JPH10225176A

JPH10225176A - ブラシレスモータの制御方法およびその装置

Info

Publication number: JPH10225176A
Application number: JP9023067A
Authority: JP
Inventors: Shigekazu Nagai; 茂和永井; Fumio Morikawa; 文夫森川
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ブラシレスモータの制御にエンコーダが不要
で、該ブラシレスモータが使用される電動アクチュエー
タ等の機器を小型にすることができ、価格を低廉化する
ことが可能なブラシレスモータの制御方法およびその装
置を提供する。【解決手段】ブラシレスモータ１２の回転子の位置を検
出する磁気センサ１４ａ〜１４ｃの出力信号が変換部１
６ａ〜１６ｃによってパルス信号Ｐu 、Ｐv 、Ｐw に変
換され、回転パルス生成部２０によって該パルス信号Ｐ
u 、Ｐv 、Ｐw の立ち上がりおよび立ち下がりに対応し
た回転パルス信号Ｐt が生成される。回転速度信号生成
部２４によって該回転パルス信号Ｐt から回転速度信号
を生成し、比較部３６により目標回転速度データの信号
との差である速度偏差信号を生成する。制御演算部４０
によりこの速度偏差信号に所定の制御演算を施し、トル
ク比較部４２、過負荷検出部４３、比較部４５を経て駆
動信号生成部４４によって前記ブラシレスモータ１２の
駆動信号を生成し、該ブラシレスモータ１２を回転制御
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、電動アクチュエー
タ等に使用されるブラシレスモータを小型にして価格を
低廉化することが可能なブラシレスモータの制御方法お
よびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ワーク等を搬送するための電
動アクチュエータにはブラシレスモータが広範に使用さ
れている。このブラシレスモータには、該ブラシレスモ
ータの回転速度や該ブラシレスモータによって駆動され
る変位部材の位置を制御するために制御装置が接続され
ている。この制御装置には前記ブラシレスモータに設け
られたエンコーダからの信号が入力され、この信号によ
りブラシレスモータの回転速度や変位部材の位置を検出
し、また、所定の回転速度および位置を制御するために
制御信号をブラシレスモータに出力している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のブラシレスモータの制御方法およびその装置で
は、ブラシレスモータにエンコーダが設けられているた
め、このブラシレスモータが使用される電動アクチュエ
ータ等の機器が大きくなり、しかも価格も高騰するとい
う不都合が指摘されている。

【０００４】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、ブラシレスモータの制御にエンコーダが
不要となり、このブラシレスモータが使用される電動ア
クチュエータ等の機器を小型にすることができ、価格を
低廉化することが可能なブラシレスモータの制御方法お
よびその装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ブラシレスモータの回転子の回転位置
を検出するために該ブラシレスモータに複数設けられた
回転位置検出用センサからの出力信号を変換部によって
それぞれパルス信号に変換する工程と、前記複数のパル
ス信号から該パルス信号の立ち上がりおよび立ち下がり
に応じた一つの回転パルス信号を生成する工程と、前記
回転パルス信号から回転速度に応じた回転速度信号を生
成する工程と、前記回転速度信号と、所望の回転速度に
応じた目標回転速度データの信号とを比較してその差を
回転速度偏差信号として出力する工程と、前記回転速度
偏差信号を制御演算部に入力して所定の制御演算を施す
工程と、前記制御演算部の出力信号を駆動信号生成部に
入力して前記ブラシレスモータの駆動信号を生成する工
程と、前記駆動信号により前記ブラシレスモータを駆動
する工程と、を有することを特徴とする。

【０００６】本発明によれば、ブラシレスモータに設け
られている回転位置検出用センサの出力信号から回転速
度を検出するパルス信号を生成することができるため、
従来必要であったエンコーダが不要となる。

【０００７】この場合、前記回転パルス信号を生成する
工程では、前記変換回路から出力された複数のパルス信
号から回転方向を検出し、この回転方向に対応した回転
方向信号を出力する工程を含むと、回転方向を検出する
ためのセンサを設ける必要がなく、好適である。

【０００８】また、この場合、前記回転パルス信号を生
成する工程の後に、前記回転方向信号によってカウンタ
を増加または減少に切り替える工程と、前記回転パルス
信号のパルスを前記カウンタでカウントする工程と、を
有し、前記カウント値によって前記ブラシレスモータに
よって駆動される変位部材の位置を検出すると、このブ
ラシレスモータが設けられる機器に前記変位部材の位置
を検出するための位置センサが不要となり、一層好適で
ある。

【０００９】さらに、この場合、前記回転速度信号と前
記目標回転速度データの信号とを比較する工程の前に、
回転速度データ生成部で所定の時点における前記ブラシ
レスモータの回転速度から所定の加速度データによって
決定される加速度に基づいて回転速度データを生成する
工程と、前記回転速度データと目標回転速度データとを
比較し、先ず、回転速度データを出力し、該回転速度デ
ータが目標回転速度データと一致したら、該目標回転速
度データを出力する工程と、を有すると、前記ブラシレ
スモータの回転速度を所望の加速度で目標回転速度まで
変化させることができ、好ましい。

【００１０】さらにまた、前記制御演算部の出力信号か
ら前記ブラシレスモータの駆動信号を生成する工程の前
に、前記制御演算部の出力信号と所望のトルク限度値を
示すトルク限度データの信号とを比較し、いずれか小さ
い方を前記駆動信号生成部に入力すると、前記ブラシレ
スモータに過大な電流が通電されることがなく該ブラシ
レスモータを破損させることが阻止され、一層好適であ
る。

【００１１】さらにまた、前記ブラシレスモータを駆動
する工程では、前記駆動信号生成部に設けられた温度セ
ンサにより該駆動信号生成部の温度を測定する工程と、
前記駆動信号生成部の温度が所定の温度より上昇したら
ブラシレスモータを停止させる工程と、を有すると、駆
動信号生成部が高温となることを防ぎ、該駆動信号生成
部が破損する懸念を払拭することができ、一層好まし
い。

【００１２】また、本発明は、ブラシレスモータに設け
られた複数の回転位置検出用センサの出力信号をそれぞ
れパルス信号に変換する変換部と、前記変換部から出力
された複数のパルス信号から、該パルス信号の立ち上が
りおよび立ち下がりに応じた一つの回転パルス信号を生
成する回転パルス生成部と、前記回転パルス生成部によ
って生成された回転パルス信号から回転速度に応じた回
転速度信号を出力する回転速度信号生成部と、前記回転
速度信号と、所望の回転速度に応じた目標回転速度デー
タの信号とを比較してその差を回転速度偏差信号として
出力する比較部と、前記回転速度偏差信号に所定の制御
演算を施す制御演算部と、前記制御演算部から出力され
た信号から前記ブラシレスモータの駆動信号を生成する
駆動信号生成部と、を備えることを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、ブラシレスモータに設け
られている回転位置検出用センサの出力信号から回転速
度を検出するパルス信号を生成することができるため、
従来必要であったエンコーダが不要となる。

【００１４】この場合、前記回転パルス生成部は、前記
変換回路から出力された複数のパルス信号から回転方向
に対応した回転方向信号を生成する回転方向検出部を備
えると、回転方向を検出するためのセンサを設ける必要
がなく、好適である。

【００１５】また、この場合、前記制御装置は前記回転
パルス信号のパルスをカウントすると共に、このカウン
ト値を前記回転方向信号によって増加または減少に切り
替えるカウント部を備え、前記カウント部のカウント値
によって前記ブラシレスモータによって駆動される変位
部材の位置を検出すると、このブラシレスモータが設け
られる機器に前記変位部材の位置を検出するための位置
センサを設ける必要がなく、一層好適である。

【００１６】さらに、この場合、前記カウント部のカウ
ント値と所定のカウント設定値とを比較し、その差を位
置偏差信号として出力する比較部を備え、前記位置偏差
信号に基づいて回転速度を決定し、ブラシレスモータの
制御を行うと、このブラシレスモータによって駆動され
る変位部材の位置制御を容易に行うことができ、好まし
い。

【００１７】さらにまた、この場合、前記制御装置は、
所望の加速度を示す加速度データの信号と前記回転速度
信号とが入力され、所定の時点における前記ブラシレス
モータの回転速度から前記加速度データによって決定さ
れる所望の加速度で変化する回転速度データを生成する
回転速度データ生成部と、前記回転速度データ生成部に
よって生成された回転速度データと目標回転速度データ
とを比較していずれか一方を前記比較部に出力する回転
速度比較部と、を備えると、前記ブラシレスモータの回
転速度を所望の加速度で目標回転速度まで変化させるこ
とができ、好ましい。

【００１８】またさらに、前記制御演算部の出力信号が
接続されるトルク比較部が設けられ、該トルク比較部に
はトルク限度値を示すトルク限度データの信号が入力さ
れ、前記制御演算部の出力信号と前記トルク限度データ
の信号とを比較していずれか小さい方を前記駆動信号生
成部に入力すると、前記ブラシレスモータに過大な電流
が通電されて該ブラシレスモータを破損させることが阻
止され、一層好適である。

【００１９】またさらに、前記制御装置にはシリアル通
信インタフェースが設けられ、該制御装置は前記シリア
ル通信インタフェースを通して送られるデータによって
前記ブラシレスモータを回転制御すると、通信ラインが
少なくなり、この制御装置を小型にすることができ、好
適である。

【００２０】またさらに、前記制御装置がブラシレスモ
ータに設けられると、この制御装置が使用される機器を
小型化することができ、一層好ましい。

【００２１】またさらに、前記駆動信号生成部に温度セ
ンサが設けられ、該駆動信号生成部が所定の温度より上
昇したら前記ブラシレスモータを停止させると、前記駆
動信号生成部が高温となって破損する懸念が払拭され、
一層好適である。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明に係るブラシレスモータの
制御方法について、それを実施する装置との関係におい
て、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

【００２３】図１において、参照符号１０は、本実施の
形態に係るブラシレスモータの制御装置を示す。この制
御装置１０には電動アクチュエータ１１を構成するブラ
シレスモータ１２が接続され、該電動アクチュエータ１
１には当該ブラシレスモータ１２によって駆動される図
示しない変位部材が設けられる。前記ブラシレスモータ
１２の回転子の回転位置を検出するための磁気センサ１
４ａ〜１４ｃが略１２０°の間隔で前記ブラシレスモー
タ１２に設けてある。このため、前記ブラシレスモータ
１２が回転すると、前記磁気センサ１４ａ〜１４ｃから
回転子の回転位置に対応して互いに１２０°ずつ位相が
ずれた信号が出力される。該磁気センサ１４ａ〜１４ｃ
の出力信号は前記制御装置１０に内蔵された変換部１６
ａ〜１６ｃに入力され、該変換部１６ａ〜１６ｃは前記
磁気センサ１４ａ〜１４ｃの出力信号を所定レベルで波
形整形したパルス信号Ｐu 、Ｐv 、Ｐw に変換して出力
する（図２参照）。この変換部１６ａ〜１６ｃは前記磁
気センサ１４ａ〜１４ｃ側に付設しても良い。

【００２４】前記変換部１６ａ〜１６ｃの出力は前記Ｃ
ＰＵ１８に設けられた回転パルス生成部２０に入力さ
れ、該回転パルス生成部２０は、図２に示すように、前
記変換部１６ａ〜１６ｃから出力されたパルス信号Ｐu
、Ｐv 、Ｐw のそれぞれの立ち上がりおよび立ち下が
りに対応して所定の幅のパルスを生成し、回転パルス信
号Ｐt として出力する。このため、前記回転パルス生成
部２０は前記ブラシレスモータ１２の回転子が１回転す
る間に６個のパルスを発生する。前記回転パルス生成部
２０には、図１に示すように、回転方向検出部２２が設
けられ、該回転方向検出部２２は前記パルス信号Ｐu 、
Ｐv 、Ｐw の生成順序から前記ブラシレスモータ１２の
回転方向を検知し、この回転方向に対応してデジタル値
０または１の信号を出力する。例えば、パルス信号Ｐu
、Ｐv 、Ｐw の論理レベルがそれぞれ１、０、１（図
２中、１０２ａ）から１、０、０（図２中、１０２ｂ）
に変化し、さらに１、１、０（図２中、１０２ｃ）に変
化すると、回転方向検出部２２はブラシレスモータ１２
が正転していると判断してデジタル値０を回転方向信号
として出力し、一方、１、０、１（図２中、１０２ａ）
から０、０、１（図２中、１０２ｄ）に変化し、さらに
０、１、１（図２中、１０２ｅ）に変化すると、ブラシ
レスモータ１２が反転していると判断してデジタル値１
を回転方向信号として出力する。

【００２５】前記回転パルス生成部２０の出力は２つに
分岐され、一方は回転速度信号生成部２４に入力され、
他方はカウント部２６に入力されて前記回転パルス信号
Ｐｔのパルス数をカウントし、カウント部２６のカウン
ト値をｎで示す。該カウント部２６には前記回転方向検
出部２２から出力される回転方向信号が入力され、該回
転方向信号が、例えば、時計方向（正転）を示す０のと
きはカウンタを増加にし、反時計方向（逆転）を示す１
のときはカウンタを減少にする。従って、前記ブラシレ
スモータ１２が正転すると前記カウント部２６のカウン
ト値ｎは増加し、反転するとカウント値ｎは減少する。
前記カウント部２６の出力、すなわちカウント値ｎを示
す信号は２つに分岐され、一方は制御処理部３０に入力
され、他方は比較部３１に入力される。該比較部３１に
は前記制御処理部３０から図示しない変位部材の位置デ
ータを示す信号が入力され、前記カウント値ｎを示す信
号と前記位置データを示す信号との差、すなわち位置偏
差信号が生成され、該位置偏差信号はスイッチ３３を介
して回転速度データ生成部３４に入力される。

【００２６】一方、前記回転速度信号生成部２４には前
記制御処理部３０に内蔵されている発振器３２のクロッ
ク信号Ｃk が入力され、図２に示すように、前記回転パ
ルス信号Ｐｔの立ち上がりから次の立ち上がりまでの間
に発生する前記クロック信号Ｃk のパルス数をカウント
し、このカウント値を回転速度信号として出力する。こ
の場合、前記発振器３２から所定の単位時間に同期した
信号が入力され、前記回転速度信号生成部２４は単位時
間当たりに発生する前記回転パルス信号Ｐt のパルス数
をカウントし、このカウント値を回転速度信号として出
力してもよい。

【００２７】前記回転速度信号生成部２４の出力は２つ
に分岐され、一方は回転速度データ生成部３４に、他方
は比較部３６に入力される。前記回転速度データ生成部
３４には前記制御処理部３０から加速度データが入力さ
れ、該回転速度データ生成部３４は所定の時点において
前記回転速度信号によって示される回転速度から、時間
が経過するに従って前記加速度データが示す所定の加速
度で変化する回転速度データを生成する。該回転速度デ
ータは前記比較部３１から入力される位置偏差信号から
生成されてもよい。この場合、回転速度データは位置偏
差信号に基づいて変化する。

【００２８】このようにして生成された回転速度データ
は回転速度比較部３８に入力され、該回転速度比較部３
８には前記制御処理部３０から目標回転速度データが入
力される。当該回転速度比較部３８では前記回転速度デ
ータと前記目標回転速度データとを比較しており、両者
が一致するまでは回転速度データを出力し、両者が一致
してからは目標回転速度データを前記比較部３６に出力
する。該比較部３６では回転速度データまたは目標回転
速度データと前記回転速度信号との差である回転速度偏
差信号を制御演算部４０に入力する。

【００２９】該制御演算部４０には比例回路４０ａ、積
分回路４０ｂ、微分回路４０ｃがそれぞれ並列に接続さ
れ、前記比較部３６から出力された前記回転速度偏差信
号に対して比例、積分および微分の各制御演算を施し、
それぞれの出力を加算してトルク指令信号を生成し、ト
ルク比較部４２に入力される。該トルク比較部４２には
前記制御処理部３０から所望のトルク限度値を示すトル
ク限度データの信号が入力され、前記トルク指令信号と
前記トルク限度データの信号のいずれか小さい方を過負
荷検出部４３に入力する。該過負荷検出部４３は前記ト
ルク比較部４２の出力信号が所定の値を超えたらブラシ
レスモータ１２に過大なトルクがかかることを示す信号
を前記制御処理部３０に入力する。前記過負荷検出部４
３の出力は比較部４５に入力される。該比較部４５には
増幅器４７を介して前記ブラシレスモータ１２に通電さ
れる電流値の信号が入力され、当該比較部４５は前記過
負荷検出部４３の出力信号と前記増幅器４７との差信号
を出力する。

【００３０】前記比較部４５の出力は駆動信号生成部４
４に入力される。該駆動信号生成部４４は、前記ＣＰＵ
１８に内蔵されたＰＷＭ信号生成部４６と、前記ＣＰＵ
１８の外部に設けられたインバータ部４８とからなり、
前記ＰＷＭ信号生成部４６は前記ブラシレスモータ１２
を駆動するための信号をＰＷＭ波形として出力し、前記
インバータ部４８はこの信号から前記ブラシレスモータ
１２を駆動するパルス電流Ｉu 、Ｉv 、Ｉw を生成して
前記ブラシレスモータ１２に出力する（図２参照）。前
記インバータ部４８には前記制御処理部３０から信号ラ
イン４８ａによりブラシレスモータ１２の回転方向を決
定する指令信号が入力され、前記インバータ部４８はこ
の指令信号によって前記ブラシレスモータ１２を駆動す
るパルス電流Ｉu 、Ｉv 、Ｉw を制御して該ブラシレス
モータ１２を正転方向、または反転方向に回転させる。
また、前記インバータ部４８には温度センサ４９が設け
られ、該温度センサ４９は前記インバータ部４８が所定
の温度以上となったら前記制御処理部３０に信号を出力
する。制御処理部３０はこの信号が入力されるとインバ
ータ部４８の破損を阻止するため、ブラシレスモータ１
２に流れる電流を抑制する。

【００３１】前記制御処理部３０にはシリアル通信イン
タフェース５２、アナログ入力インタフェース５４、デ
ジタル入力インタフェース５６およびデジタル出力イン
タフェース５８が接続される。前記シリアル通信インタ
フェース５２には、例えば、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４２４
等の信号ライン５２ａを介して制御盤６０に接続され
る。前記アナログ入力インタフェース５４には、図３に
示すように、前記制御盤６０から６本の信号ライン５４
ａ〜５４ｆが接続され、それぞれの信号ライン５４ａ〜
５４ｆには、第１の回転速度設定値ｖ₁、第２の回転速
度設定値ｖ₂、第１の加速度設定値ａ₁、第２の加速度
設定値ａ₂、第１のトルク限度設定値ｔ₁、第２のトル
ク限度設定値ｔ₂がそれぞれアナログ電圧に変換されて
前記制御盤６０から入力される。前記デジタル入力イン
タフェース５６には信号ライン５６ａ〜５６ｉが接続さ
れ、それぞれの信号ライン５６ａ〜５６ｉには制御モー
ド切替入力、起動／停止入力、回転方向切替入力、回転
速度設定値切替入力、加速度設定値切替入力、トルク限
度設定値切替入力、アラームクリア入力、カウント値ク
リア入力、非常停止入力が前記制御盤６０からデジタル
値０または１として入力される。

【００３２】前記回転速度設定値切替入力を示す信号ラ
イン５６ｄにデジタル値の０が入力されると、前記信号
ライン５４ａの第１の回転速度設定値ｖ₁が前記アナロ
グ入力インタフェース５４の内部で図示しないＡ／Ｄ変
換器によってデジタル値に変換され、制御処理部３０か
ら前記回転速度比較部３８に目標回転速度データとして
出力する（図１参照）。一方、前記信号ライン５６ｄに
デジタル値の１が入力されると、前記信号ライン５４ｂ
の第２の回転速度設定値ｖ₂がデジタル値に変換されて
前記回転速度比較部３８に目標回転速度データとして出
力される。同様に、前記加速度設定値切替入力を示す信
号ライン５６ｅにデジタル値の０が入力されると前記信
号ライン５４ｃの第１の加速度設定値ａ₁が、デジタル
値の１が入力されると信号ライン５４ｄの第２の加速度
設定値ａ₂が制御処理部３０から回転速度データ生成部
３４に加速度データとして出力される。また、前記トル
ク限度設定値切替入力を示す信号ライン５６ｆに０が入
力されると、信号ライン５４ｅの第１のトルク限度設定
値ｔ₁が、１が入力されると信号ライン５４ｆの第２の
トルク限度設定値ｔ₂が制御処理部３０からトルク比較
部４２にトルク限度データとして出力される。

【００３３】前記デジタル出力インタフェース５８には
信号ライン５８ａ〜５８ｅが接続され、それぞれの信号
ライン５８ａ〜５８ｅによって後述するアラーム出力、
回転速度モニタ出力、正転エンド出力、反転エンド出
力、位置検出出力が前記デジタル出力インタフェース５
８から前記制御盤６０に出力される。

【００３４】それぞれのインタフェース５２、５４、５
６、５８は、ノイズ防止のためにフォトカプラを使用し
て前記制御盤６０と制御装置１０とが電気的に絶縁され
るように構成してもよい。

【００３５】前記制御処理部３０には、図１に示すよう
に、例えば、電気消去可能なＥＥＰＲＯＭ、電池によっ
てバックアップされたＲＡＭ等のメモリ６２が接続さ
れ、このため、制御装置１０の電源が遮断されても、メ
モリ６２の内容が失われないように構成されている。該
メモリ６２には、図４Ａに示すように、所定のカウント
設定値ｎ₁〜ｎ₆が記憶され、このカウント設定値ｎ₁
〜ｎ₆は前記カウント部２６から前記制御処理部３０に
入力されるカウント値ｎと比較され、その比較結果によ
って前記信号ライン５８ａ〜５８ｅの出力が変化する
（図３参照）。例えば、カウント値ｎがカウント設定値
ｎ₁より小さい場合、またはカウント設定値ｎ₆より大
きい場合、アラーム出力を示す信号ライン５８ａが１に
なり、カウント設定値ｎ₁からｎ₂の範囲内では、反転
エンド出力を示す信号ライン５８ｄが１に、カウント設
定値ｎ₅からｎ₆の範囲内では、正転エンド出力を示す
信号ライン５８ｃが１になる。また、カウント値ｎがカ
ウント設定値ｎ₃からｎ₄の範囲内にあるとき、位置検
出出力を示す信号ライン５８ｅが１となる。

【００３６】本実施の形態にかかるブラシレスモータの
制御装置１０は、以上のように構成され、次に、該制御
装置１０によって制御されるブラシレスモータ１２につ
いて説明する。

【００３７】このブラシレスモータ１２は、図５に示す
ように、長尺状に形成されたボディ７０を備え、該ボデ
ィ７０の内壁には固定子巻線７２ａ〜７２ｃが互いに所
定角度ずつ偏位して設けられる。前記ボディ７０の内壁
には前記固定子巻線７２ａ〜７２ｃの内部に磁気センサ
１４ａ〜１４ｃが固着されている。前記ボディ７０の両
端部にはエンドプレート７４ａ、７４ｂが固着され、一
方のエンドプレート７４ｂには本実施の形態にかかる制
御装置１０が設けられる。前記ボディ７０の内部には回
転軸７６がその軸線方向に沿って配設され、該回転軸７
６は他方のエンドプレート７４ａに画成された孔部７８
を貫通して突出している。前記回転軸７４には永久磁石
により構成される回転子８０が固着されている。

【００３８】前記固定子巻線７２ａ〜７２ｃに、図２に
示すように、１２０゜の矩形波の電流Ｉu 、Ｉv 、Ｉw
が通電されると、該固定子巻線７２ａ〜７２ｃと前記回
転子８０を構成する永久磁石とが吸着または反発するこ
とにより、前記回転子８０が回転する。前記固定子巻線
７２ａ〜７２ｃには、１８０゜の矩形波の電流が通電さ
れてもよい。

【００３９】本実施の形態では、磁気センサ１４ａ〜１
４ｃは３つであるが、図６に示すように、それぞれの磁
気センサ１４ａ〜１４ｃの出力Ｐu 、Ｐv 、Ｐw に対し
て３０゜ずつ位相の遅れた出力Ｐx 、Ｐy 、Ｐz が得ら
れる磁気センサを設けると、ブラシレスモータ１２に１
５０゜の矩形波の電流Ｉu 、Ｉv 、Ｉw を通電すること
ができる。このように構成すると、ブラシレスモータ１
２のトルクリップルを減少させることができ、好適であ
る。

【００４０】本実施の形態に係るブラシレスモータ１２
は以上のように構成されるものであり、次に、前記制御
装置の動作について、本実施の形態に係るブラシレスモ
ータの制御方法との関連で説明する。

【００４１】この制御装置１０を作動させてブラシレス
モータ１２を制御する場合、前記アナログ入力インタフ
ェース５４および前記デジタル入力インタフェース５６
により作動させる方法と、前記シリアル通信インタフェ
ース５２により作動させる方法とがある。

【００４２】先ず、アナログ入力インタフェース５４と
デジタル入力インタフェース５６により制御装置１０を
作動させてブラシレスモータ１２を制御する方法につい
て説明する。

【００４３】ブラシレスモータ１２を後述する方法によ
り、例えば、反転方向に回転させて該ブラシレスモータ
１２によって駆動される変位部材を変位させる（図４Ａ
参照）。該変位部材が後進端に当接してブラシレスモー
タ１２が回転しなくなったら、カウント部２６のカウン
ト値ｎを０にする。次に、ブラシレスモータ１２を正転
させてカウント値ｎが所定の値となったら再びカウント
値ｎを０にし、この位置を原点位置とする。原点位置
は、図４Ｂ〜図４Ｄに示すように、所望の位置に設定す
ることができる。

【００４４】次に、アナログ通信インタフェース５２の
信号ライン５４ａ〜５４ｆに、図３に示すように、第１
の回転速度設定値ｖ₁、第２の回転速度設定値ｖ₂、第
１の加速度設定値ａ₁、第２の加速度設定値ａ₂、第１
のトルク限度設定値ｔ₁および第２のトルク限度設定値
ｔ₂を示す電圧を印加する。さらに、図７に示すよう
に、起動／停止入力、回転方向切替入力、回転速度切替
入力、加速度設定切替入力、トルク設定切替入力を示す
信号ライン５６ｂ〜５６ｆをそれぞれデジタル値１、
０、０、０、０にする。信号ライン５６ｃの回転方向切
替入力からデジタル入力インタフェース５６に入力され
た信号は、図１に示すように、制御処理部３０から信号
ライン４８ａを介してインバータ部４８に出力され、該
インバータ部４８は正転方向に設定される。

【００４５】以上のような準備段階を経て、起動／停止
入力を示す信号ライン５６ｂを０にすると（図７中、１
０４ｂ）、前記信号ライン５４ａの電圧に対応する第１
の回転速度設定値ｖ₁が制御処理部３０から目標回転速
度データとして回転速度比較部３８に入力される（図１
および図３参照）。同様に、信号ライン５４ｃの第１の
加速度設定値ａ₁が加速度データとして回転速度データ
生成部３４に、信号ライン５４ｅの第１のトルク限度設
定値ｔ₁がトルク限度データとしてトルク比較部４２に
入力される。回転速度データ生成部３４では、回転速度
信号生成部２４から出力された回転速度信号（このとき
の回転速度は０）と第１の加速度設定値ａ₁から、時間
が経過するに従って第１の加速度設定値ａ₁に基づいて
変化する回転速度データが生成される。回転速度比較部
３８では、この回転速度データと制御処理部３０から入
力された目標回転速度データとが比較され、先ず、回転
速度信号生成部３４で生成された回転速度データを示す
信号が出力される。比較部３６では、この回転速度デー
タを示す信号と回転速度信号生成部２４から出力された
回転速度信号とを比較し、その差である回転速度偏差信
号を制御演算部４０に入力する。

【００４６】制御演算部４０では、前記速度偏差信号に
対して比例回路４０ａ、積分回路４０ｂおよび微分回路
４０ｃによって所定の演算を行い、それぞれの回路４０
ａ〜４０ｃの出力が加算されてトルク指令値としてトル
ク比較部４２に入力される。該トルク比較部４２はこの
トルク指令値と前記制御処理部３０から入力された第１
のトルク限度データとを比較し、いずれか小さい方、こ
の場合は前記制御演算部４０から入力されたトルク指令
値を過負荷検出部４３に入力される。該過負荷検出部４
３では入力されたトルク指令値の信号が所定の値以下で
あれば、入力されたトルク指令値の信号を比較部４５に
出力する。前記比較部４５は該比較部４５に入力された
トルク指令値と、ブラシレスモータ１２に通電される電
流を増幅器４７で増幅した信号との差をＰＷＭ信号生成
部４６に出力する。このＰＷＭ信号生成部４６では、入
力されたトルク指令値に相当するパルス幅を持つパルス
信号を生成し、インバータ部４８に入力する。このイン
バータ部４８ではこのパルス信号からブラシレスモータ
１２を駆動する駆動電流信号Ｉu 、Ｉv 、Ｉw を生成し
て、図２に示すように、ブラシレスモータ１２に入力
し、該ブラシレスモータ１２は回転を開始する。

【００４７】磁気センサ１４ａ〜１４ｃからブラシレス
モータ１２の回転子の位置に対応する信号が出力される
と、この信号は変換部１６ａ〜１６ｃによってパルス信
号Ｐu 、Ｐv 、Ｐw に変換される。このパルス信号Ｐu
、Ｐv 、Ｐw が回転パルス生成部２０に入力される
と、該回転パルス生成部２０はそれぞれのパルス信号Ｐ
u、Ｐv 、Ｐw の立ち上がりおよび立ち下がりに対応し
た回転パルス信号Ｐt を生成する。また、回転方向検出
部２２では、前記パルス信号Ｐu 、Ｐv 、Ｐw から回転
方向を判断する。この場合、ブラシレスモータ１２は正
転方向に回転しているため、回転方向検出部２２の出力
は正転を示す０を出力する。

【００４８】カウント部２６では、回転方向信号が正転
を示す０であるためカウンタが増加に設定され、回転パ
ルス信号Ｐt が入力されると、そのパルス数をカウント
し、カウント値ｎを増加させる。回転速度生成部２４で
は、回転パルス信号Ｐt の立ち上がりから次の立ち上が
りの期間、発振器３２から入力されるクロック信号Ｃk
のパルスをカウントし、このカウント値を回転速度信号
として出力する。この回転速度信号は比較部３６に入力
され、前述のように回転速度データを示す信号と比較さ
れる。

【００４９】もし、ブラシレスモータ１２の回転速度ｖ
が回転速度データ生成部３４で生成された回転速度デー
タより小さい場合、比較部３６から出力される速度偏差
信号が大きくなり、制御演算部４０、トルク比較部４
２、過負荷検出部４３、比較部４５および駆動信号生成
部４４を介してブラシレスモータ１２を駆動する信号が
大きくなり、該ブラシレスモータ１２の回転速度ｖが大
きくなる。

【００５０】このようにして、ブラシレスモータ１２の
回転速度ｖは回転速度データ生成部３４で生成された回
転速度データに追従して徐々に大きくなる（図７中、１
０４ｂ）。そして、回転速度ｖが目標回転速度データで
ある第１の回転速度設定値ｖ ₁に達すると、回転速度比
較部３８では回転速度データ生成部３４で生成された回
転速度データと制御処理部３０から入力された目標回転
速度データ（第１の回転速度設定値ｖ₁）とが一致し、
これ以降は目標回転速度データを出力する。このため、
ブラシレスモータ１２の回転速度ｖは第１の回転速度設
定値ｖ₁に追従して一定となる（図７中、１０４ｃ）。

【００５１】カウント部２６のカウント値ｎがメモリ６
２に記憶されているカウント設定値ｎ₃と一致すると
（図４Ａ参照）、デジタル出力インタフェース５８の位
置検出出力を示す信号ライン５８ｅがデジタル値１とな
り、制御盤６０には電動アクチュエータの変位部材が所
定の領域１０８ｃに変位したことが検出される。そこ
で、制御盤６０は回転速度切替入力を示す信号ライン５
６ｄを１にする（図７中、１０４ｄ）。このため、制御
処理部３０は信号ライン５４ｂから入力された第２の回
転速度設定値ｖ₂を目標回転速度データとして回転速度
比較部３８に出力する。一方、回転速度データ生成部３
４ではこの時点における回転速度（第１の回転速度設定
値ｖ₁）と加速度データから、第１の加速度設定値ａ₁
に基づいて時間が経過するに従って変化する回転速度デ
ータが生成される。回転速度比較部３８はこの回転速度
データを出力し、前述と同様に比較部３６で回転速度デ
ータを示す信号と回転速度信号生成部２４から入力され
た回転速度信号とを比較し、その差である回転速度偏差
信号が制御演算部４０に入力されて所定の制御演算が施
され、トルク比較部４２、過負荷検出部４３、比較部４
５および駆動信号生成部４４を経てブラシレスモータ１
２が駆動される。このため、該ブラシレスモータ１２の
回転速度は徐々に小さくなる。そして、回転速度ｖが第
２の回転速度設定値ｖ₂と一致すると（図７中、１０４
ｅ）、回転速度比較部３８は第２の回転速度設定値ｖ₂
を出力し、ブラシレスモータ１２はこのときの回転速度
ｖ₂を維持する。

【００５２】そして、ブラシレスモータ１２が回転を続
け、カウント部２６のカウント値ｎがカウント設定値ｎ
₆以上となって領域１０８ｅの前進端に至り、電動アク
チュエータ１１の変位部材が変位できなくなると、ブラ
シレスモータ１２の回転は停止する（図４Ａ参照）。該
ブラシレスモータ１２の停止は回転パルス生成部２０か
ら回転パルス信号が生成されなくなり、カウント部２６
のカウント値ｎが変化しなくなることによって検出され
る。このため、デジタル出力インタフェース５８の正転
エンド出力とアラーム出力とを示す信号ライン５８ａ、
５８ｃが１となって制御盤６０に入力される。このと
き、回転速度が０であるため、比較部３６の出力である
回転速度偏差信号は大きくなり、制御演算部４０の出力
信号であるトルク指令値が大きくなり、ブラシレスモー
タ１２に大きなトルクがかかる。そこで、信号ライン５
６ｆのトルク設定切替入力を１にして第２のトルク限界
設定値ｔ₂をトルク比較部４２に入力する（図７中、１
０４ｇ）。トルク比較部４２はこの第２のトルク限界設
定値ｔ₂と制御演算部４０から出力されたトルク指令値
とを比較し、いずれか小さい方、この場合、過負荷検出
部４３に第２のトルク限界設定値ｔ₂を出力して過大な
電流がブラシレスモータ１２やインバータ部４８に加わ
り、これらが破損することを防止する。そして、所定時
間ブラシレスモータ１２が回転しなかったら、制御板６
０は信号ライン５６ｂの起動／停止入力を１にする（図
７中、１０４ｈ）。

【００５３】次に、信号ライン５６ｃ、５６ｄ、５６ｅ
の回転方向切替入力、回転速度設定値切替入力、加速度
設定値切替入力をそれぞれデジタル値１、０、１にして
信号ライン５６ｂの起動／停止入力を０にすると（図７
中、１０４ｉ）、制御処理部３０はインバータ部４８を
反転に設定し、回転速度データ生成部３４には制御処理
部３０から第２の加速度設定値ａ₂が入力され、時間が
経過するに従って第２の加速度設定値ａ₂に基づいて変
化する回転速度データが生成される。このため、ブラシ
レスモータ１２はこの回転速度データに追従した回転速
度ｖで反転方向に回転する。

【００５４】次いで、カウント部２６のカウント値ｎが
カウント設定値ｎ₆になると（図４Ａ参照）、信号ライ
ン５６ｅの加速度設定値切替入力が０になる（図７中、
１０４ｊ）。このため、第１の加速度設定値ａ₁が回転
速度データ生成部３４に入力され、この第１の加速度設
定値ａ₁に基づいて変化する新たな回転速度データが生
成され、ブラシレスモータ１２はこの新たな回転速度デ
ータに追従した回転速度ｖで回転する。そして、回転速
度ｖが目標回転速度データｖ₁になると、この回転速度
ｖ₁を維持する（図７中、１０４ｋ）。

【００５５】次に、カウント部２６のカウント値ｎがカ
ウント設定値ｎ₄になると、信号ライン５６ｄの回転速
度設定値切替入力が１になり、図７中、１０４ｌに示す
ように、ブラシレスモータ１２の回転速度ｖは第２の回
転速度設定値ｖ₂に向かって減速する。カウント値ｎが
カウント設定値ｎ₃になると、図７中、１０４ｍのよう
に、信号ライン５６ｅの加速度設定値切替入力が１にな
り、第２の加速度設定値ａ₂が回転速度データ生成部３
４に入力されてさらに新たな回転速度データが生成さ
れ、ブラシレスモータ１２の回転速度ｖはこの回転速度
データに追従して変化する。そして、回転速度ｖが目標
回転速度データｖ₂になると、この回転速度ｖ₂を維持
する（図７中、１０４ｎ）。

【００５６】次いで、カウント値ｎが０になると、制御
盤６０から信号ライン５６ｂの起動／停止入力が１にな
り（図７中、１０４ｏ）、制御処理部３０はブラシレス
モータ１２の回転を停止させる。この場合、回転速度比
較部３８に入力する目標回転速度データを０にするとい
う方法と、トルク比較部４２に入力するトルク限界設定
値データを０にするという方法があり、そのいずれでも
良い。また、制御処理部３０からＰＷＭ信号生成部４６
にその出力を遮断するための信号ラインを設けておき、
この信号ラインを制御してブラシレスモータ１２に入力
する駆動信号を遮断する方法もある。

【００５７】ブラシレスモータ１２を長時間回転させる
と、該ブラシレスモータ１２に通電する電流により駆動
信号生成部４４のインバータ部４８が高温になる懸念が
ある。この場合、インバータ部４８の温度を温度センサ
４９で測定しておき、該インバータ部４８が所定の温度
より上昇すると制御処理部３０はブラシレスモータ１２
の駆動を停止する。このため、インバータ部４８に電流
が通電されなくなり、該インバータ部４８の温度が低下
し、インバータ部４８が高温により破損する懸念がなく
なる。

【００５８】本実施の形態では、回転速度データ生成部
３４で生成される回転速度データは制御処理部３０から
送られる加速度データに基づいて生成されるが、比較部
３１から出力される位置偏差信号に基づいて生成されて
もよい、この場合、図４Ａに示すように、例えば、カウ
ント値ｎがカウント設定値ｎ₅になるまでブラシレスモ
ータ１２を回転させる場合、スイッチ３３をオンにして
おき、比較部３１で制御処理部３０から入力されるカウ
ント設定値ｎ₅とカウント部２６のカウント値ｎとの差
である位置偏差信号が回転速度データ生成部３４に入力
される。該回転速度データ生成部３４では前記位置偏差
信号の大きさに比例する回転速度データを生成し、ブラ
シレスモータ１２を回転させる。このため、カウント値
ｎとカウント設定値ｎ₅との差が大きいときにはブラシ
レスモータ１２の回転速度ｖが大きく、カウント値ｎと
カウント設定値ｎ₅との差が小さくなると、ブラシレス
モータ１２の回転速度ｖが小さくなる。そして、カウン
ト値ｎがカウント設定値ｎ5 と一致すると、回転速度デ
ータ３４から出力される回転速度データが０となり、ブ
ラシレスモータ１２の回転が停止する。

【００５９】次に、この制御装置１０をシリアル通信に
よって制御する方法について説明する。

【００６０】電動アクチュエータは１つの製造ライン等
で複数使用されることが多く、この場合、１つの制御盤
６０によって複数の電動アクチュエータをコントロール
することが望ましい。そこで、例えば、３つの電動アク
チュエータを使用する場合、図８に示すように、１つの
制御盤６０から複数の制御装置１０ａ〜１０ｃが信号ラ
イン５２ａによって接続され、それぞれの制御装置１０
ａ〜１０ｃにブラシレスモータ１２ａ〜１２ｃが接続さ
れる。

【００６１】制御盤６０から信号ライン５２ａを介して
シリアル通信インタフェース５２に送付される通信デー
タの一例を図９Ａに示す。この通信データの１文字目は
通信相手である制御装置１０ａ〜１０ｃのいずれか１つ
を示す記号である。この記号はそれぞれの制御装置１０
ａ〜１０ｃに対して１つずつ決められており、例えば、
制御装置１０ａは文字「＠」、制御装置１０ｂは文字
「＃」、制御装置１０ｃは文字「＄」に対応するＪＩＳ
規格のキャラクタコードが割り当てられている。このほ
かに、「％」、「＆」、「＊」、「￥」、「？」等に対
応するキャラクタコードを使用してもよい。この記号に
より、制御盤６０は１つの通信ライン５２ａで複数の制
御装置１０ａ〜１０ｃをそれぞれ個別に制御することが
可能となる。通信データの２文字目はこの通信データの
送信元を示す記号であり、この場合、制御盤６０を表す
記号である。通信データの３文字目はコマンドを示す記
号であり、下記の表１に示すように、例えば、この記号
が文字「Ｇ」に対応するキャラクタコードの場合、その
後に続く第１パラメータは回転方向、第２パラメータは
目標回転速度データ、第３パラメータは加速度設定デー
タ、第４パラメータはトルク限度データが送られる。こ
のコマンドの後、通信データの終了を示す記号「ＬＦ」
（１６進数の０Ａｈ）が制御盤６０から制御装置１０ａ
〜１０ｃに送られる。

【００６２】

【表１】

【００６３】制御盤６０から制御装置１０ａ〜１０ｃに
通信データが送られると、それぞれの制御装置１０ａ〜
１０ｃから受信されたことを示す通信データが制御装置
１０ａ〜１０ｃから制御盤６０に対して送られる。この
通信データの１文字目、２文字目は、図９Ｂに示すよう
に、前記制御盤６０から制御装置１０ａ〜１０ｃに送ら
れる通信データと同じ、通信相手を示す記号および送信
元を示す記号である。３文字目は、通信が正常に行われ
た場合、すなわち、制御装置１０ａ〜１０ｃに正常に通
信データが送られた場合、記号「ＡＣＫ」（１６進数の
０６ｈ）が送られる。一方、通信に異常があり、制御装
置１０ａ〜１０ｃに正常に通信データが送られなかった
場合、記号「ＮＣＫ」（１６進数の１５ｈ）が送られ
る。また、制御盤６０から制御装置１０ａ〜１０ｃのメ
モリを読み出すコマンド（表１中、コマンド「Ｒ」）が
送信された場合、メモリの内容が制御盤６０に送られ
る。そして、最後にデータの終了を示す記号「ＬＦ」
（１６進数の０Ａｈ）が送られる。

【００６４】この通信データによりブラシレスモータ１
２を制御する場合、図１０に示すように、先ず、制御盤
６０から通信データ「＠１Ｇ＋９９４０９９」が送られ
ると、文字＠が割り当てられた制御装置１０ａに対して
通信データが送られる。この制御装置１０ａはブラシレ
スモータ１２の回転方向を正転、目標回転速度データを
９９、加速度データを４０、トルク限度データを９９に
設定する。次に、図１に示すように、制御処理部３０か
ら回転速度データ生成部３４に加速度データの値４０が
出力され、回転速度データが生成されて回転速度比較部
３８に入力される。該回転速度比較部３８からこの回転
速度データが比較部３６に出力され、回転速度信号との
差である回転速度偏差信号が制御演算部４０に入力され
る。その出力がトルク比較部４２に入力され、制御処理
部３０から入力されたトルク限度データの値９９を示す
信号と比較され、いずれか小さい方の信号が過負荷検出
部４３を介して駆動信号生成部４４に入力される。該駆
動信号生成部４４ではブラシレスモータ１２の駆動信号
が生成され、ブラシレスモータ１２が前記回転速度デー
タ生成部で生成された回転速度データに追従して回転す
る（図１０中、１０６ｂ）。

【００６５】ブラシレスモータ１２の回転速度が目標回
転速度データの値９９に一致すると、回転速度比較部３
８は制御処理部３０から入力された目標回転速度データ
の値９９を出力する。このため、ブラシレスモータ１２
はこの目標回転速度データに追従して回転する（図１０
中、１０６ｃ）。

【００６６】カウント部２６のカウント値ｎがメモリ６
２に記憶されているカウント設定値ｎ₃と一致すると
（図４Ａ参照）、制御盤６０から通信データ「＠１Ｇ＋
３３４０９９」が制御処理部３０に送られる（図１０
中、１０６ｄ）。このため、制御処理部３０には目標回
転速度データが値３３に設定される。そこで、回転速度
データ生成部３４はこの時点におけるブラシレスモータ
１２の回転速度ｖと制御処理部３０から入力された加速
度データの値４０から新たな回転速度データを生成し、
回転速度比較部３８に入力する。そして、前述と同様に
ブラシレスモータ１２がこの回転速度データに追従して
回転する（図１０中、１０６ｄ）。

【００６７】回転速度ｖが目標回転速度データの値３３
に一致すると、回転速度比較部３８はこの値３３を出力
し、ブラシレスモータ１２はこの目標回転速度データの
値３３に追従して回転する（図１０中、１０６ｅ）。

【００６８】ブラシレスモータ１２が回転を続け、この
ブラシレスモータ１２が使用される電動アクチュエータ
１１の変位部材が、図４Ａに示すように、領域１０８ｅ
の前進端まで変位すると、ブラシレスモータ１２の回転
は停止する（図１０中、１０６ｆ）。このとき、比較部
３６の出力である回転速度偏差信号が大きくなり、制御
演算部４０から出力されるトルク指令値が大きくなって
ブラシレスモータ１２に大きなトルクがかかる。そこ
で、制御盤６０から通信データ「＠１Ｔ１０」が制御処
理部３０に送られると（図１０中、１０６ｇ）、制御処
理部３０からトルク比較部４２にトルク限度設定データ
の値１０が入力され、制御演算部４０から入力されるト
ルク指令値と比較し、いずれか小さい方が過負荷検出部
４３を介して駆動信号生成部４４に出力される。このた
め、駆動信号生成部４４にはトルク設定データの値１０
より大きい信号が入力されることがなく、ブラシレスモ
ータ１２にかかるトルクが制限され、該ブラシレスモー
タ１２が破損することが阻止される。そして、所定時間
ブラシレスモータ１２が回転しなかったら、制御盤６０
は通信データ「＠１Ｎ」を制御処理部３０に送る。この
ため、制御処理部３０はブラシレスモータ１２の回転を
停止する（図１０中、１０６ｈ）。

【００６９】次に、制御盤６０から通信データ「＠１Ｇ
−９９１０９９」が送られると、制御装置１０ａの回転
方向が反転、目標回転速度データが９９、加速度データ
が１０、トルク限度データが９９に設定される（図１０
中、１０６ｉ）。制御処理部３０から回転速度データ生
成部３４に加速度データの値１０が入力され、該回転速
度データ生成部３４では回転速度データが生成され、前
述と同様にブラシレスモータ１２が回転する。カウント
値ｎがカウント設定値ｎ₆になると、制御盤６０から通
信データ「＠１Ｇ−９９４０９９」が送られて加速度デ
ータの値が４０に設定され、ブラシレスモータ１２の加
速度が増加する（図１０中、１０６ｊ）。そして、回転
速度が目標回転速度データの値９９と一致すると、この
ときの回転速度を維持する（図１０中、１０６ｋ）。

【００７０】カウント部２８のカウント値ｎがカウント
設定値ｎ₄と一致すると、制御盤６０から制御処理部３
０に通信データ「＠１Ｇ−３３４０９９」が送られ、目
標回転速度データが値３３に設定されてブラシレスモー
タ１２は減速する（図１０中、１０６ｌ）。カウント値
ｎがカウント設定値ｎ₃と一致すると、制御盤６０から
制御処理部３０に通信データ「＠１Ｇ−３３１０９９」
が送られ、回転速度データ生成部３４には加速度データ
の値１０が送られてブラシレスモータ１２の加速度が減
少する（図１０中、１０６ｍ）。そして、ブラシレスモ
ータ１２の回転速度ｖが目標加速度データの値３３と一
致すると、このときの回転速度ｖを維持する（図１０
中、１０６ｎ）。カウント値ｎが０になると（図４参
照）、制御盤６０から通信データ「＠１Ｎ」が送られ、
制御処理部３０はブラシレスモータ１２の回転を停止さ
せる。

【００７１】また、本実施の形態に係るブラシレスモー
タの制御方法によれば、シーケンス動作による制御も可
能である。この場合、制御装置１０のメモリ６２にブラ
シレスモータ１２の動作を示すデータが記憶される。メ
モリ６２には、図１１に示すように、正転方向の制御内
容が記憶される領域１１０ａと反転方向の制御内容が記
憶される領域１１０ｂとが設けられる。それぞれの領域
１１０ａ、１１０ｂは構造体１１２ａ〜１１２ｈに区切
られ、それぞれの構造体１１２ａ〜１１２ｈには動作切
替位置を示すカウント設定値ｎ_a〜ｎ_h、目標回転速度
データｖ_a〜ｖ _h、加速度データａ_a〜ａ_h、トルク限
度値データｔ_a〜ｔ_hが記憶される。それぞれの記憶内
容は制御盤６０から前記通信データの「Ｗ」のコマンド
を使用して制御装置１０のメモリ６２に書き込まれる
（表１参照）。前記複数の構造体１１２ａ〜１１２ｈは
それぞれ動作手順毎に配列されており、通信データの
「Ｓ」のコマンドが制御盤６０から制御装置１０に送ら
れると、該制御装置１０は構造体１１２ａ〜１１２ｈで
示されたデータに従ってブラシレスモータ１２の制御を
開始する。

【００７２】この制御方法について説明すると、先ず、
制御処理部３０では構造体１１２ａの目標回転速度デー
タｖ_aが回転速度比較部３８に、加速度データａ_aが回
転速度データ生成部３４に、トルク限界値データｔ_aが
トルク比較部４２に入力される。このため、回転速度デ
ータ生成部３４から加速度データａ_aに基づいて回転速
度データが生成され、回転速度比較部３８に入力され、
前述と同様にしてブラシレスモータ１２は回転を開始す
る（図１２中、１１４ａ）。電動アクチュエータ１１の
変位部材が変位し、カウント部２６のカウント値ｎが構
造体１１２ａのカウント設定値ｎ_aと等しくなると、制
御処理部３０は構造体１１２ｂの目標回転速度データｖ
_b、加速度データａ_b、トルク限界値データｔ_bをそれ
ぞれ回転速度比較部３８、回転速度データ生成部３４お
よびトルク比較部４２に入力し、ブラシレスモータ１２
の動作が構造体１１２ｂで示されたデータのように切り
替えられる（図１２中、１１４ｂ）。このため、回転速
度データ生成部は新たな回転速度データを生成し、ブラ
シレスモータ１２はこの新たな回転速度データに追従し
て回転する。そして、回転速度ｖが構造体１１２ｂによ
って示された目標回転速度データｖ_bと一致すると、ブ
ラシレスモータ１２はこのときの回転速度ｖ _bを維持す
る（図１２中、１１４ｃ）。カウント部２６のカウント
値ｎが構造体１１２ｂの動作切替位置のカウント値ｎ_b
と一致すると、ブラシレスモータ１２の動作が構造体１
１２ｃで示されたデータのように切り替えられ、減速す
る（図１２中、１１４ｄ）。同様にして、構造体１１２
ｄに示されたデータのようにブラシレスモータ１２の動
作が切り替えられ（図１２中、１１４ｅ）、このブラシ
レスモータ１２が使用される電動アクチュエータ１１の
変位部材が、図４Ａに示すように、前進端まで変位し、
それ以上変位部材が変位できなくなると、ブラシレスモ
ータ１２の回転は停止する（図１２中、１１４ｆ）。

【００７３】次いで、制御処理部３０は反転方向の制御
内容が記憶されている領域１１０ｂの構造体１１２ｅの
目標回転速度データｖ_eを回転速度比較部３８に、加速
度データａ_eを回転速度データ生成部３４に、トルク限
界値データｔ_eをトルク比較部４２に入力する。このた
め、ブラシレスモータ１２は反転方向に回転を開始する
（図１２中、１１４ｇ）。そして、前記と同様にして構
造体１１２ｆ〜１１２ｈに示されたデータのようにブラ
シレスモータ１２の動作が切り替えられ、カウント部２
６のカウント値が０になると、ブラシレスモータ１２の
動作は再び構造体１１２ａのデータに示されたデータの
ように切り替えられる。

【００７４】このように、簡単なコマンドによってブラ
シレスモータ１２の回転速度制御、該ブラシレスモータ
１２によって駆動される変位部材の位置制御を行うこと
ができるため、複雑な順序回路プログラムや順序切替の
ための入力信号処理またはタイマー処理が不要となり、
容易にブラシレスモータ１２のシーケンス動作を行うこ
とができる。

【００７５】また、シリアル通信によりブラシレスモー
タ１２の制御を行うと、アナログ入力インタフェース５
４、デジタル入力インタフェース５６、デジタル出力イ
ンタフェース５８を設ける必要がなく、通信ラインがシ
リアル通信インタフェース５２に接続されている信号ラ
イン５２ａだけで済み、制御装置１０を小型化すること
ができる。

【００７６】

【発明の効果】本発明に係るブラシレスモータの制御方
法およびその装置によれば、以下のような効果ならびに
利点が得られる。

【００７７】ブラシレスモータの回転子の位置を検出す
るための磁気センサにより回転速度信号を生成するた
め、従来必要であったエンコーダや回転方向を検出する
センサを設けることなく回転速度制御を行うことがで
き、また、カウント部のカウント値により位置制御を行
うため、このブラシレスモータが使用される電動アクチ
ュエータ等の機器の位置センサが不要となり、この機器
を小型に構成することができ、該機器のコストも低廉化
することが可能となる。

【００７８】また、シリアル通信インタフェースを設け
て通信ラインを少なくすると、この制御装置を一層小型
化することができ、ブラシレスモータに該制御装置を設
けることによりブラシレスモータが使用される機器も一
層小型に構成することが可能である。

【００７９】さらに、トルク比較部によりブラシレスモ
ータにかかるトルクを制限することができるため、ブラ
シレスモータに過大な電流が通電されて該ブラシレスモ
ータを破損させる懸念も払拭される。

【００８０】さらにまた、駆動信号生成部の温度を温度
センサで測定し、所定の温度より上昇したらブラシレス
モータを停止させることにより、駆動信号生成部が高温
となって破損することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るブラシレスモータの
制御装置のブロック図である。

【図２】図１の制御装置に設けられた変換部の出力波
形、回転速度信号生成部の出力波形およびブラシレスモ
ータの駆動波形を示すタイミング図である。

【図３】図１の制御装置のインタフェースを示す一部詳
細ブロック図である。

【図４】図１の制御装置のカウント値とカウント設定値
を示し、図４Ａは、原点位置がカウント設定値ｎ₂とｎ
₃との間に位置する図、図４Ｂは、原点位置が前進端に
位置する図、図４Ｃは、原点位置がカウント設定値ｎ₅
とｎ₆との間に位置する図、図４Ｄは、原点位置がカウ
ント設定値ｎ₁とｎ₂との間に位置する図である。

【図５】図１に示す制御装置によって制御されるブラシ
レスモータを示す側面図である。

【図６】他の実施の形態に係る制御装置によって制御さ
れるブラシレスモータに使用される磁気センサの出力波
形と駆動電流波形を示すタイミング図である。

【図７】図１の制御装置のデジタル入力インタフェース
に送られる信号とブラシレスモータの回転速度との関係
を示すグラフである。

【図８】本実施の形態に係る制御装置を複数制御する場
合のシステムを示すブロック図である。

【図９】図１の制御装置のシリアル通信インタフェース
に送られる信号を示し、図９Ａは、制御盤から制御装置
に送られる信号の図、図９Ｂは、制御装置から制御盤に
送られる信号の図である。

【図１０】図１の制御装置のシリアル通信インタフェー
スに送られる信号とブラシレスモータの回転速度との関
係を示すグラフである。

【図１１】図１の制御装置のメモリに記憶される制御デ
ータの記憶領域を示す図である。

【図１２】図１の制御装置によって制御されるブラシレ
スモータの動作を示し、カウント値と回転速度との関係
のグラフである。

【符号の説明】

１０…制御装置１１…電動アク
チュエータ１２…ブラシレスモータ１４ａ〜１４ｃ
…磁気センサ２０…回転パルス生成部２２…回転方向
検出部２４…回転速度信号生成部２６…カウント
部３０…制御処理部３１、３６、４
５…比較部３４…回転速度データ生成部３８…回転速度
比較部４２…トルク比較部４４…駆動信号
生成部５２…シリアル通信インタフェース５４…アナログ
入力インタフェース５６…デジタル入力インタフェース５８…デジタル
出力インタフェース６０…制御盤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラシレスモータの回転子の回転位置を検
出するために該ブラシレスモータに複数設けられた回転
位置検出用センサからの出力信号を変換部によってそれ
ぞれパルス信号に変換する工程と、前記複数のパルス信号から該パルス信号の立ち上がりお
よび立ち下がりに応じた一つの回転パルス信号を生成す
る工程と、前記回転パルス信号から回転速度に応じた回転速度信号
を生成する工程と、前記回転速度信号と、所望の回転速度に応じた目標回転
速度データの信号とを比較してその差を回転速度偏差信
号として出力する工程と、前記回転速度偏差信号を制御演算部に入力して所定の制
御演算を施す工程と、前記制御演算部の出力信号を駆動信号生成部に入力して
前記ブラシレスモータの駆動信号を生成する工程と、前記駆動信号により前記ブラシレスモータを駆動する工
程と、を有することを特徴とするブラシレスモータの制御方
法。
【請求項２】請求項１記載のブラシレスモータの制御方
法において、前記回転パルス信号を生成する工程では、前記変換回路
から出力された複数のパルス信号から回転方向を検出
し、この回転方向に対応した回転方向信号を出力する工
程を含むことを特徴とするブラシレスモータの制御方
法。
【請求項３】請求項２記載のブラシレスモータの制御方
法において、前記回転パルス信号を生成する工程の後に、前記回転方
向信号によってカウンタを増加または減少に切り替える
工程と、前記回転パルス信号のパルスを前記カウンタでカウント
する工程と、を有し、前記カウント値によって前記ブラシレスモータ
によって駆動される変位部材の位置を検出することを特
徴とするブラシレスモータの制御方法。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブ
ラシレスモータの制御方法において、前記回転速度信号と前記目標回転速度データの信号とを
比較する工程の前に、回転速度データ生成部で所定の時点における前記ブラシ
レスモータの回転速度から所定の加速度データによって
決定される加速度に基づいて変化する回転速度データを
生成する工程と、前記回転速度データと目標回転速度データとを比較し、
先ず、回転速度データを出力し、該回転速度データが目
標回転速度データと一致したら、該目標回転速度データ
を出力する工程と、を有し、前記ブラシレスモータの
回転速度を所望の加速度で目標回転速度まで変化させる
ことを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブ
ラシレスモータの制御方法において、前記制御演算部の出力信号から前記ブラシレスモータの
駆動信号を生成する工程の前に、前記制御演算部の出力信号と所望のトルク限度値を示す
トルク限度データの信号とを比較し、いずれか小さい方
を前記駆動信号生成部に入力することを特徴とするブラ
シレスモータの制御方法。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載のブ
ラシレスモータの制御方法において、前記ブラシレスモータを駆動する工程では、前記駆動信
号生成部に設けられた温度センサにより該駆動信号生成
部の温度を測定する工程と、前記駆動信号生成部の温度が所定の温度より上昇したら
ブラシレスモータを停止させる工程と、を有することを特徴とするブラシレスモータの制御方
法。
【請求項７】ブラシレスモータに設けられた複数の回転
位置検出用センサの出力信号をそれぞれパルス信号に変
換する変換部と、前記変換部から出力された複数のパルス信号から、該パ
ルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりに応じた一つの
回転パルス信号を生成する回転パルス生成部と、前記回転パルス生成部によって生成された回転パルス信
号から回転速度に応じた回転速度信号を出力する回転速
度信号生成部と、前記回転速度信号と、所望の回転速度に応じた目標回転
速度データの信号とを比較してその差を回転速度偏差信
号として出力する比較部と、前記回転速度偏差信号に所定の制御演算を施す制御演算
部と、前記制御演算部から出力された信号から前記ブラシレス
モータの駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備えることを特徴とするブラシレスモータの制御装
置。
【請求項８】請求項７記載のブラシレスモータの制御装
置において、前記回転パルス生成部は、前記変換回路から出力された
複数のパルス信号から回転方向に対応した回転方向信号
を生成する回転方向検出部を備えることを特徴とするブ
ラシレスモータの制御装置。
【請求項９】請求項８記載のブラシレスモータの制御装
置において、前記制御装置は前記回転パルス信号のパルスをカウント
すると共に、このカウント値を前記回転方向信号によっ
て増加または減少に切り替えるカウント部を備え、前記
カウント部のカウント値によって前記ブラシレスモータ
によって駆動される変位部材の位置を検出することを特
徴とするブラシレスモータの制御装置。
【請求項１０】請求項９記載のブラシレスモータの制御
装置において、前記カウント部のカウント値と所定のカウント設定値と
を比較し、その差を位置偏差信号として出力する比較部
を備え、前記位置偏差信号に基づいて回転速度を決定
し、ブラシレスモータの制御を行うことを特徴とするブ
ラシレスモータの制御装置。
【請求項１１】請求項７乃至１０のいずれか１項に記載
のブラシレスモータの制御装置において、前記制御装置は、所望の加速度を示す加速度データの信
号と前記回転速度信号とが入力され、所定の時点におけ
る前記ブラシレスモータの回転速度から前記加速度デー
タによって決定される所望の加速度で変化する回転速度
データを生成する回転速度データ生成部と、前記回転速度データ生成部によって生成された回転速度
データと目標回転速度データとを比較していずれか一方
を前記比較部に出力する回転速度比較部と、を備え、前記ブラシレスモータの回転速度を所望の加速
度で目標回転速度まで変化させることを特徴とするブラ
シレスモータの制御装置。
【請求項１２】請求項７乃至１１のいずれか１項に記載
のブラシレスモータの制御装置において、前記制御演算部の出力信号が接続されるトルク比較部が
設けられ、該トルク比較部にはトルク限度値を示すトル
ク限度データの信号が入力され、前記制御演算部の出力
信号と前記トルク限度データの信号とを比較していずれ
か小さい方を前記駆動信号生成部に入力することを特徴
とするブラシレスモータの制御装置。
【請求項１３】請求項７乃至１２のいずれか１項に記載
のブラシレスモータの制御装置において、前記制御装置にはシリアル通信インタフェースが設けら
れ、該制御装置は前記シリアル通信インタフェースを通
して送られるデータによって前記ブラシレスモータを回
転制御することを特徴とするブラシレスモータの制御装
置。
【請求項１４】請求項７乃至１３のいずれか１項に記載
のブラシレスモータの制御装置において、前記制御装置はブラシレスモータに設けられることを特
徴とするブラシレスモータの制御装置。
【請求項１５】請求項７乃至１４のいずれか１項に記載
のブラシレスモータの制御装置において、前記駆動信号生成部には温度センサが設けられ、該駆動
信号生成部が所定の温度より上昇したら前記ブラシレス
モータを停止させることを特徴とするブラシレスモータ
の制御装置。