電機驅動控制裝置以及電機驅動控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機驅動控制裝置以及電機驅動控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，無刷電機因長壽命、免維護而被用于廣泛的用途。在固定型的設備中由于安裝面積等有富余，所以大多分開構成無刷電機和控制電路。然而，便攜式的設備由于安裝面積等不充裕，所以大多一體構成無刷電機和控制電路。以往的控制電路構成為能夠驅動特定種類的無刷電機。
[0003]通過提高無刷電機的機型選定的自由度，能夠降低采購成本，并提高性能。因此，期望控制電路不光驅動特定種類的無刷電機，也能夠驅動任意的無刷電機。
[0004]專利文獻I的課題記載為“目的在于提供一種即使轉子極數為10也輸出與轉子極數為8的電機相同的脈沖數的轉速脈沖信號，由此不變更搭載無刷電機的設備內的轉速檢測電路就能夠簡單地替代，并實現低噪聲、低振動的無刷電機。”，解決手段記載為“通過設置轉速脈沖信號頻率變換電路17，從而即使轉子極數為10也能夠輸出每一轉4脈沖或者12脈沖的轉速脈沖信號。”。由此，能夠在相同的設備內(系統)共享轉子極數不同的無刷電機。
[0005]專利文獻I的第0027段中記載為“位置檢測元件15a?15c的輸出信號15ao?15co分別是相位各錯開電角120°的每一轉5脈沖的信號。由位置檢測信號處理電路16對輸出信號15ao?15co進行信號處理，輸出每一轉5脈沖的信號15ao或者每一轉15脈沖的信號15bo。對該信號15ao或者信號15bo用轉速脈沖信號頻率變換電路17進行頻率變換，而輸出每一轉4脈沖的信號17ao或者每一轉12脈沖的信號17bo。該信號17ao或者信號17bo通過轉速脈沖信號輸出電路18被輸出至外部。”。即，通過轉速脈沖信號頻率變換電路對轉速脈沖信號的頻率進行變換。
[0006]專利文獻1:日本特開2004 - 72903號公報

【發明內容】

[0007]然而，在專利文獻I的技術中，輸出電角各偏離規定角度的多個轉速脈沖信號(以下，記載為“旋轉脈沖信號”。)的電機成為前提。因而，不能夠應用于以輸出單一的旋轉脈沖信號的電機為前提的系統。具體地說，在使用輸出每一轉2脈沖的電機時，不能夠將專利文獻I的技術應用在以輸出單一的旋轉脈沖信號且每一轉4脈沖的電機為前提的系統。即，在旋轉脈沖信號為單一時，不能夠容易地對該單一的旋轉脈沖信號進行頻率變換，所以存在必須變更電機本身或者通過微機乘以2這種問題。旋轉脈沖信號FG在從電機啟動開始到達到目標旋轉速度為止的期間，頻率緩緩上升，與其成反比地周期減少。為了利用微機對旋轉脈沖信號FG的周期進行測量而與該頻率的變化對應，所以必須掃描計時器的換算電路，處理復雜化，需要高速的微機。另外，為了輸出對測量出的周期進行倍增后的信號，需要與測量旋轉脈沖信號FG的周期的計時器不同的計時器，因此需要具有兩個以上的計時器的高功能的微機。因而，存在系統變得高價這個問題。因此，本發明的課題在于提供一種能夠利用廉價的微機將旋轉脈沖信號乘以n(n為2以上的自然數)的電機驅動控制裝置以及電機驅動控制方法。
[0008]為了解決上述的課題，本發明的電機的驅動控制裝置具備:電機驅動電路，其包括對轉子的位置進行檢測并輸出位置檢測信號的位置檢測單元，并且驅動電機；電機控制電路，其基于該位置檢測信號來生成旋轉脈沖信號；以及微機，其包括至少一個計時器，并通過該計時器輸出將旋轉脈沖信號乘以η后的變換信號，其中η為2以上的自然數。
[0009]本發明的電機的驅動控制方法由電機的驅動控制裝置執行，該電機的驅動控制裝置具備:電機驅動電路，其包括對轉子的位置進行檢測并輸出位置檢測信號的位置檢測單元，并且驅動電機；電機控制電路，其基于該位置檢測信號來生成旋轉脈沖信號；以及微機，其包括至少一個計時器。如果電機的旋轉速度低于規定速度，則該微機不輸出將旋轉脈沖信號乘以η后的變換信號，如果電機的旋轉速度為規定速度以上則輸出變換信號。對于其它手段，在【具體實施方式】中進行說明。
[0010]根據本發明，能夠提供一種能夠以廉價的微機將旋轉脈沖信號乘以η的電機驅動控制裝置以及電機驅動控制方法。
【附圖說明】
[0011]圖1是表示本實施方式中的電機驅動控制裝置的概略的結構圖。
[0012]圖2是表示本實施方式中的微機的概略的結構圖。
[0013]圖3是由微機進行的倍增處理(其I)的活動圖。
[0014]圖4是由微機進行的倍增處理(其2)的活動圖。
[0015]圖5是表不電機的旋轉速度與變換信號波形的關系的圖表。
[0016]圖6是表示電機的旋轉脈沖信號與變換信號的波形圖。
【具體實施方式】
[0017]以下，參照各圖，詳細地對用于實施本發明的方式進行說明。圖1是表示本實施方式中的電機I的驅動控制裝置2的概略的結構圖。如圖1所示，電機I的驅動控制裝置2構成為包括電機驅動電路21、電機控制電路22、以及微機23。電機I以輸出每一轉2脈沖的旋轉脈沖信號的方式進行動作。該驅動控制裝置2通過未圖示的系統的指令對電機I進行驅動控制。
[0018]電機驅動電路21例如具備霍爾式傳感器等位置檢測單元211。電機驅動電路21若被輸入電機驅動信號Sp，則在電機I中流動電流而旋轉驅動，并由位置檢測單元211檢測轉子的位置，且輸出位置檢測信號Sr。此外，位置檢測單元211并不限于霍爾式傳感器，可以是任意的方式。電機控制電路22將電機驅動信號Sp輸出給電機驅動電路21，并根據轉子的位置檢測信號Sr輸出旋轉脈沖信號FG。在該旋轉脈沖信號FG中，電機I每旋轉一圈出現2個脈沖。微機23對該旋轉脈沖信號FG進行倍增，并將變換信號S輸出給未圖示的系統。在該變換信號S中，電機I每旋轉一圈出現4個脈沖。通過輸出該變換信號S，例如能夠在以輸出單一的旋轉脈沖信號且每一轉4脈沖的電機為前提的系統中使用輸出每一轉2脈沖的電機。
[0019]圖2是表示本實施方式中的微機23的概略的結構圖。如圖2所示，微機23構成為包括 CPU (Central Processing Unit:中央處理器)231、R0M (Read Only Memory:只讀存儲器)232、RAM (Random Access Memory:隨機存取存儲器)233、以及計時器234。微機23包括一個計時器234，通過該計時器234輸出將旋轉脈沖信號FG乘以2后的變換信號S。CPU231是中央處理裝置，通過執行儲存在R0M232或RAM233中的程序來生成對旋轉脈沖信號FG進行倍增的變換信號S。R0M232是僅能夠讀出記錄的信息的存儲器，例如儲存倍增程序3。該倍增程序3通過由CPU231執行，而具體化未圖示的倍增處理部。RAM233是能夠以任意的順序訪問儲存的數據的存儲器，例如儲存處理中的程序的變量。
[0020]計時器234例如是8位的寄存器，對經過時間進行測量。CPU231利用該計時器234對時間進行測量。CPU231利用計時器234的換算電路(scaler)來設定計數時間的單位后，在計時器234設定與規定時間對應的值來開始測量。計時器234隨著時間的經過而使值增加，并在值從255變化為O時使溢出中斷產生。由此計時器234能夠通知CPU231經過了規定時間。此外，計時器234可以不具有捕獲外部觸發的定時的功能。計時器234并不限于自加I動作，也可以通過遞減動作來測量時間經過。
[0021]圖3是表示由微機23進行的乘2處理(其I)的活動圖。微機23若通過系統等加以啟動，則執行步驟SlO以后的倍增處理。此時，從微機23的S端子輸出的變換信號S被初始化為Low。在步驟SlO中，微機23讀入旋轉脈沖信號FG的狀態。在步驟Sll中，微機23判斷旋轉脈沖信號FG的狀態是High (高)和Low(低)中的哪個。如果旋轉脈沖信號FG的狀態為High，則微機23進入步驟S12的處理，如果旋轉脈沖信號FG的狀態為Low，則微機23進入步驟S13的處理。此外，在圖3中，將High省略記載為“Hi”，將Low省略記載為“Lo”。
[0022]在步驟S12中，微機23將FG標志設定為I，進入步驟S14的處理。此處FG標志是指儲存在RAM233中的變量之一。在步驟S13中，微機23將FG標志設定為0，進入步驟S14的處理。在步驟S14中，微機23重新讀入旋轉脈沖信號FG的狀態，并判斷該旋轉脈沖信號FG的狀態與FG標志是否一致。
[0023]在步驟S15中，如果旋轉脈沖信號FG的狀態與FG標志一致(是)，微機23返回到步驟S14的處理，如果旋轉脈沖信號FG的狀態與FG標志不一致(否)，則進入步驟S16的處理。由此，能夠檢測旋轉脈沖信號FG的邊沿的定時。在步驟S16中，微機23開始計時器234的時間測量。此時，微機23對計時器234設定最小值(例如0)即可。在步驟S17中，微機23利用旋轉脈沖信號FG更新FG標志。具體地說，微機23執行與步驟SlO?S13同樣的處理，使FG標志反映最新的旋轉脈沖信號FG的狀態。這是為了檢測旋轉脈沖信號FG的下一個邊沿。
[0024]在步驟S18中，微機23判斷是否產生計時器234的溢出。在步驟S19中，如果產生計時器234的溢出(是)，則微機23返回到步驟S16的處理，如果未產生計時器234的溢出(否)，則進入步驟S20的處理。由此，微機23能夠控制為直至電機I達到規定的旋轉速度為止不輸出將旋轉脈沖信號FG乘以η后的變換信號S。此處規定的旋轉速度是指旋轉脈沖信號FG的邊沿期間變小到不產生計時器234的溢出的程度的速度。旋轉脈沖信號FG的邊沿期間是指從檢測出旋轉脈沖信號FG的邊沿時開始到檢測出下一個邊沿為止的期間。在步驟S20中，微機23判斷旋轉脈沖信號FG的狀態與FG標志是否一致。
[0025]在步驟S21中，如果旋轉脈沖信號FG的狀態與FG標志一致(是)，則微機23未檢測出旋轉脈沖信號FG的下一個邊沿所以返回到步驟S18的處理，如果旋轉脈沖信號FG的狀態與FG標志不一致(否)，則檢測出旋轉脈沖信號FG的下一個邊沿所以進入步驟S22的處理。由此微機23能夠檢測旋轉脈沖信號FG的邊沿。在步驟S22中，微機23結束計時器234的時間測量。此時，在計時器234中存儲從步驟S16中設定計時器時開始到結束該時間測量時為止的時間。這是從步驟S15中檢測出旋轉脈沖信號FG的邊沿的定時開始到步驟S21中檢測出旋轉脈沖信號FG的下一個邊沿的定時為止的時間的近似值。在步驟S23中，微機23利用旋轉脈沖信號FG更新FG標志。該處理是與步驟SlO?S13同樣的處理。在步驟S24中，微機23使S端子的輸出觸發來使變換信號S的邏輯反轉。在步驟S25中，微機23對變