JP2019047722A - Motor drive device and motor drive method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータの回転検出位置に対して効率的な駆動波形を与えるモータ駆動技術に関するものである。 The present invention relates to a motor drive technique for providing an efficient drive waveform to a rotation detection position of a rotor.
位置検出機構部によってロータの回転位置を検出し、モータに駆動波形を印加することで効率的な回転駆動を実現する技術がある。特許文献1に開示の装置は、磁石をロータ(回転子)側に配置し、コイル巻線をステータ(固定子)側に配置したモータ構成において、低分解能の矩形波位置検出センサから効率的な位相の正弦波駆動信号を生成する。また特許文献2には、位置検出器の矩形波変化分解能を向上させる技術が開示されている。これは、ロータ検出位相と駆動波形位相との関係が目標の位相関係からずれていた場合、ずれ量を補償することで回転駆動を効率化する技術である。
There is a technology for realizing efficient rotational drive by detecting the rotational position of the rotor by the position detection mechanism unit and applying a drive waveform to the motor. In the motor configuration disclosed in
従来の技術は、理想とするロータ回転位相と駆動波形位相との位相関係に基づき、位相関係が理想値から差分を持っていることが検出された後に補償処理を行う技術である。そのため、差分の検出時点から補償処理が完了する時点までの反応に遅延が生じる。遅延時間が長いと、加減速時や外乱発生時に機構部が持っている反応のポテンシャルを出し切ることができない可能性がある。 The conventional technique is a technique for performing compensation processing after it is detected that the phase relationship has a difference from the ideal value based on the ideal phase relationship between the rotor rotational phase and the drive waveform phase. Therefore, a delay occurs in the reaction from the detection of the difference to the completion of the compensation process. If the delay time is long, there is a possibility that the potential of the reaction possessed by the mechanism unit can not be fully exhausted at the time of acceleration / deceleration or disturbance.
位置検出機構部を高精度化する方法として、矩形波信号の分解能を高める方法がある。この方法では信号の周波数特性により、高速回転時に十分な矩形信号変化の検出結果が得られないと、位置検出ができなくなる可能性がある。またロータ回転位相と駆動波形位相との位相関係の指令値が変更されたときに、駆動波形の連続性が損なわれて不連続な波形となり、モータの振動や騒音が発生する可能性がある。
本発明の目的は、回転検出位置に基づいて効率的な駆動波形を生成するモータ駆動装置において、反応遅れの少ない駆動波形生成を可能とし、外乱等による振動時にモータの逆転動作を抑制することである。
As a method of improving the accuracy of the position detection mechanism, there is a method of enhancing the resolution of the rectangular wave signal. In this method, position detection can not be performed unless sufficient rectangular signal change detection results can be obtained during high-speed rotation due to the frequency characteristics of the signal. In addition, when the command value of the phase relationship between the rotor rotational phase and the drive waveform phase is changed, the continuity of the drive waveform is lost to form a discontinuous waveform, which may cause vibration or noise of the motor.
An object of the present invention is to enable generation of a drive waveform with a small reaction delay in a motor drive device that generates an efficient drive waveform based on a rotation detection position, and to suppress reverse operation of the motor when vibrating due to disturbance or the like. is there.
本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置は、ロータの回転方向を設定する設定手段と、前記ロータの回転位置を検出する検出手段と、モータへの駆動波形を生成する生成手段と、前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とを同期させる同期制御を行う制御手段と、前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とが同期した状態で、前記回転位置と前記駆動波形との間に位相差を設定する位相差設定手段と、を備える。前記制御手段は、前記検出手段により検出される回転位置の変化に対応する方向と、前記設定手段によって設定された回転方向とが異なる場合、前記設定された回転方向とは逆の方向である逆回転を抑制する制御を行う。 A motor drive device according to an embodiment of the present invention comprises: setting means for setting a rotational direction of a rotor; detection means for detecting a rotational position of the rotor; generation means for generating a drive waveform to a motor; Control means for performing synchronous control to synchronize the phase of the position and the phase of the drive waveform, and the phase between the rotational position and the phase of the drive waveform in a synchronized state, between the rotational position and the drive waveform And phase difference setting means for setting the phase difference. When the direction corresponding to the change of the rotational position detected by the detection means is different from the rotational direction set by the setting means, the control means is reverse to the set rotational direction, which is the opposite direction. Control to suppress the rotation.
本発明によれば、回転検出位置に基づいて効率的な駆動波形を生成するモータ駆動装置において、反応遅れの少ない駆動波形生成を可能とし、外乱等による振動時にモータの逆転動作を抑制することができる。 According to the present invention, in a motor drive device that generates an efficient drive waveform based on a rotation detection position, it is possible to generate a drive waveform with a small reaction delay, and to suppress reverse operation of the motor when vibrating due to disturbance or the like. it can.
以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態のモータ駆動装置は、撮像装置や光学ディスク装置、プリンタやプロジェクタ等の各種機器に適用可能である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The motor drive device of the present embodiment is applicable to various devices such as an imaging device, an optical disk device, a printer, a projector and the like.
[第1実施形態]
図1は本実施形態のシステムの概要を説明するブロック図であり、駆動用の電気回路を含めたモータ駆動装置の構成例を示す。ステッピングモータ101は、ロータ軸102にENC(エンコード用)磁石103を備える。ENC磁石103は、回転軸を中心とする円周上に発生する磁場が回転位置に応じて正弦波状の磁場を発生するように着磁されている。またステッピングモータ101はリセット機構121を備える。リセット機構121は、ロータ軸102の回転に応じて、特定の1箇所において変化する信号を出力する構成となっている。この信号は、モータの回転位置に係る絶対位置の基準を与えるための信号である。リセット機構121としては、具体的には、ロータ軸102がスクリュー軸となっており、スクリュー軸の回転に応じて並進移動する移動体にスリットが形成されている。スリットがフォトインタラプタを遮光することで、その出力信号が変化する。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram for explaining an outline of a system according to the present embodiment, and shows an example of the configuration of a motor drive apparatus including an electric circuit for drive. The stepping
Hall素子パッケージ104は、ENC磁石103の磁気検出部であり、複数のホール素子を備える。例えば、Hall素子105および106はそれぞれの位置にて、ENC磁石103の回転による磁場の変化を検出し、検出信号をアンプ107へ出力する。図2を参照して具体例を説明する。
The
図2(A)はステッピングモータ101の外観例を示す斜視図である。ステッピングモータ101のロータ軸102には、短い円筒状のENC磁石103が設置されている。ENC磁石103の発生する磁場を検知可能な位置に、Hall素子パッケージ104が配置されている。ステッピングモータ101から配線部材201が外部に引き出されており、配線部材201は後述のモータドライバ113に接続される。
FIG. 2A is a perspective view showing an example of the appearance of the
図2(B)はENC磁石103とHall素子105,106との位置関係を示す模式図である。ENC磁石103は対極数5(10極)の磁石であり、36度ごとの領域が着磁されている。Hall素子105,106はENC磁石103の中心位置から見た場合、中心位置から等距離に配置されている。中心位置に対するHall素子105,106の角度、つまり、2つのHall素子が中心位置に対して成す物理的な角度(物理角)が18度となる配置である。2つのHall素子で検出される信号位相としては、90度の位相差となる。
FIG. 2B is a schematic view showing the positional relationship between the
図1のアンプ107は、Hall素子105,106からそれぞれ入力される微弱な信号を増幅し、後段のAD変換回路108へ出力する。AD変換回路108はアンプ107から入力されたアナログ電圧信号をデジタル変換して数値化し、変換結果をデジタル数値信号として位置ENC回路109に出力する。
The
位置ENC回路109はAD変換回路108から入力される信号のエンコード処理を行う。位置ENC回路109は、入力された2つの信号のオフセット調整およびゲイン調整を行う処理部を備える。位置ENC回路109は、調整後に2つの信号からTAN値(正接値)を算出した後でArcTAN演算(逆正接演算)を行い、回転角度情報を生成する。この回転角度情報を積分することで回転位置情報が生成される。生成された回転位置情報は駆動波形生成回路110に送られる。
The
駆動波形生成回路110はモータに対する駆動用波形を生成する。駆動波形生成回路110は、OPEN駆動とCLOSE駆動の切り替えを行う。OPEN駆動は予め設定された周波数で駆動用の位相の異なる正弦波信号を出力する駆動である。CLOSE駆動は位置ENC回路109と連動させた駆動波形を出力する駆動である。OPEN駆動とCLOSE駆動の切り替えはCPU(中央演算処理装置)111の指令にしたがって行われる。
The drive
CPU111は駆動波形生成回路110に対して、OPEN駆動とCLOSE駆動の切り替えの指令を行い、OPEN駆動時の出力正弦波信号の周波数と振幅ゲイン値を設定する。またCPU111は、位置ENC回路109に対して位置カウント値の初期化設定等を行う。位置ENC回路109および駆動波形生成回路110による処理については、図3から図5を用いて後述する。
The
PWM(パルス幅変調)発生器112は駆動波形生成回路110から出力されるPWM指令値に応じて、モータドライバ113に対してPWM信号を出力する。PWM信号については図5を用いて後述する。
A PWM (pulse width modulation)
モータドライバ113は、PWM発生器112より出力されるPWM信号に応じた増幅を行い、ステッピングモータ101のA相用コイル114、B相用コイル115に電圧を印加する。モータへの印加信号はPWM信号に応じた高周波電圧信号となるが、コイルに発生する電流値信号はコイルのL(インダクタンス)成分によりLPF(ローパスフィルタ)がかかった場合と同様になる。このことから、コイルには実効的に、図5で説明する正弦波状の信号電圧が印加されるのと同様であるものとする。
The
ステータA+116、ステータA−117はそれぞれ、A相用コイルの両端の発生する磁場を集中して放出する働きをもつ。ステータB+118、ステータB−119はそれぞれ、B相用コイルの両端の発生する磁場を集中して放出する働きをもつ。図2(C)を参照して、ステータA+およびA−、ステータB+およびB−、ロータ磁石の配置関係を具体的に説明する。 Each of the stator A + 116 and the stator A-117 functions to concentrate and release the magnetic field generated at both ends of the A phase coil. The stator B + 118 and the stator B-119 function to concentrate and release the magnetic field generated at both ends of the B phase coil. The arrangement of the stators A + and A-, the stators B + and B-, and the rotor magnets will be specifically described with reference to FIG.
図2(C)においてステータA+116、ステータA−117、ステータB+118、ステータB−119は、互いの物理角が18度毎の位置関係で配置される。ロータ磁石120の回転方向はCW方向またはCCW方向である。この例では、ステータ群がそれぞれ合計5組配置されている。ロータ磁石120はステータ群の中央に位置し、N極、S極がそれぞれ5極で、合計10極の磁極を持つ。駆動波形の正弦波が1波出力される毎に、ロータ磁石120は物理角で72度回転する。
In FIG. 2C, the stator A + 116, the stator A-117, the stator B + 118, and the stator B-119 are arranged such that their physical angles are in a positional relationship of 18 degrees. The rotation direction of the
次に位置ENC回路109、駆動波形生成回路110の処理を詳細に説明する。図3(A)は位置ENC回路109、駆動波形生成回路110の処理を詳細に示すブロック図である。Apos生成部301およびBpos生成部302が位置ENC回路109に相当する。駆動波形位相決定部303〜回転方向固定機能設定部307が駆動波形生成回路110に相当する。
Next, processing of the
図1のHall素子105の出力信号を検出信号1と表記し、Hall素子106の出力信号を検出信号2と表記する。検出信号1および2はアンプ107を介してAD変換回路108へ入力され、AD変換された信号はApos生成部301が取得する。Apos生成部301は、ArcTan(逆正接)演算を用いて回転位置を算出する。前処理として、入力された2つの信号のオフセット調整およびゲイン調整が行われる。つまり、2つの信号のオフセットおよびゲインを同一にする調整が行われる。この調整はOPEN駆動でモータを回転させることによって2つの信号のピーク値とボトム値を検出し、その検出結果を用いて行われる。調整後に、90度の位相差を持った2つの正弦波状信号で正接値を算出し、逆正接演算を行うと回転角度情報(Aposと記す)が生成される。この回転角度の値を積分した値を算出することで回転位置情報を生成することができる。検出信号1および2と回転位置情報との関係について、図4の例で説明する。
The output signal of the
図4(A)および(B)は、それぞれ検出された回転位置信号を調整した後の信号を例示する。図4(A)に示す信号は正弦波状信号であり、図4(B)に示す信号は余弦波状信号である。図4(C)は検出位置のカウント値の変化を示す。横軸はロータの回転量を表す。本実施形態では、2つのHall素子の信号が正弦波の1波長分出力されたときに1024カウント分の位置分解能で位置検出を行えるものとする。検出位置のカウント値は図3(A)のApos生成部301の記憶領域に格納される。
FIGS. 4A and 4B illustrate signals after adjusting the detected rotational position signals. The signal shown in FIG. 4A is a sine wave signal, and the signal shown in FIG. 4B is a cosine wave signal. FIG. 4C shows the change of the count value of the detection position. The horizontal axis represents the amount of rotation of the rotor. In this embodiment, when signals of two Hall elements are output for one wavelength of a sine wave, position detection can be performed with position resolution for 1024 counts. The count value of the detection position is stored in the storage area of the
図3(B)はAposを示し、グラフの横軸はロータの回転量を表す。Aposの値はロータの回転量に比例したカウント値である。Apos生成部301の次にBpos生成部302が処理を引き継ぐ。
FIG. 3B shows Apos, and the horizontal axis of the graph represents the amount of rotation of the rotor. The value of Apos is a count value proportional to the amount of rotation of the rotor. After the
Bpos生成部302は、Aposに対して任意のオフセット値を持った情報(Bposと記す)を生成する。CPU111は任意のタイミングでBposを任意の値に書き換え可能であり、当該タイミングで書き換えた値、およびBposとAposとの差分量をオフセット値として記録する。図3(C)はBposを示す。横軸はロータの回転量を表す。Bpos生成部302は、図3(B)に示すApos値に対し、記録されたオフセット値が常に付与されたBpos値を生成する。Bpos値は、ゼロと上限値との間で回転量に対して周期的に変化する鋸歯状波の信号値である。
The
Bpos生成部302により生成されるBposの情報は、駆動波形位相決定部303に入力される。駆動波形位相決定部303は、最終的にA相用コイル114、B相用コイル115に印加する駆動波形の位相カウント情報を決定する。駆動波形位相決定部303は、図1のPWM発生器112に対し、位相カウントに相当するPWM値を出力する。駆動波形位相決定部303は、OPEN駆動用カウント部304の指令により、位相カウント情報を出力するOPEN駆動と、Bpos値に基づいて位相カウント情報を出力する位置連動駆動とを切り替えることができる。OPEN駆動と位置連動駆動は、CPU111が駆動波形位相決定部303に対して設定を行うことで切り替えられる。
The information of Bpos generated by the
OPEN駆動を行う場合、CPU111はOPEN駆動用カウント部304に駆動波形の周波数を指令し、駆動波形位相決定部303に駆動波形の振幅ゲインを設定する。これにより、駆動波形位相決定部303は所望周波数、所望振幅の駆動波形を出力する。一方、位置連動駆動を行う場合、Bposの下位10ビット値に対して駆動波形位相決定部303は所定のオフセット値を付与した値を算出する。所定のオフセット値は以下の通りである。
・CPU111が定常位相差設定部305を通じて設定した第1のオフセット値(STC_OFS値)
・CPU111が駆動用位相差設定部306を通じて設定した第2のオフセット値(PHS_OFS値)。
When performing OPEN drive, the
The first offset value (STC_OFS value) set by the
Second offset value (PHS_OFS value) set by the
これらのオフセットを付与した値が算出されて駆動波形位相のカウント値が取得される。このカウント値に相当する位相の出力値が駆動波形の出力値として選択される。この関係を図3(D)、(E)のグラフによって示す。図3(D)はBposの下位10ビット値と回転量との関係を示す。図3(E)はオフセットを付与した後の駆動波形を示す。横軸はロータの回転量を表す。Bposに対してSTC_OFS、PHS_OFSの両方が加算されてオフセット値が付与される。後述するように、STC_OFSはロータの検出位置カウントと駆動波形カウントの安定位置を管理する役割をもつ。PHS_OFSはトルク発生のための位相差を管理する役割が割り当てられている。 The values to which these offsets are added are calculated, and the count value of the drive waveform phase is obtained. The output value of the phase corresponding to the count value is selected as the output value of the drive waveform. This relationship is shown by the graphs of FIGS. 3 (D) and 3 (E). FIG. 3D shows the relationship between the lower 10 bit value of Bpos and the amount of rotation. FIG. 3E shows the drive waveform after the offset is applied. The horizontal axis represents the amount of rotation of the rotor. Both STC_OFS and PHS_OFS are added to Bpos to give an offset value. As will be described later, the STC_OFS plays a role in managing the detection position count of the rotor and the stable position of the drive waveform count. PHS_OFS is assigned a role of managing phase difference for torque generation.
回転方向固定機能設定部(以下、単に固定機能設定部という)307は、駆動波形生成回路110と位置ENC回路109とを連動させたCLOSE駆動時に、過剰負荷等がかかった場合の意図しない逆転駆動を防ぐ働きをする。その詳細な動作については後述する。
The rotation direction fixing function setting unit (hereinafter simply referred to as the fixing function setting unit) 307 performs an unintended reverse driving when an overload or the like is applied during CLOSE driving in which the drive
駆動波形生成回路110は、図3(A)の駆動波形位相決定部303〜固定機能設定部307によって駆動波形の位相を決定し、駆動波形に対応するPWM指令値をPWM発生器112へ出力する。PWM発生器112は駆動波形生成回路110から出力されるPWM指令値に応じて、モータドライバ113にPWM信号を出力する。図5を参照して、正弦波位置カウント値と、出力されるPWM値(Duty%値)との関係を説明する。図5(A)、(B)ともに横軸はテーブル番号を表し、図3(E)に示す出力値と同様に1024の分解能である。縦軸はPWM信号のDuty%値を表わす。
Drive
図5(A)では、横軸がプラスカウントされていてA相駆動電圧波形に対してB相駆動電圧波形が90度先行している。これはモータがCW方向に回転する場合を示している。逆に図5(B)では、横軸がマイナスカウントされていてB相駆動電圧波形に対してA相駆動電圧波形が90度先行している。これはモータがCCW方向に回転する場合を示している。縦軸のDuty%値はCPU111によるゲイン設定値に応じて増減する。本実施形態ではモータの回転運動に支障を来すことのない適切なゲイン値が設定されているものとする。
In FIG. 5A, the horizontal axis is plus counted and the B-phase drive voltage waveform leads by 90 degrees with respect to the A-phase drive voltage waveform. This shows the case where the motor rotates in the CW direction. Conversely, in FIG. 5B, the horizontal axis is counted minus, and the A-phase drive voltage waveform leads by 90 degrees with respect to the B-phase drive voltage waveform. This shows the case where the motor rotates in the CCW direction. The duty% value on the vertical axis increases or decreases in accordance with the gain setting value by the
図6および図7は、本実施形態における処理の流れを示すフローチャートである。CPU111は所定のプログラムにしたがって以下の制御を行う。駆動シーケンスが開始するとS601の処理に進む。
6 and 7 are flowcharts showing the flow of processing in the present embodiment. The
図6のS601でCPU111は、位置連動駆動をオフにする設定処理を実行する。つまり、OPEN駆動が働く設定となる。続くS602でCPU111はリセット機構121が出力しているリセット信号の検出状態を判定する。リセット信号は、ロータ軸102のスクリュー機構に取り付けられた被検知部材の移動に伴い、被検知部材が予め設定された位置を通過するときにHighまたはLowに変化する2値信号である。モータ駆動装置がステッピングモータ101にB相先行の駆動波形を印加してCW回転をするときに被検知部材が進行する側が、リセット信号としてHighレベルを出力する側である。モータ駆動装置がステッピングモータ101にA相先行の駆動波形を印加してCCW回転をするときに被検知部材が進行する側が、リセット信号としてLowレベルを出力する側である。リセット信号が変化する位置を検出して絶対位置を確定するために、S602の判定処理が行われる。
At S601 in FIG. 6, the
S602にてリセット信号がLowレベルであればS603に進み、またS602にてリセット信号がHighレベルであればS604に進む。S603でCPU111はB相先行波形の駆動波発生をOPEN駆動用カウント部304(図3)に指令し、モータを回転させる制御を行う。S604でCPU111はA相先行波形の駆動波発生をOPEN駆動用カウント部304に指令し、モータを回転させる制御を行う。S603またはS604の処理後、S605の処理に進む。
If the reset signal is low at S602, the process proceeds to S603, and if the reset signal is high at S602, the process proceeds to S604. In step S603, the
S605でCPU111はリセット信号の状態が変化したかどうかを判定する。CPU111はリセット信号を監視し、リセット信号に変化が起きた場合、S606の処理に進み、リセット信号に変化がない場合には監視を継続してS605の判定処理を繰り返す。S606でCPU111は、駆動波形の進行を停止させる指令をOPEN駆動用カウント部304に出力する。このときの停止位置は位置カウントの基準位置となる。次のS607では、検出位置の最終的な位置管理を行うBpos値が初期化され、Bposにゼロを書き込む処理が行われる。
In step S605, the
続くS608では、ロータの停止状態で駆動波形位相決定部303に保持されている駆動波形の位相カウント値から、Bposの下位10ビット値を引いた値をSTC_OFSとして書き込む処理が実行される。STC_OFSの値は、位置連動駆動をオンにした瞬間に、駆動波形の出力位相がずれないようにするための値である。S608の時点では、OPEN駆動波形の結果、ある駆動波形位相を出力している状態にてロータ磁石120が安定に停止している。位置連動駆動がオンに設定された後の駆動波形位相は、Bposの下10ビットの値に基づいて生成される。位置連動駆動がオンに設定された直後に、Bposの下位10ビットの値にSTC_OFSの値が加算される。加算後の値が駆動波形の位相カウント値として出力されるので、駆動波形の位相カウント値は位置連動駆動のオンとオフの前後で値が変わらないことが保証される。次にS609の処理に進む。
In the subsequent S608, processing is performed to write, as STC_OFS, a value obtained by subtracting the lower 10 bits of Bpos from the phase count value of the drive waveform held in the drive waveform
S609でCPU111は、固定機能設定部307を通じて、回転方向固定機能をオンにし、回転方向をCW方向、すなわち位置検出のカウント方向でプラス方向に設定する。S610でCPU111は位置連動駆動をオンに設定する。このとき、オフセットPHS_OFSにはゼロが設定されているものとする。位置連動駆動のオン設定の直後には前述の通り、駆動波形の出力位相は変化しない。
In step S609, the
S611において、位置連動機能を利用した回転トルク発生動作が行われる。具体的にはPHS_OFSに駆動波形位相で90度に相当する値である256が設定される。この時にモータに発生する現象については図8から図10を用いて後述する。 In S611, a rotational torque generation operation using a position interlocking function is performed. Specifically, 256 which is a value corresponding to 90 degrees in the drive waveform phase is set to PHS_OFS. The phenomenon which generate | occur | produces in a motor at this time is later mentioned using FIGS. 8-10.
S612でCPU111は、ロータの検出位置が予め設定された第1の位置(X1と記す)以上であるか否かを判定する。検出位置がX1以上である場合、S613に進み、検出位置がX1未満である場合にはS612の判定処理が繰り返される。S613でCPU111は、PHS_OFSに対し、S611での値256に256をさらに加えた値512を設定する。次に図7のS614へ進んでCPU111は、ロータの検出位置が予め設定された第2の位置(X2と記す)以上であるか否かを判定する。X2の大きさはX1の大きさより大きいものとする。検出位置がX2以上である場合、S615に進み、検出位置がX2未満である場合にはS614の判定処理が繰り返される。S615でCPU111はPHS_OFSに対し、S613での値512に128をさらに加えた値640を設定する。これらの処理はモータ電流の位相補償のために行われる。処理の詳細については図10、図11を用いて後述する。
In S612, the
続くS616において、CPU111はモータの減速開始位置の判定処理を行う。ロータの検出位置が減速開始位置以上であると判定された場合、S617の処理に進み、またロータの検出位置が減速開始位置未満であると判定された場合にはS616の判定処理が繰り返される。減速開始位置については、事前にモータおよび機構部の駆動特性を調べておき、所望の減速トルクをかけたときに十分な減速効果が得られるように、必要な回転量分だけ目標停止位置から手前の位置が設定されるものとする。続くS617でCPU111は、モータにCCW方向の回転トルク、すなわちCW回転時にはブレーキとなる減速トルクがかかるようにPHS_OFSの値として、−256を設定する。
In the subsequent S616, the
S618でCPU111は、ロータの検出位置が減速終了位置以上であるか否かを判定する。ロータの検出位置が減速終了位置以上である場合、S619に進み、またロータの検出位置が減速終了位置未満である場合にはS618の判定処理が繰り返される。減速終了位置については、事前にモータおよび機構部の駆動特性を調べておき、十分な減速が可能であって、かつ減速終了後に慣性で目標到達位置まで到達できるように、目標停止位置より手前の位置が設定されるものとする。
In step S618, the
S619でCPU111は、PHS_OFSの値としてゼロを設定する。すなわち検出位置と駆動波形との位相関係は、ブレーキトルクがかかる位相関係から回転トルクが発生しない位相関係へと移行する。続くS620でCPU111はロータの検出位置が予め設定された目標停止位置(TPと記す)以上であるか否かを判定する。ロータの検出位置が目標停止位置TP以上である場合、S621に進み、またロータの検出位置が目標停止位置TP未満である場合にはS620の判定処理が繰り返される。S621でCPU111は位置連動駆動をオフにし、駆動波形の位相を固定する。これにより、モータは回転を停止する。以上で一連の駆動シーケンスを終了する。
In step S619, the
ロータの回転検出位置が一定時間以上所望の変化をしない場合や、逆転移動量が予め定められた量より大きくなった場合にCPU111はモータの駆動状態が正常でないことを示す通知処理を実行する。逆転移動量とは、モータの駆動中に保持されている回転位置と、位置検出部により検出される回転位置との差分量に相当し、逆転方向の差分量である。このような場合、CPU111はモータの駆動シーケンスを一旦停止し、安全に再始動するシーケンスへ移行させる制御を行う。
When the rotation detection position of the rotor does not change as desired for a predetermined time or when the reverse movement amount becomes larger than a predetermined amount, the
図8から図10を参照して、図6のS611の処理について具体的に説明する。図8(A)は、図2(C)で示されているステータ群の配置に関し、ステータを横一列に並べた場合の模式図である。また図8(B)はステータ群に対してモータの周方向にどのような電圧印加を行っているかを模式的に示す図である。図8(C)はその電圧印加によってステータ群が発生させている、周方向の位置に対応した磁場の強さを示す図である。図8(D)は図2(C)に示されるロータ磁石120の着磁位相を示す図である。図8(B)から(D)において横軸は位置を表す。図8は、図6のS611の状態を示しており、ステータ群が発生させている磁場のNS磁極位相と、ロータ磁石120のNS磁極位相との関係は、ロータが安定に停止する関係である。
The process of S611 in FIG. 6 will be specifically described with reference to FIGS. 8 to 10. FIG. 8A is a schematic view of the arrangement of the stator group shown in FIG. 2C in which the stators are arranged in a horizontal row. FIG. 8B is a view schematically showing what voltage is applied to the stator group in the circumferential direction of the motor. FIG. 8C is a diagram showing the strength of the magnetic field corresponding to the circumferential position generated by the stator group by the voltage application. FIG. 8 (D) is a diagram showing the magnetization phase of the
図9は、図6のS611にてPHS_OFSの値に256が設定された後の状態を示す説明図である。図9(A)から(D)はそれぞれ、図8(A)から(D)に対応している。図9に示す状態では、ステータ群が発生させている磁場が図8に示す状態に比べて90度進んだ位置にある。この場合、図8(C)および(D)に示す関係から、図9(C)および(D)に示す関係へと変化する。このことにより、図9(D)で示されるように、ロータ磁石120は右側に引っ張られる引力、すなわちCW方向の回転トルク(正転トルク)が発生する。
FIG. 9 is an explanatory view showing a state after PHS_OFS is set to 256 in S611 of FIG. FIGS. 9A to 9D correspond to FIGS. 8A to 8D, respectively. In the state shown in FIG. 9, the magnetic field generated by the stator group is at a position advanced by 90 degrees as compared with the state shown in FIG. In this case, the relationships shown in FIGS. 8C and 8D change to the relationships shown in FIGS. 9C and 9D. As a result, as shown in FIG. 9D, an attractive force is drawn to the right of the
図10はモータの挙動を説明するグラフである。図10(A)はBposの時間変化を示し、横軸は時間軸であり、縦軸はロータの位置を表す。X1、X2は図6のS612、図7のS614で説明した所定の位置を表す。図10(B)はBposの下位10ビット値の時間変化を示す。図10(C)は駆動波形位相カウント値の時間変化を示す。時刻t1は、図6のS611においてPHS_OFSの値として256が設定されるタイミングを示す。時刻t2は、図6のS613の実行タイミングを示し、時刻t3は図7のS615の実行タイミングを示す。また図10(D)、(E)はそれぞれ、駆動波形位相カウント値に基づいて、ステータA+116に発生する駆動波形磁場の時間変化と、ステータB+118に発生する駆動波形磁場の時間変化を表している。 FIG. 10 is a graph for explaining the behavior of the motor. FIG. 10A shows a time change of Bpos, the horizontal axis is a time axis, and the vertical axis represents the position of the rotor. X1 and X2 represent predetermined positions described in S612 of FIG. 6 and S614 of FIG. FIG. 10 (B) shows the time change of the lower 10 bit value of Bpos. FIG. 10C shows the time change of the drive waveform phase count value. Time t1 indicates timing when 256 is set as the value of PHS_OFS in S611 of FIG. Time t2 shows the execution timing of S613 of FIG. 6, and time t3 shows the execution timing of S615 of FIG. 10D and 10E respectively show the temporal change of the drive waveform magnetic field generated in the stator A + 116 and the temporal change of the drive waveform magnetic field generated in the stator B + 118 based on the drive waveform phase count value. .
図10の時刻t1にてPHS_OFSに256が設定されると、図10(B)に示すBposの下位10ビット値と、図10(C)に示す駆動波形位相カウント値との間には差分値256が発生する。これにより、駆動波形の位相がロータの回転位相より90度進み、CW回転方向のトルクが発生する。モータが回転することで、検出位置に対応するBposが進み、そのことにより駆動波形の位相カウント値も進む。このループ処理によって、図9(B)および(C)に示す2つの波形の位相差が常に維持され、回転トルクがかかり続けることになる。その結果、図10(A)に示すようにモータに加速がかかりモータの回転速度が上昇していく。 When PHS_OFS is set to 256 at time t1 in FIG. 10, the difference between the lower 10 bits of Bpos shown in FIG. 10B and the drive waveform phase count value shown in FIG. 10C. 256 occur. As a result, the phase of the drive waveform leads by 90 degrees from the rotational phase of the rotor, and a torque in the CW rotational direction is generated. As the motor rotates, Bpos corresponding to the detected position advances, and thereby the phase count value of the drive waveform also advances. By this loop processing, the phase difference between the two waveforms shown in FIGS. 9B and 9C is always maintained, and the rotational torque continues to be applied. As a result, as shown in FIG. 10A, the motor is accelerated and the rotational speed of the motor is increased.
図10の時刻t2、t3では、図10(B)に示すBposの下位10ビット値と、図10(C)に示す駆動波形位相カウント値との位相差がそれぞれ512、640になっていることが分かる。図10(A)にて時刻t2に対応する第1の位置X1は2048での位置を表し、時刻t3に対応する第2の位置X2は3072での位置を表している。このように段階的に位相差を変化させている理由は、モータの回転量に応じて、与えている電圧印加波形の位相に対する電流位相が遅れてくることに対処するためである。極度の低速回転時には印加電圧波形と実際にモータコイルの電流波形との間に位相差がほとんど生じない。しかし回転量が大きくなるにつれて、コイルの電流遅れ成分やモータ構造による逆起電圧の影響により、電流波形は印加電圧波形に対して遅れを生じる。高速回転になるほど、この影響は大きくなる。そこで図6のS613、図7のS615の処理の実行によって、印加電圧波形に対する電流波形の遅れを抑制することができる。 At times t2 and t3 in FIG. 10, the phase difference between the lower 10-bit value of Bpos shown in FIG. 10B and the drive waveform phase count value shown in FIG. 10C are 512 and 640, respectively. I understand. In FIG. 10A, the first position X1 corresponding to time t2 represents the position at 2048, and the second position X2 corresponding to time t3 represents the position at 3072. The reason why the phase difference is changed stepwise in this way is to cope with the delay of the current phase with respect to the phase of the applied voltage application waveform according to the amount of rotation of the motor. During extremely low speed rotation, there is almost no phase difference between the applied voltage waveform and the current waveform of the motor coil. However, as the amount of rotation increases, the current waveform is delayed with respect to the applied voltage waveform due to the influence of the current delay component of the coil and the back electromotive force due to the motor structure. The effect is greater at higher speeds. Therefore, the delay of the current waveform with respect to the applied voltage waveform can be suppressed by executing the processing of S613 of FIG. 6 and S615 of FIG.
図11は、図6のS615の実行後、定常状態に移行した状態での印加電圧波形と発生磁力との関係を説明する図である。図11(A)から(D)は、図8(A)から(D)や図9(A)から(D)に対応している。 FIG. 11 is a view for explaining the relationship between the applied voltage waveform and the generated magnetic force in the state of transitioning to the steady state after execution of S <b> 615 in FIG. 6. FIGS. 11A to 11D correspond to FIGS. 8A to 8D and 9A to 9D, respectively.
図11と図8とを比較すると、磁場とロータ磁石が釣り合った状態から印加電圧の位相は225度進んでいることが分かる。225度はPHS_OFSの設定値640(図6:S615)に対応する位相差である。この時、モータは高速で回転しているため、コイルの電流遅れ、モータの逆起電力の影響で電流が電圧に対して大幅に遅れる。図11では、この遅れ量を135度としている。コイルに流れている電流と発生する磁場は比例関係にあるので、コイル電流と発生磁場の位相は一致する。よって、図11(C)で示す発生磁場の位相は電圧位相から135度遅れる。しかし図8で示す安定停止位相と比べると、ロータ磁石の位相に対して90度進んだ位相になり、図9に示す磁場の引力関係と結果的に同じになる。安定停止の位相関係から、回転のために印加する磁場が90度進んだ位相関係において、最もトルク効率が高い。本実施形態では予めモータの特性を測定しておき、最高速度が得られる場合の印加電圧の位相が225度の進相状態であると特定されているものとする。図6、図7にてS611からS615の処理で説明したように、位相差PHS_OFSを段階的に上げる処理が実行される。これは、低速回転時には電流遅れの作用が少ないため、初めから大きな位相差を加えると効率的なトルクで回転加速を行えないからである。位相差の切り替え点に相当する第1および第2の位置であるX1、X2の値については、予めモータの加速特性、電流遅れ特性等を測定して、測定結果に基づいて設定される。なお、上記の現象は逆起電力作用、コイルの遅れ成分が大きいモータで顕著な現象であり、本実施形態ではそのようなモータを前提としている。 11 and 8 show that the phase of the applied voltage leads 225 degrees from the state where the magnetic field and the rotor magnet are in balance. 225 degrees is a phase difference corresponding to the setting value 640 (FIG. 6: S615) of PHS_OFS. At this time, since the motor is rotating at a high speed, the current is significantly delayed with respect to the voltage due to the current delay of the coil and the back electromotive force of the motor. In FIG. 11, this delay amount is 135 degrees. Since the current flowing in the coil and the generated magnetic field are in a proportional relationship, the phases of the coil current and the generated magnetic field coincide. Therefore, the phase of the generated magnetic field shown in FIG. 11C lags behind the voltage phase by 135 degrees. However, in comparison with the stable stop phase shown in FIG. 8, the phase advances by 90 degrees with respect to the phase of the rotor magnet, resulting in the same attraction relationship as the magnetic field shown in FIG. From the phase relationship of stable stop, the torque efficiency is the highest in the phase relationship in which the magnetic field applied for rotation is advanced by 90 degrees. In the present embodiment, it is assumed that the characteristics of the motor are measured in advance, and the phase of the applied voltage when the maximum speed is obtained is specified as the phase advancing state of 225 degrees. As described with reference to FIGS. 6 and 7 in the processes of S611 to S615, a process of gradually raising the phase difference PHS_OFS is executed. This is because at the time of low speed rotation, the effect of the current delay is small, and therefore, if a large phase difference is added from the beginning, rotation acceleration can not be performed with efficient torque. The values of X1 and X2, which are the first and second positions corresponding to the switching point of the phase difference, are set in advance based on the measurement results by measuring the acceleration characteristic and the current delay characteristic of the motor in advance. The above phenomenon is remarkable in the motor having a large back electromotive force action and a large delay component of the coil, and in this embodiment, such a motor is assumed.
次に、図12を参照して、モータの加速後の挙動を説明する。図12は、モータが加速後に一定速度での定速状態に移行し、さらに減速して空走し、目標停止位置TPにて停止する様子を示す。図12(A)はBposの時間変化を示し、横軸は時間軸であり、縦軸は位置を表す。図12(B)はモータの回転速度の時間変化を示し、横軸は時間軸であり、縦軸は回転速度を表す。また、図12(C)はBposの下位10ビット値の時間変化を示す。図12(D)は駆動波形位相カウント値の時間変化を示す。駆動波形位相カウント値は、図12(C)に示す値に指令位相差を加算して、0〜1023の値に正規化した値に相当する。図12(E)、(F)はそれぞれ、駆動波形位相カウント値に基づいて、ステータA+116に発生する駆動波形磁場の時間変化と、ステータB+118に発生する駆動波形磁場の時間変化を示す。図12では、時刻t4から時刻t5までの期間でモータが定速状態にあり、時刻t5から時刻t6までの期間でモータが減速状態にある。時刻t6から時刻t7までの期間でモータは空走状態にある。 Next, the behavior of the motor after acceleration will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows a state in which the motor moves to a constant speed state at a constant speed after acceleration, further decelerates and runs idle, and stops at the target stop position TP. FIG. 12A shows the time change of Bpos, the horizontal axis is a time axis, and the vertical axis represents a position. FIG. 12 (B) shows the time change of the rotational speed of the motor, the horizontal axis is a time axis, and the vertical axis shows the rotational speed. Further, FIG. 12C shows a temporal change of the lower 10 bits of Bpos. FIG. 12 (D) shows the time change of the drive waveform phase count value. The drive waveform phase count value corresponds to a value obtained by adding the command phase difference to the value shown in FIG. 12C and normalized to a value of 0 to 1023. 12 (E) and 12 (F) respectively show the temporal change of the drive waveform magnetic field generated in the stator A + 116 and the temporal change of the drive waveform magnetic field generated in the stator B + 118 based on the drive waveform phase count value. In FIG. 12, the motor is in the constant speed state in the period from time t4 to time t5, and the motor is in the decelerating state in the period from time t5 to time t6. The motor is idle during the period from time t6 to time t7.
図7のS615からS616までの間はモータが正転方向の回転状態であり、図12で示す時刻t4は最終的な位相差指令値が確定した後の速度が一定となるタイミングを示す。時刻t5は図7のS617の処理が実行されるタイミングを示す。以下では図12、図13を用いて、PHS_OFSの値が640となった期間(t4〜t5)において、外力等の外乱作用によってモータが急減速した場合に発生し得る逆転動作について説明する。 The motor rotates in the forward rotation direction from S615 to S616 in FIG. 7, and time t4 shown in FIG. 12 indicates the timing at which the velocity becomes constant after the final phase difference command value is determined. Time t5 indicates the timing at which the process of S617 in FIG. 7 is performed. The reverse operation which may occur when the motor is rapidly decelerated due to a disturbance such as an external force in a period (t4 to t5) in which the value of PHS_OFS becomes 640 will be described below using FIGS. 12 and 13.
図12に示す定速状態の期間(t4〜t5)中に、外力による急減速が起こり、電流遅れ作用が無視できるほど小さくなった場合を想定する。図13は、ロータに逆転トルクが発生することを示す図である。図11(A)から(D)に示す印加電圧波形、発生磁場、ロータ磁石位相の関係は、図13(A)から(D)に示す関係となる。この場合、モータの回転が急減速を起こしており、コイルの電流遅れ、逆起電力による電流遅れが非常に小さくなる。つまり、図11で135度としていた位相遅れは、図13において、これらの作用が無視できるほど小さい場合を表している。図13(B)に示す印加電圧の位相は、図13(D)に示すロータの着磁位相に対して、図9と同様に225度進んでいる。しかし、電流遅れが無視できるほど小さいので、図13(C)で示す発生磁場の位相が、図13(B)で示す印加電圧の位相と同じになってしまう。図13(D)のロータ磁石は、意図している回転方向とは逆向きの、逆転トルクを受けることとなる。この状態が所定時間以上に亘って維持されると逆回転方向に暴走することが懸念される。そこで、この課題の解決方法について、図14を参照して詳細に説明する。 During the period (t4 to t5) of the constant speed state shown in FIG. 12, it is assumed that rapid deceleration occurs due to external force, and the current delay action becomes so small as to be negligible. FIG. 13 is a diagram showing that reverse torque is generated in the rotor. The relationship between the applied voltage waveform, the generated magnetic field, and the rotor magnet phase shown in FIGS. 11 (A) through 11 (D) is the relationship shown in FIGS. 13 (A) through 13 (D). In this case, the rotation of the motor is rapidly decelerating, and the current delay of the coil and the current delay due to the back electromotive force become very small. That is, the phase delay set to 135 degrees in FIG. 11 represents a case where these actions are so small that they can be ignored in FIG. The phase of the applied voltage shown in FIG. 13 (B) leads 225 degrees as in FIG. 9 with respect to the magnetization phase of the rotor shown in FIG. 13 (D). However, since the current delay is so small that it can be ignored, the phase of the generated magnetic field shown in FIG. 13 (C) becomes the same as the phase of the applied voltage shown in FIG. 13 (B). The rotor magnet of FIG. 13 (D) receives reverse torque reverse to the intended rotation direction. If this state is maintained for a predetermined time or more, it is feared that the vehicle will run away in the reverse rotation direction. Then, the solution method of this subject is demonstrated in detail with reference to FIG.
図6のS609で説明したように、固定機能設定部307によって、回転方向固定機能のオン設定と、回転方向の設定が行われている場合には、図14に示す処理が実行される。この処理は、図10(B)および(C)、図12(C)および(D)で示す検出位置と出力駆動波形位相との同期制御時に行われる。図14は、駆動波形位相1301の時間変化と、検出位置の下10ビット1302の時間変化を示し、両者が位相差1303の位相差を維持しながら同期していることを示す。横軸は時間軸であり、時刻m1からm11を示す。予め決められたAD変換周期ごとに検出位置が確定し、その検出位置の下10ビットに位相差を付加した値が駆動波形の位相値として出力される。時刻m1からm11の各時間間隔はAD変換周期に相当する。位相差1303は、例えば、図12の時刻t4〜t5の期間中であれば、値640が設定されている。
As described in S609 of FIG. 6, when the setting of the rotation direction fixing function is on and the setting of the rotation direction is performed by the fixed
時刻m4での検出位置と時刻m5での検出位置との変化を、範囲1304で示す。これは外乱等の影響により、検出位置のカウント値がマイナス方向に変化している例である。本実施形態では固定機能設定部307によって、CW方向、つまり位置のカウント値でプラス方向が設定されている(図6:S609)。この場合、時刻m5での位置検出時には、検出位置として、この時点までに検出されているプラス方向の最大値が採用される。つまり、時刻m4で検出された値が用いられる。よって、時刻m5で出力される駆動波形位相は、駆動波形位相1305で示されるように、時刻m4での検出位置に相当する位相に対し、位相差1303を加算した値となる。このことにより、駆動波形位相がマイナス方向に変化しないので、逆回転が抑制される。固定機能設定部307は駆動波形によるトルクを、設定された回転方向のトルクに維持する働きをする。
A change between the detection position at time m4 and the detection position at time m5 is indicated by a
同様に、時刻m7、m8、m9での各検出位置の変化を範囲1306で示す。外乱等の影響により、検出位置のカウント値が連続してマイナス方向に変化している。固定機能設定部307により、位置のカウント値のプラス方向が設定されているので、時刻m8、m9での位置検出時にはいずれも、それまでに検出されたプラス方向の最大値が採用される。つまり、時刻m7で検出された値が用いられる。よって、時刻m8、m9でそれぞれ出力される駆動波形位相は、駆動波形位相1307で示されるように、時刻m7での検出位置に相当する位相に対し、位相差1303を加算した値となる。このことにより、駆動波形位相がマイナス方向に変化しないので、逆回転が抑制される。このように、位置検出のタイミングごとに位置の差分をとることで、位置検出の周期で設定された回転方向と実際の回転方向が一致しているか否かを判別し、一致していない場合は逆回転を抑制する制御を行うことができる。
Similarly, a change in each detection position at time m7, m8 and m9 is indicated by a
図7のS616において、検出位置が減速開始位置以上であると判定された場合には、S617の処理に進み(図12の時刻t5)、減速制御が行われる。図15は、S617での状態を説明する図である。図15(A)から(D)は、図8(A)から(D)に対応するが、ステータ群が発生させている磁場は、図8に示す状態に比べて90度遅れた状態にある。よって、図15(D)に示されるロータ磁石120には、左側に引っ張られる引力、すなわちCCW方向の回転トルク(減速トルク)が発生する。このトルクは、図7のS617の段階ではCW方向の回転トルクに対してブレーキトルクとして働くので、これを利用して速やかなモータの減速動作が行われる。
If it is determined at S616 in FIG. 7 that the detected position is at least the deceleration start position, the process proceeds to S617 (time t5 in FIG. 12), and deceleration control is performed. FIG. 15 is a diagram for explaining the state at S617. FIGS. 15A to 15D correspond to FIGS. 8A to 8D, however, the magnetic field generated by the stator group is delayed by 90 degrees as compared with the state shown in FIG. . Therefore, in the
その後、図12の時刻t6では、図7のS619に示すように、PHS_OFSの値としてゼロが設定され、空走期間に移行する。図12の時刻t7では、図7のS621に示すように連動機能がオフに設定される。モータの位置は目標停止位置TPに到達して、モータが回転を停止する。 Thereafter, at time t6 in FIG. 12, as shown in S619 in FIG. 7, zero is set as the value of PHS_OFS, and a transition to an idle period is made. At time t7 in FIG. 12, as shown in S621 in FIG. 7, the interlocking function is set to be off. The position of the motor reaches the target stop position TP, and the motor stops its rotation.
本実施形態では、駆動波形の連続性が損なわれて不連続な波形になることを抑制しつつ、検出された回転位置に基づき、モータに対して効率的な駆動波形を生成することができる。その際に反応遅れを低減できる。また、電流遅れを補償する効率的な制御を行っている最中に、急な過剰負荷や外乱等に基づく急減速により、意図しない逆転動作が引き起こされることを防止できる。 In the present embodiment, it is possible to generate an efficient drive waveform for the motor based on the detected rotational position while suppressing the continuity of the drive waveform from being lost and becoming a discontinuous waveform. At that time, the reaction delay can be reduced. In addition, it is possible to prevent an unintended reverse operation caused by a sudden deceleration due to a sudden excessive load, a disturbance, or the like while performing efficient control for compensating the current delay.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第1実施形態においては、位置連動駆動での回転方向が一方向である場合について述べた。本実施形態では、位置連動駆動で現時点とは逆方向の回転動作を行う場合について説明する。この場合、駆動波形の連続性が損なわれて不連続な波形になることを抑制しつつ、急な過剰負荷や外乱等に基づく意図しない逆転動作が引き起こされることを防止できる。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the case where the rotation direction in position interlocking drive is one direction has been described. In the present embodiment, the case of performing rotational operation in the direction opposite to the current time in position interlocking drive will be described. In this case, it is possible to prevent an unintended reverse operation caused by a sudden overload or disturbance while preventing the continuity of the drive waveform from being lost and becoming a discontinuous waveform.
図6、図16、図17に示すフローチャートを参照して、本実施形態における処理を説明する。CPU111は所定のプログラムにしたがって以下の制御を行う。駆動シーケンスが開始するとS601の処理に進む。図6のS601〜S613の処理については説明を省略する。また図16のS614〜S621の処理に関しては図7と同様のため説明を省略する。本実施形態においては、図16にてS615の後にS1601の処理が追加され、またS616とS618との間でS617の代わりにS1616の処理が行われる。
The process in the present embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The
S1601でCPU111は、モータの反転動作を行うか否かの判定処理を行う。例えば、操作部材等によって現在の回転方向とは反対の回転方向に指令が変化した場合、CPU111は操作部材の信号変化に基づいて判定処理を行う。反転動作の処理を行うことが判定された場合、S1602の処理に進む。また、反転動作の処理を行わないことが判定された場合、S616に進む。
At S1601, the
S1602でCPU111は、固定機能設定部307を通じて、回転方向固定機能をオフに設定する。その後にS1603でCPU111は逆回転補正機能をオンに設定する。逆回転補正機能は駆動波形生成回路110によって実現される機能であり、駆動波形生成回路110と位置ENC回路109とを連動させた位置連動駆動時に、過剰負荷等がかかった場合の意図しない駆動を防ぐ働きをする。逆回転補正機能では、差分算出処理により所定期間ごとの回転検出位置の差分量を取得し、その差分量が閾値を上回っていないかを判定する処理が行われる。所定期間とはAD変換周期、つまり回転検出位置の更新タイミングに対応する期間である。逆回転補正機能の詳細については図18〜図20を用いて後述する。
In S1602, the
S1603の次に、S1604でCPU111は逆回転補正機能の閾値(Aと表記する)を算出する。本実施形態では、逆回転補正機能がオンに設定される直前のAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量を閾値Aとして設定する処理が行われる。ただし、閾値Aについては、例えば逆回転補正機能がオフに設定された状態での、AD変換周期ごとの回転検出位置の差分量に関する平均値を閾値Aとしてもよい。あるいは、事前にモータおよび機構部の駆動特性を調べておき、反転動作前の速度に応じたAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量から決定される閾値Aがメモリに保持されていてもよい。また閾値Aは固定値である必要はない。例えば、事前にモータおよび機構部の駆動特性を調べておき、あらかじめ定められた時間ごとに変化する可変値として閾値Aを設定してもよい。
After S1603, the
S1605において、位置連動機能を利用した回転トルク発生動作が行われる。具体的にはPHS_OFSに駆動波形位相で−90度に相当する値である−256が設定される。モータにCCW方向の回転トルク、すなわちCW回転時にはブレーキとなる減速トルクがかかる。その後に図17のS1606に進む。 In S1605, a rotational torque generation operation using a position interlocking function is performed. Specifically, PHS_OFS is set to -256 which is a value corresponding to -90 degrees in the drive waveform phase. A rotational torque in the CCW direction, that is, a deceleration torque serving as a brake during CW rotation, is applied to the motor. Thereafter, the process proceeds to S1606 in FIG.
S1606にてCPU111は、反転動作処理が完了するまでの所定時間が経過したか否かを判定する。反転動作処理が完了するまでの時間は、事前にモータおよび機構部の駆動特性を調べておき、反転動作前の速度に応じた、反転完了までにかかる時間のデータがメモリに保持されているものとする。事前に設定された時間が経過したと判定された場合、S1607へ進み、当該時間が経過していないと判定された場合にはS1611へ進む。
In S1606, the
S1611にてCPU111は差分算出処理により得られた、AD変換周期ごとの回転検出位置の差分量(差分の大きさ)が所定の範囲外、例えば閾値以上(A以上)であるか否かを判定する。AD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が所定の範囲内、つまり閾値未満(A未満)であると判定された場合、S1606へと進んで判定処理が繰り返される。一方、AD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が閾値以上(A以上)であると判定された場合、S1612へ進む。
In S1611, the
S1612にてCPU111は、AD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が、所定値(Bと表記する)以上であるかどうかを判定する。所定値BはAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量としては、ありえない値として事前に設定されている判定用の閾値である。例えば所定値Bは、モータが最高速で動作した場合の回転位置の変化量よりも大きい限界値として設定される。「閾値A<所定値B」の関係が必ず成り立つものとする。S1612にてAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が所定値B以上であると判定された場合、S1613へ進む。またAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が所定値Bよりも小さいと判定された場合、つまりAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が閾値以上(A以上)であって、かつ限界値である所定値Bより小さい場合にはS1614へ進む。
In S1612, the
S1613にてCPU111は緊急停止処理を実行する。例えばモータに接続されたメカ部材が外部から強制的に移動させられた等の場合、CPU111はモータの駆動状態が正常でないことを示す通知処理を実行する。この場合、CPU111はモータの駆動シーケンスを一旦停止し、安全に再始動するシーケンスへ移行させる制御を行い、駆動シーケンスを終了させる。本処理に関しては図19を用いて後述する。
At S1613, the
S1614にてCPU111は、CCW方向へのトルク生成に関する調整処理を行う。その際には、回転検出位置に対して駆動波形位相で−90度に相当する値を与えるのでなく、一つ前の回転検出位置の値(前回値)に閾値Aを加算した値に対して、駆動波形位相で−90度に相当する値を設定する処理が行われる。本処理に関しては図18を用いて後述する。S1614の処理後にS1606へ戻って判定処理が繰り返し行われる。本実施形態の閾値Aは、逆回転補正機能がオンに設定される直前のAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量により設定される。回転検出位置の前回値に、閾値未満であったときの差分量に対応する所定値(例えば閾値A)を加算した値に対して、所定の位相差に相当する値を加算した駆動波形の位相にしたがってモータの駆動制御が行われる。
At S1614, the
S1606からS1607へ進む場合、S1607でCPU111は差分算出処理により得られた、AD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が所定の範囲外、例えば閾値以上(A以上)であるか否かを判定する。AD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が閾値以上であると判定された場合、S1608へ進む。またAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が所定の範囲内、つまり閾値未満(A未満)であると判断された場合にはS1610へ進む。閾値Aを用いた判定処理は例示であり、これに限るものではない。例えばAよりも小さい値で任意に閾値の設定が可能であり、また判定条件については、差分量が閾値Aを所定回数以上に亘って連続で上回ったことを条件としてもよい。
When the process proceeds from step S1606 to step S1607, in step S1607, the
S1610にてCPU111は緊急停止処理を実行する。例えばモータの脱調や、外部から強制的にメカ部材が固定させられた等の場合、CPU111はモータの駆動状態が正常でないことを示す通知処理を実行する。この場合、CPU111はモータの駆動シーケンスを一旦停止し、安全に再始動するシーケンスへ移行させる制御を行い、駆動シーケンスを終了させる。本処理に関しては図20を用いて後述する。
At S1610, the
S1608にてCPU111は反転動作が正常に完了したと判断し、逆回転補正機能をオフに設定する。その次のS1609でCPU111は、固定機能設定部307を通じて回転方向固定機能をオンにし、回転方向をCCW方向、すなわち位置検出のカウント方向でマイナス方向に設定する。その後、図16のS1601へ移行する。
In step S1608, the
図16においては、S616の次にS1616の処理が行われる。つまり、S616にてロータの検出位置が減速開始位置以上であると判定された場合、S1616に進む。CPU111は、モータにCW方向の回転トルク、すなわちCCW回転時にはブレーキとなる減速トルクがかかるようにPHS_OFSの値として、+256を設定する。その後にS618へと進む。
In FIG. 16, the process of S1616 is performed after S616. That is, if it is determined at S616 that the detected position of the rotor is equal to or greater than the deceleration start position, the process proceeds to S1616. The
図16および図17の例においては、反転動作後に停止処理を行って一連の処理を終了するシーケンスに関して説明した。これに限るものではなく、例えば反転動作を繰り返したのちに停止処理を行うことも同様の方法で可能である。 In the example of FIG. 16 and FIG. 17, the stop processing is performed after the reverse operation and the sequence of ending the series of processing has been described. The present invention is not limited to this, and for example, it is possible to perform the stop process after repeating the reverse operation in the same manner.
次に図16のS1603で説明した、逆回転補正機能に関して、図18を参照して詳細を説明する。図18(A)は、逆回転補正機能を使用しない場合の駆動波形位相1731の時間変化と、検出位置1732の時間変化を示す図である。図18(B)は、逆回転補正機能を使用した場合の駆動波形位相1731の時間変化と、検出位置1732の時間変化を示す図である。図18(A)、図18(B)において横軸は時間軸であり、時刻m1からm13を示す。予め決められたAD変換周期ごとに検出位置が確定し、その検出位置の下10ビットに位相差を付加した値が駆動波形の位相値として出力される。また各図の縦軸は検出位置と駆動波形位相を示している。駆動波形位相1731と検出位置1732は、位相差1702の位相差を維持しながら同期している。時刻m1からm13の各時間間隔、つまり隣り合う時刻の間隔はAD変換周期に相当する。位相差1702については、例えば、図16のS1605における値である−256が設定されている。矢印1701により、図16のS1604で設定された閾値Aを表している。
Next, the reverse rotation correction function described in S1603 of FIG. 16 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 18A is a diagram showing a time change of the
ここで時刻m4に対応するポイント1723と、時刻m8に対応するポイント1724に着目する。これらのポイントにおいて、AD変換の検出誤差や外乱等によって、閾値Aを上回るAD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が発生したものとする。図18(A)においては逆回転補正機能を使用しないので、回転検出位置に対して位相差1702の位相差を維持しながら駆動波形位相1731を同期させる制御が行われる。そのため、AD変換の検出誤差や外乱の影響を受けた箇所において駆動波形の連続性が損なわれる可能性がある。
Here, attention is paid to a
図18(B)においてCPU111は、回転検出位置に対して位相差1702を維持するのではなく、AD変換周期ごとの回転検出位置の差分量が閾値A以上である場合、その状況をAD変換の検出誤差や外乱の影響によると判断する。CPU111は一つ前の回転検出位置に閾値Aを加算した値に対して位相差1702を加算した駆動波形の位相にしたがってモータの駆動を制御する。例えばCPU111は、時刻m4に対応するポイント1723において位相差1713を、また時刻m8に対応するポイント1724においては位相差1714を駆動波形の位相に与える。このように反転挙動中において、AD変換の検出誤差や外乱の影響を極力抑制して、常に一定のトルクを発生させることで反転動作完了までの時間を短縮し、動作を安定させることができる。
In FIG. 18B, the
次に図19を参照して、モータに接続されたメカ部材が外部から強制的に移動させられた等の事態が発生したことを判断する方法について詳説する。図19は、図17のS1613で緊急停止処理が実行される場合の駆動波形位相1731の時間変化と、検出位置1732の時間変化を示す図である。横軸および縦軸の設定は図18と同様であり、時間軸には時刻m1からm6を示す。時刻m1からm6の各時間間隔はAD変換周期に相当する。
Next, with reference to FIG. 19, a method of determining that a mechanical member connected to the motor has been forcibly moved from the outside will be described in detail. FIG. 19 is a diagram showing the time change of the
図19にて、時刻m5に対応するポイント1802で、あらかじめ定められた所定値B以上の回転検出位置の差分量が発生したものとする(矢印1801参照)。このとき、駆動波形位相1731におけるポイント1802に対応する検出位置1732上での回転検出位置(ポイント1800参照)に対して、位相差1702(図19参照)を付加した駆動波形が出力されたとしても、モータが正常に動作しない可能性が高い。その理由はS1612で説明したように、限界値である所定値B以上の変化量が本実施形態のモータ駆動システムにおいて起こりえない変化量であることによる。この場合、CPU111は図17のS1613にて、例えば外部から強制的にメカ部材が移動させられた等の事態が発生したと判断し、モータの駆動状態が正常でないことを示す通知処理を実行する。そしてCPU111はモータの駆動シーケンスを一旦停止し、安全に再始動するシーケンスへ移行させる制御を行う。
In FIG. 19, it is assumed that a difference amount of the rotation detection position equal to or more than a predetermined value B determined in advance is generated at a
次に図20を参照して、モータの脱調や、外部から強制的にメカ部材が固定させられた等の事態が発生したことを判断する方法について詳説する。図20は、図17のS1610で緊急停止処理が実行される場合の駆動波形位相1731の時間変化と、検出位置1732の時間変化を示す図である。横軸および縦軸の設定は図18と同様であり、時間軸には時刻m1からm16を示す。時刻m1からm16の各時間間隔はAD変換周期に相当する。時刻m16に対応するポイント1901にて、あらかじめ定められた反転動作に要する時間が経過したものとする。このとき、ポイント1901に対応する、ポイント1902での回転検出位置に対して、位相差1702を付加した駆動波形が出力され続けたとしても、正常にモータが動作しない可能性が高い。この場合、CPU111は、例えばモータの脱調や、外部から強制的にメカ部材が固定させられた等の事態が発生したと判断し、モータの駆動状態が正常でないことを示す通知処理を実行する。そしてCPU111はモータの駆動シーケンスを一旦停止し、安全に再始動するシーケンスへ移行させる制御を行う。
Next, with reference to FIG. 20, a method of judging that a situation such as a step out of a motor or a mechanical member is forcibly fixed from the outside has occurred will be described in detail. FIG. 20 is a diagram showing the time change of the
本実施形態では、ロータを逆方向に回転させる反転動作において、駆動波形の連続性が損なわれて不連続な波形になることを抑制しつつ、回転検出位置に基づき、モータに対して効率的な駆動波形を生成し、その際の反応遅れを低減できる。本実施形態によれば、急な過剰負荷や外乱等に基づく急減速により、意図しない逆転動作が引き起こされることを防止できる。 In this embodiment, in the reverse operation of rotating the rotor in the reverse direction, the continuity of the drive waveform is lost and the discontinuous waveform is suppressed, and the motor is efficiently applied to the motor based on the rotation detection position. A drive waveform can be generated to reduce reaction delay at that time. According to the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of an unintended reverse operation due to rapid deceleration based on a sudden overload or disturbance.
前記実施形態の位置検出器は、複数のホールセンサと回転磁石を用いた構成であるが、回転位置検出を高精度に行える構成であれば、他のセンサ機構を用いても実施可能である。また本実施形態では10極の一般的なクローポール型ステッピングモータの構成を前提に説明したが、これに限らず、ロータ側が永久磁石であって、ステータ側がコイル・ステータであれば、他の構成のモータでも実施可能である。 The position detector of the embodiment is configured using a plurality of Hall sensors and a rotating magnet, but any other sensor mechanism may be used as long as it can be configured to detect the rotational position with high accuracy. The present embodiment has been described on the premise of the configuration of a general 10-pole claw-pole type stepping motor, but the present invention is not limited thereto. Other configurations are possible if the rotor side is a permanent magnet and the stator side is a coil stator. Is also possible.
101 ステッピングモータ
102 ロータ軸
103 ENC磁石
104 Hall素子パッケージ
109 位置ENC回路
110 駆動波形生成回路
111 CPU
120 ロータ磁石
101
120 rotor magnets
Claims (25)
前記ロータの回転位置を検出する検出手段と、
モータへの駆動波形を生成する生成手段と、
前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とを同期させる同期制御を行う制御手段と、
前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とが同期した状態で、前記回転位置と前記駆動波形との間に位相差を設定する位相差設定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出される回転位置の変化に対応する方向と、前記設定手段によって設定された回転方向とが異なる場合、前記設定された回転方向とは逆の方向である逆回転を抑制する制御を行う
ことを特徴とするモータ駆動装置。 Setting means for setting the rotational direction of the rotor;
Detection means for detecting the rotational position of the rotor;
Generation means for generating a drive waveform to the motor;
Control means for performing synchronous control to synchronize the phase of the rotational position with the phase of the drive waveform;
Phase difference setting means for setting a phase difference between the rotational position and the drive waveform in a state where the phase of the rotational position and the phase of the drive waveform are synchronized;
When the direction corresponding to the change of the rotational position detected by the detection means is different from the rotational direction set by the setting means, the control means is reverse to the set rotational direction, which is the opposite direction. A motor drive device characterized by performing control which controls rotation.
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。 From the state where the first direction corresponding to the change of the rotational position detected by the detection means is the same as the second direction set by the setting means, the first direction and the second direction And when the first direction and the second direction are the same, the control means sets the phase corresponding to the maximum value of the rotational position detected by the detection means when the first direction and the second direction are the same. The motor drive device according to claim 1, wherein the drive of the motor is controlled in accordance with the phase of the drive waveform to which the phase difference by the phase difference setting means is added.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 1 or 2, wherein the control means performs the synchronous control and the control for suppressing the reverse rotation in synchronization with the timing of detection of the rotational position by the detection means.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 A first direction corresponding to a change in rotational position detected by the control unit, and a second direction set by the setting unit, in a cycle related to the timing of detection of the rotational position by the detection unit. The motor drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined whether or not the same.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The said control means performs notification processing, when the said rotational position does not change over more than predetermined time during the drive of the said motor. Motor drive.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The control means performs notification processing when the magnitude of the difference between the rotational position held while the motor is driven and the rotational position detected by the detection means is larger than a predetermined value. The motor drive device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載のモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 5 or 6, wherein the control means performs the notification process, stops driving of the motor, and restarts.
前記ロータの回転量に比例する第1のカウント値を算出する第1の算出手段と、
前記回転量に対して周期的に変化する第2のカウント値を算出する第2の算出手段と、を備える
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The detection means
First calculation means for calculating a first count value proportional to the rotation amount of the rotor;
The motor drive device according to any one of claims 1 to 7, further comprising second calculation means for calculating a second count value that periodically changes with respect to the rotation amount.
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 1 to 8, wherein the detection means detects a rotational position of the rotor from a plurality of sinusoidal signals having a phase difference.
ことを特徴とする請求項9に記載のモータ駆動装置。 The detection means calculates a tangent value from the plurality of sinusoidal signals, performs an arctangent operation on the tangent value to calculate a rotation angle of the rotor, and integrates the rotation angle to calculate the rotation position of the rotor. The motor drive device according to claim 9, wherein the information is calculated.
前記位相差設定手段は前記位相決定手段に対して定常位相差または駆動用位相差を設定する
ことを特徴とする請求項8に記載のモータ駆動装置。 The generation means includes phase determination means for obtaining the output of the second calculation means and determining the phase of the drive waveform.
The motor drive apparatus according to claim 8, wherein the phase difference setting means sets a steady phase difference or a driving phase difference with respect to the phase determination means.
ことを特徴とする請求項11に記載のモータ駆動装置。 The control means is set by the phase difference setting means with reference to a phase difference between the phase corresponding to the rotational position detected by the detection means and the phase of the drive waveform when the motor is stopped. The motor drive device according to claim 11, wherein the drive of the motor is controlled in accordance with a phase difference.
ロータの回転方向を設定する設定工程と、
前記ロータの回転位置を検出する検出工程と、
モータへの駆動波形を生成する生成工程と、
前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とを同期させる制御を行う制御工程と、
前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とが同期した状態で、前記回転位置と前記駆動波形との間に位相差を設定する工程と、を有し、
前記制御工程では、前記検出工程により検出される回転位置の変化に対応する方向と、前記設定工程によって設定された回転方向とが異なる場合、前記設定された回転方向とは逆の方向である逆回転を抑制する制御が行われる
ことを特徴とするモータ駆動方法。 A motor drive method executed by a motor drive device, comprising:
A setting step of setting a rotational direction of the rotor;
Detecting the rotational position of the rotor;
A generation step of generating a drive waveform to the motor;
A control step of performing control to synchronize the phase of the rotational position with the phase of the drive waveform;
Setting a phase difference between the rotational position and the drive waveform in a state in which the phase of the rotational position and the phase of the drive waveform are synchronized,
In the control step, when the direction corresponding to the change in the rotational position detected in the detection step and the rotational direction set in the setting step are different, the set rotational direction is reverse to the opposite direction. A motor drive method characterized in that control for suppressing rotation is performed.
前記ロータの回転位置を検出する検出手段と、
前記ロータの所定期間ごとの回転位置の差分を算出する差分算出手段と、
モータへの駆動波形を生成する生成手段と、
前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とを同期させる同期制御を行う制御手段と、
前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とが同期した状態で、前記回転位置と前記駆動波形との間に位相差を設定する位相差設定手段と、を備え、
前記設定手段によって第1の方向とは逆方向である第2の方向に回転方向が設定された際に前記制御手段は、前記差分算出手段により算出される所定期間ごとの回転位置の差分の大きさが閾値以上であって限界値より小さい場合に前記ロータの回転量を調整する制御を行う
ことを特徴とするモータ駆動装置。 Setting means for setting the rotational direction of the rotor;
Detection means for detecting the rotational position of the rotor;
Difference calculation means for calculating a difference between rotational positions of the rotor for each predetermined period;
Generation means for generating a drive waveform to the motor;
Control means for performing synchronous control to synchronize the phase of the rotational position with the phase of the drive waveform;
Phase difference setting means for setting a phase difference between the rotational position and the drive waveform in a state where the phase of the rotational position and the phase of the drive waveform are synchronized;
When the direction of rotation is set in the second direction opposite to the first direction by the setting means, the control means calculates the magnitude of the difference in rotational position for each predetermined period calculated by the difference calculation means. A motor drive device characterized in that control is performed to adjust the amount of rotation of the rotor when the threshold value is greater than the threshold value and smaller than the limit value.
ことを特徴とする請求項14に記載のモータ駆動装置。 When the magnitude of the difference of the rotational position for each predetermined period calculated by the difference calculation means is greater than or equal to the threshold value and smaller than the limit value, the control means performs the rotational position detected by the detection means. The drive of the motor is controlled according to the phase of the drive waveform in which the phase difference by the phase difference setting means is added to the value obtained by adding the difference of the rotational position when it is less than the threshold. 14. The motor drive device according to 14.
ことを特徴とする請求項14に記載のモータ駆動装置。 When the magnitude of the difference of the rotational position for each predetermined period calculated by the difference calculation means is greater than or equal to the threshold value and smaller than the limit value, the control means performs the rotational position detected by the detection means. The motor drive device according to claim 14, wherein the drive of the motor is controlled according to a phase of a drive waveform obtained by adding a phase difference by the phase difference setting means to a value obtained by adding the threshold value.
ことを特徴とする請求項14から16のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The motor according to any one of claims 14 to 16, wherein the control means performs the synchronization control and the control of adjusting the amount of rotation in accordance with the timing of detection of the rotational position by the detection means. Drive device.
ことを特徴とする請求項14から17のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 14 to 17, wherein the predetermined period is a cycle related to timing of detection of a rotational position by the detection means.
ことを特徴とする請求項14から18のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The threshold value is a value of a difference between rotational positions calculated by the difference calculating unit when the setting unit sets the rotational direction in the second direction, or the rotational direction in the second direction by the setting unit. It is a value determined from an average value of differences in rotational position calculated by the difference calculating means before setting, or from a difference in rotational position corresponding to the speed before the reverse operation of the rotor. The motor drive device according to any one of claims 14 to 18.
ことを特徴とする請求項14から19のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 After a predetermined time has elapsed since the setting of the second direction by the setting means, the control means sets the direction corresponding to the change of the rotational position detected by the detecting means, and the setting by the setting means The motor drive device according to any one of claims 14 to 19, wherein control is performed to suppress reverse rotation in the first direction when the second direction is different.
ことを特徴とする請求項14から20のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 21. The control method according to any one of claims 14 to 20, wherein the control means performs notification processing when the magnitude of the difference of the rotational position for each predetermined period is equal to or greater than a predetermined value. Motor drive.
ことを特徴とする請求項14から20のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 15. The control method according to claim 14, wherein the control unit performs notification processing when the magnitude of the difference of the rotational position for each predetermined period is smaller than a predetermined value even after a predetermined time has elapsed. 20. The motor drive device according to any one of 20.
ことを特徴とする請求項21または請求項22に記載のモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 21 or 22, wherein the control means performs the notification process, stops driving of the motor, and restarts.
ことを特徴とする請求項14から23のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 14 to 23, wherein the detection means detects a rotational position of the rotor from a plurality of sinusoidal signals having a phase difference.
ロータの回転方向を設定する設定工程と、
前記ロータの回転位置を検出する検出工程と、
前記ロータの所定期間ごとの回転位置の差分を算出する算出工程と、
モータへの駆動波形を生成する生成工程と、
前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とを同期させる同期制御を行う制御工程と、
前記回転位置の位相と前記駆動波形の位相とが同期した状態で、前記回転位置と前記駆動波形との間に位相差を設定する工程と、を有し、
前記設定工程によって第1の方向とは逆方向である第2の方向に回転方向が設定された際に、前記制御工程では、前記算出工程により算出される所定期間ごとの回転位置の差分の大きさが閾値以上であって限界値より小さい場合に前記ロータの回転量を調整する制御が行われる
ことを特徴とするモータ駆動方法。
A motor drive method executed by a motor drive device, comprising:
A setting step of setting a rotational direction of the rotor;
Detecting the rotational position of the rotor;
A calculation step of calculating a difference between rotational positions of the rotor at predetermined intervals;
A generation step of generating a drive waveform to the motor;
A control step of performing synchronous control to synchronize the phase of the rotational position with the phase of the drive waveform;
Setting a phase difference between the rotational position and the drive waveform in a state in which the phase of the rotational position and the phase of the drive waveform are synchronized,
When the rotation direction is set in the second direction opposite to the first direction in the setting step, in the control step, the magnitude of the difference in rotational position for each predetermined period calculated in the calculation step A motor drive method characterized in that control is performed to adjust the amount of rotation of the rotor when the threshold value is greater than the threshold value and smaller than the limit value.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112803864A (en) * | 2019-11-14 | 2021-05-14 | 财团法人资讯工业策进会 | Robot and micro control unit and method for correcting angular velocity of motor of robot |
JP7414481B2 (en) | 2019-11-18 | 2024-01-16 | キヤノン株式会社 | motor drive device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08172793A (en) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Chopping conduction controlling equipment |
JP2000299997A (en) * | 1999-04-09 | 2000-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | Drive control system |
JP2002359997A (en) * | 2001-03-26 | 2002-12-13 | Fdk Corp | Stepper motor and driving control method therefor |
JP2007336640A (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Melec:Cc | Method and apparatus for detecting step-out of stepping motor |
JP2009244022A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Meidensha Corp | Phase detection circuit |
JP2014039428A (en) * | 2012-08-20 | 2014-02-27 | Canon Inc | Control device, and method for controlling stepping motor |
-
2018
- 2018-09-03 JP JP2018164624A patent/JP7171321B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08172793A (en) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Chopping conduction controlling equipment |
JP2000299997A (en) * | 1999-04-09 | 2000-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | Drive control system |
JP2002359997A (en) * | 2001-03-26 | 2002-12-13 | Fdk Corp | Stepper motor and driving control method therefor |
JP2007336640A (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Melec:Cc | Method and apparatus for detecting step-out of stepping motor |
JP2009244022A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Meidensha Corp | Phase detection circuit |
JP2014039428A (en) * | 2012-08-20 | 2014-02-27 | Canon Inc | Control device, and method for controlling stepping motor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112803864A (en) * | 2019-11-14 | 2021-05-14 | 财团法人资讯工业策进会 | Robot and micro control unit and method for correcting angular velocity of motor of robot |
JP7414481B2 (en) | 2019-11-18 | 2024-01-16 | キヤノン株式会社 | motor drive device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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