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JP2017208930A - Motor control apparatus and image forming apparatus - Google Patents

Motor control apparatus and image forming apparatus Download PDF

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JP2017208930A
JP2017208930A JP2016099646A JP2016099646A JP2017208930A JP 2017208930 A JP2017208930 A JP 2017208930A JP 2016099646 A JP2016099646 A JP 2016099646A JP 2016099646 A JP2016099646 A JP 2016099646A JP 2017208930 A JP2017208930 A JP 2017208930A
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JP
Japan
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motor
phase
current
value
induced voltage
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Application number
JP2016099646A
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Japanese (ja)
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雄大 仁藤
Yuta Nito
雄大 仁藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in which: by using a low pass filter, a phase of a current value of the drive current used for position estimation is delayed compared with a phase of a current value of an actual drive current, causing an error in an actual rotor position and an estimated position.SOLUTION: A phase difference between a phase of a current value of a drive current to which a low pass filter is not applied and a phase of an induced voltage to which the low pass filter is applied is determined. On the basis of the phase difference, a correction value for correcting an estimated position is determined. Using the correction value, the estimated position is corrected, and drive control of a motor is performed on the basis of the corrected estimated position.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、モータの駆動を制御する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for controlling driving of a motor.

従来、モータの駆動を制御する方法として、モータの回転子の回転位置又は回転速度のフィードバックを行い且つモータの回転子の回転位置を基準とした回転座標系の電流値に基づいてモータの駆動を制御する、ベクトル制御と称される制御方法が知られている。   Conventionally, as a method of controlling the driving of the motor, the rotational position or rotational speed of the rotor of the motor is fed back, and the motor is driven based on the current value of the rotating coordinate system based on the rotational position of the rotor of the motor. A control method called vector control is known.

ベクトル制御を用いると、モータの巻線に供給する駆動電流を、回転子が回転するためのトルクを発生させる電流成分(q軸電流)と、回転子の磁束強度に影響する電流成分(d軸電流)とに分けて制御することができる。この結果、回転子にかかる負荷トルクが変化しても、負荷トルクの変化に応じてq軸電流を制御することによって、回転に必要なトルクを効率的に発生させることができる。即ち、従来問題とされていた、回転子にかかる負荷トルクがモータの巻線に供給した駆動電流に対応した出力トルクを超えて、回転子が入力信号に同期しない制御不能な状態(脱調状態)になることを防止することができる。また、消費電力の増大や、余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。   When vector control is used, the drive current supplied to the winding of the motor is divided into a current component (q-axis current) that generates torque for rotating the rotor, and a current component (d-axis) that affects the magnetic flux strength of the rotor. Current) and control. As a result, even if the load torque applied to the rotor changes, the torque necessary for the rotation can be efficiently generated by controlling the q-axis current according to the change of the load torque. In other words, the load torque applied to the rotor, which has been regarded as a problem in the past, exceeds the output torque corresponding to the drive current supplied to the motor windings, and the rotor does not synchronize with the input signal. ) Can be prevented. Further, an increase in power consumption and an increase in motor sound due to excess torque can be suppressed.

ベクトル制御では、回転子の位置を推定する構成が必要となる。特許文献1では、モータの各相の巻線に供給された駆動電流の電流値を検出し、前記検出結果に基づいてモータの各相の巻線に発生する誘起電圧を演算する。前記誘起電圧の比の逆正接を演算して回転子の位置を推定し、前記位置推定結果に基づいてモータの駆動を制御する、という方法が述べられている。   The vector control requires a configuration for estimating the rotor position. In Patent Literature 1, the current value of the drive current supplied to the winding of each phase of the motor is detected, and the induced voltage generated in the winding of each phase of the motor is calculated based on the detection result. A method is described in which the arc tangent of the ratio of the induced voltages is calculated to estimate the rotor position, and the motor drive is controlled based on the position estimation result.

特許5537565号Japanese Patent No. 5537565

検出された電流値に基づいて誘起電圧を演算する際には、前記電流値に含まれる高周波成分のノイズを除去するためにローパスフィルタが用いられる場合がある。即ち、ローパスフィルタを用いて前記電流値に含まれる高周波成分のノイズを除去し、高周波成分のノイズが除去された電流値が誘起電圧の演算に用いられる。   When calculating the induced voltage based on the detected current value, a low-pass filter may be used to remove high-frequency component noise contained in the current value. That is, a high-frequency component noise included in the current value is removed using a low-pass filter, and a current value from which the high-frequency component noise is removed is used for the calculation of the induced voltage.

しかし、ローパスフィルタを用いると、高周波成分のノイズが除去される前の電流値の位相に比べて、高周波成分のノイズが除去された後の電流値の位相が遅れてしまう。即ち、誘起電圧を演算する際に用いられる電流値の位相は、実際にモータの各相の巻線に供給された駆動電流の電流値の位相に比べて遅れてしまう。この結果、演算された誘起電圧の位相は、実際にモータの各相の巻線に発生している誘起電圧の位相に比べて遅れてしまう。実際にモータの各相の巻線に発生している誘起電圧よりも位相が遅れた誘起電圧に基づいて回転子の位置が推定されてしまうと、実際の回転子の位置と推定位置とに誤差が生じてしまう。前記推定位置に基づいてモータの駆動制御を行うと、モータの駆動制御が不安定になる可能性がある。そのため、実際の回転子の位置と推定位置とに生じる誤差を低減するための良い構成が求められていた。   However, when the low-pass filter is used, the phase of the current value after the removal of the high-frequency component noise is delayed compared to the phase of the current value before the removal of the high-frequency component noise. That is, the phase of the current value used when calculating the induced voltage is delayed compared to the phase of the current value of the drive current actually supplied to the winding of each phase of the motor. As a result, the phase of the calculated induced voltage is delayed compared to the phase of the induced voltage actually generated in the winding of each phase of the motor. If the rotor position is estimated based on an induced voltage that is delayed in phase from the induced voltage that is actually generated in the winding of each phase of the motor, there will be an error between the actual rotor position and the estimated position. Will occur. If the motor drive control is performed based on the estimated position, the motor drive control may become unstable. For this reason, there has been a demand for a good configuration for reducing an error occurring between the actual rotor position and the estimated position.

本発明は、実際の回転子の位置に対して誤差が生じた推定位置に基づいてモータの駆動制御を行うことによってモータの駆動制御が不安定になることを抑制することを目的とする。   An object of the present invention is to suppress motor drive control from becoming unstable by performing motor drive control based on an estimated position where an error has occurred with respect to the actual rotor position.

上記課題を解決するために、本発明は、
モータの駆動を制御するモータ制御装置において、
前記モータの回転子の回転位置又は回転速度のフィードバックを行い且つ前記モータの回転子の回転位置を基準とした回転座標系の電流値に基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
前記モータの各相の巻線に供給された駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値に応じた信号を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段から出力される信号から所定の周波数帯の成分を低減させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路が適用される前の信号の位相と前記フィルタ回路が適用された後の信号の位相との位相差を決定する位相差決定手段と、
前記フィルタ回路が適用された後の信号に基づいて前記モータの回転子の回転位置を推定する位置推定手段と、
前記位相差決定手段によって決定された位相差に基づいて、前記位置推定手段によって推定された回転位置を補正する位置補正値を決定する位置補正値決定手段と、
前記位置補正値決定手段によって決定された位置補正値に基づいて前記位置推定手段によって推定された回転位置を補正する位置補正手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記位置補正手段によって補正された回転位置に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
In the motor control device that controls the drive of the motor,
Motor control means for performing feedback of the rotational position or rotational speed of the rotor of the motor and controlling the driving of the motor based on a current value of a rotational coordinate system based on the rotational position of the rotor of the motor;
Current detection means for detecting the current value of the drive current supplied to the winding of each phase of the motor and outputting a signal corresponding to the detected current value;
A filter circuit that reduces a component of a predetermined frequency band from a signal output from the current detection unit;
Phase difference determining means for determining a phase difference between a phase of the signal before the filter circuit is applied and a phase of the signal after the filter circuit is applied;
Position estimating means for estimating the rotational position of the rotor of the motor based on the signal after the filter circuit is applied;
Position correction value determining means for determining a position correction value for correcting the rotational position estimated by the position estimating means based on the phase difference determined by the phase difference determining means;
Position correcting means for correcting the rotational position estimated by the position estimating means based on the position correction value determined by the position correction value determining means;
Have
The motor control means controls driving of the motor based on the rotational position corrected by the position correction means.

本発明によれば、実際の回転子の位置に対して誤差が生じた推定位置に基づいてモータの駆動制御を行うことによってモータの駆動制御が不安定になることを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the drive control of a motor becomes unstable by performing drive control of a motor based on the estimated position where the error produced with respect to the position of an actual rotor.

第1実施形態に係る画像形成装置を説明する断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment. 前記画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a control configuration of the image forming apparatus. FIG. 第1実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on 1st Embodiment. A相及びB相から成る2相のモータと回転座標系のd軸及びq軸との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the two-phase motor which consists of A phase and B phase, and d-axis and q-axis of a rotation coordinate system. 第1実施形態に係るモータ制御装置を用いたモータ駆動の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the motor drive using the motor control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係るモータ制御装置を用いたモータ駆動の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the motor drive using the motor control apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状及びそれらの相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。なお、モータ制御装置が設けられるのは画像形成装置に限定されるわけではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the shape of the component parts described in this embodiment and the relative arrangement thereof should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions, and the scope of the present invention is not limited. The present invention is not intended to be limited to the following embodiments. Note that the motor control device is not limited to the image forming apparatus.

〔第1実施形態〕
図1は、本実施形態で用いられている画像形成装置であるモノクロの電子写真方式の複写機(以下、画像形成装置と称する)100の構成を示す断面図である。なお、画像形成装置はモノクロの電子写真方式の複写機に限定されず、例えば、インクジェットプリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、カラー画像形成装置等であっても良い。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a monochrome electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as an image forming apparatus) 100 which is an image forming apparatus used in the present embodiment. The image forming apparatus is not limited to a monochrome electrophotographic copying machine, and may be, for example, an inkjet printer, a facsimile machine, a printing machine, a color image forming apparatus, or the like.

以下に、図1を用いて、画像形成装置100の構成および機能について説明する。画像形成装置100には、原稿自動送り装置201、原稿読取装置202及び画像形成装置本体301が設けられている。   The configuration and function of the image forming apparatus 100 will be described below with reference to FIG. The image forming apparatus 100 includes an automatic document feeder 201, a document reading device 202, and an image forming apparatus main body 301.

原稿自動送り装置201の原稿載置部203に載置された原稿は、給紙ローラ204によって1枚ずつ給紙され、搬送ガイド206に沿って原稿読取装置202の原稿ガラス台214上に搬送される。更に、原稿は、搬送ベルト208によって一定速度で搬送されて、排紙ローラ205によって原稿自動送り装置201の外部に設けられた不図示の排紙トレイへ排紙される。この間、原稿読取装置202の読取位置において照明209によって照明された原稿画像からの反射光は、反射ミラー210、211、212からなる光学系によって画像読取部101に導かれ、画像読取部101によって画像信号に変換される。画像読取部101は、レンズ、光電変換素子であるCCD、CCDの駆動回路等で構成される。画像読取部101から出力された画像信号は、ASIC等のハードウェアデバイスで構成される画像処理部112によって、各種補正処理が行われた後、画像形成装置本体301へ出力される。前述の如くして、原稿の読取が行われる。   Documents placed on the document placement unit 203 of the automatic document feeder 201 are fed one by one by a feed roller 204 and conveyed along a conveyance guide 206 onto a document glass table 214 of the document reading device 202. The Further, the document is transported at a constant speed by the transport belt 208 and discharged by a paper discharge roller 205 to a paper discharge tray (not shown) provided outside the automatic document feeder 201. During this time, the reflected light from the document image illuminated by the illumination 209 at the reading position of the document reading device 202 is guided to the image reading unit 101 by the optical system including the reflection mirrors 210, 211, 212, and the image reading unit 101 performs the image reading. Converted to a signal. The image reading unit 101 includes a lens, a CCD that is a photoelectric conversion element, a drive circuit for the CCD, and the like. The image signal output from the image reading unit 101 is subjected to various correction processes by an image processing unit 112 configured by a hardware device such as an ASIC, and then output to the image forming apparatus main body 301. As described above, the document is read.

また、読取装置202における原稿の読取モードとして、流し読みモードと固定読みモードがある。流し読みモードは、照明系209及び光学系を所定の位置に固定した状態で、原稿を一定速度で搬送しながら原稿の画像を読み取るモードである。固定読みモードは、読取装置202の原稿ガラス214上に原稿を載置し、照明系209及び光学系を一定速度で移動させながら、原稿ガラス214上に載置された原稿の画像を読み取るモードである。通常、シート状の原稿は流し読みモードで読み取られ、本や冊子等の綴じられた原稿は固定読みモードで読み取られる。   Further, there are a flow reading mode and a fixed reading mode as a document reading mode in the reading device 202. The flow reading mode is a mode in which an image of a document is read while the document is conveyed at a constant speed while the illumination system 209 and the optical system are fixed at predetermined positions. The fixed reading mode is a mode in which an original is placed on the original glass 214 of the reading apparatus 202 and an image of the original placed on the original glass 214 is read while moving the illumination system 209 and the optical system at a constant speed. is there. Normally, a sheet-like document is read in a flow reading mode, and a bound document such as a book or booklet is read in a fixed reading mode.

画像形成装置本体301の内部には、シート収納トレイ302、304が設けられている。シート収納トレイ302、304には、それぞれ異なる種類の記録媒体を収納することができる。例えば、シート収納トレイ302にはA4の普通紙が収納され、シート収納トレイ304にはA4の厚紙が収納される。なお、記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、樹脂シート、布、OHPシート、ラベル等が含まれる。   Inside the image forming apparatus main body 301, sheet storage trays 302 and 304 are provided. Each of the sheet storage trays 302 and 304 can store different types of recording media. For example, A4 plain paper is stored in the sheet storage tray 302, and A4 thick paper is stored in the sheet storage tray 304. The recording medium is an image on which an image is formed by an image forming apparatus, and includes, for example, paper, a resin sheet, cloth, an OHP sheet, a label, and the like.

シート収納トレイ302に収納された記録媒体は、給紙ローラ303によって給送されて、搬送ローラ306によってレジストレーションローラ308へ送り出される。また、シート収納トレイ304に収納された記録媒体は、給紙ローラ305によって給送されて、搬送ローラ307及び306によってレジストレーションローラ308へ送り出される。   The recording medium stored in the sheet storage tray 302 is fed by the paper feed roller 303 and sent out to the registration roller 308 by the transport roller 306. Also, the recording medium stored in the sheet storage tray 304 is fed by the paper feed roller 305 and sent out to the registration roller 308 by the transport rollers 307 and 306.

読取装置202から出力された画像信号は、半導体レーザ及びポリゴンミラーを含んでいる光走査装置311に入力される。また、感光ドラム309は、帯電器310によって外周面が帯電される。感光ドラム309の外周面が帯電された後、読取装置202から光走査装置311に入力された画像信号に応じたレーザ光が、光走査装置311からポリゴンミラー及びミラー312、313を経由し、感光ドラム309の外周面に照射される。この結果、感光ドラム309の外周面に静電潜像が形成される。なお、感光ドラムの帯電方法は、例えば、コロナ帯電器や帯電ローラを用いた帯電方法を用いる。   The image signal output from the reading device 202 is input to an optical scanning device 311 including a semiconductor laser and a polygon mirror. Further, the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309 is charged by the charger 310. After the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309 is charged, a laser beam corresponding to an image signal input from the reading device 202 to the optical scanning device 311 passes through the polygon mirror and the mirrors 312 and 313 from the optical scanning device 311 and is photosensitive. The drum 309 is irradiated on the outer peripheral surface. As a result, an electrostatic latent image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309. As a method for charging the photosensitive drum, for example, a charging method using a corona charger or a charging roller is used.

続いて、その静電潜像が現像器314内のトナーによって現像され、感光ドラム309の外周面にトナー像が形成される。感光ドラム309に形成されたトナー像は、感光ドラム309と対向する位置(転写位置)に設けられた転写分離器315によって記録媒体に転写される。この際、レジストレーションローラ308は、トナー像にタイミングを合わせて、記録媒体を転写位置へ送り込む。   Subsequently, the electrostatic latent image is developed with toner in the developing device 314, and a toner image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309. The toner image formed on the photosensitive drum 309 is transferred to a recording medium by a transfer separator 315 provided at a position (transfer position) facing the photosensitive drum 309. At this time, the registration roller 308 sends the recording medium to the transfer position in synchronization with the toner image.

前述の如くして、トナー像が転写された記録媒体は、搬送ベルト317によって定着器318へ送り込まれ、定着器318によって加熱加圧されて、トナー像が記録媒体に定着される。このようにして、画像形成装置100によって記録媒体に画像が形成される。   As described above, the recording medium to which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 318 by the conveyance belt 317, and is heated and pressurized by the fixing device 318 to fix the toner image to the recording medium. In this manner, the image forming apparatus 100 forms an image on the recording medium.

片面印刷モードで画像形成が行われる場合は、定着器318を通過した記録媒体は、排紙ローラ319、324によって、不図示の排紙トレイへ排紙される。また、両面印刷モードで画像形成が行われる場合は、定着器318によって記録媒体の第1面に定着処理が行われた後に、記録媒体は、排紙ローラ319、搬送ローラ320、及び反転ローラ321によって、反転パス325へと搬送される。その後、記録媒体は、搬送ローラ322、323によって再度レジストレーションローラ308へと搬送され、前述した方法で記録媒体の第2面に画像が形成される。その後、記録媒体は、排紙ローラ319、324によって不図示の排紙トレイへ排紙される。   When image formation is performed in the single-sided printing mode, the recording medium that has passed through the fixing device 318 is discharged to a discharge tray (not shown) by discharge rollers 319 and 324. When image formation is performed in the double-sided printing mode, after the fixing process is performed on the first surface of the recording medium by the fixing device 318, the recording medium is a discharge roller 319, a conveyance roller 320, and a reverse roller 321. Is conveyed to the reverse path 325. Thereafter, the recording medium is conveyed again to the registration roller 308 by the conveying rollers 322 and 323, and an image is formed on the second surface of the recording medium by the method described above. Thereafter, the recording medium is discharged to a discharge tray (not shown) by discharge rollers 319 and 324.

また、第1面に画像形成された記録媒体を、第1面が下向きになるように反転させて画像形成装置100の外部へ排紙する場合は、定着器318を通過した記録媒体を、排紙ローラ319を通って搬送ローラ320へ向かう方向へ搬送する。その後、記録媒体の後端が搬送ローラ320のニップ部を通過する直前に、搬送ローラ320の回転を反転させる。この結果、記録媒体の第1面が下向きになった状態で、記録媒体を排紙ローラ324へ向かう方向へ搬送し、画像形成装置100の外部へ排紙することができる。   In addition, when the recording medium on which the image is formed on the first surface is reversed so that the first surface faces downward and is discharged to the outside of the image forming apparatus 100, the recording medium that has passed through the fixing device 318 is discharged. The paper is conveyed in the direction toward the conveyance roller 320 through the paper roller 319. Thereafter, the rotation of the conveyance roller 320 is reversed immediately before the trailing edge of the recording medium passes through the nip portion of the conveyance roller 320. As a result, with the first surface of the recording medium facing downward, the recording medium can be transported in the direction toward the paper discharge roller 324 and discharged outside the image forming apparatus 100.

以上が画像形成装置100の構成および機能についての説明である。   The above is the description of the configuration and functions of the image forming apparatus 100.

図2は、画像形成装置100の制御構成の例を示すブロック図である。システムコントローラ151は、図2に示すように、CPU(上位装置)151a、ROM151b、RAM151cを備えている。また、システムコントローラ151は、画像処理部102、操作部152、アナログ・デジタル(A/D)変換器153、高圧制御部155、モータ制御装置157(モータ制御装置及びモータ制御手段)、DC負荷制御部158、センサ類159、ACドライバ160と接続されている。システムコントローラ151は、接続された各ユニットとの間でデータやコマンドの送受信をすることが可能である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a control configuration of the image forming apparatus 100. As shown in FIG. 2, the system controller 151 includes a CPU (higher level device) 151a, a ROM 151b, and a RAM 151c. The system controller 151 includes an image processing unit 102, an operation unit 152, an analog / digital (A / D) converter 153, a high voltage control unit 155, a motor control device 157 (motor control device and motor control means), and DC load control. The unit 158, the sensors 159, and the AC driver 160 are connected. The system controller 151 can send and receive data and commands to and from each connected unit.

CPU151aは、ROM151bに格納された各種プログラムを読み出して実行することによって、予め定められた画像形成シーケンスに関連する各種シーケンスを実行する。   The CPU 151a executes various sequences related to a predetermined image forming sequence by reading and executing various programs stored in the ROM 151b.

RAM151cは記憶デバイスである。RAM151cには、例えば、高圧制御部155に対する設定値、モータ制御装置157に対する指令値及び操作部152から受信される情報等の各種データが格納される。   The RAM 151c is a storage device. The RAM 151c stores various data such as a set value for the high-voltage control unit 155, a command value for the motor control device 157, and information received from the operation unit 152, for example.

システムコントローラ151は、画像処理部102における画像処理に必要となる、画像形成装置100の内部に設けられた各種装置の設定値データを画像処理部102に送信する。更に、システムコントローラ151は、各種装置からの信号(センサ類159からの信号)を受信して、受信した信号に基づいて高圧制御部155の設定値を設定する。高圧制御部155は、システムコントローラ151によって設定された設定値に応じて、高圧ユニット156(帯電器310、現像器314、転写分離器315等)に必要な電圧を供給する。   The system controller 151 transmits setting value data of various apparatuses provided in the image forming apparatus 100 necessary for image processing in the image processing unit 102 to the image processing unit 102. Furthermore, the system controller 151 receives signals from various devices (signals from the sensors 159), and sets a setting value for the high-voltage control unit 155 based on the received signals. The high voltage controller 155 supplies a necessary voltage to the high voltage unit 156 (the charger 310, the developer 314, the transfer separator 315, etc.) according to the set value set by the system controller 151.

A/D変換器153は、定着ヒータ161の温度を検出するためのサーミスタ154が検出した検出信号を受信し、前記検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してシステムコントローラ151に送信する。システムコントローラ151は、A/D変換器153から受信したデジタル信号に基づいて、ACドライバ160の制御を行う。ACドライバ160は、定着ヒータ161の温度が定着処理を行うために必要な温度となるように定着ヒータ161を制御する。なお、定着ヒータ161は、定着処理に用いられるヒータであり、定着器318に含まれる。   The A / D converter 153 receives the detection signal detected by the thermistor 154 for detecting the temperature of the fixing heater 161, converts the detection signal from an analog signal to a digital signal, and transmits it to the system controller 151. The system controller 151 controls the AC driver 160 based on the digital signal received from the A / D converter 153. The AC driver 160 controls the fixing heater 161 so that the temperature of the fixing heater 161 becomes a temperature necessary for performing the fixing process. The fixing heater 161 is a heater used for fixing processing and is included in the fixing device 318.

システムコントローラ151は、使用する記録媒体の種類(以下、紙種と称する)等の設定をユーザが行うための操作画面を、操作部152に設けられた表示部に表示するように、操作部152を制御する。システムコントローラ151は、使用する紙種等のユーザが設定した情報を操作部152から受信し、前記ユーザが設定した情報に基づいて画像形成装置100の動作シーケンスを制御する。また、システムコントローラ151は、画像形成装置の状態を示す情報を操作部152に送信する。なお、画像形成装置の状態を示す情報とは、例えば、画像形成枚数、画像形成中か否か、ジャム発生及びその発生箇所等の情報である。操作部152は、システムコントローラ151から受信した情報を表示部に表示する。   The system controller 151 displays the operation screen for the user to set the type of recording medium to be used (hereinafter referred to as paper type) on the display unit provided in the operation unit 152. To control. The system controller 151 receives information set by the user, such as the type of paper to be used, from the operation unit 152, and controls the operation sequence of the image forming apparatus 100 based on the information set by the user. In addition, the system controller 151 transmits information indicating the state of the image forming apparatus to the operation unit 152. Note that the information indicating the state of the image forming apparatus is, for example, information such as the number of images formed, whether or not an image is being formed, occurrence of a jam, and a location where the jam occurs. The operation unit 152 displays information received from the system controller 151 on the display unit.

前述の如くして、システムコントローラ151は、画像形成装置100の動作シーケンスを制御する。   As described above, the system controller 151 controls the operation sequence of the image forming apparatus 100.

次に、本実施形態におけるモータ制御装置について説明する。本実施形態におけるモータ制御装置は、ベクトル制御を用いてモータの駆動を制御する。ベクトル制御とは、モータの回転子の回転位置又は回転速度のフィードバックを行い且つモータの回転子の回転位置を基準とした回転座標系の電流値に基づいてモータの駆動を制御する制御方法である。   Next, the motor control device in the present embodiment will be described. The motor control device in the present embodiment controls driving of the motor using vector control. Vector control is a control method for controlling the driving of a motor based on a current value in a rotating coordinate system based on the rotational position of the rotor of the motor and performing feedback of the rotational position or rotational speed of the motor rotor. .

以下の説明においては、負荷を駆動するモータとしてステッピングモータが用いられているが、これに限定されるものではない。なお、負荷とはモータによって駆動される対象物である。例えば、給紙ローラ204、303、305、レジストレーションローラ308及び排紙ローラ319等の各種ローラ(搬送ローラ)や感光ドラム309、搬送ベルト208、317、照明系209及び光学系等は負荷に対応する。本実施形態のモータ制御装置は、これら負荷を駆動するモータに適用することができる。また、モータは2相モータであるとは限らない。更に、本実施形態におけるモータには、モータの回転子の回転位置を検出するためのロータリエンコーダなどのセンサは設けられていないものとする。   In the following description, a stepping motor is used as a motor for driving a load, but the present invention is not limited to this. The load is an object driven by a motor. For example, various rollers (conveyance rollers) such as paper feed rollers 204, 303, and 305, registration rollers 308 and paper discharge rollers 319, photosensitive drums 309, conveyance belts 208 and 317, illumination systems 209, optical systems, and the like correspond to loads. To do. The motor control device of this embodiment can be applied to a motor that drives these loads. Further, the motor is not necessarily a two-phase motor. Furthermore, the motor in this embodiment is not provided with a sensor such as a rotary encoder for detecting the rotational position of the rotor of the motor.

図3は、ステッピングモータ(以下、モータと称する)509の駆動を制御するモータ制御装置157の構成の例を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a motor control device 157 that controls driving of a stepping motor (hereinafter referred to as a motor) 509.

以下に、図3及び図4を用いて、本実施形態におけるモータ制御装置157がモータ509の駆動制御を行う方法について説明する。   Hereinafter, a method in which the motor control device 157 according to this embodiment performs drive control of the motor 509 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図4は、A相(第1相)とB相(第2相)の2相から成るモータ509と回転座標系のd軸及びq軸との関係を示す図である。図4では、静止座標系において、A相の巻線に対応した軸をα軸、B相の巻線に対応した軸をβ軸と定義している。また、静止座標系におけるα軸と、回転子402に用いられている永久磁石の磁極によって作られる磁束の方向(d軸方向)との成す角度をθと定義している。回転子402の回転位置は、角度θによって表される。ベクトル制御では、回転子402の磁束方向に沿ったd軸と、d軸から反時計回りに90度進んだ方向に沿った(d軸と直交する)q軸とで表される、モータ509の回転子402の回転位置θを基準とした回転座標系が用いられる。   FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a motor 509 having two phases of A phase (first phase) and B phase (second phase) and the d-axis and q-axis of the rotating coordinate system. In FIG. 4, in the stationary coordinate system, the axis corresponding to the A-phase winding is defined as the α axis, and the axis corresponding to the B-phase winding is defined as the β-axis. In addition, an angle formed by the α axis in the stationary coordinate system and the direction of the magnetic flux (d-axis direction) created by the magnetic poles of the permanent magnet used in the rotor 402 is defined as θ. The rotational position of the rotor 402 is represented by an angle θ. In the vector control, the motor 509 is expressed by a d-axis along the magnetic flux direction of the rotor 402 and a q-axis along a direction advanced 90 degrees counterclockwise from the d-axis (perpendicular to the d-axis). A rotational coordinate system based on the rotational position θ of the rotor 402 is used.

図3に示すように、本実施形態におけるモータ制御装置157には、位置制御器502、電流制御器503(電圧生成手段)、座標変換器505、511、PWMインバータ(電流供給手段)506等が設けられている。   As shown in FIG. 3, the motor controller 157 in this embodiment includes a position controller 502, a current controller 503 (voltage generation means), coordinate converters 505 and 511, a PWM inverter (current supply means) 506, and the like. Is provided.

座標変換器511は、モータ509のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルを、α軸及びβ軸で表される静止座標系から、q軸及びd軸で表される回転座標系に座標変換する。この結果、モータ509のA相及びB相の巻線に供給する駆動電流を、回転座標系において、q軸成分(第1の電流成分)の電流値及びd軸成分(第2の電流成分)の電流値を用いて表すことができる。なお、q軸成分の電流は、モータ509の回転子402にトルクを発生させるトルク電流に相当する。また、d軸成分の電流は、モータ509の回転子402の磁束強度に影響する励磁電流に相当し、回転子402のトルクの発生には寄与しない。モータ制御装置157は、q軸成分の電流及びd軸成分の電流をそれぞれ独立に制御することができる。即ち、回転子402が回転するために必要なトルクを、効率的に発生させることができる。   The coordinate converter 511 represents a current vector corresponding to the drive current flowing in the A-phase and B-phase windings of the motor 509 from the stationary coordinate system represented by the α-axis and the β-axis by the q-axis and the d-axis. Convert coordinates to the rotating coordinate system. As a result, the drive current supplied to the A-phase and B-phase windings of the motor 509 is converted into a q-axis component (first current component) current value and a d-axis component (second current component) in the rotational coordinate system. It can be expressed using the current value. The q-axis component current corresponds to a torque current that causes the rotor 402 of the motor 509 to generate torque. The d-axis component current corresponds to an excitation current that affects the magnetic flux intensity of the rotor 402 of the motor 509 and does not contribute to the generation of torque of the rotor 402. The motor control device 157 can independently control the q-axis component current and the d-axis component current. That is, the torque necessary for the rotor 402 to rotate can be efficiently generated.

モータ制御装置157は、モータ509の回転子402の回転位置θを後述する方法により推定し、その推定結果に基づいてベクトル制御を行う。CPU151aは、モータ509の回転子402の回転位置の指令値(指令位置)θ_refを生成し、所定の時間周期で指令値θ_refをモータ制御装置157へ出力する。   The motor control device 157 estimates the rotational position θ of the rotor 402 of the motor 509 by a method described later, and performs vector control based on the estimation result. The CPU 151 a generates a command value (command position) θ_ref for the rotational position of the rotor 402 of the motor 509 and outputs the command value θ_ref to the motor control device 157 at a predetermined time period.

位置制御器(位置制御手段)502は、モータ509の回転子402の回転位置θと指令値θ_refとの偏差が小さくなるように、q軸電流指令値iq_ref及びd軸電流指令値id_refを生成して出力する。具体的には、位置制御器502は、モータ509の回転子402の回転位置θと指令値θ_refとの偏差が0になるように、q軸電流指令値iq_ref及びd軸電流指令値id_refを生成して出力する。また、本実施形態における位置制御器502は、比例(P)、積分(I)補償器から構成されているが、比例(P)、積分(I)、微分(D)補償器から構成されていても良い。また、回転子402に永久磁石を用いる場合、通常は回転子402の磁束強度に影響するd軸電流指令値id_refは0に設定されるが、これに限定されるものではない。   The position controller (position control means) 502 generates the q-axis current command value iq_ref and the d-axis current command value id_ref so that the deviation between the rotational position θ of the rotor 402 of the motor 509 and the command value θ_ref becomes small. Output. Specifically, the position controller 502 generates the q-axis current command value iq_ref and the d-axis current command value id_ref so that the deviation between the rotational position θ of the rotor 402 of the motor 509 and the command value θ_ref becomes zero. And output. Further, the position controller 502 in the present embodiment is composed of a proportional (P), integral (I) compensator, but is composed of a proportional (P), integral (I), and differential (D) compensator. May be. When a permanent magnet is used for the rotor 402, the d-axis current command value id_ref that normally affects the magnetic flux intensity of the rotor 402 is set to 0, but the present invention is not limited to this.

電流検出器(電流検出手段)507、508は、モータ509のA相及びB相(各相)の巻線に流れる駆動電流を検出し、検出した電流値に応じた信号をA/D変換器510に出力する。   Current detectors (current detection means) 507 and 508 detect drive currents that flow through the A-phase and B-phase (each phase) windings of the motor 509, and signals corresponding to the detected current values are A / D converters. Output to 510.

電流検出器507、508から出力された信号は、A/D変換器510によってアナログ値からデジタル値へと変換されて、静止座標系における電流値iα及びiβとして、回転子402の回転位置θを用いて次式によって表される。   The signals output from the current detectors 507 and 508 are converted from analog values to digital values by the A / D converter 510, and the rotational position θ of the rotor 402 is set as the current values iα and iβ in the stationary coordinate system. And is represented by the following equation.

iα=I*cosθ (1)
iβ=I*sinθ (2)
これらの電流値iα及びiβは、座標変換器(座標変換手段)511、ローパスフィルタ(フィルタ回路)518に入力される。また、電流値iαは位相差決定器(位相差決定手段)514にも入力される。
iα = I * cos θ (1)
iβ = I * sin θ (2)
These current values iα and iβ are input to a coordinate converter (coordinate conversion means) 511 and a low-pass filter (filter circuit) 518. The current value iα is also input to a phase difference determiner (phase difference determining means) 514.

ローパスフィルタ518は、電流値iα及びiβに含まれる高周波成分のノイズ(所定の周波数帯の成分)等を低減し、前記ノイズ等が低減された後の電流値iα´及びiβ´を誘起電圧演算器512(誘起電圧演算手段)に出力する。なお、本実施形態においてはローパスフィルタが用いられているが、これに限定されるものではない。例えば、バンドパスフィルタ等のフィルタが設けられていても良い。また、フィルタは誘起電圧演算器内部に設けられていても良い。   The low-pass filter 518 reduces high-frequency component noise (components in a predetermined frequency band) included in the current values iα and iβ, and calculates an induced voltage for the current values iα ′ and iβ ′ after the noise is reduced. Is output to a device 512 (induced voltage calculation means). In this embodiment, a low-pass filter is used, but the present invention is not limited to this. For example, a filter such as a band pass filter may be provided. The filter may be provided inside the induced voltage calculator.

座標変換器511において、電流値iα及びiβは、次式によって回転座標系におけるq軸電流の電流値iq及びd軸電流の電流値idに座標変換される。   In the coordinate converter 511, the current values iα and iβ are coordinate-converted into the q-axis current value iq and the d-axis current value id in the rotating coordinate system by the following equations.

id= cosθ*iα+sinθ*iβ (3)
iq=−sinθ*iα+cosθ*iβ (4)
前述のように、座標変換器511は、モータ509のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルを、α軸及びβ軸で表される静止座標系から、q軸及びd軸で表される回転座標系に座標変換する。
id = cos θ * iα + sin θ * iβ (3)
iq = −sin θ * iα + cos θ * iβ (4)
As described above, the coordinate converter 511 converts the current vector corresponding to the drive current flowing in the A-phase and B-phase windings of the motor 509 from the static coordinate system represented by the α axis and the β axis to the q axis and Coordinates are converted into a rotating coordinate system represented by the d axis.

続いて、座標変換器511による座標変換によって得られた前記電流値iqと位置制御器502から出力されたiq_refとの偏差及び前記電流値idと位置制御器502から出力されたid_refとの偏差が電流制御器503にそれぞれ出力される。電流制御器503は、前記偏差がそれぞれ小さくなるように電流値iq*及びid*を生成する。具体的には、電流制御器503は、前記偏差がそれぞれ0になるように電流値iq*及びid*を生成する。その後、電流制御器503は、それぞれの電流値iq*及びid*に対応した駆動電圧Vq及びVdを生成して座標変換器505に出力する。なお、本実施形態における電流制御器503は、位置制御器502と同様に比例(P)、積分(I)補償器から構成されているが、比例(P)、積分(I)、微分(D)補償器から構成されていても良い。   Subsequently, the deviation between the current value iq obtained by coordinate transformation by the coordinate transformer 511 and iq_ref output from the position controller 502 and the deviation between the current value id and id_ref output from the position controller 502 are as follows. Each is output to the current controller 503. The current controller 503 generates current values iq * and id * so that the deviations are reduced. Specifically, the current controller 503 generates the current values iq * and id * so that the deviations are zero. Thereafter, the current controller 503 generates drive voltages Vq and Vd corresponding to the current values iq * and id *, and outputs them to the coordinate converter 505. The current controller 503 in the present embodiment is composed of a proportional (P) and integral (I) compensator as in the case of the position controller 502. However, the proportional (P), integral (I), and differential (D) ) It may be composed of a compensator.

座標変換器505は、電流制御器503から出力された回転座標系における駆動電圧Vq及びVdを、次式によって、静止座標系における駆動電圧Vα及びVβに座標逆変換する。   The coordinate converter 505 reversely converts the drive voltages Vq and Vd in the rotating coordinate system output from the current controller 503 into the drive voltages Vα and Vβ in the stationary coordinate system according to the following equation.

Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq (5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)
座標変換器505は、回転座標系における駆動電圧Vq及びVdを静止座標系における駆動電圧Vα及びVβに座標逆変換した後、Vα及びVβをPWMインバータ506とローパスフィルタ518に出力する。
Vα = cos θ * Vd−sin θ * Vq (5)
Vβ = sin θ * Vd + cos θ * Vq (6)
The coordinate converter 505 reversely converts the drive voltages Vq and Vd in the rotating coordinate system into the drive voltages Vα and Vβ in the stationary coordinate system, and then outputs Vα and Vβ to the PWM inverter 506 and the low-pass filter 518.

ローパスフィルタ518に出力されたVα及びVβは、ローパスフィルタ518が適用された後、Vα´及びVβ´としてローパスフィルタ518から誘起電圧演算器512に出力される。   Vα and Vβ output to the low pass filter 518 are output from the low pass filter 518 to the induced voltage calculator 512 as Vα ′ and Vβ ′ after the low pass filter 518 is applied.

PWMインバータ506は、フルブリッジ回路を有している。フルブリッジ回路は座標変換器505から入力された駆動電圧Vα及びVβによって駆動される。その結果、PWMインバータ506は、駆動電圧Vα及びVβに応じた駆動電流iα及びiβを生成し、駆動電流iα及びiβをモータ509の各相の巻線に供給することによって、モータ509を駆動させる。なお、本実施形態においては、PWMインバータはフルブリッジ回路を有しているが、ハーフブリッジ回路等であっても良い。   The PWM inverter 506 has a full bridge circuit. The full bridge circuit is driven by driving voltages Vα and Vβ input from the coordinate converter 505. As a result, the PWM inverter 506 generates drive currents iα and iβ corresponding to the drive voltages Vα and Vβ, and drives the motor 509 by supplying the drive currents iα and iβ to the windings of each phase of the motor 509. . In this embodiment, the PWM inverter has a full bridge circuit, but may be a half bridge circuit or the like.

次に、回転子402の回転位置θの推定方法について説明する。回転子402の回転位置θの推定には、回転子402の回転によってモータ509のA相及びB相の巻線に誘起される誘起電圧が用いられる。誘起電圧の値は誘起電圧演算器512によって算出される。具体的には、ローパスフィルタ518から誘起電圧演算器512に入力された電流値iα´及びiβ´と駆動電圧Vα´及びVβ´とから、次式によって、誘起電圧Eα´及びEβ´を演算する。
Eα´=Vα´−R*iα´−L*diα´/dt (7)
Eβ´=Vβ´−R*iβ´−L*diβ´/dt (8)
ここで、Rは巻線レジスタンス、Lは巻線インダクタンスである。R及びLの値は使用されているモータ509に固有の値であり、ROM151b又はモータ制御装置157に設けられたメモリ(不図示)等に予め格納されている。
Next, a method for estimating the rotational position θ of the rotor 402 will be described. For the estimation of the rotational position θ of the rotor 402, induced voltages induced in the A-phase and B-phase windings of the motor 509 by the rotation of the rotor 402 are used. The value of the induced voltage is calculated by the induced voltage calculator 512. Specifically, the induced voltages Eα ′ and Eβ ′ are calculated from the current values iα ′ and iβ ′ and the drive voltages Vα ′ and Vβ ′ input from the low-pass filter 518 to the induced voltage calculator 512 according to the following equations. .
Eα ′ = Vα′−R * iα′−L * diα ′ / dt (7)
Eβ ′ = Vβ′−R * iβ′−L * diβ ′ / dt (8)
Here, R is winding resistance, and L is winding inductance. The values of R and L are values specific to the motor 509 being used, and are stored in advance in a memory (not shown) or the like provided in the ROM 151b or the motor control device 157.

誘起電圧演算器512によって演算された誘起電圧Eα´及びEβ´は、位置推定器(位置推定手段)513に入力される。また、誘起電圧Eα´は位相差決定器514、周期検出器(周期検出手段)515にも入力される。位置推定器513は、A相の誘起電圧Eα´とB相の誘起電圧Eβ´との比から、次式によってモータ509の回転子402の回転位置θ´を推定する。
θ´=tan^−1(−Eβ´/Eα´) (9)
The induced voltages Eα ′ and Eβ ′ calculated by the induced voltage calculator 512 are input to the position estimator (position estimation means) 513. The induced voltage Eα ′ is also input to the phase difference determiner 514 and the period detector (period detection means) 515. The position estimator 513 estimates the rotational position θ ′ of the rotor 402 of the motor 509 from the ratio of the A-phase induced voltage Eα ′ and the B-phase induced voltage Eβ ′ by the following equation.
θ ′ = tan ^ −1 (−Eβ ′ / Eα ′) (9)

前述の如くして得られた回転子402の回転位置θ´は、位置補正器517に入力される。また、本実施形態においては、モータの各相の巻線に誘起される誘起電圧の大きさを演算し、前記誘起電圧の大きさの比を演算することによって回転子の回転位置を推定したが、この限りではない。例えば、モータの各相の巻線に供給された駆動電流の電流値の比を演算することによって回転子の回転位置を推定する等の構成であっても良い。   The rotational position θ ′ of the rotor 402 obtained as described above is input to the position corrector 517. Further, in the present embodiment, the magnitude of the induced voltage induced in the winding of each phase of the motor is calculated, and the rotational position of the rotor is estimated by calculating the ratio of the magnitudes of the induced voltages. This is not the case. For example, the rotational position of the rotor may be estimated by calculating the ratio of the current values of the drive currents supplied to the windings of each phase of the motor.

前述のように、本実施形態においては、モータの各相の巻線に流れる電流の電流値を検出し、ローパスフィルタを用いて、検出された電流値に含まれる高周波成分のノイズ等を低減する。また、駆動電圧もローパスフィルタに入力される。その後、ローパスフィルタが適用された駆動電流及び駆動電圧に基づいてモータの各相の巻線に誘起される誘起電圧を演算し、演算された誘起電圧の大きさの比を演算することによって回転子の回転位置を推定する。なお、本実施形態においては、駆動電流及び駆動電圧にローパスフィルタを適用した後に誘起電圧の演算を行ったが、この限りではない。例えば、ローパスフィルタが適用される前の駆動電流及び駆動電圧を用いて誘起電圧の演算を行った後に、演算された誘起電圧にローパスフィルタを適用し、誘起電圧に含まれる高周波成分のノイズ等を低減するような構成であっても良い。   As described above, in the present embodiment, the current value of the current flowing through the winding of each phase of the motor is detected, and the noise of the high frequency component included in the detected current value is reduced using the low-pass filter. . The drive voltage is also input to the low pass filter. Then, the rotor is calculated by calculating the induced voltage induced in the winding of each phase of the motor based on the drive current and drive voltage to which the low-pass filter is applied, and calculating the ratio of the calculated induced voltage magnitudes. Is estimated. In the present embodiment, the induced voltage is calculated after applying the low-pass filter to the drive current and the drive voltage, but this is not restrictive. For example, after the induced voltage is calculated using the drive current and drive voltage before the low-pass filter is applied, the low-pass filter is applied to the calculated induced voltage, and the high-frequency component noise included in the induced voltage is reduced. The structure which reduces may be sufficient.

しかし、ローパスフィルタを用いると、ローパスフィルタが適用される前の信号の位相に比べて、ローパスフィルタが適用された後の信号の位相が遅れてしまう。即ち本実施形態における、ローパスフィルタが適用された後の駆動電圧Vα´及びVβ´、駆動電流iα´及びiβ´の位相は、ローパスフィルタが適用される前の駆動電圧Vα及びVβ、駆動電流iα及びiβの位相に比べて遅れてしまう。この結果、演算された誘起電圧Eα´及びEβ´の位相は、実際にモータの各相の巻線に発生している誘起電圧の位相に比べて遅れてしまう。実際にモータの各相の巻線に発生している誘起電圧よりも位相が遅れた誘起電圧に基づいて回転子の位置が推定されてしまうと、実際の回転子の位置と推定位置とに誤差が生じてしまう。この結果、モータの駆動制御が不安定になる可能性がある。そのため、実際の回転子の位置と推定位置とに生じる誤差を低減するための良い構成が求められている。なお、ローパスフィルタを用いることによって生じる位相の遅れ量は、常に一定値であるとは限らない。また、本実施形態における駆動電流、誘起電圧及び駆動電圧は周期的に正弦波状に時間変化する。   However, when the low-pass filter is used, the phase of the signal after the low-pass filter is applied is delayed compared to the phase of the signal before the low-pass filter is applied. That is, in the present embodiment, the phases of the drive voltages Vα ′ and Vβ ′ and the drive currents iα ′ and iβ ′ after the low-pass filter are applied are the drive voltages Vα and Vβ and the drive current iα before the low-pass filter is applied. And the phase of iβ is delayed. As a result, the phase of the calculated induced voltages Eα ′ and Eβ ′ is delayed compared to the phase of the induced voltage actually generated in each phase winding of the motor. If the rotor position is estimated based on an induced voltage that is delayed in phase from the induced voltage that is actually generated in the winding of each phase of the motor, there will be an error between the actual rotor position and the estimated position. Will occur. As a result, the motor drive control may become unstable. Therefore, there is a demand for a good configuration for reducing an error that occurs between the actual rotor position and the estimated position. Note that the amount of phase delay caused by using a low-pass filter is not always a constant value. In addition, the drive current, the induced voltage, and the drive voltage in this embodiment periodically change with time in a sinusoidal shape.

以下に、図3を用いて、実際の回転子の位置と推定位置とに生じた誤差を補正する方法について説明する。本実施形態のモータ制御装置157には、実際の回転子の位置と推定位置とに生じた誤差を補正する回路として、位相差決定器514、周期検出器515、位置補正値決定器(位置補正値決定手段)516、位置補正器(位置補正手段)517等が設けられている。   Hereinafter, a method for correcting an error occurring between the actual rotor position and the estimated position will be described with reference to FIG. In the motor control device 157 of the present embodiment, a phase difference determiner 514, a period detector 515, a position correction value determiner (position correction) (position correction) are used as circuits for correcting an error occurring between the actual rotor position and the estimated position. A value determining means) 516, a position corrector (position correcting means) 517, and the like.

前述したように、位相差決定器514には、A/D変換器510から出力された電流値iα及び誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´が入力される。位相差決定器514は、前記電流値iαが正の値から負の値へと変化するタイミングと前記誘起電圧Eα´の値が正の値から負の値へと変化するタイミングとの時間差(位相差)cnt_diffを決定して出力する。なお、本実施形態においては、時間差cnt_diffを決定する際に、A/D変換器510から出力された電流値iαと誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´とを用いたがこの限りではない。例えば、ローパスフィルタが適用される前の電流値又は誘起電圧又は駆動電圧のいずれかとローパスフィルタが適用された後の電流値又は誘起電圧又は駆動電圧のいずれかとを用いる構成であればよい。例えば、A/D変換器510から出力された電流値iαとローパスフィルタ518から出力された電流値iα´とを用いる構成であっても良い。また、A/D変換器510から出力された電流値iαにローパスフィルタを適用せずに誘起電圧Eαを演算し、前記演算された誘起電圧Eαにローパスフィルタを適用する。ローパスフィルタを適用する前の誘起電圧Eαとローパスフィルタを適用した後の誘起電圧Eα´とを用いる構成であっても良い。更に、本実施形態では、A相の巻線における電流値又は誘起電圧又は駆動電圧を用いて時間差cnt_diffを決定しているが、この限りではない。例えば、B相の巻線における電流値又は誘起電圧又は駆動電圧を用いても良いし、A相の巻線とB相の巻線との両方を用いて時間差cnt_diffを決定しても良い。また、本実施形態においては、電流値iα及び誘起電圧Eα´が正の値から負の値へと変化するタイミングの時間差cnt_diffを決定しているがこの限りではない。例えば、電流値iα及び誘起電圧Eα´が、負の値から正の値へと変化するタイミングの時間差、又は、最大となるタイミングの時間差、又は、最小となるタイミングの時間差、のいずれかの時間差を決定する構成であれば良い。   As described above, the phase difference determiner 514 receives the current value iα output from the A / D converter 510 and the induced voltage Eα ′ output from the induced voltage calculator 512. The phase difference determiner 514 determines the time difference (position) between the timing when the current value iα changes from a positive value to a negative value and the timing when the value of the induced voltage Eα ′ changes from a positive value to a negative value. Phase difference) cnt_diff is determined and output. In this embodiment, when the time difference cnt_diff is determined, the current value iα output from the A / D converter 510 and the induced voltage Eα ′ output from the induced voltage calculator 512 are used. is not. For example, any current value, induced voltage, or drive voltage before the low-pass filter is applied and any current value, induced voltage, or drive voltage after the low-pass filter is applied may be used. For example, the current value iα output from the A / D converter 510 and the current value iα ′ output from the low-pass filter 518 may be used. Further, the induced voltage Eα is calculated without applying the low-pass filter to the current value iα output from the A / D converter 510, and the low-pass filter is applied to the calculated induced voltage Eα. A configuration using the induced voltage Eα before applying the low-pass filter and the induced voltage Eα ′ after applying the low-pass filter may be used. Furthermore, in the present embodiment, the time difference cnt_diff is determined using the current value, the induced voltage, or the drive voltage in the A-phase winding, but this is not restrictive. For example, the current value or induced voltage or drive voltage in the B-phase winding may be used, or the time difference cnt_diff may be determined using both the A-phase winding and the B-phase winding. In the present embodiment, the time difference cnt_diff at which the current value iα and the induced voltage Eα ′ change from a positive value to a negative value is determined. For example, the time difference of the timing when the current value iα and the induced voltage Eα ′ change from a negative value to a positive value, the time difference of the maximum timing, or the time difference of the minimum timing Any configuration may be used.

周期検出器515は、誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´の周期cnt_cycleを検出し、位置補正値決定器516に出力する。なお、本実施形態においては、誘起電圧Eα´の周期を検出したが、ローパスフィルタが適用される前後にかかわらず誘起電圧、駆動電流、駆動電圧の周期は同じであるため、いずれかの周期を検出し、周期cnt_cycleとして出力すれば良い。周期の検出方法には、例えば、誘起電圧Eα´が負の値から正の値へと変化したタイミングから再び誘起電圧Eα´が負の値から正の値へと変化するタイミングまでの時間を検出する方法がある。また、周期cnt_cycleは、モータの回転数から定まる値であるため、回転子の回転速度又は回転指令速度を用いて算出する方法であっても良い。   The period detector 515 detects the period cnt_cycle of the induced voltage Eα ′ output from the induced voltage calculator 512 and outputs it to the position correction value determiner 516. In the present embodiment, the period of the induced voltage Eα ′ is detected. However, the period of the induced voltage, the drive current, and the drive voltage is the same regardless of before and after the low-pass filter is applied. What is necessary is just to detect and output as a period cnt_cycle. The period detection method includes, for example, detecting the time from the timing when the induced voltage Eα ′ changes from a negative value to a positive value until the timing when the induced voltage Eα ′ changes again from a negative value to a positive value. There is a way to do it. Further, since the cycle cnt_cycle is a value determined from the number of rotations of the motor, a method of calculating using the rotation speed of the rotor or the rotation command speed may be used.

位置補正値決定器516は、位相差決定器514から出力された時間差cnt_diffを周期検出器515から出力された周期cnt_cycleで除算した値に基づいて回転子の回転位置の位置補正値θ_errを決定する。具体的には、以下の式(10)を用いて決定する。
θ_err=2π*cnt_diff/cnt_cycle (10)
The position correction value determiner 516 determines a position correction value θ_err for the rotational position of the rotor based on a value obtained by dividing the time difference cnt_diff output from the phase difference determiner 514 by the period cnt_cycle output from the period detector 515. . Specifically, it determines using the following formula | equation (10).
θ_err = 2π * cnt_diff / cnt_cycle (10)

なお、本実施形態においては、式(10)を用いて位置補正値θ_errを演算したが、この限りではない。例えば、時間差cnt_diffと周期cnt_cycleと位置補正値θ_errとの関係を示すテーブルを予めROM151b等に格納しておき、前記テーブルを用いて位置補正値θ_errを決定しても良い。 In the present embodiment, the position correction value θ_err is calculated using Expression (10), but the present invention is not limited to this. For example, a table indicating the relationship between the time difference cnt_diff, the cycle cnt_cycle, and the position correction value θ_err may be stored in advance in the ROM 151b and the position correction value θ_err may be determined using the table.

位置補正値決定器516は、前述の如くして得られた位置補正値θ_errを位置補正器517に出力する。   The position correction value determiner 516 outputs the position correction value θ_err obtained as described above to the position corrector 517.

位置補正器517は、位置補正値θ_errを用いて、位置推定器513によって推定された回転位置θ´を補正し、補正された回転子の回転位置θを出力する。具体的には、次式(11)を用いて回転位置θ´を補正する。
θ=θ´+θ_err (11)
The position corrector 517 corrects the rotational position θ ′ estimated by the position estimator 513 using the position correction value θ_err, and outputs the corrected rotational position θ of the rotor. Specifically, the rotational position θ ′ is corrected using the following equation (11).
θ = θ ′ + θ_err (11)

その後は、補正された回転位置θに基づいて前述の制御を繰り返し行う。即ち、モータ制御装置157は、ベクトル制御を用いてモータの駆動制御を行う。ベクトル制御を用いてモータの駆動を制御することによって、モータが脱調状態となることや、余剰トルクに起因してモータ音が増大すること及び消費電力が増大することを抑制することができる。なお、本実施形態におけるベクトル制御では、回転子402の回転位置θを基準とした回転座標系が用いられているが、これに限定されるものではない。即ち、回転位置の指令値θ_refを基準とした回転座標系が用いられても良い。また、本実施形態におけるベクトル制御では、回転子402の回転位置θをフィードバックしてモータ509の駆動を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、回転子402の回転速度ωをフィードバックしてモータ509の駆動を制御する構成であっても良い。具体的には、例えば、回転子402の回転位置θの時間変化に基づいて、次式を用いて回転子402の回転速度ωを演算する。
ω=dθ/dt (12)
Thereafter, the above-described control is repeatedly performed based on the corrected rotational position θ. That is, the motor control device 157 performs drive control of the motor using vector control. By controlling the driving of the motor using the vector control, it is possible to suppress the motor from going out of step, an increase in motor noise due to excess torque, and an increase in power consumption. In the vector control in this embodiment, a rotational coordinate system based on the rotational position θ of the rotor 402 is used, but the present invention is not limited to this. That is, a rotational coordinate system based on the rotational position command value θ_ref may be used. In the vector control according to the present embodiment, the rotation position θ of the rotor 402 is fed back to control the driving of the motor 509. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which the rotation speed ω of the rotor 402 is fed back to control the driving of the motor 509 may be employed. Specifically, for example, the rotational speed ω of the rotor 402 is calculated using the following equation based on the time change of the rotational position θ of the rotor 402.
ω = dθ / dt (12)

更に、CPU151aは、モータ制御装置600に回転子402の回転指令速度ω_refを出力する。前記回転子402の回転速度ωと回転指令速度ω_refとの偏差に基づいてモータの各相の巻線に供給する駆動電流を決定する。以上のようにして、モータ509の駆動を制御する構成であっても良い。 Further, the CPU 151 a outputs the rotation command speed ω_ref of the rotor 402 to the motor control device 600. Based on the deviation between the rotation speed ω of the rotor 402 and the rotation command speed ω_ref, the drive current to be supplied to the winding of each phase of the motor is determined. A configuration for controlling the driving of the motor 509 as described above may be used.

以上のように、本実施形態におけるモータ制御装置157は、ローパスフィルタが適用されたことによって生じた位相の遅れを決定し、決定結果に基づいて推定位置の補正を行い、補正された推定位置に基づいてモータの駆動制御を行う。この結果、ローパスフィルタを用いることによって生じる、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を可能な限り低減することができる。また、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を可能な限り低減することによって、モータの駆動制御が不安定になることを抑制することができる。   As described above, the motor control device 157 in this embodiment determines the phase delay caused by the application of the low-pass filter, corrects the estimated position based on the determination result, and sets the corrected estimated position. Based on this, drive control of the motor is performed. As a result, the error between the actual rotational position and the estimated rotational position, which is caused by using the low-pass filter, can be reduced as much as possible. Further, by reducing the error between the actual rotational position and the estimated rotational position as much as possible, it is possible to prevent the motor drive control from becoming unstable.

図5は、モータ制御装置157を用いたモータ駆動の制御方法を示すフローチャートである。以下、図5を用いて、本実施形態におけるモータ509の駆動制御について説明する。このフローチャートの処理は、CPU151aからの指示を受けたモータ制御装置157によって実行される。   FIG. 5 is a flowchart showing a motor drive control method using the motor control device 157. Hereinafter, drive control of the motor 509 in the present embodiment will be described with reference to FIG. The processing of this flowchart is executed by the motor control device 157 that has received an instruction from the CPU 151a.

まず、CPU151aがモータ制御装置157にenable信号‘H’を出力することにより、モータ制御装置157はモータ509の駆動制御を開始する。enable信号とは、モータ509の稼働/停止を決定する信号であり、enable信号が‘L(ローレベル)’の場合はモータ駆動を停止状態にして、enable信号が‘H(ハイレベル)’の場合はモータ駆動を稼働状態にする。モータ制御装置157がベクトル制御を開始すると、S1001において、位置推定器513は、誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´及びEβ´に基づいて回転位置θ´を推定し、モータ制御装置157は処理をS1002に進める。   First, when the CPU 151 a outputs an enable signal “H” to the motor control device 157, the motor control device 157 starts driving control of the motor 509. The enable signal is a signal for determining the operation / stop of the motor 509. When the enable signal is “L (low level)”, the motor drive is stopped and the enable signal is “H (high level)”. In this case, the motor drive is set to the operating state. When the motor control device 157 starts vector control, in S1001, the position estimator 513 estimates the rotational position θ ′ based on the induced voltages Eα ′ and Eβ ′ output from the induced voltage calculator 512, and the motor control device. In step S157, the process proceeds to step S1002.

S1002において、位相差決定器514は、電流値iαが正の値から負の値へと変化するタイミングと誘起電圧Eα´の値が正の値から負の値へと変化するタイミングとの時間差cnt_diffを決定し、処理はS1003に進む。S1003において、周期検出器515は、誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´の周期cnt_cycleを検出する。   In S1002, the phase difference determiner 514 determines the time difference cnt_diff between the timing at which the current value iα changes from a positive value to a negative value and the timing at which the value of the induced voltage Eα ′ changes from a positive value to a negative value. The process proceeds to S1003. In step S <b> 1003, the period detector 515 detects the period cnt_cycle of the induced voltage Eα ′ output from the induced voltage calculator 512.

次に、S1004において、位置補正値決定器516は、位相差決定器514から出力された時間差cnt_diff、周期検出器515から出力された周期cnt_cycle及び式(10)を用いて回転子の回転位置の位置補正値θ_errを決定する。その後、S1005において、位置補正器517は、前記位置補正値θ_err及び式(11)を用いて、位置推定器513によって推定された回転位置θ´を補正する。モータ制御装置は、位置補正器517によって補正された回転位置θに基づいてモータの駆動制御を行う。   Next, in S1004, the position correction value determiner 516 uses the time difference cnt_diff output from the phase difference determiner 514, the period cnt_cycle output from the period detector 515, and Equation (10) to determine the rotational position of the rotor. A position correction value θ_err is determined. Thereafter, in S1005, the position corrector 517 corrects the rotational position θ ′ estimated by the position estimator 513 using the position correction value θ_err and the equation (11). The motor control device performs motor drive control based on the rotational position θ corrected by the position corrector 517.

次に、S1006において、モータ制御装置がベクトル制御を続行する場合は、処理は再びS1001に戻る。S1006において、モータ制御装置がベクトル制御を終了する場合は、モータ制御装置157は処理を進めて、モータ制御装置はベクトル制御を終了する。   Next, when the motor control device continues the vector control in S1006, the process returns to S1001 again. In step S1006, when the motor control device ends vector control, the motor control device 157 proceeds with the process, and the motor control device ends vector control.

以上のように、本実施形態におけるモータ制御装置157は、ローパスフィルタが適用されたことによって生じた位相の遅れを決定し、決定結果に基づいて推定位置の補正を行い、補正された推定位置に基づいてモータの駆動制御を行う。具体的には、位相差決定器514は、A/D変換器510から出力された電流値iα及び誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´の値が、正の値から負の値へと変化するタイミングとの時間差cnt_diffを決定する。また、誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´の周期cnt_cycleを検出する。更に、時間差cnt_diffと周期cnt_cycleとを用いて回転子の回転位置の位置補正値θ_errを決定し、前記位置補正値θ_errを用いて、位置推定器513によって推定された回転位置θ´を補正する。モータ制御装置157は補正された推定位置θに基づいてモータの駆動制御を行う。この結果、ローパスフィルタを用いることによって生じる、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を可能な限り低減することができる。また、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を可能な限り低減することによって、モータの駆動制御が不安定になることを抑制することができる。   As described above, the motor control device 157 in this embodiment determines the phase delay caused by the application of the low-pass filter, corrects the estimated position based on the determination result, and sets the corrected estimated position. Based on this, drive control of the motor is performed. Specifically, the phase difference determiner 514 determines that the current value iα output from the A / D converter 510 and the induced voltage Eα ′ output from the induced voltage calculator 512 are negative values. The time difference cnt_diff from the timing of changing to is determined. Further, the period cnt_cycle of the induced voltage Eα ′ output from the induced voltage calculator 512 is detected. Further, the position correction value θ_err of the rotational position of the rotor is determined using the time difference cnt_diff and the period cnt_cycle, and the rotational position θ ′ estimated by the position estimator 513 is corrected using the position correction value θ_err. The motor control device 157 performs drive control of the motor based on the corrected estimated position θ. As a result, the error between the actual rotational position and the estimated rotational position, which is caused by using the low-pass filter, can be reduced as much as possible. Further, by reducing the error between the actual rotational position and the estimated rotational position as much as possible, it is possible to prevent the motor drive control from becoming unstable.

なお、本実施形態における、ローパスフィルタが適用されたことによって生じた位相の遅れに基づいて推定位置の補正を行う方法は、誘起電圧を用いて位置を推定する場合に限らず、他の推定方法においても適用することができる。また、本実施形態における、ローパスフィルタが適用されたことによって生じた位相の遅れに基づいて推定位置の補正を行う方法は、ローパスフィルタに限らず、バンドパスフィルタ等の他のフィルタにも適用することができる。   Note that the method of correcting the estimated position based on the phase delay caused by the application of the low-pass filter in the present embodiment is not limited to the case of estimating the position using the induced voltage, but other estimation methods. It can also be applied. Further, the method for correcting the estimated position based on the phase delay caused by the application of the low-pass filter in the present embodiment is not limited to the low-pass filter, and is also applied to other filters such as a band-pass filter. be able to.

〔第2実施形態〕
画像形成装置の構成は第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
The configuration of the image forming apparatus is the same as that of the first embodiment.

第1実施形態においては、フィルタを用いることによって生じる、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を補正する方法として、回転位置θ´を推定した後に位置補正値θ_errを用いて回転位置の補正を行う方法について説明した。   In the first embodiment, as a method of correcting an error between the actual rotational position and the estimated rotational position, which is caused by using a filter, the rotational position is estimated using the position correction value θ_err after estimating the rotational position θ ′. A method of correcting the above has been described.

本実施形態では、位置推定を行う前に、位置推定に用いられる信号(誘起電圧、駆動電流、駆動電圧等)の位相を補正し、補正した信号に基づいて位置推定を行う。   In this embodiment, before performing position estimation, the phase of a signal (induced voltage, drive current, drive voltage, etc.) used for position estimation is corrected, and position estimation is performed based on the corrected signal.

図6は、本実施形態に係るモータ制御装置158の構成の例を示すブロック図である。図6に示すように、本実施形態に係るモータ制御装置158には、位相補正器(位相補正手段)520等が設けられている。   FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the motor control device 158 according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the motor control device 158 according to the present embodiment is provided with a phase corrector (phase correction means) 520 and the like.

以下、図6を用いて、本実施形態に係るモータ制御装置158を用いてモータ509の駆動を制御する制御方法について説明する。なお、制御方法が第1実施形態における制御方法と同様の部分については説明を省略する。   Hereinafter, a control method for controlling driving of the motor 509 using the motor control device 158 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted about the part similar to the control method in 1st Embodiment.

位相差決定器514は、第1実施形態と同様にして、時間差cnt_diffを決定して出力する。なお、本実施形態においては、時間差cnt_diffを決定する際に、A/D変換器510から出力された電流値iαと誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´とを用いたがこの限りではない。例えば、ローパスフィルタが適用される前の電流値又は誘起電圧又は駆動電圧とローパスフィルタが適用された後の電流値又は誘起電圧又は駆動電圧とを用いる構成であればよい。また、A/D変換器510から出力された電流値iαとローパスフィルタ518から出力された電流値iα´とを用いる構成であっても良い。また、A/D変換器510から出力された電流値iαにローパスフィルタを適用せずに誘起電圧Eαを演算し、前記演算された誘起電圧Eαにローパスフィルタを適用する。ローパスフィルタを適用する前の誘起電圧Eαとローパスフィルタを適用した後の誘起電圧Eα´とを用いる構成であっても良い。更に、本実施形態では、A相の巻線における電流値又は誘起電圧又は駆動電圧を用いて時間差cnt_diffを決定しているが、この限りではない。例えば、B相の巻線における電流値又は誘起電圧又は駆動電圧を用いても良いし、A相の巻線とB相の巻線との両方を用いて時間差cnt_diffを決定しても良い。また、本実施形態においては、電流値iα及び誘起電圧Eα´が正の値から負の値へと変化するタイミングの時間差cnt_diffを決定しているがこの限りではない。例えば、電流値iα及び誘起電圧Eα´が、負の値から正の値へと変化するタイミングの時間差、又は、最大となるタイミングの時間差、又は、最小となるタイミングの時間差、のいずれかを決定する構成であっても良い。   The phase difference determiner 514 determines and outputs the time difference cnt_diff in the same manner as in the first embodiment. In this embodiment, when the time difference cnt_diff is determined, the current value iα output from the A / D converter 510 and the induced voltage Eα ′ output from the induced voltage calculator 512 are used. is not. For example, the current value, induced voltage, or drive voltage before the low-pass filter is applied and the current value, induced voltage, or drive voltage after the low-pass filter is applied may be used. Further, the current value iα output from the A / D converter 510 and the current value iα ′ output from the low-pass filter 518 may be used. Further, the induced voltage Eα is calculated without applying the low-pass filter to the current value iα output from the A / D converter 510, and the low-pass filter is applied to the calculated induced voltage Eα. A configuration using the induced voltage Eα before applying the low-pass filter and the induced voltage Eα ′ after applying the low-pass filter may be used. Furthermore, in the present embodiment, the time difference cnt_diff is determined using the current value, the induced voltage, or the drive voltage in the A-phase winding, but this is not restrictive. For example, the current value or induced voltage or drive voltage in the B-phase winding may be used, or the time difference cnt_diff may be determined using both the A-phase winding and the B-phase winding. In the present embodiment, the time difference cnt_diff at which the current value iα and the induced voltage Eα ′ change from a positive value to a negative value is determined. For example, the time difference of the timing when the current value iα and the induced voltage Eα ′ change from a negative value to a positive value, the time difference of the maximum timing, or the time difference of the minimum timing is determined. It may be configured to do so.

位相差決定器514によって決定された時間差cnt_diffは位相補正器520に出力される。また、位相補正器520には誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´及びEβ´が入力される。   The time difference cnt_diff determined by the phase difference determiner 514 is output to the phase corrector 520. In addition, the induced voltages Eα ′ and Eβ ′ output from the induced voltage calculator 512 are input to the phase corrector 520.

位相補正器520は、時間差cnt_diffに基づいて誘起電圧Eα´及びEβ´の位相を補正する。即ち、位相補正器520は、時間差cnt_diffを用いて、ローパスフィルタ518によって生じた位相の遅れを補正し、位相が補正された誘起電圧Eα及びEβを位置推定器513に出力する。位置推定器513は、式(9)を用いて回転位置θを推定する。なお、本実施形態においては、時間差cnt_diffを用いて誘起電圧Eα´及びEβ´の位相を補正したがこれに限定されるものではない。即ち、時間差cnt_diffを用いて、誘起電圧を演算する際に用いられる駆動電圧Vα´及びVβ´、駆動電流iα´及びiβ´の位相を補正し、位相が補正された駆動電圧及び駆動電流を用いて誘起電圧を演算する。その後、演算された誘起電圧を用いて回転位置θを推定する構成であっても良い。   The phase corrector 520 corrects the phases of the induced voltages Eα ′ and Eβ ′ based on the time difference cnt_diff. That is, the phase corrector 520 corrects the phase delay generated by the low-pass filter 518 using the time difference cnt_diff, and outputs the induced voltages Eα and Eβ whose phases are corrected to the position estimator 513. The position estimator 513 estimates the rotational position θ using Expression (9). In the present embodiment, the phase of the induced voltages Eα ′ and Eβ ′ is corrected using the time difference cnt_diff, but the present invention is not limited to this. That is, using the time difference cnt_diff, the phases of the drive voltages Vα ′ and Vβ ′ and the drive currents iα ′ and iβ ′ used when calculating the induced voltage are corrected, and the drive voltage and drive current whose phases are corrected are used. To calculate the induced voltage. Thereafter, the rotational position θ may be estimated using the calculated induced voltage.

その後は、第1実施形態で説明した方法で、モータ制御装置158はモータ509の駆動を制御する。即ち、モータ制御装置158は、ベクトル制御を用いてモータの駆動制御を行う。ベクトル制御を用いてモータの駆動を制御することによって、モータが脱調状態となることや、余剰トルクに起因してモータ音が増大すること及び消費電力が増大することを抑制することができる。   Thereafter, the motor control device 158 controls the driving of the motor 509 by the method described in the first embodiment. In other words, the motor control device 158 performs drive control of the motor using vector control. By controlling the driving of the motor using the vector control, it is possible to suppress the motor from going out of step, an increase in motor noise due to excess torque, and an increase in power consumption.

以上のように、本実施形態におけるモータ制御装置158は、ローパスフィルタが適用されたことによって生じた位相の遅れを決定し、決定結果に基づいて誘起電圧の位相の補正を行い、位相が補正された誘起電圧を用いて回転子の位置を推定する。その後、推定された位置に基づいてモータの駆動制御を行う。この結果、ローパスフィルタを用いることによって生じる、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を可能な限り低減することができる。また、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を可能な限り低減することによって、モータの駆動制御が不安定になったり、制御不能な状態となったりすることを抑制することができる。   As described above, the motor control device 158 in this embodiment determines the phase delay caused by the application of the low-pass filter, corrects the phase of the induced voltage based on the determination result, and corrects the phase. The rotor position is estimated using the induced voltage. Thereafter, drive control of the motor is performed based on the estimated position. As a result, the error between the actual rotational position and the estimated rotational position, which is caused by using the low-pass filter, can be reduced as much as possible. Further, by reducing the error between the actual rotational position and the estimated rotational position as much as possible, it is possible to suppress the drive control of the motor from becoming unstable or uncontrollable. .

図7は、本実施形態におけるモータ制御装置158を用いたモータ駆動の制御方法を示すフローチャートである。以下、図7を用いて、本実施形態におけるモータ509の駆動制御について説明する。このフローチャートの処理は、CPU151aからの指示を受けたモータ制御装置158によって実行される。   FIG. 7 is a flowchart showing a motor drive control method using the motor control device 158 in the present embodiment. Hereinafter, drive control of the motor 509 in the present embodiment will be described with reference to FIG. The processing of this flowchart is executed by the motor control device 158 that has received an instruction from the CPU 151a.

まず、CPU151aがモータ制御装置158にenable信号‘H’を出力することにより、モータ制御装置158はモータ509の駆動制御を開始する。モータ制御装置158がベクトル制御を開始すると、S1001において、誘起電圧演算器512は、ローパスフィルタ518から出力された駆動電圧Vα´及びVβ´、駆動電流iα´及びiβ´に基づいて誘起電圧Eα´及びEβ´を演算する。その後、モータ制御装置158は処理をS1002に進める。   First, when the CPU 151 a outputs an enable signal “H” to the motor control device 158, the motor control device 158 starts driving control of the motor 509. When the motor control device 158 starts vector control, in S1001, the induced voltage calculator 512 causes the induced voltage Eα ′ based on the drive voltages Vα ′ and Vβ ′ and the drive currents iα ′ and iβ ′ output from the low-pass filter 518. And Eβ ′. Thereafter, the motor control device 158 advances the process to S1002.

S1002において、位相差決定器514は、電流値iαが正の値から負の値へと変化するタイミングと誘起電圧Eα´の値が正の値から負の値へと変化するタイミングとの時間差cnt_diffを決定し、処理はS1003に進む。   In S1002, the phase difference determiner 514 determines the time difference cnt_diff between the timing at which the current value iα changes from a positive value to a negative value and the timing at which the value of the induced voltage Eα ′ changes from a positive value to a negative value. The process proceeds to S1003.

S1003において、位相補正器520は、位相差決定器514から出力された時間差cnt_diffを用いて誘起電圧演算器512から出力された誘起電圧Eα´及びEβ´の位相を補正して、補正された誘起電圧Eα及びEβを出力する。その後、S1004において、位置推定器513は、式(9)を用いて位相補正器520から出力された誘起電圧Eα及びEβに基づいて回転位置θを推定し、処理はS1005に進む。   In step S1003, the phase corrector 520 corrects the phases of the induced voltages Eα ′ and Eβ ′ output from the induced voltage calculator 512 using the time difference cnt_diff output from the phase difference determiner 514, and corrects the induced induction. The voltages Eα and Eβ are output. Thereafter, in S1004, the position estimator 513 estimates the rotational position θ based on the induced voltages Eα and Eβ output from the phase corrector 520 using Expression (9), and the process proceeds to S1005.

次に、S1005において、モータ制御装置がベクトル制御を続行する場合は、処理は再びS1001に戻る。S1005において、モータ制御装置がベクトル制御を終了する場合は、モータ制御装置158は処理を進めて、モータ制御装置はベクトル制御を終了する。   Next, in S1005, when the motor control device continues vector control, the process returns to S1001 again. In step S1005, when the motor control device ends vector control, the motor control device 158 proceeds with the process, and the motor control device ends vector control.

以上のように、本実施形態では、位置推定を行う前に、位置推定に用いられる信号(誘起電圧、駆動電流、駆動電圧等)の位相を補正し、位相が補正された信号に基づいて位置推定を行う。具体的には、ローパスフィルタが適用された駆動電圧Vα´及びVβ´、駆動電流iα´及びiβ´を用いて誘起電圧Eα´及びEβ´を演算する。また、ローパスフィルタが適用されていない電流値iαと誘起電圧演算器によって演算された誘起電圧Eα´との位相差を決定する。前記位相差に基づいて、誘起電圧Eα´及びEβ´の位相を補正し、位相が補正された誘起電圧Eα及びEβを用いて回転位置θを推定する。その後、推定された位置θに基づいてモータの駆動制御を行う。この結果、ローパスフィルタを用いることによって生じる、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を可能な限り低減することができる。また、実際の回転位置と推定された回転位置との誤差を可能な限り低減することによって、モータの駆動制御が不安定になったり、制御不能な状態となったりすることを抑制することができる。   As described above, in this embodiment, before performing position estimation, the phase of a signal (induced voltage, driving current, driving voltage, etc.) used for position estimation is corrected, and the position is determined based on the signal whose phase is corrected. Estimate. Specifically, the induced voltages Eα ′ and Eβ ′ are calculated using the drive voltages Vα ′ and Vβ ′ to which the low-pass filter is applied and the drive currents iα ′ and iβ ′. Further, the phase difference between the current value iα to which the low-pass filter is not applied and the induced voltage Eα ′ calculated by the induced voltage calculator is determined. Based on the phase difference, the phases of the induced voltages Eα ′ and Eβ ′ are corrected, and the rotational position θ is estimated using the induced voltages Eα and Eβ whose phases are corrected. Thereafter, drive control of the motor is performed based on the estimated position θ. As a result, the error between the actual rotational position and the estimated rotational position, which is caused by using the low-pass filter, can be reduced as much as possible. Further, by reducing the error between the actual rotational position and the estimated rotational position as much as possible, it is possible to suppress the drive control of the motor from becoming unstable or uncontrollable. .

なお、前述のような、位置推定に用いられる信号(誘起電圧、駆動電流、駆動電圧等)の位相を補正し、位相が補正された信号に基づいて位置推定を行う方法は、誘起電圧を用いて位置を推定する場合に限らず、他の推定方法においても適用することができる。例えば、モータの各相の巻線に供給する駆動電流に高周波成分の電流を重畳し、前記高周波成分の電流のみをバンドパスフィルタ等で抽出し、抽出された前記高周波成分の電流に基づいて位置推定を行う等の方法にも適用できる。   As described above, the method of correcting the phase of a signal used for position estimation (induced voltage, drive current, drive voltage, etc.) and performing position estimation based on the phase-corrected signal uses an induced voltage. Thus, the present invention is not limited to the case of estimating the position, and can be applied to other estimation methods. For example, a high-frequency component current is superimposed on the drive current supplied to the winding of each phase of the motor, and only the high-frequency component current is extracted by a band-pass filter or the like, and the position is determined based on the extracted high-frequency component current. The present invention can also be applied to a method such as estimation.

151a CPU
402 回転子
157 モータ制御装置
507、508 電流検出器
509 ステッピングモータ
518 ローパスフィルタ
513 位置推定器
514 位相差決定器
516 位置補正値決定器
517 位置補正器
151a CPU
402 Rotor 157 Motor controller 507, 508 Current detector 509 Stepping motor 518 Low-pass filter 513 Position estimator 514 Phase difference determiner 516 Position correction value determiner 517 Position corrector

Claims (15)

モータの駆動を制御するモータ制御装置において、
前記モータの回転子の回転位置又は回転速度のフィードバックを行い且つ前記モータの回転子の回転位置を基準とした回転座標系の電流値に基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
前記モータの各相の巻線に供給された駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値に応じた信号を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段から出力される信号から所定の周波数帯の成分を低減させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路が適用される前の信号の位相と前記フィルタ回路が適用された後の信号の位相との位相差を決定する位相差決定手段と、
前記フィルタ回路が適用された後の信号に基づいて前記モータの回転子の回転位置を推定する位置推定手段と、
前記位相差決定手段によって決定された位相差に基づいて、前記位置推定手段によって推定された回転位置を補正する位置補正値を決定する位置補正値決定手段と、
前記位置補正値決定手段によって決定された位置補正値に基づいて前記位置推定手段によって推定された回転位置を補正する位置補正手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記位置補正手段によって補正された回転位置に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device that controls the drive of the motor,
Motor control means for performing feedback of the rotational position or rotational speed of the rotor of the motor and controlling the driving of the motor based on a current value of a rotational coordinate system based on the rotational position of the rotor of the motor;
Current detection means for detecting the current value of the drive current supplied to the winding of each phase of the motor and outputting a signal corresponding to the detected current value;
A filter circuit that reduces a component of a predetermined frequency band from a signal output from the current detection unit;
Phase difference determining means for determining a phase difference between a phase of the signal before the filter circuit is applied and a phase of the signal after the filter circuit is applied;
Position estimating means for estimating the rotational position of the rotor of the motor based on the signal after the filter circuit is applied;
Position correction value determining means for determining a position correction value for correcting the rotational position estimated by the position estimating means based on the phase difference determined by the phase difference determining means;
Position correcting means for correcting the rotational position estimated by the position estimating means based on the position correction value determined by the position correction value determining means;
Have
The motor control device controls the drive of the motor based on the rotational position corrected by the position correction device.
モータの駆動を制御するモータ制御装置において、
前記モータの回転子の回転位置又は回転速度のフィードバックを行い且つ前記モータの回転子の回転位置を基準とした回転座標系の電流値に基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
前記モータの各相の巻線に供給された駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値に応じた信号を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段から出力される信号から所定の周波数帯の成分を低減させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路が適用される前の信号の位相と前記フィルタ回路が適用された後の信号の位相との位相差を決定する位相差決定手段と、
前記位相差決定手段によって決定された位相差に基づいて、前記フィルタ回路が適用された後の信号の位相を補正する位相補正手段と、
前記位相補正手段によって補正された信号に基づいて前記モータの回転子の回転位置を推定する位置推定手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記位置推定手段によって推定された回転位置に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device that controls the drive of the motor,
Motor control means for performing feedback of the rotational position or rotational speed of the rotor of the motor and controlling the driving of the motor based on a current value of a rotational coordinate system based on the rotational position of the rotor of the motor;
Current detection means for detecting the current value of the drive current supplied to the winding of each phase of the motor and outputting a signal corresponding to the detected current value;
A filter circuit that reduces a component of a predetermined frequency band from a signal output from the current detection unit;
Phase difference determining means for determining a phase difference between a phase of the signal before the filter circuit is applied and a phase of the signal after the filter circuit is applied;
Phase correction means for correcting the phase of the signal after the filter circuit is applied based on the phase difference determined by the phase difference determination means;
Position estimating means for estimating the rotational position of the rotor of the motor based on the signal corrected by the phase correcting means;
Have
The motor control device, wherein the motor control means controls driving of the motor based on the rotational position estimated by the position estimation means.
前記フィルタ回路は、前記電流検出手段から出力される信号から高周波成分のノイズを低減することを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the filter circuit reduces high-frequency component noise from a signal output from the current detection unit. 前記モータ制御装置は、
前記モータを駆動する駆動電流を前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線それぞれに供給する駆動電流を生成する電流供給手段と、
前記電流供給手段を駆動する駆動電圧を生成する電圧生成手段と、
前記電圧生成手段によって生成された駆動電圧と前記フィルタ回路が適用された後の駆動電流の電流値に応じた信号とから、前記モータの回転子の回転によって前記第1相の巻線及び第2相の巻線に発生する誘起電圧を演算する誘起電圧演算手段と、
を有し、
前記位相差決定手段は、前記フィルタ回路が適用される前の信号の位相と前記誘起電圧演算手段によって演算された誘起電圧の位相との位相差を決定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The motor control device
Current supply means for generating a drive current for supplying a drive current for driving the motor to each of the first phase winding and the second phase winding of the motor;
Voltage generating means for generating a driving voltage for driving the current supply means;
From the drive voltage generated by the voltage generation means and the signal corresponding to the current value of the drive current after the filter circuit is applied, the first-phase winding and the second are rotated by the rotation of the rotor of the motor. Induced voltage calculation means for calculating the induced voltage generated in the phase winding;
Have
4. The phase difference determining means determines a phase difference between a phase of a signal before the filter circuit is applied and a phase of an induced voltage calculated by the induced voltage calculating means. The motor control device according to any one of the above.
前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線に発生する誘起電圧の大きさ、及び、前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線それぞれに供給された駆動電流の電流値、及び、前記電圧生成手段によって生成される駆動電圧は、周期的に正弦波状に時間変化することを特徴とする請求項4に記載のモータ制御装置。   The magnitude of the induced voltage generated in the first phase winding and the second phase winding of the motor, and the drive current supplied to each of the first phase winding and the second phase winding of the motor 5. The motor control device according to claim 4, wherein the current value and the drive voltage generated by the voltage generation unit periodically change in a sinusoidal manner over time. 前記位相差決定手段は、前記誘起電圧演算手段によって演算された誘起電圧の値が正の値から負の値に変化するタイミングと前記電流検出手段から出力された信号が正の値から負の値に変化するタイミングとの時間差、又は、前記誘起電圧演算手段によって演算された誘起電圧の値が負の値から正の値に変化するタイミングと前記電流検出手段から出力された信号が負の値から正の値に変化するタイミングとの時間差、又は、前記誘起電圧演算手段によって演算された誘起電圧の値が最大となるタイミングと前記電流検出手段から出力された信号が最大となるタイミングとの時間差、又は、前記誘起電圧演算手段によって演算された誘起電圧の値が最小となるタイミングと前記電流検出手段から出力された信号が最小となるタイミングとの時間差、のいずれかを決定することを特徴とする請求項4又は5に記載のモータ制御装置。   The phase difference determining unit is configured such that the induced voltage value calculated by the induced voltage calculating unit changes from a positive value to a negative value, and the signal output from the current detecting unit changes from a positive value to a negative value. The time difference from the timing at which the induced voltage is calculated, or the timing at which the value of the induced voltage calculated by the induced voltage calculating means changes from a negative value to a positive value and the signal output from the current detecting means is from a negative value. A time difference between the timing of changing to a positive value, or the time difference between the timing at which the value of the induced voltage calculated by the induced voltage calculation means becomes maximum and the timing at which the signal output from the current detection means becomes maximum, Or the timing at which the value of the induced voltage calculated by the induced voltage calculation means becomes minimum and the timing at which the signal output from the current detection means becomes minimum The difference, the motor control device according to claim 4 or 5, characterized in that determining either. 前記モータ制御装置は、前記誘起電圧演算手段によって演算された、周期的に変化する誘起電圧の周期、又は、前記電流検出手段から出力された、周期的に変化する信号の周期、のいずれかを検出する周期検出手段を有し、
前記位置補正値決定手段は、前記位相差決定手段によって決定された時間差を前記周期検出手段によって検出された周期で除算した値に基づいて前記位置補正値を決定することを特徴とする請求項1を引用する請求項5又は6に記載のモータ制御装置。
The motor control device may calculate either the periodically changing induced voltage cycle calculated by the induced voltage calculating unit or the periodically changing signal cycle output from the current detecting unit. Having period detecting means for detecting,
2. The position correction value determining means determines the position correction value based on a value obtained by dividing a time difference determined by the phase difference determining means by a period detected by the period detecting means. The motor control device according to claim 5 or 6.
前記位置推定手段は、前記誘起電圧演算手段によって演算された前記第1相の誘起電圧の大きさと前記第2相の誘起電圧の大きさとの比から前記モータの回転子の回転位置を推定し、
前記位置補正手段は、前記位置補正値決定手段によって決定された位置補正値に基づいて前記位置推定手段によって推定された前記モータの回転子の回転位置を補正し、
前記モータ制御手段は、前記位置補正手段によって補正された回転位置に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1を引用する請求項4乃至7のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The position estimating means estimates the rotational position of the rotor of the motor from the ratio of the magnitude of the induced voltage of the first phase and the magnitude of the induced voltage of the second phase calculated by the induced voltage calculating means;
The position correction means corrects the rotational position of the rotor of the motor estimated by the position estimation means based on the position correction value determined by the position correction value determination means;
The said motor control means controls the drive of the said motor based on the rotation position correct | amended by the said position correction means, The motor according to any one of claims 4 to 7, wherein the motor is driven. Motor control device.
前記モータ制御装置は、
上位装置から出力された指令位置と前記位置補正手段によって補正された回転位置との偏差が小さくなるように前記回転座標系における駆動電流の電流値を生成して出力する位置制御手段と、
前記位置補正手段によって補正された回転位置に基づいて、前記電流検出手段によって検出された静止座標系の電流値を前記回転座標系の電流値へと座標変換する座標変換手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記位置制御手段から出力された電流値と前記座標変換手段によって座標変換された電流値との偏差が小さくなるように前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線に供給する駆動電流の電流値を制御することによって、前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項8に記載のモータ制御装置。
The motor control device
Position control means for generating and outputting the current value of the drive current in the rotating coordinate system so that the deviation between the command position output from the host device and the rotational position corrected by the position correcting means is reduced;
Coordinate conversion means for coordinate-converting the current value of the stationary coordinate system detected by the current detection means into the current value of the rotation coordinate system based on the rotational position corrected by the position correction means;
Have
The motor control means is configured to reduce the deviation between the current value output from the position control means and the current value coordinate-converted by the coordinate conversion means, so that the first-phase winding and the second-phase 9. The motor control apparatus according to claim 8, wherein driving of the motor is controlled by controlling a current value of a driving current supplied to the winding.
前記位相補正手段は、前記位相差決定手段によって決定された位相差に基づいて、前記誘起電圧演算手段によって演算された第1相及び第2相の誘起電圧の位相を補正し、
前記位置推定手段は、前記位相補正手段によって位相が補正された第1相の誘起電圧の大きさと第2相の誘起電圧の大きさとの比から前記モータの回転子の回転位置を推定し、
前記モータ制御手段は、前記位置推定手段によって推定された回転位置に基づいて前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項2を引用する請求項4乃至6のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The phase correction unit corrects the phase of the induced voltage of the first phase and the second phase calculated by the induced voltage calculation unit based on the phase difference determined by the phase difference determination unit,
The position estimating means estimates the rotational position of the rotor of the motor from the ratio of the magnitude of the induced voltage of the first phase and the magnitude of the induced voltage of the second phase whose phase is corrected by the phase correcting means;
The said motor control means controls the drive of the said motor based on the rotational position estimated by the said position estimation means, The motor according to any one of claims 4 to 6 which quotes claim 2 characterized by the above-mentioned. Motor control device.
前記モータ制御装置は、
上位装置から出力された指令位置と前記位置推定手段によって推定された回転位置との偏差が小さくなるように前記回転座標系における駆動電流の電流値を生成して出力する位置制御手段と、
前記位置推定手段によって推定された回転位置に基づいて、前記電流検出手段によって検出された静止座標系の電流値を前記回転座標系の電流値へと座標変換する座標変換手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記位置制御手段から出力された電流値と前記座標変換手段によって座標変換された電流値との偏差が小さくなるように前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線に供給する駆動電流の電流値を制御することによって、前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項10に記載のモータ制御装置。
The motor control device
Position control means for generating and outputting the current value of the drive current in the rotating coordinate system so that the deviation between the command position output from the host device and the rotational position estimated by the position estimating means is reduced;
Coordinate conversion means for coordinate-converting the current value of the stationary coordinate system detected by the current detection means into the current value of the rotation coordinate system based on the rotational position estimated by the position estimation means;
Have
The motor control means is configured to reduce the deviation between the current value output from the position control means and the current value coordinate-converted by the coordinate conversion means, so that the first-phase winding and the second-phase The motor control device according to claim 10, wherein driving of the motor is controlled by controlling a current value of a driving current supplied to the winding.
前記駆動電流は、前記回転座標系において、前記モータの回転子にトルクを発生させる第1の電流成分と、前記モータの回転子の磁束強度に影響する第2の電流成分とを用いて表され、
前記モータ制御手段は、前記第2の電流成分の値を0になるように制御し、前記第1の電流成分の値を制御することによって、前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The drive current is represented in the rotating coordinate system using a first current component that generates torque in the rotor of the motor and a second current component that affects the magnetic flux intensity of the rotor of the motor. ,
The motor control means controls the driving of the motor by controlling the value of the second current component to be 0 and controlling the value of the first current component. Item 12. The motor control device according to any one of Items 1 to 11.
モータの駆動を制御するモータ制御装置において
前記モータを駆動する駆動電流を前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線それぞれに供給する駆動電流を生成する電流供給手段と、
前記電流供給手段を駆動する駆動電圧を生成する電圧生成手段と、
前記電流供給手段によって前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線それぞれに供給された駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値に応じた信号を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段から出力される信号から高周波成分のノイズを低減するフィルタ回路と、
前記電圧生成手段によって生成された駆動電圧と前記フィルタ回路が適用された後の駆動電流の電流値に応じた信号とから、前記モータの回転子の回転によって前記第1相の巻線及び第2相の巻線に発生する誘起電圧を演算する誘起電圧演算手段と、
前記誘起電圧演算手段によって演算された前記第1相の誘起電圧の大きさと前記第2相の誘起電圧の大きさとの比から前記モータの回転子の回転位置を推定する位置推定手段と、
前記誘起電圧演算手段によって演算された前記第1相の巻線の誘起電圧の値が正の値から負の値に変化するタイミングと前記電流検出手段から出力された信号が正の値から負の値に変化するタイミングとの時間差を決定する位相差決定手段と、
前記誘起電圧演算手段によって演算された、周期的に正弦波状に時間変化する前記第1相の巻線の誘起電圧の周期を検出する周期検出手段と、
前記位相差決定手段によって決定された時間差を前記周期検出手段によって検出された周期で除算した値に基づいて前記位置推定手段によって推定された回転位置を補正する位置補正値を決定する位置補正値決定手段と、
前記位置補正値決定手段によって決定された位置補正値に基づいて前記位置推定手段によって推定された前記モータの回転子の回転位置を補正する位置補正手段と、
上位装置から出力された指令位置と前記位置補正手段によって補正された回転位置との偏差が小さくなるように前記回転座標系における駆動電流の電流値を生成して出力する位置制御手段と、
前記位置補正手段によって補正された回転位置に基づいて、前記電流検出手段によって検出された静止座標系の電流値を前記回転座標系の電流値へと座標変換する座標変換手段と、
前記位置制御手段から出力された電流値と前記座標変換手段によって座標変換された電流値との偏差が小さくなるように前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線に供給する駆動電流の電流値を制御することによって、前記モータの駆動を制御することを特徴とするモータ制御装置。
A current supply means for generating a drive current for supplying a drive current for driving the motor to each of a first phase winding and a second phase winding of the motor in a motor control device for controlling the drive of the motor;
Voltage generating means for generating a driving voltage for driving the current supply means;
Current detection means for detecting the current value of the drive current supplied to each of the first phase winding and the second phase winding of the motor by the current supply means and outputting a signal corresponding to the detected current value; ,
A filter circuit for reducing high-frequency component noise from the signal output from the current detection means;
From the drive voltage generated by the voltage generation means and the signal corresponding to the current value of the drive current after the filter circuit is applied, the first-phase winding and the second are rotated by the rotation of the rotor of the motor. Induced voltage calculation means for calculating the induced voltage generated in the phase winding;
Position estimating means for estimating the rotational position of the rotor of the motor from the ratio between the magnitude of the induced voltage of the first phase calculated by the induced voltage calculating means and the magnitude of the induced voltage of the second phase;
The timing at which the value of the induced voltage of the first phase winding calculated by the induced voltage calculating means changes from a positive value to a negative value and the signal output from the current detecting means changes from a positive value to a negative value. Phase difference determining means for determining a time difference from the timing of changing to a value;
A period detecting means for detecting a period of the induced voltage of the winding of the first phase which is calculated by the induced voltage calculating means and periodically changes in time in a sine wave;
Position correction value determination for determining a position correction value for correcting the rotational position estimated by the position estimation means based on a value obtained by dividing the time difference determined by the phase difference determination means by the period detected by the period detection means. Means,
Position correcting means for correcting the rotational position of the rotor of the motor estimated by the position estimating means based on the position correction value determined by the position correction value determining means;
Position control means for generating and outputting the current value of the drive current in the rotating coordinate system so that the deviation between the command position output from the host device and the rotational position corrected by the position correcting means is reduced;
Coordinate conversion means for coordinate-converting the current value of the stationary coordinate system detected by the current detection means into the current value of the rotation coordinate system based on the rotational position corrected by the position correction means;
Driving to be supplied to the first phase winding and the second phase winding of the motor so that the deviation between the current value output from the position control means and the current value coordinate-converted by the coordinate conversion means is small. A motor control device that controls driving of the motor by controlling a current value of a current.
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
負荷を駆動するモータと、
請求項1乃至13のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
を有し、
前記モータ制御装置は、前記負荷を駆動するモータの駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus for forming an image on a recording medium,
A motor driving the load;
The motor control device according to any one of claims 1 to 13,
Have
The image forming apparatus, wherein the motor control device controls driving of a motor that drives the load.
前記負荷は、前記記録媒体を搬送する搬送ローラであることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 14, wherein the load is a conveyance roller that conveys the recording medium.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021010256A (en) * 2019-07-02 2021-01-28 株式会社日立ハイテク Stepping motor control device, stepping motor control method
CN114744936A (en) * 2022-04-29 2022-07-12 广东威灵电机制造有限公司 Motor, control method and device thereof, storage medium and clothes treatment device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021010256A (en) * 2019-07-02 2021-01-28 株式会社日立ハイテク Stepping motor control device, stepping motor control method
JP7294917B2 (en) 2019-07-02 2023-06-20 株式会社日立ハイテク Stepping motor control device, stepping motor control method
CN114744936A (en) * 2022-04-29 2022-07-12 广东威灵电机制造有限公司 Motor, control method and device thereof, storage medium and clothes treatment device
CN114744936B (en) * 2022-04-29 2025-09-09 广东威灵电机制造有限公司 Motor, control method and device thereof, storage medium and clothes treatment device

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