JP7498632B2 - モータ制御回路、モータ駆動制御装置、モータユニット、及びモータ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御回路、モータ駆動制御装置、モータユニット、及びモータ制御方法に関する。

従来、上位装置等の外部機器から入力された速度指令信号に応じて、モータの回転速度を制御するモータ制御回路が知られている。例えば、ファンモータ等では、速度指令信号として、モータの目標回転速度に対応するデューティ比を有する、パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）された信号（以下、単に「ＰＷＭ信号」とも称する。）が用いられることがよく知られている。

例えば、特許文献１，２には、上位装置から速度指令信号としてのＰＷＭ信号が入力された場合に、そのＰＷＭ信号のデューティ比を測定し、測定したデューティ比に基づいて目標回転速度を算出し、モータが目標回転速度で回転するようにモータを制御するモータ駆動制御装置が開示されている。

特開２０１０－２８３９０８号公報 特開２０１６－２２６２６３号公報

近年、不揮発性メモリに記憶された、速度指令信号のデューティ比とモータの目標回転速度（目標回転数）との関係を表す関数（以下、「速度カーブ」とも称する。）のパラメータが変更可能なモータ制御回路としての集積回路（以下、「ドライバＩＣ」とも称する。）が知られている。このドライバＩＣによれば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）等の情報処理端末から集積回路内の不揮発性メモリに書き込まれた上記パラメータを変更することにより、モータを適用するアプリケーションに応じて、上記関数を変更することが可能となる。

しかしながら、従来のドライバＩＣは、搭載可能な不揮発メモリの容量や処理速度の低下防止等の制約から、設定可能な速度カーブが制限されている。従来のドライバＩＣは、数点のポイント、例えば、４ポイントを直線で結んだ折れ線グラフのように決められた速度カーブしか設定することができず、自由度が高い速度カーブを設定することができない。

本発明は、上述した課題を解消するためのものであり、モータの駆動制御において、モータの目標回転速度に関する速度カーブの自由度を高めることを目的とする。

本発明の代表的な実施の形態に係るモータ制御回路は、入力された、駆動対象のモータの目標回転速度を指示する速度指令信号のデューティ比を計測する速度指令解析部と、前記速度指令信号のデューティ比と前記目標回転速度との関係を示す速度カーブを規定するためのパラメータ情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記パラメータ情報と、前記速度指令解析部による前記速度指令信号のデューティ比の計測結果とに基づいて、前記目標回転速度を決定する目標回転速度決定部と、前記目標回転速度決定部によって決定された前記目標回転速度に基づいて、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部と、を備え、前記パラメータ情報は、前記速度指令信号のデューティ比の分解能を示す分解能情報と、前記速度カーブにおける変曲点の回転速度を示す回転速度情報と、を含み、前記目標回転速度決定部は、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記分解能情報に基づいて等分して得られたデューティ比毎に前記変曲点を設定し、設定した前記変曲点と前記回転速度情報に基づいて、前記速度指令解析部によって計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度として決定する。

本発明の一態様によれば、モータの駆動制御において、モータの目標回転速度に関する速度カーブの設定の自由度を高めることが可能となる。

実施の形態１に係るモータ駆動制御装置の構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係る、速度指令信号Ｓｃのデューティ比と目標回転速度との関係を示す速度カーブの一例を示す図である。 図２Ａに示される速度カーブの領域ａの拡大図である。 実施の形態１に係るモータ制御回路による目標回転速度の算出方法を説明するための図である。 実施の形態１に係るモータ制御回路による目標回転速度の算出方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るモータ駆動制御装置の構成の一例を示す図である。 実施の形態２に係る目標回転速度の算出方法を説明するための図である。 速度指令数、直線補間点数、および変曲点数の相互関係の一例を示す図である。 実施の形態２に係るモータ制御回路による目標回転速度の算出方法を説明するための図である。 実施の形態２に係るモータ制御回路による目標回転速度の算出方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ制御回路（１１，１１Ａ）は、入力された、駆動対象のモータ（５０）の目標回転速度を指示する速度指令信号（Ｓｃ）のデューティ比を計測する速度指令解析部（２４，２４Ａ）と、前記速度指令信号のデューティ比と前記目標回転速度との関係を示す速度カーブ（２０１，２０３）を規定するためのパラメータ情報（３００，３００Ａ）を記憶する記憶部（２６，２６Ａ）と、前記記憶部に記憶された前記パラメータ情報と、前記速度指令解析部による前記速度指令信号のデューティ比の計測結果とに基づいて、前記目標回転速度を決定する目標回転速度決定部（２５，２５Ａ）と、前記目標回転速度決定部によって決定された前記目標回転速度に基づいて、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する駆動制御信号生成部（１４）とを備え、前記パラメータ情報は、前記速度指令信号のデューティ比の分解能を示す分解能情報（３０１，３０１Ａ）と、前記速度カーブにおける変曲点（Ｉｎ）の回転速度を示す回転速度情報（３０２）と、を含み、前記目標回転速度決定部は、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記分解能情報に基づいて等分して得られたデューティ比毎に前記変曲点を設定し、設定した前記変曲点と前記回転速度情報に基づいて、前記速度指令解析部によって計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度として決定することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕に記載のモータ制御回路（１１）において、前記記憶部は、前記パラメータ情報の書き換えが可能に構成されていてもよい。

〔３〕上記〔１〕または〔２〕に記載のモータ制御回路（１１）において、前記分解能の情報は、前記速度カーブにおいて等間隔に設けられる前記変曲点の数の情報（３０３）を含み、前記速度指令解析部（２４）は、前記変曲点の数に基づく分解能で前記速度指令信号のデューティ比を計測し、前記目標回転速度決定部（２５）は、設定した前記変曲点の中から前記速度指令解析部によって計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する前記変曲点（Ｉｎ（ｋ））を特定し、前記回転速度情報に基づいて、特定した前記変曲点の回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度としてもよい。

〔４〕上記〔１〕または〔２〕に記載のモータ制御回路（１１Ａ）において、前記分解能の情報（３０１Ａ）は、前記速度指令信号のデューティ比の第１の分解能としての前記変曲点の数の情報（３０３）、前記速度指令信号のデューティ比の、前記第１の分解能より高い第２の分解能としての速度指令数の情報（３０４）、および隣り合う前記変曲点間に等間隔に設けられ、当該変曲点間を直線で補間するための直線補間点の数の情報（３０５）のうち少なくとも２つの情報を含み、前記目標回転速度決定部（２５Ａ）は、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記変曲点の数に基づいて等分することによって得られるデューティ比毎に前記変曲点を設定するとともに、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記速度指令数に基づいて等分することによって得られるデューティ比毎に速度指令の配列番号（ｐ）を設定し、設定した前記速度指令の配列番号の中から前記速度指令解析部（２４Ａ）によって計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する前記速度指令の配列番号（ｊ）を特定し、前記目標回転速度決定部（２５Ａ）は、特定した前記速度指令の配列番号（ｊ）の直前にある前記変曲点の回転速度（Ｒｌ）と特定した前記速度指令の配列番号（ｊ）の直後にある前記変曲点の回転速度（Ｒｈ）との差（｜Ｒｈ－Ｒｌ｜）に基づいて、前記直前の変曲点と前記直後の変曲点との間に存在する前記直線補間点間の回転速度の増加分を算出し、当該算出した前記直線補間点間の回転速度の増加分の値と前記直線補間点の数（ｑ）とに基づいて、特定した前記速度指令の配列番号に対応する回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度として決定してもよい。

〔５〕上記〔４〕に記載のモータ制御回路において、前記目標回転速度決定部（２５Ａ）は、特定した前記速度指令の配列番号（ｊ）を前記直線補間点の数（ｑ）に１を加えた数（２^ｎ）で除算して得られた余りの値（ｒ）に、前記直線補間点間の回転速度の増加分（｜Ｒｈ－Ｒｌ｜）を乗算し、乗算によって得られた値（ｒ×｜Ｒｈ－Ｒｌ｜）に前記直前の変曲点の回転速度（Ｒｌ）を加算し、加算して得られた値を前記目標回転速度として決定してもよい。

〔６〕上記〔４〕または〔５〕に記載のモータ制御回路において、ｎを１以上の整数としたとき、前記直線補間点の数は、（２^ｎ－１）であってもよい。

〔７〕上記〔４〕乃至〔６〕の何れか一項に記載のモータ制御回路において、前記目標回転速度決定部（２５Ａ）は、前記変曲点の数の情報（３０３）と前記速度指令数の情報（３０４）とに基づいて、前記直線補間点の数を算出してもよい。

〔８〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置（１０，１０Ａ）は、上記〔１〕乃至〔７〕の何れか一項に記載のモータ制御回路（１１，１１Ａ）と、前記モータ制御回路によって生成された前記駆動制御信号に基づいて、前記モータを駆動するモータ駆動回路（１２）とを備えていることを特徴とする。

〔９〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータユニット（２，２Ａ）は、上記〔８〕に記載のモータ駆動制御装置（１０，１０Ａ）と、前記モータ駆動制御装置によって駆動される前記モータ（５０）と、を備えてもよい。

〔１０〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ制御方法は、駆動対象のモータの目標回転速度を指示する速度指令信号のデューティ比と前記目標回転速度との関係を示す速度カーブを規定するためのパラメータ情報を記憶する記憶部を備えたモータ制御回路によるモータ（５０）の制御方法である。本モータ制御方法は、入力された前記速度指令信号のデューティ比を計測する第１ステップ（Ｓ１３，Ｓ２４）と、前記記憶部に記憶された前記パラメータ情報と前記第１ステップにおいて計測された前記速度指令信号のデューティ比とに基づいて、前記目標回転速度を決定する第２ステップ（Ｓ１１，Ｓ１４～Ｓ１６，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２５～Ｓ３４）と、前記第２ステップにおいて決定された前記目標回転速度に基づいて、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号を生成する第３ステップとを含む。前記パラメータ情報は、前記速度指令信号のデューティ比の分解能を示す分解能情報と、前記速度カーブにおける変曲点の回転速度を示す回転速度情報と、を含み、前記第２ステップは、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記分解能情報に基づいて等分して得られたデューティ比毎に前記変曲点を設定し、設定した前記変曲点と前記回転数情報に基づいて、前記第１ステップにおいて計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度として決定するステップを含むことを特徴とする。

２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

≪実施の形態１≫
図１は、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１０の構成の一例を示す図である。
図１に示されるモータ駆動制御装置１０は、駆動対象としてのモータ５０の駆動を制御するための装置である。モータ５０は、例えば、３相のブラシレスモータである。なお、モータ５０の種類は特に限定されず、相数も３相に限定されない。モータ５０の出力軸には、例えば、インペラ（羽根車）５１が接続されている。

インペラ５１は、風を発生させる部品であり、モータ５０の回転力によって回転可能に構成されている。例えば、インペラ５１の回転軸は、モータ５０の出力軸に同軸に連結されている。

本実施の形態では、例えば、インペラ５１とモータ５０とが一つのファン（ファンモータ）５を構成している。また、モータ５０とモータ駆動制御装置１０とは一つのモータユニット２を構成し、ファン５とモータ駆動制御装置１０とは一つのファンユニット１を構成している。ファンユニット１は、例えば、サーバ内の閉ざされた空間に配置されて、当該サーバを構成する各種の電子部品等を冷却する冷却システムを構成しているものとする。ファンユニット１は、上位装置４からの各種指令に基づいて動作する。

上位装置４は、ファンユニット１の駆動を制御する制御装置である。例えば、ファンユニット１がサーバ用の冷却システムを構成している場合、上位装置４は、サーバとしての主たる機能を実現するためのプログラム処理装置である。

例えば、上位装置４は、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ，ＲＯＭ等の各種記憶装置と、カウンタ（タイマ）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、クロック発生回路、および入出力Ｉ／Ｆ回路等の周辺回路とが、バスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置（例えばマイクロコントローラ）が、ファンユニット１とともに一つの筐体内に収容されることによって実現されている。

上位装置４は、例えば、環境変化（処理負荷の変化やサーバ内部の温度の変化など）に応じてファン（モータ）の風量が適切になるように、ファン５を制御する。

図１に示すように、上位装置４は、例えば、サーバとしての主たる機能を実現するためのデータ処理制御部４１と、ファンユニット１と通信を行うための通信部４２とを備えている。データ処理制御部４１および通信部４２は、例えば、上位装置４を構成するプログラム処理装置において、プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行するとともに、カウンタやＡ／Ｄ変換回路等の周辺回路を制御することによって実現される。

データ処理制御部４１は、例えば、サーバ内に配置されたファン５から供給される風量を調整するために、ファン５のモータ５０の目標となる回転速度（目標回転速度）を指示する速度指令信号Ｓｃを、通信部４２を介してファンユニット１に送信する。

速度指令信号Ｓｃは、例えば、指定する目標回転速度に応じたデューティ比を有するＰＷＭ信号である。速度指令信号Ｓｃの送受信は、例えば、上位装置４とファンユニット１とを接続する専用線を用いて実現される。

また、データ処理制御部４１は、ファンユニット１から出力されるモータ５０の実際の回転速度（回転数）を表す回転速度信号Ｓｏ（例えばＦＧ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）信号）を、通信部４２を介して受信することにより、ファンユニット１のモータ５０の回転状態を監視する。回転速度信号Ｓｏの送受信は、例えば、上位装置４とファンユニット１とを接続する専用線を用いて実現される。

更に、データ処理制御部４１は、通信部４２を介して、ファンユニット１との間で各種データの送受信を行う。例えば、データ処理制御部４１は、通信部４２を介してファンユニット１にアクセスすることにより、モータ制御回路１１に後述するパラメータ情報３００を書き込むとともに、モータ制御回路１１に記憶されているパラメータ情報３００を書き換える。この場合の上位装置４（通信部４２）とファンユニット１（モータ駆動制御装置１０）との間の通信は、例えば、シリアル通信によって実現される。なお、ファンユニット１と上位装置４との間の通信は有線通信であってもよいし、無線通信であってもよく、通信方式は特に限定されない。

モータ駆動制御装置１０は、上位装置４からの速度指令（速度指令信号Ｓｃ）に応じて駆動制御信号Ｓｄを生成して、モータ５０の各相（例えば３相）のコイルに周期的に正弦波状の駆動電流を流してモータ５０を回転させる。モータ駆動制御装置１０は、モータ制御回路１１と、モータ駆動回路１２と、位置検出装置１３とを備えている。

位置検出装置１３は、モータ５０のロータの回転位置を検出する装置であり、例えば、ホール素子である。位置検出装置１３は、モータ５０のロータの位置に応じて位置検出信号（ホール信号）を出力する。

モータ制御回路１１は、上位装置４からの速度指令と位置検出装置１３からの位置検出信号に基づいて、モータ５０の駆動を制御する。具体的には、モータ制御回路１１は、位置検出装置１３からの位置検出信号に基づいてモータ５０の回転速度を計測し、その回転速度が、外部（上位装置４）から入力された速度指令信号Ｓｃで指定された目標回転速度と一致するように駆動制御信号Ｓｄを生成する。駆動制御信号Ｓｄは、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。なお、モータ制御回路１１の詳細については後述する。

モータ駆動回路１２は、モータ制御回路１１によって生成された駆動制御信号Ｓｄに基づいてモータ５０を駆動する。例えば、モータ駆動回路１２は、インバータ回路及びプリドライブ回路（不図示）を有している。

インバータ回路は、プリドライブ回路から出力された出力信号に基づいてモータ５０に駆動信号を出力し、モータ５０が備えるコイルに通電する。インバータ回路は、例えば、直流電源の両端に設けられた２つのスイッチ素子の直列回路の対が、各相のコイルに対してそれぞれ配置されて構成されている。２つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点に、モータ５０の各相の端子が接続されている。

プリドライブ回路は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて、インバータ回路を駆動するための出力信号を生成し、インバータ回路に出力する。プリドライブ回路は、例えば、駆動制御信号Ｓｄに基づいて、インバータ回路の各スイッチ素子を駆動する駆動信号を生成して出力する。この駆動信号がインバータ回路を構成する各スイッチ素子をオン／オフさせることにより、モータ５０の各相に電力が供給されてモータ５０のロータが回転する。

次に、モータ制御回路１１について詳細に説明する。
モータ制御回路１１は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ，ＲＯＭ，フラッシュメモリ等の各種記憶装置と、カウンタ（タイマ）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、クロック発生回路、および入出力Ｉ／Ｆ回路等の周辺回路とがバスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置（例えばマイクロコントローラ）によって実現されている。

なお、モータ制御回路１１とモータ駆動回路１２とは、それぞれ個別の集積回路装置（ＩＣ）として別々にパッケージ化された構成であってもよいし、一つの集積回路装置（ＩＣ）としてパッケージ化された構成であってもよい。

上述したように、モータ制御回路１１は、モータ５０の回転速度が速度指令信号Ｓｃによって指定された目標回転速度に一致するように駆動制御信号Ｓｄを生成する。このとき、モータ制御回路１１は、外部から入力された速度指令信号ＳｃとしてのＰＷＭ信号を解析して、速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する。モータ制御回路１１は、モータ制御回路１１内の記憶装置に予め記憶されている、速度指令信号Ｓｃのデューティ比と目標回転速度との関係を示す速度カーブを規定するためのパラメータ情報３００を用いて、計測した速度指令信号Ｓｃのデューティ比に対応する目標回転速度を算出する。

モータ制御回路１１は、上述したモータ５０の駆動制御に係る機能を実現するための機能ブロックとして、例えば、駆動制御信号生成部１４、回転速度計測部１７、ＦＧ信号生成部１８、通信部２０、速度指令解析部２４、目標回転速度決定部２５、および記憶部２６を有している。これらの機能部は、例えば、上述したプログラム処理装置においてＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムに従って各種演算処理を実行し、その処理結果に基づいて周辺回路を制御することによって、実現される。

以下、モータ制御回路１１の各機能部について詳細に説明する。

駆動制御信号生成部１４は、駆動制御信号Ｓｄを生成するための機能部である。駆動制御信号生成部１４は、例えば、上位装置４から出力された速度指令信号Ｓｃを受信した場合に、後述する目標回転速度決定部２５によって速度指令信号Ｓｃに基づいて算出された目標回転速度とモータ５０の実際の回転速度とが一致するように、駆動制御信号Ｓｄを生成する。

図１に示すように、駆動制御信号生成部１４は、例えば、デューティ比決定部１５および通電制御部１６を有している。デューティ比決定部１５は、目標回転速度決定部２５から出力された目標回転速度と後述する回転速度計測部１７によって計測されたモータ５０の回転速度の計測値とに基づいて、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。例えば、デューティ比決定部１５は、目標回転速度とモータ５０の回転速度の計測値との差が小さくなるようにモータ５０の制御量を算出し、その制御量に応じたＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。通電制御部１６は、デューティ比決定部１５によって決定したデューティ比を有するＰＭＷ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄとして出力する。

回転速度計測部１７は、モータ５０の回転速度を計測する機能部である。回転速度計測部１７は、例えば、位置検出装置１３（例えば、ホール素子）から出力された位置検出信号に基づいて、モータ５０の回転速度を計測し、その計測結果を出力する。

ＦＧ信号生成部１８は、モータ５０の回転速度を示す回転速度信号ＳｏとしてのＦＧ信号を生成する。ＦＧ信号生成部１８は、例えば、位置検出装置１３から出力された位置検出信号に基づいて、モータ５０の回転速度に比例する周期（周波数）を有する信号（ＦＧ信号）を生成して出力する。ＦＧ信号生成部１８から出力されたＦＧ信号は、回転速度信号Ｓｏとして上位装置４に入力される。
なお、ＦＧ信号生成部１８は、例えば、モータ５０が搭載される基板（プリント基板）上に形成されたＦＧパターンによって実現してもよい。

通信部２０は、外部と通信を行うための機能部である。通信部２０は、例えば、外部装置としての上位装置４との間でデータの送受信を行う。通信部２０は、送信部２１、受信部２２、および通信制御部２３を有する。

送信部２１は、外部（例えば、上位装置４等の外部装置）に信号を送信する。受信部２２は、外部（例えば、上位装置４等の外部装置）から信号を受信する。送信部２１および受信部２２は、例えば、通信制御部２３に制御されて、所定のシリアル信号を生成して通信線路に送信するとともに通信線路からシリアル信号を受信するシリアル通信用インターフェース回路である。

通信制御部２３は、送信部２１にエンコードしたデータを送り、また、受信部２２によって受信したデータをデコードすることにより、上位装置４との間でデータの送受信を実現する。通信制御部２３は、例えば、上述したモータ駆動制御装置１０を構成するプロセッサによるプログラム処理によって実現される。

また、通信制御部２３は、上位装置４等の外部装置から送信されたデータを記憶部２６に記憶する。例えば、上位装置４から、後述するパラメータ情報３００の書き込み要求と書き込み対象のパラメータ情報３００のデータとが送信された場合には、通信制御部２３は、受信部２２によって受信したパラメータ情報３００を記憶部２６に記憶させる。その後、通信制御部２３は、上記書き込み要求に対する応答として、パラメータ情報３００の書き込みが完了したことを示すデータを送信部２１から上位装置４（通信部４２）に送信する。

実施の形態１に係るモータ制御回路１１において、モータ５０の目標回転速度は、上位装置４等から入力された速度指令信号Ｓｃと、速度指令信号Ｓｃのデューティ比と目標回転速度との関係を示す速度カーブを規定するためのパラメータ情報３００とに基づいて、算出される。具体的には、モータ制御回路１１は、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（例えば、０％～１００％）において設定すべき速度カーブの変曲点の数と、各変曲点の回転速度とを予め設定しておき、入力された速度指令信号Ｓｃのデューティ比を変曲点の数に基づく分解能で計測し、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測結果に対応する変曲点の回転速度に基づいてモータ５０の目標回転速度を決定する。

ここで、変曲点とは、任意の速度カーブを規定するための、速度指令信号Ｓｃのデューティ比とモータの回転速度から成る２次元直交座標系における点である。変曲点を設定することにより、速度カーブの傾きを任意に設定することが可能となる。後述するように、本実施の形態では、各変曲点における回転速度の値が予め設定されている一方で、各変曲点における速度指令信号Ｓｃのデューティ比の値は、設定された変曲点の数に基づく分解能で決まる。
以下、モータ制御回路１１による目標回転速度の決定方法について詳細に説明する。

図２Ａは、実施の形態１に係る、速度指令信号Ｓｃのデューティ比と目標回転速度との関係を示す速度カーブの一例を示す図である。図２Ｂは、図２Ａに示される速度カーブ２０１の領域ａの拡大図である。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、縦軸は目標回転速度〔ｒｐｍ〕を表し、横軸は速度指令信号Ｓｃのデューティ比〔％〕を表している。

図２Ａおよび図２Ｂに示される速度カーブ２０１は、速度指令信号ＳｃとしてのＰＷＭ信号が取り得るデューティ比の範囲（例えば、０％～１００％）において、デューティ比とモータ５０の目標回転速度（目標回転数）との対応関係を表すグラフである。速度カーブ２０１は、変曲点の数を“５０個”とし、デューティ比が０％から１０％の区間とデューティ比が８０％から１００％の区間においてデューティ比に対する回転速度の変化の割合（傾き）が変化するように設定されている。

例えば、変曲点数（変曲点の数）ｍ（ｍは１以上の整数）が“５０”の場合、図２Ｂに示すように、２％（＝（１００％－０％）／５０）毎に変曲点Ｉｎが設定されるとともに、各変曲点Ｉｎに任意の回転速度が設定される。例えば、変曲点Ｉｎ（１）には回転速度“８００”が設定され、変曲点Ｉｎ（２）には回転速度“１２００”が設定されている。

実施の形態１に係るモータ制御回路１１は、変曲点数ｍの情報および各変曲点の回転速度の情報をパラメータ情報３００として記憶装置に予め記憶しておき、記憶しておいたパラメータ情報３００と、変曲点数ｍに基づく分解能で解析した速度指令信号Ｓｃのデューティ比とに基づいて、モータ５０の目標回転速度を算出する。具体的に、モータ制御回路１１は、モータ５０の目標回転速度を決定するための機能部として、速度指令解析部２４、記憶部２６、および目標回転速度決定部２５を有している。

記憶部２６は、速度指令信号Ｓｃに基づいてモータ５０の目標回転速度を算出するために必要なパラメータ情報３００を記憶する機能部である。

パラメータ情報３００とは、速度指令信号Ｓｃのデューティ比と目標回転速度との関係を示す速度カーブを規定するためのデータである。具体的には、パラメータ情報３００は、分解能情報３０１と回転速度情報３０２とを含む。

分解能情報３０１は、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の分解能を示す情報である。本実施の形態において、分解能情報３０１は、速度カーブにおいて等間隔に設けられる変曲点の数の情報（以下、「変曲点数」とも称する。）３０３を含む。回転速度情報３０２は、各変曲点の回転速度の値を含む情報である。回転速度情報３０２は、例えば、分解能情報３０１によって指定された変曲点数３０３に基づいて各変曲点に付与される変曲点の配列番号ｍと回転速度の値とが互いに対応付けられたデータ対である。

記憶部２６は、パラメータ情報３００の書き換えが可能に構成されている。例えば、記憶部２６は、モータ制御回路１１としてのプログラム処理装置に搭載されたフラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリの記憶領域によって実現されており、その記憶領域にパラメータ情報３００が記憶されている。上述したように、上位装置４やその他の情報処理装置（例えばＰＣ）が通信部２０を介してモータ制御回路１１と通信を行うことにより、記憶部２６に記憶されたパラメータ情報３００は書き替え可能である。

速度指令解析部２４は、駆動対象のモータ５０の目標回転速度をデューティ比によって指示する速度指令信号Ｓｃ（ＰＷＭ信号）を外部（上位装置４）から受信し、受信した速度指令信号Ｓｃを解析する機能部である。速度指令解析部２４は、パラメータ情報３００に含まれる分解能情報３０１で指定された分解能で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測し、その計測値を出力する。

具体的には、速度指令解析部２４は、分解能情報３０１としての変曲点数（変曲点の数）ｍに基づく分解能で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測し、その計測結果を出力する。例えば、変曲点数ｍ＝５０の場合、２％（＝デューティ比の範囲／分解能＝（１００％－０％）／５０）の分解能（単位）で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する。例えば、デューティ比が１％の速度指令信号Ｓｃが入力された場合には、速度指令解析部２４は、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測値を“０％”として出力し、デューティ比が３％の速度指令信号Ｓｃが入力された場合には、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測値を“２％”として出力する。このように、速度指令解析部２４は、変曲点の数に基づく分解能で、速度指令信号Ｓｃのデューティ比を解析する。

目標回転速度決定部２５は、記憶部２６に記憶されたパラメータ情報３００と、速度指令解析部２４による速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測結果とに基づいて、目標回転速度を決定する。具体的に、目標回転速度決定部２５は、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（例えば、０％～１００％）を分解能情報３０１（変曲点数ｍ）に基づく分解能で等分して得られたデューティ比毎に変曲点Ｉｎを設定し、設定した変曲点Ｉｎと回転速度情報３０２に基づいて、速度指令解析部２４によって計測された速度指令信号Ｓｃのデューティ比に対応する回転速度を算出し、算出した回転速度を目標回転速度として決定する。

本実施の形態において、変曲点は、上述したように、速度カーブの傾きを変化させることが可能な点であるが、必ずしも変曲点において傾きが変化しなくてもよい。例えば、図２Ａに示す速度カーブ２０１における点２０２（デューティ比が３０％）では速度カーブの傾きは変化していないが、本実施の形態では、点２０２も変曲点として設定される。すなわち、本実施の形態では、各変曲点において傾きが変化するか否かは、回転速度情報３０２によって任意に設定可能な回転速度の値に依存する。

次に、目標回転速度の具体的な算出処理の流れについて説明する。
ここでは、図２Ａおよび図２Ｂの場合と同様に、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲が０％～１００％であり、分解能情報３０１としての変曲点数（変曲点Ｉｎの数）ｍが“５０”に設定され、回転速度情報３０２として、５０個の各変曲点Ｉｎに図２Ａおよび図２Ｂに示すような所定の回転速度の値が設定されている場合を例にとり、説明する。

図３は、実施の形態１に係るモータ制御回路１１による目標回転速度の算出方法を説明するための図である。図４は、実施の形態１に係るモータ制御回路１１による目標回転速度の算出方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

例えば、モータ制御回路１１の起動後、目標回転速度決定部２５は、記憶部２６からパラメータ情報３００を読み出して初期設定を行う。具体的には、先ず、目標回転速度決定部２５が、記憶部２６に記憶されている分解能情報３０１（変曲点数３０３）と回転速度情報３０２とに基づいて、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（０％～１００％）において等間隔に変曲点Ｉｎを設定する（ステップＳ１１）。具体的には、目標回転速度決定部２５は、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（０％～１００％）を変曲点数ｍに基づいて等分して得られたデューティ比毎に、変曲点Ｉｎを設定する。

上述の例の場合、変曲点数３０３としてｍ＝５０が設定されているため、図２Ｂおよび図３に示すように、目標回転速度決定部２５は、０％から１００％までのデューティ比の範囲において、２％（＝デューティ比の範囲／変曲点数＝（１００％－０％）／５０）毎に変曲点Ｉｎを設定し、各変曲点Ｉｎに０から５０までの配列番号ｍをそれぞれ付与する。

次に、モータ制御回路１１が、外部（上位装置４）から速度指令信号ＳｃとしてのＰＷＭ信号がモータ制御回路１１に入力されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。速度指令信号Ｓｃが入力されていない場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、モータ制御回路１１は速度指令信号Ｓｃが入力されるまで待機する。

速度指令信号Ｓｃが入力された場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、速度指令解析部２４が、速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する（ステップＳ１３）。具体的には、速度指令解析部２４は、記憶部２６に記憶されている分解能情報３０１（変曲点数３０３）で指定された分解能で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する。例えば、上述の例の場合、分解能情報３０１によって変曲点の数が“５０”に設定されているため、速度指令信号Ｓｃが取り得る０％から１００％のデューティ比の範囲において、２％（＝（１００％－０％）／５０）の分解能（単位）で、速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する。ここでは、入力された速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測値が６％であったとする。

次に、目標回転速度決定部２５が、設定した変曲点Ｉｎと回転速度情報３０２とに基づいて、速度指令解析部２４によって計測された速度指令信号Ｓｃのデューティ比に対応する回転速度を算出する。具体的には、先ず、目標回転速度決定部２５が、設定した変曲点Ｉｎの中から、ステップＳ１１において取得したデューティ比の計測値に対応する変曲点Ｉｎの配列番号ｋを特定する（ステップＳ１４）。上述の例の場合、ステップＳ１２において計測された速度指令信号Ｓｃのデューティ比が“６％”であるため、目標回転速度決定部２５は、図３に示すように、入力された速度指令信号Ｓｃに対応する変曲点の配列番号ｋをデューティ比＝６％に対応する配列番号“３”とする（ｋ＝３）。

次に、目標回転速度決定部２５が、ステップＳ１４で特定した配列番号ｋの変曲点の回転速度を算出する（ステップＳ１５）。上述の例の場合、目標回転速度決定部２５は、図３に示すように、ステップＳ１４で特定した配列番号ｋ＝３の変曲点の回転速度の値“１５２０”を、回転速度情報３０２から読み出す。

そして、目標回転速度決定部２５が、ステップＳ１３で取得した回転速度を目標回転速度として決定する（ステップＳ１６）。上述の例の場合、目標回転速度決定部２５は、ステップＳ１５において取得した回転速度の値“１５２０”を目標回転速度として、駆動制御信号生成部１４に与える。
以上の処理手順により、速度指令信号Ｓｃから目標回転速度が算出される。

以上、実施の形態１に係るモータ制御回路１１は、速度指令信号Ｓｃのデューティ比とモータ５０の目標回転速度との関係を示す速度カーブを規定するためのパラメータ情報３００として、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の分解能を示す分解能情報３０１と、速度カーブにおける変曲点Ｉｎ（ｋ）の回転速度を示す回転速度情報３０２とを記憶している。モータ制御回路１１は、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲を分解能情報３０１に基づいて等分して得られたデューティ比毎に変曲点Ｉｎ（ｋ）を設定し、設定した変曲点Ｉｎ（ｋ）と回転速度情報３０２とに基づいて、入力された速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測結果に対応する回転速度を算出し、算出した回転速度を目標回転速度として決定する。

これによれば、分解能情報３０１で指定された速度指令信号Ｓｃのデューティ比の分解能と、当該分解能に基づいて等間隔に配置される変曲点Ｉｎの回転速度の値をユーザが任意に設定することにより、自由度の高い速度カーブを設定することができる。

具体的には、モータ制御回路１１は、分解能情報３０１として、速度カーブにおいて等間隔に設けられる変曲点数（変曲点Ｉｎの数）ｍの情報（変曲点数３０３）を記憶し、変曲点数ｍに基づく分解能で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する。そして、モータ制御回路１１は、設定した変曲点Ｉｎの中から計測した速度指令信号Ｓｃのデューティ比に対応する変曲点Ｉｎ（ｋ）を特定し、回転速度情報３０２に基づいて特定した変曲点Ｉｎ（ｋ）の回転速度を算出し、算出した回転速度を目標回転速度とする。

このように、実施の形態１に係るモータ制御回路１１によれば、速度指令信号のデューティ比の分解能（変曲点の配列番号）の情報と各変曲点の回転速度の情報を記憶しておくだけで、自動的に、変曲点を等間隔に設定し、各変曲点に所望の回転速度を割り当てることができる。これにより、従来の速度カーブの設定方法のように速度指令信号のデューティ比の値と回転速度の値とをセットにした変曲点のデータを予め記憶しておく場合に比べて、より簡単に、自由度の高い速度カーブを設定することが可能となる。

また、実施の形態１に係るモータ制御回路１１によれば、各変曲点のデューティ比の値は分解能情報３０１（変曲点の配列番号）に基づいて算出されるので、各変曲点のデューティ比の情報を予め記憶しておく必要がなく、モータ制御回路１１に搭載するフラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリの容量を削減することができる。これにより、モータ制御回路１１のコストを抑えることができる。

また、モータ制御回路１１は、従来方法のように、実際に速度カーブを表す関数を導出し、その関数を用いて目標回転速度を算出するのではなく、変曲点の数に応じた分解能で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測し、速度指令信号のデューティ比の計測値に対応する変曲点の回転速度を回転速度情報３０２から読み出すことによって目標回転速度を決定するので、複雑な演算が不要であり、ＣＰＵの処理負荷を抑えることが可能となる。

≪実施の形態２≫
図５は、実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１０Ａの構成の一例を示す図である。
実施の形態２に係るモータ駆動制御装置１０Ａは、変曲点Ｉｎ間を直線で補間した速度カーブにしたがって目標回転速度を算出する機能を有する点において、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１０と相違し、その他の点においては、実施の形態１に係るモータ駆動制御装置１０と同様である。

実施の形態２に係るモータ制御回路１１Ａは、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（例えば、０％～１００％）において等間隔に変曲点を設定し、各変曲点Ｉｎ間を直線で補間するための直線補間点Ｃｒを各変曲点Ｉｎ間に等間隔に設定した速度カーブにしたがって、目標回転速度を算出する。

図６は、実施の形態２に係る目標回転速度の算出方法を説明するための図である。
図６には、実施の形態２に係る速度指令信号Ｓｃのデューティ比と目標回転速度との関係を示す速度カーブ２０３の一例が示されている。図６において、縦軸は目標回転速度〔ｒｐｍ〕を表し、横軸は速度指令信号Ｓｃのデューティ比〔％〕を表している。

図６に示される速度カーブ２０３は、図２Ａに示した速度カーブ２０１と同様に、速度指令信号ＳｃとしてのＰＷＭ信号が取り得るデューティ比の範囲（本例では、０％～１００％）において、変曲点の数を“５０個”とし、２％（＝デューティ比範囲／変曲点数＝（１００％－０％）／５０）毎に変曲点Ｉｎが設定され、各変曲点Ｉｎに所定の回転速度が割り当てられている。また、速度カーブ２０３は、速度カーブ２０１と同様に、デューティ比が０％から１０％の区間とデューティ比が８０％から１００％の区間において速度指令信号Ｓｃのデューティ比に対する回転速度の変化の割合（傾き）が変化するように設定されている。また、速度カーブ２０３は、隣り合う変曲点Ｉｎ間に等間隔にｑ（＝７）個の直線補間点Ｃｒ（１）～Ｃｒ（７）が設定されている。
なお、図６には、図２Ｂと同様に、速度カーブ２０３における速度指令信号Ｓｃのデューティ比が０％から８％までの範囲が拡大して示されている。

モータ制御回路１１Ａは、図６に示すような速度カーブ２０３を規定するために、第１の分解能としての変曲点数ｍと、各変曲点に設定された回転速度の値と、第１の分解能よりも高い第２の分解能としての速度指令数ｐ（ｐ≧ｍ）とを用いる。

モータ制御回路１１Ａは、入力された速度指令信号Ｓｃのデューティ比を速度指令数ｐで計測し、計測された速度指令信号Ｓｃのデューティ比に対応する速度指令の配列番号を特定する。モータ制御回路１１Ａは、特定した配列番号の速度指令の直前に存在する変曲点と特定した配列番号の速度指令の直後に存在する変曲点との間の回転速度の差を算出する。

モータ制御回路１１Ａは、第１の分解能（変曲点数ｍ）と第２の分解能（速度指令数ｐ）に基づく直線補間点数ｑと、算出した二つの変曲点Ｉｎ間の回転速度の差とに基づいて、当該二つの変曲点Ｉｎ間に存在する直線補間点Ｃｒ間の回転速度の増加分を算出する。

モータ制御回路１１Ａは、特定した速度指令信号Ｓｃの配列番号と、直線補間点数ｑと、直線補間点Ｃｒ間の回転速度の増加分とに基づいて、特定した速度指令信号Ｓｃの配列番号に対応する回転速度を算出し、算出した回転速度を目標回転速度として決定する。
以下、モータ制御回路１１Ａによる目標回転速度の決定方法について具体的に説明する。

図５に示すように、モータ制御回路１１Ａは、モータ５０の目標回転速度を決定するための機能部として、速度指令解析部２４Ａ、記憶部２６Ａ、および目標回転速度決定部２５Ａを有している。

記憶部２６Ａは、実施の形態１に係る記憶部２６と同様に、速度指令信号Ｓｃに基づいてモータ５０の目標回転速度を算出するために必要なパラメータ情報３００Ａを記憶する。

パラメータ情報３００Ａは、回転速度情報３０２と分解能情報３０１Ａを含む。分解能情報３０１Ａは、第１の分解能としての変曲点数３０３と、第２の分解能としての速度指令数３０４と、直線補間点数３０５とを含む。なお、変曲点数３０３、速度指令数３０４、および直線補間点数３０５のうち、少なくとも２つの情報が分解能情報３０１Ａとして記憶部２６Ａに予め記憶されていればよく、残りの一つの情報は他の２つの情報から算出可能である。

変曲点数３０３は、実施の形態１と同様に、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（例えば、０％～１００％）において設定すべき変曲点数（変曲点Ｉｎの数）ｍである。

速度指令数３０４は、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の分解能を示す値（速度指令数ｐとも称する。）である。換言すれば、速度指令数３０４（ｐ）は、速度指令信号Ｓｃのデューティ比によって特定される速度指令の総数を表している。後述するように、各速度指令には、速度指令数ｐにしたがって配列番号が付与される。速度指令数ｐは、第１の分解能としての変曲点数ｍ以上の値である。

直線補間点数３０５は、隣り合う変曲点Ｉｎ間に等間隔に設けられ、当該変曲点Ｉｎ間を直線で補間するための直線補間点Ｃｒの数（直線補間点数ｑとも称する。）である。直線補間点数ｑは、２のべき乗より１少ない値に設定することが好ましい。例えば、ｎを１以上の整数とし、直線補間点数ｑは、ｑ＝（２^ｎ－１）である。

図７は、速度指令数、直線補間点数、および変曲点数の相互関係の一例を示す図である。図７には、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の分解能（速度指令数ｐ）を２５６、４００、５１２とした場合における直線補間点数ｑ（＝２ｎ－１）および変曲点ｍの数値例が示されている。

図７に示すように、速度指令数ｐ、変曲点数ｍ、および直線補間点数ｑの間には相関があり、速度指令数ｐ、変曲点数ｍ、および直線補間点数ｑのうち２つの値が決まれば、もう一つの値も決まる。例えば、速度指令数（速度指令の配列数）ｐ＝４００、変曲点の配列数（変曲点数）ｍ＝５０としたとき、直線補間点数ｑ＝７（＝速度指令数／変曲点数＝（４００／５０）＋１）となる。また、例えば、速度指令数（速度指令の配列数）ｐ＝２５６、直線補間点数ｑ＝２^４―１＝１５としたとき、変曲点数ｍ＝速度指令数／（直線補間点数＋１）＝２５６／（１５＋１）＝１６となる。

本実施の形態では、一例として、分解能情報３０１Ａとして、変曲点数３０３と速度指令数３０４の２つの情報が記憶部２６Ａに予め記憶されているものとして説明する。

記憶部２６Ａは、例えば、記憶部２６と同様に、モータ制御回路１１Ａとしてのプログラム処理装置に搭載されたフラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリの記憶領域によって実現されており、その記憶領域にパラメータ情報３００Ａが記憶されている。上位装置４やその他の情報処理装置（例えば、ＰＣ）が通信部２０を介してモータ制御回路１１Ａと通信を行うことにより、記憶部２６Ａに記憶されたパラメータ情報３００Ａは書き替え可能である。

速度指令解析部２４Ａは、分解能情報３０１Ａで指定された速度指令数ｐ（第２の分解能）で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測し、その計測値を出力する。具体的には、速度指令解析部２４Ａは、速度指令数ｐに基づく第２の分解能で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測し、その計測結果を出力する。例えば、図７に示すように、速度指令数ｐ＝２５６の場合、速度指令解析部２４Ａは、０．３９１％（＝デューティ比範囲／速度指令数＝（１００％－０％）／２５６）の分解能（単位）で速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する。

目標回転速度決定部２５Ａは、記憶部２６Ａに記憶されたパラメータ情報３００Ａと、速度指令解析部２４による速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測結果とに基づいて、目標回転速度を決定する。

目標回転速度決定部２５Ａは、速度指令信号ＳｃとしてのＰＷＭ信号が取り得るデューティ比の範囲（例えば、０％～１００％）において等間隔に設けられる変曲点Ｉｎと、変曲点Ｉｎ間に等間隔に設けられる直線補間点Ｃｒと基づいて図６に示すような速度カーブを規定し、その速度カーブにしたがって目標回転速度を決定する。

以下、目標回転速度決定部２５Ａによる目標回転速度の具体的な算出処理の流れについて、図８および図９を用いて説明する。

図８は、実施の形態２に係るモータ制御回路１１Ａによる目標回転速度の算出方法を説明するための図である。図９は、実施の形態２に係るモータ制御回路１１Ａによる目標回転速度の算出方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

ここでは、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲が０％～１００％であり、変曲点数３０３としての変曲点Ｉｎの数（変曲点数ｍ）が“５０”に設定され、回転速度情報３０２として、５０個の各変曲点Ｉｎに図６に示すような所定の回転速度の値が設定され、速度指令数３０４としてのデューティ比の第２の分解能（速度指令数）ｐの値が“４００”に設定されている場合を例にとり、説明する。

例えば、モータ制御回路１１Ａの起動後、目標回転速度決定部２５Ａは、記憶部２６Ａからパラメータ情報３００Ａを読み出して初期設定を行う。具体的には、先ず、目標回転速度決定部２５Ａは、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲を第２の分解能としての速度指令数３０４（ｐ）に基づいて等分することによって得られるデューティ比毎に速度指令の配列番号を設定する（ステップＳ２１）。例えば、上述の例の場合、速度指令数３０４によって第２の分解能（速度指令数ｐ）が“４００”に設定されているため、図８に示すように、０～１００％のデューティ比を“４００”で等分した０．２５％（＝デューティ比範囲／速度指令数＝（１００％－０％）／４００）毎に、各速度指令に０から４００までの配列番号ｐが付与される。

次に、目標回転速度決定部２５Ａは、実施の形態１と同様に、記憶部２６Ａに記憶されている分解能情報３０１Ａ（変曲点数３０３）と回転速度情報３０２とに基づいて、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（０％～１００％）において等間隔に変曲点Ｉｎ（ｍ）を設定する（ステップＳ２２）。具体的には、目標回転速度決定部２５Ａは、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（０％～１００％）を第１の分解能としての変曲点数ｍに基づいて等分することによって得られるデューティ比毎に変曲点Ｉｎを設定する。

上述の例の場合、変曲点数３０３を示す第１の分解能ｍの値が“５０”に設定されているため、図６および図８に示すように、目標回転速度決定部２５Ａは、０％から１００％までのデューティ比の範囲において、２％（デューティ比範囲／変曲点数＝（１００％－０％）／５０）毎に変曲点Ｉｎを設定し、各変曲点Ｉｎに配列番号ｍ（ｍは０以上の整数）を付与する。

次に、外部（上位装置４）から速度指令信号ＳｃとしてのＰＷＭ信号がモータ制御回路１１Ａに入力されたか否かを判定する（ステップＳ２３）。速度指令信号Ｓｃが入力されていない場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、モータ制御回路１１Ａは速度指令信号Ｓｃが入力されるまで待機する。

速度指令信号Ｓｃが入力された場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、速度指令解析部２４Ａが、速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する（ステップＳ２４）。具体的には、速度指令解析部２４Ａは、記憶部２６Ａに記憶されている分解能情報３０１Ａ（速度指令数３０４）で指定された速度指令数（第２の分解能）ｐで速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する。例えば、上述の例の場合、速度指令数３０４によって速度指令数ｐが“４００”に設定されているため、０．２５％（＝デューティ比範囲／速度指令数＝（１００％－０％）／４００）の分解能で、速度指令信号Ｓｃのデューティ比を計測する。ここでは、入力された速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測値が“３％”であったとする。

次に、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２１で設定した速度指令の配列番号の中から、ステップＳ２４において取得したデューティ比の計測値に対応する速度指令の配列番号ｊを特定する（ステップＳ２５）。上述の例の場合、ステップＳ２４において計測された速度指令信号Ｓｃのデューティ比が“３％”であるため、目標回転速度決定部２５は、図８に示すように、入力された速度指令信号Ｓｃに対応する速度指令の配列番号ｊを、デューティ比＝３％に対応する配列番号“１２”とする（ｊ＝１２）。

次に、目標回転速度決定部２５Ａが、速度指令数ｐと変曲点数ｍが一致するか否かを判定する（ステップＳ２６）。ｐ＝ｍの場合には（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、速度指令の配列番号と変曲点の配列番号とが一致するため、ステップＳ２５で特定した配列番号ｊの速度指令は、何れかの変曲点Ｉｎを示すことになる。したがって、この場合には、目標回転速度決定部２５Ａは、実施の形態１と同様に、ステップＳ２５において特定した速度指令の配列番号ｊと一致する配列番号ｍの変曲点Ｉｎ（ｊ）を特定し、特定した変曲点Ｉｎ（ｊ）の回転速度の値を回転速度情報３０２から取得する（ステップＳ２７）。そして、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２７で取得した回転速度を目標回転速度として決定する（ステップＳ３４）。なお、上述の例の場合には、ｐ≠ｍである（速度指令数ｐと変曲点数ｍが一致しない）ため、ステップＳ２７の処理は行われない。

一方、ｐ≠ｍの場合（速度指令数ｐと変曲点数ｍが一致しない場合）には（ステップＳ２６：ＮＯ）、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２５において特定した速度指令の配列番号ｊの速度指令の直前に存在する変曲点Ｉｎの回転速度Ｒｌを算出する（ステップＳ２８）。例えば、上述の例の場合、図８に示すように、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２５において特定した配列番号ｊ＝１２の速度指令の直前に存在する変曲点Ｉｎ（１）の回転速度“８００”を回転速度情報３０２から読み出す。

次に、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２５において特定した配列番号ｊの速度指令の直後に存在する変曲点Ｉｎの回転速度Ｒｈを算出する（ステップＳ２９）。例えば、上述の例の場合、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２５において特定した配列番号ｊ＝１２の速度指令の直後に存在する変曲点Ｉｎ（２）の回転速度“１２００”を回転速度情報３０２から読み出す。

次に、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２８で算出した配列番号ｊの速度指令の直前に存在する変曲点Ｉｎの回転速度と、ステップＳ２９で算出した配列番号ｊの速度指令の直後にある変曲点Ｉｎの回転速度との差を算出する（ステップＳ３０）。上述の例の場合、配列番号ｊの速度指令の直前にある変曲点Ｉｎ（１）の回転速度は“８００”であり、配列番号ｊの速度指令の直後にある変曲点Ｉｎ（２）の回転速度は“１２００”であるので、変曲点Ｉｎ（１）と変曲点Ｉｎ（２）の回転速度の差分｜Ｒｈ－Ｒｌ｜は“４００”となる。

次に、目標回転速度決定部２５Ａが、配列番号ｊの速度指令の直前にある変曲点Ｉｎと配列番号ｊの速度指令の直後にある変曲点Ｉｎとの間の設定された直線補間点Ｃｒ間の回転速度の増加分を算出する（ステップＳ３１）。具体的には、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ３０で算出した変曲点Ｉｎ（１）と変曲点Ｉｎ（２）の回転速度の差分｜Ｒｈ－Ｒｌ｜を、直線補間点数ｑに１を加えた値（＝２^ｎ）で除して、直線補間点Ｃｒ間の回転速度の単位増加分を算出する。上述の例の場合、ステップＳ３０で算出した回転速度の差分｜Ｒｈ－Ｒｌ｜が“４００”であり、直線補間点数ｑ＝７（２^３－１）であるため、配列番号ｊ＝１２の速度指令の直前にある変曲点Ｉｎ（１）と配列番号ｊ＝１２の速度指令の直後にある変曲点Ｉｎ（２）との間の直線補間点Ｃｒ間の回転速度の増加分は４００／２^３＝５０となる。

このとき、直線補間点数ｑに１を加えた値（＝２^ｎ）は、以下のように算出される。例えば、変曲点数３０３および速度指令数３０４が分解能情報３０１Ａとして記憶部２６Ａに予め記憶されている場合には、目標回転速度決定部２５Ａは、速度指令数３０４（ｐ＝４００）を変曲点数３０３（ｍ＝５０）で除算することによって、直線補間点数ｑに１を加えた値（２^ｎ＝８）を算出する。一方、直線補間点数ｑが分解能情報３０１Ａとして記憶部２６Ａに記憶されている場合には、記憶されている値を用いればよい。

次に、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２５で特定した配列番号ｊの速度指令が、配列番号ｊの速度指令の直前の変曲点Ｉｎ（１）と配列番号ｋの速度指令の直後の変曲点Ｉｎ（２）との間に存在する直線補間点Ｃｒのうち、どの直線補間点Ｃｒに一致するかを特定する（ステップＳ３２）。

具体的には、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ２５で特定した配列番号ｊを、直線補間点数ｑに１を加えた値（２^ｎ＝８）で除算して、その余りｒを算出する。上述の例の場合、ステップＳ２５で特定した配列番号ｊ＝１２であり、直線補間点数ｑ＝７（２^３－１）であるため、１２を８（＝２^３）で除したときの余りｒ＝４を算出する。これにより、目標回転速度決定部２５Ａは、図８に示すように、ステップＳ２５で特定した配列番号ｊ＝１２の速度指令が変曲点Ｉｎ（１）から“４番目”の直線補間点Ｃｒに対応すると判定する。

次に、目標回転速度決定部２５Ａが、ステップＳ３２で特定した、配列番号ｊの速度指令に対応する直線補間点Ｃｒの回転速度Ｒｊを算出する（ステップＳ３３）。例えば、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ３２で算出した余りｒにステップＳ３１で算出した回転速度の増加分を乗じた値に、ステップＳ２８で特定した配列番号ｊの速度指令の直前の変曲点Ｉｎ（１）の回転速度Ｒｌを加算して、ステップＳ２５で特定した配列番号ｊの速度指令に対応する回転速度Ｒｊを算出する（Ｒ（ｊ）＝Ｒｌ＋ｒ×｜Ｒｈ－Ｒｌ｜／２^ｎ）。上述の例の場合、配列番号ｊ＝１２の回転速度Ｒ（ｊ）＝８００＋４×（１２００－８００）／８＝１０００となる。

そして、目標回転速度決定部２５Ａは、ステップＳ３３で算出した回転速度Ｒｊを目標回転速度として決定する（ステップＳ３４）。
以上の処理手順により、速度指令信号Ｓｃから目標回転速度が算出される。

以上、実施の形態２に係るモータ制御回路１１Ａは、上述したように、分解能情報３０１Ａとして、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の第１の分解能としての変曲点数３０３、速度指令信号Ｓｃのデューティ比の第１の分解能よりも高い第２の分解能を示す速度指令数３０４、および隣り合う変曲点Ｉｎ間に等間隔に設けられ、当該変曲点Ｉｎ間を直線で補間するための直線補間点数３０５の情報のうち少なくとも２つの情報を予め記憶している。

モータ制御回路１１Ａは、上述したように、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（例えば０％～１００％）を変曲点数３０３（ｍ）に基づいて等分することによって得られるデューティ比毎に変曲点Ｉｎを設定するとともに、速度指令信号Ｓｃが取り得るデューティ比の範囲（例えば０％～１００％）を第２の分解能としての速度指令数３０４（ｐ）に基づいて等分することによって得られるデューティ比毎に速度指令の配列番号ｐを設定し、設定した配列番号ｐの中から、入力された速度指令信号Ｓｃのデューティ比の計測結果に対応する配列番号ｊを特定する。

そして、モータ制御回路１１Ａは、上述したように、特定した配列番号ｊの速度指令の直前にある変曲点の回転速度と特定した配列番号ｊの速度指令の直後にある変曲点の回転速度との差（｜Ｒｈ－Ｒｌ｜）に基づいて、直前の変曲点と直後の変曲点との間に存在する直線補間点Ｃｒ間の回転速度の増加分を算出し、当該算出した増加分と直線補間点数（直線補間点の数）ｑとに基づいて、特定した配列番号ｊの速度指令に対応する回転速度Ｒｊを算出し、算出した回転速度Ｒｊを目標回転速度として決定する。

このように、実施の形態２に係るモータ制御回路１１Ａによれば、変曲点Ｉｎ間を直線補間することができるので、より自由度の高い速度カーブを規定することが可能となる。例えば、従来の速度カーブの設定方法によれば、変曲点の数を増やすことにより速度カーブの自由度を高めることができるが、変曲点を単純に増やした場合、目標速度の計算が複雑になり、プロセッサによる処理速度が遅くなるおそれがある。これに対し、実施の形態２に係るモータ制御回路１１Ａによれば、変曲点Ｉｎ間に直線補間点を設けることにより、変曲点の数を増やすことなく速度カーブの自由度を高めることが可能となる。

また、実施の形態２に係るモータ制御回路１１Ａにおいて、直線補間点数を２のべき乗より１少ない数に設定することで、上述したように、割り算ではなくシフト演算によって、直線補間点における回転速度を算出することが可能となるため、除算器の無い安価なマイクロコントローラをモータ制御回路１１Ａとして採用することが可能となるとともに、安価なマイクロコントローラであっても、除算を行うことによる処理速度の低下を防ぐことが可能となる。また、場合によってはＲＯＭの容量の削減も期待できる。

また、実施の形態２に係るモータ制御回路１１Ａによれば、分解能情報３０１Ａとして、変曲点数３０３、速度指令数３０４、および直線補間点数３０５のうち少なくとも２つのデータを予め記憶しておけば、残りの１つのデータを算出することができるので、予めマイクロコントローラに格納しておくべきデータ量を抑えることができる。これにより、モータ制御回路１１Ａとしてのマイクロコントローラが搭載する不揮発性メモリの容量を削減することができ、モータ制御回路１１Ａのコスト削減に資する。

≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、上記実施の形態において、目標回転速度決定部２５，２５Ａが速度指令解析部２４，２４Ａによって計測された速度指令信号のデューティ比に対応する変曲点または速度指令の配列番号を特定する場合を例示したが、これに限られない。例えば、速度指令解析部２４，２４Ａが、測定した速度指令信号のデューティ比に対応する変曲点または速度指令の配列番号を特定し、特定した配列番号の値を、目標回転速度決定部２５，２５Ａに与えるようにしてもよい。

また、実施の形態２において、予め分解能情報３０１Ａとして記憶部２６Ａに記憶される情報として変曲点数３０３および速度指令数３０４を例示し、変曲点数３０３および速度指令数３０４から直線補間点数３０５を算出する場合を例示したが、これに限られない。例えば、モータ制御回路１１Ａは、変曲点数３０３および直線補間点数３０５を予め記憶部２６Ａに記憶し、これら２つの情報に基づいて速度指令数３０４を算出しても良いし、速度指令数３０４および直線補間点数３０５を予め記憶部２６Ａに記憶し、これら２つの情報に基づいて変曲点数３０３を算出してもよい。

また、上述のフローチャートは具体例であって、これらのフローチャートに限定されるものではない。例えば、上記フローチャートにおいて、各処理の順番が入れ替わってもよい。また、上記フローチャートにおいて、各ステップ間に他の処理が挿入されていてもよいし、一部の処理が並列化されていてもよい。

上述の実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータの相数は３相に限られない。また、ホール素子の個数は特に限定されない。

モータの回転速度の検出方法は特に限定されない。例えば、ホール素子などの位置検出器を用いず、モータコイルに誘起する逆起電圧を用いて回転速度を検出する位置センサレス方式によって回転速度を検出してもよい。

１…ファンユニット、２，２Ａ…モータユニット、４…上位装置、５…ファン（ファンモータ）、１０，１０Ａ…モータ駆動制御装置、１１，１１Ａ…モータ制御回路、１２…モータ駆動回路、１３…位置検出装置、１４…駆動制御信号生成部、１５…デューティ比決定部、１６…通電制御部、１７…回転速度計測部、１８…ＦＧ信号生成部、２０…通信部、２１…送信部、２２…目標回転速度決定部、２２…受信部、２２Ａ…目標回転速度決定部、２３…通信制御部、２４，２４Ａ…速度指令解析部、２５，２５Ａ…目標回転速度決定部、２６，２６Ａ…記憶部、４１…データ処理制御部、４２…通信部、５０…モータ、５１…インペラ（羽根車）、２０１，２０３…速度カーブ、３００，３００Ａ…パラメータ情報、３０１，３０１Ａ…分解能情報、３０２…回転速度情報、３０３，ｍ…変曲点数（変曲点の数の情報．第１の分解能の一例）、３０４，ｐ…速度指令数（第２の分解能の一例）、３０５,ｑ…直線補間点数（直線補間点の数）、Ｃｒ，Ｃｒ（１）～Ｃｒ（７）…直線補間点、Ｉｎ…変曲点、Ｓｃ…速度指令信号、Ｓｄ…駆動制御信号、Ｓｏ…回転速度信号。

Claims (9)

1. 入力された、駆動対象のモータの目標回転速度を指示する速度指令信号のデューティ比を計測する速度指令解析部と、
   前記速度指令信号のデューティ比と前記目標回転速度との関係を示す速度カーブを規定するためのパラメータ情報を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記パラメータ情報と、前記速度指令解析部による前記速度指令信号のデューティ比の計測結果とに基づいて、前記目標回転速度を決定する目標回転速度決定部と、
   前記目標回転速度決定部によって決定された前記目標回転速度に基づいて、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部と、を備え、
   前記パラメータ情報は、前記速度指令信号のデューティ比の分解能を示す分解能情報と、前記速度カーブにおける変曲点の回転速度を示す回転速度情報と、を含み、
   前記目標回転速度決定部は、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記分解能情報に基づいて等分して得られたデューティ比毎に前記変曲点を設定し、設定した前記変曲点と前記回転速度情報に基づいて、前記速度指令解析部によって計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度として決定し、
   前記分解能情報は、前記速度カーブにおいて等間隔に設けられる前記変曲点の数の情報を含み、
   前記速度指令解析部は、前記変曲点の数に基づく分解能で前記速度指令信号のデューティ比を計測し、
   前記目標回転速度決定部は、設定した前記変曲点の中から前記速度指令解析部によって計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する前記変曲点を特定し、前記回転速度情報に基づいて、特定した前記変曲点の回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度とする
   モータ制御回路。
2. 請求項１に記載のモータ制御回路において、
   前記記憶部は、前記パラメータ情報の書き換えが可能に構成されている
   モータ制御回路。
3. 請求項１または２に記載のモータ制御回路において、
   前記分解能情報は、前記速度指令信号のデューティ比の第１の分解能としての前記変曲点の数の情報、前記速度指令信号のデューティ比の、前記第１の分解能より高い第２の分解能としての速度指令数の情報、および隣り合う前記変曲点間に等間隔に設けられ、当該変曲点間を直線で補間するための直線補間点の数の情報のうち少なくとも２つの情報を含み、
   前記目標回転速度決定部は、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記変曲点の数に基づいて等分することによって得られるデューティ比毎に前記変曲点を設定するとともに、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記速度指令数に基づいて等分することによって得られるデューティ比毎に速度指令の配列番号を設定し、設定した前記速度指令の配列番号の中から前記速度指令解析部によって計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する前記速度指令の配列番号を特定し、
   前記目標回転速度決定部は、特定した前記速度指令の配列番号の直前にある前記変曲点の回転速度と特定した前記速度指令の配列番号の直後にある前記変曲点の回転速度との差に基づいて、前記直前の変曲点と前記直後の変曲点との間に存在する前記直線補間点間の回転速度の増加分を算出し、当該算出した前記直線補間点間の回転速度の増加分の値と前記直線補間点の数とに基づいて、特定した前記速度指令の配列番号に対応する回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度として決定する
   モータ制御回路。
4. 請求項３に記載のモータ制御回路において、
   前記目標回転速度決定部は、特定した前記速度指令の配列番号を前記直線補間点の数に１を加えた数で除算して得られた余りの値に、前記直線補間点間の回転速度の増加分を乗算し、乗算によって得られた値に前記直前の変曲点の回転速度を加算し、加算して得られた値を前記目標回転速度として決定する
   モータ制御回路。
5. 請求項３または４に記載のモータ制御回路において、
   ｎを１以上の整数としたとき、前記直線補間点の数は、（２ｎ－１）である
   モータ制御回路。
6. 請求項３乃至５の何れか一項に記載のモータ制御回路において、
   前記目標回転速度決定部は、前記変曲点の数の情報と前記速度指令数の情報とに基づいて、前記直線補間点の数を算出する
   モータ制御回路。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載のモータ制御回路と、
   前記モータ制御回路によって生成された前記駆動制御信号に基づいて、前記モータを駆動するモータ駆動回路と、を備える
   モータ駆動制御装置。
8. 請求項７に記載のモータ駆動制御装置と、
   前記モータ駆動制御装置によって駆動される前記モータと、を備える
   モータユニット。
9. 駆動対象のモータの目標回転速度を指示する速度指令信号のデューティ比と前記目標回転速度との関係を示す速度カーブを規定するためのパラメータ情報を記憶する記憶部を備えたモータ制御回路によるモータ制御方法であって、
   入力された前記速度指令信号のデューティ比を計測する第１ステップと、
   前記記憶部に記憶された前記パラメータ情報と、前記第１ステップにおいて計測された前記速度指令信号のデューティ比とに基づいて、前記目標回転速度を決定する第２ステップと、
   前記第２ステップにおいて決定された前記目標回転速度に基づいて、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号を生成する第３ステップと、を含み、
   前記パラメータ情報は、前記速度指令信号のデューティ比の分解能を示す分解能情報と、前記速度カーブにおける変曲点の回転速度を示す回転速度情報と、を含み、
   前記第２ステップは、前記速度指令信号が取り得るデューティ比の範囲を前記分解能情報に基づいて等分して得られたデューティ比毎に前記変曲点を設定し、設定した前記変曲点と前記回転速度情報に基づいて、前記第１ステップにおいて計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度として決定するステップを含み、
   前記分解能情報は、前記速度カーブにおいて等間隔に設けられる前記変曲点の数の情報を含み、
   前記第１ステップは、前記変曲点の数に基づく分解能で前記速度指令信号のデューティ比を計測するステップを含み、
   前記第２ステップは、設定した前記変曲点の中から前記第１ステップによって計測された前記速度指令信号のデューティ比に対応する前記変曲点を特定し、前記回転速度情報に基づいて、特定した前記変曲点の回転速度を算出し、算出した前記回転速度を前記目標回転速度とするステップを含む
   モータ制御方法。

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