CN102999012A - 电机控制装置以及图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机控制装置以及图像形成设备，电机控制装置包括：电机控制单元及信号输出单元，电机控制单元基于信号输出单元的输出信号控制电机，并被配置为用作：第一控制单元，第一控制单元执行第一电机控制，在第一电机控制中，基于电机的旋转速度估计电流上限，并将该电流上限输入到电机；第二控制单元，该第二控制单元执行第二电机控制，在第二电机控制中，输入第二驱动电流，其中第二驱动电流是低于第一电机控制的结束时的第一驱动电流的驱动电流；第三控制单元，该第三控制单元执行第三电机控制，在该第三电机控制中，确定将要输入到电机的第三驱动电流；以及切换单元，该切换单元在第一、第二和第三控制单元之间顺序地继续进行切换。

Description

电机控制装置以及图像形成设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年9月16日提交的日本专利申请No.2011-203502的优先权，其全部主题通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种电机控制装置和图像形成设备。

背景技术

作为将被驱动对象以高速传送到目标位置的技术，已知开关(bang-bang)控制(例如，见JP-A-2007-086904和JP-A-H07-302121)。

开关控制在以高速驱动被驱动对象方面是有利的。然而，开关控制是一种简单的控制方法，并且因此难以通过该控制方法高速地将被驱动对象停止在目标位置。同时，作为高速地将被驱动对象停止在目标位置的技术，已知的是基于目标分布(目标轨迹)的反馈控制。

发明内容

然而，即便使用基于饱和电流设置操纵量的极值的上述方法来进行反馈控制，在高精确度且高速地控制被驱动对象方面也存在着限制。

鉴于上述，本公开至少提供了一种电机控制装置，其与现有技术相比，能够高精确度且高速地将被驱动对象停止在目标位置。

本发明的电机控制装置包括：电机控制单元，其被配置为控制电机；以及信号输出单元，其被配置为根据电机的旋转输出信号，其中电机控制单元基于信号输出单元的输出信号控制电机，从而由电机驱动的被驱动对象移位到目标停止位置。电机控制单元被配置为用作：第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元以及切换单元，该切换单元在第一、第二和第三控制单元之间顺序地继续进行切换。

这里，第一控制单元执行第一电机控制，在该第一电机控制中，基于由信号输出单元的输出信号指定的电机的旋转速度来估计电流上限，并且将对应于估计的电流上限的第一驱动电流输入到电机，其中所述电流上限是可施加到电机的电流的上限并且通过由反电动势引起的电流降低来进行调整。另一方面，第二控制单元执行第二电机控制，在该第二电机控制中，将第二驱动电流输入到电机，其中第二驱动电流是低于以下两种电流的驱动电流中的至少一个：在第一控制单元的第一电机控制的结束时输入到电机的第一驱动电流的驱动电流，以及在第一控制单元基于根据电机的当前旋转速度估计的电流上限控制电机的情况下将要输入到电机的驱动电流。

第三控制单元执行第三电机控制，在该第三电机控制中，基于由信号输出单元的输出信号指定的作为电机和被驱动对象中的至少一个的操作量的速度和位移量中的至少一个与操作量的目标轨迹这两者来确定将输入到电机的第三驱动电流，并且输入第三驱动电流，使得被驱动对象被沿着目标轨迹移位到目标停止位置。

根据具有上述配置的电机控制装置，由于在驱动被驱动对象的早期阶段中通过对应于电流上限的驱动电流驱动电机，因此能够通过对应于电机的最大动力的动力来驱动被驱动对象。另一方面，在驱动被驱动对象的后期阶段中，由于基于由信号输出单元的输出信号指定的电机和被驱动对象中的至少一个的操作量与对应于操作量的目标值这两者来确定将输入的驱动电流，因此能够高精确度地且高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。

此外，根据该电机控制装置，在从第一控制单元的电机控制结束到第三控制单元的电机控制开始的时间段中，第二控制单元执行电机控制以抑制驱动电流。因此，与执行从第一控制单元的电机控制到第三控制单元的电机控制的直接切换并且执行电机控制的情况相比，能够在第三控制单元的电机控制期间抑制根据电机的操作量和目标轨迹确定的驱动电流超过电流上限Umax的情况发生的可能性，并且能够高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。

此外，由于通过对应于第一控制单元中的电流上限的驱动电流来驱动电机，因此，为了将第一控制单元的电机控制平滑地切换到第三控制单元的电机控制，使得被驱动对象的操作状态不中断，在第三控制单元的电机控制的早期阶段中，将接近于电流上限的驱动电流输入到电机。如果这时电机的负载增加，则根据目标轨迹确定的驱动电流可能超过电流上限，因此，由于饱和可能导致在电机中实际流动的电流量小于输入的驱动电流。

另一方面，如果在通过第二控制单元的电机控制抑制了输入到电机的驱动电流之后，控制从第二控制单元的电机控制切换到第三控制单元的电机控制，则仅需要在第三控制单元的电机控制的早期阶段中通过基于由第二控制单元的电机控制抑制的驱动电流的驱动电流来驱动电机。因此，即使电机的负载增加，也能够抑制根据目标轨迹计算的驱动电流超过电流上限的可能性。因此，根据本公开，能够抑制饱和的发生，并且能够高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。根据切换单元的该配置，能够高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。

同时，可以如下地配置电机控制装置。本公开的电机控制装置包括：电机控制单元，其被配置为控制电机；以及信号输出单元，其被配置为根据电机的旋转输出信号，其中电机控制单元基于信号输出单元的输出信号控制电机，从而由电机驱动的被驱动对象被移位到目标停止位置，其中电机控制单元被配置为用作：早期阶段控制单元，其在将被驱动对象移位到目标停止位置的过程的早期阶段中操作；后期阶段控制单元，其在将被驱动对象移位到目标停止位置的过程的后期阶段中操作；以及切换单元，其在早期阶段控制单元和后期阶段控制单元之间顺序地进行切换。

这里，早期阶段控制单元执行早期电机控制，在该早期电机控制中，基于由信号输出单元的输出信号指定的电机的旋转速度来估计电流上限，并且将对应于估计的电流上限的早期驱动电流输入到电机，其中所述电流上限是可施加到电机的电流的上限并且通过由反电动势引起的电流降低来进行调整。另一方面，后期阶段控制单元执行后期电机控制，在该后期电机控制中，基于由信号输出单元的输出信号指定的作为电机和被驱动对象中的至少一个的操作量的速度和位移量中的至少一个与操作量的目标轨迹这两者来确定要输入到电机的后期驱动电流，并且输入后期驱动电流，使得被驱动对象沿着目标轨迹移位到目标停止位置。

在早期阶段控制单元的电机控制结束之后满足预定条件之后，切换单元操作后期阶段控制单元，使得直到早期阶段控制单元的电机控制结束之后满足预定条件才输入驱动电流。

例如，在早期阶段控制单元的电机控制结束之后，如果电机和被驱动对象中的至少一个被移位了预定量，则可以认为满足预定条件。在该情况下，切换单元可以操作后期阶段控制单元。或者，在早期阶段控制单元的电机控制结束之后，如果经过了预定时间，则可以认为满足预定条件。在该情况下，切换单元可以操作后期阶段控制单元。

在早期阶段控制单元的电机控制结束之后，在没有任何驱动电流被输入到电机的时间段中，被驱动对象和电机自然地减速，并且因此，电流上限Umax减小。因此，如果如上所述在早期阶段控制单元和后期阶段控制单元之间提供没有任何驱动电流被输入到电机的时间段，则能够抑制后期阶段控制单元的电机控制的较早阶段中发生电流饱和，并且能够高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。

附图说明

参考附图考虑以下的详细描述，本公开的前述和另外的特征和特性将变得更加明显，在附图中：

图1是示出控制系统的配置的框图；

图2是示出喷墨打印机的配置的视图；

图3示出了表示根据第一说明性实施例的控制方法的被驱动对象的位置、速度和加速度的轨迹的曲线图；

图4是示出推导用于计算电流上限的函数Um(ω)的方法的视图；

图5是示出由电机控制单元执行的主控制处理的流程图；

图6是示出主控制处理中执行的第三控制处理的流程图；

图7是示出在第二说明性实施例中执行的第二控制处理的流程图；

图8是示出在第三说明性实施例中执行的第二控制处理的流程图；

图9示出了表示根据第三说明性实施例的控制方法的被驱动对象的位置、速度和加速度的轨迹的曲线图；

图10示出了表示根据第四说明性实施例的控制方法的被驱动对象的位置、速度和加速度的轨迹的曲线图；

图11是示出在第四说明性实施例中执行的第三控制处理的流程图；

图12是示出喷墨打印机的配置的视图；以及

图13A是示出在第五说明性实施例中由电机控制单元60执行的传送前处理的流程图，并且图13B是示出第五说明性实施例的第二控制处理的流程图。

具体实施方式

下面，将参考附图描述本公开的说明性实施例。

[第一说明性实施例]

如图1中所示，本说明性实施例的控制系统1包括：用于驱动被驱动对象10的电机(DC电机)20、电机驱动器30、连接到电机20的旋转轴的旋转编码器40、用于基于旋转编码器40的输出信号检测电机的旋转位置X的位置检测器50、用于基于旋转编码器40的输出信号检测电机20的旋转速度ω的速度检测器55，以及用于计算作为电机20上的操作量的电流命令值U的电机控制单元60。

该控制系统1集成在诸如图像形成设备的电气设备中，并且根据从电气设备的主控制单元(诸如主微型计算机)输入的命令执行电机控制。具体地，被驱动对象是图像形成设备的纸张传送机构的一个示例。

图2示出了作为图像形成设备的喷墨打印机100的配置。喷墨打印机100包括布置在压板101的上游的传送辊111和夹辊112，并且包括布置在压板101的下游的排出辊113和夹辊114。此外，喷墨打印机100包括布置在压板101上的能够在纸张160上形成图像的记录头(所谓的喷墨头)131以及用于传送记录头131的托架135。此外，喷墨打印机100包括用于驱动传送辊111和排出辊113的电机120、用于控制电机120的电机控制单元140，以及用于通过将命令输入到诸如电机控制单元140的喷墨打印机100的各个内部单元来执行对于整个喷墨打印机100的整体控制的主控制单元150。

在该喷墨打印机100中，纸张传送机构主要包括辊111至114。传送辊111和排出辊113从电机120接收动力以彼此关联地旋转。在纸张传送机构中，纸张160被从纸馈送托盘160(未示出)馈送，并且馈送的纸张160被夹在传送辊111和夹辊112之间并且通过传送辊111的旋转向下传送。如果纸张160通过传送辊111的旋转被传送到排出辊113，则纸张160被夹在排出辊113和夹辊114之间并且通过排出辊113的旋转被传送到下游。根据传送辊111和排出辊113的同步操作，纸张160被排出到排出托盘(未示出)。在压板101上，对如上所述传送的纸张160进行记录头131的墨滴喷射操作。

如果从外部接收到打印命令，则为了基于由打印命令指定的打印目标的图像数据在纸张160上形成图像，喷墨打印机100的主控制单元150将驱动命令输入到电机控制单元140，以将传送辊111和排出辊113旋转预定量。因此，电机控制单元140控制电机120，从而传送辊111和排出辊113旋转预定量。

主控制单元150重复地输入该驱动命令，并且电机控制单元140以预定量将纸张160发送到记录头131的图像形成位置。每当以预定量发送纸张160时，记录头131在垂直于纸张160的传送方向的主扫描方向(图2的平面的法线方向)上传送的同时基于打印目标的图像数据执行墨滴喷射操作，从而基于打印目标的图像数据在压板101上的纸张160上形成图像。当被发送预定量的纸张160处于停止时，执行记录头131的墨滴喷射操作。如果在记录头131被传送时的墨滴喷射操作一旦完成，则纸张160被再一次发送预定量。每当如上所述以预定量发送纸张160时，图2中所示的喷墨打印机100重复在纸张160上的图像形成操作，并且因此基于打印目标的图像数据在纸张160上形成一组图像。

本说明性实施例的控制系统1可以并入具有上述配置的喷墨打印机100中。具体地，除了被驱动对象10和电机20之外的控制系统1的组件(图1的虚线内的组件)可以并入在喷墨打印机100中，作为电机控制单元140。在该情况下，喷墨打印机100的电机120对应于控制系统1的电机20。此外，传送辊111和排出辊113或者纸张160对应于被驱动对象10。

由于喷墨打印机100通过将纸张160发送预定量来在纸张160上形成图像，因此如果纸张160没有被准确地发送预定量，则形成在纸张160上的图像的质量劣化。同时，用户期望高速打印。如果本说明性实施例的控制系统1应用于要求高速和高精确度的系统，则控制系统1是有效的。

接下来，将描述控制系统1的详细配置。控制系统1的电机驱动器30(参见图1)接收来自电机控制单元60的电流命令值U并且将对应于电流命令值U的驱动电流输入到电机20以便驱动电机20。

同时，旋转编码器40是已知的旋转编码器，其连接到电机20的旋转轴并且每次电机20旋转预定量时输出脉冲信号。旋转编码器40输出相位彼此偏差π/2的相位A信号和相位B信号作为脉冲信号。位置检测器50基于从旋转编码器40输出的相位A信号和相位B信号检测电机20的旋转位置X。然后，位置检测器50将关于检测到的旋转位置X的信息输出到电机控制单元60。同时，速度检测器55基于从旋转编码器40输出的相位A信号和相位B信号检测电机20的旋转速度ω，并且将关于旋转速度ω的信息输入到电机控制单元60。

然后，如果接收到来自外部(例如，主控制单元150)的驱动命令，则电机控制单元60将被驱动对象10传送利用该驱动命令指定的目标传送量Pt。

具体地，如果输入了驱动命令，则为了将被驱动对象10移动到对应于目标传送量Pt的位置(以下称为目标停止位置)，电机控制单元60根据从电机20的旋转位置X指定的被驱动对象10的位置(传送量)P顺序地执行使用不同控制方法的第一、第二和第三控制处理。换言之，如图3中所示，电机控制单元60在对于被驱动对象10的驱动控制的早期阶段中执行第一控制处理，在驱动控制的中间阶段执行第二控制处理，并且在驱动控制的后期阶段中执行第三控制处理。

在第一控制处理中，基于从速度检测器55接收的关于电机20的旋转速度ω的信息，电机控制单元60通过预定数学表达式Um(ω)计算可施加于电机20的电流上限Umax，作为旋转速度ω的情况下通过由反电动势引起的电流降低而调整的电流量。然后，电机控制单元60将对应于计算的电流上限Umax的电流命令值U(＝Umax)输入到电机驱动器30。根据该控制，对应于电流上限Umax的驱动电流被输入到电机20，从而由电机20的几乎最大的能力传送被驱动对象10。

可以预先经验地获得可用于计算电流上限Umax的数学表达式Um(ω)。在理论上确定数学表达式Um(ω)的情况下，基于电机20的额定电压Vmax、电机20的电动势系数Ke和电枢电阻Ra，通过下面的等式确定数学表达式Um(ω)。

[等式1]

$U_m\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{V_{\max }-K_c\·\mathrm{\ω}}{R_a}\·\·\·\left(1\right)$

另一方面，在经验地确定数学表达式Um(ω)的情况下，如图4中所示，基于最大旋转速度ωmax和电流降低量Id[s1]。通过将在反电动势没有影响时能够在电机20中流动的最大电流量Imax，换言之，当电机20的旋转速度为零时的最大电流量Imax作为电流命令值U(＝Imax)输入到电机驱动器30获得电机20的最大旋转速度ωmax，并且电流降低量Id是从这时在电机20中流动的电流中的最大电流量Imax降低的量，可以通过下面的等式来确定数学表达式Um(ω)。

[等式2]

$U_m\left(\mathrm{\ω}\right)=I_{\max }-\frac{I_d}{{\mathrm{\ω}}_{\max }}\·\mathrm{\ω}\·\·\·\left(2\right)$

理论上或者经验地确定数学表达式Um(ω)。然而，在理论上获得数学表达式Um(ω)的情况下，由于目录(catalog)值的误差的影响可能无法基于数学表达式Um(ω)精确地计算电流上限Umax。为此，优选的是，经验地获得最大电流量Imax、电流降低量Id和最大旋转速度ωmax并且确定数学表达式Um(ω)。

当电机控制单元60执行第二控制处理来代替第一控制处理(参见图3)时，电机控制单元60计算小于电流上限Umax的虚拟电流上限Uf，并且将对应于计算的虚拟电流上限Uf的电流命令值U(＝Uf)输入到电机驱动器30。根据该控制，将小于电流上限Umax的驱动电流输入到电机20，从而传送被驱动对象10。

具体地，在使用等式2计算电流上限Umax的情况下，基于被预先确定为大于电流降低量Id的值的值If，可以通过下面的等式来计算虚拟电流上限Uf。

[等式3]

$U_f\left(\mathrm{\ω}\right)=I_{\max }-\frac{I_f}{{\mathrm{\ω}}_{\max }}\·\mathrm{\ω}\·\·\·\left(3\right)$

值If被确定为使得通过第三控制处理计算的电流命令值U没有超过在假定负载下的电流上限Umax的值。可以通过经验地搜索满足上述条件的值来确定值If。

当电机控制单元60执行第三控制处理来替代第一控制处理时，电机控制单元60基于根据位置检测器50检测到的电机20的旋转位置X距离被指定为被驱动对象10的位置的驱动开始位置(当电机控制单元60开始第一控制处理时的位置)的位置(传送量)P、根据速度检测器55检测到的电机20的旋转速度ω指定的被驱动对象10的速度V，以及关于被驱动对象10的位置P、速度V和加速度的目标分布(即，目标轨迹)来计算电流命令值U，从而被驱动对象10遵循目标分布。然后，电机控制单元60将电流命令值U输入到电机驱动器30。通过该操作，电机控制单元60将被驱动对象10的位置P和速度V控制到目标值。

在第三控制处理中使用的目标分布包括恒定速度区间和减速区间并且基于第三控制处理的开始时间点被驱动对象10的位置P(＝Pm)和速度V(＝Vm)以及作为第三控制处理的开始时间点的时间点Ta来进行设置，例如如下地进行设置。

<恒定速度区间>

·目标加速Ar＝0(4)

·目标速度Vr＝Vm(5)

·目标位置Pr＝Vm·(t-Ta)+Pm(6)

<减速区间>

·目标加速

[等式4]

$A_r=\frac{V_m}{T_d}\{1-\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}}{T_d}\left(\text{t-}{T}_b\right)\right)\}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(7\right)$

$T_d=2\&times;\frac{V_m}{A_p}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(8\right)$

·目标速度

[等式5]

$V_r={\&Integral;}_{T_b}^t{A}_r\mathrm{dt}+V_m\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(9\right)$

·目标位置

[等式6]

$P_r={\&Integral;}_{T_b}^t{A}_r\mathrm{dt}+P_m+V_m(T_b-T_a)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(10\right)$

恒定速度区间对应于从时间点Ta到时间点Tb的时间段，并且减速区间对应于从时间点Tb到时间点(Tb+Td)的时间段。这里，参考符号“t”表示从对于被驱动对象10的驱动开始的时间(经过的时间)，参考符号“Tb”表示在时间t的坐标系中减速区间开始的时间点(以下称为减速开始时间点)，并且参考符号“Ap”表示减速区间中的目标加速Ar的峰值的绝对值。值Ap被确定为对应于电机20的最大能力的恒定值。

根据等式7，减速区间中被驱动对象10的移动量Pd(以下称为减速距离)变为Vm²/Ap。因此，通过Pc＝(Pt-Pd-Pm)/Vm设置恒定速度区间的时间长度Tc，使得被驱动对象10停止在目标停止位置Pt，并且通过Tb＝Ta+Tc来设置减速开始时间点Tb。

在第二控制处理中，由反馈控制系统和前馈控制系统配置的反馈控制系统或者二自由度控制系统可以用于计算电流命令值U。通过已知方法基于被驱动对象10的特征来确定用于计算电流命令值U的传递函数。

在本说明性实施例中，具有上述配置的第一、第二和第三处理被切换和执行，使得被驱动对象10高精度地且高速地传送到对应于目标传送量Pt的位置。

具体地，根据第一控制处理，通过电机20的几乎最大能力来驱动被驱动对象10。此外，在第三控制处理中，为了使得能够通过电机20的最大能力来使被驱动对象10减速和停止，减速区间中的目标分布被设置为使得减速区间中的目标加速Ar的峰变为对应于电机的最大能力的恒定值-Ap。在本说明性实施例中，使被驱动对象10加速、减速和停止的上述方法用于高精度地且高速地将被驱动对象10传送到目标停止位置Pt。

此外，如图3中所示，电机20被控制为，在第三控制处理的开始之后，没有立即使被驱动对象10减速，而是以恒定速度移动被驱动对象10，并且然后使其减速和停止。在基于目标分布的控制的开始时，被驱动对象的位置P和速度V相对于目标分布的偏差较大。然而，由于提供了恒定速度区间，因此能够在抑制偏差的同时执行减速。因此，能够高精度地使被驱动对象10停止在目标停止位置Pt。在提供恒定速度区间的情况下，高速性较少地劣化。因此，在一些情况下，能够考虑不提供恒定速度区间而设置目标分布的示例。

接下来，将参考图5描述当接收到驱动命令时周期性地执行电机控制单元60的主控制处理的细节。主控制处理用于将被驱动对象10传送到由驱动命令指定的目标停止位置Pt，并且在每个控制时段执行主控制处理。

当图5中所示的主控制处理开始时，在步骤S110，主控制单元60基于由位置检测器50检测到的电机20的旋转位置X指定被驱动对象10的当前位置P，并且基于由速度检测器55检测到的电机20的旋转速度ω指定被驱动对象10的当前速度V。此外，在步骤S 110中，电机控制单元60指定从输入驱动命令并且对于被驱动对象10的驱动控制开始时起经过的时间(当前时间)t。由于电机20和被驱动对象10彼此对应，因此，能够根据电机20的旋转位置X和旋转速度ω来指定被驱动对象10的位置P和速度V。

接下来，在步骤S120中，电机控制单元60确定标志F的值是否为1。如果输入了驱动命令，则标志F和标志G(将在下面描述)被重置为0(零)的值。当执行步骤S250的处理时，标志F被设置为1的值，并且当执行步骤S400的处理时，标志G被设置为1的值。

当确定标志F的值为0(在步骤S120中为否)时，电机控制单元60前进到步骤S130，并且当确定标志F的值为1(在步骤S120中为是)时，电机控制单元60前进到步骤S160。

当前进到步骤S130时，电机控制单元60基于在步骤S110中指定的被驱动对象10的当前位置P确定被驱动对象10是否到达第一切换位置P1，第一切换位置P1是将第一控制处理切换到第二控制处理的预定位置。具体地，当被驱动对象10的位置P等于或大于第一切换位置P1时，确定被驱动对象10已经到达第一切换位置P1。

当确定被驱动对象10还没有到达第一切换位置P1(在步骤S130中为否)时，电机控制单元60执行下述处理作为第一控制处理。在步骤S140中，基于在步骤S110中指定的电机20的当前旋转速度ω，电机控制单元60通过上述等式2计算对应于当前旋转速度ω的电流上限Umax。然后，在步骤S150中，电机控制单元60将对应于电流上限Umax的电流命令值U(＝Umax)输入到电机驱动器30。接下来，电机控制单元60结束主控制处理，并且在周期性到来的下一执行时序从步骤S110重新开始主控制处理。

由于标志F在被驱动对象10到达第一切换位置P1之前为0，因此电机控制单元60周期性地执行主控制处理，并且重复地执行第一控制处理(步骤S140和S150)。换言之，在被驱动对象10到达第一切换位置P1之前，周期性地执行主控制处理，从而通过对应于电流上限Umax的驱动电流(电流量)旋转电机20，从而通过电机20的几乎最大能力传送被驱动对象10。

另一方面，当确定被驱动对象10已经到达第一切换位置P1(在步骤S130中为是)时，电机控制单元60前进到步骤S170，在步骤S170中，电机控制单元60确定被驱动对象10是否到达了第二切换位置P2，第二切换位置P2是从第二控制处理切换到第三控制处理的预定位置。具体地，当被驱动对象10的位置P等于或大于第二切换位置P2时，电机控制单元60确定被驱动对象10已经到达第二切换位置P2。

当确定被驱动对象10还没有到达第二切换位置P2(在步骤S170中为否)时，电机控制单元60执行下述处理作为第二控制处理。换言之，在步骤S210中，基于在步骤S110中指定的电机20的当前旋转速度ω，电机控制单元60计算小于对应于当前旋转速度ω的电流上限Umax的虚拟电流上限Uf。然后，在步骤S220中，电机控制单元60将对应于虚拟电流上限Uf的电流命令值U(＝Uf)输入到电机驱动器30。接下来，在步骤S250中，电机控制单元60将标志F设置为1的值，并且停止主控制处理。

在第一次执行第二控制处理(步骤S210和S220)之后执行的主控制处理中，电机控制单元60在步骤S120中执行肯定确定，从而前进到步骤S160，并且在步骤S160中确定标志G的值是否为1。由于标志G在被驱动对象10到达第二切换位置P2之前没有被设置为1的值，因此，电机控制单元60执行否定确定(在步骤S160中为否)并且前进到步骤S170。

因此，在被驱动对象10到达第二切换位置P2之前，电机控制单元60周期性地执行主控制处理，并且因此，重复地执行第二控制处理(步骤S210和S220)。换言之，在被驱动对象10到达第二切换位置P2之前，周期性地执行主控制处理，从而通过对应于虚拟电流上限Uf的驱动电流旋转电机20，并且输入到电机20的驱动电流被调整为小于电流上限Umax的值。

另一方面，当确定被驱动对象10已经到达第二切换位置P2(在步骤S170中为是)时，电机控制单元60前进到步骤S300，在步骤S300中电机控制单元60执行第三控制处理。在执行第三控制处理之后，在步骤S400中，电机控制单元60将标志G设置为1的值，并且结束主控制处理。

在第一次执行第三控制处理之后执行的主控制处理中，电机控制单元60在步骤S120和S160中执行肯定确定，从而前进到步骤S300。

因此，如果被驱动对象10到达第二切换位置P2，则电机控制单元60周期性地执行主控制处理，并且因此重复地执行第三控制处理(步骤S300)。电机控制单元60重复地执行第三控制处理，并且当被驱动对象10停止在目标停止位置Pt时，电机控制单元60结束周期性地执行主控制处理。

接下来，将参考图6描述在步骤S300中执行的第三控制处理的细节。在第三控制处理中，在步骤S310中，电机控制单元60确定标志G的值是否为1。当确定标志G的值不是1(在步骤S310中为否)时，电机控制单元60前进到步骤S320，在步骤S300中电机控制单元60设置恒定速度区间和减速区间的目标分布。另一方面，当确定标志G的值为1(在步骤S310中为是)时，电机控制单元60前进到步骤S330。换言之，在首次第三控制处理中，在步骤S320中设置了恒定速度区间和减速区间的目标分布之后，电机控制单元60基于设置的目标分布执行步骤S330的处理，并且在第二次的第三控制处理中，电机控制单元60基于在首次第三控制处理中设置的目标分布执行步骤S330的处理，而无需执行步骤S320的处理。

具体地，在步骤S320中，电机控制单元60基于在步骤S110中指定的被驱动对象10的当前速度V(＝Vm)计算减速距离Pd(Vm²/AP)，并且然后电机控制单元60基于减速距离Pd、在步骤S110中指定的被驱动对象10的当前位置P(＝Pm)以及目标停止位置Pt计算对于将被驱动对象10停止在目标停止位置Pt来说最优的恒定速度区间的时间长度Tc(＝Pt-Pd-Pm)。然后，电机控制单元60通过将恒定速度区间的时间长度Tc与当前时间t(＝Ta)相加来将减速时间段Tb设置为Tb＝Ta+Tc，基于值Pm、Vm、Ta和Tb根据等式4至6来设置恒定速度区间的目标分布，并且基于预先设置的值Ap根据等式7至10来设置减速区间的目标分布。

当前进到步骤S330时，基于根据目标分布在当前时间t的目标值(目标加速度Ar、目标速度Vr和目标位置Pr)以及在步骤S110中指定的被驱动对象10的位置P和速度V，电机控制单元60计算用于电机20的电流命令值U，使得被驱动对象10的位置P和速度V遵循目标值，并且将计算的电流命令值U输入到电机驱动器30。接下来，主控制单元60结束第三控制处理并且前进到步骤S400。

当被驱动对象10到达第二切换位置P2时，电机控制单元60重复地执行具有上述配置的步骤S300的第三控制处理，从而根据目标分布控制电机20，使得被驱动对象10停止在目标停止位置Pt处。当被驱动对象10停止在目标停止位置Pt处时，电机控制单元60结束执行周期性的主控制处理。此外，在从位置检测器50获得的被驱动对象10的位置P在预定时间段内没有改变的情况下，电机控制单元60可以确定被驱动对象10已经停止并且结束周期性处理。

在上面描述了第一说明性实施例的控制系统1的配置。在将电机控制从第一控制处理切换到作为基于目标分布的控制的第三控制处理的情况下，就在执行第三控制处理之前执行第二控制处理，从而通过小于电流上限Umax的电流量驱动电机20。

因此，就在执行第三控制处理之后，能够抑制由于电流饱和导致的超过电流上限Umax的电流命令值U引起电机20的负载增加。此外，能够抑制由于电流饱和导致被驱动对象10没有在作为目标分布的轨迹上传送而引起被驱动对象10的停止精度劣化。

此外，能够在第一、第二和第三控制处理之间执行平滑的切换，从而被驱动对象10的操作没有出现大的中断，能够在期望的控制状态执行被驱动对象10的减速，并且能够精确地将被驱动对象10停止在目标停止位置Pt。

由于能够如上所述地通过第一控制处理高速地传送被驱动对象10，因此，能够高精度地且高速地将被驱动对象10停止在目标停止位置Pt。

当被驱动对象10的位置到达第一切换位置或者第二切换位置时，执行第一、第二和第三控制处理的切换。然而，控制系统1可以被配置为响应于从驱动开始的时间或者被驱动对象的速度来执行切换。

同时，预先经验地获得第一切换位置和第二切换位置。具体地，当尽可能长时间地执行第一控制处理时，能够更快速地移动被驱动对象10。然而，当执行第一控制处理的时间过长时，执行第三控制处理的距离缩短，并且因此，被驱动对象10可能无法精确地停止在目标停止位置Pt。为此，优选的是，将第一切换位置设置为使得通过第三控制处理将被驱动对象10精确地停止在目标停止位置Pt。当获得值If时，能够经验地获得下述位置作为第二切换位置，在该位置处，电机的旋转速度降低为使得通过第三控制处理计算的电流命令值U没有超过电流上限Umax。

[第二说明性实施例]

接下来，将描述第二说明性实施例。第二修改的控制系统1具有与第一说明性实施例相同的配置，不同之处在于通过电机控制单元60执行的第二控制处理的配置，并且因此，将适当地省略除了第二控制处理之外的配置的描述。图7选择性地示出了主控制处理中与第二说明性实施例的第二控制处理有关的步骤以及第二控制处理之前和之后的步骤。

在第二说明性实施例中，与第一说明性实施例类似地，如果被驱动对象10到达第一切换位置P1(在步骤S130中为是)，则电机控制单元60前进到步骤S170。在步骤S170，电机控制单元60确定被驱动对象10是否已经到达第二切换位置P2。当确定被驱动对象10还没有到达第二切换位置P2(在步骤S170中否)时，电机控制单元60执行不同于第一说明性实施例的下述处理作为第二控制处理。具体地，根据等式1或2所示的函数U(ω)，电机控制单元60计算对应于在步骤S 110中指定的电机20的当前旋转速度ω的电流上限Umax(＝U(ω))。然后，在步骤S215中，电机控制单元60通过将电流上限Umax乘以预先设置的小于1的系数K来计算小于电流上限Umax的虚拟电流上限Uf(＝K·Umax)。

接下来，在步骤S220中，电机控制单元60将对应于在步骤S215中计算的虚拟电流上限Uf的电流命令值U(＝Uf)输入到电机驱动器30，从而通过小于电流上限Umax的驱动电流驱动电机20。然后，电机控制单元60前进到步骤S250。

换言之，在第二说明性实施例中，执行步骤S215的处理以计算电流上限Umax的某一比例作为虚拟电流上限Uf，来代替第一说明性实施例的步骤S210的处理。然后，基于虚拟电流上限Uf执行电机控制。因此，与第一说明性实施例的步骤S210和S220的处理类似地，通过小于电流上限Umax的驱动电流驱动电机。

根据具有上述配置的第二说明性实施例的控制系统1，由于与第一说明性实施例的控制系统1的相同的原因，能够高精度地且高速地将被驱动对象10停止在目标停止位置。在第二说明性实施例中，在步骤S215中，基于这时的旋转速度ω计算虚拟电流上限Uf。然而，虚拟电流上限Uf可以被设置为在第二控制处理的之前的第一控制处理中计算的电流上限Umax的某一比例K。换言之，在步骤S215中，可以通过使用在第二控制处理的之前的第一控制处理中计算的电流上限Umax来计算虚拟电流上限Uf(＝K·Umax)(修改的第二说明性实施例)。

[第三说明性实施例]

接下来，将描述第三说明性实施例。类似于第二说明性实施例，第二修改[s2]的控制系统1具有与第一说明性实施例相同的配置，不同之处在于通过电机控制单元60执行的第二控制处理的配置。图8选择性地示出了主控制处理中与第三说明性实施例的第二控制处理有关的步骤以及第二控制处理的之前和之后的步骤。

与第一说明性实施例类似地，当被驱动对象10到达第一切换位置P1(在步骤S 130中为是)时，第三说明性实施例的电机控制单元60前进到步骤S170，在步骤S170，电机控制单元60确定被驱动对象10是否已经到达第二切换位置P2。当确定被驱动对象10还没有到达第二切换位置P2(在步骤S 170中为否)时，作为第二控制处理，在步骤S225中，电机控制单元60将0的电流命令值U输入到电机驱动器30，来代替步骤S210和S220。然后，电机控制单元60前进到步骤S250。

根据第三说明性实施例的控制系统1，当执行第二控制处理时，如图9中所示，被驱动对象10的速度V减少并且电流上限Umax增加。因此，在第三控制处理中，能够执行电机控制，使得即使电机20的负载等在第三控制处理之后增加，在第三控制处理中计算的电流命令值U也没有超过电流上限Umax。因此，与第一说明性实施例的控制系统1类似地，能够高精度地且高速地将被驱动对象10停止在目标停止位置Pt。

[第四说明性实施例]

接下来，将描述第四说明性实施例。第二修改[s3]的控制系统1具有与第一说明性实施例的控制系统1相同的配置，不同之处在于步骤S300的第三控制处理。因此，将在下面参考图10和11选择性地描述第三控制处理的配置。第三说明性实施例的第三控制处理的配置可以应用于第一说明性实施例和第二说明性实施例的控制系统1。

如图10中所示，第三控制处理使用在恒定速度区间之前具有调整区间的目标分布。图10的下部分示出了就在从第二控制处理切换到第三控制处理之后的时间-速度(目标速度Vr和实际速度V)的曲线图以及时间-电流(电流命令值U和电流上限Umax)的曲线图的放大视图。

调整区间单元是被驱动对象10减速的区间，并且因此类似于减速区间。然而，调整区间与用于停止被驱动对象10的减速区间的不同之处在于提供调整区间用于将恒定速度区间中的速度设置为较低。

在第四说明性实施例中，当第三控制处理开始时，基于这时的被驱动对象10的速度V(＝V0)、位置P(＝P0)和加速度A(＝A0)以及当前时间t(＝T0)，电机控制单元60设置将在调整区间中使用的目标分布。具体地，根据下述等式来设置目标速度Vr的分布。

[等式7]

$V_r=\frac{A_0}{2\&CenterDot;(T_0-T_1)}\&CenterDot;{(t-T_1)}^2+V_c\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(11\right)$

$T_1=\frac{2\&CenterDot;(V_0-V_c)}{A_0}+T_0\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(12\right)$

这里，参考符号“T1”表示调整区间的结束时间，并且参考符号“Vc”表示调整区间的结束时的目标速度。目标速度Vc可以预先确定为固定值或者确定为在从第一控制处理切换到第二控制处理的切换时间t(＝Tp)时被驱动对象10的速度V(＝Vp)的比例Rc。换言之，可以预先确定比例Rc，并且当基于比例Rc设置分布时，可以通过(Vc＝Vp·Rc)的等式来设置目标速度Vc。然而，要求将目标速度Vc或者比例Rc确定为使得目标速度Vc小于在调整区间的开始时间t(＝T0)时被驱动对象10的速度V(＝V0)。或者，比例Rc可以是变量值。换言之，电机控制单元60可以通过在调整区间的开始时间t(＝T0)时被驱动对象10的速度V(＝V0)和在开始时间t(＝Tp)时被驱动对象10的速度V(＝Vp)来计算比例R0(＝V0/Vp)，并且将比例Rc确定为小于比例R0的值。例如，比例R0的某一比例可以被设置为比例Rc。如果使用比例Rc计算目标速度Vc，则确保了目标速度Vc变为小于在调整区间的开始时间t(＝T0)时被驱动对象10的速度V(＝V0)。

由于通过上述等式来设置目标速度Vr，因此可以根据下面的等式来设置调整区间中的目标加速度Ar和目标位置Pr的分布。

[等式8]

$A_r=\frac{{\mathrm{dV}}_r}{\mathrm{dt}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(13\right)$

$P_r={\&Integral;}_{T_0}^{T_1}{V}_r\mathrm{dt}+P_0\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(14\right)$

如在上述等式中所示，在调整区间的目标分布中，在作为调整区间的开始时间的时间T0时的目标加速度Ar是与此时的被驱动对象10的加速度A0相同的值，在时间T0时的目标速度Vr是与此时的被驱动对象10的速度V0相同的值，并且在时间T0时的目标位置Pr是与此时的被驱动对象10的位置P0相同的值。此外，在目标分布中，在调整区间的结束时间T1时的目标加速度Ar是0，在调整区间的结束时间T1时的目标速度Vr是目标速度Vc，并且目标速度Vr从调整区间的开始时间T0到结束时间T1单调减小。在第四说明性实施例中，使用这些目标分布使得被驱动对象10的速度V在调整区间中平滑地减小到目标速度Vc。因此，电流上限Umax增加。

接下来，将参考图11描述第三控制处理的细节。当第三控制处理在步骤S300(参见图5)中开始时，在步骤S410，与上述说明性实施例类似地，电机控制单元60确定标志G的值是否为1。当确定标志G的值不是1(在步骤S410中为否)时，在步骤S420中，基于在步骤S110中指定的被驱动对象10的当前速度V(＝V0)，基于速度V(＝V0)的加速度A(＝A0)以及当前时间t(＝T0)，电机控制单元60设置调整区间的结束时间T1。

可以基于本次在步骤S110中指定的速度和上次在步骤S110中指定的速度来计算加速度A(＝A0)。例如，能够通过将当前在步骤S110中指定的速度V(＝V0)和前次在步骤S110中指定的速度V(＝Vz)之间的差除以主控制处理的执行周期(采样周期)来计算加速度A(＝A0)。该操作可以通过将每次在步骤S110中指定的速度的所有或一部分存储在电机控制单元60的存储介质(例如RAM)中来实施。该配置类似地应用于通过上述速度Vp的比例Rc计算目标速度Vc的情况。

当步骤S420的处理结束时，在步骤S430中，电机控制单元60根据等式11、13和14设置调整区间的目标分布。然后，电机控制单元60前进到步骤S440。另一方面，在步骤S410中确定标志G的值为1(在步骤S410中为是)，电机控制单元60前进到步骤S440，而不执行步骤S430的处理。与上述说明性实施例类似地，在执行第三控制处理之后，在步骤S400中，将标志G设置为1。

在步骤S440中，电机控制单元60确定是否到达调整区间的结束时间T1。具体地，电机控制单元60确定在步骤S110中指定的当前时间t是否等于或大于调整区间的结束时间T1，并且因此确定是否到达调整区间的结束时间T1。当确定调整区间的结束时间T1还没到(在步骤S440中为否)时，电机控制单元60前进到步骤S480。在步骤S480中，电机控制单元60基于根据在步骤S430中设置的调整区间的目标分布所指定的当前时间t时的目标值(目标加速度Ar、目标速度Vr和目标位置Pr)和在步骤S110中指定的被驱动对象10的位置P和速度V计算用于电机20的电流命令值U，使得被驱动对象10的位置P和速度V遵循目标值，并且然后，电机控制单元60将计算的电流命令值U输入到电机驱动器30。然后，电机控制单元60结束第三控制处理。

如上所述，在被驱动对象10到达第二切换位置P2之后，电机控制单元60重复地执行第三控制处理直至到达调整区间的结束时间T1，从而被驱动对象10的速度V根据调整区间的目标分布首先减小到大约目标速度Vc，并且之后，电流上限Umax增加。

当到达调整区间的结束时间T1时，电机控制单元60在步骤S440中执行肯定确定，并且在步骤S450中确定标志H的值是否为1。如果输入了驱动命令则将标志H设置为0，并且如果执行了步骤S470则将标志H设置为1。因此，就在到达调整区间的结束时间T1之后，在第三控制处理中，电机控制单元60确定标志H的值为0(在步骤S450中为否)并且前进到步骤S460。

在步骤S460中，与第一至第三说明性实施例的步骤S320的处理类似地，电机控制单元60设置恒定速度区间和减速区间的目标分布。换言之，在步骤S460中，电机控制单元60使用在步骤S110中指定的被驱动对象10的当前速度V(＝Vm)计算减速距离Pd(＝Vm²/Ap)，并且基于减速距离Pd、在步骤S110中指定的被驱动对象的当前位置P(＝Pm)和目标停止位置Pt来计算对于将被驱动对象10停止在目标停止位置Pt来说优选的恒定速度区间的时间长度Tc(＝(Pt-Pd-Pm)/Vm)。然后，电机控制单元60通过将恒定速度区间的时间长度Tc与当前时间t(＝Ta)相加来将减速时间段Tb设置为Tb＝Ta+Tc，基于值Pm、Vm、Ta和Tb根据等式4至6设置恒定速度区间的目标分布，并且基于预定值Ap根据等式7至10设置减速区间的目标分布。

如上所述，当设置了恒定速度区间和调整区间的目标分布时，电机控制单元60在步骤S470中将标志H设置为1并且然后前进到步骤S480。在将标志H设置为1之后，在步骤S480中，电机控制单元60基于由恒定速度区间和减速区间的目标分布指定的当前时间t时的目标值(目标加速度Ar、目标速度Vr和目标位置Pr)以及在步骤S110中指定的被驱动对象10的位置P和速度V来计算用于电机20的电流命令值U，使得被驱动对象10的位置P和速度V遵循目标值，并且然后电机控制单元60将计算的电流命令值U输入到电机驱动器30。然后，电机控制单元60结束第三控制处理。

如上所述，在到达调整区间的结束时间T1之后，电机控制单元60重复地执行第三控制处理以根据恒定速度区间和减速区间的目标分布控制被驱动对象10，使得被驱动对象10减速并且停止在目标停止位置Pt。在将标志H设置为1之后，在第三控制处理中，电机控制单元60在步骤S440和S450中执行肯定确定并且跳过步骤S460和S470的处理以执行步骤S480的处理。

在上面描述了第四说明性实施例。即使在第四说明性实施例中，也能够高精度地且高速地使被驱动对象10停止。具体地，由于提供了调整区间，因此能够调整恒定速度区间中的速度而不依赖于第二控制处理的结束时的速度，并且能够更有效地抑制由于负载的增加导致在第三控制处理中计算的电流命令值U超过电流上限Umax。

[第五说明性实施例]

接下来，将描述第五说明性实施例。第五说明性实施例的控制系统1被配置为确定是否存在负载的增加并且根据对于负载增加的确定的结果来确定是否执行第二控制处理。由于第二控制处理可能劣化高速传送的性能，因此，在需要使高速传送的优先级高于停止精度并且即使不执行第二控制处理，负载也不太可能增加从而在第三控制处理中电流命令值不会超过电流上限Umax的情况下，优选的是省略第二控制处理。因此，电机控制单元60确定是否存在负载的增加并且根据对于负载增加的确定的结果来确定是否执行第二控制处理。

具体地，在下面将参考图12描述其中负载在特定点快速增加的喷墨打印机200的配置作为包括第五说明性实施例的控制系统的图像形成设备，并且将参考图13A和13B描述由电机控制单元60执行的处理的细节。与第二至第四说明性实施例类似地，该公开的控制系统1的硬件配置与第一说明性实施例的硬件配置相同。换言之，第五实施例的控制系统1与上述说明性实施例的不同之处仅在于由电机控制单元60执行的处理的配置。因此，将适当地省略与上述说明性实施例相同或类似的描述。

与在第一说明性实施例中描述的喷墨打印机100(参见图2)类似地，图12中所示的喷墨打印机200包括布置在压板201[s4]上游的传送辊211和夹辊212，以及布置在压板201的下游的排出辊213和齿状(spur)辊214。此外，喷墨打印机200包括布置在压板201上的能够在纸张上形成图像的记录头(所谓的喷墨头)231以及用于传送记录头231的托架235。在喷墨打印机200中，通过传送辊211和排出辊213的旋转如点划线所示地传送纸张。

尽管未示出，但是与喷墨打印机100类似地，喷墨打印机200包括用于驱动传送辊211和排出辊213的电机、用于控制电机的电机控制单元，以及用于通过将命令输入到诸如电机控制单元的喷墨打印机的各个内部单元来对整个喷墨打印机200执行整体控制的主控制单元。此外，与第一说明性实施例类似地，能够在喷墨打印机200中将除了被驱动对象10和电机20之外的控制系统1的组件(图1的虚线内的组件)组装为电机控制单元140。

除了与上述喷墨打印机100的组件相同的组件之外，喷墨打印机200还包括路径切换单元250、下游辊261、齿状辊262、返回路径270、返回辊281和布置为面对返回辊281的夹辊282。

路径切换单元250包括摆动件(flap)251、辅助辊253和254，并且摆动件251被配置为可围绕轴E旋转。具体地，摆动件251被可旋转地布置，从而摆动件251如图12中所示地向下倾斜作为第一姿态并且摆动件251以作为第二姿态的竖直姿态容纳到摆动件容纳器255。当由排出辊213的下游侧上的支撑构件257支撑的纸张的前端通过附接到摆动件251的辅助辊253和支撑构件257之间时，摆动件251被纸张向上推动以采取第二姿态。纸张在通过来自排出辊213的力向上推动摆动件251的同时在下游辊261和齿状辊262之间移动，并且被夹在下游辊261和齿状辊262之间，并且因此，纸张被进一步向下游传送。下游辊261接收来自同一电机的驱动力作为用于排出辊213的力，从而传送辊211和排出辊213彼此同步地旋转。

然后，当纸张被向下游传送时，在纸张的后端通过辅助辊253和支撑构件267之间之后，纸张不受支撑构件257支撑并且由摆动件251向下推动，并且然后纸张的后端朝向返回路径270掉落。因此，摆动件251变为第一姿态。

喷墨打印机200的主控制单元基于关于纸传送量的信息指定纸的后端已经朝向返回路径270下落的状态。然后，在要求双面打印的情况下，主控制单元将命令输入到电机控制装置使得电机反向旋转。当接收到命令时，电机控制装置使电机反向旋转，从而纸张的后端被朝向返回辊281和夹辊282传送。如果该传送继续，则如图12中的点划线所示，则纸翻转从而后端被导向传送方向。在该状态下，纸张在传送辊211和夹辊212之间传送。然后，当纸张到达传送辊211和夹辊212之间时，从主控制单元输入用于指示电机正常旋转的驱动命令，并且纸张类似于单面打印传送，并且因此纸张被最终排出到排出托盘。

在能够双面打印的喷墨打印机200中，由于纸张的前端向上推动摆动件251，所以传送负载较大地变化。换言之，当纸张的前端向上推动摆动件251时，传送负载较大的增加，并且因此电机的负载也较大地增加。

为此，当从主控制单元接收到驱动命令时，并入在喷墨打印机200中的本公开的控制系统1的电机控制单元60在重复地执行主控制处理之前执行图13A中所示的传送前处理。

当传送前处理开始时，在步骤S510，电机控制单元60从主控制单元获取当前时间纸张距初始位置O(参见图12)的总传送量B的信息。

换言之，在喷墨打印机200中，为了传送一张纸张，指定目标传送量(目标停止位置)Pt的驱动命令被从主控制单元多次输入到电机控制单元60。因此，在步骤S510中，电机控制单元60从主控制单元获得关于从传送中的纸张的前端已经根据前次驱动命令通过初始位置O时起所传送的纸张的总传送量B的信息。

在喷墨打印机200中，与已知的图像形成设备类似地，就在传送辊211之前提供有用于检测纸张的末端的传感器SN，并且能够基于来自传感器SN的输入信号检测纸张的前端已经到达初始位置O。在本说明性实施例中，主控制单元从传感器SN接收输入信号，指定距初始位置O的总传送量B，并且管理关于总传送量B的信息。

当步骤S510的处理结束时，在步骤S520中，电机控制单元60将当前目标传送量Pt与由获得的信息表示的总传送量B相加，并且因此计算基于当前驱动命令的纸张传送之后的传送的总量D(D＝B+Pt)。

然后，电机控制单元60基于作为前端开始通过摆动件251时的总传送量的负载增加时的传送量C、当前时间的总传送量B以及基于当前驱动命令的纸张传送之后的总传送量的值D确定是否满足条件表达式(B＜C＜D)，并且因此电机控制单元60基于当前驱动命令确定在电机控制处理(纸张传送处理)中电机20的负载是否增加。换言之，在步骤S530中，如果满足条件表达式(B＜C＜D)，则电机控制单元60确定发生了电机20的负载增加事件，并且如果不满足条件表达式(B＜C＜D)，则电机控制单元60确定没有发生负载增加事件。

当确定发生了电机20的负载增加事件(在步骤S530中为是)时，电机控制单元60将指示是否执行第二控制处理的第二控制处理标志J设置为1。另一方面，当确定没有发生负载增加事件(在步骤S530中为否)时，电机控制单元60将第二控制处理标志J设置为0。然后，电机控制单元60结束传送前处理。

当结束传送前处理并且开始周期性地执行主控制处理时，与第一说明性实施例类似地，电机控制单元60执行第一控制处理，直到作为被驱动对象10的纸张到达第一切换位置P1。然后，当纸张到达第一切换位置P1(在步骤S130中为是)时，电机控制单元60前进到步骤S170。在步骤S170中，电机控制单元60确定纸张是否已经到达第二切换位置P2。当确定纸张还没有到达第二切换位置P2(在步骤S170中为否)时，电机控制单元60执行图13B中所示的处理，作为第二控制处理。

具体地，在步骤S200中，电机控制单元60确定第二控制处理标志J的值是否为1。当确定第二控制处理标志J的值为1(在步骤S200中为是)时，在步骤S210中，与第一说明性实施例类似地，基于在步骤S110中指定的电机20的当前旋转速度ω，电机控制单元60根据上述等式3计算小于对应于当前旋转速度ω的电流上限Umax的虚拟电流上限Uf。然后，在步骤S220中，电机控制单元60将对应于虚拟电流上限Uf的电流命令值U(＝Uf)输入到电机驱动器30。接下来，电机控制单元60在步骤S250中将标志F设置为1，并且结束主控制处理。替代步骤S210的处理，能够执行与第二说明性实施例的步骤S215相同的处理。然后，当第二控制处理标志J为1时，电机控制单元60执行与第一说明性实施例(或者第二至第四说明性实施例)相同的第二控制处理，直到纸张到达第二切换位置P2。

另一方面，当确定第二控制处理标志J的值为0(在步骤S200中为否)时，电机控制单元60前进到步骤S230。在步骤S230中，基于在步骤S 110中指定的电机20的当前旋转速度ω，电机控制单元60根据等式2计算对应于当前旋转速度ω的电流上限Umax。然后，在步骤S240中，电机控制单元60将对应于电流上限Umax的电流命令值U(＝Umax)输入到电机驱动器30。接下来，电机控制单元60结束主控制处理。

因此，当第二控制处理标志J的值为0时，电机控制单元60执行与第一说明性实施例(或者第二至第四说明性实施例)相同的第一控制处理，直到纸张到达第二切换位置P2。

在纸张到达第二切换位置P2之后，电机控制单元60执行与上述第一说明性实施例(或者第二至第四说明性实施例)相同的第三控制处理。在上面描述了第五说明性实施例的控制系统1的配置。根据控制系统1，根据对于负载增加的确定的结果确定是否执行第二控制处理。

在第五说明性实施例中，在步骤S530中，电机控制单元60基于就在基于驱动命令周期性地执行主控制处理之前的时刻的总传送量确定是否满足条件表达式(B＜C＜D)，从而基于当前驱动命令确定在电机控制处理(纸张传送处理)中电机20的负载是否增加。然后，在步骤S530中，电机控制单元60可以通过将第一切换位置P1与总传送量B相加来计算第一控制处理结束时的总传送量的值B’(＝B+P1)，并且基于值B’确定是否满足条件表达式(B’＜C＜D)，并且因此电机控制单元60基于当前驱动命令确定在作为电机控制处理的第一控制处理(纸张传送处理)之后是否发生电机20的负载增加事件(修改的第五说明性实施例)。

[修改]

尽管在上面已经描述了本公开的说明性实施例，但是本公开不限于上述说明性实施例并且可以具有各种方面。例如，该公开可以不仅应用于图像形成设备中的纸张传送而且可以应用于电机控制。

在上述说明性实施例中，电机控制单元60基于由位置检测器50检测到的电机20的旋转位置X以及由速度检测器55检测到的电机20的旋转速度ω指定被驱动对象10的位置P和速度V，并且执行对于被驱动对象10的驱动控制，从而位置P和速度V与目标值对应。然而，由于电机20的旋转位置X和旋转速度ω与被驱动对象10的位置P和速度V在其尺度方面彼此不同，因此电机控制单元60可以通过直接使用由位置检测器50检测到的电机20的旋转位置X和由速度检测器55检测到的电机20的旋转速度ω来执行电机控制，使得电机20的旋转位置X和旋转速度ω对应于目标值，从而间接地执行对于被驱动对象10的驱动控制。

而且，在上述说明性实施例中，旋转编码器40连接到电机20的旋转轴，从而基于电机20的旋转位置X和旋转速度ω指定被驱动对象10的位置P和速度V。然而，旋转编码器40可以连接到被驱动对象10，从而直接通过旋转编码器40检测被驱动对象10的位置P和速度V。例如，旋转编码器40能够连接到传送辊111的旋转轴。在该情况下，能够基于被驱动对象10的位置P和速度V指定电机20的旋转位置X和旋转速度ω。

在上述说明性实施例中，被驱动对象10的位置P和速度V用于执行基于目标分布的控制。然而，可以仅使用被驱动对象10的位置P和速度V中的一个来执行基于目标分布的控制。此外，可以仅将目标加速度Ar、目标速度Vr和目标位置Pr的分布中的一个或两个设置为目标分布。

[对应关系]

最后，将描述术语之间的对应关系。电机控制单元60对应于电机控制单元的示例，并且旋转编码器40对应于信号输出单元的示例。此外，第五说明性实施例的由电机控制单元60执行的第一控制处理和第二控制处理的步骤S230和S240对应于通过第一控制单元或者早期阶段控制单元实施的处理的示例，通过电机控制单元60执行的第二控制处理(除了步骤S200、S230和S240之外)对应于通过第二控制单元实施的处理的示例，并且通过电机控制单元60执行的第三控制处理对应于通过第三控制单元或者后期阶段控制单元实施的处理的示例。

具体地，第三说明性实施例和第四说明性实施例的第一控制处理对应于通过早期阶段控制单元实施的处理的示例，并且第三说明性实施例和第四说明性实施例的第三控制处理对应于通过后期阶段控制单元实施的处理的示例。

此外，通过电机控制单元60执行的步骤S120、S130、S160、S170和S200的处理对应于通过切换单元实施的处理的示例，并且通过电机控制单元60执行的传送前处理(第五说明性实施例)对应于通过确定单元实施的处理的示例。此外，主控制单元150对应于传送控制单元的示例。

Claims (9)

1.一种电机控制装置，包括：

电机控制单元，所述电机控制单元被配置为控制电机；以及

信号输出单元，所述信号输出单元被配置为根据所述电机的旋转输出信号，其中所述电机控制单元基于所述信号输出单元的输出信号控制所述电机，使得由所述电机驱动的被驱动对象被移位到目标停止位置，

其中所述电机控制单元被配置为用作：

第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元；以及

切换单元，所述切换单元在所述第一、第二和第三控制单元之间顺序地切换，

其中所述第一控制单元执行第一电机控制，在所述第一电机控制中，基于由所述信号输出单元的输出信号指定的所述电机的旋转速度来估计电流上限，并且将与估计的所述电流上限相对应的第一驱动电流输入到所述电机，其中所述电流上限是可施加到所述电机的电流的上限并且通过由反电动势引起的电流降低来进行调整，

其中所述第二控制单元执行第二电机控制，在所述第二电机控制中，将第二驱动电流输入到所述电机，其中所述第二驱动电流是以下驱动电流中的至少一个：低于在所述第一控制单元的所述第一电机控制的结束时输入到所述电机的所述第一驱动电流的驱动电流，和低于在所述第一控制单元基于由所述电机的当前旋转速度估计的所述电流上限控制所述电机的情况下将要输入到所述电机的驱动电流的驱动电流，并且

其中所述第三控制单元执行第三电机控制，在所述第三电机控制中，基于由所述信号输出单元的所述输出信号指定的、作为所述电机和所述被驱动对象中的一个的操作量的、速度和移位量中的至少一个，与所述操作量的目标轨迹这两者，来确定将输入到所述电机的第三驱动电流，并且输入所述第三驱动电流，使得所述被驱动对象对应于所述目标轨迹移位直到所述目标停止位置。

2.根据权利要求1所述的电机控制装置，

其中所述切换单元根据由所述信号输出单元的所述输出信号指定的所述电机和所述被驱动对象中的一个的所述移位量，在所述第一、第二和第三控制单元之间顺序地进行切换。

3.根据权利要求1所述的电机控制装置，

其中所述第二控制单元将所述第二驱动电流输入到所述电机，所述第二驱动电流具有以下预定比例中的一个：低于在所述第一控制单元的所述第一电机控制的结束时输入到所述电机的所述第一驱动电流的预定比例，和低于所述第一控制单元基于由所述电机的当前旋转速度估计的所述电流上限控制所述电机的情况下将要输入到所述电机的驱动电流的预定比例。

4.根据权利要求1所述的电机控制装置，

其中所述第一控制单元计算值K·ω作为由反电动势引起的电流降低量，所述值K·ω是通过将由所述信号输出单元的所述输出信号指定的所述电机的所述旋转速度ω乘以预定系数K获得的，

其中所述第一控制单元估计值(Imax-K·ω)作为通过由所述反电动势引起的降低而调整的所述电流上限，所述值(Imax-K·ω)是通过从不存在由所述反电动势引起的降低的情况下的电流的上限Imax减去值K·ω获得的，

其中所述第二控制单元通过使用大于所述系数K的系数K’计算虚拟电流上限(Imax-K’·ω)，并且将与所述第一控制单元的所述第一驱动电流相似的、响应于所述虚拟电流上限的所述第二驱动电流输入到所述电机。

5.根据权利要求1所述的电机控制装置，

其中所述电机控制单元被配置为用作确定单元，所述确定单元确定在将所述被驱动对象移位到所述目标停止位置的过程中所述电机的负载是否增加，

其中，当所述确定单元确定所述负载在所述第一控制单元的所述电机控制结束之后增加时，所述切换单元顺序地操作所述第二控制单元和所述第三控制单元，并且

其中，当所述确定单元确定所述负载在所述第一控制单元的所述电机控制结束之后没有增加时，所述切换单元操作所述第三控制单元而不操作所述第二控制单元。

6.根据权利要求1所述的电机控制单元，

其中，在所述第三电机控制的开始，所述第三控制单元基于其中所述电机的所述旋转速度减少的目标轨迹，执行减速电机控制以减小所述电机的所述旋转速度。

7.根据权利要求6所述的电机控制装置，

其中所述第三控制单元在执行所述减速电机控制之后控制所述电机使得所述电机以恒定速度旋转，并且

其中所述第三控制单元基于速度V0和标准速度Vc这两者，来将所述第二控制单元的所述电机控制的结束时所述电机和所述被驱动对象的加速度A0中的一个设置为目标加速度的初始值，其中所述速度V0是在所述第二控制单元的所述电机控制的结束时由所述信号输出单元的所述输出信号指定的所述电机和所述被驱动对象中的一个的速度V0，所述标准速度Vc所述电机和所述被驱动对象中的一个的标准速度Vc，是所述电机以恒定速度旋转时的速度并且低于所述速度V0，

其中所述第三控制单元将所述速度V0设置为目标速度的初始值，

其中所述第三控制单元将以下目标轨迹设置为将在所述操作开始时使用的目标轨迹，在所述目标轨迹中，到达所述标准速度Vc的减速时间段被设置为与所述速度V0和所述标准速度Vc之间的差(V0-Vc)与加速度A0之间的比(V0-Vc)/A0相对应的时间段，并且所述目标速度平滑且单调地减小到所述标准速度Vc，

其中所述第三控制单元基于所述目标轨迹控制所述电机使得所述电机在所述电机的所述旋转速度减小之后以所述恒定速度旋转。

8.一种电机控制装置，包括：

电机控制单元，所述电机控制单元被配置为控制电机；以及

信号输出单元，所述信号输出单元被配置为根据所述电机的旋转输出信号，其中所述电机控制单元基于所述信号输出单元的输出信号控制所述电机，使得由所述电机驱动的被驱动对象被移位到目标停止位置，

其中所述电机控制单元被配置为用作：

早期阶段控制单元，所述早期阶段控制单元在将所述被驱动对象移位直到目标停止位置的过程的早期阶段中操作，

后期阶段控制单元，所述后期阶段控制单元在将所述被驱动对象移位直到所述目标停止位置的过程的后期阶段中操作，以及

切换单元，所述切换单元在所述早期阶段控制单元和所述后期阶段控制单元之间顺序地进行切换，

其中所述早期阶段控制单元执行早期电机控制，在所述早期电机控制中，基于由所述信号输出单元的输出信号指定的所述电机的旋转速度来估计电流上限，并且将与估计的所述电流上限相对应的早期驱动电流输入到所述电机，其中所述电流上限是可施加到所述电机的电流的上限并且通过由反电动势引起的电流降低来进行调整，

其中所述后期阶段控制单元执行后期电机控制，在所述后期电机控制中，基于由所述信号输出单元的所述输出信号指定的、作为所述电机和所述被驱动对象中的一个的操作量的、速度和移位量中的至少一个，与所述操作量的目标轨迹这两者，来确定将要输入到所述电机的后期驱动电流，并且输入所述后期驱动电流，使得所述被驱动对象沿着所述目标轨迹移位直到目标停止位置，并且

其中，在所述早期阶段控制单元的所述电机控制结束之后满足预定条件之后，所述切换单元操作所述后期阶段控制单元，使得不将驱动电流输入到所述电机，直到在所述早期阶段控制单元的所述电机控制结束之后满足所述预定条件。

9.一种图像形成设备，包括：

电机；

传送单元，所述传送单元包括由所述电机驱动的辊，并且通过所述辊的旋转传送被驱动的记录介质；

图像形成单元，所述图像形成单元在通过所述传送单元传送的所述被驱动记录介质上形成图像；

根据权利要求1至8中的一项所述的电机控制装置，所述电机控制装置控制所述电机以使所述传送单元将所述被驱动的记录介质传送到所述目标停止位置，以及

传送控制单元，所述传送控制单元指定所述目标停止位置并且重复地操作所述电机控制装置，使得所述传送单元分段地传送所述被驱动记录介质。

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