TW202335422A - 馬達系統 - Google Patents

Abstract

於馬達系統1中，開關部22於複數個馬達23之間，選擇性地切換馬達驅動器21輸出電力的供給對象，即電流感測器35之電流檢測對象的對象馬達。開關部22於複數個馬達23之間循環性地切換對象馬達。馬達驅動器21被控制為，當對象馬達之電流由電流感測器35所檢測出時，於被檢測出電流之循環之後的循環中且在被檢測出電流之馬達23再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據電流所求得之PWM佔空比的電力。

Description

馬達系統

本發明係關於藉由馬達驅動器來驅動複數個馬達之馬達系統。

過去以來，已知有將馬達驅動器輸出之電力分時分配給複數個馬達的馬達系統。專利文獻1揭示此種類的馬達系統。

於專利文獻1所揭示之馬達驅動裝置中，複數個馬達經由開關電路部被連接至僅1個的馬達驅動器。馬達驅動器對各個馬達所具備之U、V、W相之各驅動線圈施加適當的電壓，以控制6個電晶體的接通斷開。各電晶體藉由使用根據脈衝寬度調變方式之脈衝信號的驅動方式所驅動。其藉由適當之開關電路部的操作，複數個馬達被同時驅動。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2007-288964號公報

(發明所欲解決之問題)

於上述專利文獻1中，無法個別地控制同時被驅動之複數個馬達之旋轉速度及旋轉方向等。為了實現該控制，必須對各個驅動線圈使每個馬達各不相同之正弦波狀的電流流動。然而，當開關電路部進行切換的時序附近，其存在有馬達有意料外輸出的可能。

本發明係鑒於以上之實情所完成者，其目的在於在將馬達驅動器輸出之電力一邊切換一邊供給至複數個馬達而同時地將該等加以驅動之馬達系統中，使各馬達的控制品質提升者。 (解決問題之技術手段及效果)

本發明所欲解決之課題為如以上所述，其次對用以解決該課題的手段及其效果進行說明。

根據本發明之觀點，其提供以下構成的馬達系統。亦即，該馬達系統具備有複數個馬達、馬達驅動器、電流檢測部、及開關部。上述馬達驅動器將用以使驅動力產生的電力輸出至上述複數個馬達。上述電流檢測部對上述馬達之電流進行檢測。上述開關部於上述複數個馬達之間，選擇性地切換上述馬達驅動器輸出之電力的供給對象，即上述電流檢測部之電流之檢測對象的對象馬達。用以驅動上述對象馬達之PWM佔空比(Duty Ratio)，係根據由上述電流檢測部所檢測出之電流所算出。上述馬達驅動器被控制為根據上述PWM佔空比來輸出電力。上述開關部於複數個上述馬達之間被循環切換上述對象馬達。上述馬達驅動器被控制為當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，在被檢測出上述電流之循環之後的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

藉此，1個馬達驅動器可實質上同時地驅動複數個馬達，且對各個馬達個別地控制輸出。其可一邊在複數個馬達之間循環切換1個馬達驅動器的輸出，一邊將對各個馬達之控制準確地適用於該馬達。由於其可於複數個馬達間共用馬達驅動器及電流檢測部，因此可實現構成的簡化。

於上述之馬達系統中，較佳係設為以下的構成。亦即，上述馬達驅動器被控制為，當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，在被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達之時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

藉此，其可避免必須根據對應於不同馬達之檢測值來控制對象馬達之情形。

於上述之馬達系統中，較佳係設為以下的構成。亦即，當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，根據上述電流，預測在被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且至該馬達再次成為對象馬達為止所產生之電力遮斷期間所導致的衰減來算出衰減後電流。上述馬達驅動器被控制為在被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述衰減後電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

藉此，考慮到對對象馬達因電力遮斷而實際的電流值衰減所造成的影響其可對馬達作控制。結果，其可提升控制品質。

上述馬達系統中，較佳係設為以下的構成。亦即，上述馬達驅動器被控制為在對象馬達之電流被上述電流檢測部所檢測出時，一律於被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

藉此，其可實現簡單的處理。

於上述之馬達系統中，較佳係設為以下的構成。亦即，上述馬達驅動器依照預先所規定的輸出控制週期而被控制。於1次循環中從對1個上述對象馬達開始電力之供給至停止為止的時間，包含第1輸出控制週期、及第2輸出控制週期。於上述第1輸出控制週期中，在與上述對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出之循環相同的循環中，上述馬達驅動器輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。在上述第2輸出控制週期中，於上述對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出之循環正後緊接的循環中，上述馬達驅動器輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

藉此，以基於控制使電力的輸出時序成為其正後緊接的循環之方式遲延，則僅在馬達成為對象馬達之期間中之一部分實施。因此，其可使控制性提升。

於上述之馬達系統中，較佳係設為以下的構成。亦即，上述馬達驅動器依照預先所規定之輸出控制週期而被控制。上述開關部在各個循環中，於每個預先所規定的切換週期切換上述對象馬達。上述輸出控制週期與上述切換週期係同步。

藉此，其可實現與開關部之切換連動之控制內容的變更。

其次，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。圖1係本實施形態之馬達系統1的方塊圖。

馬達系統1係用以控制複數個馬達23的系統。如圖1所示，馬達系統1具備有控制部10、馬達驅動器21、開關部22、複數個馬達23、及複數個編碼器24。

控制部10經由馬達驅動器21及開關部22來控制複數個馬達23。對於控制部10之構成將於後述之。

馬達驅動器21對複數個馬達23供給電力，使該馬達23動作。馬達驅動器21例如係伺服放大器或變流器。馬達驅動器21與控制部10係電性地連接，可進行信號的收發。

馬達驅動器21由控制部10輸出之驅動器控制信號所控制。馬達驅動器21具備有變流器31。變流器31依據控制部10的輸出以生成驅動波形。馬達驅動器21將基於所得到之驅動波形的電壓輸出至開關部22。對於電流感測器35之詳細構成將於後述之。

於馬達驅動器21設有電流感測器(電流檢測部)35、電流控制部36及遲延控制部37。

電流感測器35對從馬達驅動器21被供給至馬達23之電流的大小進行控制。

電流控制部36以如下的方式進行控制：變流器31依據從控制部10具備之後述之輸出控制部11所輸入的信號，以生成馬達23的驅動波形。對於電流控制部36的細節將於後述之。

遲延控制部37使控制部10所具備之位置控制部13或速度控制部14等的動作適當地遲延。該遲延控制的細節將於後述之。

開關部22將馬達驅動器21所輸出之電力，選擇性地供給至複數個馬達23。開關部22經由馬達驅動器21與控制部10通信連接，而可進行信號的收發。於本實施形態中，馬達驅動器21與開關部22被設為1對1地對應。然而，馬達驅動器21與開關部22亦可並非1對1，而為1對多或多對1地對應。

馬達驅動器21被連接至開關部22之輸入側。複數個馬達23分別被連接至開關部22之輸出側。馬達23的數量只要係複數個，則可為任意個，但於本實施形態中為3個。以下，為了將3個馬達23之各者加以特定，其存在有稱為第1馬達23a、第2馬達23b、及第3馬達23c的情形。

開關部22被構成為包含複數個開關的電路。開關部22例如被安裝於基板。藉由切換開關部22所包含的開關，以切換作為電力之供給目的地的馬達23。以下，其存在有將作為電力之供給目的地的馬達23稱為對象馬達的情形。

於某個瞬間，作為電力之供給目的地的對象馬達，僅為被連接於開關部22之複數個馬達23中之1個馬達23、即第1馬達23a、第2馬達23b及第3馬達23c中之任一者。開關部22高速地重複進行在3個馬達23之間循環性地切換對象馬達的動作。藉此，可實質上同時地驅動3個馬達23。

開關部22之切換動作以如下的方式進行：將第1馬達23a成為對象馬達之期間、第2馬達23b成為對象馬達之期間、及第3馬達23c成為對象馬達之期間之組合作為1次循環，而反覆地進行該循環。藉此，對象馬達在第1馬達23a、第2馬達23b及第3馬達23c之間被循環切換。

各個馬達23具備有固定子及可動子。較佳係固定子與可動子之任一者包含永久磁鐵，而另一者包含線圈。藉由電力從馬達驅動器21被供給至線圈，線圈成為電磁鐵。藉此，斥力或引力作用於固定子與可動子之間，其結果，可動子相對於固定子進行相對運動。本實施形態之馬達23係可動子相對於固定子進行直線運動(滑動)的線性馬達。作為馬達23，亦可使用可動子(轉子；rotor)相對於固定子(stator)進行旋轉運動的旋轉馬達。

馬達23例如可構成為3相馬達或2相馬達。馬達驅動器21所具備之變流器31，具備有與馬達之相數對應之數量的半導體開關元件。若電壓指令值從電流控制部36被輸入至變流器31，變流器31便以實現與電壓指令值相對應之佔空比的方式，依照周知之PWM控制而高速地反覆進行開關元件的開關。藉此，馬達驅動器21可生成用以對3個馬達23分時地分配電力而進行驅動的驅動波形。

編碼器24對馬達23之動作狀態，詳細而言，對可動子相對於固定子之相對移位進行檢測。

當馬達23係線性馬達之情形時，編碼器24例如可設為被設在可動子之移動路徑上的磁感測器。磁感測器可對可動子相對於固定子之位置進行檢測。當馬達23係旋轉馬達之情形時，編碼器24例如可設為周知的霍爾元件。霍爾元件可對可動子之旋轉角度進行檢測。

編碼器24與開關部22電性地連接，可將檢測信號輸出至開關部22。編碼器24之檢測結果經由馬達驅動器21被發送至控制部10。

控制部10具備有輸出控制部11。

控制部10例如被構成為具備有CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)、ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)、輔助儲存裝置等之周知的電腦。輔助儲存裝置例如被構成為HDD(Hard Disk Drive；硬式磁碟機)、及SSD(Solid State Drive；固態硬碟)等。於輔助儲存裝置儲存有各種程式等。藉由執行該等程式，控制部10可進行對馬達系統1之各種控制。如此，藉由硬體與軟體之協作，可使控制部10作為輸出控制部11而發揮功能。

控制部10亦可執行上述之控制以外的處理。輸出控制部11中之一部分或全部，亦可藉由與控制部10在物理上不同的硬體(例如馬達驅動器21)所實現。

輸出控制部11生成驅動器控制信號並將其發送至馬達驅動器21。於本實施形態中，驅動器控制信號係後述之速度控制部14所輸出之電流指令的信號。馬達驅動器21根據電流指令對PWM控制之佔空比進行控制，並從變流器31作為PWM而加以輸出。

輸出控制部11具備有位置控制部13、速度控制部14、及切換控制部15。

位置控制部13具有對各個馬達23控制可動子之位置的功能。位置控制部13例如將編碼器24所檢測出之可動子之當下位置、與可動子之目標位置加以比較，並將對應於位置之偏差的速度指令輸出至速度控制部14。

速度控制部14具有對各個馬達23控制可動子之速度之功能。速度控制部14例如對基於編碼器24檢測出之可動子位置之變化的當下速度與自位置控制部13輸入之速度指令進行比較，來生成對應於速度之偏差的電流指令。電流指令係指示電流值的信號。於本實施形態中，該電流指令相當於輸出控制部11的輸出。細節雖於後述之，但該電流指令則被輸入至馬達驅動器21所具備的電流控制部36。

切換控制部15進行如下的控制：將速度控制部14相對於3個馬達23之各者所生成的電流指令，一邊循環性地切換一邊輸出至馬達驅動器21。該切換對應於開關部22在3個馬達23之間循環性地切換對象馬達而進行。

此處，利用與輸出控制部11之關係，對馬達驅動器21所具備之電流控制部36的動作進行說明。該電流控制部36對於各個馬達23，決定PWM控制的電壓指令值。

以下，著眼於第1馬達23a而詳細地進行說明。電流控制部36將關於第1馬達23a而從電流感測器35所得到的電流值、與從馬達系統1(換言之，輸出控制部11所具備之速度控制部14)所輸入的電流指令加以比較，並依據電流值之偏差而藉由計算來求取施加於第1馬達23a之各相之線圈的電壓。該計算例如根據周知之向量控制來進行。如此，於本實施形態中，電流感測器35所取得之電流值會被用在用來反饋控制。

電流控制部36對於第2馬達23b及第3馬達23c所包含之各相的線圈，亦同樣地求得施加的電壓。

電流控制部36根據藉由計算所得到的電壓，來生成並輸出PWM的電壓指令值。當複數個馬達23例如為3相馬達之情形時，電壓指令值相對應於3個相之各者而被生成。

在控制部10中，輸出控制部11的動作被以固定的週期進行，其結果，電流指令則變化。以下，其存在有將作為電流指令所控制之最小時間單位的該週期稱為輸出控制週期的情形。輸出控制週期在馬達驅動器21之電流控制部36，其與電壓指令值所控制的控制週期一致。

如上所述，馬達驅動器21所輸出之電壓經由反覆進行循環性之切換動作的開關部22，而擇一地被供給至第1馬達23a、第2馬達23b及第3馬達23c。相對應於此，輸出控制部11所生成之電流指令則成為將對第1馬達23a、第2馬達23b及第3馬達23c之各者指示電流值信號，分時地加以合成所得。

馬達驅動器21所具備之變流器，具備有與馬達23之相數相對應之數量的半導體開關元件。若電壓指令值從電流控制部36被輸入至變流器31，變流器31則以實現相對應於電壓指令值之佔空比的方式，依照周知之PWM控制高速地反覆進行開關元件的開關。藉此，馬達驅動器21可生成用以對3個馬達23分時地分配電力而進行驅動的驅動波形。

輸出控制週期與馬達驅動器21所進行之PWM控制的載波週期相一致。藉此，馬達驅動器21可藉由PWM控制而得到用以良好實現控制部10所輸出之電流指令的電壓波形，並將其供給至開關部22。

於3個馬達23之間切換對象馬達之1次循環中，電力被供給至1個馬達23之期間，等於輸出控制週期或其n倍(其中，n為2以上的整數)。藉此，其可實現與對象馬達之切換連動之驅動波形的切換。

藉由以上的控制，可以不同的方向及速度來驅動3個馬達23之各者。

於本實施形態中，複數個馬達23對應於1個馬達驅動器21，開關部22以電力被分時地分配給複數個馬達23之方式進行切換。藉此，1個馬達驅動器21可實質上同時驅動複數個馬達23。因此，相較於對馬達23a、23b、23c之各者個別地設置馬達驅動器21之構成，其可減少馬達驅動器21的個數。同樣地，電流感測器35亦被設為可共用於被分配電力之複數個馬達23。因此，其可減少電流感測器35的個數。藉由以上，其可降低馬達系統1的設置成本。

其次，對馬達驅動器21所具備之遲延控制部37詳細說明。

於本實施形態中，控制部10所具備之輸出控制部11，依照預先所規定之輸出控制週期來控制馬達驅動器21。馬達驅動器21之控制，實質上意指馬達驅動器21所輸出之電壓波形的PWM控制。

為了經由佔空比對電流值進行反饋控制，需要以下所示之第1處理至第4處理之一連串的處理。 (1)於第1處理中，電流感測器35對流動於對象馬達之電流的大小(電流值)進行檢測。 (2)於第2處理中，藉由輸出控制部11之位置控制部13及速度控制部14動作，速度控制部14生成電流指令，且該電流指令作為驅動器控制信號而從控制部10被輸出至馬達驅動器21。 (3)於第3處理中，馬達驅動器21之電流控制部36根據電流指令及電流感測器35之檢測值來計算電壓值，並且將相當於該電壓值的電壓指令值輸出至變流器31。 (4)於第4處理中，變流器31依照對應於電壓指令值之佔空比，對開關元件進行PWM控制。

以下，其存在有將該一連串的處理稱為控制處理的情形。控制處理雖係藉由控制部10及馬達驅動器21而高速進行，但其需要相應的時間。例如其存在有在為了使馬達控制之精度提升而縮短輸出控制週期之情形，控制處理所需要的時間較輸出控制週期為長之情形。

於圖2顯示有在1次循環中電力被供給至3個馬達23之各者的時間其任一者均相當於輸出控制週期之1個週期的情形。換言之，藉由開關部22的切換動作，於3個馬達23之間，對象馬達在每個輸出控制週期被切換為不同的馬達23。

以下，其存在有將開關部22進行切換動作之週期稱為切換週期的情形。切換週期既可對3個馬達23以成為相等之方式規定，亦可對每個馬達23以成為不同之方式規定。當切換週期為固定之情形時，切換週期乘以馬達23之數量所得即相當於1個循環的週期。

於本實施形態中，切換週期與輸出控制部11之輸出控制週期同步。因此，其可以簡單的構成來防止馬達23在切換對象馬達之時序的附近有意料外的動作。

於圖2之曲線圖中，橫軸係時間。沿著橫向排列之虛線的間隔，相當於輸出控制週期。如上所述，輸出控制週期與PWM控制之載波週期一致。於曲線圖之上部所描繪之M1、M2及M3的長方形，分別表示第1馬達23a、第2馬達23b及第3馬達23c成為對象馬達的期間。於該例子中由於馬達23的數量為3個，因此1個循環之週期相當於輸出控制週期的3個週期。

於圖2之曲線圖之縱軸上，用以驅動3個馬達23之各者的處理內容被作為標籤而顯示。於縱軸之標籤中，SW係軟體的簡稱，而HW係硬體的簡稱。被標示於各個標籤之有括弧的數字，對應於控制處理所包含之上述第1處理～第4處理之各者。

於圖2之曲線圖中，控制處理藉由以箭頭所連接之4個長方形來呈現。連接4個長方形之箭頭，表示資訊從上游之處理朝向下游之處理流動。長方形所標示的陰影線，對應於曲線圖之上部之M1、M2及M3之長方形的陰影線，而表示控制處理係用於3個馬達23中之哪一個馬達23的處理。

控制處理於每個輸出控制週期被開始。圖2之曲線圖表示如下之情形：於第1處理中，當電流感測器35取得某個馬達23之電流值後，於第4處理中，至馬達驅動器21為了該馬達23而以適當的佔空比來驅動開關元件為止所需的時間，超過輸出控制週期之1個週期的情形。於圖2之例子中，第4處理相對於第1處理，為遲延輸出控制週期的2個週期。

下面著眼於圖2之曲線圖中最左側所示用於第1馬達23a的控制處理來進行說明。即便根據在第1處理中所檢測出之第1馬達23a的電流值，於第4處理中，馬達驅動器21之開關元件為了第1馬達23a而被接通/斷開，開關部22從第1處理的開始至即將開始第4處理之前亦被切換2次。因此，進行第4處理之時序，係不同於第1馬達23a的第3馬達23c成為對象馬達。

如此，用以驅動第1馬達23a之電流，結果從馬達驅動器21被供給至第3馬達23c而引發意料外的動作。有關第2馬達23b及第3馬達23c的控制亦相同。

考慮到上述內容，本實施形態之馬達驅動器21具備有遲延控制部37。該遲延控制部37以如下的方式進行控制：於控制處理之過程中，一律使例如第2處理之開始，刻意地遲延輸出控制週期的1個週期。遲延可藉由例如在第2處理之前進行適當的待機處理來實現。

第3處理及第4處理係以已完成前段之處理為前提。因此，藉由第2處理之遲延，第3處理及第4處理之開始及結束必然亦會遲延。

該遲延控制之結果，如圖3所示般，第4處理相對於第1處理，遲延輸出控制週期的3個週期。因此，於第1處理中，在取得第1馬達23a之電流值之後，於第4處理中至馬達驅動器21為了第1馬達23a而開始PWM控制為止，開關部22則被切換3次，第1馬達23a再次成為對象馬達。

如此，遲延控制部37以如下的方式使控制處理遲延：於第4處理中馬達驅動器21為了第1馬達23a而進行PWM控制之時序，包含於在第1處理所屬之循環之正後緊接的循環中且第1馬達23a成為對象馬達的期間。藉此，馬達驅動器21將為了第1馬達23a而進行之PWM控制，可正確地適用於第1馬達23a。

使控制處理遲延的時間，並未被限定為輸出控制週期的1個週期。遲延時間係可因應於控制處理本來所需要的時間、切換週期的長度、及被分配馬達驅動器21之電力的馬達23之數量等而被適當地設定。

於圖4顯示，於1次循環中電力被供給至3個馬達23之各者的時間，其任一者均相當於輸出控制週期的4個週期。切換週期係輸出控制週期的4個週期。馬達23的數量由於為3個，因此1個循環的週期相當於輸出控制週期的12個週期。

於圖4之曲線圖中，為了避免圖式複雜化，其與第2馬達23b及第3馬達23c相關的控制處理被省略。於圖5及圖6中亦相同。

於圖4中，例如在第1馬達23a成為對象馬達的期間，用以驅動第1馬達23a的控制處理，在每個輸出控制週期開始1次，合計開始4次。於圖4的例子中，一律對在每個輸出控制週期所開始的控制處理，進行輸出控制週期之10個週期的遲延。藉此，其可將在第4處理中馬達驅動器21為了第1馬達23a而進行PWM控制的時序，包含於在第1處理所屬之循環之正後緊接的循環中且第1馬達23a成為對象馬達的期間。

於圖5中顯示有圖4之遲延控制的變化例。於圖5的例子中，在第1馬達23a成為對象馬達的期間，用以驅動第1馬達23a之控制處理亦開始4次。遲延控制部37僅對在4次控制處理中時間上較後之時序所開始的2次進行遲延控制。

不同於圖3，在圖5的例子中，切換週期較控制處理本來所需要之時間為長。因此，於圖5的例子中，即便不對在4次控制處理中時間上較早之時序所開始的2次控制處理進行遲延控制，亦可於開關部22進行切換動作之前，進行第1處理之電流取得後之第4處理的PWM控制。因此，遲延控制部37不會對該2次控制處理進行遲延控制。

另一方面，對在時間上較後的時序所開始之2次控制處理，則進行輸出控制週期之8個週期的遲延控制。藉此，其可使在第4處理中馬達驅動器21為了第1馬達23a而進行PWM控制的時序，被包含於第1處理所屬之循環之正後緊接的循環中且第1馬達23a成為對象馬達的期間。

於圖5的例子中，對在4次中時間上較後之時序所開始的2次控制處理，亦可預測至循環成為下一次循環為止電流相對於馬達23被遮斷之期間衰減後的電流值。圖6係對該例進行說明的示意圖。於進行圖6之遲延控制之情形時，圖1之輸出控制部11具備未圖示的電流衰減預測部。

於圖6的例子中，在4次中時間上較後之時序所開始之2次控制處理，與圖5相同地，被遲延輸出控制週期的8個週期。然而，被遲延的第3處理(產生電壓指令)，取代電流感測器35所檢測出之電流值，而根據所預測之衰減後的電流值來實施。

於圖7中，第1馬達23a所具有之線圈中1個電流波形的例子，與1個循環的週期一起被顯示。各個循環週期包含第1馬達23a成為對象馬達的期間、及第2馬達23b或第3馬達23c成為對象馬達的期間。僅在該第1馬達23a成為對象馬達之期間，電力被供給至第1馬達23a，在其他的期間，電力的供給則被遮斷。於未進行電力之供給的期間，電流以接近零的方式衰減。因此，第1馬達23a之電流波形如圖7之曲線圖所示般，則成為將正弦波與鋸齒波合成所得的形狀。於圖7之波形中，相當於電力被供給至第1馬達23a之期間的部分，被以實線所表示，而相當於電力之供給被遮斷之期間的部分則被以虛線所表示。

同樣地，電流感測器35僅可於第1馬達23a成為對象馬達之期間檢測出第1馬達23a的電流值，於其他的期間則無法檢測出電流值。

遲延控制部37於進行遲延控制時，儲存對象馬達即將從第1馬達23a被切換為另一馬達之前所取得的最新電流值。圖6的符號P表示於某循環中，對第1馬達23a在最後的時序所進行之控制處理中所取得電流的處理。利用該符號P所示之處理所取得的電流值，則被儲存於馬達驅動器21之適當的儲存裝置。該電流值實質上可為相對於第1馬達23a之電力即將被遮斷前的電流值。所儲存之電流值的例子，於圖7之曲線圖中係以i _mem來表示。

於下次的循環中，對第1馬達23a進行如下的處理：根據先前所儲存的電流值i _mem來進行上述之預測衰減後之電流值的處理。於圖6中，該預測處理以符號Q1及Q2所示之虛線的長方形來表示。所預測之電流值的例子，於圖7之曲線圖中以i _est來表示。

衰減後的電流值i _est，若將所儲存的電流值設為i _mem，將電力遮斷後之經過時間設為t，並將時間常數設為T，則以如下的算式來表示。 [數式1]

時間常數T係根據馬達23之電阻與電感所決定，而預先被儲存於馬達驅動器21。當在圖6之處理Q1之時間點預測衰減後之電流值之情形時，在所有的循環中，電力遮斷後的經過時間t均固定。於當處理Q2之時間點預測衰減後之電流值之情形時亦相同。因此，較佳係對處理Q1之時序與處理Q2之時序之各者，預先計算上述算式之指數函數部分的值，並將其作為常數預先加以儲存。一般而言，指數函數的計算負載雖高，但只要對所儲存之電流值i _mem乘以該常數，便可求取所推定之衰減後的電流值i _est。

於圖6的例子中，相較於圖5的例子可根據更接近實際值的電流值來控制各馬達23。根據近前之循環之電流值來預測衰減後之電流值的處理，亦可適用於圖3或圖4所示的遲延控制。

如以上所說明般，本實施形態之馬達系統1具備有複數個馬達23、馬達驅動器21、電流感測器35、開關部22、及輸出控制部11。馬達驅動器21輸出用以使複數個馬達23產生驅動力的電力。電流感測器35對馬達23之電流進行檢測。開關部22於複數個馬達23之間，選擇性地切換馬達驅動器21所輸出之電力的供給對象且將作為電流感測器35之電流檢測對象的對象馬達。用以驅動對象馬達之PWM佔空比係根據由電流感測器35所檢測出之電流來算出，馬達驅動器21被控制為根據該PWM佔空比來輸出電力。開關部22於複數個馬達23之間循環地切換對象馬達。馬達驅動器21被控制為當對象馬達之電流由電流感測器35所檢測出之情形時，在被檢測出電流循環之後的循環中且於被檢測出電流之馬達23再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據電流所求得之PWM佔空比的電力。

藉此，1個馬達驅動器21可實質上同時驅動複數個馬達23，且對各個馬達23個別地控制輸出。其可一邊在複數個馬達23之間循環地切換1個馬達驅動器21的輸出，一邊將對各個馬達23之控制正確地適用於該馬達23。由於可於複數個馬達23共用馬達驅動器21及電流感測器35，因此其可實現構成的簡化。

又，於本實施形態之馬達系統1中，馬達驅動器21被控制為當對象馬達之電流由電流感測器35所檢測出時，在被檢測出電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出電流之馬達23再次成為對象馬達之時序，則輸出基於根據電流所求得之PWM佔空比的電力。

藉此，其可避免須對應於不同馬達之檢測值來控制對象馬達之情形。

又，於圖6的例子中，輸出控制部11於當對象馬達之電流由電流感測器35所檢測出時，根據電流，預測在被檢測出電流之循環之正後緊接的循環中且至馬達23再次成為對象馬達為止所產生之電力遮斷期間所導致的衰減以算出衰減後電流。馬達驅動器21被控制為在被檢測出電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出電流之馬達23再次成為對象馬達的時序，則輸出基於根據衰減後電流所求得之PWM佔空比的電力。

藉此，考慮實際的電流值因朝向對象馬達遮斷電力衰減所造成的影響而可控制馬達23。其結果，其可提升控制品質。

於圖3及圖4的例子中，馬達驅動器21被控制為，當對象馬達之電流由電流感測器35所檢測出時，在被檢測出電流之循環之正後緊接的循環中一律使被檢測出電流之馬達23再次成為對象馬達的時序，而輸出基於根據電流所求得之PWM佔空比的電力。

藉此，其可實現簡單的處理。

於圖5或圖6的例子中，馬達驅動器21依照預先所規定的輸出控制週期而被控制。於1次循環中從對1個對象馬達開始電力之供給至停止為止的時間，成為輸出控制週期的4個週期。該4個週期被分為在時間上較早之2個週期(第1輸出控制週期)、及在時間上較後之2個週期(第2輸出控制週期)。前半之2個週期之各者，在與對象馬達之電流由電流感測器35所檢測出之循環相同的循環中，馬達驅動器21輸出基於根據電流所求得之PWM佔空比的電力。後半之2個週期之各者，在對象馬達之電流由電流感測器35所檢測出之循環之正後緊接的循環中，馬達驅動器21輸出基於根據電流所求得之PWM佔空比的電力。

藉此，基於控制之電力的輸出時序成為其正後緊接的循環使其遲延之情形，則僅在馬達23成為對象馬達之期間中之一部分進行。因此，其可使控制性之提升。

於本實施形態之馬達系統1中，開關部22在各個循環中，於每個預先所規定的切換週期切換對象馬達。輸出控制週期係與切換週期同步。

藉此，其可實現與開關部22之切換連動之控制內容的變更。

以上雖已對本發明之較佳實施形態進行說明，但上述之構成可例如以下般地變更。變更既可單獨地進行，亦可複數個變更任意組合地進行。

遲延控制部37亦可以如下的方式控制馬達驅動器21：在對象馬達之電流由電流感測器35所檢測出之情形時，於被檢測出電流之2次循環後、或於其後的循環中，馬達驅動器21輸出基於根據電流所求得之PWM佔空比的電力。

遲延並未被限定於以控制處理中之第2處理為對象，例如亦可以第3處理或第4處理為對象。遲延控制部37亦可被裝設於輸出控制部11。

要將切換週期設為輸出控制週期之幾個週期的長度係可被適當地設定。

馬達驅動器21與開關部22既可由物理上不同的裝置所實現，亦可由1個裝置所實現。

根據以上所說明之實施形態及其變化例，至少可掌握以下的技術思想。

[項目1]一種馬達系統，其特徵在於，其具備有： 複數個馬達； 馬達驅動器，其輸出用以使上述複數個馬達產生驅動力的電力； 電流檢測部，其對上述馬達的電流進行檢測；及 開關部，其於上述複數個馬達之間，選擇性地切換上述馬達驅動器輸出電力之供給對象且上述電流檢測部所作電流檢測對象的對象馬達； 驅動上述對象馬達之PWM佔空比係根據由上述電流檢測部所檢測出的電流來算出； 上述馬達驅動器被控制為根據上述PWM佔空比來輸出電力； 上述開關部於複數個上述馬達之間被循環切換上述對象馬達； 上述馬達驅動器被控制為當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，在被檢測出上述電流之循環之後的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

[項目2]如項目1所記載之馬達系統，其中， 上述馬達驅動器被控制為當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，在被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

[項目3]如項目2所記載之馬達系統，其中， 當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，根據上述電流來預測直到在被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中該馬達再次成為對象馬達為止所產生之因電力遮斷期間所導致的衰減，而算出衰減後電流； 上述馬達驅動器被控制為當被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述衰減後電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

[項目4]如項目2或3所記載之馬達系統，其中， 上述馬達驅動器被控制為當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，一律於被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

[項目5]如項目2或3所記載之馬達系統，其中， 上述馬達驅動器依照預先所規定的輸出控制週期所控制； 於1次循環中從對1個上述對象馬達開始電力之供給到停止為止的時間包含有： 第1輸出控制週期，其在與上述對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出之循環相同的循環中，上述馬達驅動器輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力；及 第2輸出控制週期，其在上述對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出之循環之正後緊接的循環中，上述馬達驅動器輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。

[項目6]如項目1至5中任一項所記載之馬達系統，其中， 上述馬達驅動器依照預先所規定的輸出控制週期所控制； 上述開關部在各個循環中，於每個預先所規定的切換週期，切換上述對象馬達； 上述輸出控制週期與上述切換週期同步。

1:馬達系統 10:控制部 11:輸出控制部 13:位置控制部 14:速度控制部 15:切換控制部 21:馬達驅動器 22:開關部 23:馬達 23a:第1馬達 23b:第2馬達 23c:第3馬達 24:編碼器 31:變流器 35:電流感測器(電流檢測部) 36:電流控制部 37:遲延控制部

圖1係本發明一實施形態之馬達系統的方塊圖。 圖2係說明在與對象馬達之切換連動而進行馬達驅動器之控制的情形時，馬達進行意料外之動作之現象的曲線圖。 圖3係說明本實施形態之控制之第1例的曲線圖。 圖4係說明本實施形態之控制之第2例的曲線圖。 圖5係說明本實施形態之控制之第3例的曲線圖。 圖6係說明本實施形態之控制之第4例的曲線圖。 圖7係參照第1馬達之電流波形來說明第4例之電流衰減之預測的圖。

1:馬達系統

10:控制部

11:輸出控制部

13:位置控制部

14:速度控制部

15:切換控制部

21:馬達驅動器

22:開關部

23:馬達

23a:第1馬達

23b:第2馬達

23c:第3馬達

24:編碼器

31:變流器

35:電流感測器(電流檢測部)

36:電流控制部

37:遲延控制部

Claims (6)

1. 一種馬達系統，其特徵在於，其具備有： 複數個馬達； 馬達驅動器，其輸出用以使上述複數個馬達產生驅動力的電力； 電流檢測部，其對上述馬達的電流進行檢測；及 開關部，其於上述複數個馬達之間，選擇性地切換上述馬達驅動器輸出電力之供給對象且上述電流檢測部所作電流檢測對象的對象馬達； 驅動上述對象馬達之PWM佔空比係根據由上述電流檢測部所檢測出的電流來算出； 上述馬達驅動器被控制為根據上述PWM佔空比來輸出電力； 上述開關部於複數個上述馬達之間被循環切換上述對象馬達； 上述馬達驅動器被控制為當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，在被檢測出上述電流之循環之後的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。
2. 如請求項1之馬達系統，其中， 上述馬達驅動器被控制為當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，在被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。
3. 如請求項2之馬達系統，其中， 當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，根據上述電流來預測直到在被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中該馬達再次成為對象馬達為止所產生之因電力遮斷期間所導致的衰減，而算出衰減後電流； 上述馬達驅動器被控制為當被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述衰減後電流所求得之上述PWM佔空比的電力。
4. 如請求項2之馬達系統，其中， 上述馬達驅動器被控制為當對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出時，一律於被檢測出上述電流之循環之正後緊接的循環中且於被檢測出上述電流之上述馬達再次成為對象馬達的時序，輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。
5. 如請求項2之馬達系統，其中， 上述馬達驅動器依照預先所規定的輸出控制週期所控制； 於1次循環中從對1個上述對象馬達開始電力之供給到停止為止的時間包含有： 第1輸出控制週期，其在與上述對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出之循環相同的循環中，上述馬達驅動器輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力；及 第2輸出控制週期，其在上述對象馬達之電流由上述電流檢測部所檢測出之循環之正後緊接的循環中，上述馬達驅動器輸出基於根據上述電流所求得之上述PWM佔空比的電力。
6. 如請求項1之馬達系統，其中， 上述馬達驅動器依照預先所規定的輸出控制週期所控制； 上述開關部在各個循環中，於每個預先所規定的切換週期，切換上述對象馬達； 上述輸出控制週期與上述切換週期同步。