[發(fā)明專利]電機(jī)、使用多個電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780008766.2
• 申請日: 2007-06-07
• 公開（公告）號: CN101401293A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竹內(nèi)啟佐敏
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H02P6/16
• 分類號: H02P6/16;H02P5/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李 輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用永久磁體和電磁線圈的電機(jī)、使用多個電機(jī)的驅(qū)動 系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

利用永久磁體和電磁線圈的電機(jī)是已知的，其例如已在 JP2001-298982A和JP2003-111483A中公開。

在電機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)中，使用來自數(shù)字磁傳感器的開/關(guān)信號來執(zhí)行電 機(jī)控制。具體地，使用來自數(shù)字磁傳感器的開/關(guān)信號來確定用于反轉(zhuǎn)施 加到電磁線圈的電壓的極性的時刻。

具有模擬輸出的磁傳感器(所謂的模擬磁傳感器)也是可得到的。 然而，在使用模擬磁傳感器來控制電機(jī)的情況下，由于電機(jī)中各種制造 錯誤，傳感器輸出中可出現(xiàn)不容忽視的錯誤，使得在某些情況下不能滿 意地執(zhí)行電機(jī)控制。可影響模擬磁傳感器輸出的電機(jī)的制造錯誤示例有： 磁傳感器的安裝位置錯誤；由于永久磁體的磁化錯誤造成的N極/S極邊 界位置錯誤；以及磁傳感器內(nèi)部元件的安裝位置錯誤。然而，到目前為 止，還沒有提出令人滿意的技術(shù)，能使用模擬磁傳感器在考慮到這些錯 誤的同時實(shí)現(xiàn)精確的電機(jī)控制。該問題不限于使用模擬磁傳感器的情況， 在使用具有多值模擬輸出的數(shù)字磁傳感器的情況下，也會遇到該問題。

附帶地，使用多個電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)已在機(jī)器人、移動物體(例如車 輛)等中實(shí)現(xiàn)。

然而，在過去，為了實(shí)現(xiàn)控制多個電機(jī)的目的，在各個電機(jī)和整個 系統(tǒng)控制器之間必須提供大量控制線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目標(biāo)是提供一種在考慮到與磁傳感器的輸出相關(guān)的 錯誤的同時實(shí)現(xiàn)精確的電機(jī)控制的技術(shù)。

本發(fā)明的第二個目標(biāo)是提供用于簡化使用多個電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)和控制過程的技術(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電機(jī)，該電機(jī)包括：具有多個 電磁線圈的線圈陣列；具有多個永久磁體的磁體陣列；多個磁傳感器， 各傳感器輸出根據(jù)磁體陣列和線圈陣列的相對位置以模擬方式變化的輸 出信號；驅(qū)動控制電路，利用多個磁傳感器的輸出信號中的模擬變化， 生成應(yīng)用電壓以應(yīng)用到線圈陣列；和輸出波形校正單元，配置為在電機(jī) 操作期間分別校正多個磁傳感器的輸出信號的波形，使得磁傳感器的輸 出信號呈現(xiàn)指定的波形形狀。輸出波形校正單元具有用于存儲輸出波形 校正值的存儲器。分別將ID碼分配到多個磁傳感器。輸出波形校正單元 從外部設(shè)備接收用于各磁傳感器的輸出波形校正值以及用于各磁傳感器 的ID碼，并且將用于各磁傳感器的輸出波形校正值存儲在存儲器中。

該電機(jī)裝備有輸出波形校正單元，該輸出波形校正單元用于執(zhí)行磁 傳感器的輸出波形的校正，以給出指定形狀的波形，從而所述驅(qū)動控制 電路利用磁傳感器的輸出信號中的模擬變化將優(yōu)選波形的應(yīng)用電壓施加 到線圈陣列。結(jié)果，即使磁傳感器的輸出包括錯誤，也可實(shí)現(xiàn)精確的電 機(jī)控制。而且，因?yàn)槎鄠€磁傳感器通過ID碼彼此標(biāo)識，并且從外部設(shè)備 接收輸出波形校正值和ID碼，所以多個磁傳感器的輸出信號可分別校正 為它們的期望波形。

輸出波形校正單元可執(zhí)行各磁傳感器的輸出信號的增益校正和偏移 校正。

增益校正和偏移校正將容易地把磁傳感器的輸出波形校正為期望的 波形形狀。

輸出波形校正單元的存儲器可包括非易失性存儲器，該非易失性存 儲器用于將增益校正值和偏移校正值存儲為輸出波形校正值。

使用該設(shè)置，一旦確定了增益校正值和偏移校正值，在任何時候都 可獲得期望的傳感器輸出。

電機(jī)還可包括通信單元，該通信單元被配置為與外部設(shè)備交換磁傳 感器的輸出波形校正值和ID碼。

使用該設(shè)置，例如當(dāng)制造電機(jī)時，可將校正值從外部設(shè)備發(fā)送到電 機(jī)并且存儲。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種驅(qū)動系統(tǒng)包括：多個電機(jī)，各電機(jī)均 包括驅(qū)動控制電路；和經(jīng)由共享通信線耦合到所述多個電機(jī)的系統(tǒng)控制 器。各電機(jī)的驅(qū)動控制電路具有存儲識別碼以標(biāo)識每個電機(jī)的識別碼寄 存器。系統(tǒng)控制器具有個別控制模式，在個別控制模式中，通過經(jīng)由共 享通信線向單個的電機(jī)發(fā)送命令和識別碼來控制單個電機(jī)的操作。

根據(jù)該驅(qū)動系統(tǒng)，在個別控制模式中，系統(tǒng)控制器通過經(jīng)由共享通 信線向單個的電機(jī)發(fā)送命令和識別碼來控制單個電機(jī)的操作，因而不需 要提供大量控制線，從而可以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)控制器還可具有同時控制模式，以通過經(jīng)由共享通信線發(fā)送共 享命令來同時地控制多個電機(jī)的操作，該共享命令由多個電機(jī)共享。