JP2017093071A - Motor control device and optical device - Google Patents

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川西 利明
Toshiaki Kawanishi
川西  利明
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device capable of controlling an advance value so as to generate a maximum torque and an optical device.SOLUTION: The motor control device includes: a motor provided with a rotor on which magnetic poles are formed at every predetermined angle; first detecting means for detecting a rotational position of the rotor, second detecting means having the resolution of detection higher than that of the first detecting means for detecting the rotational position of an output axis of the motor; and control means for controlling motor driving by using an advance value on the basis of an output signal of the second detecting means at the timing when an output signal of the first detecting means is output.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ制御装置および光学機器に関する。   The present invention relates to a motor control device and an optical apparatus.

特許文献1では、マグネットロータ(以下、ロータという)の位置を検出する検出素子を備え、検出結果に応じて駆動コイルに通電する通電条件を決定し、モータを駆動するモータ駆動装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a motor drive device that includes a detection element that detects the position of a magnet rotor (hereinafter referred to as a rotor), determines energization conditions for energizing a drive coil according to the detection result, and drives the motor. Yes.

特開2013−99055号公報JP 2013-99055 A

電気角90°の進角値(駆動コイルに通電するタイミングと磁極片が励磁されるタイミングの位相差、すなわち進み位相角)でモータを駆動することで、最大トルクを発生することが知られている。しかしながら、特許文献1に開示されている3相のブラシレスモータでは、ロータの位置検出分解能は電気角で60°であるため、進角値は60°〜120°の間で変動してしまい進角値90°に対して誤差が生じる。また、特許文献1のモータ駆動装置では、モータの駆動中に進角値の制御を行っていない。   It is known that maximum torque is generated by driving the motor with an advance value of 90 ° in electrical angle (the phase difference between the timing when the drive coil is energized and the timing when the pole piece is excited, ie, the advance phase angle). Yes. However, in the three-phase brushless motor disclosed in Patent Document 1, since the rotor position detection resolution is 60 ° in electrical angle, the advance value fluctuates between 60 ° and 120 °, and the advance angle. An error occurs for a value of 90 °. Further, in the motor drive device of Patent Document 1, the advance value is not controlled while the motor is being driven.

このような課題に鑑みて、本発明は、最大トルクを発生するように進角値を制御可能なモータ制御装置および光学機器を提供することを目的とする。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a motor control device and an optical apparatus that can control an advance value so as to generate a maximum torque.

本発明の一側面としてのモータ制御装置は、所定の角度ごとに磁極が形成されるロータを備えるモータと、前記ロータの回転位置を検出する第1の検出手段と、前記第1の検出手段の検出分解能より高い検出分解能を有し、前記モータの出力軸の回転位置を検出する第2の検出手段と、前記第1の検出手段の出力信号が出力するタイミングにおける前記第2の検出手段の出力信号に基づく進角値を用いて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。   A motor control device according to one aspect of the present invention includes a motor including a rotor in which magnetic poles are formed at predetermined angles, a first detection unit that detects a rotational position of the rotor, and a first detection unit. A second detection means having a detection resolution higher than the detection resolution and detecting the rotational position of the output shaft of the motor; and an output of the second detection means at a timing at which an output signal of the first detection means is output. Control means for controlling driving of the motor using an advance value based on the signal.

本発明によれば、最大トルクを発生するように進角値を制御可能なモータ制御装置および光学機器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor control apparatus and optical apparatus which can control an advance value so that a maximum torque may be generated can be provided.

モータ制御装置の構成図である(実施例1)。1 is a configuration diagram of a motor control device (Example 1). FIG. 第1位置検出手段および第2位置検出手段のタイミングチャート図である。It is a timing chart figure of a 1st position detection means and a 2nd position detection means. ロータ位置検出と通電波形の位相関係図である。It is a phase relationship figure of rotor position detection and an energization waveform. 駆動コイルの通電波形の説明図である。It is explanatory drawing of the energization waveform of a drive coil. 進角値の制御方法のタイミングチャートである。It is a timing chart of the control method of an advance value. 制御処理を示すフローチャートである(実施例1)。3 is a flowchart illustrating control processing (Example 1). モータ制御装置の構成図である(実施例2)。(Example 2) which is a block diagram of a motor control apparatus. 制御処理を示すフローチャートである(実施例2)。It is a flowchart which shows a control process (Example 2). モータ制御装置の構成図である(実施例3)。(Example 3) which is a block diagram of a motor control apparatus. 制御処理を示すフローチャートである(実施例3)。10 is a flowchart illustrating a control process (Example 3). モータ制御装置の構成図である(実施例4)。(Example 4) which is a block diagram of a motor control apparatus. 制御処理を示すフローチャートである(実施例4)。10 is a flowchart illustrating a control process (Example 4). 速度偏差検出制御処理を示すフローチャートである(実施例4)。10 is a flowchart illustrating a speed deviation detection control process (Example 4). モータ制御装置の構成図である(実施例5)。(Example 5) which is a block diagram of a motor control apparatus. モータ制御装置の構成図である(実施例6)。(Example 6) which is a block diagram of a motor control apparatus. 制御処理を示すフローチャートである(実施例6)。It is a flowchart which shows a control process (Example 6). モータ制御装置の構成図である(実施例7)。(Example 7) which is a block diagram of a motor control apparatus. 制御処理を示すフローチャートである(実施例8)。It is a flowchart which shows a control process (Example 8). モータ制御装置を備える光学機器の構成図である(実施例9)。(Example 9) which is a block diagram of an optical apparatus provided with a motor control apparatus.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。各実施例では、一例として2相のブラシレスモータ(以下、モータという)を制御するモータ制御装置について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In each embodiment, a motor control device that controls a two-phase brushless motor (hereinafter referred to as a motor) will be described as an example.

図1は、本実施例のモータ制御装置の構成図である。図2Aは、第1位置検出手段(第1の検出手段)101および第2位置検出手段(第2の検出手段)107のタイミングチャート図である。図2Bは、ロータ位置検出と通電波形の位相関係図である。図3は、駆動コイル部5の通電波形の説明図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a motor control device according to the present embodiment. FIG. 2A is a timing chart of the first position detection means (first detection means) 101 and the second position detection means (second detection means) 107. FIG. 2B is a phase relationship diagram between rotor position detection and energization waveforms. FIG. 3 is an explanatory diagram of the energization waveform of the drive coil unit 5.

図1において、モータ部10は、二点鎖線で囲われた部分であり、位置検出部1、ロータ2、磁気抵抗素子3、エンコーダマグネット4、駆動コイル部5、および出力軸6を備える。位置検出部1は、ロータ2の回転位置を検出するホール素子1a,1bを備える。ホール素子1a,1bは、ロータ2の外周に沿って電気角で90°の位相差となるように配置される。ロータ2には、一定の角度ごとに磁極が形成されている。   In FIG. 1, the motor unit 10 is a portion surrounded by a two-dot chain line, and includes a position detection unit 1, a rotor 2, a magnetoresistive element 3, an encoder magnet 4, a drive coil unit 5, and an output shaft 6. The position detection unit 1 includes Hall elements 1 a and 1 b that detect the rotational position of the rotor 2. The hall elements 1a and 1b are arranged along the outer periphery of the rotor 2 so as to have a phase difference of 90 ° in electrical angle. Magnetic poles are formed on the rotor 2 at certain angles.

第1位置検出手段101は、ロータ2が回転すると、ホール素子1a,1bの出力信号を取得し、これらの出力信号に基づく信号をタイミングパルス出力手段102と制御手段103に出力する。制御手段103は、第1位置検出手段101からの信号に基づいて、駆動コイル部5の駆動コイル5a,5bに通電するための位相の異なる通電波形である出力信号を通電手段106に出力する。本実施例では、制御手段103は、第1位置検出手段101からの信号に基づく通電波形条件を用いて、駆動コイル5a,5bに対する通電波形を記憶部(不図示)から読み出す。通電手段106は、駆動コイル5a,5bに位相の異なる通電波形の電圧を供給する。本実施例では通電手段106は正弦波電圧を供給しているが、本発明はこれに限定されない。   When the rotor 2 rotates, the first position detection unit 101 acquires output signals from the Hall elements 1 a and 1 b and outputs signals based on these output signals to the timing pulse output unit 102 and the control unit 103. Based on the signal from the first position detection unit 101, the control unit 103 outputs to the energization unit 106 an output signal that is an energization waveform having different phases for energizing the drive coils 5 a and 5 b of the drive coil unit 5. In the present embodiment, the control unit 103 reads the energization waveform for the drive coils 5a and 5b from the storage unit (not shown) using the energization waveform condition based on the signal from the first position detection unit 101. The energizing means 106 supplies energized waveforms having different phases to the drive coils 5a and 5b. In this embodiment, the energizing means 106 supplies a sine wave voltage, but the present invention is not limited to this.

通電波形の位相は、図2Aに示される領域θ1〜θ4の中心の電気角(中心値θ)で設定される。具体的には、領域θ1(電気角で0〜90°)では、中心値θは45°に設定される。領域θ2(電気角で90°〜180°)では、中心値θは135°に設定される。領域θ3(電気角で180°〜270°)では、中心値θは225°に設定される。条件θ4(電気角で2270°〜360°)では、中心値θは315°に設定される。   The phase of the energization waveform is set by the electrical angle (center value θ) at the center of the regions θ1 to θ4 shown in FIG. 2A. Specifically, the central value θ is set to 45 ° in the region θ1 (0 to 90 ° in electrical angle). In the region θ2 (90 ° to 180 ° in electrical angle), the center value θ is set to 135 °. In the region θ3 (electrical angle 180 ° to 270 °), the center value θ is set to 225 °. In the condition θ4 (electrical angle 2270 ° to 360 °), the center value θ is set to 315 °.

図2Bでは、駆動コイル5aへの通電波形は、ホール素子1aによる磁極の検出波形に比べて電気角で90°の進み位相となっている。同様に、駆動コイル5bへの通電波形は、ホール素子1bによる磁極の検出波形に比べて電気角で90°の進み位相となっている。そのため、ロータ2の磁極と駆動コイル部5は、第1位置検出手段101から取得される信号によって、常に回転力を発生する。すなわち、領域θ1〜θ4における各通電波形条件の進角値は90°であるといえるが、ロータ2の位置検出分解能は90°であるため、正確には進角値は90°±45°であり45°〜135°の範囲内で変動する。   In FIG. 2B, the energization waveform to the drive coil 5a has a lead phase of 90 ° in electrical angle compared to the detection waveform of the magnetic pole by the Hall element 1a. Similarly, the energization waveform to the drive coil 5b has a lead phase of 90 ° in electrical angle compared to the detection waveform of the magnetic pole by the Hall element 1b. Therefore, the magnetic poles of the rotor 2 and the drive coil unit 5 always generate a rotational force by a signal acquired from the first position detection means 101. That is, the advance value of each energization waveform condition in the regions θ1 to θ4 is 90 °. However, since the position detection resolution of the rotor 2 is 90 °, the advance value is accurately 90 ° ± 45 °. It fluctuates within the range of 45 ° to 135 °.

タイミングパルス出力手段102は、第1位置検出手段101の出力信号に基づく信号(以下、タイミングパルスという)を計測手段104に出力する。第2位置検出手段107は、磁気抵抗素子3と、出力軸6と一体的に回転するように出力軸6に同軸上に固着される多極着磁されたエンコーダマグネット4を用いて2相の信号を取得する。第2位置検出手段107は、図2Aに示されるように、取得した2相の信号の位相差から回転方向と回転量を示す2相の矩形波(以下、エンコーダパルス信号という)をカウントパルス出力手段108に出力する。カウントパルス出力手段108は、エンコーダパルス信号を更に4逓倍したパルス信号(以下、カウントパルスという)を、計測手段104と制御手段103に出力する。計測手段104は、タイミングパルスごとにカウントパルス数を計測するとともに、計測したカウントパルス数を記憶部(不図示)に記録する。   The timing pulse output unit 102 outputs a signal based on the output signal of the first position detection unit 101 (hereinafter referred to as a timing pulse) to the measurement unit 104. The second position detecting means 107 uses a magnetoresistive element 3 and a multi-phase magnetized encoder magnet 4 that is coaxially fixed to the output shaft 6 so as to rotate integrally with the output shaft 6. Get the signal. As shown in FIG. 2A, the second position detection unit 107 outputs a two-phase rectangular wave (hereinafter referred to as an encoder pulse signal) indicating the rotation direction and the rotation amount from the phase difference between the acquired two-phase signals. It outputs to the means 108. The count pulse output means 108 outputs a pulse signal (hereinafter referred to as a count pulse) obtained by further multiplying the encoder pulse signal by 4 to the measurement means 104 and the control means 103. The measuring means 104 measures the number of count pulses for each timing pulse and records the measured number of count pulses in a storage unit (not shown).

制御手段103は、取得したカウントパルスに基づく通電波形を通電手段106に出力する。通電手段106は、駆動コイル5a,5bにそれぞれ電圧V・sin(θ+δθ),V・cos(θ+δθ)を供給する。なお、θは駆動コイル部5の通電波形の位相、δθはカウントパルスの1パルスの周期に相当する電気角である。すなわち、制御手段103がカウントパルスを取得するごとに、図3に示されるように駆動コイル部5への供給電圧の位相はθ+δθとして更新される。カウントパルスで検出可能な電気角(角度分解能)は、9°であり、図3に示されるようにタイミングパルスに対して10倍である。   The control means 103 outputs an energization waveform based on the acquired count pulse to the energization means 106. The energization means 106 supplies voltages V · sin (θ + δθ) and V · cos (θ + δθ) to the drive coils 5a and 5b, respectively. Note that θ is the phase of the energization waveform of the drive coil unit 5, and δθ is an electrical angle corresponding to the cycle of one count pulse. That is, every time the control means 103 acquires the count pulse, the phase of the supply voltage to the drive coil unit 5 is updated as θ + δθ as shown in FIG. The electrical angle (angular resolution) detectable by the count pulse is 9 °, which is 10 times the timing pulse as shown in FIG.

次に、第1位置検出手段101と第2位置検出手段107から取得される出力信号を用いて行う進角値の制御方法について説明する。図3は、進角値が90°に維持されてモータが回転している状態を示している。図3に示されるように、モータの駆動開始後、最初のタイミングパルスのタイミングにおけるガウントパルス数は5パルスである。すなわち、タイミングパルスのタイミングにおけるカウントパルス数が5パルスである場合は、進角値90°の状態で装置を起動することができる。そして、カウントパルスが計測されるごとに順次通電波形の位相を更新(θ=θ+δθ)することで、進角値が90°の状態でモータを駆動することができる。   Next, a method for controlling the advance value using the output signals acquired from the first position detecting means 101 and the second position detecting means 107 will be described. FIG. 3 shows a state where the advance value is maintained at 90 ° and the motor is rotating. As shown in FIG. 3, the number of gunt pulses at the timing of the first timing pulse after the start of driving of the motor is five pulses. That is, when the number of count pulses at the timing of the timing pulse is 5, the apparatus can be started up with an advance value of 90 °. Then, by sequentially updating the phase of the energization waveform (θ = θ + δθ) every time the count pulse is measured, the motor can be driven with the advance value of 90 °.

しかしながら、モータの駆動開始前、ロータ2の位置は進角値で45°〜135°の間に存在するため、最初のタイミングパルスのタイミングにおけるカウントパルス数は0〜10パルスの間でばらつきが生じる。最適な進角値でない状態の場合について、図4を用いて説明する。図4は、進角値の制御方法のタイミングチャート図である。図4では、最初のタイミングパルスのタイミングにおけるカウントパルス数は2パルスである。本実施例では、制御手段103は、以下の式を用いて通電波形の位相を更新することで、進角値を90°に制御することができる。ここで、nは、カウントパルス数である。   However, since the position of the rotor 2 exists between 45 ° and 135 ° in advance before starting the motor drive, the number of count pulses at the timing of the first timing pulse varies between 0 and 10 pulses. . A case where the optimum advance angle value is not obtained will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart of the advance value control method. In FIG. 4, the number of count pulses at the timing of the first timing pulse is two pulses. In the present embodiment, the control means 103 can control the advance value to 90 ° by updating the phase of the energization waveform using the following equation. Here, n is the number of count pulses.

θ=θ+(5−n)・δθ (1)
すなわち、図4に示す例では、補正値(=(5−n)・δθ)は27°であり、起動時には進角値が63°に設定されていた。なお、図4では、タイミングパルスのタイミングでほぼ同時に処理が実行されるように設定している。
θ = θ + (5-n) · δθ (1)
That is, in the example shown in FIG. 4, the correction value (= (5-n) · δθ) is 27 °, and the advance value is set to 63 ° at the time of startup. In FIG. 4, the processing is set to be executed almost simultaneously at the timing of the timing pulse.

次に、図5を参照して、本実施例の進角値の制御処理について説明する。図5は、本実施例の進角値の制御処理を示すフローチャートである。   Next, an advance value control process according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the advance value control process of the present embodiment.

ステップS101ではモータ制御装置に一時的に記憶されているデータが初期化され、ステップS102ではモータの回転方向が設定される。回転方向は、あらかじめ設定しておいてもよいし、外部からの指示にしたがって設定してもよい。ステップS103では位置検出部1がロータ2の回転位置を検出し、ステップS104では制御手段103が通電波形条件を設定する。ステップS105では、通電手段106が駆動コイル5a,5bにそれぞれ電圧V・sin(θ),V・cos(θ)を供給する。   In step S101, data temporarily stored in the motor control device is initialized, and in step S102, the rotation direction of the motor is set. The rotation direction may be set in advance or may be set according to an instruction from the outside. In step S103, the position detector 1 detects the rotational position of the rotor 2, and in step S104, the control means 103 sets energization waveform conditions. In step S105, the energizing means 106 supplies voltages V · sin (θ) and V · cos (θ) to the drive coils 5a and 5b, respectively.

ステップS106では、カウントパルスが存在するか否かが判断される。カウントパルスが存在しない場合はステップS107に進み、存在する場合はステップS108に進む。ステップS107では、タイミングパルスが存在するか否かが判断される。タイミングパルスが存在しない場合はステップS103に進み、存在する場合はステップS111に進む。制御手段103は、ステップS108ではカウントパルスを計測し、ステップS109では計測したカウントパルスごとに通電波形の位相を電気角9°だけ進めるように通電波形条件を設定する。   In step S106, it is determined whether there is a count pulse. If no count pulse exists, the process proceeds to step S107, and if present, the process proceeds to step S108. In step S107, it is determined whether or not a timing pulse exists. If no timing pulse exists, the process proceeds to step S103, and if present, the process proceeds to step S111. The control means 103 measures the count pulse in step S108, and sets the energization waveform condition so that the phase of the energization waveform is advanced by an electrical angle of 9 ° for each measured count pulse in step S109.

ステップS110では、タイミングパルスが存在するか否かが判断される。タイミングパルスが存在しない場合はステップS108に進み、タイミングパルスが存在する場合はステップS111に進む。ステップS111では、計測手段104がタイミングパルスを受信したタイミングでカウントパルス数を記憶する。ステップS112では、制御手段103は、前述の式(1)を用いて進角値の補正値を算出する。   In step S110, it is determined whether or not a timing pulse exists. When there is no timing pulse, the process proceeds to step S108, and when there is a timing pulse, the process proceeds to step S111. In step S111, the count pulse number is stored at the timing when the measuring means 104 receives the timing pulse. In step S112, the control means 103 calculates the advance value correction value using the above-described equation (1).

ステップS109では、モータ回転を停止するかどうかが判断される。モータ回転を継続する場合はステップS114に進み、モータ回転を停止する場合はステップS115に進む。ステップS114では制御手段103が通電波形条件を設定され、モータ回転を継続する処理が引き続き実行される。ステップS115では、駆動コイル部5への通電が保持される。ステップS116ではタイマー(不図示)が時間を計測し、ステップS117ではステップS116で計測される時間がモータを確実に停止可能な所定時間より長いかどうかが判断される。ステップS116で計測される時間が所定時間より短い場合はステップS116に進み、所定時間より長い場合はステップS118に進む。ステップS118では、制御手段103は、通電波形条件を記憶した後、駆動コイル部5への通電を停止する。なお、本実施例では、モータを停止する際にタイマーを用いているが、カウントパルスが存在するかどうかでモータが回転しているか否かの判断を行い、カウントパルスが存在しない場合に駆動コイル部5への通電を停止してもよい。   In step S109, it is determined whether to stop the motor rotation. When continuing motor rotation, it progresses to step S114, and when stopping motor rotation, it progresses to step S115. In step S114, the control means 103 sets the energization waveform condition, and the process of continuing the motor rotation is continued. In step S115, energization to the drive coil unit 5 is maintained. In step S116, a timer (not shown) measures time, and in step S117, it is determined whether or not the time measured in step S116 is longer than a predetermined time during which the motor can be reliably stopped. If the time measured in step S116 is shorter than the predetermined time, the process proceeds to step S116, and if longer than the predetermined time, the process proceeds to step S118. In step S118, the control means 103 stores the energization waveform condition, and then stops energization to the drive coil unit 5. In this embodiment, a timer is used to stop the motor. However, it is determined whether the motor is rotating based on whether there is a count pulse. The energization to the unit 5 may be stopped.

以上説明したように、本実施例のモータ制御装置は、最大トルクを発生するように進角値を制御可能である。   As described above, the motor control device of this embodiment can control the advance value so as to generate the maximum torque.

図6は、本実施例のモータ制御装置の構成図である。実施例1と同様の構成については説明を省略し、異なる構成について説明する。   FIG. 6 is a configuration diagram of the motor control device of this embodiment. A description of the same configuration as in the first embodiment will be omitted, and a different configuration will be described.

図6において、速度算出手段109は、カウントパルス出力手段108から取得されるカウントパルスの周期(δt)を計測し、角速度(ω=δθ/δt)を算出する。速度変化検出手段(変化量算出手段)110は、速度算出手段109で算出される角速度の変化値を検出する。制御方法選択手段111は、速度変化検出手段110で検出される変化値が所定値より大きいかどうかを判断し、判断結果に応じてモータの駆動方法を選択する。   In FIG. 6, the speed calculation means 109 measures the cycle (δt) of the count pulse acquired from the count pulse output means 108 and calculates the angular speed (ω = δθ / δt). The speed change detection means (change amount calculation means) 110 detects the change value of the angular velocity calculated by the speed calculation means 109. The control method selection unit 111 determines whether or not the change value detected by the speed change detection unit 110 is larger than a predetermined value, and selects a motor driving method according to the determination result.

次に、図7を参照して、本実施例の制御処理について説明する。図7は、本実施例の制御処理を示すフローチャートである。図7において、図5のステップ番号と同一のステップ番号が付されているものについては図5の各ステップと同様であるため、詳細な説明は省略する。   Next, the control processing of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the control processing of this embodiment. In FIG. 7, the steps having the same step numbers as those in FIG. 5 are the same as those in FIG. 5, and thus detailed description thereof is omitted.

ステップS201では、速度変化検出手段110により検出される角速度の変化値が所定値より大きいかどうかが判断される。変化値が所定値より大きい場合はステップS202に進み、変化値が所定値より小さい場合はステップS203に進む。ステップS202で通電波形条件が設定された後、ステップS105に進み、進角値の補正処理が実行される状態でモータ回転が継続される。ステップS203では位置検出部1がロータ2の回転位置を検出し、ステップS204では制御手段103が通電波形パターンを選択する。ステップS205では、通電手段106は、駆動コイル5a,5bにそれぞれ電圧V・sin(θ),V・cos(θ)を供給する。すなわち、ステップS201で変化値が所定値より大きい場合は、進角値の補正処理が実行されずにモータ回転が継続される。   In step S201, it is determined whether the change value of the angular velocity detected by the velocity change detection unit 110 is greater than a predetermined value. If the change value is larger than the predetermined value, the process proceeds to step S202. If the change value is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S203. After the energization waveform condition is set in step S202, the process proceeds to step S105, and the motor rotation is continued in a state where the advance value correction process is executed. In step S203, the position detector 1 detects the rotational position of the rotor 2, and in step S204, the control means 103 selects an energization waveform pattern. In step S205, the energization means 106 supplies voltages V · sin (θ) and V · cos (θ) to the drive coils 5a and 5b, respectively. That is, if the change value is larger than the predetermined value in step S201, the motor rotation is continued without executing the advance value correction process.

以上説明したように、本実施例のモータ制御装置では、制御方法選択手段111により起動時〜加速領域の速度変化が大きい領域では進角値の補正を行いながらモータを回転させ、速度変化が小さい領域では進角値の補正を行わずにモータを回転させる。そのため、速度変化が大きい領域では最大トルクを発生するように進角値を制御可能であり、速度変化が小さい領域では制御システムに搭載するCPUを含む制御回路の負荷が減少し消費電力を減少させることができる。なお、大きな負荷変動がある場合や最大トルクの発生を維持する場合には、制御方法選択手段111の機能をオフにすればよい。   As described above, in the motor control apparatus of this embodiment, the control method selection unit 111 rotates the motor while correcting the advance value in a region where the speed change in the acceleration region is large from the time of startup, and the speed change is small. In the region, the motor is rotated without correcting the advance value. Therefore, the advance value can be controlled so that the maximum torque is generated in the region where the speed change is large, and the load of the control circuit including the CPU mounted on the control system is reduced in the region where the speed change is small, thereby reducing the power consumption. be able to. When there is a large load fluctuation or when the generation of the maximum torque is maintained, the function of the control method selection unit 111 may be turned off.

図8は、本実施例のモータ制御装置の構成図である。実施例1,2と同様の構成については説明を省略し、異なる構成について説明する。   FIG. 8 is a configuration diagram of the motor control device of this embodiment. A description of the same configuration as in the first and second embodiments will be omitted, and a different configuration will be described.

目標速度設定手段112は、目標速度を設定する。速度偏差算出手段113は、目標速度設定手段112が設定する目標速度(ωa)と速度算出手段109が算出する実際の検出速度(ω)から速度偏差δω=(ωa−ω)を算出する。PID演算手段114は、速度偏差算出手段113により算出される速度偏差δωを用いてPID制御を行うことで、モータの回転速度が目標速度になる通電波形条件を設定する。   The target speed setting unit 112 sets a target speed. The speed deviation calculating means 113 calculates a speed deviation δω = (ωa−ω) from the target speed (ωa) set by the target speed setting means 112 and the actual detected speed (ω) calculated by the speed calculating means 109. The PID calculation unit 114 performs the PID control using the speed deviation δω calculated by the speed deviation calculation unit 113, thereby setting the energization waveform condition that makes the rotation speed of the motor a target speed.

次に、図9を参照して、本実施例の制御処理について説明する。図9は、本実施例の制御処理を示すフローチャートである。図9において、図5、図7のステップ番号と同一のステップ番号が付されているものについては各図の各ステップと同様であるため、詳細な説明は省略する。   Next, the control processing of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing the control processing of this embodiment. In FIG. 9, the steps with the same step numbers as those in FIGS. 5 and 7 are the same as the steps in each drawing, and detailed description thereof is omitted.

ステップS301では、目標速度設定手段112が目標速度ωaを設定する。ステップS302では、速度算出手段109がモータの回転速度を算出する。ステップS303では、速度偏差算出手段113が速度偏差δωを算出する。ステップS304では、算出される速度偏差δωが所定値より小さいかどうかが判断される。所定値は、モータ制御装置の負荷条件や使用条件に応じて設定される。速度偏差δωが所定値より小さい場合はステップS106に進み、所定値より大きい場合はステップS305に進む。ステップS305では、PID演算手段114がモータの速度が目標速度になる通電波形条件を設定する。   In step S301, the target speed setting means 112 sets the target speed ωa. In step S302, the speed calculation unit 109 calculates the rotation speed of the motor. In step S303, the speed deviation calculating means 113 calculates a speed deviation δω. In step S304, it is determined whether the calculated speed deviation δω is smaller than a predetermined value. The predetermined value is set according to the load condition and use condition of the motor control device. When the speed deviation δω is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S106, and when larger than the predetermined value, the process proceeds to step S305. In step S305, the PID calculation unit 114 sets an energization waveform condition at which the motor speed becomes the target speed.

以上説明したように、本実施例のモータ制御装置では、目標速度と実際の速度との偏差に応じて駆動コイルへの入力電力を変化させてモータの速度制御を行う。そのため、最大トルクを発生するように進角値を制御可能であるとともに、駆動コイルへの入力電力は必要最小限の入力電力にすることができる。   As described above, in the motor control device of the present embodiment, the motor speed is controlled by changing the input power to the drive coil in accordance with the deviation between the target speed and the actual speed. Therefore, the advance value can be controlled so as to generate the maximum torque, and the input power to the drive coil can be set to the minimum necessary input power.

図10は、本実施例のモータ制御装置の構成図である。実施例1〜3と同様の構成については説明を省略し、異なる構成について説明する。   FIG. 10 is a configuration diagram of the motor control device of the present embodiment. A description of the same configuration as in the first to third embodiments will be omitted, and a different configuration will be described.

速度算出選択手段115は、速度偏差算出手段113により算出される速度偏差δωに応じて、速度検出を行うための信号としてカウントパルスかタイミングパルスのどちらを用いるかを選択する。カウントパルスはタイミングパルスに比べて分解能が10倍であるので、カウンタパルスの周期で制御を行えば負荷変動が大きく速度偏差δωが大きい場合に対しても高精度に一定速度を維持することができる。一方、負荷変動が小さく速度偏差δωが小さい場合は、タイミングパルスの周期で制御を行っても精度よく一定速度を維持することができる。   The speed calculation selection means 115 selects whether to use a count pulse or a timing pulse as a signal for speed detection according to the speed deviation δω calculated by the speed deviation calculation means 113. Since the resolution of the count pulse is 10 times that of the timing pulse, it is possible to maintain a constant speed with high accuracy even when the load fluctuation is large and the speed deviation δω is large if control is performed in the cycle of the counter pulse. . On the other hand, when the load fluctuation is small and the speed deviation δω is small, the constant speed can be maintained with high accuracy even if the control is performed at the timing pulse cycle.

次に、図11A、図11Bを参照して、本実施例の制御処理について説明する。図11Aは、本実施例の制御処理を示すフローチャートである。図11Bは、本実施例の速度偏差検出制御処理を示すフローチャートである。図11A、図11Bにおいて、図5、図7、図9のステップ番号と同一のステップ番号が付されているものについては各図の各ステップと同様であるため、詳細な説明は省略する。   Next, the control processing of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. FIG. 11A is a flowchart showing the control processing of this embodiment. FIG. 11B is a flowchart showing the speed deviation detection control process of the present embodiment. In FIG. 11A and FIG. 11B, the same step numbers as those in FIG. 5, FIG. 7, and FIG.

ステップS401では、速度偏差δωが所定値(初期設定値は第1所定値とする)より小さいかどうかが判断される。速度偏差δωが第1所定値より小さい場合はステップS402に進み、第1所定値より大きい場合はステップS405に進む。ステップS402では、速度偏差δωと比較する際に用いる所定値が第1所定値から第1所定値より大きい第2所定値に変更される。ステップS403では、速度算出選択手段115は、速度検出を行うための信号としてタイミングパルスを選択する。ステップS404では、図11Bに示される速度偏差検出制御が実行される。ステップS405では、速度偏差δωと比較する際に用いる所定値として第1所定値が維持される。ステップS406では、速度算出選択手段115は、速度検出を行うための信号としてカウントパルスを選択する。   In step S401, it is determined whether or not the speed deviation δω is smaller than a predetermined value (the initial set value is the first predetermined value). When the speed deviation δω is smaller than the first predetermined value, the process proceeds to step S402, and when larger than the first predetermined value, the process proceeds to step S405. In step S402, the predetermined value used for comparison with the speed deviation δω is changed from the first predetermined value to a second predetermined value that is larger than the first predetermined value. In step S403, the speed calculation selection means 115 selects a timing pulse as a signal for speed detection. In step S404, the speed deviation detection control shown in FIG. 11B is executed. In step S405, the first predetermined value is maintained as the predetermined value used when compared with the speed deviation δω. In step S406, the speed calculation selection means 115 selects a count pulse as a signal for speed detection.

ここで、図11Bを用いて速度偏差検出制御について説明する。ステップS411では、タイミングパルスが存在するか否かが判断される。タイミングパルスが存在しない場合はステップS103に進み、存在する場合はステップS412に進む。制御手段103は、ステップS412ではタイミングパルスを計測し、ステップS413では計測したタイミングパルスごとに通電波形の位相を電気角90°だけ進めるように通電波形条件を設定する。ステップS414では速度算出手段109はモータの回転速度ωを算出し、ステップS415では速度偏差算出手段113は速度偏差δωを算出する。ステップS416では、速度偏差δωが第2所定値より小さいかどうかが判断される。速度偏差δωが第2所定値より小さい場合はステップS417に進み、第2所定値より大きい場合はステップS418に進む。ステップS417では速度偏差δωと比較する際に用いる所定値として第2所定値が維持され、ステップS418では所定値が第2所定値から第1所定値に変更される。   Here, the speed deviation detection control will be described with reference to FIG. 11B. In step S411, it is determined whether a timing pulse exists. If no timing pulse exists, the process proceeds to step S103, and if present, the process proceeds to step S412. The control means 103 measures the timing pulse in step S412, and sets the energization waveform condition so that the phase of the energization waveform is advanced by an electrical angle of 90 ° for each measured timing pulse in step S413. In step S414, the speed calculation means 109 calculates the rotational speed ω of the motor, and in step S415, the speed deviation calculation means 113 calculates the speed deviation δω. In step S416, it is determined whether or not the speed deviation δω is smaller than a second predetermined value. When the speed deviation δω is smaller than the second predetermined value, the process proceeds to step S417, and when larger than the second predetermined value, the process proceeds to step S418. In step S417, the second predetermined value is maintained as the predetermined value used when compared with the speed deviation δω, and in step S418, the predetermined value is changed from the second predetermined value to the first predetermined value.

以上説明したように、本実施例のモータ制御装置では、速度偏差に応じてモータの駆動方法を選択することができる。そのため、負荷変動が少なく速度偏差が小さい場合は、進角値の補正を実行しないので制御システムに搭載するCPUを含む制御回路の負荷が減少し消費電力を減少させることができる。   As described above, in the motor control device of this embodiment, the motor driving method can be selected according to the speed deviation. Therefore, when the load fluctuation is small and the speed deviation is small, the advance value correction is not executed, so the load on the control circuit including the CPU mounted on the control system is reduced, and the power consumption can be reduced.

図12は、本実施例のモータ制御装置の構成図である。実施例1〜4と同様の構成については説明を省略し、異なる構成について説明する。   FIG. 12 is a configuration diagram of the motor control device of this embodiment. A description of the same configuration as in the first to fourth embodiments will be omitted, and a different configuration will be described.

本実施例のモータ制御装置では、モータの出力軸回転量(=回転数×360°)が設定される。回転量設定手段116は、モータの出力軸回転量をロータ2の着磁極数に応じて電気角に変換する。例えば、ロータ2の着磁極数が2である場合は機械角と電気角は等しいが、ロータ2の着磁極数は一般的に多極着磁されていることが多い。ロータ2の着磁極数をPとすると、電気角は以下の式で求めることができる。   In the motor control apparatus of the present embodiment, the output shaft rotation amount (= rotation number × 360 °) of the motor is set. The rotation amount setting means 116 converts the output shaft rotation amount of the motor into an electrical angle according to the number of magnetic poles of the rotor 2. For example, when the number of magnetic poles of the rotor 2 is 2, the mechanical angle and the electrical angle are equal, but the number of magnetic poles of the rotor 2 is generally multipolarized in many cases. When the number of magnetic poles of the rotor 2 is P, the electrical angle can be obtained by the following equation.

電気角=出力軸回転量×P/2 (2)
なお、本実施例ではモータ制御装置がモータの出力軸回転量を設定しているが、外部からの指示により出力軸回転量を設定してもよい。
Electrical angle = Output shaft rotation x P / 2 (2)
In this embodiment, the motor control device sets the output shaft rotation amount of the motor, but the output shaft rotation amount may be set by an instruction from the outside.

D/A変換手段117は、カウントパルス出力手段108から得られるカウントパルスを、1パルスを電気角δθ(9°)として、電気角に変換する。回転量算出手段118は、電気角(パルス数×δθ)を計測する。回転量偏差算出手段119は、回転量設定手段116で設定される目標回転量(電気角)と回転量算出手段118の算出値(電気角)から以下の式を用いて回転量偏差(位相差)を算出する。   The D / A conversion means 117 converts the count pulse obtained from the count pulse output means 108 into an electrical angle with one pulse as the electrical angle δθ (9 °). The rotation amount calculation means 118 measures an electrical angle (number of pulses × δθ). The rotation amount deviation calculating means 119 uses the following equation to calculate the rotation amount deviation (phase difference) from the target rotation amount (electrical angle) set by the rotation amount setting means 116 and the calculated value (electrical angle) of the rotation amount calculating means 118. ) Is calculated.

回転量偏差=目標回転量−算出値 (3)
PID演算手段120は、回転量偏差算出手段119により算出される回転量偏差を用いてPID制御を行う。位相差制限手段121は、PID制御により設定される進角値を所定の制限値(以下、制限値という)で制限する。最大トルクを発生する進角値の絶対値は90°であり、進角値が90°以上に設定されると発生トルクの低下や、同一方向に回転するための発生トルクが得られない場合がある。そのため、本実施例では、制限値は、正逆回転に対応できるように±90°に設定されている。回転量偏差が制限値より小さくなる場合は目標回転量に算出値が近づいているため、回転量偏差が小さくなるにしたがい、進角値も小さくなる。最終的に、目標回転量と算出値が一致したときに回転量偏差および進角値が0になる。
Rotation amount deviation = target rotation amount-calculated value (3)
The PID calculation unit 120 performs PID control using the rotation amount deviation calculated by the rotation amount deviation calculation unit 119. The phase difference limiting means 121 limits the advance value set by the PID control with a predetermined limit value (hereinafter referred to as a limit value). The absolute value of the advance value that generates the maximum torque is 90 °. If the advance value is set to 90 ° or more, the generated torque may decrease or the generated torque for rotating in the same direction may not be obtained. is there. For this reason, in this embodiment, the limit value is set to ± 90 ° so as to correspond to forward and reverse rotation. When the rotation amount deviation is smaller than the limit value, the calculated value is close to the target rotation amount. Therefore, as the rotation amount deviation decreases, the advance value also decreases. Finally, the rotation amount deviation and the advance value become 0 when the target rotation amount and the calculated value match.

以上説明したように、本実施例では、目標回転量の近傍までは常に最大トルクを発生する進角値でモータを駆動し、目標回転量の近傍から目標回転量までは回転量偏差に応じて進角値を制御してモータを駆動する。そのため、本実施例のモータ制御装置は、高速かつ高精度に目標回転量に到達させることができる。   As described above, in this embodiment, the motor is driven with an advance value that always generates the maximum torque up to the vicinity of the target rotation amount, and from the vicinity of the target rotation amount to the target rotation amount according to the rotation amount deviation. The lead angle value is controlled to drive the motor. Therefore, the motor control device of the present embodiment can reach the target rotation amount at high speed and with high accuracy.

図13は、本実施例のモータ制御装置の構成図である。実施例1〜5と同様の構成については説明を省略し、異なる構成について説明する。   FIG. 13 is a configuration diagram of the motor control device of this embodiment. A description of the same configuration as in the first to fifth embodiments will be omitted, and a different configuration will be described.

本実施例では、目標速度設定手段112は、回転量偏差算出手段119により算出される回転量偏差を取得し、取得した回転量偏差に基づいて目標速度を設定する。目標速度設定手段112は、回転量偏差が所定値より大きい場合は目標速度を第1の速度に設定し、回転量偏差が所定値より小さい場合は目標速度を第1の速度より低速の第2の速度に設定する。その後、本実施例では、実施例3で説明した目標速度に対する制御が実行される。したがって、最大トルクが発生するように進角値が制御されるとともに回転量偏差に応じた速度制御も行われるので、高速かつ高精度に目標回転量に到達させることができる。   In the present embodiment, the target speed setting unit 112 acquires the rotation amount deviation calculated by the rotation amount deviation calculation unit 119, and sets the target speed based on the acquired rotation amount deviation. The target speed setting means 112 sets the target speed to the first speed when the rotation amount deviation is larger than a predetermined value, and sets the target speed to a second speed lower than the first speed when the rotation amount deviation is smaller than the predetermined value. Set the speed to Thereafter, in the present embodiment, the control for the target speed described in the third embodiment is executed. Accordingly, the advance value is controlled so that the maximum torque is generated, and the speed control according to the rotation amount deviation is also performed, so that the target rotation amount can be reached at high speed and with high accuracy.

次に、図14を参照して、本実施例の制御処理について説明する。図14は、本実施例の制御処理を示すフローチャートである。図14において、図5、図7、図9、図11のステップ番号と同一のステップ番号が付されているものについては各図の各ステップと同様であるため、詳細な説明は省略する。   Next, with reference to FIG. 14, the control process of a present Example is demonstrated. FIG. 14 is a flowchart showing the control processing of this embodiment. In FIG. 14, those given the same step numbers as those in FIGS. 5, 7, 9, and 11 are the same as those in each figure, and thus detailed description thereof is omitted.

ステップS601では、目標回転量が設定される。ステップS602では、回転量偏差算出手段119が前述の式(3)を用いて目標回転量に対する回転量偏差を算出する。ステップS603では回転量算出手段118が回転量(δθ×n[pls])を算出し、回転量偏差算出手段119が回転量偏差を算出し、ステップS604ではPID演算手段120がPID制御を行う。ステップS606では、目標速度設定手段112が回転量偏差に応じた目標速度を設定する。ステップS607では速度算出手段109が速度ωを算出し、ステップS608では速度偏差算出手段113が速度偏差を算出し、ステップS609ではPID演算手段114がPID制御を行う。ステップS610では、回転量偏差が所定値より小さいかどうかを判断する。所定値より大きい場合はステップS114に進み、通電波形条件の更新が行われ、ステップS106に進む。所定値より小さい場合は、実施例1で説明したモータの回転停止動作(図5のステップS115〜S118)のフローが実行される。   In step S601, a target rotation amount is set. In step S602, the rotation amount deviation calculating unit 119 calculates a rotation amount deviation with respect to the target rotation amount using the above-described equation (3). In step S603, the rotation amount calculation unit 118 calculates the rotation amount (δθ × n [pls]), the rotation amount deviation calculation unit 119 calculates the rotation amount deviation, and in step S604, the PID calculation unit 120 performs PID control. In step S606, the target speed setting means 112 sets a target speed according to the rotation amount deviation. In step S607, the speed calculation means 109 calculates the speed ω, in step S608, the speed deviation calculation means 113 calculates the speed deviation, and in step S609, the PID calculation means 114 performs PID control. In step S610, it is determined whether the rotation amount deviation is smaller than a predetermined value. If larger than the predetermined value, the process proceeds to step S114, the energization waveform condition is updated, and the process proceeds to step S106. When the value is smaller than the predetermined value, the flow of the motor rotation stopping operation (steps S115 to S118 in FIG. 5) described in the first embodiment is executed.

以上説明したように、本実施例のモータ制御装置では、最大トルクを発生するように進角値を制御するとともに、目標回転量近傍では目標速度を小さくし、回転量偏差に応じて進角値も小さくなるので目標回転量に到達させるための制御性能が向上する。   As described above, in the motor control device of this embodiment, the advance angle value is controlled so as to generate the maximum torque, the target speed is reduced in the vicinity of the target rotation amount, and the advance angle value is set according to the rotation amount deviation. Therefore, the control performance for reaching the target rotation amount is improved.

図15は、本実施例のモータ制御装置の構成図である。本実施例では、実施例6の図13と異なる部分について説明する。   FIG. 15 is a configuration diagram of the motor control device of the present embodiment. In the present embodiment, parts different from FIG. 13 of the sixth embodiment will be described.

目標回転量近傍で急激な負荷変動が生じた場合には閉ループ制御が不安定になる場合が生じる。そこで、本実施例では、開/閉ループ選択手段122が、回転量設定手段116が設定する目標回転量が所定値より小さい場合に、進角値制御(閉ループ制御)からモータの回転方向と回転量を制御する開ループ制御に切換える指示を制御手段103に出力する。   When a sudden load fluctuation occurs in the vicinity of the target rotation amount, the closed loop control may become unstable. Therefore, in the present embodiment, when the target rotation amount set by the rotation amount setting unit 116 is smaller than a predetermined value, the open / closed loop selection unit 122 changes from the advance value control (closed loop control) to the rotation direction and rotation amount of the motor. An instruction to switch to the open loop control for controlling is output to the control means 103.

なお、所定値をカウントパルスの1パルス(δθ)に設定してもよい。目標回転量が1パルスより小さい場合、カウントパルスを検出して回転量を計測することが不可能であるので、モータの制御方法を閉ループ制御から開ループ制御に切換える必要がある。   The predetermined value may be set to one count pulse (δθ). When the target rotation amount is smaller than one pulse, it is impossible to detect the count pulse and measure the rotation amount, so it is necessary to switch the motor control method from closed loop control to open loop control.

制御手段103は、内部に記憶する開ループ通電波形データから読み出した通電波形を通電手段106に出力する。そして、通電手段106が制御手段103から取得する通電波形に基づいて駆動コイル部5に通電することで、開ループ制御が行われる。   The control means 103 outputs the energization waveform read from the open loop energization waveform data stored therein to the energization means 106. Then, the energization unit 106 energizes the drive coil unit 5 based on the energization waveform acquired from the control unit 103, whereby open loop control is performed.

また、制御手段103は、内部に記憶されている正弦波を所定の電気角ごとに階段状に通電波形を変化させた複数の分解能の異なるマイクロステップ駆動用の開ループ通電波形から目標回転量に応じた通電波形を選択してもよい。通電手段106は、モータの回転量が目標回転量に到達するまでマイクロステップ駆動の分解能の最小駆動量、つまり1マイクロステップごとにモータを駆動するように、制御手段103から取得する通電波形に基づいて駆動コイル部5に通電する。   Further, the control means 103 changes the energized waveform of the sine wave stored therein in a stepwise manner for each predetermined electrical angle to a target rotation amount from a plurality of open loop energized waveforms for microstep driving with different resolutions. A corresponding energization waveform may be selected. The energizing means 106 is based on the energization waveform acquired from the control means 103 so that the motor is driven every microstep so as to drive the motor every microstep until the motor rotation amount reaches the target rotation amount. The drive coil unit 5 is energized.

以上説明したように、本実施例のモータ制御装置では、目標回転量の近傍まではブラシレスモータが常に最大トルクを発生するように進角値を制御する。また、目標回転量が所定値より小さくなる場合には、開ループ制御で目標回転量に到達させることができるため、モータを安定して駆動させることができる。   As described above, in the motor control device of this embodiment, the advance value is controlled so that the brushless motor always generates the maximum torque until the vicinity of the target rotation amount. Further, when the target rotation amount is smaller than the predetermined value, the target rotation amount can be reached by open loop control, so that the motor can be driven stably.

図16を参照して、本実施例の制御処理について説明する。図16は、実施例1で説明したモータの回転停止動作のフロー完了後の制御処理を示すフローチャートである。   With reference to FIG. 16, the control process of a present Example is demonstrated. FIG. 16 is a flowchart illustrating a control process after the completion of the flow of the motor rotation stop operation described in the first embodiment.

ステップS801では、再起動命令があるかどうかの判断がされる。再起動命令がある場合は、ステップS802に進む。ステップS802では、通電手段106は、停止前のステップS118で記憶する通電波形条件で所定時間だけ駆動コイル部5に通電を行う。ステップS803では、駆動コイル部5への通電開始と同時にカウントパルスの計測が開始される。モータの回転停止後に何らかの外因により回転している場合があり、その場合には駆動コイル部5へ通電後にモータがわずかに回転しカウントパルスが計測される。ステップS804では、駆動コイル部5への通電をオフした時点からロータ2の位置が変化したかどうかを確認するために、計測されるカウントパルスが所定数より小さいかどうかが判断される。カウントパルスが所定値(例えば、1〜2パルス)よりも小さい場合は、ロータ2の位置にほとんど変化がないと判断し、ステップS805で進角値が90°と設定される。ステップS806では、制御手段103は、通電波形条件を更新する。一方、カウントパルスが所定値より大きい場合は、ステップS807でロータ2の位置検出が行われ、ステップS808で制御手段103は通電波形条件の設定を行う。ステップS809では、通電手段106が駆動コイル部5に通電する。   In step S801, it is determined whether there is a restart command. If there is a restart command, the process proceeds to step S802. In step S802, the energization means 106 energizes the drive coil unit 5 for a predetermined time under the energization waveform condition stored in step S118 before stopping. In step S <b> 803, measurement of the count pulse is started simultaneously with the start of energization of the drive coil unit 5. In some cases, the motor rotates due to some external factor after stopping the rotation of the motor. In this case, the motor rotates slightly after the drive coil unit 5 is energized and count pulses are measured. In step S804, in order to confirm whether or not the position of the rotor 2 has changed since the energization of the drive coil unit 5 was turned off, it is determined whether or not the count pulse to be measured is smaller than a predetermined number. If the count pulse is smaller than a predetermined value (for example, 1 to 2 pulses), it is determined that there is almost no change in the position of the rotor 2, and the advance value is set to 90 ° in step S805. In step S806, the control unit 103 updates the energization waveform condition. On the other hand, if the count pulse is larger than the predetermined value, the position of the rotor 2 is detected in step S807, and the control means 103 sets energization waveform conditions in step S808. In step S809, the energization means 106 energizes the drive coil unit 5.

以上説明したように、本実施例のモータ制御装置では、停止状態のロータ位置に応じて起動することができる。   As described above, the motor control device according to the present embodiment can be started according to the stopped rotor position.

図17は、本実施形態のモータ制御装置を備える光学機器の構成図である。光学機器は、例えば、一眼レフカメラ用の交換レンズ、コンパクトカメラ、ビデオカメラなどの撮影光学用のレンズ部であり、フィールドレンズ群、バリエータ群、コンペンセータ群、およびフォーカス群などの光学素子を備える。本実施形態のモータ制御装置は、光学機器のレンズ位置制御に限らず、モータの回転駆動によって被駆動体を駆動する装置に広く応用が可能である。   FIG. 17 is a configuration diagram of an optical apparatus including the motor control device of this embodiment. The optical device is, for example, an imaging lens such as an interchangeable lens for a single-lens reflex camera, a compact camera, or a video camera, and includes optical elements such as a field lens group, a variator group, a compensator group, and a focus group. The motor control device according to the present embodiment is not limited to the lens position control of an optical apparatus, and can be widely applied to devices that drive a driven body by rotational driving of a motor.

本実施例では、レンズ12は、フォーカス群であり、光学機器の焦点調節を行う。モータ部10は鏡筒(不図示)に固定され、鏡枠11はレンズ12とリードスクリューネジ13を保持する。鏡枠11はリードスクリューネジ13と噛み合い、リードスクリューネジ13が回転することで鏡枠11が図中の矢印に沿って進退駆動する。LP140は、レンズ12の初期位置を検出する位置センサである。LP140と第2位置検出手段107の出力から得られるカウントパルス数によりレンズの絶対位置が検出される。レンズ位置制御手段141は、画像を生成する撮像素子(不図示)の信号から画像の合焦状態と非合焦状態を判定する。また、レンズ位置制御手段141は、撮像機器150から出力される焦点調節情報(制御情報)に基づいて、目標回転量を演算し回転量設定手段116に入力する。   In this embodiment, the lens 12 is a focus group and performs focus adjustment of the optical device. The motor unit 10 is fixed to a lens barrel (not shown), and the lens frame 11 holds a lens 12 and a lead screw screw 13. The lens frame 11 meshes with the lead screw screw 13, and the lead screw screw 13 rotates to drive the lens frame 11 to advance and retreat along the arrow in the figure. The LP 140 is a position sensor that detects the initial position of the lens 12. The absolute position of the lens is detected based on the number of count pulses obtained from the outputs of the LP 140 and the second position detecting means 107. The lens position control means 141 determines an in-focus state and an out-of-focus state of an image from a signal from an image sensor (not shown) that generates an image. The lens position control unit 141 calculates a target rotation amount based on focus adjustment information (control information) output from the imaging device 150 and inputs the target rotation amount to the rotation amount setting unit 116.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

2 ロータ
6 出力軸
10 ブラシレスモータ部(モータ)
101 第1位置検出手段(第1の検出手段)
103 制御手段
107 第2位置検出手段(第2の検出手段)
2 Rotor 6 Output shaft 10 Brushless motor section (motor)
101 First position detecting means (first detecting means)
103 control means 107 second position detection means (second detection means)

Claims (13)

一定の角度ごとに磁極が形成されるロータを備えるモータと、
前記ロータの回転位置を検出する第1の検出手段と、
前記第1の検出手段の検出分解能より高い検出分解能を有し、前記モータの出力軸の回転位置を検出する第2の検出手段と、
前記第1の検出手段の出力信号が出力するタイミングにおける前記第2の検出手段の出力信号に基づく進角値を用いて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とするモータ制御装置。
A motor including a rotor in which magnetic poles are formed at certain angles;
First detection means for detecting the rotational position of the rotor;
Second detection means that has a detection resolution higher than the detection resolution of the first detection means and detects the rotational position of the output shaft of the motor;
Control means for controlling drive of the motor using an advance value based on the output signal of the second detection means at the timing when the output signal of the first detection means is outputted. Control device.
前記第1の検出手段の出力信号が出力するタイミングにおける前記第2の検出手段の出力信号の数を計測する計測手段を更に有し、
前記制御手段は、前記計測手段の出力に基づいて前記進角値を制御することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
A measuring unit that measures the number of output signals of the second detection unit at a timing when the output signal of the first detection unit is output;
The motor control apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the advance value based on an output of the measurement unit.
前記第2の検出手段の出力信号に基づく前記モータの速度の変化量を算出する変化量算出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記変化量が所定値より小さい場合は、前記第1の検出手段の出力信号に基づいて前記モータの駆動を制御し、前記変化量が前記所定値より大きい場合は、前記進角値を用いて前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。
A change amount calculation means for calculating a change amount of the speed of the motor based on the output signal of the second detection means;
The control means controls the driving of the motor based on the output signal of the first detection means when the change amount is smaller than a predetermined value, and when the change amount is larger than the predetermined value, the advancement is performed. The motor control device according to claim 1, wherein driving of the motor is controlled using an angular value.
前記第2の検出手段の出力信号に基づく前記モータの速度と、前記モータの目標速度を用いて速度偏差を算出する速度偏差算出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記速度偏差が所定値より大きい場合は、前記速度偏差に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。
A speed deviation calculating means for calculating a speed deviation using the speed of the motor based on the output signal of the second detecting means and the target speed of the motor;
3. The motor control device according to claim 1, wherein when the speed deviation is larger than a predetermined value, the control unit controls driving of the motor based on the speed deviation.
前記第2の検出手段の出力信号に基づく前記モータの速度と、前記モータの目標速度を用いて第1の速度偏差を算出する速度偏差算出手段と、を更に有し、
前記制御手段は、前記速度偏差が所定値より小さい場合は、前記第1の検出手段の出力信号に基づく前記モータの速度と前記目標速度を用いて算出される第2の速度偏差に基づいて前記モータの駆動を制御し、前記速度偏差が前記所定値より大きい場合は、前記第1の速度偏差に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。
A speed deviation calculating means for calculating a first speed deviation using a speed of the motor based on an output signal of the second detecting means and a target speed of the motor;
The control means, when the speed deviation is smaller than a predetermined value, based on the second speed deviation calculated using the motor speed and the target speed based on the output signal of the first detection means. 3. The motor control according to claim 1, wherein the driving of the motor is controlled, and when the speed deviation is larger than the predetermined value, the driving of the motor is controlled based on the first speed deviation. apparatus.
前記モータの回転量と目標回転量を用いて回転量偏差を算出する回転量偏差算出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記回転量偏差に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。
A rotation amount deviation calculating means for calculating a rotation amount deviation using the rotation amount of the motor and the target rotation amount;
The motor control apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls driving of the motor based on the rotation amount deviation.
前記回転量偏差は、前記進角値により制限されることを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 6, wherein the rotation amount deviation is limited by the advance value. 前記モータの回転量と目標回転量を用いて回転量偏差を算出する回転量偏差算出手段と、
前記第2の検出手段の出力信号に基づく前記モータの速度と、前記回転量偏差に応じて設定される前記モータの目標速度を用いて速度偏差を算出する速度偏差算出手段と、を更に有し、
前記制御手段は、前記速度偏差に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。
A rotation amount deviation calculating means for calculating a rotation amount deviation using the rotation amount of the motor and a target rotation amount;
A speed deviation calculating means for calculating a speed deviation using the motor speed based on the output signal of the second detection means and a target speed of the motor set according to the rotation amount deviation; ,
The motor control apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls driving of the motor based on the speed deviation.
前記制御手段は、前記モータの目標回転量が所定値より小さい場合は、前記モータの駆動に対する制御を閉ループ制御から開ループ制御に切換えることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。   3. The motor control device according to claim 1, wherein when the target rotation amount of the motor is smaller than a predetermined value, the control unit switches the control for driving the motor from closed loop control to open loop control. . 前記制御手段は、前記開ループ制御において前記目標回転量まで前記目標回転量に対応する最小駆動量で前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項9に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 9, wherein the control unit controls the driving of the motor by a minimum driving amount corresponding to the target rotation amount up to the target rotation amount in the open loop control. 前記所定値は、前記第2の検出手段の角度分解能より小さいことを特徴とする請求項9または10に記載のモータ制御装置。   The motor control apparatus according to claim 9 or 10, wherein the predetermined value is smaller than an angular resolution of the second detection means. 前記モータ制御装置を再起動する場合において、前記制御手段は、前記モータを停止前の条件で所定時間だけ駆動させたときに検出される前記第2の検出手段の出力信号の数が、所定の数より小さい場合は前記停止前の条件で前記モータの駆動を制御し、前記所定の数より大きい場合は前記第1の検出手段の出力信号に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のモータ制御装置。   In the case of restarting the motor control device, the control means has a predetermined number of output signals of the second detection means detected when the motor is driven for a predetermined time under the condition before stopping. When the number is smaller than the number, the driving of the motor is controlled under the condition before the stop, and when larger than the predetermined number, the driving of the motor is controlled based on the output signal of the first detection means. The motor control device according to any one of claims 1 to 11. 請求項1から12のいずれか1項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置により駆動される光学素子と、を有することを特徴とする光学機器。
The motor control device according to any one of claims 1 to 12,
And an optical element driven by the motor control device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113014156A (en) * 2019-12-18 2021-06-22 珠海格力电器股份有限公司 Motor control method and device, motor and readable storage medium
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