CN108270372B - 编码器对位方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种编码器对位方法，由一电连接一马达装置的编码器对位装置所执行，所述马达装置包括一包括一转子的马达及一电连接所述马达的编码器，所述编码器感测所述转子并产生一第一感测信号，所述编码器对位方法包含以下步骤：(A)根据一对位命令产生一切换信号输出；(B)根据所述切换信号输出及一电源信号产生一三相驱动信号输出，以驱动所述转子转动至一预定位置；(C)根据所述第一感测信号得到一偏差角度，所述偏差角度为所述编码器所感测到的所述转子的角度与所述转子的实际角度间的位置偏差；及(D)储存所述偏差角度。

Description

编码器对位方法及装置

技术领域

本发明是有关于一种对位方法及装置，特别是指一种编码器对位方法及装置。

背景技术

现有马达系统包括一提供一电源信号的电源、一驱动控制装置及一马达装置。该马达装置包括一包括一转子的马达，及一安装在该马达上的编码器。该编码器用来感测该转子，以产生一对应该转子角度的位置信号。该驱动控制装置电连接该电源、该马达及该编码器，且根据该电源信号及该位置信号产生一三相驱动信号输出来驱动该马达的该转子转动。

因此，在组装时，该编码器必需依据该马达的转子角度安装至该马达上，以避免其感应到的该位置信号不正确而影响到该马达的运转，进而产生了该编码器与该马达需对位的问题。而目前该编码器与该马达的对位方法多采用人工方式处理，于该马达装置装设在该马达系统前，装修人员会先将该马达装置电连接至一外部电源供应器，并藉由该外部电源供应器所提供的一驱动信号来使该转子转动到该马达的一U相反电动势为零的位置，同时装修人员在利用一计算机将此位置写入该编码器，以完成该编码器与该马达的对位设定。对位完成后，装修人员在将该马达装置设置在该马达系统中。

然而，现有编码器对位方法具有以下缺点：

1.需利用该外部电源供应器来进行对位，而此仪器成本较高，导致生产该马达系统需要花费较高成本。

2.该马达装置若拆装维修后，该编码器与该马达的相对位置就会偏移，使得该编码器与该马达需重新对位，并对该编码器重新写入以完成对位设定。然而，该编码器只能支持单次写入，因此，当该马达装置拆装维修后，该马达装置就必需用一新的编码器来取代该编码器，造成该马达装置的维修费用提高。

3.当该编码器与该马达要对位时，需装修人员将该马达装置从该马达系统拆下，并电连接该外部电源供应器，且在对位完成后，装修人员再将该马达装置装回该马达系统中，造成装修及对位过程繁琐且不方便。

发明内容

[本发明欲解决的课题]

因此，本发明的目的，即在提供一种能够克服先前技术缺点的编码器对位方法及装置。

[解决问题的技术手段]

根据本申请第一方面的发明，提供了一种编码器对位方法，由一编码器对位装置所执行，该编码器对位装置适用于电连接一马达装置，该马达装置包括一包括一转子的马达及一电连接该马达的编码器，该编码器感测该转子并产生一感测输出，该感测输出包括一第一感测信号，该编码器对位方法包含以下步骤：

(A)利用该编码器对位装置根据一对位命令产生一切换信号输出；

(B)利用该编码器对位装置根据该切换信号输出及一电源信号产生一三相驱动信号输出，以驱动该转子转动至一预定位置；

(C)利用该编码器对位装置根据该第一感测信号得到一偏差角度，该偏差角度为该编码器所感测到的该转子的角度与该转子的实际角度间的位置偏差；及

(D)利用该编码器对位装置储存该偏差角度。

根据本申请第二方面的发明，该三相驱动信号输出包括一U相驱动信号、一V相驱动信号及一W相驱动信号，在步骤(B)之后，且在步骤(C)之前，该编码器对位方法还包含以下步骤：

(E)利用该编码器对位装置根据一目标电流值与该U相驱动信号的一电流调整该切换信号输出，以致该U相驱动信号的该电流大小、该V相驱动信号及该W相驱动信号的电流大小改变到该目标电流值。

根据本申请第三方面的发明，该编码器所产生的该感测输出还包括一第二感测信号及一第三感测信号，该第二及第三感测信号相关于该转子在运转过程中的角度及转速，在步骤(B)之后，且在步骤(C)之前，该编码器对位方法还包含以下步骤：

(F)利用该编码器对位装置判断其驱动该转子转动至该预定位置的起始时间至当下时间是否大于一预定时间；及

(G)当步骤(F)的判断结果为是时，利用该编码器对位装置根据该第二及第三感测信号判断该转子是否静止，且于判断结果为是时，执行步骤(C)。

根据本申请第四方面的发明，该编码器对位方法还包含以下步骤：

(H)当该编码器对位装置得到该偏差角度且接收到一转动命令时，利用该编码器对位装置根据该第一至第三感测信号得到一量测角度，该量测角度为该编码器所感测到的该转子的角度；

(I)利用该编码器对位装置根据该量测角度及其所储存的该偏差角度得到该转子的一实际角度；及

(J)利用该编码器对位装置根据该实际角度调整该切换信号输出，以致该三相驱动信号输出改变，使得该转子转动。

根据本申请第五方面的发明，其中，步骤(I)包括以下子步骤：

(I1)利用该编码器对位装置将该量测角度减掉该偏差角度来得到该实际角度；

(I2)利用该编码器对位装置判断是否零度小于等于该实际角度小于等于360度；及

(I3)当步骤(I2)的判断结果为否时，利用该编码器对位装置将该实际角度调整到零度至360度间的范围内。

根据本申请第六方面的发明，本发明一种编码器对位装置适用于电连接在一电源与一马达装置间，并接收来自该电源的一电源信号，该马达装置包括一包括一转子的马达及一电连接该马达的编码器，该编码器感测该转子并产生一感测输出，该感测输出包括一第一感测信号，该编码器对位装置包含一驱动模块及一控制模块。

该驱动模块适于电连接在该电源与该马达间，且接收一切换信号输出及来自该电源的该电源信号，当接收到该切换信号输出时，该驱动模块根据该切换信号输出及该电源信号，产生一三相驱动信号输出，以驱动该马达的该转子转动至一预定位置。

该控制模块包括一控制器、一脉宽调变电路及一电连接该控制器的存储器。

该控制器适于电连接该编码器，用来接收一对位命令及来自该编码器的该感测输出，当接收到该对位命令时，该控制器根据该对位命令产生一对位控制信号。

该脉宽调变电路电连接该驱动模块及该控制器，接收来自该控制器的该对位控制信号，且根据该对位控制信号产生该切换信号输出，并将该切换信号输出输出至该驱动模块。

在该脉宽调变电路输出该切换信号输出及经过一预定时间后，且该转子静止时，该控制器根据该感测输出中的该第一感测信号得到一偏差角度，并将该偏差角度输出至该存储器且储存在该存储器中，该偏差角度为该编码器所感测到的该转子的角度与该转子的实际角度间的位置偏差。

根据本申请第七方面的发明，其中，该三相驱动信号输出包括一U相驱动信号、一V相驱动信号及一W相驱动信号，该控制模块还包括一电流闭回路控制电路。

该电流闭回路控制电路包括一减法器及一比例积分控制器。

该减法器电连接该驱动模块，接收一目标电流值及来自该驱动模块的该U相驱动信号的一电流，该减法器将该目标电流值减掉该U相驱动信号的该电流来得到一电流差值。

该比例积分控制器电连接该脉宽调变电路及该减法器，接收来自该减法器的该电流差值，并根据该电流差值产生一积分控制信号，且将该积分控制信号输出至该脉宽调变电路。

该脉宽调变电路在接收到该积分控制信号时，该脉宽调变电路还根据该积分控制信号调整该切换信号输出，以致该U相驱动信号的该电流大小、该V相驱动信号及该W相驱动信号的电流大小改变到该目标电流值。

根据本申请第八方面的发明，该编码器所产生的该感测输出还包括一第二感测信号及一第三感测信号，该第二及第三感测信号相关于该转子在运转过程中的角度及转速。

该控制器得到该偏差角度且接收到一转动命令时，该控制器还根据该第一至第三感测信号得到一量测角度，该量测角度为该编码器所感测到的该转子的角度。

该控制模块还包括一角度校正器，该角度校正器电连接该控制器、该存储器及该脉宽调变电路，接收来自该存储器的该偏差角度及来自该控制器的该量测角度，当接收到该量测角度时，该角度校正器根据该偏差角度及该量测角度得到该转子的一实际角度，且将该实际角度输出至该脉宽调变电路。

该脉宽调变电路接收到来自该角度校正器的该实际角度时，根据该实际角度调整该切换信号输出，以致该驱动模块所输出的该三相驱动信号输出改变，使得该转子随着该三相驱动信号输出而转动。

根据本申请第九方面的发明，该角度校正器将该量测角度减掉该偏差角度来得到该实际角度，且当该实际角度超过零度至360度间的范围时，将该实际角度调整到零度至360度间的范围内。

根据本申请第十方面的发明，该存储器为一电子可擦除可编程只读存储器及一闪存二者其中之一。

[本发明的效果]

在根据本申请第一、六方面的发明中，该编码器对位装置可根据该第一感测信号得到该编码器与该马达对位时所需的该偏差角度，并利用该存储器储存该偏差角度，以完成该编码器与该马达间的对位设定。

在根据本申请第二、七方面的发明中，该电流闭回路控制电路可根据该目标电流值与该U相驱动信号的该电流调整该切换信号输出，使得该U相、V相、W相驱动信号的电流大小改变到该目标电流值，达到定电流控制功能。

在根据本申请第三方面的发明中，限定该编码器对位装置何时才根据该第一感测信号得到该偏差角度，以确保得到正确的该偏差角度。

在根据本申请第四、八方面的发明中，该角度校正器可根据该偏差角度校正该量测角度，以得到正确的该转子的该实际角度，使该三相驱动信号输出的变化正确，确保该转子正常转动。

在根据本申请第五、九方面的发明中，限定该编码器对位装置如何得到该实际角度。

在根据本申请第十方面的发明中，限定该存储器为可重复写入的存储元件，进而若该编码器与该马达间要重新对位，本发明不需要更换新的编码器。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一电路方块图，说明本发明编码器对位装置的实施例与一电源及一马达装置一起使用；

图2是一方块图，说明该实施例的一控制模块；

图3A、3B是一流程图，说明该实施例的该编码器对位装置操作于一对位模式且执行一编码器对位方法；及

图4是一流程图，说明该实施例的该编码器对位装置操作于一转动模式且执行该编码器对位方法。

具体实施方式

参阅图1、2，本发明编码器对位装置3的实施例适用于电连接在一电源1与一马达装置2间，并用来接收来自该电源1的一电源信号，该电源信号包括一正相电源信号P1及一负相电源信号P2。该马达装置2包括一包括一转子20的马达21，及一电连接该马达21且安装在该马达21上的编码器22。在本实施例中，该编码器对位装置3、该电源1与该马达装置2组成一马达系统。该马达21还包括一定子外壳(图未示)，该编码器22被组装在该马达21的该定子外壳上。该编码器22定期地(例如连续地)感测该转子20，以产生一感测输出，该感测输出包括一第一感测信号S1、一第二感测信号S2及一第三感测信号S3。需说明的是，该马达21为一直流无刷马达(Brushless DC Motor)。该第一感测信号S1为一脉宽调变信号，在单一周期中，该第一感测信号S1的高逻辑准位所对应的一脉宽宽度与该第一感测信号S1在单一周期中所对应的一全部脉宽宽度的比值相关于该编码器22所感测到的该转子20的角度与该转子20的实际角度间的位置偏差。该第二及第三感测信号S2、S3相关于该转子20在运转过程中的角度及转速，且该第二及第三感测信号S2、S3的相位相差90度。在其他实施例中，该感测输出还包括一第四感测信号，该第四感测信号为该转子20运转一圈时，该编码器22所产生的一脉波信号，用以检测该第二及第三感测信号S2、S3是否有异常。

该编码器对位装置3电连接该电源1、该马达21及该编码器22，接收一目标电流值、来自该电源1的该正相及负相电源信号P1、P2及来自该编码器22的该第一至第三感测信号S1、S2、S3，且适于接收一外部对位命令及一外部转动命令二者其中之一。当该编码器对位装置3接收到该对位命令时，其操作于一对位模式，并因应该对位命令，根据该正相及负相电源信号P1、P2产生一三相驱动信号输出来驱动该马达21的该转子20转动至一预定位置。当该编码器对位装置3接收到该转动命令时，其操作于一转动模式，并因应该转动命令，根据该第一至第三感测信号S1、S2、S3调整该三相驱动信号输出，以驱动该马达21的该转子20持续转动。在本实施例中，该预定位置为该马达21的一U相反电动势为零的位置。该三相驱动信号输出包括一U相驱动信号D_U、一V相驱动信号D_V及一W相驱动信号D_W。该对位命令及该转动命令可为一实体开关被触发所产生，或来自一外部通讯接口。该编码器对位装置3主要可提供生产厂商或用户将该编码器22装设在该马达21时进行该编码器22与该马达21间的对位校正，或该马达装置2维修后需对该编码器22重新对位校正的用途。

在本实施例中，该编码器对位装置3包括一驱动模块31及一控制模块32。

该驱动模块31适于电连接该电源1及该马达21，接收一切换信号输出及来自该电源1的该正相及负相电源信号P1、P2。当操作于该对位模式且接收到该切换信号输出时，该驱动模块31根据该正相及负相电源信号P1、P2及该切换信号输出，产生该U相驱动信号D_U、该V相驱动信号D_V及该W相驱动信号D_W来驱动该马达21的该转子20转动至该预定位置。在本实施例中，该切换信号输出包括第一至第六切换信号Q1～Q6。该驱动模块31包括一电容器310及六个开关311～316。

该电容器310具有适于电连接该电源1以分别接收该正相及负相电源信号P1、P2的第一端及第二端。串接的该开关311、312、串接的该开关313、314及串接的该开关315、316与该电容器310并联连接。该开关311～316分别接收该第一至第六切换信号Q1～Q6，且分别受该第一至第六切换信号Q1～Q6控制而导通或不导通。该开关311、312间的一共同接点N1输出该U相驱动信号D_U。该开关313、314间的一共同接点N2输出该V相驱动信号D_V。该开关315、316间的一共同接点N3输出该W相驱动信号D_w。

该控制模块32电连接该编码器22及该驱动模块31，接收该目标电流值、来自该编码器22的该第一至第三感测信号S1、S2、S3，及来自该驱动模块31的该U相驱动信号D_U的一电流I_U，并接收该对位命令及该转动命令二者其中之一。该控制模块32根据该对位命令及该转动命令，分别操作在该对位模式及该转动模式。简单来说，操作时，该控制模块32会先接收到该对位命令并操作在该对位模式。当该对位模式结束，且该控制模块32接收到该转动命令时，该控制模块32再根据该转动命令而操作在该转动模式。当操作在该对位模式时，该控制模块32执行以下动作：(1)根据该对位命令产生该第一至第六切换信号Q1～Q6，以驱动该转子20转动至该预定位置；(2)根据该目标电流值及该U相驱动信号D_U的该电流I_U调整该第一至第六切换信号Q1～Q6的脉宽宽度，以致该U相驱动信号D_U的该电流I_U大小及该V相、W相驱动信号D_V、D_W的电流大小改变到该目标电流值；(3)根据该第一感测信号S1得到一偏差角度Ad，该偏差角度Ad为该编码器22所感测到的该转子20的角度与该转子20的实际角度间的位置偏差。当操作在该转动模式时，该控制模块32执行以下动作：(1)根据该第一至第三感测信号S1、S2、S3得到一量测角度Am，该量测角度Am为该编码器22所感测到的该转子20的角度；(2)根据该偏差角度Ad校正该量测角度Am因受该编码器22组装时位置偏移影响而产生的误差，以得到该转子20的一实际角度Ar；(3)根据该实际角度Ar调整该第一至第六切换信号Q1～Q6，进而改变该驱动模块31所输出的该三相驱动信号输出，使得该马达21的该转子20随着该三相驱动信号输出所产生的磁场转动(如，开始顺时针或逆时针旋转)。

该控制模块32包括一产生该第一至第六切换信号Q1～Q6的脉宽调变电路321、一用来储存该偏差角度Ad的存储器322、一控制器323、一角度校正器324及一电流闭回路控制电路325。该控制器323电连接该编码器22、该脉宽调变电路321及该存储器322，用来接收该对位命令及该转动命令二者其中之一，且接收来自该编码器22的该第一至第三感测信号S1。该角度校正器324电连接该控制器323、该存储器322及该脉宽调变电路321。该电流闭回路控制电路325电连接该脉宽调变电路321，且接收该目标电流值。在本实施例中，该存储器322为一可重复写入的存储元件，例如一电子可擦除可编程只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)或一闪存(flash memory)，但不限于此。该电流闭回路控制电路325包括一减法器3251及一比例积分控制器(ProportionalIntegral Controller，PIC)3252。该比例积分控制器3252电连接在该减法器3251与该脉宽调变电路321之间。

进一步参阅图3A、3B，说明该编码器对位装置3操作于该对位模式且执行一种编码器对位方法来完成该编码器22与该马达21的对位设定。以下详细说明本实施例该编码器对位方法所包含的步骤。

在步骤40中，该控制器323接收到该对位命令，并根据该对位命令产生一对位控制信号C1，该对位控制信号C1指示该开关312、313、315导通，且该开关311、314、316不导通。

在步骤41中，该脉宽调变电路321根据该对位控制信号C1产生该第一至第六切换信号Q1～Q6(即，该切换信号输出)。

在步骤42中，该开关311～316分别接收该第一至第六切换信号Q1～Q6，且该开关312、313、315受该第二、第三及第五切换信号Q2、Q3、Q5控制而导通，该开关311、314、316受该第一、第四及第六切换信号Q1、Q4、Q6控制而不导通。该驱动模块31根据该第一至第六切换信号Q1～Q6及该电源信号所产生的该三相驱动信号输出(即，该U相、V相、W相驱动信号D_U、D_V、D_W)驱动该转子20转动至该预定位置。

在步骤43中，该控制模块32接收该目标电流值及该U相驱动信号D_U的该电流I_U，并根据该目标电流值与该电流I_U调整该第一至第六切换信号Q1～Q6的脉宽宽度，以致该U相驱动信号D_U的该电流I_U大小及该V相、W相驱动信号D_V、D_W的电流大小改变到该目标电流值。

详细来说，在步骤43中，还进一步包含子步骤431、432、433的细部流程。

在子步骤431中，该减法器3251接收该目标电流值及该电流I_U，并将该目标电流值减掉该电流I_U来得到一电流差值I1。

在子步骤432中，该比例积分控制器3252接收该电流差值I1，并根据该电流差值I1产生一积分控制信号C2。

在子步骤433中，该脉宽调变电路321接收该积分控制信号C2，并根据该积分控制信号C2调整该第一至第六切换信号Q1～Q6的脉宽宽度。

在步骤44中，该控制器323判断该脉宽调变电路321在根据该对位控制信号C1产生该第一至第六切换信号Q1～Q6，以驱动该转子20转动至该预定位置的一起始时间至当下时间是否大于一预定时间。若该判断结果为是，则进行步骤45；若否，则重复进行步骤44。在本实施例中，该预定时间，例如为2秒，但不以此为限。

在步骤45中，该控制器323根据该第二及第三感测信号S2、S3判断该转子20是否静止。若该判断结果为是，则进行步骤46；若否，则重复进行步骤45。

在步骤46中，该控制器323根据该第一感测信号S1得到该偏差角度Ad。

在步骤47中，该控制器323控制该脉宽调变电路321调整该第一至第六切换信号Q1～Q6，以致该开关311～316分别受该第一至第六切换信号Q1～Q6控制而不导通。

在步骤48中，该控制器323将该偏差角度Ad输出至该存储器322，并储存在该存储器322中。如此，该对位模式结束，且该编码器22与该马达21的对位设定完成。

进一步参阅图4，说明当该对位模式结束，且该控制模块32接收到该转动命令时，该控制模块32会根据该转动命令而操作在该转动模式，并藉由储存在该存储器322中的该偏差角度Ad，校正该编码器22所感测到的该转子20的角度与该转子20的实际角度之间的误差。该编码器对位装置3所执行的该编码器对位方法还包含以下步骤。

在步骤51中，该控制器323接收到该转动命令时，该控制器323根据该第一至第三感测信号S1、S2、S3得到该量测角度Am。

在步骤52中，该角度校正器324接收该存储器322所储存的该偏差角度Ad，及来自该控制器323的该量测角度Am，并根据该偏差角度Ad及该量测角度Am得到该转子20的该实际角度Ar。

详细来说，在步骤52中，还进一步包含子步骤521、522、523的细部流程。

在子步骤521中，该角度校正器324将该量测角度Am减掉该偏差角度Ad来得到该实际角度Ar。

在子步骤522中，该角度校正器324判断是否零度小于等于该实际角度Ar小于等于360度(即，0^o≦该实际角度Ar≦360^o)。若该判断结果为是，则进行步骤53；若否，则进行子步骤523。

在子步骤523中，该角度校正器324将该实际角度Ar调整到零度至360度间的范围内。举例来说，若该量测角度Am为20度，该偏差角度Ad为30度，则该实际角度Ar为-10度(即，20-30＝-10)。该角度校正器324会将该实际角度Ar调整为350度。

在步骤53中，该脉宽调变电路321接收该实际角度Ar，并根据该实际角度Ar调整该第一至第六切换信号Q1～Q6，进而改变该驱动模块31所输出的该三相驱动信号输出，以致该三相驱动信号输出换相，使得该马达21的该转子20随着该三相驱动信号输出所产生的磁场而开始转动。举例来说，该脉宽调变电路321根据该实际角度Ar并藉由一120度六步方波驱动方法(即，一驱动周期中包括六个导通区间，每一导通区间仅将该开关311～316中的二者导通，而每一开关导通的时间皆为120度电器角的时间)，来调整该第一至第六切换信号Q1～Q6，以藉由该开关311～316的变化使该三相驱动信号输出换相，进而使该转子20依序转动到六个定点(即，电器角60°、120°、180°、240°、300°、360°的位置)，如此循环操作该驱动周期，来使该马达21的该转子20随着该三相驱动信号输出所产生的磁场而开始顺时针或逆时针旋转。

综上所述，上述本实施例具有以下优点：

1.本发明编码器对位装置3即可使该编码器22与该马达21间完成对位，使得包含本发明编码器对位装置3的马达系统不需如现有马达系统需利用一外部电源供应器来进行对位，因此，在生产时，包含本发明编码器对位装置3的马达系统相较于现有马达系统可降低生产成本。

2.由于该存储器322为可重复写入的存储元件，因此当该马达装置2拆装维修后，该编码器对位装置3可重复执行该编码器对位方法来使该编码器22与该马达21间重新对位，并将该对位模式中所获得的偏差角度储存在该存储器322中，进而本发明不需如现有马达系统只要编码器与马达间若要重新对位，就需更换新的编码器，因而可降低本发明该马达装置2的维修费用，同时减少不必要的资源浪费。

3.由于本发明编码器对位装置3即可使该编码器22与该马达21间完成对位，使得包含本发明编码器对位装置3的马达系统不需如现有马达系统需装修人员将该马达装置从该马达系统拆下来进行对位，且不需如现有马达系统需装修人员在对位完成后再将该马达装置装回该马达系统中，因此，包含本发明编码器对位装置3的马达系统相较于现有马达系统，具有对位过程简单且便利的功效。

4.因本发明编码器对位装置3本身就需要利用该存储器322来记录马达系统的故障码，故不需额外增加一存储器来储存该偏差角度Ad，使得本发明编码器对位装置3不会额外增加制造成本。

5.该电流闭回路控制电路325可根据该目标电流值与该电流I_U调整该第一至第六切换信号Q1～Q6，使该U相、V相、W相驱动信号D_U、D_V、D_W的电流大小改变到该目标电流值，达到定电流控制功能，使得该U相、V相、W相驱动信号D_U、D_V、D_W的电流不会受该电源信号影响，可防止该编码器22与该马达21间因受该电源信号影响而无法精准对位的问题。

以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

符号说明

1········电源 431·····子步骤

2········马达装置 432·····子步骤

20······转子 433·····子步骤

21······马达 51～53·····步骤

22······编码器 521·····子步骤

3········编码器对位装置 522·····子步骤

31······驱动模块 523·····子步骤

310·····电容器 Ad······偏差角度

311·····开关 Am·····量测角度

312·····开关 Ar······实际角度

313·····开关 C1······对位控制信号

314·····开关 C2······积分控制信号

315·····开关 D_U······U相驱动信号

316·····开关 D_V······V相驱动信号

32······控制模块 D_W·····W相驱动信号

321·····脉宽调变电路 I1·······电流差值

322·····存储器 I_U·······电流

323·····控制器 N1～N3共同接点

324·····角度校正器 P1······正相电源信号

325·····电流闭回路控制电路 P2······负相电源信号

3251···减法器 Q1······第一切换信号

3252···比例积分控制器 Q2······第二切换信号

40～48··步骤 Q3······第三切换信号

Q4······第四切换信号 S1······第一感测信号

Q5······第五切换信号 S2······第二感测信号

Q6······第六切换信号 S3······第三感测信号

Claims (7)

1.一种编码器对位方法，由一编码器对位装置所执行，所述编码器对位装置适用于电连接一马达装置，所述马达装置包括一包括一转子的马达及一电连接所述马达的编码器，所述编码器感测所述转子并产生一感测输出，所述感测输出包括一第一感测信号，所述编码器对位方法包含以下步骤：

(A)利用所述编码器对位装置根据一对位命令产生一切换信号输出；

(B)利用所述编码器对位装置根据所述切换信号输出及一电源信号产生一三相驱动信号输出，以驱动所述转子转动至一预定位置；

(C)利用所述编码器对位装置根据所述第一感测信号得到一偏差角度，所述偏差角度为所述编码器所感测到的所述转子的角度与所述转子的实际角度间的位置偏差；及

(D)利用所述编码器对位装置储存所述偏差角度；

其中，所述编码器所产生的所述感测输出还包括一第二感测信号及一第三感测信号，所述第二感测信号及所述第三感测信号相关于所述转子在运转过程中的角度及转速，在步骤(B)之后，且在步骤(C)之前，所述编码器对位方法还包含以下步骤：

(F)利用所述编码器对位装置判断其驱动所述转子转动至所述预定位置的起始时间至当下时间是否大于一预定时间；

(G)当步骤(F)的判断结果为是时，利用所述编码器对位装置根据所述第二感测信号及所述第三感测信号判断所述转子是否静止，且于判断结果为是时，执行步骤(C)；

(H)当所述编码器对位装置得到所述偏差角度且接收到一转动命令时，利用所述编码器对位装置根据所述第一感测信号、所述第二感测信号及所述第三感测信号得到一量测角度，所述量测角度为所述编码器所感测到的所述转子的角度；

(I)利用所述编码器对位装置根据所述量测角度及其所储存的所述偏差角度得到所述转子的一实际角度；及

(J)利用所述编码器对位装置根据所述实际角度调整所述切换信号输出，以致所述三相驱动信号输出改变，使得所述转子转动。

2.如权利要求1所述的编码器对位方法，所述三相驱动信号输出包括一U相驱动信号、一V相驱动信号及一W相驱动信号，在步骤(B)之后，且在步骤(C)之前，还包含以下步骤：

(E)利用所述编码器对位装置根据一目标电流值与所述U相驱动信号的一电流调整所述切换信号输出，以致所述U相驱动信号的所述电流大小、所述V相驱动信号及所述W相驱动信号的电流大小改变到所述目标电流值。

3.如权利要求1所述的编码器对位方法，其中，步骤(I)包括以下子步骤：

(I1)利用所述编码器对位装置将所述量测角度减掉所述偏差角度来得到所述实际角度；

(I2)利用所述编码器对位装置判断是否零度小于等于所述实际角度小于等于360度；及

(I3)当步骤(I2)的判断结果为否时，利用所述编码器对位装置将所述实际角度调整到零度至360度间的范围内。

4.一种编码器对位装置，适用于电连接在一电源与一马达装置间，并接收来自所述电源的一电源信号，所述马达装置包括一包括一转子的马达及一电连接所述马达的编码器，所述编码器感测所述转子并产生一感测输出，所述感测输出包括一第一感测信号，所述编码器对位装置包含：

一驱动模块，适于电连接在所述电源与所述马达间，且接收一切换信号输出及来自所述电源的所述电源信号，当接收到所述切换信号输出时，所述驱动模块根据所述切换信号输出及所述电源信号，产生一三相驱动信号输出，以驱动所述马达的所述转子转动至一预定位置；及

一控制模块，包括：

一控制器，适于电连接所述编码器，用来接收一对位命令及来自所述编码器的所述感测输出，当接收到所述对位命令时，所述控制器根据所述对位命令产生一对位控制信号，

一脉宽调变电路，电连接所述驱动模块及所述控制器，接收来自所述控制器的所述对位控制信号，且根据所述对位控制信号产生所述切换信号输出，并将所述切换信号输出输出至所述驱动模块，及

一存储器，电连接所述控制器；

其中，在所述脉宽调变电路输出所述切换信号输出及经过一预定时间后，且所述转子静止时，所述控制器根据所述感测输出中的所述第一感测信号得到一偏差角度，并将所述偏差角度输出至所述存储器且储存在所述存储器中，所述偏差角度为所述编码器所感测到的所述转子的角度与所述转子的实际角度间的位置偏差；

其中，所述编码器所产生的所述感测输出还包括一第二感测信号及一第三感测信号，所述第二感测信号及所述第三感测信号相关于所述转子在运转过程中的角度及转速，其中：

所述控制器得到所述偏差角度且接收到一转动命令时，所述控制器还根据所述第一感测信号、所述第二感测信号及所述第三感测信号得到一量测角度，所述量测角度为所述编码器所感测到的所述转子的角度；

所述控制模块，还包括：

一角度校正器，电连接所述控制器、所述存储器及所述脉宽调变电路，接收来自所述存储器的所述偏差角度及来自所述控制器的所述量测角度，当接收到所述量测角度时，所述角度校正器根据所述偏差角度及所述量测角度得到所述转子的一实际角度，且将所述实际角度输出至所述脉宽调变电路；及

所述脉宽调变电路接收到来自所述角度校正器的所述实际角度时，根据所述实际角度调整所述切换信号输出，以致所述驱动模块所输出的所述三相驱动信号输出改变，使得所述转子随着所述三相驱动信号输出而转动。

5.如权利要求4所述的编码器对位装置，其中，所述三相驱动信号输出包括一U相驱动信号、一V相驱动信号及一W相驱动信号，所述控制模块还包括：

一电流闭回路控制电路，包括：

一减法器，电连接所述驱动模块，接收一目标电流值及来自所述驱动模块的所述U相驱动信号的一电流，所述减法器将所述目标电流值减掉所述U相驱动信号的所述电流来得到一电流差值，及

一比例积分控制器，电连接所述脉宽调变电路及所述减法器，接收来自所述减法器的所述电流差值，并根据所述电流差值产生一积分控制信号，且将所述积分控制信号输出至所述脉宽调变电路；

其中，所述脉宽调变电路在接收到所述积分控制信号时，所述脉宽调变电路还根据所述积分控制信号调整所述切换信号输出，以致所述U相驱动信号的所述电流大小、所述V相驱动信号及所述W相驱动信号的电流大小改变到所述目标电流值。

6.如权利要求4所述的编码器对位装置，其中，所述角度校正器将所述量测角度减掉所述偏差角度来得到所述实际角度，且当所述实际角度超过零度至360度间的范围时，将所述实际角度调整到零度至360度间的范围内。

7.如权利要求4所述的编码器对位装置，其中，所述存储器为一电子可擦除可编程只读存储器及一闪存二者其中之一。

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