン／オフを切換えるので、その切換時に、
回転子に加わる磁気吸引力の大きさが急激に変化する。
そのため、回転子及び固定子には、比較的大きな機械振
動が発生する。この振動によって騒音が生じる。

【０００６】本発明は、ＳＲモ−タのような電気モ−タ
の制御において、回転速度及び必要トルクの様々な変化
に適応して円滑にモ−タを駆動するとともに、騒音の発
生を抑制することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１では、電気モ−タの回転方向に関する固定
子と回転子との相対位置を検出し、検出した前記相対位
置が第１の状態にある時に前記電気モ−タを駆動する電
気コイルの通電を開始し、前記相対位置が第２の状態に
ある時に前記電気コイルの通電を終了する、電気モ−タ
の通電制御方法において：前記電気モ−タの回転速度を
入力して、該回転速度に応じて前記第２の状態を修正
し、前記回転速度が所定のしきい値を越える場合には、
前記回転速度が小さくなるに従って、前記第２の状態の
修正量を増加し、前記回転速度が前記しきい値以下の場
合には、前記回転速度が大きくなるに従って、前記第２
の状態の修正量を増加し、前記修正量の増大に伴なって
前記電気コイルの実際の通電時間を短くする。

【０００８】

【発明の実施の形態】また請求項２では、電気モ−タの
回転方向に関する固定子と回転子との相対位置を検出
し、検出した前記相対位置が第１の状態にある時に前記
電気モ−タを駆動する電気コイルの通電を開始し、前記
相対位置が第２の状態にある時に前記電気コイルの通電
を終了する、電気モ−タの通電制御方法において：前記
電気モ−タの回転速度と必要トルクとを入力して、それ
らに応じて前記第２の状態を修正し、前記回転速度が所
定のしきい値を越える場合には、前記回転速度が小さく
なるに従って、および／又は前記必要トルクが小さくな
るに従って、前記第２の状態の修正量を増加し、前記回
転速度が前記しきい値以下の場合には、前記回転速度が
大きくなるに従って、および／又は前記必要トルクが小
さくなるに従って、前記第２の状態の修正量を増加し、
前記修正量の増大に伴なって前記電気コイルの実際の通
電時間を短くする。

【０００９】また、請求項３では、前記第２の状態の修
正量の増加に伴なって、前記電気モ−タの駆動トルクの
不足が予想される場合には、前記第２の状態の修正量の
増加に伴なって、前記電気コイルに流す電流を増やすよ
うに制御する。

【００１０】また請求項４では、複数の回転速度および
複数の必要トルクのそれぞれに対応付けられた修正後の
複数の第２の状態が予め保持されたメモリの内容を、入
力した前記電気モ−タの回転速度と必要トルクに応じて
選択的に読み込み、読み込んだ修正後の第２の状態に応
じて、前記電気コイルの通電を終了する、ように制御す
る。

【００１１】図１８に示すＳＲモ−タを制御する場合を
例にして説明する。回転子Ｒは８個の歯（Ｒａ〜Ｒｈ）
を有しているので、それが４５度回転する毎に、固定子
Ｓの歯と回転子Ｒの歯との位置関係は回転前と同じにな
る。従って、回転子Ｒを４５度回転する動作が制御の１
周期（即ち、電気角度の３６０度）になり、その制御の
繰り返しによって、回転子Ｒを連続的に回転させること
ができる。実際には、固定子Ｓの歯Ｓａ，Ｓｄ，Ｓｇ，
Ｓｊに巻回された４個の電気コイルＣを第１相（ＰＨ
１）、固定子Ｓの歯Ｓｂ，Ｓｅ，Ｓｈ，Ｓｋに巻回され
た４個の電気コイルＣを第２相（ＰＨ２）、固定子Ｓの
歯Ｓｃ，Ｓｆ，Ｓｉ，Ｓｌに巻回された４個の電気コイ
ルＣを第３相（ＰＨ３）にそれぞれ区分し、固定子Ｓと
回転子Ｒの各歯の相対位置に応じて、前記３相の電気コ
イルに３相の直流電源から順次に電流を供給すると、回
転子Ｒを回転させることができる。

【００１２】例えば、固定子Ｓと回転子Ｒの各歯の相対
位置が、第１８図の状態である場合に、第３相の電気コ
イルに通電し、第１相及び第２相の電気コイルを非通電
にすれば、歯Ｓｃ，Ｓｆ，Ｓｉ及びＳｌのみが電磁石に
なり、これらの歯はそれぞれ回転子の歯Ｒｈ，Ｒｆ，Ｒ
ｄ及びＲｂを吸引するので、回転子Ｒが時計回りに回転
する。実際には、回転子（ロ−タ）Ｒの回転角度に応じ
て、図１７に示すように各相の電気コイルに通電すれば
よい。なお図１７では、図１８に示す状態を電気角度お
よび回転角度の０度に定めた。

【００１３】ＳＲモ−タを駆動する場合の各電気コイル
の通電タイミングを決定する場合には、基本的に、次の
点が重視される。回転子の吸引しようとする歯の位置
が、電磁石となる固定子の歯と対向しはじめる位置に達
した時に充分な電流を流すことのできる時に通電を開始
する。そして、目的とする駆動方向に対して逆方向のト
ルクが働き始める前に通電を終了する。また実際には、
通電を開始してから電流値が所定値に達するまでの立上
り所要時間や、通電を終了してから電流値が充分に減衰
するまでの立下り所要時間も考慮される。一般的には、
３相の電源で連続的な駆動力を均等に発生する必要があ
るので、電気角度の１２０度に相当する期間に各相の電
気コイルに所定の電流を流す必要がある。

【００１４】従って基本的には、図１７の上側に示すよ
うなタイミングで、各相の電気コイルに通電することに
なる。例えば図１８に示す状態（電気角度：０度）を基
準にして、時計回りに回転子を回転させる場合、図２０
に示すように電気角度の約２３０度回転した時に、固定
子の歯Ｓａに回転子の歯Ｒｂが近づくので、その時に歯
Ｓａに巻回した電気コイルに（第１相の）電流を流す必
要があり、電流の立上り時間を考慮すれば、電気角度の
２００度程度のタイミングで通電を開始するのが一般的
である。また、電気角度の３６０度（回転角度：４５
度）回転して、図１８と相似な状態に戻ると、それ以降
は、回転に伴って固定子の歯Ｓａから回転子の図１８に
示す歯Ｒａの位置にある歯が離れるので、両者の間の吸
引力は回転に対して制動をかける方向に働く。従って、
電気角度の３６０度で電流値を充分に小さくするため
に、立下り所要時間を考慮して、電気角度の３２０度程
度のタイミングで通電を終了するのが一般的である。第
２相及び第３相についても同様にして決定できる。

【００１５】しかしながら、例えばある種のＳＲモ−タ
においては、一般的な制御を実施した場合には、１００
０［ｒｐｍ］程度の回転速度において非常に大きな騒音
が発生することが確かめられている。この騒音を抑制す
るのは重要な課題である。また、比較的高い回転速度に
おいては、騒音は小さくなる。

【００１６】本発明者の様々な実験の結果、通電終了の
タイミングを調整すれば、騒音を効果的に抑制しうるこ
とが見い出された。例えば、図１７に示す上側の例で
は、第１相の通電終了を電気角度の３２０度に定めてあ
るが、このタイミングを早めて例えば図１７の下側に示
すように電気角度の２８０度で通電を終了するように変
更すると、騒音が小さくなる。しかしながら、通電開始
タイミングを固定して、通電終了タイミングを早くする
と、実際の通電期間が短くなるので、得られる駆動トル
クが小さくなり、モ−タを高速で回転させたい場合や大
きなトルクを必要とする場合には問題が生じる。また、
各相の通電期間を短くすると、各相の通電期間の間に非
通電の期間が生じることになるため、発生するトルクが
間欠的になり、例えば５００［ｒｐｍ］程度の極低速で
駆動する場合には、トルクリップルの発生が大きな問題
になる。

【００１７】本発明の請求項１においては、電気モ−タ
の回転速度を入力して、該回転速度に応じて通電を終了
するタイミングを決定する第２の状態を修正する。そし
て、前記回転速度が所定のしきい値（例えば１０００ｒ
ｐｍ）を越える場合には、前記回転速度が小さくなるに
従って、前記第２の状態の修正量（早め角度）を増加
し、前記回転速度が前記しきい値以下の場合には、前記
回転速度が大きくなるに従って、前記第２の状態の修正
量を増加し、前記修正量の増大に伴なって前記電気コイ
ルの実際の通電時間を短くする。

【００１８】これによれば、しきい値近傍の回転速度に
おいては、基準状態（例えば図１７の上側のタイミン
グ）に比べて通電終了のタイミングを大幅に早めること
ができるので、騒音の発生を抑制することができる。し
きい値以下の回転速度では、回転速度が小さくなるに従
って修正量を小さくするので、非通電の期間が短くな
り、顕著なトルクリップルが生じるのを防止しうる。ま
た、しきい値を越える回転速度では、回転速度が大きく
なるに従って修正量を小さくするので、実際の通電期間
が充分長くなり、高速回転する場合でも、それに必要な
駆動トルクを得ることができる。

【００１９】また本発明の請求項２においては、電気モ
−タの回転速度と必要トルクとを入力して、それらに応
じて通電を終了する第２の状態を修正し、前記回転速度
が所定のしきい値（例えば１０００ｒｐｍ）を越える場
合には、前記回転速度が小さくなるに従って、および／
又は前記必要トルクが小さくなるに従って、前記第２の
状態の修正量を増加し、前記回転速度が前記しきい値以
下の場合には、前記回転速度が大きくなるに従って、お
よび／又は前記必要トルクが小さくなるに従って、前記
第２の状態の修正量を増加し、前記修正量の増大に伴な
って前記電気コイルの実際の通電時間を短くする。

【００２０】これによれば、しきい値近傍の回転速度に
おいては、基準状態（例えば図１７の上側のタイミン
グ）に比べて通電終了のタイミングを大幅に早めること
ができるので、騒音の発生を抑制することができる。し
きい値以下の回転速度では、回転速度が小さくなるに従
って修正量を小さくするので、非通電の期間が短くな
り、顕著なトルクリップルが生じるのを防止しうる。ま
た、しきい値を越える回転速度では、回転速度が大きく
なるに従って修正量を小さくするので、実際の通電期間
が充分長くなり、高速回転する場合でも、それに必要な
駆動トルクを得ることができる。更に、必要トルクが増
大するに従って、修正量を小さくするので、それによっ
て実際の通電期間が充分長くなり、必要な駆動トルクを
得ることができる。

【００２１】請求項３においては、前記第２の状態の修
正量の増加に伴なって、前記電気モ−タの駆動トルクの
不足が予想される場合には、前記第２の状態の修正量の
増加に伴なって、前記電気コイルに流す電流を増やす。
第２の状態の修正量を増加すると、それに伴なって実際
の通電期間が短くなるので、発生する駆動トルクは減少
する。しかし、電流値を増やせば、駆動トルクの減少分
を補償することができる。例えば、回転速度が前記しき
い値よりも低い領域では、回転速度の増大に伴なって修
正量を増やすので通電時間が短くなるが、それと同時に
電流を増やせば、駆動トルクの不足を補うことができ
る。

【００２２】請求項４においては、様々な回転速度およ
び様々な必要トルクのそれぞれに対応付けられた修正後
の複数の第２の状態を予めメモリに保持しておき、入力
した前記電気モ−タの回転速度と必要トルクに応じて、
前記メモリの内容を、選択的に読み込み、読み込んだ修
正後の第２の状態に応じて、前記電気コイルの通電を終
了するように制御する。これによれば、複雑な計算が不
要であり、簡単な処理だけで最適な通電終了タイミング
を決定することができる。

【００２３】

【実施例】実施例の装置の構成を図１に示す。図１に示
す装置は、電気自動車の駆動ユニットの主要部分を構成
している。この例では、駆動源として１個のＳＲモ−タ
１が備わっており、このＳＲモ−タ１はコントロ−ラＥ
ＣＵによって制御される。コントロ−ラＥＣＵは、シフ
トレバ−，ブレ−キスイッチ，アクセルスイッチ，及び
アクセル開度センサから入力される情報に基づいて、Ｓ
Ｒモ−タ１の駆動を制御する。電源はバッテリ−から供
給される。

【００２４】ＳＲモ−タ１の基本的な構成を図１８に示
す。図１８に示すＳＲモ−タ１は、固定子Ｓとその内空
間に回動自在に支持された回転子Ｒとで構成されてい
る。回転子Ｒは、多数枚の薄い鉄板を積層して構成して
あり、外周の互いに４５度ずつずれた位置に、外側に向
かって突出した８つの極部Ｒａ〜Ｒｈが形成されてい
る。固定子Ｓも多数枚の薄い鉄板を積層して構成してあ
り、内周の互いに３０度ずつずれた位置に、内側に向か
って突出した１２個の極部Ｓａ〜Ｓｌが形成されてい
る。固定子Ｓの極部Ｓａ〜Ｓｌには、電気コイルＣがそ
れぞれ巻回されている。極部Ｓａ，Ｓｄ，Ｓｇ，Ｓｊに
巻回された電気コイルＣが図１に示す１相コイル１ａ、
極部Ｓｂ，Ｓｅ，Ｓｈ，Ｓｋに巻回された電気コイルＣ
が図１に示す２相コイル１ｂ、極部Ｓｃ，Ｓｆ，Ｓｉ，
Ｓｌに巻回された電気コイルＣが図１に示す３相コイル
１ｃにそれぞれ相当する。

【００２５】回転子Ｒの極の位置に応じて、図１７に示
すＰＨ１電流波形，ＰＨ２電流波形，及びＰＨ３電流波
形のような電流を１相コイル１ａ，２相コイル１ｂ，及
び３相コイル１ｃにそれぞれ流すことによって、図１７
における時計回りに、連続的に回転子Ｒを回転駆動する
ことができる。即ち、固定子Ｓの通電した極部が電磁石
を構成するので、その電磁石に近い位置にある回転子Ｒ
の極部が電磁石に吸引されて回転移動する。回転を継続
するためには、回転子Ｒの回転移動に伴なってコイルの
通電を切換える必要がある。実際には、このＳＲモ−タ
１の場合、一般的には回転子Ｒが１５度回転する毎に、
通電するコイルを第１相−第２相−第３相と切換えれば
よい。

【００２６】再び図１を参照して説明を続ける。ＳＲモ
−タ１には、それを駆動するための３相のコイル１ａ，
１ｂ，１ｃと、回転子Ｒの回転位置（角度）を検出する
角度センサ１ｄが備わっている。３相のコイル１ａ，１
ｂ及び１ｃは、それぞれ、コントロ−ラＥＣＵ内部のド
ライバ１８，１９及び１Ａと接続されており、コイル１
ａとドライバ１８とを接続する信号線，コイル１ｂとド
ライバ１９とを接続する信号線，及びコイル１ｃとドラ
イバ１Ａとを接続する信号線には、それぞれ、電流セン
サ２，３及び４が設置されている。これらの電流センサ
２，３及び４は、それぞれ、コイル１ａ，１ｂ及び１ｃ
に実際に流れる電流に比例する電圧を電流信号Ｓ６とし
て出力する。この実施例においては、角度センサ１ｄと
して、多摩川精機製のＴＳ２０２８Ｎ９４Ｅ２１を使用
している。この角度センサ１ｄは、図７に示すように、
０〜３６０度の角度の絶対値を示す１１ビットの２値信
号を出力する。検出角度の最小分解能は０．３５度であ
る。

【００２７】コントロ−ラＥＣＵの内部には、ＣＰＵ
（マイクロコンピュ−タ）１１，入力インタ−フェ−ス
１２，電流マップメモリ１３ａ，ＰＷＭマップメモリ１
３ｂ，波形マップメモリ１３ｃ，電源回路１４，電流波
形生成回路１５，加算回路１６，方向検出回路５，Ｄ／
Ａ変換器６，比較回路７，出力判定回路１７，ドライバ
１８，１９及び１Ａが備わっている。このコントロ−ラ
ＥＣＵは、シフトレバ−，ブレ−キスイッチ，アクセル
スイッチ，及びアクセル開度センサから入力される情報
に基づいて、ＳＲモ−タ１の駆動速度及び必要トルクを
逐次計算し、その計算の結果に基づいて、ＳＲモ−タ１
のコイル１ａ，１ｂ及び１ｃの各々に流す電流を制御す
る。

【００２８】図１の回路の一部分の具体的な構成を図２
に示す。図２は、ＳＲモ−タ１のコイル１ａの通電を制
御する回路のみを示しており、実際には他のコイル１ｂ
及び１ｃの通電を制御する同様の回路がそれぞれ含まれ
ている。

【００２９】図２を参照すると、コイル１ａの一端は、
スイッチングトランジスタ（ＩＧＢＴ）１８ａを介して
電源の高電位ライン１８ｅと接続され、コイル１ａの他
端は、スイッチングトランジスタ（ＩＧＢＴ）１８ｂを
介して電源の低電位ライン１８ｆと接続されている。ま
た、トランジスタ１８ａのエミッタと低電位ライン１８
ｆとの間にはダイオ−ド１８ｃが接続され、トランジス
タ１８ｄのエミッタと高電位ライン１８ｅとの間にはダ
イオ−ド１８ｄが接続されている。従って、トランジス
タ１８ａ及び１８ｂの両方をオン（導通状態）にすれ
ば、電源ライン１８ｅ，１８ｆとコイル１ａとの間に電
流が流れ、いずれか一方、又は両方をオフ（非導通状
態）にすれば、コイル１ａの通電を停止することができ
る。

【００３０】出力判定回路１７には、２つのアンドゲ−
ト１７ａ，１７ｂとタイミング制御回路１７ｃが備わっ
ている。アンドゲ−ト１７ａの出力端子はトランジスタ
１８ｂのゲ−ト端子と接続されており、アンドゲ−ト１
７ｂの出力端子は、タイミング制御回路１７ｃの入力に
接続されている。タイミング制御回路１７ｃの出力が、
トランジスタ１８ａのゲ−ト端子と接続されている。ア
ンドゲ−ト１７ａの入力端子には信号Ｓ１０とＳ５が入
力され、アンドゲ−ト１７ｂの入力端子には、信号Ｓ７
１及びＳ５が入力される。信号Ｓ７１は、比較回路７の
アナログ比較器７ａが出力する２値信号である。また信
号Ｓ５は、電流波形生成回路１５が出力する２値信号
（オン／オフ信号）である。

【００３１】アナログ比較器７ａの一方の入力端子に
は、電流波形生成回路１５が出力する基準電流値Ｓ４に
振動補償値及び加速度補償値を加算回路１６で加算した
結果を、Ｄ／Ａ変換器６で変換したアナログ電圧Ｖｒ２
が印加され、他方の入力端子には、電流センサ２が検出
した電流に対応する信号Ｓ６の電圧（Ｖｓ６）が印加さ
れる。アナログ比較器７ａは、電圧Ｖｒ２とＶｓ６とを
比較した結果を２値信号Ｓ７１として出力する。

【００３２】信号Ｓ５が高レベルＨ（通電オン）の時に
は、アナログ比較器７ａが出力する２値信号Ｓ７１に基
づいて、トランジスタ１８ａのオン／オフが制御され
る。但し、２値信号Ｓ７１のオン／オフとトランジスタ
１８ａのオン／オフとの関係は１対１ではなく、タイミ
ング制御回路１７ｃによってタイミングが調整される。
これについては後で詳細に説明する。また信号Ｓ５が高
レベルＨ（通電オン）の時には、ドライバ１８のトラン
ジスタ１８ｂは、アンドゲ−ト１７ａに入力される２値
信号Ｓ１０に応じてオン／オフする。この２値信号Ｓ１
０は、ＣＰＵ１１の内部で生成される信号であり、信号
の周期は一定（１５ＫＨｚ）、デュ−ティは可変になっ
ている。また、信号Ｓ１０のデュ−ティは、ＣＰＵ１１
の処理によって必要に応じて変更される。実際には、Ｃ
ＰＵ１１は、その時のモ−タの回転数（ｒｐｍ）と必要
な駆動トルクに基づいて、オンデュ−ティ値をそれに接
続されたＰＷＭマップメモリ１３ｂに保持されたテ−ブ
ル（図１３参照）の参照により得て、この値のデュ−テ
ィを有する信号Ｓ１０を出力する。

【００３３】つまりこの実施例では、トランジスタ１８
ａ及び１８ｂが、それぞれ互いに独立した制御信号Ｓ８
１及びＳ８２によって、独立にオン／オフ制御されるの
で、ドライバ１８の通電制御状態としては、トランジス
タ１８ａ，１８ｂが共にオンする状態と、共にオフする
状態と、一方がオンして他方がオフする状態との３状態
が存在する。

【００３４】例えば通電を開始する時に、トランジスタ
１８ｂがオンであると仮定すると、電流の基準レベルＶ
ｒ２を０からＩｒｅｆに切換えると、Ｖｒ２＞Ｖｓ６に
なるため、まずトランジスタ１８ａがオン状態になり、
負荷に流れる電流は、０から駆動回路及び負荷の特性
（時定数）によって定まる傾きで徐々に上昇する。そし
て、負荷に流れる電流がＩｒｅｆに達した後、トランジ
スタ１８ａがオフ→オン→オフ→オン→・・・を繰り返
し、電流の最大値がＩｒｅｆとほぼ等しくなるように制
御される。また、通電を終了する時に、基準電流値をＩ
ｒｅｆから０に切換えると、Ｖｒ２＜Ｖｓ６になるた
め、トランジスタ１８ａがオフ状態になり、負荷に流れ
る電流は、駆動回路及び負荷の特性（時定数）によって
定まる傾きで徐々に下降して０になる。

【００３５】しかし実際には、トランジスタ１８ｂに印
加される制御信号Ｓ８２はパルス信号であるため、通電
開始時の立上り期間中でも、トランジスタ１８ｂがオフ
状態の期間が存在し、これの影響を受けて、負荷電流の
立上りカ−ブは変化する。即ち、トランジスタ１８ｂに
印加される制御信号Ｓ８２のデュ−ティに応じて、図１
２に示すように、負荷電流の立上りカ−ブが変化する。
また、通電終了時の立下り期間中でも、トランジスタ１
８ｂがオフ状態の期間とトランジスタ１８ｂがオン状態
の期間とが存在し、それらの比率に応じて、負荷電流の
立下りカ−ブが変化する。

【００３６】図２３及び図２４を参照して説明する。図
２３に示すように、スイッチング手段１８ａ，１８ｂを
共にオンして負荷１ａに電流が流れている状態から、両
方のスイッチング手段１８ａ，１８ｂをオフに切換える
と、負荷１ａに蓄えられたエネルギ−によって流れる電
流は、ダイオ−ドＤ１，Ｄ２を通って、電源の低電位ラ
インから高電位ラインに向かって流れる。この時には、
負荷１ａの端子間の電位差が大きいため、エネルギ−の
放出が速く、電流の減衰速度が速い。つまり、過渡電流
カ−ブの立下りの傾きが大きい。

【００３７】一方、図２４に示すように、スイッチング
手段１８ａ，１８ｂを共にオンして負荷１ａに電流が流
れている状態から、一方のスイッチング手段１８ａだけ
をオフに切換えると、他方のスイッチング手段１８ｂが
オンのままであるため、負荷１ａに蓄えられたエネルギ
−によって流れる電流は、ダイオ−ドＤ１，負荷１ａ，
スイッチング手段１８ｂの閉ル−プを通る。そしてこの
時には、負荷１ａの端子間の電位差が小さくなるため、
エネルギ−の放出は緩やかであり、電流の減衰速度も遅
い。つまり、過渡電流カ−ブの立下りの傾きが小さい。

【００３８】即ち、トランジスタ１８ｂに印加される制
御信号Ｓ８２のデュ−ティの調整によって、負荷電流の
立上り時の波形、ならびに立下り時の波形を制御するこ
とができる。

【００３９】また、比較器７ａの出力する２値信号Ｓ７
１によりチョッピング制御を実施する場合、負荷電流の
立下り速度が比較的速いと、図２３に示すように電流の
変動幅（振幅）が大きく、電流の立下り速度が比較的遅
いと、図２４に示すように電流の変動幅が小さくなる。
電流の変動幅を小さくすることにより、ＳＲモ−タの場
合、回転時に生じる振動及び騒音を大幅に低減しうる。

【００４０】しかしながら、電流の立下り速度が遅い
と、チョッピング制御における目標値（基準レベル）を
変化させた場合に、目標値に対する電流の追従遅れが生
じ易い。モ−タに流す電流のレベルは、駆動トルクの変
更などに伴なって変える必要がある。特にＳＲモ−タを
駆動する場合には、回転子の極の位置に応じて、各コイ
ルの通電／非通電を切換える必要があり、目標値に対す
る電流の追従遅れが生じると、特に高速回転の場合に回
転トルクの低下が著しくなる。

【００４１】この実施例においては、モ−タの回転数
（ｒｐｍ）と必要な駆動トルクに基づいて、信号Ｓ１０
のデュ−ティを自動的に調整するので、回転数が高い、
あるいは大きな駆動トルクを必要とする時には、通電の
立上りが速くなり、目標値の変化に対する電流の追従遅
れが防止される。また、回転数が低い、あるいは大きな
駆動トルクを必要としない時には、負荷電流の立上り，
立下り等の変化速度が遅いため、振動及び騒音の発生が
抑制される。電流の基準レベル（Ｖｒ２）の波形を短い
期間で細かく調整するのは困難であるが、信号Ｓ１０の
デュ−ティの調整は容易である。

【００４２】ところで、比較器７ａの比較結果に従っ
て、トランジスタ１８ａは通常、短い周期でオン／オフ
を繰り返すが、仮に比較器７ａが出力する信号Ｓ７１を
そのままトランジスタ１８ａに印加すると、トランジス
タ１８ａのオン／オフ周期は、その通電回路の特性，モ
−タのコイルのインピ−ダンスなどによって定まり、温
度，湿度等の環境変化の影響も受ける。その場合、トラ
ンジスタ１８ａのオン／オフ周波数が異常に高くなる場
合もある。しかし、通電をオン／オフする周波数が高く
なると、それに伴なって、トランジスタ１８ａにおける
損失が増大し、発熱量も増大する。また逆に、通電をオ
ン／オフする周波数が人間の可聴周波数の上限よりも低
い場合、電流のスイッチングによって生じる機械振動
が、ノイズとして人間に聞こえることになる。従って、
トランジスタ１８ａのオン／オフ周波数を、一般的な人
間の可聴周波数の上限より僅かに高い周波数（例えば１
５ＫＨｚ）になるように制御するのが望ましい。

【００４３】トランジスタ１８ａのオン／オフ周波数を
制御するために、この実施例の装置を試作する前に、図
１１に（ａ）として示す制御を実施した。この制御につ
いて説明する。即ち、周期が一定の同期信号を用いて、
その周期毎に生じるタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３，・・
・を生成し、トランジスタ１８ａに印加する信号Ｓ８１
ｘを、Ｖｒ２＜Ｖｓ６になる毎にオフレベルに切換え、
タイミングｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・の各々において、
Ｖｒ２＞Ｖｓ６であれば、その時に信号Ｓ８１ｘをオン
レベルに切換えるが、Ｖｒ２≦Ｖｓ６なら信号Ｓ８１ｘ
をオフレベルに維持する。

【００４４】ところが、この制御（図１１の（ａ））で
は、同期信号のタイミング（ｔ４）の直前でＶｒ２＜Ｖ
ｓ６になると、その直後の同期信号のタイミング（ｔ
４）で、Ｖｒ２＜Ｖｓ６であるため、信号Ｓ８１ｘはオ
フレベルに維持される。その結果、信号Ｓ８１ｘのオン
／オフが切換らない期間が長くなり、トランジスタ１８
ａのオン／オフ周波数が人間の可聴周波数の上限より低
くなる時があった。

【００４５】そこでこの実施例では、更に改良されたタ
イミング制御回路１７ｃを用いて、図１１に（ｂ）とし
て示すように制御している。この制御を図１１の（ｂ）
を参照して説明する。周期が一定の同期信号を用いて、
その周期毎に生じるタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３，・・
・を生成する。信号ＦＥは、Ｖｓ６＞Ｖｒ２になった時
に高レベルＨ（オン不可）に切換え、同期信号の各タイ
ミングｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・でそれぞれ低レベルＬ
（オン可）に切換える。そして、信号Ｓ８１をオフに切
換える条件は、Ｖｓ６＞Ｖｒ２になった時であり、信号
Ｓ８１をオンに切換える条件は、信号ＦＥがオン可で、
かつＶｓ６≦Ｖｒ２になった時である。この制御によれ
ば、同期信号のタイミング（ｔ４）の直前でＶｒ２＜Ｖ
ｓ６になり、その直後の同期信号のタイミング（ｔ４）
で、Ｖｒ２＜Ｖｓ６であっても、信号ＦＥがオン可に切
換わった後でＶｓ６＞Ｖｒ２になれば、その時に信号Ｓ
８１がオンに切換るため、信号Ｓ８１のオン／オフ周期
は、同期信号の周期（基準チョッピング周期）とほぼ同
一になり、周波数の変化はあまり生じない。このため、
同期信号の周波数を人間の可聴周波数の上限より僅かに
高く設定することにより、可聴周波数のノイズの発生を
防止し、しかも大きな発熱の発生も防止しうる。

【００４６】実際のタイミング制御回路１７ｃの構成を
図３に示し、回路中の各部の信号波形の例を図１０に示
す。この実施例では、同期信号ＣＬＫ１５Ｋとして、周
波数が１５ＫＨｚのパルス信号を用いている。図３に示
す回路は、ゲ−ト回路１７１，１７４，１７７，１７８
及び１７９と、Ｄ型のフリップフロップ１７２，１７
３，１７６及び１７Ａと、インバ−タ１７５を備えてい
る。図１０に示すように、信号ＦＥは、入力信号Ｓ７１
がＶｓ６＞Ｖｒ２の条件になると、「オン不可」に切換
り、１５ＫＨｚの同期信号ＣＬＫ１５Ｋの立上りのタイ
ミングで「オン可」に切換る。そして信号Ｓ８１は、入
力信号Ｓ７１がＶｓ６＞Ｖｒ２の条件になると、オフに
切換り、信号ＦＥの「オン不可」が解除された後で、入
力信号Ｓ７１がＶｓ６＜Ｖｒ２になると、オンに切換
る。従って、タイミング制御回路１７ｃを用いることに
より、図１１に（ｂ）として示す制御が実現する。

【００４７】ところで、例えばモ−タ１の回転加速度を
目標加速度に正確に追従させるために、加速度のフィ−
ドバック制御を実施するのが望ましい。この実施例にお
いては、比較器７ａに入力する電流の基準レベルＶｒ２
を制御することにより、モ−タ１の電流値を制御してい
るが、電流の微妙な波形の制御をも可能にするために、
モ−タ１の微小回転角度（０．７度）毎に、独立した電
流値が基準レベルＶｒ２に割り当てられる。このため、
例えば回転数（ｒｐｍ）や必要トルクの変更に伴なっ
て、モ−タ１の付勢量を調整する場合には、各相のコイ
ルの全角度の電流値をそれぞれ計算して、それらの値を
メモリに更新登録しなければならない。即ち、制御量の
更新に非常に時間がかかるため、制御系の応答が非常に
遅い。このような多数の電流値を調整する制御系（電流
波形生成回路１５）に、加速度フィ−ドバック制御を含
めると、加速度変化に対する速い応答は期待できない。

【００４８】そこでこの実施例においては、電流波形の
生成とは別の独立した制御系として、加速度フィ−ドバ
ック制御を実施している。即ち、図２に示すように、加
速度フィ−ドバック制御によって生成される加速度補償
値は、加算回路１６によって、電流波形生成回路１５の
出力信号Ｓ４に加算される。従って、この加速度フィ−
ドバック制御系には、格別に時間のかかる処理が含まれ
ないため、加速度制御系の応答速度は速い。

【００４９】加算回路１６においては、加速度補償値の
他に、振動補償値が加算される。この振動補償値は、モ
−タ１の回転方向の微小振動を抑制するための補償値で
ある。本発明者の実験によれば、ＳＲモ−タ１を一定の
方向に回転駆動している間に、その回転子は、一時的に
駆動方向とは逆の方向に回転（振動）する場合があるこ
とが確かめられている。このような逆転による振動を抑
制すれば、ＳＲモ−タ１がより滑らかに駆動され、騒音
も確実に低減される。

【００５０】そこでこの実施例においては、駆動中の回
転方向の逆転を検出し、その逆転を抑制するような振動
補償値を生成し、それを加算回路１６に入力して電流値
を補償している。この振動補償制御系においても、電流
波形の生成とは別の独立した制御系であるため、速い変
化（振動）に対して充分に追従しうる。

【００５１】実際には、図７に示す方向検出回路５を用
いて、角度センサ１ｄが出力する信号の下位２ビットに
基づいて、ＳＲモ−タ１の回転子の回転方向ＣＷ／ＣＣ
Ｗ（前進方向／後退方向）を検出している。図７を参照
すると、方向検出回路５は、Ｄ型のフリップフロップ５
１，５２及び５８とゲ−ト回路５３，５４，５５，５６
及び５７で構成されている。この方向検出回路５の各部
の信号波形の例を図８に示すので参照されたい。角度セ
ンサ１ｄと方向検出回路５を用いることにより、微妙な
逆転をも検出することができる。

【００５２】図１に示すＣＰＵ１１の動作の概略を図１
４に示す。図１４を参照してＣＰＵ１１の動作を説明す
る。電源がオンすると、ステップ６１で初期化を実行す
る。即ち、ＣＰＵ１１の内部メモリの初期化および内部
タイマ，割込等のモ−ドセットを実施した後、システム
の診断を実施し、異常がなければ次の処理に進む。

【００５３】ステップ６２では、シフトレバ−，ブレ−
キスイッチ，アクセルスイッチ，アクセル開度センサの
それぞれが出力する信号の状態を読取る。ステップ６２
で検出した状態に何らかの変化があった場合には、ステ
ップ６３からステップ６４に進む。変化がない時には、
ステップ６３からステップ６５に進む。

【００５４】ステップ６４では、ステップ６２で検出し
た各種状態に基づいて、ＳＲモ−タ１の駆動トルクの目
標値ならびに加速度の目標値を決定する。例えば、アク
セル開度センサによって検出されたアクセル開度が増大
した時には、駆動トルク及び加速度の目標値も増大す
る。また、ここで目標トルクの変化を示すトルク変更フ
ラグをセットする。

【００５５】ステップ６５では、検出された現在のＳＲ
モ−タ１の回転速度を入力する。なお回転速度は、後述
する割込処理によって検出される。そして、ＳＲモ−タ
１の回転速度に変化がある時には、ステップ６６からス
テップ６８に進み、回転速度に変化がなければステップ
６７に進む。ステップ６７では、トルク変更フラグの状
態を調べ、フラグがセットされている時、即ち目標トル
クの変化がある時には、ステップ６８に進み、トルクに
変化がない時にはステップ６２に戻る。

【００５６】ステップ６８では、ＰＷＭマップメモリ１
３ｂを参照してデ−タを入力し、ＣＰＵ１１が出力して
いるパルス信号（ＰＷＭ信号）Ｓ１０のデュ−ティを変
更する。このパルス信号Ｓ１０は、モ−タ１の駆動中は
常時出力されており、その周期は１５ＫＨｚに固定され
ているが、デュ−ティはその時の状態に応じて変更され
る。

【００５７】即ち、ＰＷＭマップメモリ１３ｂは、予め
様々なデ−タを登録した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
で構成してあり、図１３に示すように、様々なトルクと
様々な回転数（モ−タの回転速度）のそれぞれに対応付
けられた多数のデ−タＰｎｍ（ｎ：トルクに対応する列
の数値，ｍ：回転数に対応する行の数値）が保持されて
いる。例えば、デ−タＰ３４には、オンデュ−ティの９
５％を示す数値が保持されているので、例えば、必要ト
ルクが２０［Ｎ・ｍ］で回転数が５００［ｒｐｍ］の時
には、ＣＰＵ１１は、デ−タＰ３４の内容を参照して、
信号Ｓ１０のオン時間が９５％になるようにそのデュ−
ティを更新する。

【００５８】次のステップ６９では、電流マップメモリ
１３ａ及び波形マップメモリ１３ｃから、それぞれデ−
タを入力する。この実施例では、電流マップメモリ１３
ａ及び波形マップメモリ１３ｃは、予め様々なデ−タを
登録した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）で構成してあ
り、電流マップメモリ１３ａには図２２に示すようなデ
−タが保持され、波形マップメモリ１３ｃには図２１に
示すようなデ−タが保持されている。

【００５９】電流マップメモリ１３ａには、様々な目標
トルクと様々な回転数（モ−タの回転速度）のそれぞれ
に対応付けられた多数のデ−タＣｎｍ（ｎ：トルクに対
応する列の数値，ｍ：回転数に対応する行の数値）が保
持されており、デ−タＣｎｍの１組には、通電オン角
度，通電オフ角度，電流上限値及び波形パタ−ン番号が
含まれている。例えば、トルクが２０［Ｎ・ｍ］で回転
数が５００［ｒｐｍ］の時のデ−タＣ３４の内容は、２
５度，３５度，２００［Ａ］及び波形パタ−ン番号１で
ある。このデ−タＣ３４は、０〜４５度の回転位置の範
囲内における通電情報を示しており、２５〜３５度の範
囲においては、電流の上限値が２００Ａの予め定めた３
番の波形パタ−ンの電流を流し、０〜２５度の範囲及び
３５〜４５度の範囲では電流を遮断することを意味して
いる。ステップ６９では、その時のトルクと回転数に応
じて選択した、Ｃｍｎの１組のデ−タを入力する。

【００６０】従って、トルク毎に、及び回転数毎に、予
め独立した通電オン角度，通電オフ角度，電流上限値及
び波形パタ−ンを与えることができる。しかしこの実施
例では、実際の通電オン角度はトルク及び回転数とは無
関係に一定の値であり、通電オフ角度及び電流上限値は
トルクと回転数に応じて修正される。トルクと回転数に
応じた通電オフ角度の修正量（早め角度：電気角度）の
変化を図１９に示す。図１９に示す修正量は、基準状態
の通電オフ角度に対する変化分である。基準状態の通電
オフ角度は固定値であり、それに図１９に示す各修正量
を加えた通電オフ角度が、それぞれ予め計算により求め
られ、電流マップメモリ１３ａ上に各デ−タＣｍｎとし
て登録されている。

【００６１】実際には、通電オン角度及び通電オフ角度
は、予め次のようにして決定される。図１８に示すＳＲ
モ−タを制御する場合を例にして説明する。回転子Ｒは
８個の歯（Ｒａ〜Ｒｈ）を有しているので、それが４５
度回転する毎に、固定子Ｓの歯と回転子Ｒの歯との位置
関係は回転前と同じになる。従って、回転子Ｒを４５度
回転する動作が制御の１周期（即ち、電気角度の３６０
度）になり、その制御の繰り返しによって、回転子Ｒを
連続的に回転させることができる。実際には、固定子Ｓ
の歯Ｓａ，Ｓｄ，Ｓｇ，Ｓｊに巻回された４個の電気コ
イルＣを第１相（ＰＨ１）、固定子Ｓの歯Ｓｂ，Ｓｅ，
Ｓｈ，Ｓｋに巻回された４個の電気コイルＣを第２相
（ＰＨ２）、固定子Ｓの歯Ｓｃ，Ｓｆ，Ｓｉ，Ｓｌに巻
回された４個の電気コイルＣを第３相（ＰＨ３）にそれ
ぞれ区分し、固定子Ｓと回転子Ｒの各歯の相対位置に応
じて、前記３相の電気コイルに３相の直流電源から順次
に電流を供給すると、回転子Ｒを回転させることができ
る。

【００６２】例えば、固定子Ｓと回転子Ｒの各歯の相対
位置が、第１８図の状態である場合に、第３相の電気コ
イルに通電し、第１相及び第２相の電気コイルを非通電
にすれば、歯Ｓｃ，Ｓｆ，Ｓｉ及びＳｌのみが電磁石に
なり、これらの歯はそれぞれ回転子の歯Ｒｈ，Ｒｆ，Ｒ
ｄ及びＲｂを吸引するので、回転子Ｒが時計回りに回転
する。実際には、回転子（ロ−タ）Ｒの回転角度に応じ
て、図１７に示すように各相の電気コイルに通電すれば
よい。なお図１７では、図１８に示す状態を電気角度お
よび回転角度の０度に定めた。

【００６３】ＳＲモ−タを駆動する場合の各電気コイル
の通電タイミングを決定する場合には、基本的に、次の
点が重視される。回転子の吸引しようとする歯の位置
が、電磁石となる固定子の歯と対向しはじめる位置に達
した時に充分な電流を流すことのできるようにそれより
前に通電を開始する。そして、目的とする駆動方向に対
して逆方向のトルクが働き始める前に通電を終了する。
実際には、通電を開始してから電流値が所定値に達する
までの立上り所要時間や、通電を終了してから電流値が
充分に減衰するまでの立下り所要時間も考慮される。ま
た一般的に、３相の電源で連続的な駆動力を均等に発生
する必要があるので、電気角度の１２０度に相当する期
間に各相の電気コイルに所定の電流を流す必要がある。

【００６４】従って基本的には、図１７の上側に示すよ
うなタイミングで、各相の電気コイルに通電することに
なる。例えば図１８に示す状態（電気角度：０度）を基
準にして、時計回りに回転子を回転させる場合、図２０
に示すように電気角度の約２３０度回転した時に、固定
子の歯Ｓａに回転子の歯Ｒｂが近づくので、その時に歯
Ｓａに巻回した電気コイルに（第１相の）電流を流す必
要があり、電流の立上り時間を考慮すれば、電気角度の
２００度程度のタイミングで通電を開始するのが一般的
である。また、電気角度の３６０度（回転角度：４５
度）回転して、図１８と相似な状態に戻ると、それ以降
は、回転に伴って固定子の歯Ｓａから回転子の図１８に
示す歯Ｒａの位置にある歯が離れるので、両者の間の吸
引力は回転に対して制動をかける方向に働く。従って、
電気角度の３６０度で電流値を充分に小さくするため
に、立下り所要時間を考慮して、電気角度の３２０度程
度のタイミングで通電を終了するのが一般的である。第
２相及び第３相についても同様にして決定できる。即ち
この例では、基準状態の通電オン角度が２００度、基準
状態の通電オフ角度が３２０度になる。

【００６５】しかしながら、例えばある種のＳＲモ−タ
においては、一般的な制御を実施した場合には、１００
０［ｒｐｍ］程度の回転速度において非常に大きな騒音
が発生することが確かめられている。この騒音を抑制す
るのは重要な課題である。また、比較的高い回転速度に
おいては、騒音は小さくなる。

【００６６】本発明者の様々な実験の結果、通電終了の
タイミングを基準状態に比べて早めるように調整する
と、騒音が低減されることが分かった。例えば、図１７
に示す上側の例では、第１相の通電終了を電気角度の３
２０度に定めてあるが、このタイミングを早めて例えば
図１７の下側に示すように電気角度の２８０度で通電を
終了するように変更すると、騒音は小さくなる。しかし
ながら、通電開始タイミングを固定して、通電終了タイ
ミングを早くすると、実際の通電期間が短くなるので、
得られる駆動トルクが小さくなり、モ−タを高速で回転
させたい場合や大きなトルクを必要とする場合には問題
が生じる。また、各相の通電期間を短くすると、各相の
通電期間の間に非通電の期間が生じることになるため、
発生するトルクが間欠的になり、例えば５００［ｒｐ
ｍ］程度の極低速で駆動する場合には、トルクリップル
の発生が大きな問題になる。

【００６７】そこでこの実施例においては、次のように
して、通電オフ角度の修正量（早め角度：電気角度）を
決定している。まず、トルクリップルの増加を防ぐ為
に、修正量を調整したい回転数範囲をきめ、その最大値
をしきい回転数としておく。しきい回転数より高回転の
領域では、トルクと回転数に応じて、角度修正量を与え
る。基準となる修正量として、次の３点Ａ〜Ｃの修正量
を算出する。これら３点Ａ〜Ｃを図２８に示す： ・しきい回転数（Ｒbase)の最底出力時の最大可能修正
量（Ａ）， ・最高回転時（Ｒmax）の最底出力時の最大可能修正量
（Ｂ）、および、 ・最大出力時（Ｒt，Ｔmax)の最大可能修正量（Ｃ）。

【００６８】これらの値を基に各ポイントでの修正量を
補間する。回転数に関して、比例係数を、 Ｋｒ＝（Ａ−Ｃ）／（Ｒmax−Ｒbase） とする。これを基にしきい回転数最大トルク時の修正量
Ｂ’を算出すると、 Ｂ’＝Ｂ＋Ｋｒ（Ｒt−Ｒbase） となる。このＢ’とＡからトルクに関する比例係数は、 Ｋt＝（Ａ−Ｂ’）／Ｔmax と算定できる。これらを基に、 修正量＝Ａ−〔ＡＢＳ(回転数−Ｒbase)×Ｋｒ〕−（ト
ルク＋Ｋt） と各ポイントの修正量を算定する。さらに、しきい回転
数以下の範囲においては、０rpmでの修正量を０とし、
しきい回転数との間を線形に補間するものとする。

【００６９】図１９は、この実施例で用いる修正量を示
す。このモ−タの場合、各デ−タは、次の通りである： Ａ＝９６（電気角） Ｂ＝２０（電気角） Ｃ＝１６（電気角） Ｒbase，Ｒt＝２６００(rpm) Ｒmax＝９０００(rpm) Ｔmax＝１６５（Ｎ・ｍ）。

【００７０】したがって、修正量（早め角度）は、１０
００［ｒｐｍ］を越える領域では、回転数が上がるに従
って小さくなり、またトルクが増大するにつれて小さく
なる。また修正量（早め角度）は、１０００［ｒｐｍ］
以下の領域では、回転数が下がるに従って小さくなり、
またトルクが増大するにつれて小さくなる。従って、回
転数が１０００［ｒｐｍ］程度の領域では早め角度が増
大し、図１７の下側に示す電流波形のように、より早い
タイミングで通電を終了するので、目的とする駆動方向
と逆方向のトルクが発生するのを確実に防止して、騒音
の発生を抑制しうる。回転数が１０００［ｒｐｍ］より
も大きい領域では、回転数及びトルクの増大に伴って、
修正量（早め角度）が小さくなり、それによって実質上
の通電期間が長くなり、駆動トルクが増大する。回転数
が１０００［ｒｐｍ］より小さい領域では、回転数の低
下に伴って、修正量（早め角度）を小さくするので、ト
ルクリップルの発生が顕著になるのを防止しうる。

【００７１】回転数が１０００［ｒｐｍ］以下の領域で
は、回転数が上がるに従って修正量（早め角度）が大き
くなり、それに伴って通電期間が短くなるので駆動トル
クがより小さくなる。しかし実際には、回転数が上がる
に従ってより大きなトルクを必要とする。そこで、駆動
トルクが不足しないように、電流値を補償している。例
えば、必要なトルクが一定で、回転数が３００［ｒｐ
ｍ］から６００［ｒｐｍ］に増大すると、通電オフ角度
の修正量の増大によって通電期間が短くなり、駆動トル
クが低下するので、その低下を補うために電流値を上げ
る。例えば、図２２に示す電流マップメモリにおいて、
回転数が３００［ｒｐｍ］のデ−タＣ３２の電流上限値
に比べて、回転数が６００［ｒｐｍ］のデ−タＣ３５の
電流上限値は大きい値になっている。従って、電流マッ
プメモリに基づいて電流値を制御することによって、ト
ルク不足の発生を防止しうる。

【００７２】再び図１４を参照して説明を続ける。ステ
ップ６９では、更に、入力したＣｍｎのデ−タに含まれ
る波形パタ−ン番号に対応する１組の波形デ−タを、波
形マップメモリ１３ｃから読み込む。例えば、波形パタ
−ン番号が３の場合には、図２１に示す０，１２，２
６，４０，・・・・の一連の波形デ−タを入力する。こ
の波形デ−タによって、実際にコイルに流す電流の基準
値の波形が決定される。即ち、モ−タの回転子の角度ス
テップ毎に、電流の基準値は細かく調整される。次のス
テップ６Ａでは、ステップ６９で入力したデ−タＣｎｍ
及び波形デ−タに基づいて、通電マップのデ−タを生成
する。即ち、モ−タの回転子の各々の角度ステップに対
応付けられた多数の電流基準値とそれに付随するデ−タ
（詳細は後述する）を生成する。そして、この通電マッ
プのデ−タを、電流波形生成回路１５の内部にあるメモ
リ（双方向性メモリ）に書込む。後述するように、電流
波形生成回路１５は、基準となる１相のデ−タに基づい
て３相全てのデ−タを自動的に生成するので、ステップ
６Ａでは、特定の１相分の通電マップだけを作成し、そ
れを電流波形生成回路１５のメモリに書込む。

【００７３】ＣＰＵ１１は、上述のステップ６２〜６Ａ
の処理を繰り返し実行する。そして、検出したＳＲモ−
タの回転速度及びトルクが一定の場合には、ステップ６
６−６７−６２を通るが、回転速度が変化した場合、又
はトルクが変化した場合には、ステップ６８−６９−６
Ａ−６Ｂを実行するので、電流波形生成回路１５の通電
マップが更新される。

【００７４】また、ステップ６１の初期化を終了した
後、４ｍsec 毎にＣＰＵ１１にタイマ割込みが発生す
る。このタイマ割込みが発生すると、ＣＰＵ１１は図１
５に示す処理を実行する。図１５を参照して説明する。

【００７５】ステップ７１では、カウンタＴＭ２４の値
を参照して、２４ｍsec 周期で生じる所定のタイミング
か否かを識別する。即ち、２４ｍsec に１回の割合い
で、ステップ７１から図１６のステップ８１に進み、そ
れ以外の時にはステップ７１からステップ７２に進む。

【００７６】ステップ７２では、カウンタＴＭ８の値を
参照して、８ｍsec 周期で生じる所定のタイミングか否
かを識別する。即ち、８ｍsec に１回の割合いで、ステ
ップ７２からステップ７Ｃに進み、それ以外の時にはス
テップ７２からステップ７３に進む。

【００７７】ステップ７３においては、ＳＲモ−タ１を
駆動中か否かを識別し、駆動中であれば次にステップ７
４に進み、そうでなければステップ７Ａに進む。ステッ
プ７４では、現在のＳＲモ−タの駆動方向（駆動しよう
としている方向）が正転／逆転のいずれであるかを識別
する。そして次のステップ７５では、現在のＳＲモ−タ
の実際の回転方向が正転／逆転のいずれであるかを識別
する。ＳＲモ−タの実際の回転方向は、方向検出回路５
によって検出されるので、ＣＰＵ１１は、方向検出回路
５が出力する２値信号ＣＷ／ＣＣＷを参照して、ＳＲモ
−タ１の実際の回転方向を識別する。

【００７８】ステップ７６では、ステップ７４で識別し
た現在のＳＲモ−タの駆動方向と、ステップ７５で識別
した現在のＳＲモ−タの実際の回転方向とが一致するか
否かを識別する。一致する場合には、ステップ７Ｂに進
み、振動補償値に０をセットする。また、駆動方向と実
際の回転方向とが一致しない場合、即ち振動により、駆
動方向に対して回転子が逆転方向に回転している時に
は、ステップ７８に進み、予め定めた定数を振動補償値
にセットする。この実施例においては、ステップ７８で
振動補償値にセットする定数（電流値）を＋３０［Ａ］
に定めてある。次のステップ７９では、ステップ７８又
は７Ｂで決定した振動補償値を出力し、それを加算回路
１６に印加する。なお、この振動補償値は、３相の制御
系で共通に利用される。

【００７９】ステップ７Ａでは、カウンタＴＭ２４の値
およびＴＭ８の値をそれぞれ更新（＋１）する。またス
テップ７Ｈでは、次回の割込みを発生させるために、割
込用のタイマを再セットする。

【００８０】一方、８ｍsec に１回の割合いで生じる所
定のタイミングにおいては、まず、ステップ７Ｃでシフ
トレバ−，ブレ−キスイッチ，アクセルスイッチ，アク
セル開度センサ等の状態を、入力インタ−フェ−ス１２
を介して読取り、その結果を内部メモリに保持する。

【００８１】次のステップ７Ｅでは、モ−タの回転速度
を計算する。この実施例では、ＳＲモ−タ１の駆動軸に
連結された角度センサ１ｄが、駆動軸の回転速度に応じ
て周期が変化するパルス信号を出力するので、ＣＰＵ１
１は、角度センサ１ｄが出力する信号のパルス周期を測
定し、この周期に基づいてＳＲモ−タ１の回転速度を検
出する。検出した回転速度のデ−タは内部メモリに保存
する。

【００８２】次のステップ７Ｆでは、互いに異なるタイ
ミングにおいて、ステップ７Ｅで検出された複数の回転
速度のデ−タに基づいて、実加速度を計算する。例え
ば、最新の回転速度と１周期（８ｍsec ）前に検出され
た回転速度との差分を計算することにより、８ｍsec あ
たりの速度変化、即ち加速度を得ることができる。加速
度を得るために利用する回転速度のデ−タ数や計算式
は、必要に応じて変更される。次のステップ７Ｇでは、
カウンタＴＭ８をクリアする。

【００８３】次に、２４ｍsec に１回の割合いで生じる
所定のタイミングにおける動作を、図１６を参照して説
明する。ステップ８１においては、ステップ７Ｅで検出
された最新のモ−タ回転速度を第１のしきい値である５
００［ｒｐｍ］と比較する。そして、回転速度≧５００
ならステップ８４に進み、そうでなければステップ８２
に進む。ステップ８４では高速フラグを１にセットし、
次にステップ８５に進む。

【００８４】また、ステップ８２では、ステップ７Ｅで
検出された最新のモ−タ回転速度を第２のしきい値であ
る３００［ｒｐｍ］と比較する。そして、回転速度≦３
００ならステップ８６に進み、そうでなければステップ
８３に進む。ステップ８６では高速フラグをクリアし
て、次にステップ８７に進む。またステップ８３では、
高速フラグをチェックして、それが１にセットされてい
る場合には、次にステップ８５に進み、高速フラグがク
リアされている場合には、次にステップ８７に進む。

【００８５】ステップ８５では、加速度補償値をクリア
して、次にステップ８Ａに進む。

【００８６】ステップ８７では、前記ステップ６４で決
定した加速度の目標値と、前記ステップ７Ｆで求められ
る実加速度（検出値）とを比較する。そして、目標値≧
検出値なら次にステップ８８に進み、そうでなければ次
にステップ８９に進む。つまり、図２６に示す「第１の
状態」であればステップ８８を実行し、「第２の状態」
であればステップ８９を実行する。

【００８７】ステップ８８及び８９では、いずれもＰＩ
Ｄ（比例・積分・微分）演算を実行して、加速度補償値
を生成する。但し、ステップ８８の演算とステップ８９
の演算とは内容が異なっている。

【００８８】ステップ８８では、前記ステップ６４で決
定した加速度の目標値Ａref と、前記ステップ７Ｆで求
められる実加速度（検出値）Ａｄとの偏差（差分）Ｅａ
を求めた後、加速度偏差Ｅａの単位時間あたりの変化、
即ち時間微分値ｄＥと、加速度偏差Ｅａの積分値ＩＥと
をそれぞれ計算し、次の第(1)式に基づいて、加速度補
償値ＣＰ２を生成する。またステップ８９では、次の第
(2)式に基づいて、加速度補償値ＣＰ２を生成する。

【００８９】 ＣＰ２＝Ｋp1・Ｅａ＋Ｋd1・ｄＥ＋Ｋi1・ＩＥ (1) Ｋp1，Ｋd1，Ｋi1：定数 ＣＰ２＝Ｋp2・Ｅａ＋Ｋd2・ｄＥ＋Ｋi2・ＩＥ (2) Ｋp2，Ｋd2，Ｋi2：定数 Ｋp1＞Ｋp2，Ｋd1＞Ｋd2，Ｋi1＞Ｋi2 従って、仮に目標値Ａref と実加速度Ａｄとの偏差Ｅａ
が等しい場合でも、第(1)式によって求められる加速度
補償値ＣＰ２の絶対値は、第(2)式によって求められる
加速度補償値ＣＰ２の絶対値よりも大きくなる。このよ
うにして決定される加速度補償値ＣＰ２がフィ−ドバッ
ク制御系の帰還量になるので、図２６に示すように、
「第１の状態」における帰還量は、「第２の状態」の帰
還量に比べて大きくなる。

【００９０】即ち、「目標加速度＞実加速度」（第１の
状態）の場合には、加速度の不足を補うための電流補償
量が比較的大きいので、加速度の不足を充分に補って実
加速度を目標加速度に近づけることができる。また、
「目標加速度＜実加速度」（第２の状態）の場合には、
過大な加速度を抑えるための電流補償量が比較的小さい
ので、実加速度を目標加速度に充分に追従させることは
できないが、モ−タの電流値が目標値よりも大きいの
で、加速性能は改善される。モ−タの回転方向の振動に
よって生じる騒音の大きさは、目標加速度と実加速度と
の偏差の大きさで定まるが、前記偏差は、第１の状態で
は非常に小さく、第２の状態でも抑制されるので、偏差
の平均的な振幅は充分に小さくなり、従って騒音が抑制
される。

【００９１】図１６のステップ８Ａでは、加速度補償値
を出力して加算回路１６に入力する。また次のステップ
８Ｂでは、カウンタＴＭ２４をクリアする。

【００９２】図１６に示す処理においては、モ−タの回
転速度が５００[rpm]以上の場合、又はモ−タの回転速
度が３００[rpm]を越えかつ高速フラグがセットされて
いる場合には、ステップ８５に進むので、加速度補償値
がクリアされる。つまりその場合には、加速度を補償す
るためのフィ−ドバック制御は実行されない。このフィ
−ドバック制御が実施されるのは、モ−タの回転速度が
３００[rpm]以下の場合、及びモ−タの回転速度が５０
０[rpm]未満でかつ高速フラグがクリアされている場合
である。

【００９３】前述のように、フィ−ドバック制御に用い
る加速度補償値を得るためには、ステップ８８又は８９
において、微分，積分，掛算等を含む比較的時間のかか
る計算処理（前記第(1)式又は第(2)式）を実行しなけれ
ばならない。また、ＳＲモ−タを駆動するためには、回
転子の回転位置が所定角度変化する毎に、電流を制御し
なければならない。特にこの実施例では、電流波形の切
換え，通電オン／オフ角度の計算等の処理を、回転子の
回転位置の変化に対応して実施しなければならない。と
ころが、ＳＲモ−タの回転速度が速くなるに従って、回
転位置が所定角度変化するのに要する時間が短くなるの
で、電流波形の切換え，通電オン／オフ角度の計算等の
処理に許される時間が短くなり、ＳＲモ−タの回転速度
を所定以上に上げると、許される時間内に処理が終了で
きなくなる。

【００９４】前述の加速度補償のためのフィ−ドバック
制御は、主として、振動の発生を抑制するために実施さ
れる。しかし実際には、振動が発生するのは回転速度が
比較的低速の場合のみである。従って、モ−タの回転速
度が速い場合には、加速度補償のためのフィ−ドバック
制御を省略しても問題は生じない。フィ−ドバック制御
を省略すると、ステップ８８，８９のＰＩＤ演算の実行
も省略できるので、それを省略した分だけ、電流波形の
切換え，通電オン／オフ角度の計算等の処理に許される
時間が長くなる。即ち、ＳＲモ−タの回転速度が速い場
合でも、許された時間内に電流波形の切換え，通電オン
／オフ角度の計算等の処理を確実に終了することができ
る。

【００９５】図１６に示す処理においては、高速フラグ
がクリアされている場合に、加速度補償のためのフィ−
ドバック制御を実行し、高速フラグがセットされている
場合には前記フィ−ドバック制御を省略する。また、高
速フラグの切換えのために参照するしきい値として、５
００[rpm]と３００[rpm]の２つを用いており、高速フラ
グの切換えにヒステリシスを持たせてある。

【００９６】図１の電流波形生成回路１５が出力する電
流指示値Ｓ４と、補正後の電流指示値Ｓ４Ｂの波形例を
図９に示す。図９において、ＣＰ１が振動補償値であ
り、ＣＰ２が加速度補償値である。振動補償値ＣＰ１と
加速度補償値ＣＰ２は、それぞれ３相で共通に利用され
る。また、電流指示値Ｓ４が０の時には、補正後の電流
指示値Ｓ４Ｂも０にする。振動補償値ＣＰ１を電流指示
値Ｓ４に加算することによって、ＳＲモ−タ１の振動が
抑制されるため騒音が低減され、また加速度補償値ＣＰ
２を電流指示値Ｓ４に加算することによって、ＳＲモ−
タ１の加速度制御の応答性が改善される。

【００９７】さて、この実施例では３相のＳＲモ−タ１
を駆動するので、各相のコイルに流す電流の指示値を３
相分生成する必要がある。この実施例では、電流指示値
を回転子の位置（微小角度ステップ）毎にそれぞれ調整
して通電波形を最適化しようとしているので、電流指示
値Ｓ４の生成は非常に難しい。しかも、回転子が微小回
転する毎に電流指示値を変える必要があるので、電流指
示値Ｓ４の更新は瞬時に実行できなければならない。こ
のような信号を発生するためには、メモリに多数の電流
指示値（通電マップ）を予め登録して、メモリのアドレ
スを回転子の位置（角度ステップ）に対応付け、回転子
の位置が変わる毎に、その位置情報をメモリのアドレス
に印加して、その位置の電流指示値をメモリから読み出
して電流制御系に与えるように制御すればよい。また、
このような回路を３組設置すれば、３相の電流指示値を
生成することが可能である。

【００９８】しかしながら、３相のそれぞれに対応し
て、独立した電流波形生成回路を３組設けると、必要な
メモリの容量が大きくなり、回路構成も複雑化するのは
避けられない。また、ＣＰＵ１１は、モ−タの回転数や
必要トルクが変化する度に、メモリの内容（通電マッ
プ）を書き替えなければならないが、メモリの容量が大
きいと、その内容を全て更新するのに長い時間が必要に
なるため、制御系の応答性が悪くなる。

【００９９】一方、図９及び図２７に示すように、３相
の電流指示値の波形は、互いに相似形であり、互いに波
形の位相（相対角度）だけが異なっている。従って、１
相の電流指示値の波形に基づいて、その位相をずらした
信号を生成すれば、３相の電流指示値を生成することが
可能である。

【０１００】例えば、図５に示すように、第１相の０〜
９０度の範囲内の各角度ステップに対応付けた多数の波
形デ−タ（ハッチングを施した部分）を、それぞれの角
度ステップに対応付けたメモリアドレスに保持しておく
場合には、メモリアドレスに対する指示角度に＋１２０
度（電気角度）の補正を加えることにより、第２相の波
形デ−タを得ることができ、また、メモリアドレスに対
する指示角度に＋２４０度の補正を加えることにより、
第３相の波形デ−タを得ることができる。

【０１０１】即ち、基準となる１相の波形だけをメモリ
に登録しておき、それに基づいて３相の信号波形を生成
することができる。このようにすれば、メモリの容量が
低減され、回路構成が簡略化され、メモリの内容を更新
する処理の所要時間が短縮される。

【０１０２】実際の電流波形生成回路１５の構成を図４
に示し、各部の信号のタイミングを図６に示す。ＣＰＵ
１１が生成する通電マップは、電流波形生成回路１５内
の双方向ＲＡＭ（読み書きメモリ）４９に書込まれる。
この実施例においては、双方向ＲＡＭ４９は、２つのメ
モリバンクを有しており、これら２つのメモリバンクの
うち、一方から波形デ−タの読み出しが実行され、他方
に対してＣＰＵ１１のデ−タ書込みが実行される。従っ
て、波形デ−タの読み出しとＣＰＵ１１のデ−タ書込み
とが同時に実行できる。

【０１０３】双方向ＲＡＭ４９のメモリバンク１はＤ８
００H〜Ｄ８８６H（H：１６進数表記を示す、以下同
様）のメモリアドレスに割当ててあり、メモリバンク２
はＤＣ００H〜ＤＣ８６Hのメモリアドレスに割当ててあ
る。メモリバンク１の領域内は次のように割当ててあ
る。

【０１０４】Ｄ８００H〜Ｄ８７ＦH（１２８バイト）：
回転角度の０．３５度毎の各電流値（４５度：１２８ス
テップ） Ｄ８８０H ：第１相の角度１（通電開始又は終了角度） Ｄ８８１H ：第１相の角度２（通電終了又は開始角度） Ｄ８８２H ：第２相の角度１（通電開始又は終了角度） Ｄ８８３H ：第２相の角度２（通電終了又は開始角度） Ｄ８８４H ：第３相の角度１（通電開始又は終了角度） Ｄ８８５H ：第３相の角度２（通電終了又は開始角度） Ｄ８８６H ：波形の凸／凹（角度１で通電開始→角度２
で通電終了，角度１で通電終了→角度２で通電開始、の
区分） メモリバンク２のメモリ割当ては、アドレスが４００H
ずれる他は、メモリバンク１と同一である。メモリバン
ク１とメモリバンク２の切換えは、双方向ＲＡＭ４９の
アドレスのビット１０（Ａ１０）の制御により実施され
る。

【０１０５】図４及び図６を参照して、電流波形生成回
路１５を説明する。角度センサ１ｄが出力する１０ビッ
トの角度信号ＲＺ０〜ＲＺ９は、ラッチ４１によりラッ
チされ、加算器４７の一方の入力に印加される。また、
角度信号ＲＺ０は、タイミングパルス発生回路４２に印
加される。タイミングパルス発生回路４２は、その内部
で生成する８ＭＨｚのクロックパルスＣＬＫ８Ｍと角度
信号ＲＺ０に基づいて、クロックパルスＣＬＫ１Ａ，Ｃ
ＬＫ１Ｂ，ＣＬＫ２Ａ，ＣＬＫ２Ｂ及びラッチ制御信号
ＬＡＴＺを生成する。

【０１０６】４ビットカウンタ４４は、タイミングパル
ス発生回路４２が出力するクロックパルスＣＬＫ２Ｂを
計数して、０〜１５の範囲の数値を順番に計数値ＣＮＴ
として繰り返し出力する。電流波形生成回路１５の各回
路の動作は、４ビットカウンタ４４が出力する計数値Ｃ
ＮＴの値に応じて決定される。計数値ＣＮＴは、ラッチ
制御回路４５，角度補正出力回路４６，アドレス制御回
路４８，及び駆動信号生成回路４Ｃに入力される。

【０１０７】角度補正出力回路４６は、エンコ−ダであ
り、入力される計数値ＣＮＴの値に応じて、次のような
補正値ＣＰＳをそれぞれ出力する。

【０１０８】 ＣＮＴ：０〜３， ＣＰＳ：０ （０度） ＣＮＴ：４〜７， ＣＰＳ：８４（３０度） ＣＮＴ：８〜１１， ＣＰＳ：４２（１５度） ＣＮＴ：１２〜１５，ＣＰＳ：４２（１５度：ダミ−） 従って、加算器４７の出力には、計数値ＣＮＴが０〜３
の時には、その時の回転子の回転位置（角度：ＲＺ０−
ＲＺ９）がそのまま現われるが、計数値ＣＮＴが４〜７
の時には、３０度分が加算（シフト）され、計数値ＣＮ
Ｔが８〜１１の時には、１５度分が加算（シフト）され
る。なお、計数値ＣＮＴが１２〜１５の時の加算器４７
の出力は利用されない。

【０１０９】アドレス制御回路４８は、入力される計数
値ＣＮＴの値に応じて、次のような８ビット値ＭＡ０７
をそれぞれ出力する。

【０１１０】 ＣＮＴ：０，１，４，５，８，９， ＭＡ０７：加算器４７の出力 ＣＮＴ：２ ＭＡ０７：０ ＣＮＴ：３ ＭＡ０７：１ ＣＮＴ：６ ＭＡ０７：２ ＣＮＴ：７ ＭＡ０７：３ ＣＮＴ：１０ ＭＡ０７：４ ＣＮＴ：１１ ＭＡ０７：５ ＣＮＴ：１２〜１５ ＭＡ０７：６ また、ラッチ制御回路４５は、入力される計数値ＣＮＴ
の値に応じて、次のように２ビット値ＭＡ８９をそれぞ
れ出力する。またメモリ読出し信号ＭＲＤは、計数値Ｃ
ＮＴが０〜１２の間、有効になる。

【０１１１】 ＣＮＴ：０，１，４，５，８，９ ＭＡ８９：００Ｈ ＣＮＴ：２，３，６，７，１０〜１５ ＭＡ８９：０１Ｈ アドレス制御回路４８が出力する８ビット値ＭＡ０７
は、双方向ＲＡＭのアドレスの下位８ビットに印加さ
れ、ラッチ制御回路４５が出力する２ビット値ＭＡ８９
は、双方向ＲＡＭのアドレスの第８ビット及び第９ビッ
トに印加される。従って、双方向ＲＡＭ４９の下位１０
ビットの指定アドレスは、入力される計数値ＣＮＴの値
に応じて次のようになる。

【０１１２】 ＣＮＴ：０，１，４，５，８，９， ＭＡ０７：加算器４７の出力 ＣＮＴ：２ ＭＡ０７：０１００H ＣＮＴ：３ ＭＡ０７：０１０１H ＣＮＴ：６ ＭＡ０７：０１０２H ＣＮＴ：７ ＭＡ０７：０１０３H ＣＮＴ：１０ ＭＡ０７：０１０４H ＣＮＴ：１１ ＭＡ０７：０１０５H ＣＮＴ：１２〜１５ ＭＡ０７：０１０６H つまり、入力される計数値ＣＮＴの値に応じて、それぞ
れ次のような情報が、双方向ＲＡＭ４９から読み出され
る。

【０１１３】 ＣＮＴ：０，１ ＤＡＴＡ：現在の角度の電流値 （第１相の電流値） ＣＮＴ：２ ＤＡＴＡ：第１相の角度１ ＣＮＴ：３ ＤＡＴＡ：第１相の角度２ ＣＮＴ：４，５ ＤＡＴＡ：現在の角度＋３０度の電流値 （第２相の電流値） ＣＮＴ：６ ＤＡＴＡ：第２相の角度１ ＣＮＴ：７ ＤＡＴＡ：第２相の角度２ ＣＮＴ：８，９ ＤＡＴＡ：現在の角度＋１５度の電流値 （第３相の電流値） ＣＮＴ：１０ ＤＡＴＡ：第３相の角度１ ＣＮＴ：１１ ＤＡＴＡ：第３相の角度２ ＣＮＴ：１２〜１５ ＤＡＴＡ：波形の凸／凹区分 計数値ＣＮＴが０，１の時に双方向ＲＡＭ４９から出力
される第１相の電流値（ＤＡＴＡ：８ビット）は、ラッ
チ制御回路４５が出力する信号ＰＨ１Ｃに同期して、ラ
ッチ４Ｅにラッチされる。同様に、計数値ＣＮＴが４，
５の時に双方向ＲＡＭ４９から出力される第２相の電流
値は、ラッチ制御信号ＰＨ２Ｃに同期して、ラッチ４Ｅ
にラッチされ、計数値ＣＮＴが８，９の時に双方向ＲＡ
Ｍ４９から出力される第３相の電流値は、ラッチ制御信
号ＰＨ３Ｃに同期して、ラッチ４Ｅにラッチされる。ラ
ッチ４Ｅから出力される３組（３相）の信号Ｓ４が、図
１に示す加算回路１６に印加される。

【０１１４】一方、コンパレ−タ４Ｂは、加算器４７の
出力と、双方向ＲＡＭ４９の出力とを比較する。ここ
で、実際に利用されるのは、双方向ＲＡＭ４９の出力の
うち、第１相の角度１，第１相の角度２，第２相の角度
１，第２相の角度２，第３相の角度１，第３相の角度２
および波形の凸／凹区分である。即ち、コンパレ−タ４
Ｂは、現在の回転子の角度（＋シフト量）と各相の角度
１，角度２との大小関係を識別する。

【０１１５】コンパレ−タ４Ｂの出力は、ラッチ制御回
路４５が出力する制御信号ＬＴＣＨ１によって、計数値
ＣＮＴが２，３，６，７，１０，１１，１２及び１３の
時に、それぞれ駆動信号生成回路４Ｃの内部でラッチさ
れ利用される。即ち、計数値ＣＮＴが２及び３の時のコ
ンパレ−タ４Ｂの出力を利用して、第１相についての通
電のオン／オフの切換りを示す２値信号を生成し、計数
値ＣＮＴが６及び７の時のコンパレ−タ４Ｂの出力を利
用して、第２相についての通電のオン／オフの切換りを
示す２値信号を生成し、計数値ＣＮＴが１０及び１１の
時のコンパレ−タ４Ｂの出力を利用して、第３相につい
ての通電のオン／オフの切換りを示す２値信号を生成す
る。また、計数値ＣＮＴが１２及び１３の時のコンパレ
−タ４Ｂの出力を利用して、波形の凸／凹を識別し、通
電のオン／オフを示す２値信号（Ｓ５）を生成する。

【０１１６】ところで、加算器４７が出力する８ビット
デ−タは、０〜１２７の範囲にあり、最上位ビットは常
に０である。また、双方向ＲＡＭ４９に保持された第１
相の角度１，第１相の角度２，第２相の角度１，第２相
の角度２，第３相の角度１及び第３相の角度２も０〜１
２７の範囲にあり、最上位ビットは常に０である。一
方、双方向ＲＡＭ４９に保持された波形の凸／凹区分
は、凹波形に２５５が割当てられ、凸波形に０が割り当
てられている。そのため、コンパレ−タ４Ｂが波形の凸
／凹区分と加算器４７の出力とを比較する時には、加算
器４７の出力とは無関係に、波形の凸／凹区分のみに従
ってコンパレ−タ４Ｂの出力が定まる。従って駆動信号
生成回路４Ｃは、計数値ＣＮＴが１２及び１３の時に
は、「波形の凸／凹区分」情報に応じて、出力する３相
の２値信号の波形の凸／凹を決定する。即ち、波形の凸
／凹区分が０の場合： （現在の角度）≦（第１相の角度１）の間はオフ （第１相の角度１）＜（現在の角度）≦（第１相の角度
２）の間はオン （第１相の角度２）＜（現在の角度）の間はオフ となる２値信号（Ｓ５）を生成し、波形の凸／凹区分が
２５５の場合： （現在の角度）≦（第１相の角度１）の間はオン （第１相の角度１）＜（現在の角度）≦（第１相の角度
２）の間はオフ （第１相の角度２）＜（現在の角度）の間はオン となる２値信号（Ｓ５）を生成する。第２相，第３相の
２値信号（Ｓ５）についても同様である。

【０１１７】駆動信号生成回路４Ｃが生成する第１相，
第２相および第３相の２値信号（Ｓ５）は、それぞれ駆
動信号生成回路４Ｃから出力されてラッチ４Ｄに入力さ
れる。そして、全ての２値信号の状態が確定するタイミ
ング（ＣＮＴ：１３）でラッチ制御回路４５から出力さ
れるラッチ制御信号ＬＴＣＨ１に同期して現われる制御
信号ＬＡＴ０によって、駆動信号生成回路４Ｃが出力す
る３つの２値信号はラッチ４Ｄにラッチされ、３相の２
値信号Ｓ５として、出力判定回路１７に印加される。

【０１１８】以上に説明した実施例のトルク／回転数特
性を、従来例と比較して図２８に示す。なお、ここで、
実施例のトルク／回転数特性は、図１９に示す修正量に
基づいて通電時間を制御したものであり、従来例は、図
１７の上側に示す通電タイミングのものである。

【０１１９】上記実施例においては、マイクロコンピュ
−タの処理を簡単にするために、回転数及びトルクに応
じた図１９に示すような補償量が加えられた通電オフ角
度をそれぞれ予め計算して、それらの計算結果を電流マ
ップメモリ上に予め保持するように構成した。しかし、
計算を高速で実行できる特別なハ−ドウェアや高速処理
が可能なマイクロコンピュ−タを用いる場合には、補償
前の通電オフ角度だけをメモリに保持して、回転数及び
トルクが変化する度に、計算により補償量を求めて通電
オフ角度を更新するように構成を変えてもよい。

【０１２０】なお、通電オン角度は必要に応じて調整し
てもよいが、それを調整しても、本発明者の実験では格
別な効果は得られなかった。即ち、上記実施例のよう
に、通電オン角度よりも通電オフ角度を優先的に修正し
た方が、好ましい結果が得られる。

【０１２１】

【発明の効果】請求項１によれば、しきい値近傍の回転
速度においては、基準状態（例えば図１７の上側のタイ
ミング）に比べて通電終了のタイミングを大幅に早める
ことができるので、騒音の発生を抑制することができ
る。しきい値以下の回転速度では、回転速度が小さくな
るに従って修正量を小さくするので、非通電の期間が短
くなり、顕著なトルクリップルが生じるのを防止しう
る。また、しきい値を越える回転速度では、回転速度が
大きくなるに従って修正量を小さくするので、実際の通
電期間が充分長くなり、高速回転する場合でも、それに
必要な駆動トルクを得ることができる。

【０１２２】請求項２では、請求項１と同様に、しきい
値近傍の回転速度においては、騒音の発生を抑制するこ
とができ、しきい値以下の回転速度では、顕著なトルク
リップルが生じるのを防止でき、しきい値を越える回転
速度では、高速回転する場合でも、それに必要な駆動ト
ルクを得ることができる。更に、必要トルクが増大する
に従って、修正量を小さくするので、それによって実際
の通電期間が充分長くなり、必要な駆動トルクを得るこ
とができる。

【０１２３】請求項３では、前記第２の状態の修正量の
増加に伴なって、前記電気コイルに流す電流を増やすこ
とにより、電気モ−タの駆動トルクの不足を補うことが
できる。

【０１２４】請求項４では、第２の状態を求めるために
複雑な計算をする必要がなく、簡単な処理だけで最適な
通電終了タイミングを決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のモ−タ駆動装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】 図１の一部分の詳細な構成を示すブロック図
である。

【図３】 図２のタイミング制御回路１７ｃを示すブロ
ック図である。

【図４】 図１の電流波形生成回路１５の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】 電流波形生成回路１５のメモリの内容と生成
する波形との対応を示す模式図である。

【図６】 電流波形生成回路１５の動作を示すタイムチ
ャ−トである。

【図７】 図１の方向検出回路５の構成を示すブロック
図である。

【図８】 方向検出回路５の動作を示すタイムチャ−ト
である。

【図９】 電流波形生成回路１５の出力と補償後の信号
を示すタイムチャ−トである。

【図１０】 図２のタイミング制御回路１７ｃの動作を
示すタイムチャ−トである。

【図１１】 図２のタイミング制御回路１７ｃと改良前
の装置の動作を示すタイムチャ−トである。

【図１２】 電流の基準レベルＶｒ２と負荷に流れる電
流の波形を示すタイムチャ−トである。

【図１３】 ＰＷＭマップメモリ１３ｂの内容を示すマ
ップである。

【図１４】 ＣＰＵ１１の処理を示すフロ−チャ−トで
ある。

【図１５】 ＣＰＵ１１のタイマ割込処理の一部分を示
すフロ−チャ−トである。

【図１６】 ＣＰＵ１１のタイマ割込処理の残りの部分
を示すフロ−チャ−トである。

【図１７】 加速度及び速度の変化の一例を示すタイム
チャ−トである。

【図１８】 実施例のＳＲモ−タの構造を示す縦断面図
である。

【図１９】 通電オフ角度の補償量の分布を３次元座標
上に示すマップである。

【図２０】 図１８の状態から所定角度だけ回転した後
のＳＲモ−タ１を示す縦断面図である。

【図２１】 波形マップメモリ１３ｃの内容を示すマッ
プである。

【図２２】 電流マップメモリ１３ａの内容を示すマッ
プである。

【図２３】 通電回路に流れる電流の経路を示すブロッ
ク図である。

【図２４】 通電回路に流れる電流の経路を示すブロッ
ク図である。

【図２５】 加速度及び速度の変化例を示すタイムチャ
−トである。

【図２６】 加速度，電流値及び帰還量の変化例を示す
タイムチャ−トである。

【図２７】 電流指示値の変化例を示すタイムチャ−ト
である。

【図２８】 実施例のトルク／回転数特性を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１：ＳＲモ−タ １ａ，１ｂ，１ｃ，
ＣＬ：コイル ２，３，４：電流センサ ５：方向検出回路 ６：Ｄ／Ａ変換器 ７：比較回路 ７ａ：アナログ比較器 １１：ＣＰＵ １２：入力インタ−
フェ−ス １３ａ：電流マップメモリ １３ｂ：ＰＷＭマッ
プメモリ １３ｃ：波形マップメモリ １４：電源回路 １５：電流波形生成回路 １６：加算回路 １６ａ，１６ｂ：加
算器 １７：出力判定回路 １８，１９，１Ａ：
ドライバ １８ａ，１８ｂ：トランジスタ（ＩＧＢＴ） １８ｃ，１８ｄ：ダイオ−ド １８ｅ，１８ｆ：電
源ライン ４１：ラッチ ４２：タイミングパ
ルス発生回路 ４３：カウンタ制御回路 ４４：４ビットカウ
ンタ ４５：ラッチ制御回路 ４６：角度補正出力
回路 ４７：加算器 ４８：アドレス制御
回路 ４９：双方向ＲＡＭ ４Ａ：バンク切換回
路 ４Ｂ：コンパレ−タ ４Ｃ：駆動信号生成
回路 ４Ｄ，４Ｅ：ラッチ Ｒ：回転子 Ｓ：固定子 Ｒａ〜Ｒｄ，Ｓａ〜
Ｓｆ：極部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気モ−タの回転方向に関する固定子と
   回転子との相対位置を検出し、検出した前記相対位置が
   第１の状態にある時に前記電気モ−タを駆動する電気コ
   イルの通電を開始し、前記相対位置が第２の状態にある
   時に前記電気コイルの通電を終了する、電気モ−タの通
   電制御方法において：前記電気モ−タの回転速度を入力
   して、該回転速度に応じて前記第２の状態を修正し、前
   記回転速度が所定のしきい値を越える場合には、前記回
   転速度が小さくなるに従って、前記第２の状態の修正量
   を増加し、前記回転速度が前記しきい値以下の場合に
   は、前記回転速度が大きくなるに従って、前記第２の状
   態の修正量を増加し、前記修正量の増大に伴なって前記
   電気コイルの実際の通電時間を短くする、ことを特徴と
   する電気モ−タの通電制御方法。
2. 【請求項２】 電気モ−タの回転方向に関する固定子と
   回転子との相対位置を検出し、検出した前記相対位置が
   第１の状態にある時に前記電気モ−タを駆動する電気コ
   イルの通電を開始し、前記相対位置が第２の状態にある
   時に前記電気コイルの通電を終了する、電気モ−タの通
   電制御方法において：前記電気モ−タの回転速度と必要
   トルクとを入力して、それらに応じて前記第２の状態を
   修正し、前記回転速度が所定のしきい値を越える場合に
   は、前記回転速度が小さくなるに従って、および／又は
   前記必要トルクが小さくなるに従って、前記第２の状態
   の修正量を増加し、前記回転速度が前記しきい値以下の
   場合には、前記回転速度が大きくなるに従って、および
   ／又は前記必要トルクが小さくなるに従って、前記第２
   の状態の修正量を増加し、前記修正量の増大に伴なって
   前記電気コイルの実際の通電時間を短くする、ことを特
   徴とする電気モ−タの通電制御方法。
3. 【請求項３】 前記第２の状態の修正量の増加に伴なっ
   て、前記電気モ−タの駆動トルクの不足が予想される場
   合には、前記第２の状態の修正量の増加に伴なって、前
   記電気コイルに流す電流を増やす、前記請求項１又は請
   求項２記載の電気モ−タの通電制御方法。
4. 【請求項４】 複数の回転速度および複数の必要トルク
   のそれぞれに対応付けられた修正後の複数の第２の状態
   が予め保持されたメモリの内容を、入力した前記電気モ
   −タの回転速度と必要トルクに応じて選択的に読み込
   み、読み込んだ修正後の第２の状態に応じて、前記電気
   コイルの通電を終了する、前記請求項２記載の電気モ−
   タの通電制御方法。