JPH10191672A

JPH10191672A - モータの制御装置

Info

Publication number: JPH10191672A
Application number: JP8346977A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nakamura; 昭彦中村; Takeyuki Hasegawa; 武幸長谷川; Atsushi Hashimoto; 篤始橋本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-07-21
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JP3252732B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低速回転時に安定な起動を実現することがで
きるモータの制御装置を提供する。【解決手段】モータの制御信号を作り出す補償手段
は、モータの回転速度に対応した速度情報信号（Tv，q
v）により速度誤差を作成する速度誤差作成手段２４と
加算信号作成手段３４と制御信号作成手段２７と制御信
号更新手段３１と、制御動作選択手段２２とを含んで構
成される。また、制御動作選択手段２２は時間計測手段
２３の動作により時間管理を行い、速度情報信号が所定
時間入力されないことを検出した場合には、制御信号更
新手段３１を動作させ、さらに加算信号Ｍを所定量α変
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータの回転速度に比例した周波数を発
生する周波数発生器からのＦＧ信号により速度検出を行
い、その速度検出結果によりモータへの供給電力を制御
するモータの速度制御装置はビデオテープレコーダのキ
ャプスタンモータなどに広く利用されている。

【０００３】一方、ビデオカメラなどにおいては、テー
プの走行メカニズムを小型軽量化し、ビデオカメラ本体
の小型軽量化を実現しようと取り組まれている。そし
て、テープの走行メカニズムを小型軽量化しようとした
場合、前述のキャプスタンモータなどの小型軽量化も必
要となってくるが、それにともない慣性モーメントが低
下するため、安定な制御を行うのが難しくなっている。

【０００４】特に近年では、小型軽量で、かつ、高性能
なＤＶフォーマットに基づくディジタル記録方式のビデ
オカメラが普及してきている。このようなビデオカメラ
においては、小型軽量化を実現するために上記のような
低慣性のキャプスタンモータが採用され、一方では、高
機能を実現するために、複雑なテープ走行を実現するこ
とが必要となってくる。

【０００５】一例として、スロー再生時の動作を挙げ
る。ＤＶフォーマットにおいては１フレームの映像信号
が１０トラック（ＮＴＳＣ方式の場合）または１２トラ
ック（ＰＡＬ方式の場合）に分割して記録されるため、
スロー再生時には１フレームづつテープを送り、１フレ
ーム送った後の停止時間を制御することにより、平均テ
ープ速度が所望のスロー再生速度となるようにを制御す
る。１フレーム分のテープを送るときのテープ速度は、
通常の記録再生速度と比較して、例えば１／３倍速など
の遅い速度が選択される。このとき、回転シリンダに搭
載される再生ヘッドとテープ上のトラックとのトラッキ
ングをとらずにデータを再生する。ここで低速走行させ
ていることにより同一トラックを複数回スキャンするこ
とが可能なので、すべてのデータを再生することができ
る。データは不規則に再生されることになるが、付随さ
れるＩＤに基づきメモリに格納され、１フレーム分のデ
ータが格納されると出画されることになる。

【０００６】このようなテープの間欠走行をさせるため
には、キャプスタンモータを所定量低速で回転させ、停
止した後再び回転させるという動作を繰り返す必要があ
る。ここで、再生画の速度を安定させるためには、安定
したキャプスタンモータの起動が必要である。そして低
慣性のモータを低速で回転させるときに、安定な起動を
させることが非常に困難であることは、すでに特開平６
−３０５７５号公報で指摘されているとおりである。

【０００７】同公報では、低慣性のモータを低速で走行
／停止という動作を繰り返す場合に、安定なモータの起
動を行うための方法が提案されている。この方法による
とモータの起動時には、まず、所定時間毎に階段状にモ
ータへの供給電力を決定する制御信号を変化させ、モー
タへの供給電力を増加させる。このとき、ある程度供給
電力が増えたところでモータが回転し始める。そして、
ＦＧ信号により速度検出ができたならば、速度検出値か
ら求められた回転誤差に対して所定の加算値を加算し、
その値を前述の制御信号とするようにしている。ここ
で、加算値は前回走行時の制御信号値に基づくものが選
ばれている。特開平６−３０５７５号公報では、このよ
うな構成とすることにより、モータの起動直後からモー
タにかかる負荷トルクのＤＣ成分に起因する定常偏差を
キャンセルすることが可能となっている。その結果、安
定したモータの起動を実現している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のモータ
の制御装置では、前回の走行時の負荷トルク値は次の走
行時の負荷トルク値とほぼ等しいとみなし、構成された
ものである。このような構成においてもテープの間欠送
りを行いスロー再生を実行している際には何ら問題は生
じない。しかしながら、停止前とその後の起動時とで負
荷トルク値が変化してしまった場合に不具合が生じる。
ビデオテープレコーダのキャプスタンモータでは、軸受
け部分にかかる負荷が停止前とその後の起動時とでは、
変化してしまうケースが存在した。この傾向は特に停止
時間が長い場合に顕著に現れ、ビデオテープレコーダで
の動作に置き換えると、スチル状態からひとこま送りま
たはスロー再生を行うような場合にあてはまる。そして
このとき、負荷トルクは常に増加方向に変化してる。な
お、原因としては軸受け部分の潤滑油にまつわるものと
推測している。

【０００９】また、従来のモータの制御装置では、モー
ド移行については十分な考慮がなされていなかった。例
えば、通常再生からスチル状態に移行する場合、１倍速
からスロー再生速度を経由して１フレーム走行させてか
らテープを停止させる方法がある。これは、スチル時に
修整の入らない画像を出力しようとするようにし、ま
た、スチル後のスロー再生またはひとこま送りを行うと
きにスチル状態から連続したフレームを出画するために
（出画するフレームが欠落することがないようにするた
めに）採られる方法である。通常、モータの速度制御に
おいては、定常偏差をキャンセルするための積分補償器
が導入されている。この積分補償器の応答周波数はＦＧ
周波数に依存するので、低速回転時には、その応答は遅
くなってしまう。従って、１倍速からスロー再生速度に
移行した場合に、そのときのスロー再生速度での走行距
離（時間）が短いうちにモータを停止させてしまうと、
積分補償器は完全に引き込んでいないことがあり得る。

【００１０】ここで、１倍速からスロー速度への移行時
の動作について、さらに詳細に説明する。このときは減
速動作を行うことになるのであるが、過渡状態では、
「回転速度が目標値よりも速い」ことに相当する速度誤
差が連続して得られることになる。そして積分補償器で
はこのような速度誤差が積分されていく。そのとき、積
分補償器出力値としては実際の負荷トルクよりも小さい
値しか補償できない値となってしまう。もちろん、積分
補償器の引き込み動作が完了した後は、実際の負荷トル
ク値に相当した値が積分補償器により出力される。しか
しながら、スロー速度で走行する距離（時間）が短い場
合には、スチル（モータ停止）状態に移行するときには
積分補償器が完全に引き込んでいないことがあり得る。
そしてそのときは、積分補償器の出力は実際の負荷トル
クに比べて小さい負荷トルク相当の値となってしまう。
そして、その値を用いて次回の起動動作を行うならば、
起動直後に定常偏差を完全にキャンセルすることができ
ずに、起動動作が不安定になってしまう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、起動時などのモータが停止しているときま
たは回転速度が非常に遅いために所定時間速度検出がで
きない場合には、トルク増加方向にモータへの供給電力
を決定する制御信号を変化させる。また、制御信号を所
定時間毎に変化させている間にモータが回転を始め速度
検出ができたならば、速度誤差に定常負荷トルクを補償
する値に相当する加算信号を加えて制御信号を作成す
る。このとき、いったん速度誤差が検出できた後、再
び、回転速度が落ち、所定時間速度検出ができない状態
になってしまった場合には、そのような状態を状態管理
手段により検出し、加算信号をトルク増加方向に所定量
変化させる。

【００１２】これにより、安定なモータの起動とその後
の制御引き込み動作を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明は、モータの
回転速度に対応した速度情報信号を作成する速度情報作
成手段と、前記速度情報信号に応じて前記モータを制御
する制御信号を作り出す補償手段と、前記補償手段の制
御信号に応じて前記モータを駆動する駆動手段とを具備
し、前記補償手段は、前記速度情報作成手段の前記速度
情報信号から速度誤差信号を作成する速度誤差作成手段
と、前記速度誤差に加算する加算信号を作成する加算信
号作成手段と、前記速度誤差信号と前記加算信号に応じ
て前記制御信号を作成する制御信号作成手段と、前記制
御信号を所定量変化させて新たな制御信号を作成する制
御信号更新手段と、前記速度情報信号の入力周期に応じ
て前記制御信号作成手段と前記制御信号更新手段を切り
替えて動作させる制御動作選択手段を含んで構成され、
前記制御動作選択手段は、前記速度情報信号の入力タイ
ミングに応じて時間計測を開始する時間計測手段を含ん
だ構成でされ、かつ、前記時間計測手段の動作により時
間管理を行い、前記速度情報信号が所定時間入力されな
いことを検出した場合には前記制御信号更新手段を動作
させ、所定時間以内に前記速度情報が入力されたことを
検出した場合には前記制御信号作成手段を動作させる構
成であり、前記加算信号作成手段は、前記制御動作選択
手段により前記制御信号更新手段が選択されて動作した
場合には、前記加算信号を所定量変化させることを特徴
とするモータの制御装置である。このような構成にする
ことにより、モータの回転速度が遅い場合には、時間計
測手段により所定時間の間速度情報信号が入力されてい
ないことを検出し、制御信号更新手段により制御信号を
更新し（モータへの供給電力を増加させ）、さらに定常
偏差をキャンセルするための加算信号を（トルク増加方
向に）所定量変化させるという作用を有する。

【００１４】本発明の第２の発明は、上記第１の発明に
加え、補償手段が、制御動作選択手段により制御信号作
成手段が選択されて動作している状態と、制御信号更新
手段が選択されて動作している状態とを識別し、前記状
態の遷移を管理する状態管理情報を作成する状態管理手
段を含んで構成され、加算信号作成手段は、前記制御動
作選択手段により前記制御信号更新手段が選択されて動
作した場合には、前記状態管理情報に応じて加算信号を
所定量変化させることを特徴とする構成であり、これに
より、モータの回転速度が遅い場合には、状態管理情報
に格納された過去の状態の遷移を表す状態管理情報に基
づき、加算信号を所定量変化させるという作用を有す
る。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。図２は本発明の実施の形態によるモ
ータの制御装置の構成を示すブロック図である。図２に
おいて、モータ１にはモータの回転速度を検出する回転
センサ２（速度情報作成手段）が取り付けられており、
負荷１０と合わせて直接回転駆動する。回転センサ２は
モータの回転にともなって１回転あたりＺｑサイクル
（Ｚｑは２以上の整数であり、例えば、ここではＺｑ＝
５００とする）の交流信号Ｓ＿ＦＧを発生する。

【００１６】交流信号Ｓ＿ＦＧは波形整形器３（速度情
報作成手段）に入力され、モータ１の回転速度に対応し
た速度情報信号としてのＦＧ信号となる。このＦＧ信号
は補償器４（補償手段）のエッジ入力時間検出器５に入
力される。交流信号Ｓ＿ＦＧの波形図を図３（ａ）に、
ＦＧ信号の波形図を図３（ｂ）に示す。さて、次に補償
器４について説明する。ここでは補償器４を制御用のハ
ードウェアも含んで１チップ上に組み込んだマイクロプ
ロセッサによって実現した場合を示す。補償器４はＦＧ
信号のエッジが到来した時間を計測するためのエッジ入
力時間検出器５と演算器６とメモリ７と制御信号を補償
器４の外部にアナログ信号として出力するためのＤ／Ａ
変換器８を内蔵した構成となっている。そして、補償器
４では、エッジ入力時間検出器５においてＦＧ信号の入
力時間を測定し、その結果、信号Ｔｖ、信号ｑｖ（後述
する）を演算器６にに転送し、後述するプログラムによ
って計算加工して制御信号Ｙを作成し、Ｄ／Ａ変換器８
でディジタル信号からアナログ信号に変換され制御信号
ｃを出力する。補償器４の制御信号ｃは電力増幅器９に
入力され駆動信号ｄ（制御信号ｃに比例した電流）がモ
ータ１に供給される。したがって、モータ１と、速度情
報作成手段としての回転センサ２，波形整形器３と、補
償手段としての補償器８と駆動手段としての電力増幅器
９とによって速度制御系が構成され、モータ１の回転速
度が所定の値に制御される。

【００１７】次にエッジ入力時間検出器５の動作につい
て説明する。エッジ入力時間検出器５は、所定のクロッ
ク（例えば１０ＭＨｚ）で動作するカウンタを内蔵して
いる。このカウンタは例えば３２ビットで構成される。
すなわち、ダウンカウンタの場合には、ｘ’ＦＦＦＦＦ
ＦＦＦ’からｘ’００００００００’かまで変化するこ
とになる。そして、ＦＧ信号のエッジ（立ち上がりエッ
ジまたは立ち下がりエッジ）を検出すると、そのときの
カウンタ値を信号Ｔｖとして演算器６に転送する。ま
た、同時に信号ｑｖを”０”から”１”にセットする。
演算器６では信号ｑｖが”０”から”１”になったこと
を検出したならば所定の動作を行うと共に、信号ｑｖ
を”１”から”０”にクリアする。

【００１８】近年では、このように１チップのマイクロ
プロセッサ内にこのようなハードウェアが搭載されるこ
とが多くなっている。そして、上述のカウンタ値が特殊
レジスタなどに格納されるようになっており、マイコン
に内蔵のプログラム内で読み出すことが可能であり、同
様に信号ｑｖが１つのフラグとして扱えるのが一般的で
ある。ここで、信号Ｔｖは３２ビットの情報であるが、
カウンタのクロックが１０ＭＨｚであるとするならば、
１ビットは１００ｎｓｅｃに相当することになる。すな
わち、１００ｎｓｅｃの精度で時間計測が可能となる。
また、カウンタが３２ビットであるので、最長４２９秒
程度の時間まで計測することができる。このエッジ入力
時間検出器５は、さまざまな制御対象に用いることが可
能となるように、その精度、ビット数が設計される。近
年半導体技術の進歩と共に様々な制御装置が高精度化し
ていく状況においては、そのクロックの周波数は高くな
り、また、ビット数も多くなる傾向にある。

【００１９】また、エッジ入力時間検出器５では、時間
計測期間においてカウンタ値がｘ’００００００００’
からｘ’ＦＦＦＦＦＦＦＦ’に切り替わる場合も存在す
る。そのようなケースに対しては補償器４内での演算に
おいて考慮すればよい。そのような場合においても問題
なく制御演算は可能である。ここでは、本発明の本質か
らはずれることになるので詳細については省略する。ま
た、モータ１の回転速度が非常に遅い、または、停止し
ている場合などには、ＦＧ信号のエッジ入力周期がカウ
ンタの測定可能な周期を越える場合もあり得る。しかし
ながら本発明においては、そのような場合が生じないよ
うに考慮している。詳細については後述する。

【００２０】さて、補償器４のメモリ７は、所定のプロ
グラムと定数が格納されたＲＯＭ領域（ＲＯＭ：Read O
nly Memory）と随時必要なときに値を格納するＲＡＭ領
域（ＲＡＭ：Random Access Memory）に分かれている。
演算器６はＲＯＭ領域内のプログラムに従って所定の動
作や演算を行っている。前述の信号Ｔｖ，ｑｖもＲＡＭ
の一部として扱える構成となっているものとして以後の
説明を行っていく。

【００２１】次に、図２の補償器４のＲＯＭ領域内に内
蔵のプログラムの具体的な例を示す。以下にその動作に
ついて、図１を用いて詳細に説明する。またここでは、
以前にモータは回転しており、その後モータを停止さ
せ、次に起動させようとしたケースを想定して、その起
動時の動作を説明する。ステップ２０（初期設定部）で
は、モータの制御信号を作成するための制御演算を行う
ための演算用ＲＡＭ領域を初期化する。

【００２２】まず、制御信号値ＹをＹｉｎｉに設定する
（Ｙ←Ｙｉｎｉ）。ここでＹｉｎｉとしては、例えば以
前にモータが回転していたときに制御信号値ＹをＹｉｎ
ｉとして格納しておいたものが選ばれる。また、トルク
オフ（電力増幅器９によりモータ１に供給される電流が
０）に相当する値でもよい。そして制御信号ＹをＤ／Ａ
変換器８に出力し、Ｙの値に対応した直流的な電圧（制
御信号）に変換する。

【００２３】さらに、加算値ＭをＭｉｎｉに設定する
（Ｍ←Ｍｉｎｉ）。ここでＭｉｎｉは以前にモータが回
転していたときの制御信号値ＹをＭｉｎｉとして格納し
ておく。加算値Ｍはモータが定常状態で回転していると
きの負荷トルクＤＣ値を補償するような値が選択される
のが好ましい。そしてさらに、フラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎ
とフラグｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎをそれぞれクリアする（ｆ＿
ｒｅｆ＿ｏｎ←０，ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ←０）。フラグｆ
＿ｒｅｆ＿ｏｎは、ＦＧ信号のエッジが入力されて速度
基準が作成されているときにセットされる（ｆ＿ｒｅｆ
＿ｏｎ←１）。また、次回のＦＧエッジ入力時には速度
基準を作成し直す必要がある場合にはクリアしておく。
この動作についての詳細は後述する。また、フラグｆ＿
ｔｉｍ＿ｏｎはモータの回転速度が遅い場合、もしくは
停止している場合を検出するためのタイマーの動作状態
を示すフラグである。ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎがセットされて
いれば（ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ＝１）タイマーがセットされ
ている状態を示し、また、ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎがクリアさ
れていれば（ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ＝０）タイマーがセット
されていない状態を示す。停止時にはタイマーは停止し
ているため、その初期状態を判別するためにこのフラグ
が必要となる。

【００２４】そして、モータの状態遷移を示す状態管理
情報ｓｔａｔｅは停止状態を示す「０」が設定される
（ｓｔａｔｅ←０）。この状態管理情報ｓｔａｔｅには
その状態により０〜４の値が設定される。すなわち、モ
ータの回転状況に応じて５つのケースに分けて状態が管
理される。その後ステップ２２の動作を行う。ステップ
２２（制御動作の選択）ではまず、信号ｑｖを読み込
む。前述したようにエッジ入力時間検出器ではＦＧ信号
のエッジが入力されると信号ｑｖが「１」にセットされ
る（ｑｖ←１）。

【００２５】そして、ｑｖ＝１（ＦＧ信号のエッジが入
力された）ならばまず、ｑｖをクリアする（ｑｖ←
０）。その後タイマーをセットする（Ｔ←Ｔｗ，ｆ＿ｔ
ｉｍ＿ｏｎ←１）。ここで変数Ｔは後述するような方法
でデクリメントされていき、所定時間が経過するとＴ＝
０となる。それによりＴｗに相当する所定時間を測定す
ることができる。また、フラグｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎは上記
のようにタイマーを設定済みであることを示すために
「１」にセットする。そして、その後ステップ２４の動
作を行う。

【００２６】一方、ｑｖ＝０のときはまず、フラグｆ＿
ｔｉｍ＿ｏｎをみることによりタイマーが設定されてい
るか否かを判別する。そして、タイマーが未設定（ｆ＿
ｔｉｍ＿ｏｎ＝０）ならばタイマーをセットする（Ｔ←
Ｔｗ，ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ←１）。タイマーが設定されて
いれば（ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ＝１）何も行わない。両ケー
スともその後、変数Ｔをデクリメントする（Ｔ←Ｔ−
１）。そして、Ｔが０であれば、タイマーをセット（Ｔ
←Ｔｗ）した後ステップ３１の動作を行う。また、Ｔが
０でなければステップ２２の動作に復帰する。

【００２７】ここで、図１においてステップ２３で示し
た時間計測器の動作は、ＦＧ信号のエッジが検出されて
から、または、初期設定（ステップ２０）が行われてか
ら、または、ステップ３１〜３５の動作を行ってから、
所定量Ｔｗに相当する時間を計測することになる。ま
た、ステップ２２の制御動作選択器の動作全体としてみ
れば、ＦＧ信号のエッジが入力されたことを検出したな
らば、ステップ２４以下に続く処理を行うように動作を
選択し、時間計測器（ステップ２３）の動作によりＦＧ
信号のエッジが入力されることなく時間Ｔｗが経過した
ことを検出したならば、ステップ３１以下に続く処理を
行うように動作を選択する。なお、そのようなときに選
択されるステップ３１以降の処理を以後タイムアウト処
理と呼ぶことにする。

【００２８】ステップ３１は制御信号の更新である。ス
テップ３１〜３４に続く処理は、起動開始直後（すなわ
ち停止状態）、もしくは、何らかの要因でモータの回転
速度が低下し、前回のＦＧエッジ入力から時間Ｔｗが経
過しても次のＦＧエッジが入力されない場合の処理であ
る。ここで制御信号Ｙをトルク増加方向に所定量だけ変
化させる（Ｙ←Ｙ−Ｙｓｔｅｐ）。ステップ３１以後の
タイムアウト処理を行った後ステップ２２の処理に復帰
した場合にＦＧエッジ入力が検出されれば、ＦＧ信号の
入力時間に応じた処理（ステップ２４〜２９）が行われ
るが（詳細は後述）、タイムアウト処理を行った後、時
間Ｔｗ経過後もＦＧエッジが入力されなければ、再びタ
イムアウト処理が行われることになる。つまり、ＦＧエ
ッジが検出されるまで（モータが起動するまで）、時間
Ｔｗごとに所定量Ｙｓｔｅｐだけ制御信号Ｙをトルク増
加方向に変化させていく。

【００２９】その後ステップ３２（フラグｆ＿ｒｅｆ＿
ｏｎのクリア）の処理を行う。ここでは、速度基準が設
定済みか否かを示すフラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎをクリアす
る（ｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎ←０）。このフラグはＦＧエッジ
入力が検出され、次回にＦＧエッジ入力が検出されたと
きに速度誤差を算出するための速度基準が作成されてい
る場合にセットされる。そしてタイムアウト処理を行っ
た後は、過去のＦＧエッジ入力時間に基づく情報は、使
わないようにしておく。その後ステップ３３の動作を行
う。

【００３０】ステップ３３（状態管理情報の作成）で
は、状態管理情報ｓｔａｔｅを設定する。ｓｔａｔｅ≦
２ならばｓｔａｔｅ←２とする。またそうでなければ、
ｓｔａｔｅ←４とする。詳細については後述する。そし
てその後ステップ３４の動作を行う。ステップ３４（加
算値の作成）では状態管理情報ｓｔａｔｅに応じて加算
信号Ｍを作成する。まず、ｓｔａｔｅ≧４ならば加算信
号を所定量αだけトルク増加方向に変化させる（Ｍ←Ｍ
−α）。そしてｓｔａｔｅを２に設定する（ｓｔａｔｅ
←２）。また、ｓｔａｔｅ≧４でないならば、加算値Ｍ
はそのまま保存する。そしてその後ステップ３５の動作
を行う。

【００３１】ステップ３５（制御信号の出力）ではステ
ップ３１の処理により作成された制御信号ＹをＤ／Ａ変
換器８に出力し、Ｙの値に対応した直流的な電圧（制御
信号）に変換する。その後ステップ２２の動作を行う。
ステップ２４（速度誤差作成）は、ＦＧ信号のエッジが
入力された場合の処理である。まず、信号Ｔｖを読み込
む。信号ＴｖはＦＧ信号エッジが入力された時間に相当
するカウンタ値が格納されている。そして速度基準が作
成されているか否かを示すフラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎが０
ならばステップ２８の動作を行う。ｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎが
１にセットされていれば、以前に作成しておいた速度基
準との誤差量を算出し、その値に所定のゲインＲを掛け
て速度誤差Ｅｖを作成する（Ｅｖ←Ｒ・（Ｔｖ−Ｔｖ＿
ｒｅｆ））。詳細については後述するが、Ｔｖ＿ｒｅｆ
は前回のＦＧエッジ入力時にステップ２９の動作により
作成されている。速度基準Ｔｖ＿ｒｅｆはモータが目標
回転速度で回っているとした場合に、ＦＧ信号のエッジ
が到来すべき時間に相当するカウンタ値が格納されてい
る。したがって、上記の演算により速度誤差を算出する
ことができる。そしてその後ステップ２５の動作を行
う。

【００３２】なお、フラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎが０の場合
は速度基準が作成されておらず、速度誤差を算出できな
い状態であることを示す。これは、本実施の形態におい
ては２つのＦＧエッジ間の入力周期を測定することによ
り速度検出を行う方法を用いていることに起因する。ス
テップ２５（状態管理情報の作成）では、状態管理情報
ｓｔａｔｅを設定する。ｓｔａｔｅ≦１ならばｓｔａｔ
ｅ←１とする。またそうでなければ、ｓｔａｔｅ←３と
する。詳細については後述する。そしてその後ステップ
２７の動作を行う。

【００３３】ステップ２７（制御信号の作成）では、ス
テップ２４の動作により作成された速度誤差Ｅｖに対し
て加算値Ｍを加算し、制御信号Ｙを作成する（Ｙ←Ｅｖ
＋Ｍ）。ここで、加算値Ｍについて説明する。加算値Ｍ
は、初期値はステップ２０の動作で設定され、また、状
態管理情報ｓｔａｔｅに応じてステップ３４の動作によ
りトルク増加方向に変化させれらる。この加算値Ｍはモ
ータにかかる負荷トルクのＤＣ成分に相当した値である
ことが好ましい。その場合はモータの速度制御開始直後
から定常偏差をキャンセルすることができ、安定なモー
タの起動が実現できる。

【００３４】その後ステップ２８（制御信号の出力）の
動作を行う。ここでは制御信号ＹをＤ／Ａ変換器８に出
力し、Ｙの値に対応した直流的な電圧（制御信号）に変
換する。その後ステップ２９の動作を行う。ステップ２
９（速度基準の作成）では、ＦＧエッジ入力時間に基づ
き、次回にＦＧエッジが入力された場合の速度誤差算出
のための速度基準Ｔｖ＿ｒｅｆを作成する（Ｔｖ＿ｒｅ
ｆ←Ｔｖ−Ｔｖ＿ｐｅｒｉｏｄ）。ここでここでＴｖ＿
ｐｅｒｉｏｄはモータが目標回転速度で回転していると
きのＦＧ信号のエッジ入力周期に対応した値である。本
実施の形態においては、エッジ入力時間検出器５により
時間計測を行っているので、そのカウンタ値に対応した
値となっている。そしてＴｖ＿ｒｅｆは、「モータが目
標回転速度で回転しているとした場合の次のＦＧエッジ
入力時のカウンタの値Ｔｖ」を示している。

【００３５】次にステップ２９の動作説明の補足を図４
を用いて行う。いま、エッジ入力時間検出器はダウンカ
ウンタを用いて構成されているものとする。そして、時
間ｔ１１にＦＧ信号のエッジが入力されたものとし、そ
のときのカウンタ値はＴｖ１である。このときモータが
目標回転数で回転しているとするならば、ＦＧエッジが
入力する間にＴｖ＿ｐｅｒｉｏｄだけ変化するはずであ
る。したがって、次回ＦＧエッジが入力された場合の速
度誤差演算用の速度基準Ｔｖ＿ｒｅｆ２はＴｖ１からＴ
ｖ＿ｐｅｒｉｏｄだけ変化させた値を設定しておく。そ
して、時間ｔ１２に次のＦＧエッジが入力されたときに
はＴｖ２とＴｖ＿ｒｅｆ２の差が速度誤差相当の値であ
るとして、制御演算を行う。そしてそのとき次回ＦＧ入
力時の速度誤差算出用の速度基準Ｔｖ＿ｒｅｆ３を算出
しておく。以上が本実施の形態における速度誤差算出動
作である。

【００３６】さて次に、状態管理情報ｓｔａｔｅについ
て説明する。本実施の形態においてはｓｔａｔｅは０〜
４の値が設定され、すなわち、モータの回転状態の遷移
を５つのケースに分けて管理している。そして、停止状
態の時には０が設定される。また、停止している状態で
起動開始した場合は、制御動作選択器（ステップ２２）
の動作によりステップ３１以降のタイムアウト処理が選
択され実行されるが、このとき、ｓｔａｔｅは２に設定
される。また、一旦ＦＧ信号のエッジが２つ以上検出さ
れた場合にはステップ２５での動作によりｓｔａｔｅは
３が設定される。ただし、その後回転速度が遅くなり、
ステップ３３の処理が実行されるときには、ｓｔａｔｅ
は４が設定される。すなわちステップ３３の処理では、
起動開始時と、一旦速度検出ができた後にまた減速して
しまった場合とを区別するようにｓｔａｔｅの値を設定
している。

【００３７】そして、ステップ３４の処理では、ｓｔａ
ｔｅが４（以上）のときとそうでないときとを区別して
いるが、ｓｔａｔｅが４以上の時は加算信号Ｍをトルク
増加方向に変化させている。すなわち、一旦速度検出が
できた後にまた減速してしまった場合加算信号Ｍを変化
させている。次に図５を用いて、モータの起動時のプロ
グラムの動作について説明する。図５において（ａ）は
ＦＧ信号，（ｂ）は状態をモニタするためにテスト用に
出力させた信号であり、タイムアウト処理が行われる毎
に論理を反転させている。また、（ｃ）は制御信号Ｙで
ある。今、時刻ｔ０に起動開始したとする。このとき、
ステップ２０の処理により制御信号Ｙが出力される。な
お、このときの制御信号値ＹはＹｉｎｉである。ただ
し、この場合、Ｙｉｎｉは前回の走行時に制御信号Ｙと
して出力されていた値を別途格納しておいたものである
とする。そして、停止している間にモータにかかる負荷
トルクが増加方向に変化してしまった場合を以下想定し
て説明する。

【００３８】さて、制御動作選択手段（ステップ２２）
の動作により時間Ｔｗ経過後の時刻ｔ1になると、ステ
ップ３１の処理により制御信号Ｙがトルク増加方向に変
化させられる。このとき起動に必要なトルクが不足して
いるため、モータは停止している。その後さらにステッ
プ２２の動作によりｑｖを読み込むことによりＦＧ信号
のエッジが入力されたかどうかを検出しているが、その
まま、時間Ｔｗが経過し、時刻ｔ２が到来したとする。
時刻ｔ１でも制御信号をトルク増加方向に変化させた
が、今回もステップ３１の動作により制御信号Ｙをトル
ク増加方向に変化させる。なお、このときステップ３３
の動作により状態管理情報ｓｔａｔｅには２が設定され
ている。

【００３９】そして、その後制御動作選択手段（ステッ
プ２２）によりＦＧ信号エッジ入力をモニタし続ける。
そしてその後モータが回転を始め、時刻ｔ３にＦＧ信号
エッジを検出したとする。そのときはまず、ステップ２
４の動作を行うのだが、このとき、時刻ｔ２において処
理ステップ３２を行っており、ｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎはクリ
アされている。すなわち、時刻ｔ３においては速度基準
は作成されていない状態でＦＧエッジが入力されたこと
になる。この場合はステップ２８の動作（この場合は制
御信号値Ｙは前回出力したものがホールドされる）を行
い、その後、ステップ２９の速度基準作成動作を行う。
そしてステップ２２の動作に復帰する。

【００４０】さて、再び制御動作選択手段（ステップ２
２）によりＦＧ信号エッジ入力をモニタする。そして、
時刻ｔ４にＦＧ信号エッジ入力を検出したとする。そし
て、ここではすでに時刻ｔ３での処理において速度基準
が作成されているので、ステップ２４の処理において速
度誤差Ｅｖを作成する。そして、ステップ２５の処理で
あるが、状態管理情報ｓｔａｔｅとしては時刻ｔ２にお
けるステップ３３の処理で２が設定されているので、こ
こではｓｔａｔｅに３を設定する。その後ステップ２７
の処理で速度誤差に対して加算値Ｍを加算し、制御信号
を作成する。ただしここでは、加算値Ｍが負荷トルクＤ
Ｃ値分を補償するのには十分な値ではなかったとする。

【００４１】そして、モータが減速してしまい、次の制
御動作選択手段（ステップ２２）の動作においては、時
刻ｔ４から時間Ｔｗ経過後もＦＧ信号のエッジが入力さ
れず、時刻ｔ５においてステップ３１の処理が行われ
る。そして、制御信号Ｙをトルク増加方向に変化させ、
その後ステップ３３の処理においては、時刻ｔ４におけ
るステップ２５の動作においてｓｔａｔｅには３が設定
されているので、ここではｓｔａｔｅには４が設定され
る。そして、ステップ３５の処理においては、ｓｔａｔ
ｅに４が設定されているので、加算信号を所定量トルク
増加方向に変化させ（Ｍ←Ｍ−α）、ｓｔａｔｅには２
を設定する。その後、時間Ｔｗの間もＦＧ入力エッジが
ないものとする。すると、時刻ｔ６に再びステップ２２
の動作によりステップ３１の処理が選択される。そして
制御信号値Ｙをトルク増加方向に変化させる。次のステ
ップ３３の処理では、時刻ｔ５でのステップ３４の処理
においてｓｔａｔｅには２が設定されているので、ここ
ではｓｔａｔｅに２を設定する。そして次のステップ３
４の処理では前回作成した加算値Ｍをホールドしてお
く。

【００４２】そして制御動作選択手段（ステップ２２）
によりＦＧ信号エッジ入力をモニタする。そしてここで
はモータが起動するのに十分なトルクが供給されている
ので、時刻ｔ７において再びＦＧ信号エッジ入力を検出
したとする。ここでは速度基準が作成されていないの
で、時刻ｔ３での動作と同様に制御信号Ｙの出力はホー
ルドしておき、ステップ２９の動作により速度基準を作
成して、ステップ２２の動作に復帰する。

【００４３】その後は、時刻ｔ８においてＦＧエッジが
検出されステップ２４〜２９の処理が行われる。この場
合のステップ２７で用いられる加算値Ｍは時刻ｔ４での
処理で用いられたものと比較すると「α」だけトルク増
加方向に変化している。これは、前述の時刻ｔ５の処理
ステップ３４によるものである。したがって、ここでは
続く時刻ｔ９とそれ以降においてもモータが大幅に減速
してしまうことはなく、モータは安定に起動する。

【００４４】以上説明してきたように、モータの回転速
度が落ちてしまった場合には、加算信号を増加させるこ
とにより、前回の走行からその後停止し、時間ｔ０まで
の間に増加してしまった分の負荷トルク値との差をキャ
ンセルできるようになり、その後速度検出ができたとき
には安定な速度引き込みを行うことができる。またさら
に状態管理情報を格納しておくようにすれば、起動時
と、トルクＤＣ値の不足による起動失敗とを区別するこ
とができ、その状態に応じて加算信号を作成することが
できる。したがって、モータの状態に応じて、より厳密
・適切なな制御を行うことができる。

【００４５】次に、図６に示す例について説明する。図
６に示す例においては、加算値として積分補償器出力を
用いている。負荷トルクの定常偏差をキャンセルために
積分補償器を用いることは一般的に行われていることで
あるが、その積分補償器と本発明とを組み合わせた場合
について説明する。ステップ４０（初期設定部）では、
モータの制御信号を作成するための制御演算を行うため
のＲＡＭ領域を初期化する。

【００４６】まず、制御信号値ＹをＹｉｎｉに設定する
（Ｙ←Ｙｉｎｉ）。ここでＹｉｎｉは、ステップ２０で
の動作と同様に、以前にモータが回転していたときに制
御信号値ＹをＹｉｎｉとして格納しておいたものでもよ
い。また、トルクオフ（電力増幅器９によりモータに供
給される電流が０）に相当する値でもよい。そして制御
信号ＹをＤ／Ａ変換器８に出力し、Ｙの値に対応した直
流的な電圧（制御信号）に変換する。

【００４７】さらに、加算値ＭをＭｉｎｉに設定する
（Ｍ←Ｍｉｎｉ）。ここでＭｉｎｉは以前にモータが回
転していたときの制御信号値ＹをＭｉｎｉとして格納し
ておく。この動作もステップ２０と同様である。さらに
積分値ＩＮＴと積分補償器出力値にそれぞれ初期値を設
定しておく（ＩＮＴ←ＩＮＴｉｎｉ，ＩＮＴＨ←ＩＮＴ
Ｈｉｎｉ）。なおこれらはそれぞれトルクオフに相当す
るような値でもよい。

【００４８】さらに、フラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎとフラグ
ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎをそれぞれクリアする。これらのフラ
グの意味は図１を用いて説明した場合と同様である。そ
して、モータの状態遷移を示す状態管理情報ｓｔａｔｅ
は停止状態を示す「０」が設定される（ｓｔａｔｅ←
０）。その後ステップ４２の動作を行う。ステップ４２
（制御動作の選択）での動作は基本的にステップ２２で
の動作と同一である。ここではまず、信号ｑｖを読み込
む。そして、ｑｖ＝１（ＦＧ信号のエッジが入力され
た）ならばまず、ｑｖをクリアする（ｑｖ←０）。その
後タイマーをセットする（Ｔ←Ｔｗ，ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ
←１）。そして、その後ステップ４４の動作を行う。一
方、ｑｖ＝０のときはまず、フラグｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎを
みることによりタイマーが設定されているか否かを判別
する。そして、タイマーが未設定（ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ＝
０）ならばタイマーをセットする（Ｔ←Ｔｗ，ｆ＿ｔｉ
ｍ＿ｏｎ←１）。タイマーが設定されていれば（ｆ＿ｔ
ｉｍ＿ｏｎ＝１）何も行わない。両ケースともその後、
変数Ｔをデクリメントする（Ｔ←Ｔ−１）。そして、Ｔ
が０であれば、タイマーをセット（Ｔ←Ｔｗ）した後ス
テップ５１の動作を行う。また、Ｔが０でなければステ
ップ４２の動作に復帰する。

【００４９】ステップ５１（制御信号の更新）での処理
はステップ３１での処理の意味と同一である。そして制
御信号Ｙをトルク増加方向に所定量だけ変化させる（Ｙ
←Ｙ−Ｙｓｔｅｐ）。その後ステップ５２の処理を行
う。ステップ５２（フラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎのクリア）
では、速度基準が設定済みか否かを示すフラグｆ＿ｒｅ
ｆ＿ｏｎをクリアする（ｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎ←０）。その
後ステップ５３の動作を行う。

【００５０】ステップ５３（状態管理情報の作成）で
は、状態管理情報ｓｔａｔｅを設定する。ｓｔａｔｅ≦
２ならばｓｔａｔｅ←２とする。またそうでなければ、
ｓｔａｔｅ←４とする。その後ステップ５４の動作を行
う。ステップ５４（加算値の作成）では状態管理情報ｓ
ｔａｔｅに応じて加算信号Ｍを作成する。まず、ｓｔａ
ｔｅ≧４ならば加算信号を所定量αだけトルク増加方向
に変化させる（Ｍ←Ｍ−α）。そしてｓｔａｔｅを２に
設定する（ｓｔａｔｅ←２）。また、ｓｔａｔｅ≧４で
ないならば、加算値Ｍはそのまま保存する。その後積分
値ＩＮＴには、加算値Ｍを所定のゲインｈで割ったもの
を格納する（ＩＮＴ←Ｍ／ｈ）。さらに積分補償器出力
ＩＮＴＨには加算値Ｍを加工せずに保存する（ＩＮＴ←
Ｍ）。そしてその後ステップ５５の動作を行う。

【００５１】ステップ５５（制御信号の出力）ではステ
ップ５１の処理により作成された制御信号ＹをＤ／Ａ変
換器８に出力し、Ｙの値に対応した直流的な電圧（制御
信号）に変換する。その後ステップ４２の動作を行う。
ステップ４４（速度誤差作成）では、まず、信号Ｔｖを
読み込む。信号ＴｖはＦＧ信号エッジが入力された時間
に相当するカウンタ値が格納されている。そして速度基
準が作成されているか否かを示すフラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏ
ｎが０ならばステップ４８の動作を行う。ｆ＿ｒｅｆ＿
ｏｎが１にセットされていれば、以前に作成しておいた
速度基準との誤差量を算出し、その値に所定のゲインＲ
を掛けて速度誤差を作成する（Ｅｖ←Ｒ・（Ｔｖ−Ｔｖ
＿ｒｅｆ））。その後ステップ４５の動作を行う。ステ
ップ４５（状態管理情報の作成）では、状態管理情報ｓ
ｔａｔｅを設定する。ｓｔａｔｅ≦１ならばｓｔａｔｅ
←１とする。またそうでなければ、ｓｔａｔｅ←３とす
る。その後ステップ４６の動作を行う。

【００５２】ステップ４６（積分動作）では、まず、ス
テップ４４の動作により作成された速度誤差Ｅｖを積分
する（ＩＮＴ←ＩＮＴ＋Ｅｖ）。そして、積分値ＩＮＴ
に所定のゲインｈを乗算して積分補償器出力ＩＮＴＨを
作成する（ＩＮＴＨ←ＩＮＴ×ｈ）。なお、積分補償器
出力ＩＮＴＨには負荷トルクＤＣをキャンセルする偏差
分が格納されることになる。このような積分補償器の動
作については従来からよく知られている技術なので詳細
な説明は省略する。ただし、本実施の形態においては、
積分補償器はステップ５４の処理で作成された加算値Ｍ
に応じた値を初期値として積分動作を行っていくことに
なる。なお、ここで作成された積分補償器出力ＩＮＴＨ
を加算値Ｍとして格納しておく。この加算値Ｍは次回に
ステップ５１〜５５のタイムアウト処理を行った場合
に、ステップ５４の処理で用いられる。また、このＭは
外部からの指令による停止後、次回の起動動作時の初期
設定処理でのＭの初期値Ｍｉｎｉとして用いてもよい。
なお、この動作は次のステップ４７の処理で作成される
制御信号Ｙを加算値Ｍとして格納しても動作的には大差
はない。さてその後ステップ４７の動作を引き続き行
う。

【００５３】ステップ４７（制御信号の作成）では、ス
テップ４４の動作により作成された速度誤差Ｅｖに対し
てステップ４６の動作により作成された積分補償器出力
値ＩＮＴＨを加算し、制御信号Ｙを作成する（Ｙ←Ｅｖ
＋Ｍ）。ステップ４６、４７の処理により一般的な積分
補償器を実現している。その後ステップ４８の動作を行
う。

【００５４】ステップ４８（制御信号の出力）では制御
信号ＹをＤ／Ａ変換器８に出力し、Ｙの値に対応した直
流的な電圧（制御信号）に変換する。その後ステップ４
９の動作を行う。ステップ４９（速度基準の作成）で
は、ＦＧエッジ入力時間に基づき、次回にＦＧエッジが
入力された場合の速度誤差算出のための速度基準Ｔｖ＿
ｒｅｆを作成する（Ｔｖ＿ｒｅｆ←Ｔｖ−Ｔｖ＿ｐｅｒ
ｉｏｄ）。ここでここでＴｖ＿ｐｅｒｉｏｄはモータが
目標回転速度で回転しているときのＦＧ信号のエッジ入
力周期に対応した値である。

【００５５】以上説明したように、モータの速度制御系
に積分補償器を導入すれば、外乱トルクが加わった場合
の速度制御性能が改善されることはいうまでもない。そ
して、上記したように、加算値Ｍに応じて積分補償器の
積分値の初期値を設定し、積分動作を行うようにするな
らば、速度検出直後から積分補償器による負荷トルクの
補償ができる。すなわち、より高性能なモータの制御装
置を実現することができる。

【００５６】次に図７に示す場合について説明する。こ
の場合は図６で示した場合に加えて、モータの状態管理
をさらに詳細に行った場合を示している。以下順を追っ
て説明する。ステップ６０（初期設定部）では、モータ
の制御信号を作成するための制御演算を行うためのＲＡ
Ｍ領域を初期化する。

【００５７】まず、制御信号値ＹをＹｉｎｉに設定する
（Ｙ←Ｙｉｎｉ）。ここでＹｉｎｉは、ステップ２０で
の動作と同様に、以前にモータが回転していたときに制
御信号値ＹをＹｉｎｉとして格納しておいたものでもよ
い。また、トルクオフ（電力増幅器９によりモータに供
給される電流が０）に相当する値でもよい。そして制御
信号ＹをＤ／Ａ変換器８に出力し、Ｙの値に対応した直
流的な電圧（制御信号）に変換する。

【００５８】さらに、加算値ＭをＭｉｎｉに設定する
（Ｍ←Ｍｉｎｉ）。ここでＭｉｎｉは以前にモータが回
転していたときの積分補償器出力値ＩＮＴＨまたは制御
信号値ＹをＭｉｎｉとして格納しておく。この動作もス
テップ２０と同様である。さらに積分値ＩＮＴと積分補
償器出力値にそれぞれ初期値を設定しておく（ＩＮＴ←
ＩＮＴｉｎｉ，ＩＮＴＨ←ＩＮＴＨｉｎｉ）。なおこれ
らはそれぞれトルクオフに相当するような値でもよい。

【００５９】さらに、フラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎとフラグ
ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎをそれぞれクリアする。これらのフラ
グの意味は図１を用いて説明した場合と同様である。そ
して、モータの状態遷移を示す状態管理情報ｓｔａｔｅ
は停止状態を示す「０」が設定される（ｓｔａｔｅ←
０）。その後ステップ６１の動作を行う。ステップ６１
（目標速度変更時のリセット処理）での処理は、外部か
らの指令により、モータの目標回転速度が変化したか否
かを検出する。変化した場合には状態管理情報ｓｔａｔ
ｅを０に設定する（ｓｔａｔｅ←０）。

【００６０】ステップ６２（制御動作の選択）での動作
は基本的にステップ２２での動作と同一である。ここで
はまず、信号ｑｖを読み込む。そして、ｑｖ＝１（Ｆ
Ｇ信号のエッジが入力された）ならばまず、ｑｖをクリ
アする（ｑｖ←０）。その後タイマーをセットする（Ｔ
←Ｔｗ，ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ←１）。そして、その後ステ
ップ６４の動作を行う。一方、ｑｖ＝０のときはまず、
フラグｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎをみることにより、タイマーが
設定されているか否かを判別する。そして、タイマーが
未設定（ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ＝０）ならばタイマーをセッ
トする（Ｔ←Ｔｗ，ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ←１）。タイマー
が設定されていれば（ｆ＿ｔｉｍ＿ｏｎ＝１）何も行わ
ない。両ケースともその後、変数Ｔをデクリメントする
（Ｔ←Ｔ−１）。そして、Ｔが０であれば、タイマーを
セット（Ｔ←Ｔｗ）した後ステップ７０〜７５からのタ
イムアウト処理を行う。また、Ｔが０でなければステッ
プ６２の動作に復帰する。

【００６１】ステップ７１（制御信号の更新）での処理
はステップ３１での処理と意味は同一である。そして制
御信号Ｙをトルク増加方向に所定量だけ変化させる（Ｙ
←Ｙ−Ｙｓｔｅｐ）。その後ステップ７２の処理を行
う。ステップ７２（フラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎのクリア）
では、速度基準が設定済みか否かを示すフラグｆ＿ｒｅ
ｆ＿ｏｎをクリアする（ｆ＿ｒｅｆ＿ｏｎ←０）。その
後ステップ７３の動作を行う。

【００６２】ステップ７３（状態管理情報の作成）で
は、状態管理情報ｓｔａｔｅを設定する。ｓｔａｔｅ≦
２ならばｓｔａｔｅ←２とする。またそうでなければ、
ｓｔａｔｅ←４とする。その後ステップ７４の動作を行
う。ステップ７４（加算値の作成）では状態管理情報ｓ
ｔａｔｅに応じて加算信号Ｍを作成する。まず、ｓｔａ
ｔｅ≧４ならば加算信号を所定量αだけトルク増加方向
に変化させる（Ｍ←Ｍ−α）。そしてｓｔａｔｅを２に
設定する（ｓｔａｔｅ←２）。また、ｓｔａｔｅ≧４で
ないならば、加算値Ｍはそのまま保存する。その後積分
値Ｍには、加算値Ｍを所定のゲインｈで割ったものを格
納する（ＩＮＴ←Ｍ／ｈ）。さらに積分補償器出力ＩＮ
ＴＨには加算値Ｍを加工せずに保存する（ＩＮＴＨ←
Ｍ）。そしてその後ステップ７５の動作を行う。

【００６３】ステップ７５（制御信号の出力）ではステ
ップ７１の処理により作成された制御信号ＹをＤ／Ａ変
換器８に出力し、Ｙの値に対応した直流的な電圧（制御
信号）に変換する。その後ステップ７２の動作を行う。
ステップ６４（速度誤差作成）では、まず、信号Ｔｖを
読み込む。信号ＴｖはＦＧ信号エッジが入力された時間
に相当するカウンタ値が格納されている。そして速度基
準が作成されているか否かを示すフラグｆ＿ｒｅｆ＿ｏ
ｎが０ならばステップ６８の動作を行う。ｆ＿ｒｅｆ＿
ｏｎが１にセットされていれば、以前に作成しておいた
速度基準との誤差量を算出し、その値に所定のゲインＲ
を掛けて速度誤差を作成する（Ｅｖ←Ｒ・（Ｔｖ−Ｔｖ
＿ｒｅｆ））。その後ステップ６５の動作を行う。

【００６４】ステップ６５（状態管理情報の作成）で
は、状態管理情報ｓｔａｔｅを設定する。ｓｔａｔｅ≦
１ならばｓｔａｔｅ←１とする。またそうでなければ、
ｓｔａｔｅ←３とする。その後ステップ６６の動作を行
う。ステップ６６（積分動作）では、まず、ステップ６
４の動作により作成された速度誤差Ｅｖを積分する（Ｉ
ＮＴ←ＩＮＴ＋Ｅｖ）。そして、積分値ＩＮＴに所定の
ゲインｈを乗算して積分補償器出力ＩＮＴＨを作成する
（ＩＮＴＨ←ＩＮＴ×ｈ）。さらに、ここで作成された
積分補償器出力ＩＮＴＨを加算値Ｍとして格納してお
く。その後ステップ６７の動作を引き続き行う。

【００６５】ステップ６７（制御信号の作成）では、ス
テップ６４の動作により作成された速度誤差Ｅｖに対し
てステップ６６の動作により作成された積分補償器出力
値Ｍを加算し、制御信号Ｙを作成する（Ｙ←Ｅｖ＋
Ｍ）。ステップ６６、６７の処理により一般的な積分補
償器を実現している。その後ステップ６８の動作を行
う。ステップ６８（制御信号の出力）では制御信号Ｙを
Ｄ／Ａ変換器８に出力し、Ｙの値に対応した直流的な電
圧（制御信号）に変換する。その後ステップ６９の動作
を行う。

【００６６】ステップ６９（速度基準の作成）では、Ｆ
Ｇエッジ入力時間に基づき、次回にＦＧエッジが入力さ
れた場合の速度誤差算出のための速度基準Ｔｖ＿ｒｅｆ
を作成する（Ｔｖ＿ｒｅｆ←Ｔｖ−Ｔｖ＿ｐｅｒｉｏ
ｄ）。ここでここでＴｖ＿ｐｅｒｉｏｄはモータが目標
回転速度で回転しているときのＦＧ信号のエッジ入力周
期に対応した値である。

【００６７】以上のように構成するならば、まず、モー
ド移行時に安定した速度引き込み動作ができる。ここで
は１倍速から１／３倍速へ移行する場合を例に挙げて説
明する。今、モータが１倍速で安定に回転しているとす
る。この場合、ステップ６１〜６９の処理を繰り返し行
っている。そして、ここで処理ステップ６１により目標
速度が１／３倍速に切り替わったことを検出したとす
る。なお、一般的には目標回転速度が変わった場合、速
度誤差を算出するときのゲインＲと速度基準を作成する
場合の定数Ｔｖ＿ｐｅｒｉｏｄも切り替えられるのが一
般的であるが、ここでは詳細な説明は省略する。そして
処理ステップ６１において状態管理情報ｓｔａｔｅがク
リアする（ｓｔａｔｅ←０）。このように状態管理情報
ｓｔａｔｅを設定することにより、１／３倍速への減速
時に仮に速度が落ちすぎて、タイムアウト処理を行うこ
とになっても、加算値を変更してしまうようなことはな
い。つまり、モータが定常状態で回転している場合には
ステップ６５での処理により、ｓｔａｔｅが３に設定さ
れている場合があるのだが、そのような場合に、速度が
落ちたからといって、タイムアウト処理において加算値
（積分補償値）を増加させてしまうと、速度検出直後の
処理において今度は回転速度が大きくオーバーシュート
する可能性がある。しかしながら、目標回転速度が切り
替わった場合には、本実施の形態のようにｓｔａｔｅを
クリアするようにしておけば、その後減速時に速度が落
ちすぎてタイムアウト処理に陥ったとしても、加算値を
変更してしまうようなことはない。

【００６８】また、例えば１倍速から１／３倍速に移行
したものの、１／３倍速で回転走行する時間が短いうち
に停止した場合を考える。ことのき積分補償器が完全に
引き込んではおらず、次に起動には、負荷トルクを補償
するには不足するような値が加算値の初期値として設定
されるような可能性もあり得るが、そのような場合にお
いてもステップ７４の動作により安定な起動を行うこと
ができる。

【００６９】なお、本実施の形態におけるモータの状態
管理の方法はあくまでも一例であって、補償している負
荷トルクが不足していることによりタイムアウト処理に
陥った場合と、そうでない場合とを識別できるように状
態管理のケース分けをすればよい。そのような場合すべ
てが本発明に含まれることはいうまでもない。本実施の
形態においては、ＦＧエッジが２回検出できた時点で状
態管理情報ｓｔａｔｅを操作するような構成にしたがそ
の限りではなく、回転センサの特徴により低速領域での
センサ出力の信頼性が低い場合には、ＦＧ３エッジが入
力された時点で状態管理情報ｓｔａｔｅを操作するよう
にしてもよい。そのような場合には、合わせてタイムア
ウト処理を通過した回数をカウントしておくような構成
にしておき、状態管理情報とタイムアウト処理を通った
回数を示すカウント値の両方をみて加算値を決定するよ
うな構成にしてもよい。そのような場合すべてが本発明
に含まれる。

【００７０】また、本実施の形態においては積分補償器
により負荷トルクＤＣ分を補償する例を示したが、例え
ば、補償器４内にモータの状態推定モデルを設け、すな
わち速度情報を基にモータに加わる外乱トルクを推定す
る外乱推定器を設け、その外乱推定器出力により負荷ト
ルクＤＣ分を補償しようとする構成の場合も本実施の形
態に含まれる。

【００７１】さらに、補償器の出力をディジタル信号や
ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）にしたり、電力増幅器
の出力信号をＰＷＭ信号にしてもよい。さらに補償器を
完全なハードウェアによって構成し、前述のプログラム
と同じ動作を行わせるようにしてもよい。その他本発明
の趣旨を変えずして種々の変更が可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、低慣性の
モータを様々な条件下で安定に起動させることができる
モータの制御装置を実現できる。したがって、本発明を
ＶＴＲのキャプスタンモータに適用すれば、小型軽量な
モータを用いて複雑なテープ走行をさせることができる
ため、小型軽量ながら高機能なＶＴＲを実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるモータの制御装置の
補償器の動作の一例を示すフローチャート

【図２】同モータの制御装置の構成を示すブロック図

【図３】同モータの制御装置の速度情報信号の波形図

【図４】同モータの制御装置における速度誤差算出動作
の説明図

【図５】同モータの制御装置における動作説明のための
波形図

【図６】同モータの制御装置の補償器の動作の他の例を
示すフローチャート

【図７】同モータの制御装置の補償器の動作の他の例を
示すフローチャート

【符号の説明】

１モータ２回転センサ３波形整形器４補償器５エッジ入力時間検出器６演算器７メモリ８Ｄ／Ａ変換器９電力増幅器１０負荷

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転速度に対応した速度情報信
号を作成する速度情報作成手段と、前記速度情報信号に応じて前記モータを制御する制御信
号を作り出す補償手段と、前記補償手段の制御信号に応じて前記モータを駆動する
駆動手段とを具備し、前記補償手段は、前記速度情報作成手段の前記速度情報
信号から速度誤差信号を作成する速度誤差作成手段と、
前記速度誤差に加算する加算信号を作成する加算信号作
成手段と、前記速度誤差信号と前記加算信号に応じて前
記制御信号を作成する制御信号作成手段と、前記制御信
号を所定量変化させて新たな制御信号を作成する制御信
号更新手段と、前記速度情報信号の入力周期に応じて前
記制御信号作成手段と前記制御信号更新手段を切り替え
て動作させる制御動作選択手段を含んで構成され、前記制御動作選択手段は、前記速度情報信号の入力タイ
ミングに応じて時間計測を開始する時間計測手段を含ん
だ構成でされ、かつ、前記時間計測手段の動作により時
間管理を行い、前記速度情報信号が所定時間入力されな
いことを検出した場合には前記制御信号更新手段を動作
させ、所定時間以内に前記速度情報が入力されたことを
検出した場合には前記制御信号作成手段を動作させる構
成であり、前記加算信号作成手段は、前記制御動作選択手段により
前記制御信号更新手段が選択されて動作した場合には、
前記加算信号を所定量変化させることを特徴とするモー
タの制御装置。
【請求項２】補償手段は、制御動作選択手段により制
御信号作成手段が選択されて動作している状態と、制御
信号更新手段が選択されて動作している状態とを識別
し、前記状態の遷移を管理する状態管理情報を作成する
状態管理手段を含んで構成され、加算信号作成手段は、
前記制御動作選択手段により前記制御信号更新手段が選
択されて動作した場合には、前記状態管理情報に応じて
加算信号を所定量変化させることを特徴とする請求項１
記載のモータの制御装置。