專利名稱：無傳感器電機的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無電刷DC電動機或者步進電機等那樣通過根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置，切換勵磁相，進行換流控制，使其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，特別是涉及利用用于進行無傳感器電機的驅(qū)動對象物的位置檢測器進行無傳感器電機的換流控制的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
作為檢測像無電刷DC電機或者HB型步進電機等那樣在轉(zhuǎn)子中使用了永久磁鐵的電機的轉(zhuǎn)子位置的技術(shù)，以往，有利用在定子繞組的開放相(不通電相)中發(fā)生的反電動勢的技術(shù)。即，檢測可以從勵磁線圈得到的反電動勢，求該檢測出的反電動勢與中性點電壓交叉的零交叉點，檢測轉(zhuǎn)子位置。這種情況的換流控制例如通過在從上述零交叉點把相位移動30度的點進行換流動作而實現(xiàn)。
因此，在電機停止時，由于不能夠從勵磁線圈得到反電動勢，不能夠進行無傳感器驅(qū)動，因此在從電機停止?fàn)顟B(tài)開始進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電機起動時，進行所謂的強制換流，強制驅(qū)動轉(zhuǎn)子，由此，在成為可以從勵磁線圈獲得預(yù)定值以上的反電動勢的電機速度后，轉(zhuǎn)移到無傳感器驅(qū)動。
對于這樣的電機的無傳感器控制，已知有在電機中設(shè)置霍爾元件，使用該元件檢測轉(zhuǎn)子位置，根據(jù)檢測值驅(qū)動電機的方法等。
然而，在根據(jù)反電動勢進行無傳感器控制的情況下，如上述那樣由于在低速下不能夠進行換流控制，因此在進行反復(fù)停止、起動這樣控制的情況下很不理想。另外，如果依據(jù)使用霍爾元件等進行控制的方法，則雖然在低速下能夠進行控制，然而轉(zhuǎn)子磁極的磁極分割寬度的分散性或者霍爾元件的設(shè)置位置的分散性等直接作為換流定時的誤差影響到控制精度，因此現(xiàn)狀是在能夠檢測反電動勢的速度范圍內(nèi)的動作中，基于反電動勢的無傳感器控制不包括上述的誤差，動作才會穩(wěn)定，故希望即使是低速也能夠進行控制，而且能夠更高精度地把電機進行無傳感器控制的驅(qū)動方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是著眼于上述以往未解決的問題而產(chǎn)生的，目的在于提供即使在低速下也能夠可靠地進行換流控制，而且能夠以更高精度進行無傳感器電機的驅(qū)動控制的無傳感器電機的驅(qū)動裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明方案1的無傳感器電機的驅(qū)動裝置具有伴隨著無傳感器電機的驅(qū)動對象物的移動輸出脈沖信號的位置檢測器；計數(shù)來自該位置檢測器的脈沖信號，根據(jù)其計數(shù)值進行上述無傳感器電機的換流控制的換流控制裝置；設(shè)定成為上述脈沖信號的計數(shù)基準(zhǔn)點的換流原點的換流原點設(shè)定裝置，該換流原點設(shè)定裝置在初次起動時把上述無傳感器電機的勵磁相順序切換到不是互差電角180度或者其整數(shù)倍的電角位置的2個牽引位置并且進行了2次勵磁以后，對于上述第2次的勵磁相，再一次切換到不是電角180度或者其整數(shù)倍的電角位置的牽引位置并進行勵磁，然后在轉(zhuǎn)子靜止的時刻，設(shè)定上述換流原點。
在方案1的發(fā)明中，如果無傳感器電機的驅(qū)動對象物移動，則與此相伴從位置傳感器輸出脈沖信號，根據(jù)該脈沖信號數(shù)的計數(shù)值進行換流控制。成為上述脈沖信號的計數(shù)基準(zhǔn)點的換流原點由換流原點設(shè)定裝置設(shè)定，在換流原點設(shè)定裝置中，根據(jù)初次起動時勵磁了無傳感器電機的定子繞組時的靜止位置，即牽引位置設(shè)定換流原點。
這里，雖然有時根據(jù)即將初次起動前的轉(zhuǎn)子的停止位置在1次勵磁中轉(zhuǎn)子沒有旋轉(zhuǎn)，但如果把勵磁相順序切換到不是互差電角180度或者其整數(shù)倍的電角位置的2個不同的牽引位置并且進行2次勵磁，則轉(zhuǎn)子通過正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)可靠地旋轉(zhuǎn)，被牽引到第2次的牽引位置。而且，如果對于上述第2次的牽引位置，再一次切換到不是電角180度或者其整數(shù)倍的電角位置的牽引位置并進行勵磁，則能夠使轉(zhuǎn)子向作為目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，并且被牽引到第3次的牽引位置。
而且，如果轉(zhuǎn)子移動到第3次的牽引位置，并且在靜止時的位置設(shè)定換流原點，則換流原點在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時要換流的位置一致。
從而，把換流原點作為計數(shù)基準(zhǔn)點計數(shù)脈沖信號，如果在該計數(shù)值例如每次成為預(yù)先設(shè)定的一個換流區(qū)間的脈沖信號數(shù)的倍數(shù)時進行換流，則成為在轉(zhuǎn)子每次到達要換流的位置時進行換流，能夠以可靠的定時進行換流。
這里，例如經(jīng)過由齒輪機構(gòu)或者驅(qū)動力傳送帶和皮帶輪構(gòu)成的機構(gòu)等通過無傳感器電動機把驅(qū)動對象物進行驅(qū)動時，有時實際上與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)無關(guān)，由于齒輪機構(gòu)的齒隙或者驅(qū)動力傳送帶的伸展等影響沒有把驅(qū)動對象物進行驅(qū)動，沒有從位置檢測器輸出脈沖信號。因此，將在來自靜止位置的轉(zhuǎn)子的實際旋轉(zhuǎn)量與基于伴隨該旋轉(zhuǎn)位置檢測器輸出的脈沖信號計數(shù)值的旋轉(zhuǎn)量之間產(chǎn)生偏移。
但是，如上述那樣進行3次勵磁，使轉(zhuǎn)子可靠地沿著所希望的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，在靜止的位置設(shè)置換流原點，因此如果沿著與上述換流原點設(shè)定之前的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向起動，則能夠去除齒隙等的影響，可靠地設(shè)定換流原點，從而能夠以可靠的定時進行換流。
另外，方案2的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案1中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流原點設(shè)定裝置在上述無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定上述換流原點，上述換流控制裝置對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向，根據(jù)來自在每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定的換流原點的上述脈沖信號數(shù)進行上述換流控制。
另外，方案3的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案2中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流原點設(shè)定裝置把相當(dāng)于在上述每個無傳感器電機的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定的上述各換流原點的位置差的脈沖信號數(shù)檢測為偏置值，上述換流控制裝置把一方的換流原點作為基準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號，根據(jù)上述偏置值在每次改變旋轉(zhuǎn)方向時修正上述脈沖信號的計數(shù)值。
在方案2以及方案3的發(fā)明中，在無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定換流原點。這里，例如在由無傳感器電機通過齒輪機構(gòu)或者驅(qū)動力傳送帶和皮帶輪構(gòu)成的機構(gòu)等把驅(qū)動對象物進行驅(qū)動時，有時由于由齒輪機構(gòu)的齒隙或者驅(qū)動力傳送帶的延伸等引起并通過旋轉(zhuǎn)方向的切換，使轉(zhuǎn)子的位置與驅(qū)動對象物的絕對位置發(fā)生偏移。從而，在這樣產(chǎn)生偏移的狀態(tài)下，如果根據(jù)以對于一個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定的一個換流原點為基準(zhǔn)的脈沖信號計數(shù)值進行換流控制，則根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向，真正的轉(zhuǎn)子換流定時與基于脈沖信號計數(shù)值的換流定時之間將偏移。
然而，在上述方案2以及方案3的發(fā)明中，在無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定換流原點，對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向，根據(jù)來自在各個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定的換流原點的脈沖信號數(shù)進行換流控制，因此能夠避免由旋轉(zhuǎn)方向的改變產(chǎn)生換流定時中的偏移。
這時，如方案3的發(fā)明那樣，把相當(dāng)于在無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定的各個換流原點的位置差的脈沖信號數(shù)檢測為偏置值，以任一方的換流原點為基準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號，如果根據(jù)偏置值在旋轉(zhuǎn)方向每次改變時修正脈沖信號的計數(shù)值，使得成為以對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向的換流原點為基準(zhǔn)的計數(shù)值，則不需要在每個旋轉(zhuǎn)方向準(zhǔn)備存儲上述脈沖信號計數(shù)值的計數(shù)變數(shù)，能夠省略在旋轉(zhuǎn)方向每次改變時切換參考的計數(shù)變數(shù)這樣的處理程序。
另外，方案4的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案1～方案3的任一項中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，具備檢測上述無傳感器電機的開放相中產(chǎn)生的反電動勢的反電動勢檢測裝置；根據(jù)由該反電動勢檢測裝置檢測出的反電動勢生成換流定時的換流定時生成裝置，上述換流原點設(shè)定裝置在由上述換流定時生成裝置生成的換流定時的時刻，更新、設(shè)定上述換流原點。
另外，方案5的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案4中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流定時檢測裝置根據(jù)上述無傳感器電機的任一相的反電動勢生成換流定時。
在該方案4以及方案5的發(fā)明中，由反電動勢檢測裝置檢測無傳感器電機的開放相即不通電相中發(fā)生的反電動勢。根據(jù)檢測出的反電動勢檢測轉(zhuǎn)子的位置，生成換流定時，在所生成的換流定時的時刻更新、設(shè)定換流原點。
這里，根據(jù)反電動勢檢測轉(zhuǎn)子的位置可以比方案1～方案3中敘述的通過勵磁把轉(zhuǎn)子牽引到靜止位置所決定的轉(zhuǎn)子的位置得到更高的精度。即，這是因為在通過勵磁把轉(zhuǎn)子牽引到靜止位置的情況下，由于摩擦負(fù)荷等外力與電機發(fā)生的轉(zhuǎn)矩的平衡，轉(zhuǎn)子在從電穩(wěn)定靜止點稍稍偏離的位置靜止，而與此不同，根據(jù)反電動勢檢測出的轉(zhuǎn)子位置不包括由摩擦負(fù)荷等產(chǎn)生的牽引偏移的因素。
從而，在成為根據(jù)反電動勢可以生成換流定時的狀態(tài)的時刻，根據(jù)能夠檢測轉(zhuǎn)子位置的反電動勢更高精度地檢測轉(zhuǎn)子的位置，生成換流定時并且更新、設(shè)定換流原點。以后，以該換流原點為基準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號，根據(jù)該計數(shù)值進行換流，因此能夠更高精度地進行換流控制。
這時，在以往的使用了反電動勢的無傳感器控制的情況下，需要順序地檢測所有相的反電動勢，生成與其對應(yīng)的換流定時，而如方案5的發(fā)明那樣，在換流定時生成裝置中，不是根據(jù)無傳感器電機的所有的相，而是根據(jù)某一相的反電動勢生成換流定時，因此能夠減少檢測反電動勢的電路的數(shù)量，同時還能夠減去輕換流定時生成所需要的處理。
另外，方案6的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案4或者方案5中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流定時生成裝置在上述無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向生成上述換流定時，上述換流原點設(shè)定裝置根據(jù)上述每個旋轉(zhuǎn)方向的換流定時在每個旋轉(zhuǎn)方向更新、設(shè)定上述換流原點。
另外，方案7的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案6中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流原點設(shè)定裝置把相當(dāng)于根據(jù)在上述換流定時生成裝置中在每個旋轉(zhuǎn)方向生成的換流定時設(shè)定的各個換流原點的位置差的脈沖信號數(shù)檢測為偏置值，上述換流控制裝置以更新、設(shè)定了的一方的換流原點為基準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號，根據(jù)上述偏置值在旋轉(zhuǎn)方向每次改變時修正上述脈沖信號的計數(shù)值。
另外，方案8的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案7的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，具有存儲上述偏置值的存儲裝置，上述換流控制裝置根據(jù)在上述存儲裝置中存儲的上述偏置值修正上述脈沖信號數(shù)的計數(shù)值。
在該方案6～8的發(fā)明中，在換流原點設(shè)定裝置中，根據(jù)在各旋轉(zhuǎn)方向在換流定時生成裝置中生成的換流定時，在每個旋轉(zhuǎn)方向更新、設(shè)定換流原點。這里，例如在由無傳感器電機通過齒輪機構(gòu)或者驅(qū)動力傳送帶和皮帶輪構(gòu)成的機構(gòu)等把驅(qū)動對象物進行驅(qū)動時，有時由于由齒輪機構(gòu)的齒隙或者驅(qū)動力傳送帶的延伸等影響，如果切換旋轉(zhuǎn)方向，則使轉(zhuǎn)子的位置與驅(qū)動對象物的絕對位置發(fā)生偏移。在這樣產(chǎn)生偏移的狀態(tài)下，如果根據(jù)以對于一個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定的一個換流原點為基準(zhǔn)的脈沖信號計數(shù)值進行換流控制，則根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向，真正的轉(zhuǎn)子的換流定時與基于脈沖信號計數(shù)值的換流定時之間將產(chǎn)生偏移。
然而，在上述方案6～8的發(fā)明中，在無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)反電動勢生成換流定時，根據(jù)該換流定時在每個旋轉(zhuǎn)方向更新、設(shè)定各個換流原點，因此能夠避免由旋轉(zhuǎn)方向在換流定時中發(fā)生偏移。
這時，如方案7的發(fā)明那樣，把相當(dāng)于在無傳感器電機的每個方向中更新、設(shè)定了的各換流原點的位置差的脈沖信號數(shù)檢測為偏置值，把更新、設(shè)定后的任一個換流原點作為基準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號的同時，在旋轉(zhuǎn)方向每次改變時根據(jù)上述偏置值修正脈沖信號數(shù)的計數(shù)值，使得成為把對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向的換流原點作為基準(zhǔn)的計數(shù)值，則能夠省略在每個旋轉(zhuǎn)方向準(zhǔn)備存儲上述脈沖信號計數(shù)值的計數(shù)變數(shù)，并且在旋轉(zhuǎn)方向每次改變時，切換參考的計數(shù)變數(shù)這樣的處理程序。
另外，如方案8的發(fā)明那樣，如果預(yù)先檢測偏置值并且進行存儲，則在每次根據(jù)基于反電動勢生成的換流定時更新、設(shè)定換流原點時不必檢測偏置值。
另外，方案9的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案4～8的任一項中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流控制裝置在開始上述無傳感器電機的控制時進行基于由上述換流定時生成裝置生成的換流定時的換流原點的更新。
另外，方案10的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案4～9的任一項中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流控制裝置從上述無傳感器電機的控制開始時刻經(jīng)過預(yù)定時間后進行基于由上述換流定時生成裝置生成的換流定時的換流原點的更新。
另外，方案11的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案4～10的任一項中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流控制裝置從上述無傳感器電機的控制開始時刻每經(jīng)過預(yù)定時間進行基于由上述換流定時生成裝置生成的換流定時的換流原點的更新。
進而，方案12的無傳感器電機的驅(qū)動裝置的特征在于在方案4～11的任一項中記述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置中，上述換流控制裝置在每次起動上述無傳感器電機時進行基于由上述換流定時生成裝置生成的換流定時的換流原點的更新。
在該方案9～12的發(fā)明中，在開始了上述無傳感器電機的控制時進行基于由換流定時生成裝置生成的換流定時的換流原點的更新，因此在開始無傳感器電機的控制，無傳感器電機旋轉(zhuǎn)，根據(jù)在其反電動勢能夠生成換流定時的時刻進行換流原點的更新、設(shè)定，由此，能夠比控制開始的初始階段設(shè)定更高精度的換流原點。另外，從控制開始時刻經(jīng)過預(yù)定時間后進行換流原點的更新，例如在伴隨無傳感器電機驅(qū)動開始的溫度環(huán)境的變化成為平衡狀態(tài)的時刻更新、設(shè)定換流原點，由此能夠設(shè)定溫度環(huán)境穩(wěn)定狀態(tài)下的換流原點。另外，在每次從無傳感器電機的控制開始時刻經(jīng)過預(yù)定時間更新、設(shè)定換流原點，由此能夠根據(jù)溫度環(huán)境的變化設(shè)定換流原點。進而，在每次起動無傳感器電機，即無傳感器電機每次開始動作進行更新、設(shè)定，由此能夠設(shè)定對應(yīng)于現(xiàn)狀的換流原點。


圖1是示出適用了本發(fā)明的無傳感器電機的驅(qū)動電路的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示出第1、第2、第3實施形態(tài)中的主程序的處理程序一例的流程圖。
圖3是示出圖2中的換流原點設(shè)定處理的處理程序一例的流程圖。
圖4是表示相對于轉(zhuǎn)子位置的變化，勵磁相與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的說明圖。
圖5是示出圖2中的起動處理的處理程序一例的流程圖。
圖6是示出作為圖2中的換流控制處理的換流計數(shù)處理以及圖8中的換流計數(shù)處理的處理程序一例的流程圖。
圖7是示出圖2的實施形態(tài)中的無電刷電機的驅(qū)動裝置的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是示出圖2中的換流控制處理的處理程序一例的流程圖。
圖9是示出圖8以及圖12中的換流原點復(fù)位處理的處理程序一例的流程圖。
圖10是示出圖2中的換流原點設(shè)定處理的處理程序一例的流程圖。
圖11是示出圖10以及圖12中的換流計數(shù)處理的處理程序一例的流程圖。
圖12是示出圖2中的換流控制處理的處理程序一例的流程圖。
圖13是示出圖2中的起動處理的處理程序一例的流程圖。
以下，參照

本發(fā)明的本實施形態(tài)。
首先，說明本發(fā)明的第1實施形態(tài)。
圖1是示出使用了本發(fā)明的無電刷電機的驅(qū)動電路10的結(jié)構(gòu)圖。
即，無電刷電機1是把U相、V相、W相三個定子繞組星形連接了的三相無電刷電機。驅(qū)動電路10具有換流器11，其換流器11的各輸出端子連接無電刷電機1的U相～W相的各端子。換流器11對應(yīng)于U相～W相例如具備三組連接了電源側(cè)晶體管以及接地側(cè)晶體管的組的眾所周知的結(jié)構(gòu)，通過從換流控制電路12供給的換流信號控制包括在換流器中的總計6個晶體管的通·斷，使得順序地激勵無電刷電機1的各相進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
在上述無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)軸上，雖然沒有進行圖示，但是例如經(jīng)過齒輪機構(gòu)連接著打印機的送紙機構(gòu)，通過驅(qū)動控制無電刷電機1，無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)過齒輪機構(gòu)傳遞到構(gòu)成上述送紙機構(gòu)的送紙用滾筒軸使得進行送紙控制。進而，在上述送紙用滾筒軸上，設(shè)置著用于檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角的例如旋轉(zhuǎn)編碼器等位置檢測器15。
該位置檢測器15構(gòu)成為輸出相位不同的A相以及B相兩種脈沖信號，從這些兩種信號的相位關(guān)系能夠檢測旋轉(zhuǎn)方向。另外，該位置檢測器15在無電刷電機1的一個換流期間具有能夠發(fā)生多個脈沖信號的分辨率。
上述換流控制電路12例如構(gòu)成為包括微機，用于存儲后述的換流脈沖數(shù)P等的存儲裝置(存儲設(shè)備)等，輸入來自上述位置檢測器15的2種檢測信號。而且，進行無電刷電機1的初始勵磁牽引，作為生成無電刷電機1的換流定時時的基準(zhǔn)的換流原點，在計數(shù)器數(shù)C中設(shè)定對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向的初始值。
而且，根據(jù)來自上述位置檢測器15的2種脈沖信號檢測無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)方向的同時，檢測脈沖信號的邊緣(以下稱為脈沖沿)，根據(jù)該脈沖沿對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向計數(shù)脈沖數(shù)，在上述無電刷電機1正轉(zhuǎn)，通過送紙機構(gòu)沿著進行送紙的方向驅(qū)動時加入脈沖，反之，在無電刷電機1反轉(zhuǎn)時減去脈沖，根據(jù)該脈沖的計數(shù)值與存儲在預(yù)定的存儲區(qū)中的換流脈沖數(shù)列P，決定上述無電刷電機1的換流定時。
另外，上述換流控制電路12具有在換流器11的未圖示的各晶體管中，把應(yīng)該導(dǎo)通的晶體管的組合進行數(shù)值化管理的稱為換流模式的變數(shù)，構(gòu)成為使得輸出與上述換流模式的值一對一對應(yīng)的換流信號。上述換流信號由分別控制換流器11的各個晶體管的通·斷的信號序列構(gòu)成，與生成的上述換流定時同步，把上述換流模式的值切換為應(yīng)該使無電刷電機1沿著用來自未圖示的上級裝置的指令信號所指示的方向旋轉(zhuǎn)的適當(dāng)?shù)闹?以下稱為換流模式切換)。通過把對應(yīng)于該換流模式的換流信號到輸出換流器11，適當(dāng)?shù)剡M行無電刷電機1的定子繞組U相～W相的勵磁切換，實現(xiàn)無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)。
進而，上述換流控制電路12與眾所周知的無電刷電機中的驅(qū)動控制處理相同，根據(jù)來自上述位置檢測器15的脈沖信號，實時計測送紙用滾筒軸的旋轉(zhuǎn)速度或者旋轉(zhuǎn)角，進行送紙用滾筒軸的旋轉(zhuǎn)速度控制或者旋轉(zhuǎn)角控制。
上述換流脈沖數(shù)列P設(shè)定如下。即，例如，檢測換流器11的各相反電動勢電壓的中間電壓，在從其偏移30度的位置根據(jù)作為換流定時的眾所周知的方法等使無電刷電機1驅(qū)動，例如，計數(shù)來自多個換流區(qū)間中的位置檢測器15的脈沖數(shù)，通過把該脈沖數(shù)用換流區(qū)間數(shù)進行相除運算，計算出一個換流區(qū)間中的來自位置檢測器15的脈沖數(shù)的區(qū)間脈沖數(shù)M。
這里，例如，假設(shè)在5個換流區(qū)間的脈沖數(shù)是“102”時等，并且以分?jǐn)?shù)記載區(qū)間脈沖數(shù)M(這時，102/5＝20.4)。這時，由于區(qū)間脈沖數(shù)是20.4，因此如表1的換流位置真值所示那樣，真正的換流定時是從無電刷電機1的轉(zhuǎn)子位于換流定時的位置的初始狀態(tài)開始的脈沖數(shù)為20.4，40.8，61.2，81.6，……的時刻。表1


但是，由于脈沖信號的累加值是整數(shù)，因此把表示真正的換流定時的脈沖數(shù)，即換流位置真值的小數(shù)點以下部分進行四舍五入，求與換流位置真值的誤差為最小的整數(shù)值，把該值作為表示換流定時的延伸信號數(shù)，把各個換流定時中的延伸信號數(shù)之間的差設(shè)定為換流間信號數(shù)。
即，在第1個換流定時中，換流位置真值是脈沖信號數(shù)的累加值成為“20.4”的時刻，由于與其最近的整數(shù)值是“20”，因此延伸信號數(shù)設(shè)定為“20”，換流間信號數(shù)也設(shè)定為“20”。這時，換流位置真值與延伸信號數(shù)的誤差成為“-0.4”。同樣，在第2個換流定時中換流位置真值由于是信號脈沖的累加值為“40.8”的時刻，因此延伸信號數(shù)設(shè)定為“41”，換流間信號數(shù)成為“21”，其誤差成為“+0.2”。而且，第3個以及第4個換流定時也同樣進行設(shè)定，在第5的換流定時的情況下，換流位置真值是“102”，由于是整數(shù)，因此把其設(shè)定為延伸信號數(shù)，換流間信號數(shù)成為“20”，在第5個換流定時中延伸信號數(shù)與換流位置真值的誤差成為“0”。
接著，在第6個換流定時中，換流位置真值由于成為“120.4”，因此延伸信號數(shù)成為“120”，換流間信號數(shù)成為“20”，其誤差成為“-0.4”，上述的換流間信號數(shù)以及其誤差與上述第1個定時相同。以后，與上述第2個定時以后相同，換流間信號數(shù)重復(fù)“21、20、21、20”。從而，把從第1個換流定時開始到換流位置真值與延伸信號數(shù)的誤差為0的第5個換流定時的換流間信號數(shù)構(gòu)成的數(shù)列“20、21、20、21、20”設(shè)定為換流脈沖數(shù)列P，把它們預(yù)先存儲在預(yù)定的存儲區(qū)中。即，例如在由上述驅(qū)動電路10，無電刷電機1以及在作為該無電刷電機1的驅(qū)動對象物的送紙機構(gòu)中設(shè)定的位置檢測器15等構(gòu)成的系統(tǒng)在出廠時預(yù)先設(shè)定換流脈沖數(shù)列P，把其預(yù)先存儲在預(yù)定的存儲區(qū)中。
其次，根據(jù)表示換流控制電路12中的處理程序一例的流程圖說明上述第1實施形態(tài)的動作。
在換流控制電路12中，如果起動，則開始圖2所示的主程序，首先在步驟S101中進行換流原點設(shè)定處理，設(shè)定成為用于生成換流定時的基準(zhǔn)的換流原點。具體地講，如圖3所示，首先在步驟S201中，初始化成預(yù)先設(shè)定了決定激勵無電刷電機1哪一相的換流模式的模式，與眾所周知的換流控制處理相同，生成對應(yīng)于初始化了的換流模式的換流信號，把該信號輸出到構(gòu)成換流器11的各個晶體管中，控制各個晶體管，把預(yù)定的相進行勵磁。由此，進行第1次的轉(zhuǎn)子牽引。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S202，例如根據(jù)是否檢測出了預(yù)定時間脈沖邊緣等，判斷轉(zhuǎn)子是否靜止，如果轉(zhuǎn)子靜止則轉(zhuǎn)移到步驟S203。在步驟S203中，對于在步驟S201中被牽引了的第1次的牽引位置，在不是電角180度或者其整數(shù)倍電角位置的不同的牽引位置切換換流模式并且進行勵磁。由此，進行第2次的轉(zhuǎn)子牽引。接著，轉(zhuǎn)移到步驟S204，待機到轉(zhuǎn)子靜止為止，從轉(zhuǎn)子靜止到牽引位置以后轉(zhuǎn)移到步驟S205，判斷從上級裝置指令的無電刷電機1起動時的旋轉(zhuǎn)方向。在起動時的旋轉(zhuǎn)方向是正轉(zhuǎn)方向時，從步驟S205轉(zhuǎn)移到步驟S206，沿著正轉(zhuǎn)方向切換換流模式進行勵磁。由此，進行第3次的轉(zhuǎn)子牽引。然后轉(zhuǎn)移到步驟S207，待機到轉(zhuǎn)子靜止為止，從轉(zhuǎn)子在牽引位置靜止后轉(zhuǎn)移到步驟S208，把該第3次的牽引位置作為換流原點把計數(shù)器數(shù)C設(shè)定為C＝0的同時，把變數(shù)n設(shè)定為n＝1，該變數(shù)n用于特定構(gòu)成存儲在預(yù)先設(shè)定的預(yù)定存儲區(qū)中的上述換流脈沖數(shù)列PnMAX的換流間信號數(shù)Pn。
反之在步驟S205中，在來自上級裝置的旋轉(zhuǎn)指示方向是反轉(zhuǎn)方向時，從步驟S205轉(zhuǎn)移到步驟S209，沿著反轉(zhuǎn)方向切換換流模式進行勵磁，由此進行第3次的轉(zhuǎn)子牽引。然后轉(zhuǎn)移到步驟S210，待機到轉(zhuǎn)子靜止為止，如果轉(zhuǎn)子靜止在牽引位置則轉(zhuǎn)移到步驟S211，以該第3次的牽引位置作為換流原點把計數(shù)器數(shù)C設(shè)定為C＝PnMAX，把用于特定上述換流間信號數(shù)Pn的變數(shù)n設(shè)定為n＝nMAX。根據(jù)以上的動作結(jié)束換流原點設(shè)定處理。
另外，上述PnMAX是變數(shù)n為nMAX時的換流間信號數(shù)Pn的值。
這里，說明進行換流原點設(shè)定處理時的轉(zhuǎn)子的動作。如在圖4的表示伴隨著無電刷電機1的轉(zhuǎn)子位置變化，勵磁相與轉(zhuǎn)矩的對應(yīng)的說明圖中所示那樣，轉(zhuǎn)子例如在位于電角180度的位置時，作為換流模式初始值控制成使得從V相向W相流過電流時，轉(zhuǎn)子在圖4中沿著角度增加的方向旋轉(zhuǎn)移動到270度的位置。進而在切換換流模式控制成使得從V相向U向流過電流時，轉(zhuǎn)子沿著相同方向進一步旋轉(zhuǎn)移動到330度的位置。
這里，考慮在第1次的勵磁中轉(zhuǎn)子不能移動的情況?？梢钥紤]2種情況，首先第1種情況是轉(zhuǎn)子的停止位置在電角與由第1次勵磁產(chǎn)生的牽引位置錯開180度的相位關(guān)系。這種情況下，由于轉(zhuǎn)子通過勵磁在向右旋轉(zhuǎn)方向和左旋轉(zhuǎn)方向這2個方向受到相同大小的轉(zhuǎn)矩，因此旋轉(zhuǎn)力平衡成為不移動狀態(tài)。例如在圖4中，轉(zhuǎn)子在90度的位置靜止時，作為旋轉(zhuǎn)模式的初始值如果進行控制使得從V相向W相流過電流，則由于牽引位置成為270度的位置，因此成為電角錯開180度的相位關(guān)系，旋轉(zhuǎn)力平衡，成為不能夠移動的狀態(tài)。把該位置稱為「不穩(wěn)定靜止點」，由于這是與本來應(yīng)該通過第1次勵磁被牽引的「穩(wěn)定靜止點」不同的位置，因此如果把該位置作為牽引位置設(shè)定換流原點，則以后將在錯誤的位置進行換流，不能夠進行正確地控制。但是，如果把勵磁相順序切換到不是互差電角180度或者其整倍數(shù)的電角位置的不同的2個牽引位置進行2次勵磁，則在第1次勵磁時即使在電角上處于從牽引位置牽引了180度的相位關(guān)系，轉(zhuǎn)子靜止不動的情況下，開始第2次勵磁時的轉(zhuǎn)子位置也一定成為與第2次勵磁產(chǎn)生的牽引位置180度以外的相位關(guān)系，轉(zhuǎn)子可靠地旋轉(zhuǎn)。例如轉(zhuǎn)子在上述90度的位置靜止，在第1次勵磁中不能夠移動時，控制第2次勵磁使得從V相向U相流過電流，則牽引位置由于成為330度的位置，因此轉(zhuǎn)子接受在圖4中沿著角度減少的方向移動的轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)，被牽引到預(yù)定的位置。另外，由于圖4的橫軸示出電角，因此90度的位置與450度和位置相同。
其次，作為在第1次勵磁中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時的第2種情況，在圖4中進行控制使得從V相向W相流過電流時，轉(zhuǎn)子預(yù)先位于270度的附近，例如位于260度的位置，作用在轉(zhuǎn)子上牽引轉(zhuǎn)矩比作用在電機的旋轉(zhuǎn)軸的摩擦轉(zhuǎn)矩小，有時轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。但是，進行控制使得在第1次的勵磁中從V相向W相流過電流時，即使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)，但是如果在第2次的勵磁中切換換流模式，進行控制使得從V相向U相流過電流，則轉(zhuǎn)子接受圖4中角度增加方向的轉(zhuǎn)矩，被牽引到330度的位置。
即，在僅進行了一次勵磁，由于轉(zhuǎn)子的停止位置有時轉(zhuǎn)子不移動到希望被牽引到的位置，如果順序切換到不是互差電角180度或者其整數(shù)倍的電角位置的不同的2個牽引位置進行二次勵磁，則在第2次勵磁中轉(zhuǎn)子一定移動，被牽引到預(yù)定的位置。這里，第1次勵磁與第2次勵磁可以是電角180度或者其整數(shù)倍以外的相位關(guān)系，例如如果是三相電機可以是60度，120度，240度，270度的任一種。
如上述那樣，根據(jù)第1次轉(zhuǎn)子牽引前的轉(zhuǎn)子的靜止位置，在第2次牽引轉(zhuǎn)子時，存在的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)牽引和反轉(zhuǎn)牽引2種情況。
這里，在無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)過齒輪機構(gòu)傳送到送紙機構(gòu)，由此位置檢測器15進行動作的情況下，如上述那樣進行基于勵磁的第2次轉(zhuǎn)子牽引，假設(shè)在這里設(shè)定了換流原點，然后，例如沿著正轉(zhuǎn)方向起動的情況。這里，在第2次沿著正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)牽引的情況下，基于來自起動后位置檢測器15的脈沖信號計數(shù)值的轉(zhuǎn)子位置與實際的轉(zhuǎn)子位置之間不產(chǎn)生偏移。另一方面，在第2次反轉(zhuǎn)牽引時，由于齒輪機構(gòu)的齒隙等的影響，在剛起動后即使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作為無電刷電機1的驅(qū)動對象的送紙機構(gòu)也不旋轉(zhuǎn)，存在著不從位置檢測器15輸出脈沖信號的期間。由此在這樣的情況下，基于來自位置檢測器15的脈沖信號計數(shù)值的轉(zhuǎn)子位置與實際的轉(zhuǎn)子位置之間將產(chǎn)生偏移。即，至第2次轉(zhuǎn)子牽引為止，由于不能夠唯一地確定轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的經(jīng)歷，因此在換流原點設(shè)定時不能夠排除齒隙等的影響，有可能在實現(xiàn)正確定時下的換流方面帶來障礙。
但是，這里進行上述第2次的轉(zhuǎn)子牽引，例如在轉(zhuǎn)子被牽引到圖4所示的電角330度的位置以后，進而沿著與希望起動的方向相同的方向，例如正轉(zhuǎn)方向(電角值加大的方向)再一次切換換流模式。這時，進行控制使得從W相向U相流過電流，這時如果進行控制使得從W相向U相流過電流，進行第3次轉(zhuǎn)子牽引，則轉(zhuǎn)子從作為第2次牽引位置的330度的位置沿著正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)被牽引到成為第3次牽引位置的390度的位置。在該位置設(shè)定了換流原點以后，如果沿著正轉(zhuǎn)方向進行起動，則不受到齒隙等的影響，從而基于來自位置檢測器15的脈沖信號計數(shù)值的轉(zhuǎn)子位置與實際的轉(zhuǎn)子位置之間不產(chǎn)生偏移。
如以上那樣，有時由于轉(zhuǎn)子的位置在一次勵磁中不旋轉(zhuǎn)，另外，即使在切換換流模式進一步進行勵磁但存在正轉(zhuǎn)情況與反轉(zhuǎn)情況，而通過進行第3次勵磁能夠使?fàn)恳龝r的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與作為目標(biāo)的起動方向一致。從而，能夠至少通過切換3次換流模式進行勵磁，把由齒輪機構(gòu)的齒隙產(chǎn)生的影響限制為最小。
這樣，如果結(jié)束了在圖2的步驟S101中換流原點設(shè)定處理，則以后成為能夠進行無電刷電機1的換流控制。在步驟S102中如果從上級裝置輸入了指示無電刷電機1的起動的指令信號，則從步驟S102轉(zhuǎn)移到步驟S103，進行圖5的起動處理。
在該起動處理中，首先，在步驟S301中判斷從上級裝置指示的旋轉(zhuǎn)方向，在是正轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)移到步驟S302，沿著正轉(zhuǎn)方向切換一次應(yīng)該起動的換流模式等，進行正轉(zhuǎn)時的起動處理。另一方面，在旋轉(zhuǎn)指示方向是反轉(zhuǎn)方向時，從步驟S301轉(zhuǎn)移到步驟S303，切換一次沿著反轉(zhuǎn)方向應(yīng)起動的換流模式，進行反轉(zhuǎn)時的起動處理。由此結(jié)束起動處理，返回到圖2的主程序，轉(zhuǎn)移到步驟S104。
而且，在上述起動處理中，經(jīng)過換流器11把對應(yīng)于切換了的換流模式的勵磁相進行勵磁，這時，根據(jù)上述的旋轉(zhuǎn)速度控制等控制換流信號，由此如果無電刷電機1旋轉(zhuǎn)，則該旋轉(zhuǎn)力經(jīng)過未圖示的齒輪機構(gòu)傳送到送紙機構(gòu)，驅(qū)動送紙機構(gòu)進行送紙。
如果伴隨著送紙機構(gòu)的驅(qū)動從位置檢測器15輸出脈沖信號，則在換流控制電路12中進行脈沖邊緣的檢測，在圖2的步驟S104中檢測出了脈沖邊緣時轉(zhuǎn)移到步驟S105，在進行了換流控制處理以后，轉(zhuǎn)移到步驟S106。另一方面，在步驟S104中沒有檢測出脈沖邊緣時直接轉(zhuǎn)移到步驟S106。
這里，上述步驟S105中的換流控制電路處理按照圖6所示的換流計數(shù)處理程序進行。
首先，在步驟S401中，從來自位置檢測器15的2種脈沖信號判斷無電刷電機1是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。在判斷為無電刷電機1例如正轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)移到步驟S402，把計數(shù)器數(shù)C增加“1”，接著，轉(zhuǎn)移到步驟S403，參考預(yù)先存儲在預(yù)定存儲區(qū)中的換流脈沖數(shù)列P，判斷其第n個換流間信號數(shù)Pn與計數(shù)器數(shù)C是否一致。
而且，在例如n＝1時，由于換流間信號數(shù)P1從上述表1成為“20”，因此結(jié)束換流計數(shù)處理，返回到圖2的主程序。以后，在無電刷電機1沿著正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時，每次檢測出脈沖邊緣就從步驟S401經(jīng)過步驟S402轉(zhuǎn)移到步驟S403，把計數(shù)器數(shù)C各增加“1”。而且，在計數(shù)器數(shù)C成為換流間信號數(shù)P1＝20時從步驟S403轉(zhuǎn)移到步驟S404，沿著正轉(zhuǎn)方向切換換流模式。由此切換勵磁相，無電刷電機1持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S405，在變數(shù)n與表示構(gòu)成換流脈沖數(shù)列P的換流間信號數(shù)的數(shù)的nMAX相等時轉(zhuǎn)移到步驟S406，在把變數(shù)n復(fù)位為n＝1以后，轉(zhuǎn)移到步驟S408，在變數(shù)n不是n＝nMAX時轉(zhuǎn)移到步驟S407把變數(shù)n增加“1”以后，轉(zhuǎn)移到步驟S408。而且，在步驟S408中把計數(shù)器數(shù)C復(fù)位為C＝0以后，結(jié)束換流計數(shù)處理，返回到圖2的主程序。
這樣，在無電刷電機1正轉(zhuǎn)期間，在每次檢測出脈沖信號的邊緣時把計數(shù)器數(shù)C各增加“1”，在每次計數(shù)器數(shù)C與換流間信號數(shù)Pn，即P1(＝20)，P2(＝21)，P3(＝20)，P4(＝21)，P5(＝20)一致時進行換流模式的切換。而且，換流脈沖數(shù)列P的最后換流間信號數(shù)P5的下一個又返回到P1，通過反復(fù)進行這樣的動作，從換流間信號數(shù)Pn的排列順序的起始，順序地切換Pn的值，在計數(shù)器數(shù)C成為該換流間信號數(shù)Pn的時刻進行換流模式的切換。
從該狀態(tài)出發(fā)，例如為了進行送紙機構(gòu)的調(diào)整等，停止了正轉(zhuǎn)的無電刷電機1以后，從上級裝置輸入使無電刷電機1反轉(zhuǎn)的起動指令時，在無電刷電機1停止的狀態(tài)下，由于沒有檢測出脈沖邊緣，因此反復(fù)進行步驟S102，S104，S106的處理，不進行換流控制處理，維持等待來自上級裝置的指令信號的狀態(tài)，如果從上級裝置輸入起動指令，則從步驟S102轉(zhuǎn)移到步驟S103，進行圖5所示的起動處理。這種情況下，由于旋轉(zhuǎn)指示方向是反轉(zhuǎn)方向，因此從步驟S301轉(zhuǎn)移到步驟S303，切換一次應(yīng)該使無電刷電機1沿著反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的換流模式。由此，無電刷電機1反轉(zhuǎn)，如果檢測出脈沖邊緣則從步驟S104轉(zhuǎn)移到步驟S105進行圖6的換流計數(shù)處理。這時，由于無電刷電機1反轉(zhuǎn)，因此從步驟S401轉(zhuǎn)移到步驟S409，把計數(shù)器數(shù)C減去“1”。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S410，判斷計數(shù)器數(shù)C是否為C＝0，如果不是C＝0則結(jié)束換流計數(shù)處理返回到圖2的主程序。在是C＝0時轉(zhuǎn)移到步驟S411，作為換流定時沿著反轉(zhuǎn)方向切換換流模式。接著，轉(zhuǎn)移到步驟S412，在變數(shù)n是n＝1時轉(zhuǎn)移到步驟S413，在設(shè)定成n＝nMAX以后轉(zhuǎn)移到步驟S415，在變數(shù)n不是n＝1時轉(zhuǎn)移到步驟S414，把n減去“1”以后轉(zhuǎn)移到步驟S415。而且，在步驟S415中把計數(shù)器數(shù)C設(shè)定為C＝Pn以后，結(jié)束換流計數(shù)處理返回到圖2的主程序。
這樣，在無電刷電機1反轉(zhuǎn)期間，在每次檢測出脈沖邊緣時，就把計數(shù)器數(shù)C各減去“1”，在計數(shù)器數(shù)C成為C＝0的時刻進行換流模式的切換，把變數(shù)n各減去“1”，把計數(shù)器數(shù)C設(shè)定為C＝Pn。即，與正轉(zhuǎn)時相反，從換流間信號數(shù)Pn的排列順序的末端，順序地切換Pn的值。
而且，如果從上級裝置通知無電刷電機1的驅(qū)動結(jié)束，即停止圖2的主程序，則在步驟S106中檢測出該指令，結(jié)束處理。
這里，由于一個換流期間中的脈沖數(shù)，即區(qū)間脈沖數(shù)M是“20.4”，因此例如在每次計數(shù)器數(shù)C成為“20”時，把該時刻作為換流定時設(shè)定的情況下，真正的換流定時是計數(shù)器數(shù)C成為“20.4”的位置，在每一次換流時，由于換流定時各超前“0.4”，因此在每次反復(fù)進行換流時，把它們相加，與真正的換流定時位置的誤差增大，換流定時逐漸超前，不久將成為誤動作。反之，在計數(shù)器數(shù)C每次成為“21”時，把該時候設(shè)定為換流定時的情況下，在每一次換流時，換流定時各滯后“0.2”，每次進行換流都將它們相加，誤差增大，換流定時逐漸地滯后，將引起誤動作。
但是，如上述表1所示那樣，在每個換流定時把區(qū)間脈沖數(shù)相加時，把其相加值成為整數(shù)值的期間作為一個周期，設(shè)定換流間信號數(shù)使得該期間中的各換流定時的與作為真正的換流定時的區(qū)間脈沖數(shù)M的相加值的誤差為最小，因此，經(jīng)過了一個周期時刻的真正的換流定時位置與實際的換流定時的誤差一定為零。進而，一個周期內(nèi)的各換流定時由于設(shè)定了一個周期內(nèi)的換流間信號數(shù)使得與真正的換流定時位置誤差最小，因此在每次進行換流時并沒有把誤差相加，誤差始終成為脈沖信號的脈沖半個計數(shù)部分以下，能夠把誤差抑制為最小。
另外，在設(shè)定起動無電刷電機1時的換流原點時，即，在設(shè)定計數(shù)器數(shù)C的初始值時，在進行2次勵磁，使裝置可靠旋轉(zhuǎn)，把轉(zhuǎn)子牽引到作為目標(biāo)的牽引位置以后，在第3次勵磁牽引時，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)牽引到與第3次牽引以后起動的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向，把其牽引位置設(shè)定為換流原點，因此能夠把在齒輪機構(gòu)中的齒隙的影響抑制為最小，設(shè)定換流原點。
從而，根據(jù)這樣設(shè)定的換流原點，根據(jù)來自位置檢測器15的脈沖信號進行換流控制，由此能夠以可靠的定時進行換流控制。
另外，由于根據(jù)來自位置檢測器15的脈沖信號生成換流定時，因此如果從位置檢測器15輸出脈沖信號則能夠進行換流控制。由此，如以往那樣，根據(jù)反電動勢電壓進行換流控制的情況下，如果無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)速度沒有達到某種程度以上則不能夠檢測反電動勢電壓，不能夠進行換流控制，而在本發(fā)明中由于根據(jù)來自位置檢測器15的脈沖信號進行換流控制，因此與電機的旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)，即使是低速也能夠進行換流控制。
另外，這時，利用位置檢測器15的檢測信號進行換流控制的同時，還進行送紙速度控制或者送紙量控制等，因此也能夠不專門設(shè)定換流控制用的位置檢測器，謀求減少驅(qū)動電路10的構(gòu)成部件數(shù)。
進而，即使在無電刷電機1暫時成為停止?fàn)顟B(tài)的情況下，由于根據(jù)脈沖信號生成換流定時，因此如果預(yù)先存儲脈沖信號計數(shù)值，則在無電刷電機1再次開始旋轉(zhuǎn)時能夠從脈沖信號計數(shù)值立即決定通電相位，進而，由于即使在低速下也能夠生成換流定時，因此與停止或者旋轉(zhuǎn)開始時無關(guān)，能夠以可靠的定時進行換流控制。
這里，圖2的步驟S101的處理對應(yīng)于換流原點設(shè)定處理，圖6的換流計數(shù)處理對應(yīng)于換流控制裝置。
其次，說明本發(fā)明的第2實施形態(tài)。
該第2實施形態(tài)如圖7所示，在驅(qū)動電路10中添加作為反電動勢檢測裝置的零交叉檢測電路13。除去換流控制電路12中的處理程序不同以外，由于與上述第1實施形態(tài)相同因此在相同的部分上標(biāo)注相同的符號并且省略其詳細(xì)的說明。
上述零交叉檢測電路13例如用比較器等構(gòu)成，檢測換流器1中的某一相的反電動勢電壓，在檢測出了上述反電動勢電壓的中點電壓時刻即零交叉時刻，判斷上述零交叉之前的反電動勢電壓的極性，如果其極性是正則向上述換流控制電路12輸出“H”電平的信號，反之極性是負(fù)時向上述換流控制電路12輸出“L”電平的信號。
在上述換流控制電路12中，與上述第1實施形態(tài)相同根據(jù)計數(shù)器數(shù)C進行換流模式的切換的同時，在無電刷電機1成為能夠根據(jù)上述反電動勢電壓的零交叉點進行換流定時的生成的旋轉(zhuǎn)速度時，根據(jù)零交叉點生成換流定時，進行換流原點的更新、設(shè)定。
即，在該第2實施形態(tài)中，例如如果打印機的電源開關(guān)接通，起動上述控制電路10，則上述換流控制電路12與上述第1實施形態(tài)相同，起動圖2所示的主程序。而且首先在步驟S101中，與第1實施形態(tài)相同進行圖3所示的換流原點設(shè)定處理，在把計數(shù)器數(shù)C的值設(shè)定為0或者PnMAX，設(shè)定了換流原點以后，轉(zhuǎn)移到步驟S102。而且如果有來自上級裝置的無電刷電機1的起動指令，則轉(zhuǎn)移到步驟S103，與第1實施形態(tài)相同進行圖5所示的起動處理。由此，無電刷電機1旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)力經(jīng)過未圖示的齒輪機構(gòu)傳送到送紙機構(gòu)，伴隨著送紙機構(gòu)的移動從位置檢測器15輸出相位不同的2種脈沖信號。
在步驟S104中，如果檢測出來自位置檢測器15的脈沖信號的邊緣，則轉(zhuǎn)移到步驟S105，進行圖8所示換流控制處理。在圖8的換流控制處理中，首先，在步驟S501中判斷換流原點復(fù)位標(biāo)志FRS是否為“0”，在FRS＝0時，轉(zhuǎn)移到步驟S502。另外，上述換流原點復(fù)位標(biāo)志FRS如果完成了換流原點的更新、設(shè)定則取“1”的值，如果沒有完成則取“0”的值，在初次起動時設(shè)定為FRS＝0。在步驟S502中，例如根據(jù)單位時間的脈沖信號數(shù)等判斷能否進行換流原點的復(fù)位，即無電刷電機1是否處于能夠根據(jù)反電動勢電壓生成換流定時的速度，在不能夠進行換流原點復(fù)位時，即，在無電刷電機1以低速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，從步驟S502轉(zhuǎn)移到步驟S505，進行上述圖6所示的換流計數(shù)處理。
即，例如在正轉(zhuǎn)時，從圖6的步驟S401轉(zhuǎn)移到步驟S402，在每次檢測出脈沖信號的邊緣時把計數(shù)器數(shù)C增加，在計數(shù)器數(shù)C的值成為與第n個換流間信號數(shù)Pn的值相等時從步驟S403轉(zhuǎn)移到步驟S404進行換流模式的切換，在更新了n的值(步驟S405～步驟S407)以后，把計數(shù)器數(shù)C的值復(fù)位為0(步驟S408)。
而且，如果無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)速度上升，超過能夠檢測反電動勢電壓的速度，則從步驟S502轉(zhuǎn)移到步驟S503，進行圖9所示的作為換流定時生成裝置的換流原點復(fù)位處理。
在圖9的換流原點復(fù)位處理中，首先在步驟S601中，判斷是否用零交叉檢測電路13檢測出了反電動勢電壓的零交叉，在檢測出了零交叉時轉(zhuǎn)移到步驟S602。而且，作為計數(shù)器CT，設(shè)定來自一個換流器區(qū)間的位置檢測器15的脈沖信號數(shù)的1/2的值。例如，設(shè)定把上述一個換流器區(qū)間的區(qū)間脈沖數(shù)M的1/2四舍五入的整數(shù)值round(M/2)。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S603，如果檢測出從位置檢測器15輸出的脈沖信號的邊緣，則從步驟S603轉(zhuǎn)移到步驟S604，把計數(shù)器CT減去“1”。而且，如果計數(shù)器CT的值沒有成為“0”，則從步驟S605返回到步驟S603，等待檢測下一個脈沖邊緣，如果計數(shù)器CT成為CT＝0，則作為成為應(yīng)該換流的定時轉(zhuǎn)移到步驟S606。即，在檢測出反電動勢電壓的零交叉以后，把具有一個換流區(qū)間的1/2的期間，即在電角上延遲30度相位的時刻作為換流定時。在步驟S606中，判斷實際旋轉(zhuǎn)的方向是否是正轉(zhuǎn)，如果是正轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)移到步驟S607沿著正轉(zhuǎn)方向切換了換流模式以后，轉(zhuǎn)移到步驟S608。反之，如果是反轉(zhuǎn)，則從步驟S606轉(zhuǎn)移到步驟S612，沿著反轉(zhuǎn)方向切換換流模式以后，轉(zhuǎn)移到步驟S613。而且與上述圖6的換流計數(shù)處理的情況相同，在更新了用于特定上述換流間信號數(shù)Pn的變數(shù)n的值(正轉(zhuǎn)時步驟S608～610，反轉(zhuǎn)時步驟S613～S615)以后，把計數(shù)器數(shù)C的值復(fù)位(正轉(zhuǎn)時步驟S611，反轉(zhuǎn)時步驟S616)，結(jié)束換流原點的更新設(shè)定。然后，從圖9返回到圖8，從步驟S503轉(zhuǎn)移到步驟S504，把換流原點復(fù)位標(biāo)志FRS置位為“1”。以后，由于把換流原點復(fù)位標(biāo)志FRS設(shè)定為FRS＝1，因此在圖2的主程序中在步驟S104中每次檢測出脈沖邊緣時，從圖8的步驟S501轉(zhuǎn)移到步驟S505，進行在上述第1實施形態(tài)中說明過的圖6的換流計數(shù)處理，根據(jù)順序被更新了的計數(shù)器數(shù)C的值進行換流模式的切換。
從而，在上述的2實施形態(tài)中，也能夠得到與上述第1實施形態(tài)相同的作用效果。進而，在上述第2實施形態(tài)中，在成為能夠檢測反電動勢的狀態(tài)時，從開放相中發(fā)生的反電動勢電壓的零交叉，以一個換流區(qū)間的1/2的期間即在電角上延遲30度相位時刻生成換流定時，在該瞬間復(fù)位計數(shù)器數(shù)C即更新設(shè)定換流原點，因此在起動前的步驟S101中設(shè)定的換流原點中即使產(chǎn)生比較大的誤差，在步驟S503中的換流原點更新設(shè)定以后，也能夠把對于轉(zhuǎn)子位置的換流原點位置的誤差即換流定時的精度收容在從位置檢測器15輸出的脈沖信號的一個脈沖間隔以內(nèi)。由此，能夠進一步提高換流定時的精度，同時能夠保持非常高的精度。從而，能夠降低轉(zhuǎn)矩波動或者恒定旋轉(zhuǎn)下的速度變動。
其次，說明本發(fā)明的第3實施形態(tài)。
該第3實施形態(tài)是設(shè)置無電刷電機1正轉(zhuǎn)時的換流原點與反轉(zhuǎn)時的換流原點這2個換流原點的實施形態(tài)，在上述第2實施形態(tài)中，設(shè)置正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR和反轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CL，在沿著正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時根據(jù)計數(shù)器數(shù)CR進行換流控制，在沿著反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時根據(jù)計數(shù)器數(shù)CL進行換流控制，根據(jù)用上述零交叉檢測電路13檢測出的無電刷電機1的定子繞組的開放相中發(fā)生的反電動勢電壓的零交叉，更新、設(shè)定上述2個換流原點。另外，除去換流控制電路12中的處理程序不同以外與上述第2實施形態(tài)相同，因此在相同的部分上標(biāo)注相同的符號并且省略詳細(xì)的說明。
在該第3實施形態(tài)中，如果起動，則執(zhí)行上述圖2所示的主程序，在步驟S101的換流原點設(shè)定處理中，執(zhí)行圖10所示的換流原點設(shè)定處理。
在圖10的換流原點設(shè)定處理中，首先在步驟S701中把決定勵磁無電刷電機1某一相的換流模式初始化為預(yù)先設(shè)定的模式，與眾所周知的換流控制處理相同，生成對應(yīng)于初始化的換流模式的換流信號，將其輸出到構(gòu)成換流器1的各個晶體管中，控制各個晶體管把預(yù)定的相進行勵磁。由此，進行第1次的轉(zhuǎn)子牽引。
其次，轉(zhuǎn)移到步驟S702，判斷轉(zhuǎn)子是否靜止，如果轉(zhuǎn)子靜止則轉(zhuǎn)移到步驟S703。在步驟S703中，對于在步驟S701中牽引的第1次的牽引位置，把換流模式切換到不是電角180度或者其整倍數(shù)的不同的牽引位置進行勵磁。由此，進行第2次的轉(zhuǎn)子牽引。接著，轉(zhuǎn)移到步驟S704，待機到轉(zhuǎn)子靜止為止，如果轉(zhuǎn)子靜止在牽引位置則轉(zhuǎn)移到步驟S705，從在步驟S703中牽引的第2次的牽引位置沿著正轉(zhuǎn)方向切換換流模式進行勵磁。由此，進行第3次的轉(zhuǎn)子牽引。然后轉(zhuǎn)移到步驟S706待機到轉(zhuǎn)子靜止為止，如果在牽引位置靜止則轉(zhuǎn)移到步驟S707，把該第3次的牽引位置作為沿著正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時的換流原點，把正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR設(shè)定為CR＝PnMAX，進而把反轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CL也設(shè)定為CL＝PnMAX。同時，把用于特定預(yù)先設(shè)定并存儲在預(yù)定存儲區(qū)中的構(gòu)成上述換流脈沖數(shù)列P的nMAX個換流間信號數(shù)Pn的正轉(zhuǎn)時的變數(shù)nR設(shè)定為nR＝nMAX，反轉(zhuǎn)時的變數(shù)nL也設(shè)定為nL＝nMAX。接著轉(zhuǎn)移到步驟S708，在禁止了基于后述的圖11的計數(shù)器數(shù)CR、CL的值的換流模式的自動切換以后轉(zhuǎn)移到步驟S709。在步驟S709中，從在上述步驟S705中牽引的第3次的牽引位置強制地沿著反轉(zhuǎn)方向切換換流模式轉(zhuǎn)移到步驟S710。根據(jù)上述步驟S709的換流模式切換，進行第4次轉(zhuǎn)子牽引。在步驟S710中如果檢測出從位置檢測器15輸出的編碼脈沖邊緣，則轉(zhuǎn)移到步驟S711，在步驟S711中進行作為計數(shù)器數(shù)CR、CL的計數(shù)處理的圖11所示的計數(shù)處理。
在圖11的計數(shù)處理中，首先在步驟S801中，從2種脈沖信號判斷無電刷電機1是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。在正轉(zhuǎn)的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S802，分別把正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR以及反正時的計數(shù)器數(shù)CL加“1”以后，轉(zhuǎn)移到步驟S803。在步驟S803中，判斷反轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CL是否為CL＝PnL，在是CL＝PnL時轉(zhuǎn)移到步驟S804，判斷反轉(zhuǎn)時的變數(shù)nL是否是nL＝nMAX，在是nL＝nMAX時轉(zhuǎn)移到步驟S805，設(shè)定為nL＝1，在不是nL＝nMAX時轉(zhuǎn)移到步驟S806，把nL的值加“1”以后，轉(zhuǎn)移到步驟S807。而且，在把計數(shù)器數(shù)CL設(shè)定為CL＝0以后，轉(zhuǎn)移到步驟S808。另一方面，在步驟S803中計數(shù)器數(shù)CL不是CL＝PnL時直接轉(zhuǎn)移到步驟S808，在步驟S808中，判斷正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR是否是CR＝PnR，在不是CR＝PnR時直接結(jié)束換流計數(shù)處理。另一方面，在是CR＝PnR時作為換流定時轉(zhuǎn)移到步驟S809。
在步驟S809中，為了與換流定時吻合，因此通常是沿著正轉(zhuǎn)方向切換換流模式，而在這里說明的圖11的換流計數(shù)處理成為圖10的步驟S711中進行的處理，在其前面的步驟S708中由于禁止基于CR、CL的值的換流模式的自動切換，因此不進行步驟S809中的換流模式切換而轉(zhuǎn)移到步驟S810。在步驟S810中判斷正轉(zhuǎn)時的變數(shù)nR是否是n2＝nMAX，在是nR＝nMAX時，轉(zhuǎn)移到步驟S811，設(shè)定成nR＝1，在不是nR＝nMAX時，轉(zhuǎn)移到步驟S812，把nR的值加1以后，轉(zhuǎn)移到步驟S813，把正轉(zhuǎn)時的計數(shù)計數(shù)CR設(shè)定成CR＝0。然后結(jié)束換流模式處理。另一方面，在步驟S801中判斷為是反轉(zhuǎn)時，從步驟S801轉(zhuǎn)移到步驟S814，從計數(shù)器數(shù)CR以及CL分別減去“1”，轉(zhuǎn)移到步驟S815，判斷正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR是否為“0”。而且，在計數(shù)器數(shù)CR是“0”時轉(zhuǎn)移到步驟S816，判斷正轉(zhuǎn)時的變數(shù)nR是否是nR＝1，在是nR＝1時轉(zhuǎn)移到步驟S817，設(shè)定成nR＝nMAX，在不是nR＝1時轉(zhuǎn)移到步驟S818，把nR的值減去“1”以后，轉(zhuǎn)移到步驟S819。在該步驟S819中，把正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR設(shè)定為CR＝PnR以后，轉(zhuǎn)移到步驟S820。另一方面，在上述步驟S815中在正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR不是CR＝0時直接轉(zhuǎn)移到步驟S20。在步驟S20中判斷反轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CL是否是CL＝0。而且，在步驟S820中不是CL＝0時直接結(jié)束換流模式處理，在是CR＝0時轉(zhuǎn)移到步驟S821。
在步驟S821中，為了與換流定時吻合，通常沿著反轉(zhuǎn)方向切換換流模式，而這里圖11的換流計數(shù)處理如上述那樣，由于禁止基于CR、CL的值的換流模式的自動切換，因此在步驟S821中不進行換流模式切換而轉(zhuǎn)移到步驟S822。在步驟S82中判斷反轉(zhuǎn)時的變數(shù)nL是否是nL＝1，在是nL＝1時轉(zhuǎn)移到步驟S823，設(shè)定為nL＝nMAX以后，轉(zhuǎn)移到步驟S825，在步驟S822中不是nL＝1時轉(zhuǎn)移到步驟S824，把nL的值減去“1”以后轉(zhuǎn)移到步驟S825。在步驟S825中，把反轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CL設(shè)定為CL＝PnL以后，結(jié)束換流模式處理。
如果結(jié)束了圖10的步驟S711即圖11的處理，則轉(zhuǎn)移到步驟S712，判斷轉(zhuǎn)子是否靜止在牽引位置。如果沒有靜止則返回到步驟S710，然后反復(fù)進行步驟S710～S712的處理直到轉(zhuǎn)子靜止在牽引位置為止。即，在每次檢測出脈沖邊緣時，根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向通過把上述計數(shù)器數(shù)CR、CL的值增加或者減少，進行CR、CL的計數(shù)處理。另外這時不依賴于CR、CL的值，不進行換流模式的切換。
在步驟S712中如果確認(rèn)轉(zhuǎn)子靜止在牽引位置，則把該位置作為沿著反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時的換流原點，更新、設(shè)定反轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CL的值。這里根據(jù)從上級裝置指示的換流原點設(shè)定處理結(jié)束后的起動方向，在計數(shù)器數(shù)CL中設(shè)定不同的值。在步驟S713中上述旋轉(zhuǎn)方向被指示為正轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)移到步驟S714，把計數(shù)器數(shù)CL設(shè)定為CL＝0。另一方面，在步驟S713中上述旋轉(zhuǎn)方向被指示為反轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)移到步驟S715，把計數(shù)器數(shù)CL設(shè)定為CL＝PnL。然后轉(zhuǎn)移到步驟S716，允許基于計數(shù)器數(shù)CR、CL的值的換流模式的自動切換，結(jié)束圖10所示的換流原點設(shè)定處理。
如以上那樣，在圖10的換流原點設(shè)定處理中，進行2次勵磁可靠地使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)子牽引到作為目的的牽引位置以后，以第3次的勵磁牽引使轉(zhuǎn)子沿著正轉(zhuǎn)方向牽引，把排除了正轉(zhuǎn)方向中的齒輪機構(gòu)的齒隙等影響的狀態(tài)下的牽引位置設(shè)定為正轉(zhuǎn)方向的換流原點，接著用第4次的勵磁牽引使轉(zhuǎn)子沿著反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)牽引，把排除了反轉(zhuǎn)方向中的齒隙等的影響的狀態(tài)下的牽引位置設(shè)定為反轉(zhuǎn)方向的換流原點，由此在正轉(zhuǎn)時以及反正時都能夠把齒輪機構(gòu)中的齒隙的影響抑制為最小，設(shè)定換流原點。
如果結(jié)束圖10的換流原點設(shè)定處理，即圖2的步驟S101的處理，則從圖2的步驟S101轉(zhuǎn)移到步驟S102，如果從上級裝置輸入了起動指令，則轉(zhuǎn)移到步驟S103進行圖5的起動處理，與上述第1以及第2實施形態(tài)相同，與其旋轉(zhuǎn)方向相對應(yīng)進行起動處理，然后轉(zhuǎn)移到步驟S104。
如果伴隨著未圖示的齒輪機構(gòu)的驅(qū)動，從位置檢測器15輸出脈沖信號，在步驟S104中檢測出其脈沖邊緣，則從步驟S104轉(zhuǎn)移到步驟S105，進行圖12所示的換流控制處理。
在圖12的換流控制處理中，參考正轉(zhuǎn)方向的換流原點復(fù)位標(biāo)志FR和反轉(zhuǎn)方向的換流原點復(fù)位標(biāo)志FL。這里，F(xiàn)R如果完成了沿著正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時的換流原點的更新、設(shè)定則取“1”的值，如果沒有完成則取“0”的值，F(xiàn)L如果完成了沿著反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時的換流原點的更新、設(shè)定則取“1”的值，沒有完成則取“0”的值。另外，在初次起動時，F(xiàn)R，F(xiàn)L都設(shè)定為“0”的值。另外，在步驟S901中，判斷無電刷電機1實際旋轉(zhuǎn)的方向是否為正轉(zhuǎn)。如果是正轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)移到步驟S902，如果是反轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)移到步驟S906。正轉(zhuǎn)時，在步驟S902中判斷FR的值是否為“0”，在FR是“0”時，即沒有完成正轉(zhuǎn)方向的換流原點的更新、設(shè)定時轉(zhuǎn)移到步驟S903。在步驟S903中，與在第2實施形態(tài)說明過的相同，判斷能否進行換流原點復(fù)位。在無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)速度是低速，不能夠進行基于反電動勢電壓的換流原點復(fù)位時，從步驟S903轉(zhuǎn)移到步驟S910，進行上述圖11所示的換流計數(shù)處理。這里，在步驟S910中執(zhí)行的圖11的換流計數(shù)處理中，執(zhí)行在上述圖10的步驟S711中執(zhí)行的換流計數(shù)處理(圖11)中不執(zhí)行的步驟S809以及步驟S821的換流模式切換處理。即，在每次檢測出脈沖邊緣時，根據(jù)實際的旋轉(zhuǎn)方向把上述計數(shù)器數(shù)CR、CL的值增加或者減少，在沿著正確正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時在正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR的值每次成為“PnR”時切換換流模式，在沿著反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時在反轉(zhuǎn)的計數(shù)器數(shù)CL的值每次成為“0”時切換換流模式，由此進行換流控制。除去步驟S809以及步驟S821的處理過程不同以外，由于與在圖10的步驟S711中執(zhí)行的處理相同，因此在這里省略重復(fù)圖11的詳細(xì)說明。
而且，如果無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)速度上升，超過了能夠檢測的反電動勢電壓的速度，則從步驟S903轉(zhuǎn)移到步驟S904，進行正轉(zhuǎn)時的換流原點復(fù)位處理。該換流原點復(fù)位處理與上述第2實施形態(tài)中說明過的圖9所示的換流原點復(fù)位處理相同，而在這里，從反電動勢電壓的零交叉開始在延遲一個換流區(qū)間的1/2相位的時刻生成換流定時(步驟S601～S606)，根據(jù)該換流定時進行換流原點的更新設(shè)定時，在步驟S608～S610中，把用于特定上述換流間信號數(shù)Pn的變數(shù)n置換處理為正轉(zhuǎn)時的變數(shù)nR，在步驟S611中把計數(shù)器數(shù)C置換處理為正轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CR。然后，從圖12的步驟S904轉(zhuǎn)移到步驟S905，作為結(jié)束了正轉(zhuǎn)方向的換流原點更新設(shè)定，把FR的值置位為“1”。
另一方面，在步驟S901中判斷為反轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)移到步驟S906，判斷FL的值是否為“0”。在FL的值是“0”時，即沒有完成反轉(zhuǎn)方向的換流原點的更新設(shè)定時轉(zhuǎn)移到步驟S907。在步驟S907中判斷能否與步驟S903同樣地進行換流原點復(fù)位。在不能夠進行基于反電動勢電壓的換流原點復(fù)位時，從步驟S907轉(zhuǎn)移到步驟S910，進行圖11所示的換流計數(shù)處理，在能夠進行換流原點復(fù)位時，從步驟S907轉(zhuǎn)移到步驟S908，與步驟S904的情況相同，進行圖9所示的換流原點復(fù)位處理。這里，在圖9的步驟S613～S615中，把變數(shù)n置換處理為反轉(zhuǎn)時的變數(shù)nL，在步驟S616中把計數(shù)器數(shù)C置換處理為反轉(zhuǎn)時的計數(shù)器數(shù)CL。然后轉(zhuǎn)移到步驟S909，作為完成反轉(zhuǎn)方向的換流原點更新設(shè)定，把FL的值置位為“1”。
這樣，在正轉(zhuǎn)方向，反轉(zhuǎn)方向的每一個中，結(jié)束基于反電動勢電壓的換流原點的更新設(shè)定，F(xiàn)R，F(xiàn)L的值都被置位為“1”，則以后在圖2中每次檢測出脈沖邊緣時(步驟S104→S105)，從圖12的步驟S902或者步驟S906轉(zhuǎn)移到步驟S910，進行上述圖11的換流計數(shù)處理。
如以上所述那樣，在上述第3實施形態(tài)中，由于在正轉(zhuǎn)時和反正時單獨設(shè)定換流原點，而且通過根據(jù)反電動勢電壓生成的換流定時更新設(shè)定這些換流原點，因此能夠得到與上述第2實施形態(tài)相同的作用效果，同時，能夠去除由旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生的滯后差或者旋轉(zhuǎn)方向切換時的齒隙等引起的，把相同的換流定時作為目標(biāo)設(shè)定換流原點時所產(chǎn)生的換流原點的設(shè)定誤差。
另外，在上述第3實施形態(tài)中也可以把在上述圖10的步驟S714或者步驟S715的處理中，把反轉(zhuǎn)方向的計數(shù)器數(shù)CL設(shè)定為CL＝0時或者設(shè)定為CL＝PnL時的正轉(zhuǎn)方向的計數(shù)器數(shù)CR的值作為原點誤差ΔC，例如以計數(shù)器數(shù)CR為基準(zhǔn)，在旋轉(zhuǎn)方向每次切換時，在上述計數(shù)器數(shù)CR上加入或者減去上述原點誤差ΔC，把換流原點進行偏置。
即，在圖2的步驟S103的起動處理中，這里進行圖13所示的起動處理。在圖13的起動處理中，首先在步驟S1001中判斷從上級裝置指示的旋轉(zhuǎn)指示方向，在被指示為正轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)移到步驟S1002，判斷是否變更了旋轉(zhuǎn)方向。在沒有變更旋轉(zhuǎn)方向時，即在繼續(xù)以正轉(zhuǎn)起動時，從步驟S1002轉(zhuǎn)移到步驟S1009，進行正轉(zhuǎn)時的起動處理。在變更了旋轉(zhuǎn)方向時，即從反轉(zhuǎn)向正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)時，從步驟S1002轉(zhuǎn)移到步驟S1003，在計數(shù)器數(shù)CR的值上加入原點誤差ΔC。接著轉(zhuǎn)移到步驟S1004，判斷計數(shù)器數(shù)CR的值是否為“PnR”以上，如果小于“PnR”則直接轉(zhuǎn)移到步驟S1009，如果是“PnR”以上，則轉(zhuǎn)移到步驟S1005，從CR的值減去“PnR”以后轉(zhuǎn)移到步驟S1006。在步驟S1006中判斷變數(shù)nR是否為nR＝nMAX，在是nR＝nMAX時轉(zhuǎn)移到步驟S1007，設(shè)定為nR＝1，在不是nR＝nMAX時轉(zhuǎn)移到步驟S1008，把nR的值增加以后，轉(zhuǎn)移到步驟S1009，進行正轉(zhuǎn)時的起動處理，結(jié)束圖13的起動處理。
另一方面，在步驟S1001中被上級裝置指示為反轉(zhuǎn)方向時，轉(zhuǎn)移到步驟S1010，同樣地判斷是否變更了旋轉(zhuǎn)方向。在沒有變更旋轉(zhuǎn)方向時，即繼續(xù)以反轉(zhuǎn)起動時，從步驟S1010轉(zhuǎn)移到步驟S1017，進行反轉(zhuǎn)時的起動處理。在變更了旋轉(zhuǎn)方向時，即從正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)時，從步驟S1010轉(zhuǎn)移到步驟S1011，從計數(shù)器數(shù)CR的值減去原點誤差ΔC。接著轉(zhuǎn)移到步驟S1012，判斷計數(shù)器數(shù)CR的值是否為“0”以下，如果大于“0”則直接轉(zhuǎn)移到步驟S1017，如果是“0”以下，則轉(zhuǎn)移到步驟S1013，在CR的值中加上“PnR”以后轉(zhuǎn)移到步驟S1014。在步驟S1014中判斷變數(shù)nR的值是否為nR＝1，在是nR＝1時轉(zhuǎn)移到步驟S1015設(shè)定為nR＝nMAX，在不是nR＝1時轉(zhuǎn)移到步驟S1016把nR的值減少以后，轉(zhuǎn)移到步驟S1017，進行反轉(zhuǎn)時的起動處理，結(jié)束圖13的起動處理。
通過這樣做，以后進行的換流控制處理通過把圖6所示換流計數(shù)處理中的計數(shù)器數(shù)C置換為CR實現(xiàn)。即，在旋轉(zhuǎn)方向每次切換時，使用原點誤差ΔC修正計數(shù)器數(shù)CR的值，則能夠簡化換流計數(shù)處理。
另外，在上述各實施形態(tài)中，說明了根據(jù)來自設(shè)置在送紙機構(gòu)的編碼系統(tǒng)的脈沖信號，檢測驅(qū)動這些機構(gòu)的電機的換流定時的情況，然而并不限定于此，如果是伴隨著電機的驅(qū)動，從設(shè)置在其驅(qū)動對象的位置檢測器獲得脈沖信號的結(jié)構(gòu)，則也能夠適用。另外，即使是檢測電勢計等驅(qū)動對象的位置的傳感器也能夠適用，在這樣的情況下，例如設(shè)置在根據(jù)電勢計的位置信息驅(qū)動對象移動了預(yù)定量時檢測脈沖信號的脈沖生成電路，根據(jù)該脈沖生成電路輸出的脈沖信號與上述各實施形態(tài)相同地進行控制，則能夠得到與上述各實施形態(tài)相同的作用效果。
另外，在上述各實施形態(tài)中，說明了根據(jù)來自位置檢測器15的檢測信號進行換流控制的情況，而也可以根據(jù)來自該位置檢測器15的檢測信號進行速度控制或者相位控制。另外，在上述各實施形態(tài)中，說明了適用DC無電刷電機的情況，然而并不限定于此，也能夠適用于步進電機等。另外，作為編碼器說明了適用線性編碼器或者旋轉(zhuǎn)編碼器等的情況，然而也不限定于此，即使是光學(xué)或者磁編碼器等也能夠適用。
另外，在上述各實施形態(tài)中，說明了使用三相無電刷電機的情況，然而并不限定于此，也能夠在一相或者兩相獲得四相以上的無電刷電機中適用。
另外，在上述各實施形態(tài)中，說明了5個換流區(qū)間脈沖數(shù)是“102”，區(qū)間脈沖數(shù)M是“20.4”的情況，然而并不限定于此。例如，如果在一個換流區(qū)間中的脈沖數(shù)(區(qū)間脈沖數(shù)M)是511/25＝20.44時，同樣地像上述表1那樣設(shè)定換流間信號數(shù)，則真正的換流定時與延伸信號數(shù)的誤差在第25次成為0，因此在每第25次換流時誤差成為0，換流脈沖數(shù)列P由25個換流間信號數(shù)構(gòu)成。即，如果能夠用分?jǐn)?shù)表示區(qū)間脈沖數(shù)M，則如果進行與簡分?jǐn)?shù)的分母的值相同次數(shù)的換流，則由于真正的換流定時與延伸信號數(shù)的誤差成為0，因此只要是能夠用分?jǐn)?shù)表示脈沖區(qū)間數(shù)M則就能夠適用。
另外，例如，在分割一個換流區(qū)間內(nèi)的脈沖數(shù)時，也可以在計數(shù)器數(shù)C每次達到一個換流區(qū)間中的脈沖數(shù)時進行換流。
另外，在上述各實施形態(tài)中，說明了以延伸信號數(shù)從換流間信號數(shù)構(gòu)成上述換流脈沖數(shù)列P的情況，當(dāng)然并不限定于此，也能夠從延伸信號數(shù)構(gòu)成，這種情況下，在每次計數(shù)器數(shù)C與各延伸信號數(shù)一致時進行換流，在計數(shù)器數(shù)C增加時當(dāng)計數(shù)器數(shù)C成為延伸信號數(shù)的最大值時把計數(shù)器數(shù)C更新設(shè)定為0，反之在計數(shù)器數(shù)減少時當(dāng)計數(shù)器數(shù)C成為0時把計數(shù)器數(shù)C更新設(shè)定為延伸信號數(shù)的最大值。
另外，在上述各實施形態(tài)中，說明了在零交叉檢測電路13中，檢測某一相的反電動勢，根據(jù)該反電動勢檢測零交叉的情況，然而并不限定于此，也能夠?qū)τ谒械南鄼z測零交叉。而僅對于一相檢測零交叉與對于全部三相檢測零交叉，在精度上幾乎相等，因此僅檢測一相能夠簡化結(jié)構(gòu)以及處理。
另外，在上述各實施形態(tài)中說明了在無電刷電機1的旋轉(zhuǎn)速度加大成為能夠檢測零交叉的時刻進行換流原點更新設(shè)定的情況，例如，在起動驅(qū)動電路10時，為了進行換流原點的更新設(shè)定，使無電刷電機1旋轉(zhuǎn)，在更新設(shè)定了換流原點以后，根據(jù)來自上級裝置指令信號進行驅(qū)動控制。另外，不僅是在驅(qū)動電路10起動時，也可以為了去除伴隨著無電刷電機1驅(qū)動的溫度變化的影響，在開始了無電刷電機1的驅(qū)動控制以后，在每個預(yù)定時間進行換流原點的更新、設(shè)定，如果這樣做，則能夠去除由于溫度變化產(chǎn)生的換流原點誤差。另外，也可以不是在每個預(yù)定時間，而是在經(jīng)過了溫度變化成為平衡狀態(tài)的預(yù)定時間的時刻進行換流原點的更新、設(shè)定。
另外，換流原點的更新、設(shè)定也可以在每次起動無電刷電機1，成為能夠檢測換流定時的旋轉(zhuǎn)速度時進行。
另外，如果計測原點誤差ΔC并且預(yù)先存儲在ROM等存儲區(qū)中，設(shè)定一個旋轉(zhuǎn)方向中的換流原點，則在旋轉(zhuǎn)方向每次切換時，以該換流原點為基準(zhǔn)，根據(jù)存儲的原點誤差ΔC，修正計數(shù)器數(shù)C。
如以上所說明的那樣，如果依據(jù)本發(fā)明方案1的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，則進行3次勵磁，在使轉(zhuǎn)子可靠地沿著所希望的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)、靜止的位置設(shè)定換流原點，因此如果沿著與上述換流原點設(shè)定之前的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向進行起動，則能夠去除齒隙等的影響，可靠地設(shè)定換流原點，從而以可靠的定時進行換流。
另外，如果依據(jù)方案2以及3的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，則由于在每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定換流原點，因此能夠避免發(fā)生旋轉(zhuǎn)方向切換時引起的換流定時的偏移。這時，把與旋轉(zhuǎn)方向切換時引起的換流定時的偏移相當(dāng)?shù)拿}沖信號數(shù)檢測為偏置值，以某一方的旋轉(zhuǎn)方向為基準(zhǔn)在旋轉(zhuǎn)方向每次切換時根據(jù)偏置值修正脈沖信號計數(shù)值，因此在每個旋轉(zhuǎn)方向準(zhǔn)備存儲上述脈沖信號計數(shù)值的計數(shù)變數(shù)，在旋轉(zhuǎn)方向每次切換時，能夠省略切換所參考的計數(shù)變數(shù)的處理程序。
另外，如果依據(jù)方案4以及5的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，則在成為根據(jù)開放相中發(fā)生的反電動勢能夠生成換流定時的狀態(tài)的時刻，根據(jù)能夠以更高的精度檢測轉(zhuǎn)子位置的反電動勢檢測轉(zhuǎn)子位置，生成換流定時更新設(shè)定換流原點，因此能夠更高精度地進行換流控制。這時，由于不是根據(jù)無傳感器電機的所有相而是某一相的反電動勢生成換流定時因此能夠減少檢測反電動勢的電路的數(shù)量，同時還能夠減去輕換流定時的生成所需要的處理。
另外，如果依據(jù)方案6～8的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，則由于在無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向，用換流定時生成裝置生成的換流定時，在上述各個換流定時的時刻，在每個旋轉(zhuǎn)方向分別更新設(shè)定新的換流原點，因此能夠避免發(fā)生由旋轉(zhuǎn)方向的不同引起的換流定時的偏移。這時，把與在無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向更新設(shè)定的各個換流原點的位置的差相當(dāng)?shù)拿}沖信號數(shù)檢測為偏置值，把更新設(shè)定后的某一個換流原點作為基準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號的同時，根據(jù)上述偏置值修正在旋轉(zhuǎn)方向每次切換時脈沖信號的計數(shù)值，使得成為以對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向的換流原點為基準(zhǔn)的計數(shù)值，因此在每個旋轉(zhuǎn)方向預(yù)先準(zhǔn)備存儲上述脈沖信號計數(shù)值的計數(shù)變數(shù)，在旋轉(zhuǎn)方向每次切換時，能夠省略切換所參考的計數(shù)變數(shù)的處理程序。另外，如果預(yù)先檢測偏置值并且進行存儲，則在每次根據(jù)用換流定時生成裝置生成的換流定時更新設(shè)定換流原點時，不需要檢測偏置值。
另外，如果依據(jù)方案9～方案12的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，則能夠把基于用換流定時生成裝置生成的換流定時的換流原點的更新設(shè)定在開始了無傳感器電機的控制時進行的控制開始的初始階段高精度地進行換流控制。另外，通過在從控制開始時刻經(jīng)過預(yù)定時間后進行換流原點的更新設(shè)定，能夠設(shè)定不受溫度環(huán)境變化影響的換流原點。另外，通過從無傳感器電機的控制開始時刻每次經(jīng)過預(yù)定時間進行換流原點的更新設(shè)定，能夠根據(jù)環(huán)境溫度的變化設(shè)定可靠的換流原點，進而通過在每次起動無傳感器電機時進行換流原點的更新設(shè)定，能夠設(shè)定對應(yīng)于現(xiàn)狀的換流原點。
權(quán)利要求
1.一種無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于具備伴隨著無傳感器電機的驅(qū)動對象物的移動輸出脈沖信號的位置檢測器；計數(shù)來自該位置檢測器的脈沖信號，根據(jù)其計數(shù)值進行上述無傳感器電機的換流控制的換流控制裝置；設(shè)定成為上述脈沖信號的計數(shù)基準(zhǔn)點的換流原點的換流原點設(shè)定裝置，該換流原點設(shè)定裝置在初次起動時不是向互差電角180度或者其整數(shù)倍的電角位置，而是向2個牽引位置順序切換上述無傳感器電機的勵磁相并且進行了2次勵磁以后，對于上述第2次勵磁相，再次向不是互差電角180度或者其整數(shù)倍的電角位置的牽引位置切換1次并且進行勵磁，然后在轉(zhuǎn)子靜止的時刻，設(shè)定上述換流原點。
2.如權(quán)利要求1中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流原點設(shè)定裝置在上述無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定上述換流原點，上述換流控制裝置對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向，根據(jù)來自在每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定的換流原點的脈沖信號數(shù)進行上述換流控制。
3.如權(quán)利要求2中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流原點設(shè)定裝置把相當(dāng)于在上述無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定的上述換流原點的位置差的脈沖信號數(shù)檢測為偏置值，上述換流控制裝置以一方的換流原點為基準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號，在旋轉(zhuǎn)方向每次改變時根據(jù)上述偏置值修正上述脈沖信號的計數(shù)值。
4.如權(quán)利要求1～3的任一項中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于具備檢測上述無傳感器電機的開放相中產(chǎn)生的反電動勢的反電動勢檢測裝置以及根據(jù)由該反電動勢檢測裝置檢測出的反電動勢生成換流時序的換流時序生成裝置，上述換流原點設(shè)定裝置在由上述換流時序生成裝置生成的換流時序的時刻，更新并設(shè)定上述換流原點。
5.如權(quán)利要求4中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流時序生成裝置根據(jù)上述無傳感器電機的任一相的反電動勢生成換流時序。
6.如權(quán)利要求4或者5中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流時序生成裝置在上述無傳感器電機的每個旋轉(zhuǎn)方向生成上述換流時序，上述換流原點設(shè)定裝置根據(jù)上述每個旋轉(zhuǎn)方向的換流時序在每個旋轉(zhuǎn)方向分別更新并設(shè)定上述換流原點。
7.如權(quán)利要求6中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流原點設(shè)定裝置把相當(dāng)于根據(jù)由上述換流時序生成裝置在每個旋轉(zhuǎn)方向生成的換流時序更新并設(shè)定了的各個換流原點的位置差的脈沖信號數(shù)檢測為偏置值，上述換流控制裝置以更新并設(shè)定了的一方的換流原點為基準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號，在旋轉(zhuǎn)方向每次改變時根據(jù)上述偏置值修正上述脈沖信號的計數(shù)值。
8.如權(quán)利要求7中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于具有存儲上述偏置值的存儲裝置，上述換流控制裝置根據(jù)在上述存儲裝置中存儲的上述偏置值修正上述脈沖信號的計數(shù)值。
9.如權(quán)利要求4～8的任一項中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流控制裝置在開始了上述無傳感器電機的控制時進行基于由上述換流時序生成裝置生成的換流時序的換流原點的更新。
10.如權(quán)利要求4～9的任一項中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流控制裝置從上述無傳感器電機的控制開始時刻經(jīng)過預(yù)定時間后進行基于由上述換流時序生成裝置生成的換流時序的換流原點的更新。
11.如權(quán)利要求4～10的任一項中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流控制裝置從上述無傳感器電機的控制開始時刻每經(jīng)過預(yù)定時間進行基于由上述換流時序生成裝置生成的換流時序的換流原點的更新。
12.如權(quán)利要求4～11的任一項中所述的無傳感器電機的驅(qū)動裝置，其特征在于上述換流控制裝置在每次起動上述無傳感器電機時進行基于由上述換流時序生成裝置生成的換流時序的換流原點的更新。
全文摘要
一種無傳感器電機的驅(qū)動裝置,本發(fā)明即使在低旋轉(zhuǎn)速度區(qū)也能夠容易而且可靠地驅(qū)動無傳感器的無電刷電機。從無電刷電機1停止的狀態(tài)出發(fā)切換勵磁相進行三次勵磁,由此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),然后在靜止時刻設(shè)定換流原點。而且,檢測來自伴隨著無電刷電機1的驅(qū)動對象物的移動輸出脈沖信號位置檢測器的脈沖信號,根據(jù)來自該換流原點的脈沖信號數(shù)進行換流控制,例如,預(yù)先檢測與換流定時相當(dāng)?shù)膿Q流原點的脈沖信號數(shù),在來自換流原點的脈沖信號數(shù)與預(yù)先設(shè)定的脈沖信號數(shù)一致時作為換流定時進行換流。
文檔編號H02P6/20GK1377130SQ0113934
公開日2002年10月30日 申請日期2001年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者宮崎新一, 池上昭彥 申請人:精工愛普生株式會社