控制振动马达的方法技术

本发明专利技术提供了一种控制振动马达的方法，其中，提供：生成用于产生椭圆运动的驱动信号的单元；利用来自电源的电压切换驱动信号、并且改变驱动信号的脉冲宽度的单元；检测通过切换单元流入电能-机械能转换元件中的电流的单元；检测被驱动物体的位置和速度的单元；以及控制各个单元并设置被驱动物体的速度的单元。控制单元控制驱动信号的频率和脉冲宽度，以便在电流检测单元检测到的电流不超过给定极限值的范围内，针对被驱动物体的目标速度，实现最大的输出特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该振动马达在超声振动器中生成振动波并且通过摩擦力相对移动与超声振动器接触的可动体。
技术介绍
像照相机或便携式数字摄像机那样的设备使用振动马达，在振动马达中，AC信号被供应给电能-机械能转换元件，并在超声振动器中生成振动波，以便通过摩擦力相对移动与超声振动器接触的可动体。在这样的设备中，供电电源是电池。近年来，像照相机或便携式数字摄像机那样的设备越来越小型化，并且电池也小型化，使供电容量减小。因此提出了各种节电措施。例如，如图8所示，日本专利第3，140，236号提出了一种超声马达驱动器电路，其中为了防止产生噪声，根据电池电压改变驱动脉冲的脉冲宽度，如果电池电压足够高，则使脉冲宽度变窄以防止供应不必要的能量。并且，已知一种进行控制以便根据电池电压改变马达驱动方法以使输入功率保持不变的振动马达驱动器电路。并且，日本专利申请公开第H09-271174号提出了一种用于振动波致动器的控制设备，其检测驱动电流并控制脉冲宽度以便所检测的值不超过允许电流。但是，上述相关技术存在如下问题。在日本专利第3，140，236号中，可以根据电池电压改变脉冲宽度和驱动方法。但是，因为检测目标是电池电压，所以不能检测马达实际消耗的电流。由于这个原因，不可能应对电流因温度变化或驱动负载变化而增大的情况。如果电流超过电池可以供应的给定量，就会引起如下问题无法供应大于给定量的电流，并且电池电压降低，导致设备的整个系统停止工作。并且，在使用如日本专利申请公开第H09-271174号所公开的检测电流值并控制脉冲宽度以便电流不超过给定值的方法的情况下，会引起如下问题。在马达输出也随由频率变化引起的输入电功率的增大而增大的“第一频域”中，脉冲宽度控制和速度控制是同时实现的。由于这个原因，为了提高速度而降低频率的操作和为了减小电流而缩小脉冲宽度的操作混合在一起，不能进行稳定驱动。进一步地，还引起了频率超过谐振频率，从而使马达停止工作的问题。进一步地，在远离谐振频率的驱动器电路中，电压因与阻抗电路相关联的放大效应而增大。但是，在电流流入振动马达的电容部件侧的频域，即，马达输出不随由频率变化引起的输入电功率的增大而增大的“第二频域”中，进行操作从而流动着具有可以一直输出 (即，直到最大极限)的量的电流。由于这个原因，流入电容部件侧中的无效电流一直持续流着，从而降低了电路效率。
技术实现思路
本专利技术是在考虑了上述问题之后作出的，其一个目的是提供，该方法能够控制频率和脉冲宽度，以便在电流因温度变化和驱动负载变化而增大的情况下使电流不超过电流供应量，和以便在有限供应量内输出大功率。根据本专利技术，提供了一种，所述振动马达至少包括电能-机械能转换元件；具有与电能-机械能转换元件接合的接触部分的弹性体；和被配置成通过向电能-机械能转换元件施加来自电源的驱动电压而在弹性体的接触部分上产生椭圆运动的振动器，所述振动马达被配置成通过所述椭圆运动相对于振动器相对移动与弹性体的接触部分接触的被驱动物体，其中提供生成用于产生椭圆运动的驱动信号的驱动信号生成单元；利用来自电源的电压切换驱动信号、并且改变驱动信号的脉冲宽度的切换单元; 检测通过切换单元流入电能-机械能转换元件中的电流的电流检测单元；检测被驱动物体的位置和速度的检测单元；以及控制驱动信号生成单元、切换单元、电流检测单元和检测单元并且设置被驱动物体的速度的控制单元；并且其中所述控制单元控制驱动信号的频率和脉冲宽度，以便在电流检测单元检测到的电流不超过给定极限值的范围内，针对被驱动物体的目标速度，实现最大的输出特性，所述目标速度由控制单元设置。本专利技术可以实现，所述方法能够控制频率和脉冲宽度，以便在电流因温度变化和驱动负载变化而增大的情况下使电流不超过电流供应量，和以便在有限供应量内输出大功率。尤其，所述方法对于使用电流供应量有限的电源的情况是有效的。本专利技术的进一步特征可以从参考附图对示范性实施例的如下描述中明显看出。附图说明图1是例示根据本专利技术的第1示例的用在振动马达控制方法中的振动马达控制电路的配置的框图。图2是根据本专利技术的第1示例的振动马达的分解透视图。图3是根据本专利技术的第1示例，图2中示出的振动马达在组装之后的透视图。图4A是例示根据本专利技术的第1示例，图1的框图中的驱动器单元的电路配置的图。图4B是例示图1的框图中的电路块的电流检测电路的外围电路配置的图。图5A是根据本专利技术的第1示例示出频率、速度和电流之间的关系的曲线图，以描述振动马达控制方法中的控制算法。图5B是例示该算法的流程图。图6A是根据本专利技术的第2示例示出频率、速度和电流之间的关系的曲线图，以描述振动马达控制方法中的控制算法。图6B是例示该算法的流程图。图7A是根据本专利技术的第3示例示出频率、速度和电流之间的关系的曲线图，以描述振动马达控制方法中的控制算法。图7B是例示该算法的流程图。图8是例示相关技术中的脉冲宽度与供应电压之间的关系的曲线图。图9是例示用于根据第4示例进行控制的电路配置的图。图IOA是根据本专利技术的第4示例示出频率、速度和电流之间的关系的曲线图，以描述振动马达控制方法中的控制算法。图IOB是例示该算法的流程图。具体实施例方式下面通过举例描述具体实施本专利技术的方式。(第1示例)参照图1的框图，描述根据本专利技术第1示例的的配置。根据本示例的振动马达包括电能-机械能转换元件、具有与电能-机械能转换元件接合的接触部分的弹性体、和被配置成通过向电能-机械能转换元件施加来自具有有限供应量的电源的驱动电压而在弹性体的接触部分上产生椭圆运动的振动器。通过椭圆运动，相对于振动器相对移动与弹性体的接触部分接触的被驱动物体。图1例示了振动马达200和用于进行控制的由微型计算机构成的控制单元32。在如下描述中，将控制单元32简称为“微型计算机”。为了产生上述椭圆运动，振荡器(驱动信号生成单元)34根据来自微型计算机的命令值生成第一模式(模式A)或第二模式(模式B)的驱动信号。放大器电路(切换电路)33利用供应电压来切换模式A的信号，并且与阻抗元件 41结合产生较大驱动力。放大器电路(切换电路)33'利用供应电压来切换模式B的信号，并且与阻抗元件 42结合产生较大驱动力。诸如电池之类的电源36将电压施加于放大器电路33和33'。电流检测器电路 (电流检测单元)37检测来自电源36的供应电流。电流检测器电路37检测到的电流值被输入微型计算机中，并且根据本示例被用作关于限流算法的信息。位置检测单元35检测可动体(被驱动物体)的位置和速度。基于位置检测单元 35获得的结果，关于可动体的位置和速度信息被传送给微型计算机32，并且微型计算机32 根据传送的位置和速度信息控制马达。下面参考图2和3描述振动马达的配置示例。参照图2和3，第一板状(盘状)弹性体201由诸如金属之类的振动衰减损耗低的材料制成，压电元件202是电能-机械能转换元件。并且，柔性衬底203将AC信号从电源(未示出)供应给压电元件202。下螺母204 与在轴杆206的下端形成的螺杆啮合，并且布置了第二弹性体205。将轴杆206插入在第一弹性体201、压电元件202、柔性衬底203、和第二弹性体 205的中心形成的通孔中。将一个轴瓦(st印)布置在轴杆206的中部，并且使该轴瓦紧靠着形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种控制振动马达的方法，所述振动马达包括：电能－机械能转换元件；具有与电能－机械能转换元件接合的接触部分的弹性体；以及被配置成通过向电能－机械能转换元件施加来自电源的驱动电压而在弹性体的接触部分上产生椭圆运动的振动器，所述振动马达被配置成通过所述椭圆运动相对于振动器相对移动与弹性体的接触部分接触的被驱动物体，其中提供：生成用于产生所述椭圆运动的驱动信号的驱动信号生成单元；利用来自电源的电压切换驱动信号并且改变驱动信号的脉冲宽度的切换单元；检测通过切换单元流入电能－机械能转换元件中的电流的电流检测单元；检测被驱动物体的位置和速度的检测单元；以及控制驱动信号生成单元、切换单元、电流检测单元和检测单元并且设置被驱动物体的速度的控制单元，并且其中所述控制单元控制驱动信号的频率和脉冲宽度，以便在电流检测单元检测到的电流不超过给定极限值的范围内，针对被驱动物体的目标速度，实现最大的输出特性，所述目标速度由控制单元设置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：热田晓生，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP