JP2015049047A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気抵抗効果素子の出力から得られたアナログの角度検知出力を使用して三相の駆動電力が切り替えられるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】 第１の磁気検出部１１と第２の磁気検出部１２からの出力が、差動アンプである第１ないし第４の出力回路２１，２２，２３，２４に与えられることで、互い正負が反転した正弦波に近似した検知出力Ｓ１，Ｓ２と、互い正負が反転した余弦波に近似した検知出力Ｓ３，Ｓ４が得られる。これら検知出力Ｓ１〜Ｓ４がスイッチング回路３１に与えられ、検知出力Ｓ１〜Ｓ４から９０度周期ごとの部分検知出力が得られる。バイアス付加回路３３でそれぞれの部分検知出力にバイアス電圧が印加され一次関数に近似した角度検知出力が得られる。この角度検知出力を用いて三相の駆動電流の供給タイミングが決められる。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転軸の回転角度に比例する一次関数に近似したアナログ出力を使用して三相の駆動電力を制御するモータ制御装置に関する。

三相モータを制御するモータ制御装置では、モータの回転位相に合わせて、モータコイルにＵ相とＶ相ならびにＷ相の三相の駆動電力が与えられる。

以下の特許文献１に記載されたモータ制御装置は、演算処理装置においてモータ制御信号が演算され、このモータ制御信号が与えられた論理回路で三相モータの各相の駆動信号が演算される。この駆動信号に基づいてプリドライバ回路が制御されて、三相モータが駆動制御される。

ＷＯ２０１２／１０２１１３ Ａ１

特許文献１に記載されたモータ制御装置は、デジタル演算によって三相モータを駆動する駆動信号を生成しているため、回路構成が複雑である。また、デジタル演算は時間を要するため、モータを高速で回転しようとすると、回転数にデジタル演算が追従できなくなる問題が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、簡単な回路構成で得られるアナログ出力を使用して三相の駆動電力を切り替えることができ、しかも高速回転に追従できるモータ制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、モータコイルに三相の駆動電力を与えるモータドライバと、回転軸の回転角度を検出する角度検出装置とが設けられたモータ制御装置において、
前記角度検出装置は、前記回転軸の回転に伴って形成される回転磁場と、前記回転磁場の回転角度の関数である正弦波に近似した検知出力を得る第１の磁気検出部と、余弦波に近似した検知出力を得る第２の磁気検出部と、前記正弦波に近似した検知出力と前記余弦波に近似した検知出力とから一次関数に近似したアナログの角度検知出力を形成するアナログミキサとを有しており、
前記モータドライバには、前記角度検知出力から前記回転軸の１２０度の回転角度を検知する分割検知部と、前記分割検知部で検知された１２０度ごとの分割信号にタイミングを合わせて前記モータコイルに三相の駆動電力を与える駆動回路とが設けられていることを特徴とするものである。

本発明のモータ制御装置は、第１の磁気検出部と第２の磁気検出部の検知出力に基づいて得られたアナログの角度検知出力を使用し、またはゲイン調整したアナログの角度検知出力を使用して、回転軸の１２０度の回転ごとに三相の駆動電力を切り替えている。そのため、回路構成が簡単であり、また、回転軸の回転数が高い場合でもその回転速度に追従させて、三相の駆動電力を生成することが可能である。

本発明は、前記モータドライバには、前記角度検知出力に基づいて、三相の駆動電力のデューティ比を変化させるパルス制御回路が設けられているものが好ましい。

三相の駆動電力のデューティ比を変化させることにより、それぞれの相への切り替え時に、回転駆動トルクのリップルを軽減させることができる。また、アナログの角度検知出力を用いて三相電力を直接に制御しているため、回路構成を簡単にでき、回転軸をスムースに回転させることが可能になる。

本発明は、前記アナログミキサには、前記第１の磁気検出部と前記第２の磁気検出部から得られたアナログの検知出力から、一次関数に近似した部分検知出力を切出すスイッチング回路と、いずれかの前記部分検知出力にバイアス電力を与えて複数の前記部分検知出力を連続させて角度検知出力とするバイアス付加回路と、が設けられているものである。

スイッチング回路とバイアス付加回路を設けることで、３６０度の角度範囲で連続するアナログの角度検知出力を生成することが可能になる。

本発明は、前記第１の磁気検出部から第１の検知出力ならびに第１の検知出力と正負の極性を反転させた第２の検知出力を得る出力回路と、前記第２の磁気検出部から第３の検知出力ならびに第３の検知出力と正負の極性を反転させた第４の検知出力を得る出力回路と、
前記第１と第２と第３ならびに第４の検知出力のいずれかを比較する比較器とを有し、
前記比較器からの比較出力に基づいて前記スイッチング回路の切換えタイミングが決められるものとして構成できる。

例えば、前記スイッチング回路によって、第１と第２と第３ならびに第４の検知出力のそれぞれが９０度周期ごとに切出されて、前記部分検知出力が得られる。この場合に、第１と第２と第３ならびに第４の検知出力が、振幅の中点を起点として±４５度の範囲で切出される。

本発明は、前記第１の磁気検出部と第２の磁気検出部は、磁気抵抗効果素子を含むブリッジ回路で構成されており、前記第１の磁気検出部に含まれる第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気検出部に含まれる第２の磁気抵抗効果素子とで、感度軸の向きが互いに直交している。

本発明のモータ制御装置は、アナログの角度検知出力が生成され、この角度検知出力で１２０度ごとのタイミングが得られて三相の駆動電力が切り替えられる。そのため、回路構成を簡単にできる。また複雑な演算が不要であるため、回転軸の回転数が高い場合であっても、回転軸の回転速度に追従した角度検知出力を得ることができ、三相の駆動電力を高精度に制御することが可能となる。

本発明の実施の形態のモータ制御装置の外観図、 モータ制御装置に設けられた回転検知部の構造を示す平面図、 角度検出装置の回路構成を示す回路ブロック図、 第１と第２の磁気検出部からの４種類の検知出力を示す線図、 第１と第２の磁気検出部からの検知出力を切出した部分検知出力を示す線図、 部分検知出力を連続させた角度検知出力を示す線図、 図６に示す角度検知出力と一次関数との誤差の分布を示す線図、 三相モータの回転駆動部を示す説明図、 モータドライバの回路構成図、 角度検知出力と三相の駆動電力とを示す線図、

図１に示すモータ制御装置５は、回転軸６と、回転軸６を駆動する回転駆動部７と、回転軸６の回転を検知する回転検知部８とを有している。

図８に示すように、回転駆動部７はブラシレスモータの駆動部を構成しており、回転軸６と共に回転するロータマグネット４１を有している。ロータマグネット４１の内側に３相のステータヨーク４２が、回転方向に対して１２０度の角度で配置されており、それぞれのステータヨーク４２にＵ相とＶ相ならびにＷ相のモータコイル４３が接続されている。

回転検知部８は角度検出装置１の一部を構成している。角度検出装置１で得られる角度検知出力によって、モータドライバ４５が制御され、このモータドライバ４５からモータコイル４３に三相の駆動電力が与えられる。

図２に示すように、モータ制御装置５に設けられた回転検知部８には、モータの回転軸６と共に回転する回転体２が設けられており、回転体２の内側ではステータ側に検出基板３が固定されている。

回転体２には、２つの磁石Ｍ１，Ｍ２が１８０度の角度間隔で取り付けられている。磁石Ｍ１はＮ極が磁石Ｍ２に向けられ、磁石Ｍ２はＳ極が磁石Ｍ１に向けられており、磁石Ｍ１から磁石Ｍ２に向けて磁界Ｈが形成されている。

回転体２はモータの回転軸６とともに時計方向（ＣＷ）へ回転する。その結果、回転体２の内側では、磁界Ｈが時計方向へ回転する回転磁場が形成される。

検出基板３には磁気検知素子として、第１の磁気抵抗効果素子Ｒ（＋ｓ）、Ｒ（−ｓ）と、第２の磁気抵抗効果素子Ｒ（＋ｃ）、Ｒ（−ｃ）が搭載されている。図２では、検出基板３と磁気抵抗効果素子が大きく図示されているが、実際の検出基板３と磁気抵抗効果素子は磁石Ｍ１，Ｍ２の回転軌跡の直径に比べて極めて小さい寸法であり、回転体２が回転しているときに、検出基板３上のそれぞれの磁気抵抗効果素子に同じ向きの回転磁場が与えられる。

なお、磁石Ｍ１，Ｍ２がステータ側に固定され、検出基板３が回転軸６と共に回転できるように構成されていてもよい。

第１の磁気抵抗効果素子Ｒ（＋ｓ）、Ｒ（−ｓ）と、第２の磁気抵抗効果素子Ｒ（＋ｃ）、Ｒ（−ｃ）とでは、感度軸Ｐの向きが互いに直交している。第１の磁気抵抗効果素子は２種類設けられ、Ｒ（＋ｓ）は感度軸Ｐの向きがＸ２方向で、Ｒ（−ｓ）は感度軸Ｐの向きがＸ１方向である。第２の磁気抵抗効果素子は２種類設けられ、Ｒ（＋ｃ）は感度軸Ｐの向きがＹ２方向で、Ｒ（−ｃ）は感度軸Ｐの向きがＹ１方向である。

磁気抵抗効果素子は、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ素子、トンネル効果を利用したＴＭＲ素子、またはＡＭＲ素子である。

図２に示すように、磁気抵抗効果素子は電極部４，４とその間に位置する素子部５を有している。素子部５は、Ｘ−Ｙ平面の平面内でミアンダパターンに形成されており、固定磁性層／非磁性層／フリー磁性層が積層されて構成されている。固定磁性層の固定磁化方向が前記感度軸Ｐの方向に一致している。フリー磁性層は外部磁界Ｈの方向にしたがって磁化の向きが変えられる。

磁気抵抗効果素子の電気抵抗は、固定磁化方向とフリー磁性層の磁化の向きとの相対角度に応じて変化する。外部磁界Ｈが感度軸Ｐの向きに与えられると磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が最小となり、外部磁界Ｈが感度軸Ｐに対して逆向きに与えられると電気抵抗値が最大となる。外部磁界Ｈが感度軸Ｐと直交する向きに与えられると、磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が中点の値となる。

固定磁性層は反強磁性層と重ねられて磁場中で熱処理されることで磁化方向が固定される。または、固定磁性層を磁性層／非磁性中間層／磁性層の積層フェリ構造として、各磁性層を反平行に磁化固定したセルフピン止め型とすることも可能である。この場合、片方の磁性層を磁場中成膜することで磁化が固定される。

図３に示すように、角度検出装置１では、検出基板３上に第１の磁気検出部１１と第２の磁気検出部１２が構成されている。

第１の磁気検出部１１は、感度軸Ｐの向きが１８０度相違する第１の磁気抵抗効果素子Ｒ（＋ｓ）、Ｒ（−ｓ）で構成されたフルブリッジ回路である。第２の磁気検出部１２は、感度軸Ｐの向きが１８０度相違する第２の磁気抵抗効果素子Ｒ（＋ｃ）、Ｒ（−ｃ）で構成されたフルブリッジ回路である。

図３に示すように、第１の磁気検出部１１のフルブリッジ回路の中点出力（中点出力電圧）１１ａと１１ｂは第１の出力回路２１と第２の出力回路２２に与えられている。第１の出力回路２１は差動アンプであり、中点出力１１ａが（＋）入力部に接続され、中点出力１１ｂが（−）入力部に接続されている。第２の出力回路２２も差動アンプであり、中点出力１１ｂが（＋）入力部に接続され、中点出力１１ａが（−）入力部に接続されている。

第２の磁気検出部１２のフルブリッジ回路の中点出力（中点出力電圧）１２ａと１２ｂは第３の出力回路２３と第４の出力回路２４に与えられる。第３の出力回路２３は差動アンプであり、中点出力１２ａが（＋）入力部に接続され、中点出力１２ｂが（−）入力部に接続されている。第４の出力回路２４も差動アンプであり、中点出力１２ｂが（＋）入力部に接続され、中点出力１２ａが（−）入力部に接続されている。

図２に示す回転体２が時計方向（ＣＷ）へ回転すると、第１の出力回路２１から第１の検知出力Ｓ１が得られ、第２の出力回路２２から第２の検知出力Ｓ２が得られる。第３の出力回路２３から第３の検知出力Ｓ３が得られ、第４の出力回路２４から第４の検知出力Ｓ４が得られる。

図４に第１ないし第４の検知出力Ｓ１〜Ｓ４の出力波形が示されている。横軸は回転角度（θ）を示し、縦軸は出力強度（電圧）を示している。

第１の検知出力Ｓ１と第２の検知出力Ｓ２は、極性（電圧の正負）が反転しており、第３の検知出力Ｓ３と第４の検知出力Ｓ４も極性が反転している。第１の検知出力Ｓ１と第３の検知出力Ｓ３は位相が９０度相違し、第２の検知出力Ｓ２と第４の検知出力Ｓ４も位相が９０度相違している。第１の検知出力Ｓ１と第３の検知出力Ｓ３の一方は、正弦波の三角関数波に近似した変化を持つ出力であり、他方は余弦波の三角関数波に近似した変化を持つ出力である。

図４の横軸に回転体２の回転角度θが示されているが、この回転角度θの表示は、図２に示す磁石Ｍ１の幅中心が基準線Ｚ上に一致しているときを原点（０度）としている。図２は、回転中の回転体３の磁石Ｍ１が原点（基準軸Ｚ）を起点として時計方向（ＣＷ）へ４５度進んだ状態を示しており、このときの第１ないし第４の検知出力Ｓ１〜Ｓ４の出力強度は、図４において横軸が４５度のときの出力強度となる。横軸が４５度のとき、第１の検知出力Ｓ１の出力強度と第２の検知出力Ｓ２の出力強度が中点の値で、第３の検知出力Ｓ３の出力強度が極大値となり、第４の検知出力Ｓ４の出力強度が極小値となる。

図４に示す第１ないし第４の検知出力Ｓ１〜Ｓ４の出力波形の強度の絶対値ならびに振幅は、電源電圧Ｖｄｄならびに差動アンプである出力回路２１，２２，２３，２４に設定されるゲインなどに依存する。第１ないし第４の検知出力Ｓ１〜Ｓ４は、回転磁場を検知する第１の磁気検出部１１と第２の磁気検出部１２からの検出出力の変化をそのまま反映させたアナログ出力である。

図３に示すように、第１ないし第４の検知出力Ｓ１〜Ｓ４は、アナログミキサ３０に与えられる。アナログミキサ３０は、スイッチング回路３１と比較器３２ａ，３２ｂ、ならびにバイアス付加回路３３を有している。

第１の比較器３２ａは第１の検知出力Ｓ１と第４の検知出力Ｓ４の強度の大小を比較し、その結果がスイッチング回路３１に与えられる。第２の比較器３２ｂは第１の検知出力Ｓ１と第３の検知出力Ｓ３の強度の大小を比較し、その結果がスイッチング回路３１に与えられる。

スイッチング回路３１は、比較器３２ａ，３２ｂの比較結果に基づいてスイッチング動作を行い、第１ないし第４の検知出力Ｓ１〜Ｓ４のいずれかが選択された部分検知出力として切出される。

第１の比較器３２ａの比較結果と第２の比較器３２ｂの比較結果、ならびにこの比較結果に基づいてスイッチング回路３１で切出される検知出力は以下の表１に記載された通りである。

図５には、スイッチング回路３１のスイッチング動作で切出された部分検知出力Ｓ１ｃ，Ｓ４ｃ，Ｓ２ｃ，Ｓ３ｃが示されている。

表１に示すように、第１の比較器３２ａと第２の比較器３２ｂのそれぞれで２つの検知出力を比較してスイッチング回路３１でスイッチングすることによって、図５に示すように、回転体２が時計方向へ３６０度回転する間に、４つの検知出力が９０度の周期ごとに切出される。

角度θの０〜９０度の間は、表１の第１欄に示すように、第１の検知出力Ｓ１がその振幅（電圧幅）の中間点を基準として前後に４５度の範囲で切出され、図５に示す部分検知出力Ｓ１ｃが得られる。角度θが９０〜１８０度の間は、表１の第２欄に示すように、第４の検知出力Ｓ４がその振幅（電圧幅）の中間点を基準として前後に４５度の範囲で切出され、図５に示す部分検知出力Ｓ４ｃが得られる。同様にして、角度θが１８０〜２７０度の間は、部分検知出力Ｓ２ｃが得られ、角度θが２７０〜３６０度の間は、部分検知出力Ｓ３ｃが得られる。

部分検知出力Ｓ１ｃ，Ｓ４ｃ，Ｓ２ｃ，Ｓ３ｃは、正弦波または余弦波に近似した検知出力のうちの振幅の中点を基準とした前後に±４５度の範囲で切出されているので、出力強度の変化がほぼ一次関数に近くなる。

第１の比較器３２ａと第２の比較器３２ｂは、図５に示す部分検知出力が得られるように、検知出力を９０度毎に分割するための信号を生成している。これができる限りにおいては、比較する検知出力が表１に示す例に限定されるものではない。

例えば、Ｓ３＞Ｓ１でＳ３＞Ｓ２の比較条件でも、角度θが０〜９０度の範囲で第１の検知出力Ｓ１を切出して、部分検知出力Ｓ１ｃを得ることが可能である。

スイッチング回路３１で切出された部分検知出力Ｓ１ｃ，Ｓ４ｃ，Ｓ２ｃ，Ｓ３ｃは、バイアス付加回路３３に与えられる。バイアス付加回路３３では、部分検知出力Ｓ１ｃ，Ｓ４ｃ，Ｓ２ｃ，Ｓ３ｃに正または負のバイアス電圧が与えられ、図６に示すように、部分検知出力Ｓ１ｃ，Ｓ４ｃ，Ｓ２ｃ，Ｓ３ｃが連続した一次関数に近似した角度検知出力Ｓθが得られる。前記表１の最右欄には、図５に示す角度検知出力を得るために、部分検知出力Ｓ１ｃ，Ｓ４ｃ，Ｓ２ｃ，Ｓ３ｃに与えられるバイアス電圧が数値で示されている。

バイアス付加回路は抵抗器と可変抵抗器などで構成され、図５に示す部分検知出力Ｓ４ｃの始端が、部分検知出力Ｓ１ｃの終端に連続するように、部分検知出力Ｓ４ｃに対してバイアス電圧が印加される。同様に、部分検知出力Ｓ２ｃ，Ｓ３ｃにバイアス電圧が与えられる。また、最初に得られる部分検知出力Ｓ１ｃに正または負のバイアス電圧を与えることにより、図６に示すように、角度θが０度のときの出力の起点を、出力電圧の０点に合わせることが可能である。

図６に示す角度検知出力Ｓθの変化は、一次関数に近似している。図７は、図６に示す角度検知出力と一次関数との強度誤差を示している。角度検知出力Ｓθの一次関数に対する誤差は、±０．５％程度である。

本発明の実施の形態の角度検出装置１では、第１の磁気検出部１１と第２の磁気検出部１２から得られるアナログ出力をそのまま使用し、あるいはゲイン調整を行って使用することで、瞬時に一次関数に近似した角度検知出力Ｓθを得ることができる。よって、回転体２がモータに直結して回転している場合であっても、回転角度を精度良く検出することができる。

なお、図２と図３に示す角度検出装置１では、第１の磁気検出部１１が、第１の磁気抵抗効果素子Ｒ（＋ｓ）、Ｒ（−ｓ）で構成されたフルブリッジ回路であり、第２の磁気検出部１２が、第２の磁気抵抗効果素子Ｒ（＋ｃ）、Ｒ（−ｃ）で構成されたフルブリッジ回路である。

ただし、本発明では、第１の磁気検出部１１が、第１の磁気抵抗効果素子としてＲ（＋ｓ）とＲ（−ｓ）のいずれか一方と固定抵抗とを組み合わせたフルブリッジ回路であってもよいし、Ｒ（＋ｓ）とＲ（−ｓ）のいずれか一方を使用したハーフブリッジ回路であってもよい。これは第２の磁気検出部１２においても同じである。

また、図３に示すアナログミキサ３０では、スイッチング回路３１で切出された個々の部分検知出力にバイアス電力が与えられているが、第１ないし第４の出力回路２１，２２，２３，２４を経た第１のないし第４の検知出力Ｓ１〜Ｓ４に予めバイアス電力を与えておいてから、スイッチング回路３１で部分検知出力を切出すようにしても、スイッチング回路３１から連続した角度検知出力Ｓθを得ることが可能である。

図９に示すように、モータドライバ４５に駆動回路４６が設けられており、駆動回路４６からモータコイル４３に対して三相の駆動電力が与えられる。

モータドライバ４５に三相比較器４７が設けられており、図３に示す角度検出装置１で生成された角度検知出力Ｓθが三相比較器４７に与えられる。三相比較器４７は分割検知部として機能するものであり、三相比較器４７では角度検知出力Ｓθが、図６に示す２つのしきい値Ｌ１，Ｌ２と比較される。しきい値Ｌ１は、回転軸６ならびに回転体２の回転角度θが１２０度となったときの角度検知出力Ｓθの出力強度に対応した電圧であり、しきい値Ｌ２は、回転軸６ならびに回転体２の回転角度θが２４０度となったときの角度検知出力Ｓθの出力強度に対応した電圧である。

三相比較器４７から、分割スイッチング回路４８に分割信号が与えられる。角度検出装置１から出力される角度検知出力Ｓθの強度がゼロのときに三相比較器４７から分割スイッチング回路４８に分割信号Ｓｄ０が与えられ、角度検知出力Ｓθがしきい値Ｌ１と一致したときに分割信号Ｓｄ１が与えられ、角度検知出力Ｓθの強度がしきい値Ｌ２と一致したときに分割信号Ｓｄ２が与えられる。

分割信号Ｓｄ０，Ｓｄ１，Ｓｄ２が分割スイッチング回路４８に与えられると、分割度スイッチング回路４８によって駆動回路４６からモータコイル４３に与えられる駆動電力の供給タイミングが切り替えられる。図１０に示すように、三相比較器４７から分割スイッチング回路４８へ分割信号Ｓｄ０が与えられると、駆動回路４６からモータコイル４３に対して、１８０度の時間幅のＵ相の駆動電力の供給区間が設定される。分割信号Ｓｄ１が与えられると、モータコイル４３に対して１８０度の時間幅のＶ相の駆動電力の供給区間が設定され、分割信号Ｓｄ２が与えられると、モータコイル４３に対して１８０度の時間幅のＷ相の駆動電力の供給区間が設定される。

図９に示すモータドライバ４５では、図６に示す角度検知出力Ｓθがパルス幅変調回路（パルス制御回路）５０に与えられる。電源回路４９から与えられるモータ駆動電力は、パルス幅変調回路５０によってデューティ比が変化させられて駆動回路４６に与えられる。

パルス変調回路４６では、Ｕ相の駆動電力が与えられる供給区間の区間内の角度変化（時間変化）が角度検知出力Ｓθを参照することで検出される。そして、Ｕ相の供給区間の最初に駆動電力を低減させその後に駆動電力を増加しさらに駆動電力を低下させるように電力が調整される。この駆動電力がアナログ・デジタル変換される。その結果、分割スイッチング回路４８で切り替えられて、駆動回路４６からモータコイル４３に与えられるＵ相の駆動電力は、図１０に示すように、パルス群Ｐの電力となり、電力供給のデューティ比は、供給区間の中央で大きく、前後において小さくなる。このパルス群Ｐは、全てのＵ相の駆動電力の供給区間において同様に生成される。さらにＶ相の駆動電力とＷ相の駆動電力の供給区間に関しても、同様にパルス変調回路４４によって、電力供給のデューティ比が制御される。

モータコイル４３にＵ相とＶ相ならびにＷ相の駆動電力が与えられることにより、ロータマグネット４１が時計方向（ＣＷ）へ回転駆動される。１２０度毎に切り替えられて与えられるＵ相とＶ相ならびにＷ相の駆動電力は、パルス群Ｐであり、それぞれの駆動電力の供給区間において、実質的な電流量が徐々に増加し徐々に減少する。そのため、各相の駆動電力の切り替えの際のリップルを低減させることができる。

このモータ制御装置５では、アナログ出力である角度検知出力Ｓθが三相比較器４７に与えられ、分割信号が分割スイッチング回路４８に与えられることによって、図１０に示すように、Ｕ相とＶ相ならびにＷ相の駆動電力の供給タイミングと供給区間が決められる。供給タイミングは１２０度ごとであり、供給区間は１８０度の時間幅である。そして、それぞれの相の駆動電力の供給区間の区間内において、角度検知出力Ｓθの絶対角度の変化（図６に示すＳθの傾斜角度）が参照されて、供給区間内の中間部と前後部分とで駆動電力のデューティ比が変化させられる。この制御動作により、リップルの無いモータの回転を実現できる。

このモータ制御装置は、磁気抵抗効果素子の検知出力から生成したアナログ値の角度検知出力Ｓθで三相の各相の駆動電力を制御しているので、回転軸６が高い回転数で回転しても、これに追従して回転制御を行うことが可能である。

１ 角度検出装置
２ 回転体
３ 検出基板
５ モータ制御装置
６ 回転軸
７ 回転駆動部
８ 回転検知部
１１ 第１の磁気検出部
１２ 第２の磁気検出部
２１ 第１の出力回路
２２ 第２の出力回路
２３ 第３の出力回路
２４ 第４の出力回路
３０ アナログミキサ
３１ スイッチング回路
３２ａ，３２ｂ 比較器
３３ バイアス付加回路
４１ ロータマグネット
４２ステータヨーク
４３ モータマグネット
４５ モータドライバ
Ｈ 外部磁界
Ｍ１，Ｍ２ 磁石
Ｐ 感度軸
Ｒ（＋ｓ）、Ｒ（−ｓ） 第１の磁気抵抗効果素子
Ｒ（＋ｃ）、Ｒ（−ｃ） 第１の磁気抵抗効果素子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 検知出力
Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃ，Ｓ３ｃ，Ｓ４ｃ 部分検知出力

Claims (7)

1. モータコイルに三相の駆動電力を与えるモータドライバと、回転軸の回転角度を検出する角度検出装置とが設けられたモータ制御装置において、
   前記角度検出装置は、前記回転軸の回転に伴って形成される回転磁場と、前記回転磁場の回転角度の関数である正弦波に近似した検知出力を得る第１の磁気検出部と、余弦波に近似した検知出力を得る第２の磁気検出部と、前記正弦波に近似した検知出力と前記余弦波に近似した検知出力とから一次関数に近似したアナログの角度検知出力を形成するアナログミキサとを有しており、
   前記モータドライバには、前記角度検知出力から前記回転軸の１２０度の回転角度を検知する分割検知部と、前記分割検知部で検知された１２０度ごとの分割信号にタイミングを合わせて前記モータコイルに三相の駆動電力を与える駆動回路とが設けられていることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記モータドライバには、前記角度検知出力に基づいて、三相の駆動電力のデューティ比を変化させるパルス制御回路が設けられている請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記アナログミキサには、前記第１の磁気検出部と前記第２の磁気検出部から得られたアナログの検知出力から、一次関数に近似した部分検知出力を切出すスイッチング回路と、いずれかの前記部分検知出力にバイアス電力を与えて複数の前記部分検知出力を連続させて角度検知出力とするバイアス付加回路と、が設けられている請求項１または２記載の角度検出装置。
4. 前記第１の磁気検出部から第１の検知出力ならびに第１の検知出力と正負の極性を反転させた第２の検知出力を得る出力回路と、前記第２の磁気検出部から第３の検知出力ならびに第３の検知出力と正負の極性を反転させた第４の検知出力を得る出力回路と、
   前記第１と第２と第３ならびに第４の検知出力のいずれかを比較する比較器とを有し、
   前記比較器からの比較出力に基づいて前記スイッチング回路の切換えタイミングが決められる請求項３記載の角度検出装置。
5. 前記スイッチング回路によって、第１と第２と第３ならびに第４の検知出力のそれぞれが９０度周期ごとに切出されて、前記部分検知出力が得られる請求項４記載の角度検出装置。
6. 第１と第２と第３ならびに第４の検知出力が、振幅の中点を起点として±４５度の範囲で切出される請求項５記載の角度検出装置。
7. 前記第１の磁気検出部と第２の磁気検出部は、磁気抵抗効果素子を含むブリッジ回路で構成されており、前記第１の磁気検出部に含まれる第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気検出部に含まれる第２の磁気抵抗効果素子とで、感度軸の向きが互いに直交している請求項１ないし６のいずれかに記載の角度検出装置。

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