CN109075727A - 马达模块、马达步进动作控制系统以及马达控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够改变针对每一脉冲的转子的位置变化量的马达模块。在一方式中，本发明的马达模块具有：驱动马达M的马达驱动电路(10)；以及输出马达(M)中的转子(R)的位置估计信号的位置估计装置(30)。还具有：马达控制电路(20)，其响应脉冲信号而对马达驱动电路(10)提供电压指令值；以及可变步长存储器(40)，其存储有规定针对脉冲信号的1个脉冲的转子(R)的位置变化量的可变步长信息。位置估计信号是模拟或数字的信号。在接收了脉冲信号时，马达控制电路(20)根据从位置估计装置(30)获取的转子(R)的位置估计值和从可变步长存储器(40)读出的可变步长信息而确定电压指令值。马达驱动电路(10)根据电压指令值而改变转子(R)的位置。

Description

马达模块、马达步进动作控制系统以及马达控制装置

技术领域

本申请涉及马达模块、马达步进动作控制系统以及马达控制装置。并且，本申请还涉及具有该马达模块的装置以及马达步进动作控制系统。

背景技术

步进马达能够响应从外部装置输入的脉冲信号而改变转子的位置以及速度。步进马达能够广泛用于打印机、扫描仪、复印机以及复合机等装置。但是，例如与无刷直流马达相比，步进马达存在振动以及噪音大、能量转换效率低、失步等问题。

在日本特开2015-19563号公报中公开了利用无刷直流马达置换步进马达的图像形成装置。该装置中的无刷直流马达在接收了对转子的位置进行指定的脉冲信号时，使转子按照每个脉冲以单位步距角旋转。表示无刷直流马达中的转子的位置的信号(旋转位置检测信号)是对从无刷直流马达输出的磁极相位信号进行转换而生成。该旋转位置检测信号是与从公知的旋转编码器输出的信号等效的二相的脉冲列。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-19563号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据日本特开2015-19563号公报中公开的装置，转子的位置以固定的单位步距角发生变化。该单位步距角的大小与旋转位置检测信号的脉冲周期相等，或者是脉冲周期的2以上的整数倍。

本公开提供一种能够改变针对每一脉冲的转子的位置变化量的马达模块、马达步进动作控制系统以及马达控制装置。

用于解决课题的手段

在一方式中，本公开的马达模块具有：马达，其具有动子和定子；马达驱动电路，其驱动所述马达；位置估计装置，其输出表示所述动子的位置估计值的模拟或数字的位置估计信号；马达控制电路，其与所述马达驱动电路连接，响应脉冲信号而对所述马达驱动电路提供电压指令值；以及存储器，其存储有规定针对所述脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量的可变步长信息。在接收了所述脉冲信号时，所述马达控制电路根据从所述位置估计装置获取的所述动子的位置估计值和从所述存储器中读出的所述可变步长信息而确定所述电压指令值。所述马达驱动电路根据所述电压指令值而改变所述动子的位置。

在一方式中，本公开的装置具有：所述马达模块；机械部件，其与所述马达模块所具有的马达连接；以及控制器，其将所述脉冲信号输入到所述马达控制电路。

在一方式中，本公开的马达步进动作控制系统具有：马达驱动电路，其驱动具有动子和定子的马达；位置估计装置，其输出表示所述动子的位置估计值的模拟或数字的位置估计信号；马达控制电路，其与所述马达驱动电路连接，响应脉冲信号而对所述马达驱动电路提供电压指令值；以及存储器，其存储有规定针对所述脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量的可变步长信息。在接收了所述脉冲信号时，所述马达控制电路根据从所述位置估计装置获取的所述动子的位置估计值和从所述存储器中读出的所述可变步长信息而确定所述电压指令值。所述马达驱动电路根据所述电压指令值而改变所述动子的位置。

在一方式中，本公开的马达控制装置与马达驱动电路和位置估计装置连接而使用，所述马达驱动电路驱动具有动子和定子的马达，所述位置估计装置输出表示所述动子的位置估计值的模拟或数字的位置估计信号，所述马达控制装置具有：控制电路，其根据位置指令值和所述位置估计值而生成电压指令值，并将所述电压指令值提供给所述马达驱动电路；存储器，其存储有规定针对从外部装置输入的脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量的可变步长信息；以及位置指令值生成电路，其根据所述脉冲信号和所述可变步长信息而生成所述位置指令值。

在一方式中，本公开的步进动作控制方法是具有动子和定子的马达的步进动作控制方法，包括：通过马达控制装置生成表示所述动子的位置估计值的模拟或数字的位置估计信号；通过所述马达控制装置从存储器中获取可变步长信息，所述可变步长信息规定针对从外部装置输入的脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量；通过所述马达控制电路从所述外部装置接收脉冲信号，并根据所述动子的位置估计值和所述可变步长信息而生成所述电压指令值；以及通过所述马达驱动电路根据所述电压指令值而以可变步进来改变所述动子的位置。

发明效果

根据本发明的实施方式，通过改变存储器中记录的“可变步长信息”，能够改变针对1个脉冲的转子的位置变化量(代表性地为步距角)。根据本发明的某一实施方式，不改变马达的机械结构就能够将针对1个脉冲的转子的位置变化量设为目标大小。这样的步长的改变还能够通过不改变马达的机械结构而更新存储器内的数据或者从外部装置输入信号或开关动作而进行。

附图说明

图1是示出基于本公开的马达模块的例示性的基本结构的框图。

图2是示出基于本公开的马达模块中的马达控制电路20的硬件结构的例的图。

图3A是示意性地示出马达控制电路20的功能块的图。

图3B是示出从位置估计装置30输出的表示转子R的位置估计值Θ＾的信号的例的图。

图4A是示意性地示出从图1的外部装置70提供给马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的图。

图4B是示意性地示出从外部装置70提供给马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的其他例的图。

图4C是示意性地示出从外部装置70提供给马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的另一其他例的图。

图4D是示意性地示出从外部装置70提供给马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的另一其他例的图。

图5A是示意性地示出从外部装置70提供给马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的另一其他例的图。

图5B是示意性地示出从外部装置70提供给马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的另一其他例的图。

图6是示出表示转子R的转速与时间之间的关系的图表(上段)和从外部装置70提供给马达模块1000的脉冲信号的波形例(下段)的图。

图7是示出能够接收对转子R的旋转方向进行指定的信号的位置指令值生成电路520A、520B的例的图。

图8A是示出输入到位置指令值生成电路520A的CW端子和CCW端子的信号的波形的图。

图8B是示出输入到位置指令值生成电路520B的STMP端子和DIR端子的信号的波形的其他例的图。

图8C是示出输入到位置指令值生成电路520B的STMP端子和DIR端子的信号的波形的另一其他例的图。

图9是示出本公开中的马达控制电路20的功能块的详细结构例的图。

图10是示出位置指令值生成电路520的结构例的框图。

图11是示出通过位置指令值生成电路520进行的位置指令值的生成动作的一例的流程图。

图12是示出本公开的实施方式所涉及的马达模块1000的结构的一例的概略图。

图13是实施方式所涉及的马达M的概略结构图。

图14是对实施方式所涉及的放大电路200所输出的检测信号Hu0、Hv0、Hw0的一例进行说明的图。

图15是对实施方式所涉及的AD转换器31所输出的检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的一例进行说明的图。

图16是对实施方式所涉及的三个检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的大小关系、交叉点、零交点、分割信号进行说明的图。

图17是对实施方式所涉及的电角1个周期的分割信号的连接进行说明的图。

图18是示出通过线段连接部323进行的动作的分割信号的机械角1个周期的连接的具体例的图。

图19是示出实施方式所涉及的马达模块1000的其他结构例的概略图。

具体实施方式

以下，除特别注明外，上标的*表示指令值。并且，帽子符号＾表示估计值。在本公开中，CW旋转是指从马达的输出轴侧观察时顺时针方向的旋转。CCW旋转是指从输出轴侧观察时逆时针方向的旋转。

首先，参照图1对基于本公开的马达模块的例示性的基本结构进行说明。

图1中例示的马达模块1000具有马达M和控制马达M的动作的马达步进动作控制系统1。马达M具有转子R和未图示的定子。本公开中的马达M的代表例是无刷直流马达，而不是步进马达。马达步进动作控制系统1具有驱动马达M的马达驱动电路10以及与马达驱动电路10连接的马达控制电路20，能够使马达M执行步进动作。另外，在图1中的框之间记载有双向的空白箭头。该箭头并不指信号以及数据等信息始终能够向两个方向移动。例如，也可以在马达驱动电路10与马达控制电路20之间从马达控制电路20向马达驱动电路10朝向一个方向发送信号。

马达模块1000与外部装置70连接。该例中的外部装置70具有步进马达控制器72以及对步进马达控制器72进行控制的上位控制器74。步进马达控制器72输出用于驱动通常的步进马达的脉冲信号。马达控制电路20能够接收该脉冲信号，使作为非步进马达的马达M执行步进动作。马达驱动电路10根据从马达控制电路20输出的电压指令值而提供马达M的动作所需的电压。马达驱动电路10例如具有逆变电路和预驱动器。逆变电路可以是具有多个功率晶体管的电桥电路。马达驱动电路10从马达控制电路20代表性地接收脉冲宽度调制(PWM)信号作为电压指令值，并将模拟性的正弦波电压提供给马达M。

在本公开的马达模块1000例如使用于复合机的情况下，外部装置70具有除了步进马达控制器72以外的各种控制电路。通常，这样的控制电路能够与步进马达控制器72一同通过一个或多个特定用途的集成电路芯片而实现。因此，在将现有的复合机中的步进马达置换为其他马达(例如无刷直流马达)的情况下，很难为了无刷直流马达的动作而改变步进马达控制器72的功能。根据基于本公开的马达模块1000的结构，可以不改变以使用步进马达为前提而制造的外部装置70的基本设计，就能够将步进马达改为其他种类的马达M来使用。

图示的马达模块1000还具有输出转子R的位置估计信号的位置估计装置30以及存储有可变步长信息的可变步长存储器40。位置估计信号是表示转子R的位置估计值的信号。位置估计信号从位置估计装置30输入到马达控制电路20。本实施方式中的位置估计装置30所输出的位置估计信号不是脉冲列，而是具有根据转子R的位置而呈线性变化的大小。在这一点上，本公开中的位置估计信号与公知的旋转编码器所输出的旋转位置检测信号大不相同。以下，参照图3B对位置估计信号例的概略进行说明。

如前述，从旋转编码器输出的信号的代表例是二相脉冲列。若欲根据二相脉冲列而控制转子R的位置，则无法以比二相脉冲列的脉冲间隔窄的分辨率来控制转子R的位置。但是，如后面说明，在基于本公开的马达模块的实施方式中，位置估计信号具有根据转子R的位置(机械角)的变化而呈线性变化的大小。因此，不受旋转编码器的分辨率的限制而能够进行转子R的定位。并且，其结果是，还能够自如改变针对外部装置70所送出的脉冲信号的1个脉冲的“转子的位置变化量(步长)”。

规定针对从外部装置70输入的脉冲信号的1个脉冲的“转子的位置变化量”的信息即“可变步长信息”存储在可变步长存储器40中。以往，步进马达中的转子的与脉冲信号的1个脉冲对应的位置变化量(旋转角度)被称作“步距角”。例如，在步距角为0.9°的情况下，针对脉冲信号的1个脉冲的转子的位置变化量是0.9°。在现有的步进马达中，步距角的最小单位由马达的机械结构决定。在使用步距角的最小单位为0.9°的步进马达的情况下，无法以小于0.9°的任意角度进行转子的定位。但是，根据本公开的实施方式，不受马达的机械结构的制约而能够确定针对脉冲信号的1个脉冲的转子的位置变化量。在后面叙述该详细内容。

基于本公开的马达控制电路20在从外部装置70接收了脉冲信号时，根据从位置估计装置30获取的转子R的位置估计值和从可变步长存储器40中读出的可变步长信息而确定电压指令值。马达驱动电路10根据该电压指令值而驱动马达M，改变转子R的位置。

马达控制电路20也可以具有例如图2所示的硬件结构。该例中的马达控制电路20具有彼此总线连接的CPU(中央运算单元)54、PWM电路55、ROM(只读存储器)56、RAM(随机存取存储器)57以及I/F(输入输出接口)58。也可以在总线上追加连接未图示的其他电路或设备(AD转换器等)。PWM电路55对图1的马达驱动电路10提供PWM信号。规定CPU54的动作的程序以及数据存储在ROM56以及RAM57中的至少一方。这样的马达控制电路20能够通过例如32位的通用的微控制器而实现。这样的微控制器例如能够由一个或多个集成电路芯片构成。

在图1中，上述的可变步长存储器40与马达控制电路20分开记载，但是也可以由马达控制电路20内的ROM56以及RAM57中的至少一方的一部分实现可变步长存储器40。并且，也可以由马达控制电路20实现位置估计装置30的一部分或所有功能。

在后面对马达控制电路20进行的各种动作进行详细叙述。代表性地通过程序规定马达控制电路20进行的各种动作。通过对程序的一部分或所有内容进行更新，能够改变马达控制电路20的一部分或所有动作。这样的程序的更新可以利用存储了程序的记录介质进行，也可以通过有线或无线通信进行。通信能够利用图2的I/F58进行。为了减少图2所示的CPU54的运算量，马达控制电路20进行的各种动作的一部分例如矢量运算的一部分也可以通过该运算专用的硬件电路执行。

图3A是示意性地示出马达控制电路20的功能块的图。图示的马达控制电路20具有信号处理电路500、位置指令值生成电路520以及运算器540。位置指令值生成电路520根据从外部装置70输入的脉冲信号而生成位置指令值θ*，并输入到运算器540。

从位置估计装置30输出的位置估计值Θ＾也输入到运算器540。位置估计装置30根据来自感测转子R的位置的检测装置150的信号而估计转子R的位置。例如，在位置指令值θ*为45.5°、位置估计值Θ＾为30°时，运算器540以及信号处理电路500计算用于使转子R从θ＝30°的位置向θ＝45.5°的位置移动(旋转)的电压指令值。该电压指令值根据转子R的位置变化而计算适当的值，例如以约50微秒间隔提供到马达驱动电路10。马达控制电路20控制马达驱动电路10而驱动马达M，直至从位置估计装置30接收的位置估计值Θ＾与位置指令值Θ*相等。在马达控制电路20输出PWM信号作为电压指令值的情况下，也可以将输出电压指令值的周期称作“PWM周期”。

图3B是示出从位置估计装置30输出的表示位置估计值Θ＾的信号的波形例的图。在转子R的机械角从0°增大至360°的过程中，表示位置估计值Θ＾的信号的大小从零呈线性增大至规定值。换句话说，在转子R旋转一圈时，表示位置估计值Θ＾的信号的大小连续且直线变化。在转子R旋转两圈以上时，表示位置估计值Θ＾的信号的大小周期性地变动。该周期与转子R旋转一圈的时间一致。并且，表示位置估计值Θ＾的信号根据转子R的机械角的位置而具有不同的大小。根据表示位置估计值Θ＾的信号的大小，同样能够确定转子R的机械角(位置)。

在图3B的例中，转子R在时刻t1至时刻t2的期间内以恒定的转速旋转四圈。并且，转子R在时刻t3至时刻t4的期间内以恒定的转速旋转四圈。时刻t3至时刻t4的期间的转速比时刻t1至时刻t2的期间的转速高。

图4A是示意性地示出从图1的外部装置70提供至马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的图。在该例中，马达模块1000的马达控制电路20从外部装置70的步进马达控制器72依次接收脉冲P1、脉冲P2、脉冲P3、脉冲P4以及脉冲P5。

这样的脉冲例如在1秒期间能够以数十～数十万个频率输入到马达控制电路20。转子R响应脉冲信号而旋转。在图4A中，针对1个脉冲的转子R的位置变化量即步距角S1～S5是0.9°。

图4B、图4C以及图4D分别是示意性地示出从图1的外部装置70提供至马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的其他例的图。在任一例中，从外部装置70提供至马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)均相同。在图4A～图4D的例中，马达模块1000的硬件共同。但是，与图4A的例不同地，在图4B的例中，针对与1个脉冲的转子R的位置变化量即步距角S1～S5是0.7°。这样的步距角的变更通过运算中所使用的可变步长信息的变更而实现。该可变步长信息的设定或变更还能够在生产或出货马达模块1000时按照每个马达模块1000执行，但是针对每个马达模块1000还能够在启动时或动作的中途进行。在以下的例中，在动作的中途改变可变步长信息。

在图4C的例中，针对1个脉冲的转子R的位置变化量即步距角是针对脉冲P1～P3的为0.7°，但是针对脉冲P4～P5的为1.5°。该例中的步距角在动作的中途发生变化。在该变化的前后，一个步距角并不是另一步距角的整数倍。在图4D的例中，针对1个脉冲的转子R的位置变化量即步距角是针对脉冲P1的为3.2°，针对脉冲P2～P5的为0.45°。还能够过大地增大针对一个脉冲的转子R的位置变化量。例如，还能够响应一个脉冲而使转子R转动一圈(360°)或其以上。

图5A以及图5B分别是示意性地示出从图1的外部装置70提供至马达模块1000的脉冲信号的波形例(左侧)与转子R的位置变化(右侧)之间的关系的图。图5A的例与图5B的例之间的差异在于从外部装置70提供至马达模块1000的脉冲信号的脉冲率。脉冲率是指每单位时间输入到马达模块1000的脉冲的个数。脉冲率还有时被称作“脉冲频率”。图5B所示的脉冲信号的脉冲率比图5A所示的脉冲信号的脉冲率低。在图5A以及图5B的例中，步距角共同地为0.7°，但是由于脉冲率不同，因此转子R的转速(位置变化速度)不同。更具体地说，脉冲率越高，则转子R的转速越高。

图6是示出表示转子R的转速与时间之间的关系的图表(上段)和从外部装置70提供至马达模块1000的脉冲信号的波形例(下段)的图。在时刻T1至时刻T2的期间，脉冲率直线性地变高，转子R的转速也随之增大。并且，在时刻T2至时刻T3的期间，脉冲率恒定，转子R的转速也恒定。然后，在时刻T3至时刻T4的期间内，脉冲率呈直线变低，转子R的转速也随之下降。这样，能够利用脉冲信号中所含的脉冲率来控制转子R的转速。

也可以从外部装置70对马达模块1000输入对转子R的旋转方向进行指定的信号。图7示出了能够接收对转子R的旋转方向进行指定的信号的位置指令值生成电路520的例。图7的左侧所示的位置指令值生成电路520A具有CW端子和CCW端子。图7的右侧所示的位置指令值生成电路520B具有STMP端子进而DIR端子。在本公开中，转子R的旋转方向的指定也可以使用任一位置指令值生成电路520。

接着，参照图8A～图8C对提供至位置指令值生成电路520的输入端子的外部输入信号的例进行说明。

图8A是示出输入到位置指令值生成电路520A的CW端子和CCW端子的信号的波形的图。在图8A所示的例中，转子R的旋转方向在脉冲信号输入到位置指令值生成电路520A的CW端子时和脉冲信号输入到CCW端子时不同。例如，在脉冲信号输入到CW端子时，转子R向第一方向旋转，在脉冲信号输入到CCW端子时，转子R向与第一方向相反的第二方向旋转。

图8B是示出输入到位置指令值生成电路520B的STMP端子和DIR端子的信号的波形的其他例的图。在图8B所示的例中，脉冲信号输入到位置指令值生成电路520B的STMP端子。转子R的旋转方向根据对DIR端子提供逻辑“低”信号还是提供逻辑“高”信号而不同。例如，在对DIR端子提供逻辑“低”信号时，转子R向第一方向旋转。在对DIR端子提供逻辑“高”信号时，转子R向与第一方向相反的第二方向旋转。

图8C是示出输入到位置指令值生成电路520B的STMP端子和DIR端子的信号的波形的其他例的图。在图8C所示的例中，对位置指令值生成电路520B的STMP端子和DIR端子提供两相的脉冲信号。转子R的旋转方向根据相位的提前或延迟而不同。例如，在输入到STMP端子的脉冲信号的相位比输入到DIR端子的脉冲信号的相位提前时，转子R向第一方向旋转。在输入到STMP端子的脉冲信号的相位比输入到DIR端子的脉冲信号的相位延迟时，转子R向与第一方向相反的第二方向旋转。

上述的波形以及位置指令值生成电路520的端子结构只是代表例，并不限定本公开的实施方式。

接着，参照图9对马达控制电路20进行更详细的说明。图9是示出本公开中的马达控制电路20的功能块的结构例的图。在该例中，马达控制电路20、位置估计装置30以及可变步长存储器40通过微控制器而实现。在本申请中，将这样的微控制器称作“马达控制装置”，有时用参照符号“100”表示。

图9所示的马达控制电路20具有位置指令值生成电路520、速度指令值生成电路545、比较器550a、550b以及速度指令值生成电路560。在图9中，为了简化而省略了各构成要素的“电路”这一术语的记载。

位置指令值生成电路520接收例如图8A、图8B以及图8C中例示的脉冲信号，生成位置指令值θ*。位置指令值生成电路520也可以将可变步长存储器40的内容存储为表格。例如，位置指令值生成电路520能够具有图10所示的结构。在图10所示的例中，位置指令值生成电路520具有发挥与可变步长存储器相同的功能的存储器作为表格。位置指令值生成电路520具有接收从图1的外部装置70输出的信号(外部信号)的多个端子。这些多个端子包含STMP端子、DIR端子以及ST-SIZE端子。

如前述，STMP端子以及DIR端子从图1的步进马达控制器72接收脉冲信号。ST-SIZE端子从外部装置70接收对步长进行指定的外部信号。对该步长进行指定的外部信号确定位置指令值生成电路520所具有的表格中的编号，并读出由该编号规定的值(表格值)。表格的编号例如是“0”、“1”、“2”以及“3”。表格的编号“0”、“1”、“2”以及“3”分别例如具有“0.45”、“0.90”、“1.80”以及“10.0”的值。这些多个表格值是步长(步距角)的候补值。

表示表格编号的信号能够从例如图1的外部装置70的上位控制器74输出。在图10所示的例中，表格编号“0”、“1”、“2”以及“3”分别被分配到四个ST-SIZE端子。作为对步长进行指定的信号，从外部装置70对四个ST-SIZE端子中的任意一个端子提供例如逻辑“高”电位，对其他三个端子提供例如逻辑“低”电位。在对被赋予逻辑“高”电压的一个ST-SIZE端子提供“0.45”的表格值的情况下，将0.45°用作步长。步长的确定例如能够在启动时进行。并且，还能够在工作中进行步长的变更。马达控制装置100也可以具有根据可变步长存储器40中存储的多个候补值而选择任意一个候补値的引脚(pin)或接口。

表格编号的指定也可以根据1位以上的数据进行。在该情况下，能够通过m个ST-SIZE端子根据2的m乘方个步长候补而对任意一个值进行指定。并且，也可以利用串行通信等通信方法进行表格编号的指定。关于这样的步长的指定，可以由图1的外部装置70中的上位控制器74进行，也可以由其他控制器进行。并且，也可以由马达模块1000的制造者或用户通过机械开关而选择步长。还能够从外部更新表格或可变步长存储器40中存储的值。

某一实施方式中的位置指令值生成电路520根据以下式生成位置指令值θ*。

θ*＝θset×N_STMP×Dir+Θ＾ (式1)

在此，Θ＾是位置估计值，θset是步长，N_STMP是在设定的期间内从外部装置70输入的脉冲信号的脉冲计数值，Dir是规定转子的旋转方向(位置变化方向)的符号。在位置变化方向是第一方向时，设为Dir＝1，在位置变化方向是与第一方向相反的第二方向时，设为Dir＝-1。

作为步长θset，对例如选择了0.45°值的例进行说明。在该例中，在输入到STMP端子的脉冲信号的时刻t0～t1的当前期间T毫秒期间，脉冲计数值N_STMP是50个，并且在当前期间提供至DIR端子的信号示出了Dir＝1。并且，从位置估计装置30获取的转子R的当前的位置估计值Θ＾是112.4°。在该情况下，根据上述式1，位置指令值θ*具有以下值。

0.45°×50×1+112.4°＝134.9°

在该例中，位置指令值生成电路520输出表示134.9°的位置指令值的数字信号。

再次参照图9。

从位置指令值生成电路520输出的位置指令值被提供到比较器550a。比较器550a对从位置估计装置30获取的位置估计值与从位置指令值生成电路520获取的位置指令值进行比较，输出位置估计值与位置指令值之间的偏差。速度指令值生成电路560根据比较器550a的值而生成速度指令值。从速度指令值生成电路560输出的速度指令值被提供到比较器550b。比较器550b对从速度估计值生成电路545获取的速度估计值与速度指令值进行比较，并输出偏差。

马达控制电路20利用这些比较结果而确定电压指令值，并从PWM信号生成电路570输出表示电压指令值的PWM信号。电压指令值的确定能够通过例如利用公知的矢量控制技术的运算而执行。

另外，在图9中省略了电流控制，但是也可以在进行速度控制之后进行电流控制。并且，并不限定于位置控制和速度控制的组合。在此，马达控制电路20也可以根据可变步长信息和脉冲信号而生成位置指令值和速度指令值。

接着，参照图11对通过位置指令值生成电路520生成位置指令值的动作流程的一例进行说明。

首先，在步骤S10中进行马达模块的启动。在步骤S12中，确认有无将步距角指定为步长的外部输入信号。在图10的例中，读出ST-SIZE端子上的信号作为外部输入信号。在检测到外部输入信号时，进入步骤S14。在步骤S14中，选择由外部输入信号确定的值θstep1作为步距角θset。该值是例如图10的表格中存储的多个候补值中的任意一个值。

在步骤S12中，在未检测到外部输入信号时，进入步骤S16。在步骤S16中，选择由其他信号线确定的值θstep2作为步距角θset。该信号线的电位例如通过马达模块1000所具有的开关的接通或断开而控制，确定表格中存储的多个候补值之一。

在步骤S18中，进行是否开始马达M的工作模式的判断。在未开始工作模式的情况下，待机。在开始工作模式时，进入步骤S20。在步骤S20中，从位置估计装置30获取转子的当前的位置估计值Θ＾。接着，在步骤S22中，对从外部装置70输入的脉冲信号中的脉冲的个数进行计数。设规定期间内的脉冲计数值为N_STMP。

在步骤S24中，利用前述式1确定位置指令值θ*。然后，在步骤S26中，利用该位置指令值θ*和位置估计值进行转子位置控制(马达驱动)。该马达驱动只要按照公知的控制技术执行即可。

在步骤S28中，判断是否需要切换步距角θset。在不需要切换步距角θset时，返回到步骤S22。在进行了步距角θset的切换时，在步骤S30中选择下一个值θstep3作为步距角θset。

例如，能够按照以下条件例判断在步骤S28中是否需要切换步距角θset。

将相当于1位以上的位数的条数的信号线连接到图10所示的位置指令值生成电路520，从外部对该信号线输入下一个值，更新步距角θset的内容。

在预先设定了转子的位置估计值Θ＾时，改变步距角θset的大小。

在经过了规定的时间时或到达规定的时刻时，改变步距角θset的大小。

另外，上述的流程只是一例，基于本公开的实施方式的步进动作控制系统中的步长的确定以及变更并不限定于上述的例。根据本公开，能够根据马达控制装置100中内置的程序或来自外部的指令，在启动时或工作中从可变步长存储器40中选择性地读出多个候补值中的任意一个。

以下，适当地参照附图对基于本公开的实施方式进行详细说明。但是，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略众所周知的事项的详细说明或对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下说明不必要地冗长，便于本领域技术人员理解。本发明人等为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下说明。并非通过这些来限定权利要求书所记载的主题。

[实施方式]

图12是示出本公开的实施方式所涉及的马达模块1000的结构例的概略图。

如图12所示，本实施方式中的马达模块1000具有马达M、检测装置150、放大电路200、位置估计装置30、马达控制装置(控制电路)20以及马达驱动电路(驱动电路)10。本实施方式中的马达M是无刷直流马达，具有绕中心轴线旋转的转子R。

从外部装置(控制器)70对马达模块1000输入对转子R的旋转位置进行指定的脉冲信号等外部信号。马达模块1000被安装在商品上而使用。商品例如可以是具有打印机、扫描仪、传真机等的功能的复合机、电动动力转向装置、天线仰角、风扇等电气设备。马达模块1000的马达M在复合机中使用的情况下，例如被安装在送纸功能部等机构部(机械部件)来使用。一个复合机也可以具有多个马达模块1000。

马达M具有转子R。马达M例如是永久磁铁马达。在马达M上安装有未图示的基板。在基板上安装有检测装置150、放大电路200、位置估计装置30、马达控制电路20以及马达驱动电路10。

另外，以马达M具有转子R的情况为一例进行说明，但是本实施方式的结构并不限于此。马达M也可以是线性马达。在马达M是线性马达的情况下，马达M代替转子R而具有直线运动的动子(mover或movable element)。在本申请中，“动子”这一术语不仅包含转子，还包含在线性马达中直线运动的元件。在线性马达的情况下，CW是指直线上的第一方向，CCW是指在同一直线上与第一方向相反的第二方向。

检测装置150具有传感器11～传感器13。传感器11～传感器13分别是将在马达M中产生的磁场转换为电信号而输出的非接触性磁传感器。传感器11～传感器13分别例如是霍尔元件。检测装置150将检测到的差动传感器信号输出到放大电路200。本实施方式中的马达模块1000的动作具有信号检测步骤。在信号检测步骤中，N个(N为3以上的整数)检测装置分别检测与转子的位置相应的磁场，并输出作为电信号的检测信号。各个检测信号的相位分别错开将360度除以N而得到的角度。在这样的传感器的个数为N个(N为3以上的整数)时，检测多个磁极所形成的磁场，并输出具有与各自检测到的磁场的强度相应的大小的检测信号。N个传感器被配置成N个检测信号的相位分别错开360度/N的角度。检测信号的相位分别错开360度/N的角度的状态包含相位分别错开360度×整数±360度/N的电角的状态。检测信号的相位例如分别错开120度(＝360度/3)的角度的状态包含三个检测信号的相位分别错开240度(＝360度-120度)的电角的状态。

放大电路200具有差动放大器21～差动放大器23。放大电路200根据从检测装置150输入的差动传感器信号而生成检测信号Hu0、检测信号Hv0以及检测信号Hw0。放大电路200将所生成的检测信号Hu0、检测信号Hv0以及检测信号Hw0输出到位置估计装置30。另外，检测信号Hu0、检测信号Hv0以及检测信号Hw0分别是模拟信号。

位置估计装置30根据从放大电路200输入的检测信号Hu0、检测信号Hv0以及检测信号Hw0而估计转子R的旋转位置。位置估计装置30根据所估计的旋转位置(机械角)而生成位置估计值Θ＾，并将所生成的位置估计值Θ＾提供给马达控制电路20。

从位置估计装置30对马达控制电路20输入位置估计值Θ＾，从外部装置70输入脉冲信号。如前述，马达控制电路20生成用于驱动马达M的电压指令，并将所生成的电压指令输出到马达驱动电路10。

马达驱动电路10根据从马达控制电路20输入的电压指令而生成驱动信号，并利用所生成的驱动信号而驱动马达M。马达驱动电路10的代表例之一是逆变电路。逆变电路能够具有：接收电压指令而输出脉冲宽度调制(PWM)信号的PWM电路；根据PWM信号输出栅极驱动信号的前级驱动器电路；以及接收栅极驱动信号而进行开关的逆变器输出电路。

马达控制电路20和马达驱动电路10的一部分(例如PWM电路)也可以通过一个集成电路封装而实现。这样的集成电路封装能够作为通用的马达控制用微机而得到。并且，驱动电路10的逆变器输出电路有时被称作电源模块。这样的逆变器输出电路能够将与电压指令相应的大小的电压施加到马达M的各线圈，从而驱动马达M。

如以上，马达模块1000从外部装置70接收脉冲信号，生成位置指令值θ*。然后，通过对位置指令值θ*与位置估计值Θ＾之间的偏差进行反馈而进行马达的控制。

在本实施方式中，表示位置估计值Θ＾的位置估计信号具有根据转子R的位置(角度)呈线性发生变化的大小。更具体地说，在转子R旋转一圈时，位置估计信号的大小并不离散，而是呈连续的直线状发生变化。以下，对这样的位置估计信号的生成例进行详细说明。

本实施方式中的马达模块1000依次对检测信号Hu0、Hv0以及Hw0相互交叉的交叉点进行检测。检测从检测到的交叉点到与该交叉点相邻的其他交叉点为止的检测信号Hu0、Hv0或Hw0的一部分(被分割的线段)作为分割信号(参照图16)。

相位分别错开120度的三个检测信号Hu0、Hv0以及Hw0中的从交叉点连接或联结至与该交叉点相邻的其他交叉点的部分是在检测信号Hu0、Hv0以及Hw0中具有中间电平的任意一个信号Hu0、Hv0或Hw0的一部分。如图16所示，从交叉点连接至与该交叉点相邻的其他交叉点的部分与基准值的电平交叉。换句话说，从交叉点连接至与该交叉点相邻的其他交叉点的部分具有大于基准值的部分和小于基准值的部分。如后述，还能够将从交叉点连接至与该交叉点相邻的其他交叉点的部分作为一个“分割信号”而进行处理，能够作为两个“分割信号”而进行处理。在后者的情况下，从交叉点连接至与该交叉点相邻的其他交叉点的部分由与基准值交叉的零交点划分为两个部分。从交叉点连接至与该交叉点相邻的其他交叉点的部分也可以划分为三个以上的“分割信号”。

马达模块1000根据转子的移动方向依次连接检测到的分割信号，并根据所连接的多个分割信号而估计转子的位置，生成位置估计信号(参照图17、图18)。另外，能够将位置估计值在电流控制系统、速度控制系统、位置控制系统以及组合这些而得到的控制系统中用作反馈值。

接着，对本实施方式中的马达M的概略结构进行说明。

图13是本实施方式所涉及的马达M的概略结构图。在图13所示的例中，马达M是永久磁铁马达。磁极p1～p12是永久磁铁马达的磁极(pole)。极数表示马达M中的磁极的数量，在图13所示的例中为12。并且，极对数是N极和S极的组数，在图13所示的例中为6。并且，槽sl1～sl9是卷绕有线圈的电枢(定子)。本实施方式中的永久磁铁马达的槽数是9。磁极p1～p12是转子R(参照图12)的一部分。图13中的马达M表示外转子型马达。

接着，对传感器11～传感器13的动作进行说明。

传感器11～传感器13分别检测由相邻的N极和S极这一组产生的磁场，输出一个周期的信号。这相当于电角1个周期。传感器11～传感器13分别将检测到的电角1个周期的电信号作为差动传感器信号而输出到放大电路200。该1个周期的差动传感器信号相当于电角1个周期。

在此，传感器11～传感器13分别检测相位分别错开电角120度的电信号，并输出到所对应的差动放大器21～差动放大器23。即，检测装置150中所含的传感器是三个，三个检测信号的相位分别错开120度。在某一具体例中，传感器11～传感器13检测相位分别错开机械角40度(电角240度)的电信号。

在本实施方式中，设传感器11检测到的电信号为U相。设传感器12检测到的电信号为V相。设传感器13检测到的电信号为W相。传感器11输出的差动传感器信号是差动传感器信号U0+和U0-，彼此处于反转关系。传感器12输出的差动传感器信号是差动传感器信号V0+和V0-，彼此处于反转关系。传感器13输出的差动传感器信号是检测信号W0+和W0-，彼此处于反转关系。

接着，参照图12对放大电路200输出的检测信号进行说明。

差动放大器21放大从传感器11输入的U相的检测信号U0-与检测信号U0+之间的电压差，并将经放大的检测信号Hu0输出到位置估计装置30。

差动放大器22放大从传感器12输入的V相的检测信号V0-与检测信号V0+之间的电压差，并将放大后的检测信号Hv0输出到位置估计装置30。

差动放大器23放大从传感器13输入的W相的检测信号W0-与检测信号W0+之间的电压差，并将经放大的检测信号Hw0输出到位置估计装置30。

接着，对放大电路200所输出的检测信号Hu0、Hv0、Hw0的一例进行说明。图14是对本实施方式所涉及的放大电路200输出的检测信号Hu0、Hv0、Hw0的一例进行说明的图。在图14中，横轴表示转子角[度]。纵轴表示信号的大小。

在图14所示的例中，转子角θ101～转子角θ113的区间E1表示电角1个周期。转子角θ113～转子角θ114的区间E2、转子角θ114～转子角θ115的区间E3、转子角θ115～转子角θ116的区间E4、转子角θ116～转子角θ117的区间E5以及转子角θ117～转子角θ118的区间E6分别表示电角1个周期。而且，区间E1～区间E6的区间K1表示机械角1个周期。即，电角1个周期的区间是将机械角1个周期的区间除以极对数而得到的区间。

并且，在图14所示的例中，检测信号Hu0的极大值是A3[V]。检测信号Hw0的极大值是比A3的电压值小的PeakHw[V]。检测信号Hv0的极大值是比PeakHw的电压值小的PeakHv[V]。这样，由于传感器11～13的安装误差或每个传感器的感度的不同，检测信号Hu0、Hv0、Hw0各自的振幅存在偏差。并且，信号Hu0、Hv0、Hw0各自的各信号的中心电压值不同。即，信号Hu0、Hv0、Hw0分别具有偏移成分。

接着，参照图12对位置估计装置30的详细结构进行说明。

位置估计装置30具有AD转换器31、位置运算部32以及存储装置33。AD转换器31将从放大电路200输入的模拟信号的检测信号转换为数字信号的检测信号，并将转换之后的数字信号的检测信号输出到位置运算部32。更具体地说，具有AD转换电路311、AD转换电路312以及AD转换电路313。AD转换电路311将模拟信号的检测信号Hu0转换为数字信号的检测信号Hu0’，并输出到位置运算部32。AD转换电路312将模拟信号的检测信号Hv0转换为数字信号的检测信号Hv0’，并输出到位置运算部32。AD转换电路313将模拟信号的检测信号Hw0转换为数字信号的检测信号Hw0’，并输出到位置运算部32。存储装置33对于在线处理中使用的信息进行存储。在线处理是指在转子R旋转时实时进行的处理。另外，在后面叙述存储装置33中存储的信息。

能够将如上述那样把检测信号转换为适于位置运算部32中的处理的信号的处理称作“预处理”。AD转换器31是进行预处理的电路的一例。在位置运算部32中，也可以设有进行其他预处理的电路。

在示出通过AD转换器31转换之后的数字信号的检测信号Hu0’·Hv0’·Hw0’的图15中，横轴表示转子角[度]。纵轴表示数字值的大小。位置运算部32具有交叉位置检测装置321、分割检测装置322以及线段连接部323。交叉位置检测装置321对检测信号彼此的交叉点、以及检测信号与基准值之间的零交点进行检测。即，在从交叉点到与交叉点相邻的其他交叉点之间，交叉位置检测装置321根据交叉点依次对检测信号的电位与基准电压交叉的零交点进行检测。基准值是指数字值为0的值。交叉位置检测装置321将表示检测到的交叉点的坐标的信息和表示零交点的坐标的信息输出到分割检测装置322。在此，表示交叉点的坐标以及零交点的坐标的信息是指用转子角和数字值的大小表示的信息。分割检测装置322检测交叉点与零交点之间的检测信号而作为分割信号。在进行检测时，使用从交叉位置检测装置321输入的表示交叉点的坐标的信息和表示零交点的坐标的信息。分割检测装置322将表示检测到的分割信号的信息输出到线段连接部323。线段连接部323利用从分割检测装置322输入的表示分割信号的信息而依次连接分割信号。在此，表示分割信号的信息是指作为检测信号的一部分的分割信号的开始位置至结束位置为止的用转子角和数字值的大小表示的信息。

如上所述，本实施方式中的马达模块1000的动作具有交叉位置检测步骤、分割检测步骤以及线段连接步骤。在交叉位置检测步骤中，交叉位置检测装置321依次检测通过信号检测步骤输出的每个检测信号彼此交叉的交叉点。在分割检测步骤中，分割检测装置322检测从交叉点连接至与该交叉点相邻的其他交叉点的检测信号的部分作为一个或多个分割信号。在线段连接步骤中，线段连接部323依次连接分割信号。然后，根据所连接的多个分割信号而估计转子的位置，生成位置估计信号。

接着，在对位置估计装置30进行的处理的流程的概要进行说明之后，对位置估计装置30进行的处理的流程进行详细说明。位置估计装置30通过在线处理而进行以下处理。

(步骤S101)交叉位置检测装置321获取从AD转换器31输入的检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’。(步骤S102)交叉位置检测装置321利用在步骤S101中获取的检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’各自所示的值，依次检测交叉点和零交点。接着，交叉位置检测装置321将表示检测到的交叉点的坐标以及零交点的坐标的信息和所输入的检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’依次输出到分割检测装置322。(步骤S103)分割检测装置322检测从交叉点到与该交叉点相邻的零交点为止的检测信号的一部分、即检测信号中的从交叉点到与该交叉点相邻的零交点为止的检测信号的部分作为第一分割信号。或者，分割检测装置322检测从零交点到与该零交点相邻的交叉点为止的检测信号的一部分、即检测信号中的从零交点到与该零交点相邻的交叉点为止的部分作为第二分割信号。(步骤S104)线段连接部323在转子R为CW旋转的情况下，在机械角1个周期内在正向上依次连接从分割检测装置322输入的分割信号。(步骤S105)位置估计装置30根据通过线段连接部323连接的分割信号而进行机械位置的估计，从而确定位置估计值Θ＾。

位置估计装置30按照每个控制周期重复步骤S101～步骤S105的处理。控制周期例如是电流(扭矩)、速度或位置控制的各控制周期中的任意一个周期。

接着，对位置估计装置30进行的处理的流程进行详细说明。

在转子R旋转时，交叉位置检测装置321获取分别从AD转换电路311～AD转换电路313输入的检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’。参照图15对AD转换器31输出的检测信号Hu0’、检测信号Hv0’以及检测信号Hw0’进行说明。

图15是对本实施方式所涉及的AD转换器31输出的检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的一例进行说明的图。在图15中，横轴表示转子角[度]。纵轴表示数字值。图15所示的各波形Hu0’、Hv0’、Hw0’是表示通过AD转换电路311～AD转换电路313转换为数字信号之后的检测信号的波形图。例如，在AD转换器31的位数为12位的情况下，数字信号值的范围是+2047～-2048。并且，在图5中，转子角θ101～转子角θ113的区间E1是电角1个周期。

接着，对交叉位置检测装置321在步骤S102中进行的交叉点和零交点的检测处理进行详细说明。

交叉位置检测装置321获取AD转换器31输出的检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’。交叉位置检测装置321通过根据采样到的两个点之间的坐标进行计算而依次检测所获取的检测信号彼此的交叉点。并且，交叉位置检测装置321依次检测所获取的检测信号与基准值之间的零交点。横轴为转子角，纵轴为数字值，由此能够表示该交叉点的坐标以及零交点的坐标。交叉位置检测装置321检测交叉点的坐标，并将表示检测到的交叉点的坐标的信息输出到分割检测装置322。并且，交叉位置检测装置321检测零交点的坐标，并将表示检测到的零交点的坐标的信息输出到分割检测装置322。并且，交叉位置检测装置321将所获取的检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’输出到分割检测装置322。

接着，对分割检测装置322在步骤S103中进行的分割信号的检测处理进行详细说明。

分割检测装置322依次获取从交叉位置检测装置321输入的表示交叉点的坐标的信息、表示零交点的坐标的信息以及检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’。分割检测装置322检测所获取的检测信号中的从交叉点到与该交叉点相邻的零交点为止的检测信号作为第一分割信号。分割检测装置322检测所获取的检测信号中的从零交点到与该零交点相邻的交叉点为止的检测信号作为第二分割信号。分割检测装置322依次将检测到的分割信号输出到线段连接部323。在此，分割检测装置322检测表示第一分割信号的信息。表示第一分割信号的信息是指从交叉点到与该交叉点相邻的零交点为止的数字值的偏差以及转子角的偏差的信息。

接着，依次对交叉点、零交点以及分割信号的具体例进行说明。

首先，参照图16对交叉位置检测装置321所检测的交叉点和零交点的具体例进行说明。

图16是对本实施方式所涉及的三个检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的大小关系、交叉点、零交点、分割信号进行说明的图。在图16中，横轴表示转子角[度]。纵轴表示数字值。并且，图16是放大了图15的转子角θ101～转子角θ113的区间E1的图。

在图16中，点cp1～点cp7分别表示交叉点。在此，交叉点是指两个检测信号交叉的点。例如，转子角θ101中的交叉点cp1是检测信号Hu0’与检测信号Hv0’交叉的点。

并且，点zc1～点zc6分别表示零交点。在此，零交点是指检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’中的任一个与数字值的基准值交叉的点。例如，转子角θ102中的零交点zc1是检测信号Hu0’与基准值交叉的点。

接着，参照图16对分割检测装置322所检测的分割信号的具体例进行说明。以下，段是指一个个分割信号。段的区间相当于每个分割信号的起点到终点。段在电角1个周期内为12个区间。当马达M的极对数为6时，电角6个周期相当于机械角1个周期。因而，段在机械角1个周期内为72个区间。也可以将电角1个周期内的1～12个分割信号的编号称作节(section)。分割信号是指在图16中从交叉点cp(n)到与该交叉点cp(n)相邻的零交点zc(m)为止的检测信号。或者，是从零交点zc(m)到与该零交点zc(m)相邻的交叉点cp(n+1)为止的检测信号。另外，n是1～7的整数。并且，m是1～6的整数。具体地说，例如从交叉点cp1到零交点zc1为止的检测信号Hu0’的一部分是分割信号sg101。并且，从零交点zc1到交叉点cp2为止的检测信号Hu0’的一部分是分割信号sg102。在图16中，θ101～θ102的区间即分割信号sg101的区间相当于段的编号1的区间。并且，分割信号sg102～sg112各自的区间相当于段的编号2～12的区间。

另外，在图16所示的例中，检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’是正弦波，因此分割信号sg101～sg112是正弦波中的比其他部分更接近直线的范围的信号。

在此，参照图16对三个检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的大小关系进行说明。

例如，在作为段1与段2的区间的转子角θ101～θ103的区间，检测信号Hw0’的数字值在三个检测信号中最大。数字值的大小仅次于检测信号Hw0’的是检测信号Hu0’。数字值最小的是检测信号Hv0’。并且，检测信号Hu0’的数字值在作为段1的区间的转子角θ101～θ102的区间内比基准值小。检测信号Hu0’的数字值在作为段2的区间的转子角θ102～θ103的区间内比基准值大。

关于段3～段12，也按照每个段而在存储装置33中存储有三个检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的大小关系的组合。

这样，关于电角1个周期，按照每个段而在存储装置33中存储有三个检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的大小关系的组合以及与基准值之间的大小关系。

接着，详细说明线段连接部323在图4的步骤S104中进行的分割信号的连接处理。

线段连接部323依次连接分割检测装置322的分割信号。在此，线段连接部323按照交叉点或零交点与检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’之间的大小关系以及与基准值之间的大小关系，针对数字值的正负,在一定方向上连接分割信号。

具体地说，线段连接部323按照每个段提取如下的检测信号(也称作中间信号)，该检测信号的顺位在检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的数字值的大小关系中处于正中间(在图16的例中，从大的一方开始(小的一方开始)数第二个)。线段连接部323对所提取的各个中间信号的数字值与紧跟前的交叉点或零交点处的检测信号的数字值(也称作交叉点信号值)之间的大小关系进行比较。在此，紧跟前的交叉点或零交点是指相对于中间信号而在转子角方向上成为紧跟前的点。例如，在图16的例中，与分割信号sg101对应的是交叉点cp1，与分割信号sg102对应的是零交点zc1。

考虑分割信号sg102。在判断为中间信号sg102的数字值是紧跟前的交叉点信号值zc1以上的情况下，线段连接部323将从中间信号sg102的数字值减去紧跟前的交叉点信号值zc1而得到的值与紧跟前的交叉点信号值zc1相加。另一方面，在判断为中间信号sg102的数字值比紧跟前的交叉点信号值zc1小的情况下，线段连接部323对从紧跟前的交叉点信号值zc1减去中间信号sg102的数字值而得到的值进行相加。线段连接部323从转子角较小的一方起依次重复该加法运算。由此，线段连接部323能够向数字值的正向连接分割信号(参照图17)。

另外，线段连接部323也可以对中间信号的数字值与紧跟前的交叉点信号值之间的差分即绝对值进行相加。

另外，由于马达M是6个极对，因此分割信号sg112’的终点相当于机械角的60[degM]。分割信号sg124’的终点相当于机械角的120[degM]。分割信号sg136’的终点相当于机械角的180[degM]。分割信号sg148’的终点相当于机械角的240[degM]。分割信号sg160’的终点相当于机械角的300[degM]。分割信号sg172’的终点相当于机械角的360[degM]。

对通过线段连接部323连接电角1个周期的分割信号的具体例进行说明。

图17是对本实施方式所涉及的电角1个周期的分割信号的连接进行说明的图。在图17中示出连接了图16的区间E1的分割信号sg101’～sg112’的图。在图17中，横轴表示转子角[degE]。纵轴表示数字值。在图17的例中，转子R为CW旋转。在图16中，分割信号sg101’～sg112’是通过线段连接部323连接图16的分割信号sg101～sg112的信号。点p101～p113是置换图16的交叉点cp1～cp7以及零交点zc1～zc6的点。曲线g132是连接了分割信号sg101’～sg112’的曲线。

以下，正向是指数字值随着转子角的增大而增大的方向。线段连接部323例如将交叉点cp1置换为点p101。线段连接部323在正向上连接分割信号sg101’。具体地说，线段连接部323将图16的分割信号sg101置换为以点p101为起点、以点p102为终点的分割信号sg101’。并且，线段连接部323将零交点zc1置换为点p102。

并且，线段连接部323在正向上连接分割信号sg102’。具体地说，图16的分割信号sg101被置换为以点p102为起点、以点p103为终点的分割信号sg102’。并且，线段连接部323将交叉点cp2置换为点p103。

如图16的曲线g132所示，线段连接部323在正向上依次连接图16所示的分割信号sg101’～sg112’。其结果是，转子角θ101处的交叉点cp1被置换为数字值0。并且，线段连接部323将转子角θ113处的交叉点cp7置换为数字值1200。另外，在图16中，数字值的12000相当于电角1个周期的360[degE]。

参照图18对通过线段连接部323进行的动作的分割信号的机械角1个周期的连接的具体例进行说明。

在第一周期E1中，线段连接部323在电角1个周期内在正向上依次连接图16的分割信号sg101～分割信号sg112。其结果是，如图17的分割信号sg101’～分割信号sg112’所示，图16的分割信号sg101～分割信号sg112相连接。

接着，在第二周期E2中，线段连接部323将第二周期E2的分割信号sg113’的起点与分割信号sg112’的终点连接。接着，线段连接部323在正向上连接电角1个周期的分割信号sg113～分割信号sg124。其结果是，如图18的分割信号sg113’～分割信号sg124’所示，分割信号sg113～分割信号sg124相连接。

以下，线段连接部323将第三周期E3的分割信号sg125’的起点与第二周期E2的分割信号sg124’的终点连接。接着，线段连接部323将第四周期E4的分割信号sg137’的起点与第三周期E3的分割信号sg136’的终点连接。接着，线段连接部323将第五周期E5的分割信号sg149’的起点与第四周期E4的分割信号sg148’的终点连接。接着，线段连接部323将第六周期E6的分割信号sg161’的起点与第五周期E5的分割信号sg160’的终点连接。

图18是示出本实施方式所涉及的机械角1个周期的分割信号的连接结果的一例的图。如图18所示，电角1个周期分别包含12个分割信号。第一周期E1包含分割信号sg101’～分割信号sg112’。第二周期E2包含分割信号sg113’～分割信号sg124’。第三周期E3包含分割信号sg125’～分割信号sg136’。第四周期E4包含分割信号sg137’～分割信号sg148’。第五周期E5包含分割信号sg149’～分割信号sg160’。第六周期E6包含分割信号sg161’～分割信号sg172’。

因此，在机械角1个周期的周期K1中包含72个分割信号sg101’～分割信号sg172’。

接着，对位置估计装置30在步骤S105中进行的机械角度的生成处理进行说明。在此，考虑sg102’中的任意点的机械角度。sg102’的机械角度位置位于图18中的E1的区间，E1的区间的放大图是图17。线段连接部323将从中间信号的数字值减去紧跟前的交叉点信号值zc1而得到的值与紧跟前交叉点信号值zc1相加。并且，如上所述，线段连接部323将交叉点信号值zc1置换为点p102。然后，线段连接部323对于点p102加上从中间信号的数字值减去紧跟前的交叉点信号值zc1而得到的值。位置估计装置30根据通过线段连接部323连接的分割信号的线段的长度估计转子的机械角度位置。

对存储装置33中存储的信息的具体例进行说明。

存储装置33存储极对数、节、段之间的关系。并且，存储装置33按照每个节存储有三个检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的大小关系。三个检测信号Hu0’、Hv0’、Hw0’的大小关系以及与基准值之间的大小关系用于对节的编号进行判定。

在本实施方式的位置估计方法中，以零交点为界将检测信号划分为两个段。由此，机械角的1个周期具有72个分割信号。在本实施方式的位置估计方法中，一个分割信号的长度变短。其结果是，结合之后的分割信号更接近与理想的角度成比例的直线信号。而且，在本实施方式的位置估计方法中，能够根据接近直线的形状的分割信号而获得作为转子R的角度信息的位置。由于位置估计装置30利用这样连接的线段而估计转子R的位置，因此在本实施方式中不需要精度高的光学式编码器就能够进行高精度的位置检测。

马达模块1000能够利用这样获得的位置估计值Θ＾进行位置控制。在本实施方式的位置估计方法中，检测转子R的位置的检测装置不需要使用容易受到环境影响的编码器。其结果是，能够使马达小型化，位置控制的精度不易受到粉尘等环境的影响。并且，位置估计信号不是离散的脉冲信号。由于位置估计信号的大小呈直线状发生变化，因此能够以任意大小的分辨率进行转子(动子)的定位。

另外，位置估计值的生成并不限定于上述的方法。重点在于，位置估计信号不是离散的脉冲信号，而是具有根据转子R的位置而呈线性发生变化的大小。

[变形例]

在本实施方式中，对检测交叉点和零交点并检测交叉点与零交点之间的检测信号而作为分割信号的例进行了说明。但是，本公开的实施方式并不限于此。例如，分割检测装置322也可以提取从交叉点到与该交叉点相邻的交叉点为止的检测信号作为分割信号。然后，分割检测装置322也可以以从交叉点到与该交叉点相邻的交叉点之间的零交点为界，将所提取的分割信号分割为两个分割信号。

关于本实施方式说明了位置运算部32对转换为数字信号的检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’进行各处理的例，但是本公开的实施方式并不限于此。例如，位置运算部32也可以对模拟信号的检测信号Hu0、Hv0以及Hw0进行各处理。

马达M的驱动方式例如也可以是矢量控制方法和其他驱动方法。其他驱动方法例如可以是利用120度矩形波、正弦波的驱动方法。

马达M的极数并不限定于12极，例如也可以是2极、4极、8极等。例如，在8极马达的情况下，机械角1个周期具有四个电角1个周期的分割信号。此时，在检测装置输出三相的检测信号的情况下，一个电角1个周期具有12个分割信号。因此，机械角1个周期包含48(＝12×4)个分割信号。在8极马达且转子R为CW旋转的情况下，线段连接部323也可以在正向上依次结合48个分割信号。在此，CW是指从输出轴侧观察时顺时针方向的旋转。并且，正向是指数字值随着转子角的增大而增大的方向。

在转子R为CCW旋转的情况下，在步骤S104中，线段连接部323也可以在反向上连接机械角1个周期的分割信号。在此，CCW是指从输出轴侧观察时逆时针方向的旋转。并且，反向是指数字值随着转子角的增大而减小的方向。线段连接部323也可以在根据转子角的增大而从360[degM]向0[degM]减小的方向上依次连接所连接的机械角1个周期的分割信号。在该情况下，位置估计装置30能够判别转子R是CW旋转还是CCW旋转。由于在存储装置33中存储的三个检测信号Hu0’、Hv0’以及Hw0’的大小关系发生变化，因此能够进行判别。根据本实施方式，无论转子R是CW旋转，还是CCW旋转，都能够高精度地估计转子R的位置。

参照图16对旋转方向与检测信号之间的关系进行说明。

在当前位置位于转子角θ105与θ107之间的情况下，位置估计装置30例如将当前的位置处的纵轴的数字值和作为之前的一个交叉点的转子角θ105的纵轴的数字值存储在存储装置33中。

在转子R是CW旋转的情况下，转子R的位置在转子角θ107与θ109之间移动。位置估计装置30检测中间信号从检测信号Hv0’向检测信号Hu0’的切换以及切换后的中间信号相对于基准值的正负，判别转子R是CW旋转。接着，位置估计装置30在正向上将转子角θ107与θ109之间的分割信号sg107和sg108与分割信号sg106连接。

另一方面，在转子R是CCW旋转的情况下，转子R的位置在转子角θ103与θ105之间移动。位置估计装置30检测中间信号从检测信号Hv0’向检测信号Hw0’的切换以及切换后的中间信号相对于基准值的正负，判别转子R是CCW旋转。接着，位置估计装置30在反向上将转子角θ103与θ105之间的分割信号sg103和sg104与分割信号sg105连接。

检测装置150的传感器并不限于霍尔元件。检测装置150中所使用的传感器的检测信号也可以是正弦波或正弦波中包含高次谐波的输出信号。例如，检测装置150的传感器也可以是利用磁阻效果的传感器。

分割检测装置322也可以通过生成从交叉点到与该交叉点相邻的零交点为止的线段或从零交点到与该零交点相邻的交叉点为止的线段，从而提取分割信号。线段例如可以是直线，也可以是正弦波的一部分。

马达M并不限定于外转子型，也可以是槽为转子R的一部分的有刷马达。而且，如前述，马达M也可以是线性马达。

检测装置150所具有的传感器的数量并不限于三个。各传感器的输出只要分别错开除以传感器的总数而得到的相位即可。

并且，在本实施方式中，对交叉位置检测装置321检测交叉点和零交点的例进行了说明，但是并不限于此。交叉位置检测装置321也可以只检测交叉点。在该情况下，分割检测装置322也可以依次检测从交叉点到与该交叉点相邻的交叉点为止的检测信号的一部分作为分割信号。在该情况下，电角1个周期的分割信号的个数是六个。并且，在马达M的极对数是6的情况下，机械角1个周期的分割信号的个数是36个。

在如现有技术那样使用光学式编码器进行转子R的旋转位置的检测的情况下，检测精度取决于编码器的分辨率。在此，光学式编码器例如具有光斩波器(photointerrupter)和编码器盘。编码器盘具有在圆周上等间隔形成的缝隙。例如，分辨率为400脉冲的编码器的检测精度是约±0.9度。

在本申请中，所谓“检测”交叉位置、零交点以及分割信号，只要位置估计装置能够在通过计算而求出交叉位置、零交点以及分割信号之后，检测交叉位置以及零交点即可。

也可以将用于实现包含位置估计装置的马达控制装置的功能的程序记录在未图示的计算机可读取的记录介质中，并将该记录介质中记录的程序读入到计算机系统而执行该程序，从而进行各处理的步骤。另外，在此所说的“计算机系统”包含OS和周边设备等硬件。并且，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、搭载有闪存的存储卡、CD-ROM等可移动介质、计算机系统中内置的硬盘等存储装置。而且，“计算机可读取的记录介质”还包含例如经由互联网等网络或电话线路等通信线路发送了程序的情况下的作为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器(RAM)那样在一定时间内保存程序的记录介质。

也可以从在存储装置等中存储了该程序的计算机系统中，经由传输介质或者通过传输介质中的传输波将上述程序传输到其他计算机系统。在此，对程序进行传输的“传输介质”是指互联网等网络(通信网)或电话线路等通信线路(通信线)那样具有对信息进行传输的功能的介质。并且，上述程序也可以是用于实现前述功能的一部分的程序。而且，也可以是能够利用与计算机系统中已经记录的程序的组合而实现前述功能的所谓差分文件(差分程序)。

本公开中的马达控制装置100能够利用信号处理电路和存储有对该信号处理电路的动作进行控制的计算机程序的记录介质而实现。以下，对这样的实施方式进行说明。

图19是示出本实施方式所涉及的马达模块1000的其他结构例的概略图。如图19所示，本实施方式的马达模块1000也可以具有马达M、检测装置150、放大电路200、马达控制装置100、栅极驱动器450以及逆变器460。马达模块1000从外部装置(控制器)70接收脉冲信号等外部信号，并根据该外部信号而控制马达M的动作。在图19所示的例中，通过信号处理电路400实现前述的马达控制电路20以及位置估计装置30的全部或一部分。

检测装置150具有N个(N为3以上的整数)传感器，该N个传感器检测转子R具有的多个磁极所形成的磁场，并输出具有与各个传感器检测到的磁场的强度相应的大小的检测信号。N个传感器被配置成N个检测信号的相位分别错开360度/N的角度。在图示的例中，N是3，检测装置150具有传感器11、12、13。本实施方式中的马达M、检测装置150以及放大电路200的结构以及动作与已说明的相同，因此在此不重复详细说明。

图示的马达控制装置100具有：根据N个检测信号而生成N个校正检测信号的预处理电路350；以及进行各种信号处的信号处理电路400。本实施方式中的信号处理电路400例如可以是中央运算处理装置(CPU)、数字信号处理处理器等集成电路(IC)芯片。马达控制装置100具有存储了对信号处理电路400的动作进行控制的计算机程序的记录介质。该记录介质例如是闪存ROM等非易失性存储器420，与信号处理电路400连接。从预处理电路350输出的N个校正检测信号作为变量而随时存储在RAM410中。

预处理电路350具有前述的AD转换器31，也可以根据需要而具有对AD转换器31的输出进行校处理的电路。通过预处理电路350，检测信号能够被转换为数字信号，接收各种校正处理。在此，将接受了这样的预处理的检测信号称作“校正检测信号”。

由于信号处理电路400作为位置估计装置发挥功能，因此按照计算机程序的指令执行以下步骤。

首先，信号处理电路400从RAM410读出校正检测信号。接着，依次检测N个校正检测信号中的任意两个信号相互交叉的交叉点。

信号处理电路400将从交叉点联结至与交叉点相邻的其他交叉点的校正检测信号分割为一个或多个段，并检测各段作为分割信号。

信号处理电路400从存储装置中读出将与各段对应的转子的移动量和所有段对应起来的测量数据。该存储装置可以是存储有上述的计算机程序的记录介质，也可以是存储卡等其他存储装置。在本实施方式中，在非易失性存储器420中保存有测量数据，并从非易失性存储器420读出测量数据。该测量数据通过出货前的离线处理而获取，并保存于存储介质中。在出货之后，能够更新测量数据。

信号处理电路400参照该测量数据并根据N个校正检测信号的关系以及分割信号而确定与转子R的当前位置对应的段。

在满足下面的条件的方式中，θ[n]＝θoffset[i]+k[i]×X[n]的关系成立。i是1以上的整数。N是规定当前时刻的整数。设i为所确定的段的编号。θoffset[i]是所确定的段的起点处的转子R的位置。X[n]是段的起点处的分割信号的值与该分割信号的当前值之间的差分。k[i]是比例系数。根据该关系来确定转子R的位置估计值。

表示转子R的位置估计值的信号具有与转子R从基准位置起的移动量成比例地直线增大的值。在优选的方式中，表示转子R的位置估计值的信号具有与θ成比例的数字值或模拟值。

这样，信号处理电路400根据所确定的段并利用分割信号的电平来确定转子的位置估计值，生成表示位置估计值的信号。

作为信号处理电路400执行的动作，以下动作并非本实施方式必不可少的动作：从存储装置中读出将与各段对应的转子的移动量和所有段对应起来的测量数据。并且，以下动作并非本实施方式必不可少的动作：参照测量数据，根据N个校正检测信号的关系以及分割信号而确定与转子的当前位置对应的段。代替执行这些动作，信号处理电路400也可以依次连接分割信号，并根据所连接的多个分割信号并利用分割信号的电平而确定转子的位置估计值，并输出表示位置估计值的信号。

而且，信号处理电路400在作为位置指令值生成电路发挥功能的情况下，按照计算机程序的指令来执行。首先，信号处理电路400从存储器中获取规定针对从外部装置输入的脉冲信号的1个脉冲的转子的位置变化量的可变步长信息。接着，在从外部装置接收脉冲信号时，根据通过上述的方法获得的转子的位置估计值和可变步长信息而生成位置指令值。

信号处理电路400利用这样生成的位置指令值而执行矢量控制等公知的马达控制所需的运算，并从PWM电路430对栅极驱动器450提供PWM信号。栅极驱动器450根据PWM信号而对逆变器460内的开关晶体管进行开闭，将所需的电压和电流供给至马达M。

另外，位置估计信号也可以以数字值的状态输入到外部装置70的未图示的反馈(F/B)端子。位置估计信号也可以作为串行数据输出到外部，或者在通过DA转换电路(DAC)440转换为模拟值之后输出。例如，在进行维护时，通过示波器观测被转换为模拟值的信号，从而能够对位置指令值与位置估计值进行比较。

信号处理电路400执行的各种处理无需通过一个IC芯片来执行。也可以由多个运算处理单元或数字信号处理器(DSP)分担各功能块所执行的不同的处理。并且，还能够利用FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)这样的可编程逻辑器件来实现本实施方式的信号处理电路400。

在离线的情况下获取或更新测量数据时，信号处理电路400按照计算机程序的指令，使转子R以恒速移动(旋转)。然后，测量每个段的转子R的移动(旋转)时间，制作将与各段对应的转子R的移动量(机械角度)和所有段对应起来的数据。信号处理电路400将该数据作为测量数据而存储在非易失性存储器420中。

产业上的可利用性

本公开的马达模块能够代替打印机、扫描仪、复印机以及复合机等装置中广泛使用的步进马达。

符号说明

10…马达驱动电路、11、12、13…传感器、20…马达控制电路、21、22、23…差动放大器、30…位置估计装置、31…AD转换器、311、312、313…AD转换电路、321…交叉位置检测装置、322…分割检测装置、323…线段连接部、33…存储装置、40…可变步长存储器、50…马达控制装置、60…马达驱动电路、70…外部装置、72…步进马达控制器、74…上位控制器、100…马达控制装置、150…检测装置、200…放大电路、M…马达、500…信号处理电路、520、520A、520B…位置指令值生成电路、540…运算器、545…速度估计值生成电路、550a…比较器、550b…比较器、560…速度指令值生成电路、570…PWM信号生成电路、1000…马达模块。

Claims (16)

1.一种马达模块，其具有：

马达，其具有动子和定子；

马达驱动电路，其驱动所述马达；

位置估计装置，其输出表示所述动子的位置估计值的模拟或数字的位置估计信号；

马达控制电路，其与所述马达驱动电路连接，响应于脉冲信号而对所述马达驱动电路提供电压指令值；以及

存储器，其存储有规定针对所述脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量的可变步长信息，

在接收了所述脉冲信号时，所述马达控制电路根据从所述位置估计装置获取的所述动子的位置估计值和从所述存储器读出的所述可变步长信息，确定所述电压指令值，

所述马达驱动电路根据所述电压指令值，改变所述动子的位置。

2.根据权利要求1所述的马达模块，其中，

所述马达控制电路根据所述可变步长信息和所述脉冲信号而生成位置指令值，并根据所述位置指令值和所述位置估计值而确定所述电压指令值。

3.根据权利要求1所述的马达模块，其中，

所述马达控制电路根据所述可变步长信息和所述脉冲信号而生成位置指令值和速度指令值，并且根据所述位置估计值而生成速度估计值，根据所述位置指令值、所述位置估计值、所述速度指令值以及所述速度估计值而确定所述电压指令值。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的马达模块，其中，

所述马达是无刷直流马达。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的马达模块，其中，

所述位置估计装置输出的所述位置估计信号具有根据所述动子的位置而呈线性变化的大小。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的马达模块，其中，

在所述存储器中存储有能够作为所述可变步长信息读出的至少一个值，

所述马达控制电路在启动时或工作中从所述存储器中读出所述至少一个值。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的马达模块，其中，

在所述存储器中存储有能够作为所述可变步长信息读出的多个候补值，

所述多个候补值是针对所述脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量各不相同的值，

所述马达控制电路根据内置的程序或来自外部的指令而在启动时或工作中从所述存储器中选择性地读出所述多个候补值中的任一个。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的马达模块，其中，

在所述存储器中存储有能够作为所述可变步长信息读出的多个候补值，

所述多个候补值是针对所述脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量各不相同的值，

所述马达控制电路具有从所述多个候补值选择任意一个候补值的引脚或开关。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的马达模块，其中，

所述马达控制电路根据内置的程序或来自外部的指令而在启动时或工作中改变针对所述脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的马达模块，其中，

所述马达模块还具有对所述存储器所存储的所述可变步长信息进行更新的接口。

11.根据权利要求2所述的马达模块，其中，

设所述位置指令值为θ*，

设所述动子的位置估计值为θ，

设针对所述脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量为θset，

设在所设定的期间内从所述外部装置输入的所述脉冲信号的脉冲计数值为N_STMP，

设所指定的所述动子的位置变化方向为Dir、所述位置变化方向为第一方向时Dir＝1、所述位置变化方向为与第一方向相反的第二方向时Dir＝-1，此时，

所述马达控制电路输出由以下等式表示的位置指令值，

θ*＝θset×N_STMP×Dir+θ。

12.一种装置，其具有：

权利要求1至11中任意一项所述的马达模块；

机械部件，其与所述马达模块所具有的马达连接；以及

控制器，其将所述脉冲信号输入到所述马达控制电路。

13.一种马达步进动作控制系统，其中，具有：

马达驱动电路，其驱动具有动子以及定子的马达；

位置估计装置，其输出表示所述动子的位置估计值的模拟或数字的位置估计信号；

马达控制电路，其与所述马达驱动电路连接，并响应于脉冲信号而对所述马达驱动电路提供电压指令值；以及

存储器，其存储有规定针对所述脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量的可变步长信息，

当接收了所述脉冲信号时，所述马达控制电路根据从所述位置估计装置获取的所述动子的位置估计值和从所述存储器读出的所述可变步长信息而确定所述电压指令值，

所述马达驱动电路根据所述电压指令值而改变所述动子的位置。

14.一种马达控制装置，其与马达驱动电路和位置估计装置连接而使用，所述马达驱动电路驱动具有动子和定子的马达，所述位置估计装置输出表示所述动子的位置估计值的模拟或数字的位置估计信号，其中，

所述马达控制装置具有：

控制电路，其根据位置指令值和所述位置估计值而生成电压指令值，并将所述电压指令值提供给所述马达驱动电路；

存储器，其存储有规定针对从外部装置输入的脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量的可变步长信息；以及

位置指令值生成电路，其根据所述脉冲信号和所述可变步长信息而生成所述位置指令值。

15.一种马达的步进动作控制方法，所述马达具有动子和定子，其中，该方法包括：

通过马达控制装置生成表示所述动子的位置估计值的模拟或数字的位置估计信号；

通过所述马达控制装置从存储器中获取可变步长信息，所述可变步长信息规定针对从外部装置输入的脉冲信号的1个脉冲的所述动子的位置变化量；

通过所述马达控制电路从所述外部装置接收脉冲信号，并根据所述动子的位置估计值和所述可变步长信息而生成所述电压指令值；以及

所述马达驱动电路根据所述电压指令值而以可变步进来改变所述动子的位置。

16.根据权利要求15所述的步进动作控制方法，其中，

该方法包括：在所述马达的启动时或工作中，使所述马达控制装置变更所述可变步长信息。