电机电流控制装置以及电机电流控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术廉价地构成装置并且适当地控制针对目标值的电机电流。电机控制装置(100)具备H桥电路(20)、以及用PWM信号驱动该H桥电路(20)的开关元件，设定针对电机线圈的充电模式、高速衰减模式以及低速衰减模式的控制单元。该控制单元在PWM周期的开始时将H桥电路(20)切换为充电模式，如果电机电流超过了基准电流值，则将H桥电路(20)切换为高速衰减模式并且存储充电模式时间。在经过了衰减模式切换时间后，将H桥电路(20)切换为低速衰减模式。并且，对本次下降期间中的PWM周期的充电模式时间与上次下降期间中的相同编号的PWM周期的充电模式时间比较，更新下次下降期间中的前一个PWM周期的衰减模式切换时间。

【技术实现步骤摘要】
电机电流控制装置以及电机电流控制方法
本专利技术涉及电机电流控制装置以及电机电流控制方法。
技术介绍
在利用H桥电路对电机线圈等感应性负载进行电流驱动时，大多使用PWM(PulseWidthModulation：脉冲宽度调制)控制。PWM控制通过对负载反复进行电流的充电和放电(衰减)来进行电流控制。作为这种基于PWM控制的电机驱动的例子，例如有专利文献1所记载的技术。在专利文献1的摘要的课题中记载了“在通过利用搭载在IC上的H桥电路反复进行针对电抗负载的电流的充电和放电来进行恒流控制时，能够进行正确的电流控制，减小负载电流的脉动电流。”。在专利文献1的摘要的解决方法中记载了“具备：H桥电路，其用于驱动与一对外部输出端子15、16连接的线圈负载L；PWM控制电路20，其用PWM信号对H桥电路的输出开关元件11～14进行开关驱动，并且能够选择性地设定H桥电路对负载的充电模式、低速衰减模式、高速衰减模式；第一电流检测电路21，其检测在针对负载的高速衰减模式中负载的电流降低到第一设定电流值以下这一情况；以及输出控制逻辑电路23，其接受该检测输出并生成用于切换控制为低速衰减模式的控制信号，并控制PWM控制电路。”。另外，作为上述那样的电机的驱动方式，已知在转子旋转时，特别是低速旋转时，残留振动较小、稳定性优异的方式，即微步驱动。该方式通过对作为H桥电路的开关元件的FET进行PWM控制，来以根据转子与定子的位置关系导出的大致正弦波状的基准电流曲线(以下，称为“基准电流”。)和电机电流变得相同的方式进行控制，实现恒流控制。对于基准电流而言，将基本步距角(例如1次旋转)分割为n分之1，在每个该期间使基准电流变化。该期间称为微步，由单个或者多个PWM周期构成。即，能够从微机等容易地生成阶段性地变化的阶跃状的电流。专利文献1：日本特开2002－204150号公报然而，在电机电流下降时，充电模式的电流波形根据电机的驱动电压、旋转速度、负载转矩状况等变化。另外，对于放电中的电机电流的减少速度而言，因线圈的电感根据转子与定子的位置关系而变化，从而基于电流检测电路的电机电流波形的控制较难，成为电机电流的电流波动(电流变动)的原因。该电流波动成为电机的转矩损失、振动、噪声的原因。另外，充电模式与高速衰减模式间的频繁的线圈通电方向的切换成为产生电磁噪声的原因。在专利文献1所记载的技术中，设置2个比较器，将电流测量值与2个基准值进行比较，基于该比较结果、时间来切换动作模式。另外，作为其它手法，也考虑通过增加微步驱动的分割数，缩短PWM周期，来抑制波动。然而，如专利文献1所记载那样，设置2个比较器导致成本上升。另外，对于缩短PWM周期而言，因为微机的负载过大，所以需要使用专用的电机驱动器、高价的微机，还是导致成本上升。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的课题在于提供一种能够廉价地构成装置并且能够适当地控制针对目标值的电机电流的电机电流控制装置以及电机电流控制方法。为了解决上述的课题，本专利技术的电机电流控制装置的特征在于，具备：H桥电路，其具有开关元件，并且与设置于电机的电机线圈连接；以及控制单元，其按每个规定的PWM周期驱动上述开关元件，并且对上述H桥电路指定使在上述电机线圈中流动的电机电流增加的充电模式、使电机电流衰减的高速衰减模式、以及与上述高速衰减模式相比使上述电机电流低速衰减的低速衰减模式中的任意一种动作模式，上述控制单元根据转子与定子的位置关系按每个上述PWM周期设定基准电流值和衰减模式切换时间，在各上述PWM周期的开始时将上述H桥电路切换为上述充电模式，如果上述电机电流超过了上述基准电流值，则将上述H桥电路切换为上述高速衰减模式并存储充电模式时间，并且在经过了上述衰减模式切换时间之后，将上述H桥电路切换为上述低速衰减模式，将本次下降期间中的该PWM周期的充电模式时间和上次下降期间中的与该PWM周期相同编号的PWM周期的充电模式时间进行比较，更新下次下降期间中的该PWM周期前一个PWM周期的衰减模式切换时间。对于其它方法，在用于实施专利技术的方式中进行说明。根据本专利技术，能够提供一种能够廉价地构成装置并且能够适当地控制针对目标值的电机电流的电机电流控制装置以及电机电流控制方法。附图说明图1是专利技术的一实施方式的电机控制系统的整体框图。图2是电机控制装置的详细框图。图3是H桥电路的动作模式的说明图。图4是基准电流值相对于电机的旋转角的波形图。图5是表示成为控制对象的下降期间的各PWM周期的电流控制数据的图。图6是表示成为控制对象的下降期间的图。图7是表示成为控制对象的下降期间的PWM周期的例子的图。图8是下降期间控制程序的流程图。图9是下降期间控制程序的流程图。图10是衰减模式切换时间设定的流程图。图11是表示按照每90度电机旋转角使PWM周期同步的图。图12是表示按照每180度电机旋转角使PWM周期同步的图。图13是表示按照每360度电机旋转角使PWM周期同步的图。附图标记说明：2、4、6、8、15、17…开关元件；12、14、16、18…二极管；20、20X、20Y…H桥电路；100…电机控制装置(电机电流控制装置的一个例子)；101…CPU(控制单元)；102…RAM；103…ROM；104…计时器；105…I/O端口；106…总线；107…桥控制部(控制单元的一部分)；110…桥控制电路；111…电流滤波器(控制单元的一部分)；112…电流限制控制部(控制单元的一部分)；113…PWM信号产生器(控制单元的一部分)；114…比较器；115…D/A转换器；116…电流检测部；117…A/D转换器；118…BEMF检测部；120…电机；122XP、122XN、122YP、122YN…固定件(电机线圈的一个例子)；124X、124Y、124…固定件绕组；126…旋转件；130…上位装置；140…直流电源；142…接地线。具体实施方式以下，参照各图，详细地对用于实施本专利技术的方式进行说明。图1是本实施方式中的电机控制系统的整体框图。在图1中，电机120为双极型2相步进电机，具备：具有永磁铁且转动自如地设置的旋转件126、以及设置在将旋转件126的周围的圆周方向4等份的位置处的固定件。这些固定件由X相的固定件122XP、122XN和Y相的固定件122YP、122YN构成。固定件122XP和固定件122XN夹着旋转件126位于相反侧。固定件122YP和固定件122YN夹着旋转件126位于相反侧且朝向与固定件122XP和固定件122XN的方向垂直的方向。在这些固定件中，绕组分别同方向卷绕。卷绕在固定件122XP、122XN上的绕组串联连接，并将两绕组合在一起称为“固定件绕组124X”。同样地，卷绕在固定件122YP、122YN上的绕组串联连接，并将两绕组合在一起称为“固定件绕组124Y”。上位装置130输出指令电机120的旋转速度的速度指令信号。电机控制装置100(电机电流控制装置的一个例子)根据该速度指令信号对电机120进行驱动控制。在电机控制装置100中设置有H桥电路20X、20Y，分别对固定件绕组124X、124Y施加X相电压VMX、Y相电压VMY。图2是电机控制装置100的详细框图。此外，图1示出2系统的固定件绕组124X、124Y和2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机电流控制装置，其特征在于，具有：H桥电路，其具有开关元件，并且与设置于电机的电机线圈连接；以及控制单元，其按每个规定的PWM周期驱动所述开关元件，并且对所述H桥电路指定使在所述电机线圈中流动的电机电流增加的充电模式、使电机电流衰减的高速衰减模式、以及与所述高速衰减模式相比使所述电机电流低速衰减的低速衰减模式中的任意一种动作模式，所述控制单元根据转子与定子的位置关系按每个所述PWM周期设定基准电流值和衰减模式切换时间，所述控制单元在各所述PWM周期的开始时将所述H桥电路切换为所述充电模式，如果所述电机电流超过了所述基准电流值，则将所述H桥电路切换为所述高速衰减模式并存储充电模式时间，在经过了所述衰减模式切换时间之后，将所述H桥电路切换为所述低速衰减模式，所述控制单元将本次下降期间中的该PWM周期的充电模式时间和上次下降期间中的与该PWM周期相同编号的PWM周期的充电模式时间进行比较，更新下次下降期间中的该PWM周期前一个PWM周期的衰减模式切换时间。

【技术特征摘要】
2015.01.28 JP 2015-0147961.一种电机电流控制装置，其特征在于，具有：H桥电路，其具有开关元件，并且与设置于电机的电机线圈连接；以及控制单元，其按每个规定的PWM周期驱动所述开关元件，并且对所述H桥电路指定使在所述电机线圈中流动的电机电流增加的充电模式、使电机电流衰减的高速衰减模式、以及与所述高速衰减模式相比使所述电机电流低速衰减的低速衰减模式中的任意一种动作模式，所述控制单元根据转子与定子的位置关系按每个所述PWM周期设定基准电流值和衰减模式切换时间，所述控制单元在各所述PWM周期的开始时将所述H桥电路切换为所述充电模式，如果所述电机电流超过了所述基准电流值，则将所述H桥电路切换为所述高速衰减模式并存储充电模式时间，在经过了所述衰减模式切换时间之后，将所述H桥电路切换为所述低速衰减模式，所述控制单元将本次下降期间中的该PWM周期的充电模式时间和上次下降期间中的与该PWM周期相同编号的PWM周期的充电模式时间进行比较，更新下次下降期间中的该PWM周期前一个PWM周期的衰减模式切换时间，所述下降期间是所述基准电流值的绝对值下降的期间。2.根据权利要求1所述的电机电流控制装置，其特征在于，如果所述本次下降期间中的所述PWM周期的充电模式时间比所述上次下降期间中的与所述PWM周期相同编号的PWM周期的充电模式时间长，则所述控制单元缩短所述下次下降期间中的该PWM周期前一个PWM周期的衰减模式切换时间，如果所述本次下降期间中的该PWM周期的充电模式时间比所述上次下降期间中的与该P...

【专利技术属性】
技术研发人员：土方英俊，
申请(专利权)人：美蓓亚株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP