JP5661340B2 - 駆動装置 - Google Patents
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- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/15—Controlling commutation time
Description
図11の場合、A相コイルとB相コイルとが同じ方向に通電される場合に、センサ5の出力電圧は強い影響を受ける。すなわち、A+B+に通電された場合にプラス側に大きく変動し、A−B−に通電された場合にマイナス側に大きく変動する。また、センサ5により近い位置に設けられたA相ヨーク1の影響をより強く受けるので、A+B−に励磁された場合にプラス側に小さく変動し、A−B+に励磁された場合にマイナス側に小さく変動する。このようにA相コイルとB相コイルの通電方向の組み合わせによって、センサ5の出力電圧は変動の方向と変動の大きさが異なり、図11に図示された点線のように4通りの変動が存在する。
この結果、センサの実際の出力電圧は図12(a)に図示する実線のように変化することになる。つまり、A+B−に励磁された図中T1で示す時間範囲では理想の出力電圧からプラス側に小さく変動した点線の出力電圧となるが、A−B−に励磁された図中T2で示す時間範囲では理想の出力電圧からマイナス側に大きく変動した点線の出力電圧となる。同様に図中T3で示す時間範囲では理想の出力電圧からマイナス側に小さく変動した点線の出力電圧となり、図中T4で示す時間範囲では理想の出力電圧からプラス側に大きく変動した点線の出力電圧となる。このように、センサ5の出力電圧は常に、コイルの通電方向の組み合わせに対応して変動し、1点鎖線で図示される理想の出力電圧が出力されることはない。以降、説明の簡素化のため、図12(a)の1点鎖線で示したA相ヨーク1およびB相ヨーク2に発生する磁気の影響を受けない場合におけるセンサ5の出力電圧を「理想の出力電圧(1点鎖線)」と記す。また、図12(a)の点線で示したA相ヨーク1およびB相ヨーク2に発生する磁気の影響を受けて4通りに変動したセンサ5の出力電圧を「変動した出力電圧(点線)」と記す。さらに、図12(a)の実線で示す、A相コイルおよびB相コイルの通電切り換えに応じて4つの変動した出力電圧(点線)の内でいずれかに切り換わりながら出力されるセンサ5の実際の出力電圧を「実際の出力電圧(実線)」と記述する。
本発明の目的は、検出手段の出力がコイルへの通電の影響を受けたとしても、適正な駆動制御が可能な駆動装置を提供することにある。
図1は、第1の実施例としての駆動装置のブロック図である。第1の実施例の駆動装置はモータ101およびモータ101を制御するモータ制御回路110から構成される。
本実施例のモータ101はステッピングモータであり、例えば、撮像装置のズームレンズを駆動するモータに適用可能である。
すなわち、Aセンサ105aはロータ103が回転する際に、ロータ103の磁極(N極とS極)を交互に検出して信号を出力する第1の検出手段として機能する。Bセンサ105bはロータ103が回転する際に、ロータ103の磁極(N極とS極)を交互に検出してAセンサ105aとは異なる位相の信号を出力する第2の検出手段として機能する。
モータ制御回路110は、検出部106、計時部107、通電制御部108から構成されている。
すなわち、計時部107は、Aセンサ105aがロータ103の第1の磁極(例えばN極)を検出してからロータ103の第1の磁極とは異なる第2の磁極(例えばS極)を検出するまでの時間を第1の時間として計時する計時手段として機能する。そして、計時部107は、Bセンサ105bが第1の磁極(例えばN極)を検出してから第2の磁極(例えばS極)を検出するまでの時間を第2の時間として計時する計時手段として機能する。
すなわち、通電制御部108は、コイル104aおよび104bに通電していないときのセンサ105aおよび105bからの出力と、コイル104aおよび104bに通電しているときのセンサ105aおよび105bから出力との差を補正する。
図3は第1の実施例としてのモータ駆動制御動作を説明するフローチャートである。
図2の矢印T1で示すタイミングでは、A−B−からA+B−に通電切り換えが行われる。そして、ステップS102へ進む。
図2の矢印T1で示すタイミングでは、Aセンサ105aもBセンサ105bも通電切り換えとほぼ同時にH/L反転が発生していないので、ステップS102ではNとなり、ステップS103へ進む。
図2の矢印T2で示すタイミングでBセンサ105bにてH/L反転が発生するまでステップS103を繰り返して、ステップS104へ進む。
すなわち、通電切り換えとAセンサ105aのH/L反転がほぼ同時である場合には、Aセンサ105aにてH/L反転が発生してから計時される時間Aに基づいて、A相コイル104aの通電切り換えを行わない。その代わりに、Bセンサ105bにてH/L反転が発生してから計時される時間Bに基づいて、A相コイル104aの通電切り換えを行っている。
[補正時間]=[第2の経過時間の第2項(Tb42)]−[第1の経過時間の第2項(Ta41)]=[現在の電気角360°相当の時間(図示A)]×([AセンサとBセンサのずれ量の電気角相当角度]÷360°)
第1の実施例では、計時部107が検出部106から出力される矩形波がH/L反転してからH/L反転するまでの経過時間を計時して出力していた。これに対して、第2の実施例では、計時部207によって計時される時間が第1の実施例とは異なる。
計時部207は、検出部106から出力される矩形波がHからLに反転した後、再度HからLに反転するまでの経過時間を計時して出力する。同様に、検出部106から出力される矩形波がLからHに反転した後、再度LからHに反転するまでの経過時間を計時して出力する。計時部207は、互いに独立して計時し、出力することのできるA1タイマー、A2タイマー、B1タイマーおよびB2タイマーを備えている。
すなわち、計時部207は、A1タイマーとして、Aセンサ105aの矩形波がHからLに反転してから、再度HからLに反転するまでの時間A1を計時し、出力する。同時に計時部207は、A2タイマーとして、Aセンサ105aの矩形波がLからHに反転してから、再度LからHに反転するまでの時間A2を計時し、出力する。それと同時に、計時部207は、B1タイマーとして、Bセンサ105bの矩形波がHからLに反転してから、再度HからLに反転するまでの第3の時間を計時し、出力する。さらに同時に計時部207は、B2タイマーとして、Bセンサ105bの矩形波がLからHに反転してから、再度LからHに反転するまでの第4の時間を計時し、出力する。したがって、計時部207は4つの独立した計時を実行し、通電制御部208に対して4つの独立した出力を行っている。
したがって、計時部207は、Aセンサ105aがロータ103の第1の磁極(例えばN極)を検出してからロータ103の第1の磁極(例えばN極)を検出するまでの時間を計時する。また、計時部207は、Aセンサ105aがロータ103の第2の磁極(例えばS極)を検出してからロータ103の第2の磁極(例えばS極)を検出するまでの時間を計時する。計時部207は、Bセンサ105bが第1の磁極(例えばN極)を検出してから第1の磁極(例えばN極)を検出するまでの時間を計時する。計時部207は、Bセンサ105bが第2の磁極(例えばS極)を検出してから第2の磁極(例えばS極)を検出するまでの時間を計時する。
ステップS204では、通電制御部208によって、A相コイル104aの通電方向が+であれば、Aセンサ105aの矩形波がHからLに反転してから計時部207のA1タイマーで計時される時間A1が第1の経過時間となったかどうかを判定する。そして、この判定がされるまでステップS204を繰り返す。同様に、A相コイル104aの通電方向が−であれば、Aセンサ105aの矩形波がLからHに反転してから計時部207のA2タイマーで計時される時間A2が第1の経過時間がとなったかどうかを判定し、この判定がされるまでステップS204を繰り返す。B相コイル104bの通電方向が+であれば、Bセンサ105bの矩形波がHからLに反転してから計時部207のB1タイマーで計時される第3の時間が第1の経過時間となったかどうかを判定し、この判定がされるまでステップS204を繰り返す。B相コイル104bの通電方向が−であれば、Bセンサ105bの矩形波がLからHに反転してから計時部207のB2タイマーで計時される第4の時間が第1の経過時間となったかどうかを判定し、この判定がされるまでステップS204を繰り返す。
図7の矢印T1で示すタイミングでは、A−B−からA+B−に通電切り換えが行われる。そして、ステップS202へ進む。
図7の矢印T1で示すタイミングでは、Aセンサ105aもBセンサ105bも通電切り換えとほぼ同時にH/L反転が発生していないので、ステップS202ではNとなり、ステップS203へ進む。
図7の矢印T2で示すタイミングでBセンサ105bにてLからHへの反転が発生するまでステップS203を繰り返して、ステップS204へ進む。
ステップS201では、図7の矢印T3で示すタイミングでA+B−からA+B+に通電切り換えが行われる。このとき、図7の矢印T3で示すタイミングとほぼ同時である図7の矢印T4で示すタイミングでAセンサ105aにてHからLへの反転が発生する。したがって、次にステップS202に進むと、通電切り換えとAセンサ105aのHからLへの反転がほぼ同時と判定され、ステップS205へ進む。
すなわち、通電切り換えとAセンサ105aのHからLへの反転がほぼ同時である場合には、Aセンサ105aにてHからLへの反転が発生してから計時される時間A1に基づいて、A相コイル104aの通電切り換えを行わない。その代わりに、Aセンサ105aにてLからHへの反転が発生してから計時される時間A2に基づいて、A相コイル104aの通電切り換えを行っている。
ここで補正時間は、以下の式によって算出することができる。
[補正時間]=[第2の経過時間の第2項(Ta32)]−[第1の経過時間の第2項(Ta41)]=[現在の電気角360°相当の時間(図示A)]×180°÷360°)
A相コイル104aおよびB相コイル104bの通電切り換えとほぼ同時にAセンサ105aにてHからLへの反転が発生する場合には、Aセンサ105aにてHからLへの反転が発生してから計時される時間A1に基づく通電切り換えを行わない。その代わりに、Aセンサ105aにてLからHへの反転が発生してから計時される時間A2に基づく通電切り換えを行っている。同様に、A相コイル104aおよびB相コイル104bの通電切り換えとほぼ同時にAセンサ105aにてLからHへの反転が発生する場合には、Aセンサ105aにてLからHへの反転が発生してから計時される時間A2に基づく通電切り換えを行わない。その代わりに、Aセンサ105aにてHからLへの反転が発生してから計時される時間A1に基づく通電切り換えを行っている。A相コイル104aおよびB相コイル104bの通電切り換えとほぼ同時にBセンサ105bにてHからLへの反転が発生する場合には、Bセンサ105bにてHからLへの反転が発生してから計時される第3の時間に基づく通電切り換えを行わない。その代わりに、Bセンサ105bにてLからHへの反転が発生してから計時される第4の時間に基づく通電切り換えを行っている。A相コイル104aおよびB相コイル104bの通電切り換えとほぼ同時にBセンサ105bにてLからHへの反転が発生する場合には、Bセンサ105bにてLからHへの反転が発生してから計時される第4の時間に基づく通電切り換えを行わない。その代わりに、Bセンサ105bにてHからLへの反転が発生してから計時される第3の時間に基づく通電切り換えを行っている。
104b B相コイル
105a Aセンサ
105b Bセンサ
106 検出部
107 計時部
108 通電制御部
108a 判定部
109 補正値出力部
Claims (6)
- 円周方向に異なる磁極が交互に形成されるロータと、
通電することで第1のヨークを励磁する第1のコイルと、
通電することで第2のヨークを励磁する第2のコイルと、
前記ロータが回転する際に、前記ロータの磁極を交互に検出して信号を出力する第1の検出手段と、
前記ロータが回転する際に、前記ロータの磁極を交互に検出して前記第1の検出手段とは異なる位相の信号を出力する第2の検出手段と、
前記第1の検出手段が前記ロータの磁極の変化を検出してから第1の時間を計時し、前記第2の検出手段が前記ロータの磁極の変化を検出してから第2の時間を計時する計時手段と、
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに通電していないときに前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から出力される信号と、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに通電しているときに前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から出力される信号との差を補正する補正値を出力する補正値出力手段と、
前記計時手段によって計時される前記第1の時間および前記補正値出力手段から出力される前記補正値に基づいて前記第1のコイルの通電方向を切り換え、前記計時手段によって計時される前記第2の時間および前記補正値出力手段から出力される前記補正値に基づいて前記第2のコイルの通電方向を切り換える通電制御手段と、
前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向の切り換えとほぼ同時に、前記第1の検出手段または前記第2の検出手段によって検出される前記ロータの磁極が変化するかどうかを判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段によって、前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向の切り換えとほぼ同時に、前記第1の検出手段によって検出される前記ロータの磁極が変化すると判定される場合に、前記通電制御手段は、前記計時手段によって計時される前記第2の時間および前記補正値出力手段から出力される前記補正値に基づいて前記第1のコイルの通電方向を切り換えるように制御し、
前記判定手段によって、前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向の切り換えとほぼ同時に、前記第2の検出手段によって検出される前記ロータの磁極が変化すると判定される場合に、前記通電制御手段は、前記計時手段によって計時される前記第1の時間および前記補正値出力手段から出力される前記補正値に基づいて前記第2のコイルの通電方向を切り換えるように制御することを特徴とする駆動装置。 - 前記計時手段は、前記第1の検出手段が前記ロータの第1の磁極を検出してから前記ロータの前記第1の磁極とは異なる第2の磁極を検出するまでの時間を計時し、前記第2の検出手段が前記第1の磁極を検出してから前記第2の磁極を検出するまでの時間を計時することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
- 円周方向に異なる磁極が交互に形成されるロータと、
通電することで第1のヨークを励磁する第1のコイルと、
通電することで第2のヨークを励磁する第2のコイルと、
前記ロータが回転する際に、前記ロータの磁極を交互に検出して信号を出力する第1の検出手段と、
前記ロータが回転する際に、前記ロータの磁極を交互に検出して前記第1の検出手段とは異なる位相の信号を出力する第2の検出手段と、
前記第1の検出手段が前記ロータの磁極の変化を検出してから第1の時間を計時し、前記第2の検出手段が前記ロータの磁極の変化を検出してから第2の時間を計時する計時手段と、
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに通電していないときに前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から出力される信号と、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに通電しているときに前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から出力される信号との差を補正する補正値を出力する補正値出力手段と、
前記計時手段によって計時される前記第1の時間および前記補正値出力手段から出力される前記補正値に基づいて前記第1のコイルの通電方向を切り換え、前記計時手段によって計時される前記第2の時間および前記補正値出力手段から出力される前記補正値に基づいて前記第2のコイルの通電方向を切り換える通電制御手段と、
前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向の切り換えとほぼ同時に、前記第1の検出手段または前記第2の検出手段によって検出される前記ロータの磁極が変化するかどうかを判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段によって、前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向の切り換えとほぼ同時に、前記第1の検出手段によって検出される前記ロータの磁極が変化すると判定される場合に、前記通電制御手段は、前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向の切り換えとほぼ同時に前記第1の検出手段によって検出される前記ロータの磁極の変化より前に、前記第1の検出手段によって検出される前記ロータの磁極の変化から計時される第1の時間に基づいて前記第1のコイルの通電方向を切り換えるように制御し、
前記判定手段によって、前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向の切り換えとほぼ同時に、前記第2の検出手段によって検出される前記ロータの磁極が変化すると判定される場合に、前記通電制御手段は、前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向の切り換えとほぼ同時に前記第2の検出手段によって検出される前記ロータの磁極の変化より前に、前記第2の検出手段によって検出される前記ロータの磁極の変化から計時される第2の時間に基づいて前記第2のコイルの通電方向を切り換えるように制御することを特徴とする駆動装置。 - 前記計時手段は、前記第1の検出手段が前記ロータの第1の磁極を検出してから前記第1の磁極を検出するまでの時間を計時し、前記第1の検出手段が前記ロータの前記第1の磁極とは異なる第2の磁極を検出してから前記第2の磁極を検出するまでの時間を計時し、前記第2の検出手段が前記第1の磁極を検出してから前記第1の磁極を検出するまでの時間を計時し、前記第2の検出手段が前記第2の磁極を検出してから前記第2の磁極を検出するまでの時間を計時することを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。
- 前記補正値出力手段は、前記補正値を予め記憶するメモリを有し、前記メモリから読み出した前記補正値を出力することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の駆動装置。
- 前記第1の検出手段および前記第2の検出手段は、それぞれ前記磁極を交互に検出して信号を2値化して出力することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の駆動装置。
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