[go: up one dir, main page]

JP2018182942A - Motor control device, sheet conveying device, and image forming apparatus - Google Patents

Motor control device, sheet conveying device, and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2018182942A
JP2018182942A JP2017081523A JP2017081523A JP2018182942A JP 2018182942 A JP2018182942 A JP 2018182942A JP 2017081523 A JP2017081523 A JP 2017081523A JP 2017081523 A JP2017081523 A JP 2017081523A JP 2018182942 A JP2018182942 A JP 2018182942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
current
motor
correction
current value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017081523A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
弘基 佐藤
Hiromoto Sato
弘基 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2017081523A priority Critical patent/JP2018182942A/en
Publication of JP2018182942A publication Critical patent/JP2018182942A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control apparatus that suppresses deterioration in current detection accuracy caused by reducing a step generated in a detected current waveform.SOLUTION: A current value generator 530a includes a detection control unit 901, a detection value generation unit 902, a correction value storage unit 904, and a correction control unit 903. The detection control unit outputs a control command to the detection value generation unit by a drive voltage Vα, and the detection value generation unit generates a current value Isns from a detection voltage value Vsns proportional to a motor current on the basis of the control command and carrier wave information. The correction control unit corrects the current value by adding a correction value read from a correction storage unit to the current value and outputs the corrected value as the corrected current value iα.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、モータを制御するモータ制御装置、シート搬送装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a motor control device that controls a motor, a sheet conveying device, and an image forming apparatus.

従来、モータの駆動制御において、モータの巻線に流れる駆動電流の電流値を検出し、検出された電流値に基づいて、巻線に供給する駆動電流を制御する制御方法が知られている。   Conventionally, in drive control of a motor, there is known a control method of detecting a current value of a drive current flowing through a winding of the motor and controlling a drive current supplied to the winding based on the detected current value.

図14は、モータを駆動するモータ駆動回路50の構成の例を示す図である。図14に示すように、モータ駆動回路50は、スイッチング素子としてのFET Q1〜Q4及びモータの巻線L1等を有する。具体的には、FET Q1〜Q4はHブリッジ回路を構成し、巻線L1は、FET Q1とQ3との接続点とFET Q2とQ4との接続点とを繋ぐように接続されている。また、FET Q1及びQ2のドレイン端子は24Vの電源端子に接続され、FET Q3及びQ4のソース端子は、抵抗器200の一端に接続される。更に、抵抗器200の他端はグラウンド(GND)に接続される。即ち、抵抗器は接地されている。なお、モータは第1相の巻線と第2相の巻線とを有し、モータ駆動回路はモータの第1相及び第2相それぞれに対応して設けられている。更に、モータ駆動回路の駆動は相毎に独立に行われているものとする。モータの制御は、第1相において検出された電流値と第2相において検出された電流値とに基づいて行われる。   FIG. 14 is a diagram showing an example of the configuration of a motor drive circuit 50 for driving a motor. As shown in FIG. 14, the motor drive circuit 50 has FETs Q1 to Q4 as switching elements, a winding L1 of the motor, and the like. Specifically, the FETs Q1 to Q4 form an H bridge circuit, and the winding L1 is connected to connect the connection point of the FETs Q1 and Q3 and the connection point of the FETs Q2 and Q4. Also, the drain terminals of the FETs Q1 and Q2 are connected to the 24V power supply terminal, and the source terminals of the FETs Q3 and Q4 are connected to one end of the resistor 200. Furthermore, the other end of the resistor 200 is connected to ground (GND). That is, the resistor is grounded. The motor has a winding of the first phase and a winding of the second phase, and a motor drive circuit is provided corresponding to each of the first phase and the second phase of the motor. Furthermore, it is assumed that the drive of the motor drive circuit is performed independently for each phase. The control of the motor is performed based on the current value detected in the first phase and the current value detected in the second phase.

FET Q1及びQ4はPWM信号であるPWM+によって駆動され、FET Q2及びQ3はPWM信号であるPWM−によって駆動される。なお、PWM+とPWM−は互いに逆位相の関係にある。即ち、PWM+が‘H(ハイレベル)’である場合は、PWM−は‘L(ローレベル)’である。また、PWM−が‘H’である場合は、PWM+は‘L’である。なお、PWM信号が‘H’である場合はFETの動作はオン状態となり、PWM信号が‘L’である場合はFETの動作はオフ状態となる。   The FETs Q1 and Q4 are driven by the PWM signal PWM +, and the FETs Q2 and Q3 are driven by the PWM signal PWM-. Note that PWM + and PWM− are in opposite phase to each other. That is, when PWM + is 'H (high level)', PWM- is 'L (low level)'. When PWM- is 'H', PWM + is 'L'. When the PWM signal is 'H', the operation of the FET is on, and when the PWM signal is 'L', the operation of the FET is off.

図15は、PWM+、PWM−及び巻線L1に流れる駆動電流の電流値Iの関係を示すタイムチャートである。   FIG. 15 is a time chart showing the relationship between the current value I of the drive current flowing through the PWM +, the PWM- and the winding L1.

図15において、期間T1は、巻線L1に流れる駆動電流Iが正、即ち、図14に示す矢印の方向に駆動電流Iが流れる期間である。また、期間T2は、巻線L1に流れる駆動電流Iが負、即ち、図15に示す矢印と逆方向に駆動電流Iが流れる期間である。   In FIG. 15, a period T1 is a period in which the drive current I flowing in the winding L1 is positive, that is, the drive current I flows in the direction of the arrow shown in FIG. Further, a period T2 is a period in which the drive current I flowing through the winding L1 is negative, that is, the drive current I flows in the reverse direction to the arrow shown in FIG.

期間T1において、PWM+が‘H(ハイレベル)’である場合は、電源、FET Q1、巻線L1、FET Q4、GNDの順に駆動電流が流れる。その後、PWM+が‘L(ローレベル)’になると、巻線L1には、電流の変化を阻止する方向に誘導起電力が生じる。この結果、GND、FET Q3、巻線L1、FET Q2、電源の順に駆動電流が流れる。また、期間T2において、PWM+が‘L’である場合は、電源、FET Q2、巻線L1、FET Q3、GNDの順に駆動電流が流れる。その後、PWM+が‘H’になると、巻線L1には、電流の変化を阻止する方向に誘導起電力が生じる。この結果、GND、FET Q4、巻線L1、FET Q1、電源の順に駆動電流が流れる。   In the period T1, when the PWM + is 'H (high level)', the drive current flows in the order of the power supply, the FET Q1, the winding L1, the FET Q4, and the GND. Thereafter, when the PWM + becomes 'L (low level)', an induced electromotive force is generated in the winding L1 in the direction of blocking the change of the current. As a result, drive current flows in the order of GND, FET Q3, winding L1, FET Q2 and power supply. In addition, in the period T2, when PWM + is “L”, the drive current flows in the order of the power supply, the FET Q2, the winding L1, the FET Q3, and the GND. Thereafter, when PWM + becomes 'H', induced electromotive force is generated in the winding L1 in the direction of blocking the change of the current. As a result, drive current flows in the order of GND, FET Q4, winding L1, FET Q1 and power supply.

電流値Iは、抵抗器200にかかる電圧Vsnsに基づいて検出される。しかしながら、前述したように、期間T1において、PWM+が‘H’である場合は、電源1、FET Q1、巻線L1、FET Q4、GNDの順に駆動電流が流れる。また、期間T1において、PWM+が‘L’である場合は、GND、FET Q3、巻線L1、FET Q2、電源1の順に駆動電流が流れる。即ち、期間T1において、駆動電流が電源側からGNDへ向かう方向に流れる場合と、駆動電流がGNDから電源側へ向かう方向に流れる場合とがある。なお、期間T2についても同様である。したがって、図14に示す位置に抵抗器を設け、該抵抗器の両端の電圧Vsnsに基づいて駆動電流Iを検出すると、抵抗器に流れる実際の電流の向きと検出された駆動電流の向きとが一致しない。   The current value I is detected based on the voltage Vsns applied to the resistor 200. However, as described above, in the period T1, when PWM + is 'H', the drive current flows in the order of the power supply 1, the FET Q1, the winding L1, the FET Q4, and the GND. In addition, in the period T1, when PWM + is “L”, the drive current flows in the order of GND, the FET Q3, the winding L1, the FET Q2, and the power supply 1. That is, in the period T1, there are a case where the drive current flows in a direction from the power supply side to GND, and a case where the drive current flows in the direction from GND to the power supply side. The same applies to the period T2. Therefore, when a resistor is provided at the position shown in FIG. 14 and the drive current I is detected based on the voltage Vsns across the resistor, the direction of the actual current flowing through the resistor and the direction of the detected drive current are It does not match.

特許文献1においては、抵抗器がモータ駆動回路とグラウンドとの間に設けられている。また、抵抗器の両端電圧Vsnsの極性を切り替える切替手段が設けられ、前記切替手段は、PWM信号に応じてVsnsの極性の切り替えを行う、という構成が述べられている。   In Patent Document 1, a resistor is provided between the motor drive circuit and the ground. Further, a switching means is provided for switching the polarity of the voltage Vsns across the resistor, and the switching means performs switching of the polarity of Vsns according to the PWM signal.

前記特許文献1において述べられている構成においては、PWM+の‘H’と‘L’とを切り替える時間間隔が短いことによって、スイッチング素子がPWM+の‘H’と‘L’との切り替えに応答出来ない場合が考えられる。この場合、Vsnsの極性を切り替える必要が無いにもかかわらずVsnsの極性を切り替えてしまい、抵抗器に流れる実際の電流の向きと検出された駆動電流の向きとが一致しない可能性がある。   In the configuration described in Patent Document 1, the switching element can respond to the switching between 'H' and 'L' of PWM + due to the short time interval for switching 'H' and 'L' of PWM +. It is conceivable that there is no case. In this case, although it is not necessary to switch the polarity of Vsns, the polarity of Vsns is switched, and the direction of the actual current flowing through the resistor may not match the direction of the detected drive current.

そこで、本出願人は、PWM+が‘H’である期間(ハイ期間)と‘L’である期間(ロー期間)のうち、期間が長い方における電流値を検出する構成を提案している。具体的には、本出願人は、図16に示すように、DUTY比(PWM+の1周期に対するハイ期間の割合)が50%以上の場合はハイ期間の電流値を検出し、DUTY比が50%未満の場合はロー期間の電流値を検出する構成を提案している。このような構成を用いることによって、抵抗器に流れる実際の電流の向きと検出された駆動電流の向きとが一致しなくなることを抑制することができる。   Therefore, the applicant has proposed a configuration for detecting the current value in the longer one of the period (high period) in which PWM + is 'H' and the period (low period) in which 'L'. Specifically, as shown in FIG. 16, the applicant detects the current value during the high period when the duty ratio (the ratio of the high period to one cycle of PWM +) is 50% or more, and the duty ratio is 50 In the case of less than%, a configuration is proposed to detect the current value during the low period. By using such a configuration, it can be suppressed that the direction of the actual current flowing through the resistor and the direction of the detected drive current do not match.

更に、本出願人は、前述した方法で電流値を検出する場合に、DUTY比が50%未満の値から50%以上の値に変化する際、又は、DUTY比が50%以上の値から50%未満の値に変化する際に生じる電流波形の歪みを低減する構成を提案している。具体的には、本出願人は、ハイ期間に検出された電流値を予め決定された補正値C1により補正し、ロー期間に検出された電流値を予め決定された補正値C2により補正することによって、図17に示す電流波形の歪みを低減する構成を提案している。なお、補正値C1は検出された電流値を減少させる値であって、補正値C2は検出された電流値を増大させる値である。   Furthermore, when detecting the current value by the above-described method, the applicant changes when the duty ratio changes from less than 50% to 50% or more, or when the DUTY ratio changes from 50% or more. A configuration is proposed to reduce the distortion of the current waveform that occurs when changing to a value less than%. Specifically, the applicant corrects the current value detected in the high period with the predetermined correction value C1, and corrects the current value detected in the low period with the predetermined correction value C2. Proposes a configuration for reducing distortion of the current waveform shown in FIG. The correction value C1 is a value for decreasing the detected current value, and the correction value C2 is a value for increasing the detected current value.

図18は、補正値C1及びC2を決定する方法を説明する図である。なお、図18には、デューティ比が50%であるPWM信号の1周期における電流波形が示されている。前述した補正値C1は、検出された電流値を、図18に示されている差分値Δi1減少させる値であって、前述した補正値C2は、検出された電流値を、図18に示されている差分値Δi2増大させる値である。   FIG. 18 is a diagram for explaining a method of determining the correction values C1 and C2. FIG. 18 shows a current waveform in one cycle of the PWM signal having a duty ratio of 50%. The correction value C1 mentioned above is a value for reducing the detected current value by the difference value Δi1 shown in FIG. 18, and the correction value C2 mentioned above is shown in FIG. 18 for the detected current value. Is a value to be increased.

特開平8−99645号公報JP-A-8-99645

前述した方法で電流値が補正される場合、例えば、デューティ比が70%である状態において検出された電流値が、デューティ比が50%である状態において検出された電流値に基づいて決定された補正値C1及びC2によって補正される。   When the current value is corrected by the method described above, for example, the current value detected when the duty ratio is 70% is determined based on the current value detected when the duty ratio is 50%. It is corrected by the correction values C1 and C2.

しかしながら、差分値Δi1及びΔi2は、デューティ比によって異なる値となる。具体的には、デューティ比が大きいほど、差分値Δi1は小さくなり差分値Δi2は大きくなる。   However, the difference values Δi1 and Δi2 have different values depending on the duty ratio. Specifically, as the duty ratio increases, the difference value Δi1 decreases and the difference value Δi2 increases.

したがって、デューティ比が70%の状態でハイ期間に検出された電流値が、差分値Δi1減少させる補正値C1によって補正されると、補正後の値が実際に流れる電流の値よりも小さくなってしまう可能性がある。また、デューティ比が30%の状態でロー期間に検出された電流値が、差分値Δi2増大させる補正値C2によって補正されると、補正後の値が実際に流れる電流の値よりも大きくなってしまう可能性がある。この結果、図19に示すように、検出された電流波形の振幅が、実際にモータの巻線に流れる電流の振幅よりも小さくなってしまう可能性がある。   Therefore, when the current value detected in the high period with the duty ratio of 70% is corrected by the correction value C1 that decreases the difference value Δi1, the value after correction becomes smaller than the value of the current that actually flows There is a possibility of In addition, when the current value detected in the low period with the duty ratio of 30% is corrected by the correction value C2 that increases the difference value Δi2, the value after correction becomes larger than the value of the current that actually flows There is a possibility of As a result, as shown in FIG. 19, the amplitude of the detected current waveform may be smaller than the amplitude of the current actually flowing through the motor winding.

実際にモータの巻線に流れる電流の振幅よりも振幅が小さい電流波形に基づいて巻線に流れる駆動電流の制御が行われると、巻線に流れる駆動電流を高精度に制御できなくなってしまう可能性がある。この結果、モータの制御を高精度に行うことができなくなってしまう可能性がある。   If control of the drive current flowing through the winding is performed based on a current waveform whose amplitude is smaller than the amplitude of the current actually flowing through the motor winding, the drive current flowing through the winding can not be accurately controlled. There is sex. As a result, there is a possibility that the control of the motor can not be performed with high accuracy.

上記課題に鑑み、本発明は、検出された駆動電流の波形に生じる段差を低減することに起因して当該波形の振幅が小さくなってしまうことを抑制することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention has an object to suppress the reduction in the amplitude of the waveform due to the reduction in the level difference generated in the waveform of the detected drive current.

上記課題を解決するために、本発明にかかるモータ制御装置は、
Hブリッジ回路を構成する複数のスイッチング素子を備え、モータの巻線が接続される駆動回路と、
前記複数のスイッチング素子のオン動作、オフ動作を制御するPWM信号であって、ハイレベルとローレベルの一方である第1レベルの信号とハイレベルとローレベルの他方である第2レベルの信号とで構成されるPWM信号を生成するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段によって生成されたPWM信号のデューティ比によって決まるタイミングにおいて、前記巻線に流れる駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記デューティ比が所定値より大きい場合は、前記PWM信号が前記第1レベルである第1期間に前記駆動電流の電流値を検出し、前記デューティ比が前記所定値より小さい場合は、前記PWM信号が前記第2レベルである第2期間に前記駆動電流の電流値を検出し、
更に、前記補正手段は、前記PWM信号が前記ハイレベルであるハイ期間に検出された電流値を、当該電流値を減少させる第1補正値に基づいて補正し、前記PWM信号が前記ローレベルであるロー期間に検出された電流値を、当該電流値を増加させる第2補正値に基づいて補正し、
更に、前記補正手段は、前記第1補正値又は前記第2補正値に基づいて補正された電流値を、当該電流値の絶対値を増大させる第3補正値に基づいて更に補正し、
前記パルス生成手段は、前記補正手段が前記第3補正値に基づいて補正した電流値に基づいて、前記PWM信号を生成することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned subject, the motor control device concerning the present invention is:
A drive circuit including a plurality of switching elements forming an H-bridge circuit and to which a winding of a motor is connected;
A PWM signal that controls the on operation and the off operation of the plurality of switching elements, the first level signal being one of high level and low level, and the second level signal being the other of high level and low level Pulse generation means for generating a PWM signal composed of
Correction means for detecting the current value of the drive current flowing through the winding at a timing determined by the duty ratio of the PWM signal generated by the pulse generation means, and correcting the detected current value;
Have
The correction means detects the current value of the drive current during the first period in which the PWM signal is at the first level when the duty ratio is larger than a predetermined value, and the duty ratio is smaller than the predetermined value. Detects the current value of the drive current during a second period in which the PWM signal is at the second level,
Furthermore, the correction means corrects the current value detected in the high period in which the PWM signal is the high level based on a first correction value for decreasing the current value, and the PWM signal is at the low level. Correcting a current value detected in a low period based on a second correction value that increases the current value,
Furthermore, the correction means further corrects the current value corrected based on the first correction value or the second correction value, based on a third correction value that increases the absolute value of the current value.
The pulse generation means generates the PWM signal based on the current value corrected by the correction means based on the third correction value.

本発明によれば、第1補正値又は第2補正値に基づいて補正された電流値を、当該電流値の絶対値を増大させる第3補正値に基づいて更に補正する。この結果、検出された駆動電流の波形に生じる段差を低減することに起因して当該波形の振幅が小さくなってしまうことを抑制することができる。   According to the present invention, the current value corrected based on the first correction value or the second correction value is further corrected based on the third correction value that increases the absolute value of the current value. As a result, it is possible to suppress the reduction of the amplitude of the waveform due to the reduction of the step generated in the waveform of the detected drive current.

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。FIG. 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。FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of the image forming apparatus. A相及びB相から成る2相のモータと、d軸及びq軸によって表される回転座標系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 the rotating coordinate system represented by d axis | shaft and q axis | shaft. 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 showing composition of a motor control device concerning a 1st embodiment. モータ駆動部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a motor drive part. PWM信号が生成される構成を説明する図である。It is a figure explaining the composition where a PWM signal is generated. PWM信号が生成される方法を説明する図である。It is a figure explaining the method by which a PWM signal is generated. 電流値生成器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a current value generator. 補正値を決定する方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the method to determine a correction value. 各デューティ比における駆動電流の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the drive current in each duty ratio. 補正後の電流波形の振幅を補正する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to correct | amend the amplitude of the current waveform after correction | amendment. 第1実施形態に係るモータ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 which concerns on 1st Embodiment. 速度フィードバック制御を行う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 showing composition of a motor control device which performs speed feedback control. モータ駆動回路50の構成の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a configuration of a motor drive circuit 50. PWM+、PWM−及び巻線L1に流れる駆動電流の電流値Iの関係を示すタイムチャートである。5 is a time chart showing the relationship between current value I of drive current flowing through PWM +, PWM− and winding L1. デューティ比と検出される電流値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a duty ratio and the electric current value detected. 検出された電流の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the detected electric current. 補正値を決定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to determine a correction value. 電流波形の振幅を示す図である。It is a figure which shows the amplitude of a current waveform.

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、この発明の範囲が以下の実施の形態に限定される趣旨のものではない。なお、以下の説明においては、モータ制御装置が画像形成装置に設けられる場合について説明するが、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。例えば、記録媒体や原稿等のシートを搬送するシート搬送装置等にも用いられる。   The preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the shapes of the component parts described in this embodiment and their relative positions and the like 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 It is not a thing of the meaning limited to the following embodiment. In the following description, although the case where the motor control device is provided in the image forming apparatus will be described, the provision of the motor control device is not limited to the image forming apparatus. For example, it is also used in a sheet conveying apparatus for conveying a sheet such as a recording medium or an original.

〔第1実施形態〕
[画像形成装置]
図1は、本実施形態で用いられるシート搬送装置を有す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、画像形成装置は複写機に限定されず、例えば、ファクシミリ装置、印刷機、プリンタ等であっても良い。また、記録方式は、電子写真方式に限らず、例えば、インクジェット等であっても良い。更に、画像形成装置の形式はモノクロ及びカラーのいずれの形式であっても良い。
First Embodiment
[Image forming apparatus]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a monochrome electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as an image forming apparatus) 100 having a sheet conveying apparatus used in the present embodiment. The image forming apparatus is not limited to a copying machine, and may be, for example, a facsimile machine, a printing machine, or a printer. Further, the recording method is not limited to the electrophotographic method, and may be, for example, an inkjet or the like. Furthermore, the format of the image forming apparatus may be either monochrome or color.

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。図1に示すように、画像形成装置100は、原稿給送装置201、読取装置202及び画像印刷装置301を有する。   The configuration and functions of the image forming apparatus 100 will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 includes a document feeding device 201, a reading device 202, and an image printing device 301.

原稿給送装置201の原稿積載部203に積載された原稿は、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によって不図示の排紙トレイへ排紙される。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111に導かれ、画像読取部111によって画像信号に変換される。画像読取部111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111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、画像印刷装置301へ出力される。前述の如くして、原稿の読取が行われる。即ち、原稿給送装置201及び読取装置202は、原稿読取装置として機能する。   The originals stacked on the original stacking unit 203 of the original feeding device 201 are fed one by one by the paper feed roller 204 and conveyed along the conveyance guide 206 onto the original glass table 214 of the reading device 202. Further, the document is conveyed by a conveying belt 208 at a constant speed, and is discharged by a discharge roller 205 to a discharge tray (not shown). Reflected light from the original image illuminated by the illumination 209 at the reading position of the reading device 202 is guided to the image reading unit 111 by the optical system including the reflecting mirrors 210, 211 and 212, and converted into an image signal by the image reading unit 111. Be done. The image reading unit 111 includes a lens, a CCD as a photoelectric conversion element, a drive circuit of the CCD, and the like. The image signal output from the image reading unit 111 is output to the image printing apparatus 301 after various correction processes are performed by the image processing unit 112 configured by a hardware device such as an ASIC. As described above, the document is read. That is, the document feeding device 201 and the reading device 202 function as a document reading device.

また、原稿の読取モードとして、第1読取モードと第2読取モードがある。第1読取モードは、一定速度で搬送される原稿の画像を、所定の位置に固定された照明系209及び光学系によって読み取るモードである。第2読取モードは、読取装置202の原稿ガラス214上に載置された原稿の画像を、一定速度で移動する照明系209及び光学系によって読み取るモードである。通常、シート状の原稿の画像は第1読取モードで読み取られ、本や冊子等の綴じられた原稿の画像は第2読取モードで読み取られる。   Further, as a document reading mode, there are a first reading mode and a second reading mode. The first reading mode is a mode in which an image of a document conveyed at a constant speed is read by an illumination system 209 and an optical system fixed at a predetermined position. The second reading mode is a mode in which an image of a document placed on a document glass 214 of the reading device 202 is read by an illumination system 209 moving at a constant speed and an optical system. Usually, an image of a sheet-like document is read in a first reading mode, and an image of a bound document such as a book or a booklet is read in a second reading mode.

画像印刷装置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サイズの普通紙が収納され、シート収納トレイ304にはA4サイズ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、ラベル等は記録媒体に含まれる。   Sheet storage trays 302 and 304 are provided inside the image printing apparatus 301. The sheet storage trays 302 and 304 can store different types of recording media. For example, A4 size plain paper is stored in the sheet storage tray 302, and thick sheet of A4 size is stored in the sheet storage tray 304. The recording medium is a medium on which an image is formed by the image forming apparatus. For example, a sheet, a resin sheet, a cloth, an OHP sheet, a label, and the like are included in the recording medium.

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 is delivered to the registration roller 308 by the transport roller 306. Further, the recording medium stored in the sheet storage tray 304 is fed by the paper feed roller 305, and is fed to the registration roller 308 by the conveyance 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む光走査装置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、感光ドラムの帯電には、例えば、コロナ帯電器や帯電ローラを用いた帯電方法が用いられる。   The image signal output from the reader 202 is input to an optical scanning device 311 including a semiconductor laser and a polygon mirror. In addition, 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 light scanning device 311 is photosensitive from the light scanning device 311 via the polygon mirror and mirrors 312 and 313. The outer peripheral surface of the drum 309 is irradiated. As a result, an electrostatic latent image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309. For charging the photosensitive drum, for example, a charging method using a corona charger or a charging roller is used.

続いて、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)に設けられた転写帯電器315によって記録媒体に転写される。この転写タイミングに合わせて、レジストレーションローラ308は記録媒体を転写位置へ送り込む。   Subsequently, the electrostatic latent image is developed by the 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 onto the recording medium by a transfer charger 315 provided at a position (transfer position) facing the photosensitive drum 309. At the same time as the transfer timing, the registration roller 308 feeds the recording medium to the transfer position.

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 fed into the fixing device 318 by the conveyance belt 317, and is heated and pressurized by the fixing device 318 to fix the toner image on 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 the image formation is performed in the single-sided printing mode, the recording medium having passed through the fixing unit 318 is discharged by the paper discharge rollers 319 and 324 to a paper discharge tray (not shown). When image formation is performed in the double-sided printing mode, the recording medium is subjected to the fixing process on the first surface of the recording medium by the fixing device 318, and then the recording medium is discharged from the discharge roller 319, the conveyance roller 320, and the reverse roller 321. Are transported to the reverse path 325. Thereafter, the recording medium is conveyed again by the conveyance rollers 322 and 323 to the registration roller 308, 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がフェースダウンで画像形成装置100の外部へ排紙される場合は、定着器318を通過した記録媒体は、排紙ローラ319を通って搬送ローラ320へ向かう方向へ搬送される。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の回転が反転することによって、記録媒体の第1面が下向きになった状態で、記録媒体が排紙ローラ324を経由して、画像形成装置100の外部へ排出される。   Further, when the recording medium on which the image is formed on the first surface is discharged to the outside of the image forming apparatus 100 with the face down, the recording medium having passed through the fixing unit 318 passes the discharge roller 319 and the conveyance roller 320 It is transported in the direction of 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, and the recording medium is discharged from the paper discharge roller with the first surface of the recording medium facing downward. The image is discharged to the outside of the image forming apparatus 100 via 324.

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。なお、本発明における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及び光学系等は本発明における負荷に対応する。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。   This completes the description of the configuration and functions of the image forming apparatus 100. The load in the present invention is an object driven by a motor. For example, various rollers (conveying rollers) such as the sheet feeding rollers 204, 303, and 305, the registration roller 308, and the discharging roller 319, the photosensitive drum 309, the conveying belts 208 and 317, the illumination system 209, the optical system, etc. Respond to the load. The motor control device of the present embodiment can be applied to a motor that drives these loads.

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、CPU151a、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112、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600、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 showing an example of a control configuration of the image forming apparatus 100. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the system controller 151 includes a CPU 151a, a ROM 151b, and a RAM 151c. In addition, the system controller 151 is connected to the image processing unit 112, the operation unit 152, an analog / digital (A / D) converter 153, a high voltage control unit 155, a motor control device 600, sensors 159, and an AC driver 160. . The system controller 151 can transmit 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 out 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600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記憶される。   The RAM 151 c is a storage device. The RAM 151 c stores, for example, various data such as setting values for the high voltage control unit 155, command values for the motor control device 600, and information received from the operation unit 152.

システムコントローラ151は、画像処理部112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112に送信する。更に、システムコントローラ151は、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、転写帯電器315等)に必要な電圧を供給する。なお、センサ類159には、搬送ローラによって搬送される記録媒体を検知するセンサ等が含まれる。   The system controller 151 transmits, to the image processing unit 112, setting value data of various devices provided inside the image forming apparatus 100, which are necessary for image processing in the image processing unit 112. Furthermore, the system controller 151 receives the signal from the sensors 159 and sets the setting value of the high voltage control unit 155 based on the received signal. The high voltage control unit 155 supplies necessary voltages to the high voltage unit 156 (the charger 310, the developing device 314, the transfer charger 315, and the like) according to the setting value set by the system controller 151. The sensors 159 include a sensor that detects a recording medium conveyed by the conveyance roller.

モータ制御装置600は、CPU151aから出力された指令に応じて、負荷を駆動するモータ509を制御する。なお、図2においては、画像形成装置のモータとしてモータ509のみが記載されているが、実際には、画像形成装置には複数個のモータが設けられているものとする。また、1個のモータ制御装置が複数個のモータを制御する構成であっても良い。更に、図2においては、モータ制御装置が1個しか設けられていないが、実際には、複数個のモータ制御装置が画像形成装置に設けられているものとする。   The motor control device 600 controls the motor 509 that drives the load in accordance with the command output from the CPU 151a. Although only the motor 509 is illustrated as a motor of the image forming apparatus in FIG. 2, it is assumed that the image forming apparatus is actually provided with a plurality of motors. In addition, one motor control device may be configured to control a plurality of motors. Furthermore, although only one motor control device is provided in FIG. 2, it is assumed that a plurality of motor control devices are actually provided in the image forming apparatus.

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、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 a 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 the digital signal 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 required to perform the fixing process. The fixing heater 161 is a heater used for the fixing process, and is included in the fixing unit 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、ユーザが設定した情報を操作部152から受信し、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、画像形成動作の進行状況、原稿読取装置201及び画像印刷装置301におけるシート材のジャムや重送等に関する情報である。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 a paper type) and the like on the display unit provided in the operation unit 152. Control. The system controller 151 receives information set by the user from the operation unit 152, and controls an operation sequence of the image forming apparatus 100 based on the information set by the user. The system controller 151 also transmits information indicating the state of the image forming apparatus to the operation unit 152. The information indicating the state of the image forming apparatus is, for example, information on the number of formed images, the progress of the image forming operation, and jamming and double feeding of sheet materials in the document reading apparatus 201 and the image printing apparatus 301. The operation unit 152 displays the 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.

[モータ制御部]
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を制御する。
[Motor control unit]
Next, the motor control device in the present embodiment will be described. The motor control device in the present embodiment controls the motor using vector control.

<ベクトル制御>
まず、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600がベクトル制御を行う方法について説明する。なお、以下の説明におけるモータには、モータの回転子の回転位相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が、ロータリエンコーダなどのセンサが設けられていてもよい。
<Vector control>
First, a method of the motor control device 600 according to the present embodiment performing vector control will be described using FIGS. 3 and 4. Although a motor such as a rotary encoder for detecting a rotational phase of a rotor of the motor is not provided in the motor in the following description, a sensor such as a rotary encoder may be provided.

図3は、A相(第1相)とB相(第2相)との2相から成るステッピングモータ(以下、モータと称する)509と、d軸及びq軸によって表される回転座標系との関係を示す図である。図3では、静止座標系において、A相の巻線に対応した軸であるα軸と、B相の巻線に対応した軸であるβ軸とが定義されている。また、図3では、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に沿ってd軸が定義され、d軸から反時計回りに90度進んだ方向(d軸に直交する方向)に沿ってq軸が定義されている。α軸とd軸との成す角度はθと定義され、回転子402の回転位相は角度θによって表される。ベクトル制御では、回転子402の回転位相θを基準とした回転座標系が用いられる。具体的には、ベクトル制御では、巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルの、回転座標系における電流成分であって、回転子にトルクを発生させるq軸成分(トルク電流成分)と巻線を貫く磁束の強度に影響するd軸成分(励磁電流成分)とが用いられる。   FIG. 3 shows a stepping motor (hereinafter referred to as a motor) 509 consisting of two phases of A-phase (first phase) and B-phase (second phase), and a rotating coordinate system represented by d-axis and q-axis. FIG. In FIG. 3, in the stationary coordinate system, an α axis which is an axis corresponding to the winding of the A phase and a β axis which is an axis corresponding to the winding of the B phase are defined. Also, in FIG. 3, the d-axis is defined along the direction of the magnetic flux produced by the magnetic poles of the permanent magnets used in the rotor 402, and is a direction 90 degrees counterclockwise from the d-axis (orthogonal to the d-axis The q axis is defined along the The angle between the α axis and the d axis is defined as θ, and the rotational phase of the rotor 402 is represented by the angle θ. In the vector control, a rotational coordinate system based on the rotational phase θ of the rotor 402 is used. Specifically, in vector control, a q-axis component (torque current component) that generates a torque in the rotor, which is a current component in a rotating coordinate system of a current vector corresponding to a drive current flowing through a winding, and a winding The d-axis component (excitation current component) that affects the strength of the magnetic flux passing through is used.

ベクトル制御とは、回転子の目標位相を表す指令位相と実際の回転位相との偏差が小さくなるようにトルク電流成分の値と励磁電流成分の値とを制御する位相フィードバック制御を行うことによってモータを制御する制御方法である。また、回転子の目標速度を表す指令速度と実際の回転速度との偏差が小さくなるようにトルク電流成分の値と励磁電流成分の値とを制御する速度フィードバック制御を行うことによってモータを制御する方法もある。   The vector control is a motor by performing phase feedback control that controls the value of the torque current component and the value of the excitation current component so that the deviation between the command phase representing the target phase of the rotor and the actual rotational phase is reduced. Control method to control the Also, the motor is controlled by performing speed feedback control that controls the value of the torque current component and the value of the excitation current component so that the deviation between the commanded speed representing the target speed of the rotor and the actual rotational speed becomes small. There is also a way.

図4は、モータ509を制御するモータ制御装置600の構成の例を示すブロック図である。本実施形態におけるモータ制御装置600は、ベクトル制御を用いてモータを制御するモータ制御部157及びモータの巻線に駆動電流を供給してモータを駆動させるモータ駆動部158によって構成されている。なお、モータ制御装置600は、少なくとも1つのASICで構成されており、以下に説明する各機能を実行する。   FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a motor control device 600 that controls the motor 509. As shown in FIG. The motor control device 600 according to this embodiment includes a motor control unit 157 that controls the motor using vector control, and a motor drive unit 158 that supplies a drive current to the winding of the motor to drive the motor. Motor control device 600 is configured of at least one ASIC, and executes each function described below.

図4に示すように、モータ制御部157は、ベクトル制御を行う回路として、位相制御器502、電流制御器503、座標逆変換器505、座標変換器511、モータの巻線に駆動電流を供給するPWMインバータ506等を有する。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、巻線に流れる駆動電流は、回転座標系における電流値であるq軸成分の電流値(q軸電流)とd軸成分の電流値(d軸電流)とによって表される。なお、q軸電流は、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軸電流は、モータ509の巻線を貫く磁束の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。モータ制御部157は、q軸電流及びd軸電流をそれぞれ独立に制御することができる。この結果、モータ制御部157は、回転子402にかかる負荷トルクに応じてq軸電流を制御することによって、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。   As shown in FIG. 4, the motor control unit 157 supplies drive current to the phase controller 502, current controller 503, coordinate inverse converter 505, coordinate converter 511, and motor winding as a circuit that performs vector control. PWM inverter 506 and the like. The coordinate converter 511 represents a current vector corresponding to the drive current flowing through the A-phase and B-phase windings of the motor 509 in the q-axis and d-axis from the stationary coordinate system represented by the α-axis and Coordinate conversion to a rotational coordinate system. As a result, the drive current flowing through the winding is represented by the current value (q-axis current) of the q-axis component which is the current value in the rotational coordinate system and the current value (d-axis current) of the d-axis component. The q-axis current corresponds to a torque current that causes the rotor 402 of the motor 509 to generate torque. The d-axis current corresponds to an excitation current that affects the strength of the magnetic flux passing through the winding of the motor 509, and does not contribute to the generation of torque of the rotor 402. The motor control unit 157 can independently control the q-axis current and the d-axis current. As a result, the motor control unit 157 can efficiently generate the torque necessary for the rotor 402 to rotate by controlling the q-axis current according to the load torque applied to the rotor 402.

モータ制御部157は、モータ509の回転子402の回転位相θを後述する方法により決定し、その決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の目標位相を表す指令位相θ_refを生成し、所定の時間周期で指令位相θ_refをモータ制御部157へ出力する。   The motor control unit 157 determines the rotation phase θ of the rotor 402 of the motor 509 according to a method described later, and performs vector control based on the determination result. The CPU 151a generates a command phase θ_ref representing a target phase of the rotor 402 of the motor 509, and outputs the command phase θ_ref to the motor control unit 157 at a predetermined time cycle.

減算器101は、モータ509の回転子402の回転位相θと指令位相θ_refとの偏差を演算し、該偏差を位相制御器502に出力する。   The subtractor 101 calculates the deviation between the rotational phase θ of the rotor 402 of the motor 509 and the command phase θ_ref, and outputs the deviation to the phase controller 502.

位相制御器502は、比例制御(P)、積分制御(I)、微分制御(D)に基づいて、減算器101から出力された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、位相制御器502は、P制御、I制御、D制御に基づいて減算器101から出力された偏差が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。なお、P制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差に比例する値に基づいて制御する制御方法である。また、I制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差の時間積分に比例する値に基づいて制御する制御方法である。また、D制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差の時間変化に比例する値に基づいて制御する制御方法である。本実施形態における位相制御器502は、PID制御に基づいてq軸電流指令値iq_ref及びd軸電流指令値id_refを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、位相制御器502は、PI制御に基づいてq軸電流指令値iq_ref及びd軸電流指令値id_refを生成しても良い。なお、回転子402に永久磁石を用いる場合、通常は巻線を貫く磁束の強度に影響する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 phase controller 502 controls the q-axis current command value iq_ref and the d-axis so that the deviation output from the subtractor 101 becomes smaller based on proportional control (P), integral control (I), and differential control (D). The current command value id_ref is generated and output. Specifically, the phase controller 502 sets the q-axis current command value iq_ref and the d-axis current command value id_ref such that the deviation output from the subtractor 101 is 0 based on P control, I control, and D control. Generate and output The P control is a control method of controlling the value of an object to be controlled based on a value proportional to the deviation between the command value and the estimated value. Moreover, I control is a control method which controls the value of the control object based on the value proportional to the time integral of the deviation of a command value and an estimated value. Moreover, D control is a control method which controls the value of the object to control based on the value proportional to the time change of the deviation of a command value and an estimated value. The phase controller 502 in this embodiment generates the q-axis current command value iq_ref and the d-axis current command value id_ref based on PID control, but is not limited to this. For example, the phase controller 502 may generate the q-axis current command value iq_ref and the d-axis current command value id_ref based on PI control. When a permanent magnet is used for the rotor 402, the d-axis current command value id_ref that normally affects the strength of the magnetic flux passing through the winding is set to 0, but is not limited to this.

モータ509のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流は、モータ駆動部158によって後述する方法により検出される。モータ駆動部158によって検出された駆動電流の電流値は、静止座標系における電流値iα及びiβとして、図3に示す電流ベクトルの位相θeを用いて次式によって表される。なお、電流ベクトルの位相θeは、α軸と電流ベクトルとの成す角度と定義される。また、Iは電流ベクトルの大きさを示す。
iα=I*cosθe (1)
iβ=I*sinθe (2)
The drive current flowing through the A-phase and B-phase windings of the motor 509 is detected by the motor drive unit 158 according to a method described later. The current value of the drive current detected by the motor drive unit 158 is expressed by the following equation using the phase θe of the current vector shown in FIG. 3 as the current values iα and iβ in the stationary coordinate system. The phase θe of the current vector is defined as the angle between the α axis and the current vector. Also, I indicates the magnitude of the current vector.
iα = I * cos θe (1)
iβ = I * sin θe (2)

これらの電流値iα及びiβは、座標変換器511と誘起電圧決定器512に入力される。   The current values iα and iβ are input to the coordinate converter 511 and the induced voltage determiner 512.

座標変換器511は、静止座標系における電流値iα及びiβを、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に変換する。
id= cosθ*iα+sinθ*iβ (3)
iq=−sinθ*iα+cosθ*iβ (4)
The coordinate converter 511 converts the current values iα and iβ in the stationary coordinate system into the current value iq of the q-axis current and the current value id of the d-axis current in the rotating coordinate system by the following equations.
id = cosθ * iα + sinθ * iβ (3)
iq = −sin θ * iα + cos θ * iβ (4)

減算器102には、位相制御器502から出力されたq軸電流指令値iq_refと座標変換器511から出力された電流値iqとが入力される。減算器102は、q軸電流指令値iq_refと電流値iqとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器503に出力する。   The subtractor 102 receives the q-axis current command value iq_ref output from the phase controller 502 and the current value iq output from the coordinate converter 511. The subtractor 102 calculates a deviation between the q-axis current command value iq_ref and the current value iq, and outputs the deviation to the current controller 503.

また、減算器103には、位相制御器502から出力されたd軸電流指令値id_refと座標変換器511から出力された電流値idとが入力される。減算器103は、d軸電流指令値id_refと電流値idとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器503に出力する。   Further, the d-axis current command value id_ref output from the phase controller 502 and the current value id output from the coordinate converter 511 are input to the subtractor 103. The subtractor 103 calculates a deviation between the d-axis current command value id_ref and the current value id, and outputs the deviation to the current controller 503.

電流制御器503は、PID制御に基づいて、前記偏差がそれぞれ小さくなるように駆動電圧Vq及びVd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になるように駆動電圧Vq及びVdを生成して座標逆変換器505に出力する。即ち、電流制御器503は、電圧生成手段として機能する。なお、本実施形態における電流制御器503は、PID制御に基づいて駆動電圧Vq及びVdを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、電流制御器503は、PI制御に基づいて駆動電圧Vq及びVdを生成しても良い。   The current controller 503 generates drive voltages Vq and Vd based on PID control so that the deviations become smaller. Specifically, the current controller 503 generates the drive voltages Vq and Vd so that the deviations become zero, respectively, and outputs the drive voltages Vq and Vd to the coordinate inverse transformer 505. That is, the current controller 503 functions as a voltage generation unit. Although the current controller 503 in the present embodiment generates the drive voltages Vq and Vd based on PID control, the present invention is not limited to this. For example, the current controller 503 may generate the drive voltages Vq and Vd based on PI control.

座標逆変換器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に逆変換する。
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq (5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)
The coordinate inverse transformer 505 inversely converts the drive voltages Vq and Vd in the rotational coordinate system output from the current controller 503 into drive voltages Vα and Vβ in the stationary coordinate system according to the following equations.
Vα = cos θ * Vd-sin θ * Vq (5)
Vβ = sin θ * Vd + cos θ * Vq (6)

座標逆変換器505は、逆変換された駆動電圧Vα及びVβを誘起電圧決定器512、PWMインバータ506及び電流値生成器530に出力する。電流値生成器530については後述する。   The coordinate inverse transformer 505 outputs the inversely converted drive voltages Vα and Vβ to the induced voltage determiner 512, the PWM inverter 506, and the current value generator 530. The current value generator 530 will be described later.

PWMインバータ506は、フルブリッジ回路を有する。なお、フルブリッジ回路(モータ駆動回路)は、図18において説明したモータ駆動回路50と同様の構成である。即ち、巻線L1は、一端がFET Q1とQ3とを繋ぐ導線に接続され、他端がFET Q2とQ4とを繋ぐ導線に接続されている。なお、図18においては、巻線L1は、実際には、モータ509に設けられている巻線である。即ち、巻線L1はモータ制御装置157の外部に設けられている。フルブリッジ回路は座標逆変換器505から入力された駆動電圧Vα及びVβに基づくPWM(パルス幅変調)信号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、PWMインバータは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 (motor drive circuit) has a configuration similar to that of the motor drive circuit 50 described with reference to FIG. That is, one end of the winding L1 is connected to the conducting wire connecting the FETs Q1 and Q3, and the other end is connected to the conducting wire connecting the FETs Q2 and Q4. In FIG. 18, winding L 1 is actually a winding provided in motor 509. That is, the winding L1 is provided outside the motor control device 157. The full bridge circuit is driven by a PWM (Pulse Width Modulation) signal based on the drive voltages Vα and Vβ input from the coordinate inverse converter 505. As a result, the PWM inverter 506 generates drive currents iα and iβ according 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 the present embodiment, the PWM inverter has a full bridge circuit, but the PWM inverter may be a half bridge circuit or the like.

次に、回転位相θを決定する構成について説明する。回転子402の回転位相θの決定には、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Eα及びEβの値が用いられる。誘起電圧の値は誘起電圧決定器512によって決定(算出)される。具体的には、誘起電圧Eα及びEβは、A/D変換器510から誘起電圧決定器512に入力された電流値iα及びiβと、座標逆変換器505から誘起電圧決定器512に入力された駆動電圧Vα及びVβとから、次式によって決定される。
Eα=Vα−R*iα−L*diα/dt (7)
Eβ=Vβ−R*iβ−L*diβ/dt (8)
Next, the configuration for determining the rotational phase θ will be described. For determining the rotational phase θ of the rotor 402, values of induced voltages Eα and Eβ 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 determined (calculated) by the induced voltage determiner 512. Specifically, the induced voltages Eα and Eβ are input from the A / D converter 510 to the current value iα and iβ input to the induced voltage determiner 512, and from the coordinate inverse converter 505 to the induced voltage determiner 512. It is determined from the drive voltages Vα and Vβ by the following equation.
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600に設けられたメモリ(不図示)等に予め格納されている。   Here, R is a winding resistance, and L is a 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 151 b or the motor control device 600.

誘起電圧決定器512によって決定された誘起電圧Eα及びEβは位相決定器513に出力される。   The induced voltages Eα and Eβ determined by the induced voltage determiner 512 are output to the phase determiner 513.

位相決定器513は、誘起電圧決定器512から出力された誘起電圧Eαと誘起電圧Eβとの比に基づいて、次式によってモータ509の回転子402の回転位相θを決定する。
θ=tan^−1(−Eβ/Eα) (9)
The phase determiner 513 determines the rotational phase θ of the rotor 402 of the motor 509 according to the following equation based on the ratio between the induced voltage Eα and the induced voltage Eβ output from the induced voltage determiner 512.
θ = tan ^ −1 (−Eβ / Eα) (9)

なお、本実施形態においては、位相決定器513は、式(9)に基づく演算を行うことによって回転位相θを決定したが、この限りではない。例えば、誘起電圧Eα及び誘起電圧Eβと誘起電圧Eα及び誘起電圧Eβとに対応する回転位相θとの関係を示すテーブルをROM151b等に記憶しておき、前記テーブルを参照することによって回転位相θを決定してもよい。   In the present embodiment, the phase determiner 513 determines the rotational phase θ by performing the calculation based on the equation (9), but the present invention is not limited to this. For example, a table indicating the relationship between the induced voltage Eα and the induced voltage Eβ and the rotational phase θ corresponding to the induced voltage Eα and the induced voltage Eβ is stored in the ROM 151 b or the like, and the rotational phase θ is obtained by referring to the table. You may decide.

前述の如くして得られた回転子402の回転位相θは、減算器101、座標逆変換器505及び座標変換器511に入力される。   The rotational phase θ of the rotor 402 obtained as described above is input to the subtractor 101, the coordinate inverse transformer 505, and the coordinate converter 511.

モータ制御装置157は、上述の制御を繰り返し行う。   The motor control device 157 repeatedly performs the control described above.

以上のように、本実施形態におけるモータ制御装置157は、指令位相θ_refと回転位相θとの偏差が小さくなるように回転座標系における電流値を制御する位相フィードバック制御を用いたベクトル制御を行う。ベクトル制御を行うことによって、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。また、位相フィードバック制御を行うことによって、回転子の回転位相が所望の位相になるように回転子の回転位相を制御することができる。したがって、画像形成装置において、回転位相を精度よく制御する必要がある負荷(例えば、レジストレーションローラ)を駆動するモータに位相フィードバック制御によるベクトル制御が適用されることによって、記録媒体への画像形成を適切に行うことができる。   As described above, the motor control device 157 in this embodiment performs vector control using phase feedback control for controlling the current value in the rotational coordinate system so that the deviation between the command phase θ_ref and the rotational phase θ becomes small. By performing the vector control, it is possible to suppress that the motor is out of step and that the motor noise increases and the power consumption increases due to the surplus torque. Further, by performing phase feedback control, it is possible to control the rotational phase of the rotor so that the rotational phase of the rotor becomes a desired phase. Therefore, in the image forming apparatus, image control on a recording medium is performed by applying vector control by phase feedback control to a motor that drives a load (for example, a registration roller) that needs to control the rotational phase with high accuracy. It can be done properly.

[モータ駆動部]
以上のように、モータの駆動制御においては、巻線に流れる駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値に基づいて巻線に流れる駆動電流を制御する。即ち、モータの駆動制御においては、巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する構成、及び、駆動電流を巻線に供給する構成が必要となる。
[Motor drive unit]
As described above, in drive control of the motor, the current value of the drive current flowing through the winding is detected, and the drive current flowing through the winding is controlled based on the detected current value. That is, in drive control of the motor, a configuration for detecting the current value of the drive current flowing through the winding and a configuration for supplying the drive current to the winding are required.

図5は、本実施形態におけるモータ駆動部158の構成の例を示す図である。図5に示すように、モータ駆動部158は、A相におけるPWMインバータ506a、A/D変換器510a、電流値生成器530aを有する。また、モータ駆動部158は、B相におけるPWMインバータ506b、A/D変換器510b、電流値生成器530bを有する。なお、図4に示すPWMインバータ506にはPWMインバータ506aとPWMインバータ506bとが含まれる。また、図4に示すA/D変換器510にはA/D変換器510aとA/D変換器510bとが含まれる。更に、図4に示す電流値生成器530には電流値生成器530aと電流値生成器530bとが含まれる。このように、PWMインバータ、A/D変換器及び電流値生成器はモータ509のA相とB相それぞれに対応して設けられており、相毎に独立に駆動される。なお、PWMインバータ506aの構成とPWMインバータ506bの構成は同じ構成であるため、図5においては、PWMインバータ506aの具体的構成を示している。PWMインバータ506aは、モータ駆動回路50a、モータ駆動回路50aに設けられた複数のFETのオン動作/オフ動作を制御するPWM信号を生成するPWM生成器203、抵抗器200の両端の電圧信号を増幅する増幅器300を有する。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the motor drive unit 158 in the present embodiment. As shown in FIG. 5, the motor drive unit 158 includes a PWM inverter 506 a, an A / D converter 510 a, and a current value generator 530 a in phase A. In addition, the motor drive unit 158 includes a PWM inverter 506b in phase B, an A / D converter 510b, and a current value generator 530b. The PWM inverter 506 shown in FIG. 4 includes a PWM inverter 506a and a PWM inverter 506b. Further, the A / D converter 510 shown in FIG. 4 includes an A / D converter 510a and an A / D converter 510b. Furthermore, the current value generator 530 shown in FIG. 4 includes a current value generator 530a and a current value generator 530b. Thus, the PWM inverter, the A / D converter, and the current value generator are provided corresponding to each of the A phase and the B phase of the motor 509, and are independently driven for each phase. Since the configuration of the PWM inverter 506a and the configuration of the PWM inverter 506b are the same, FIG. 5 shows a specific configuration of the PWM inverter 506a. The PWM inverter 506a amplifies a voltage signal of both ends of the motor drive circuit 50a, the PWM generator 203 which generates a PWM signal for controlling the on / off operation of a plurality of FETs provided in the motor drive circuit 50a, The amplifier 300 is provided.

また、図5に示すように、モータ制御部157は、A相の巻線に発生する誘起電圧の値を決定する誘起電圧決定器512aとB相の巻線に発生する誘起電圧の値を決定する誘起電圧決定器512bとを有する。なお、図4に示す誘起電圧決定器512には誘起電圧決定器512aと誘起電圧決定器512bとが含まれる。   Further, as shown in FIG. 5, the motor control unit 157 determines the value of the induced voltage generated in the winding of the B phase and the induced voltage determiner 512a that determines the value of the induced voltage generated in the winding of the A phase. And an induced voltage determiner 512b. The induced voltage determiner 512 shown in FIG. 4 includes an induced voltage determiner 512a and an induced voltage determiner 512b.

以下に、モータ駆動部158がA相の巻線に駆動電流を供給する方法、及び、モータ駆動部158がA相の巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する方法について説明する。なお、B相については、A相と同様の構成であるため説明を省略する。また、図14乃至図19において既に説明した内容と同様の部分については、説明を省略する。   Hereinafter, a method of the motor drive unit 158 supplying a drive current to the A-phase winding and a method of detecting the current value of the drive current flowing to the A-phase winding by the motor drive unit 158 will be described. The B phase has the same configuration as that of the A phase, and therefore the description thereof is omitted. The description of the same parts as the contents already described in FIGS. 14 to 19 will be omitted.

<駆動電流を供給する方法>
まず、モータ駆動部158が巻線に駆動電流を供給する方法について説明する。
<Method of supplying driving current>
First, a method in which the motor drive unit 158 supplies drive current to the winding will be described.

図6は、本実施形態におけるPWM生成器203がPWM信号を生成する構成を説明する図である。図6に示すように、PWM生成器203は、変調波と搬送波とを比較してPWM信号を生成する比較器203aを有する。なお、本実施形態においては、PWM生成器203が所定の周波数の三角波搬送波を生成しているものとする。具体的には、例えば、PWM生成器203は、CPU151aがモータ制御装置600に指令(指令位相θ_ref)を出力する周期に対応する周波数の三角波搬送波を生成しているものとする。また、三角波搬送波の値が極小値となるタイミングから次に極小値となるタイミングまでの期間を一周期とすると、該三角波搬送波の1周期(極小値から次の極小値まで)の波形は、該三角波搬送波の値が極大値となるタイミングを基準として線対称な波形とする。また、A相における三角波搬送波はB相における三角波搬送波に同期している。   FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration in which the PWM generator 203 in the present embodiment generates a PWM signal. As shown in FIG. 6, the PWM generator 203 has a comparator 203a that compares the modulated wave with the carrier wave to generate a PWM signal. In the present embodiment, it is assumed that the PWM generator 203 generates a triangular wave carrier of a predetermined frequency. Specifically, for example, it is assumed that the PWM generator 203 generates a triangular wave carrier wave of a frequency corresponding to a cycle in which the CPU 151a outputs a command (command phase θ_ref) to the motor control device 600. Also, assuming that the period from the timing when the value of the triangular wave carrier becomes the minimum value to the timing when the value becomes the next minimum is one period, the waveform of one cycle of the triangular wave carrier (from the minimum value to the next minimum value) is The waveform is symmetrical with respect to the timing at which the value of the triangular wave carrier becomes the maximum value. Also, the triangular wave carrier in the A phase is synchronized with the triangular wave carrier in the B phase.

図7は、PWM生成器203がPWM信号を生成する方法を説明する図である。以下に、図5乃至図7を用いて、PWM生成器203がPWM信号を生成する方法を説明する。   FIG. 7 is a diagram for explaining how the PWM generator 203 generates a PWM signal. Hereinafter, a method of generating a PWM signal by the PWM generator 203 will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

図5に示すように、モータ制御部157から出力された駆動電圧Vαは、PWM生成器203に入力される。PWM生成器203は比較器203aを用いて変調波としての駆動電圧Vαと三角波搬送波とを比較し、駆動電圧Vαが三角波搬送波よりも大きい期間(ハイ期間)は‘H’、駆動電圧Vαが三角波搬送波よりも小さい期間(ロー期間)は‘L’としてPWM+を生成する。また、PWM生成器203は、PWM+の位相を反転させたPWM−を生成する。このように、PWM生成器203はパルス生成手段として機能する。   As shown in FIG. 5, the drive voltage Vα output from the motor control unit 157 is input to the PWM generator 203. The PWM generator 203 uses the comparator 203a to compare the drive voltage Vα as a modulation wave with the triangular wave carrier, and 'H' for the period (high period) where the drive voltage Vα is larger than the triangular wave carrier, the drive voltage Vα is a triangular wave A period (low period) smaller than the carrier wave generates PWM + as 'L'. In addition, the PWM generator 203 generates PWM− in which the phase of PWM + is inverted. Thus, the PWM generator 203 functions as a pulse generator.

図5に示すように、PWM生成器203は、PWM+をFET Q1及びQ4に出力し、PWM−をFET Q2及びQ3に出力する。FET Q1乃至Q4は、PWM+とPWM−によって、オン動作/オフ動作が制御される。この結果、A相の巻線L1に供給する駆動電流の大きさ及び向きを制御することができる。   As shown in FIG. 5, the PWM generator 203 outputs PWM + to the FETs Q1 and Q4, and outputs PWM- to the FETs Q2 and Q3. The on / off operation of the FETs Q1 to Q4 is controlled by PWM + and PWM-. As a result, it is possible to control the magnitude and direction of the drive current supplied to the A-phase winding L1.

本実施形態においては、駆動電圧が24Vである場合はデューティ比が100%、駆動電圧が0Vである場合はデューティ比が50%、駆動電圧が−24Vである場合はデューティ比が0%に対応する。即ち、本実施形態においては、駆動電圧VαはPWM+のデューティ比に対応する値である。なお、本実施形態においては、PWM+の周期に対するハイ期間の割合をデューティ比と定義するが、PWM+の周期に対するロー期間の割合をデューティ比と定義しても良い。   In this embodiment, when the drive voltage is 24 V, the duty ratio is 100%, when the drive voltage is 0 V, the duty ratio is 50%, and when the drive voltage is -24 V, the duty ratio is 0%. Do. That is, in the present embodiment, the drive voltage Vα is a value corresponding to the duty ratio of PWM +. In the present embodiment, the ratio of the high period to the period of PWM + is defined as the duty ratio, but the ratio of the low period to the period of PWM + may be defined as the duty ratio.

<駆動電流を検出する方法>
次に、モータ駆動部158が巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する方法について説明する。
<Method of detecting drive current>
Next, a method of the motor drive unit 158 detecting the current value of the drive current flowing through the winding will be described.

前述したように、巻線に流れる駆動電流は抵抗器200にかかる電圧Vsnsに基づいて検出される。増幅器300は、電圧Vsnsの信号を増幅してA/D変換器510aに出力する。A/D変換器510aは、電圧Vsnsをアナログ値からデジタル値へと変換して、電流値生成器530aに出力する。また、電流値生成器530aには、モータ制御部157から出力される駆動電圧Vα及びPWM生成器203から出力される三角波搬送波の情報としての周波数及び位相の情報が入力される。   As described above, the drive current flowing in the winding is detected based on the voltage Vsns applied to the resistor 200. The amplifier 300 amplifies the signal of the voltage Vsns and outputs it to the A / D converter 510a. The A / D converter 510a converts the voltage Vsns from an analog value to a digital value, and outputs the converted value to the current value generator 530a. Further, the current value generator 530 a receives the drive voltage Vα output from the motor control unit 157 and information on the frequency and phase as information on the triangular wave carrier wave output from the PWM generator 203.

図8は、電流値生成器530aの構成を示す図である。電流値生成器530aは、検出制御部901、検出値生成部902、補正制御部903、補正値記憶部904、及び補正値生成部905を備える。   FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the current value generator 530a. The current value generator 530 a includes a detection control unit 901, a detection value generation unit 902, a correction control unit 903, a correction value storage unit 904, and a correction value generation unit 905.

検出制御部901は、モータ制御部157から出力された駆動電圧Vαに基づいて、検出値生成部902及び補正制御部903を制御する。   The detection control unit 901 controls the detection value generation unit 902 and the correction control unit 903 based on the drive voltage Vα output from the motor control unit 157.

具体的には、検出制御部901は、駆動電圧Vαが負(デューティ比が50%未満)の場合はロー期間に電圧値Vsnsをサンプリングするように検出値生成部902を制御する。検出値生成部902は、検出制御部901からの指令に基づいて、PWM生成器203によって生成されたPWM+が立ち下がった(‘H’から‘L’に切り替わった)後に三角波搬送波が最初に極値となるタイミングで電圧値Vsnsをサンプリングする。そして、検出値生成部902は、サンプリングした電圧値Vsnsの極性を反転させて、電流値Isnsを生成する。また、検出制御部901は、駆動電圧が0V以上(デューティ比が50%以上)の場合は、ハイ期間に電圧値Vsnsをサンプリングするように検出値生成部902を制御する。検出値生成部902は、検出制御部901からの指令に基づいて、PWM生成器203によって生成されたPWM+が立ち上がった(‘L’から‘H’に切り替わった)後に三角搬送波が最初に極値となるタイミングで電圧値Vsnsをサンプリングする。そして、検出値生成部902は、サンプリングした電圧値Vsnsの極性を反転させず、電流値Isnsを生成する。なお、検出値生成部902は、サンプリングした電圧値Vsnsに基づいて電流値Isnsを生成した後に、電流値Isnsの極性を反転させる処理を行ってもよい。   Specifically, when the drive voltage Vα is negative (the duty ratio is less than 50%), the detection control unit 901 controls the detection value generation unit 902 to sample the voltage value Vsns in the low period. The detected value generation unit 902 is configured such that the triangular wave carrier is initially poled after the PWM + generated by the PWM generator 203 falls (switched from 'H' to 'L') based on the command from the detection control unit 901. The voltage value Vsns is sampled at the timing when it becomes a value. Then, the detection value generation unit 902 inverts the polarity of the sampled voltage value Vsns to generate the current value Isns. The detection control unit 901 controls the detection value generation unit 902 to sample the voltage value Vsns in the high period when the drive voltage is 0 V or more (the duty ratio is 50% or more). The detected value generation unit 902 is configured such that the triangular carrier first reaches an extremum after the PWM + generated by the PWM generator 203 has risen (switched from 'L' to 'H') based on the command from the detection control unit 901. The voltage value Vsns is sampled at the timing when Then, the detected value generation unit 902 generates the current value Isns without inverting the polarity of the sampled voltage value Vsns. The detection value generation unit 902 may perform processing of inverting the polarity of the current value Isns after generating the current value Isns based on the sampled voltage value Vsns.

このように、三角波搬送波が極値となるタイミングで電圧値Vsnsをサンプリングすることによって、PWM信号が立ち上がる又は立ち下がるタイミングにおいてデジタル値をサンプリングすることを防止することが出来る。この結果、PWM信号が立ち上がる又は立ち下がる際にスイッチング素子がスイッチングすることに起因して発生するノイズがサンプリングした値に含まれることを抑制することができる。   As described above, by sampling the voltage value Vsns at the timing when the triangular wave carrier becomes the extreme value, it is possible to prevent the digital value from being sampled at the timing when the PWM signal rises or falls. As a result, noise generated due to switching of the switching element when the PWM signal rises or falls can be suppressed from being included in the sampled value.

<電流値Isnsを補正する方法>
次に、検出された電流値Isnsを補正する方法について説明する。本実施形態では、以下の構成をモータ駆動部158に適用することによって、検出される電流波形に生じる段差を低減する。
<Method to correct current value Isns>
Next, a method of correcting the detected current value Isns will be described. In the present embodiment, by applying the following configuration to the motor drive unit 158, the level difference generated in the detected current waveform is reduced.

図18は、電流値を補正する補正値を取得する方法を説明する図である。図18には、駆動電流I(t)、サンプリングタイミングts1、ts2及び、電流値Isnsの補正の基準として用いられる直線状の基準関数ref1(t)、ref2(t)が示されている。なお、tは時間を示す。基準関数ref1(t)は、PMW信号(PWM+)のH期間に駆動電流Iが線形的に増加した場合を示し、基準関数ref2(t)は、PMW信号(PWM+)のL期間に駆動電流Iが線形的に減少した場合を示している。なお、図18では、PWM生成部203によってデューティ比DR=50%のPWM信号を生成した場合が一例として示されている。   FIG. 18 is a diagram for explaining a method of acquiring a correction value for correcting the current value. FIG. 18 shows the drive current I (t), sampling timings ts1 and ts2, and linear reference functions ref1 (t) and ref2 (t) used as a reference for correction of the current value Isns. In addition, t shows time. The reference function ref1 (t) indicates a case where the drive current I linearly increases during the H period of the PMW signal (PWM +), and the reference function ref2 (t) indicates the drive current I during the L period of the PMW signal (PWM +). Indicates a linear decrease. Note that FIG. 18 shows, as an example, a case where the PWM generation unit 203 generates a PWM signal with a duty ratio DR = 50%.

図18に示すように、H期間内のサンプリングタイミングts1における駆動電流の値I(ts1)は、基準関数が示す基準値ref1(ts1)よりも、Δi1だけ高くなっている。このため、H期間における補正値C1は、駆動電流Iの検出値IsnsをΔi1減少させるように、C1=−Δi1と定められる。また、L期間内の検出タイミングts2における駆動電流の値I(ts2)は、基準関数が示す基準値ref2(ts2)よりも、Δi2だけ低くなっている。このため、L期間における補正値C2は、駆動電流Iの検出値IsnsをΔi2増加させるように、C2=Δi2と定められる。なお、補正値C1及びC2は、図8に示す補正値記憶部904に予め記憶されている。   As shown in FIG. 18, the value I (ts1) of the drive current at the sampling timing ts1 in the H period is higher by Δi1 than the reference value ref1 (ts1) indicated by the reference function. Therefore, the correction value C1 in the H period is determined as C1 = −Δi1 so as to decrease the detected value Isns of the drive current I by Δi1. Further, the value I (ts2) of the drive current at the detection timing ts2 in the L period is lower than the reference value ref2 (ts2) indicated by the reference function by Δi2. Therefore, the correction value C2 in the L period is set to C2 = Δi2 so as to increase the detection value Isns of the drive current I by Δi2. The correction values C1 and C2 are stored in advance in the correction value storage unit 904 shown in FIG.

検出制御部901は、H期間用の補正値C1及びL期間用の補正値C2のいずれを用いて検出値Isnsを補正すべきかを、補正制御部903に指示する。具体的には、検出制御部901は、デューティ比が50%以上である場合は、補正値C1に基づいて電流値Isnsを補正するように補正制御部903を制御する。また、検出制御部901は、デューティ比が50%未満である場合は、補正値C2に基づいて電流値Isnsを補正するように補正制御部903を制御する。   The detection control unit 901 instructs the correction control unit 903 which of the correction value C1 for the H period and the correction value C2 for the L period should be used to correct the detected value Isns. Specifically, when the duty ratio is 50% or more, the detection control unit 901 controls the correction control unit 903 to correct the current value Isns based on the correction value C1. Further, when the duty ratio is less than 50%, the detection control unit 901 controls the correction control unit 903 to correct the current value Isns based on the correction value C2.

補正制御部903は、検出値生成部902によって生成された検出値Isnsを、検出制御部901からの指示に従って補正する。具体的には、補正制御部903は、補正値記憶部904から読み出した補正値C1またはC2を検出値Isnsに加算することによって検出値Isnsを補正し、補正後の値を電流値Iαとして出力する。   The correction control unit 903 corrects the detection value Isns generated by the detection value generation unit 902 in accordance with an instruction from the detection control unit 901. Specifically, the correction control unit 903 corrects the detection value Isns by adding the correction value C1 or C2 read from the correction value storage unit 904 to the detection value Isns, and outputs the corrected value as the current value Iα. Do.

<補正値を決定する方法>
次に、補正値C1及びC2を決定する具体的な方法について説明する。前述したように、補正値C1及びC2が決定されるためには、Δi1及びΔi2を決定する必要がある。
<Method to determine correction value>
Next, a specific method of determining the correction values C1 and C2 will be described. As described above, in order for the correction values C1 and C2 to be determined, it is necessary to determine Δi1 and Δi2.

本実施形態においては、デューティ比が50%である状態において検出された電流値に基づいてΔi1及びΔi2が決定されるが、デューティ比は50%でなくてもよい。   In the present embodiment, Δi1 and Δi2 are determined based on the current value detected in the state where the duty ratio is 50%, but the duty ratio may not be 50%.

図9は、補正値を取得する処理を説明するフローチャートである。以下に、図9を用いて、本実施形態における補正値を取得する処理を説明する。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600によって実行される。   FIG. 9 is a flowchart for explaining the process of acquiring the correction value. The process of acquiring the correction value in the present embodiment will be described below with reference to FIG. The processing of this flowchart is executed by the motor control device 600 that has received an instruction from the CPU 151a.

まずS101において、PWM生成部203は、デューティ比が50%のPWM信号(PWM+及びPWM−)を生成し、モータ駆動回路50に出力する。この結果、モータのコイルL1に図14に示す駆動電流Iが供給される。   First, in S101, the PWM generation unit 203 generates PWM signals (PWM + and PWM−) having a duty ratio of 50%, and outputs the PWM signals to the motor drive circuit 50. As a result, the drive current I shown in FIG. 14 is supplied to the coil L1 of the motor.

次に、S102において、電流値生成器530a(検出値生成部902)は、H期間(ハイ期間)内の検出タイミングts1及びL期間(ロー期間)内の検出タイミングts2の両方において電圧値Vsnsのサンプリングを行い、検出タイミングts1における駆動電流の検出値I(ts1)sns及び検出タイミングts2における駆動電流の検出値I(ts2)を生成する。   Next, in S102, the current value generator 530a (the detected value generation unit 902) generates the voltage value Vsns at both the detection timing ts1 in the H period (high period) and the detection timing ts2 in the L period (low period). The sampling is performed to generate the detection value I (ts1) sns of the drive current at the detection timing ts1 and the detection value I (ts2) of the drive current at the detection timing ts2.

次に、S103において、電流値生成器530a(補正制御部903)は、検出値I(ts1)と検出値I(ts2)との差分Idiffを、以下の式(10)を用いて算出する。
Idiff=I(ts1)−I(ts2) (10)
Next, in S103, the current value generator 530a (correction control unit 903) calculates the difference Idiff between the detection value I (ts1) and the detection value I (ts2) using the following equation (10).
Idiff = I (ts1) -I (ts2) (10)

その後、S104において、電流値生成器530a(補正制御部903)は、図18に示すΔi1及びΔi2を、S103において算出された差分Idiffに基づいて算出することによって、補正値C1及びC2を決定する。具体的には、電流値生成器530a(補正制御部903)は、S103において算出された差分Idiffを2で除算してΔi1及びΔi2を算出することによって、補正値C1及びC2を決定する。   Thereafter, in S104, current value generator 530a (correction control unit 903) determines correction values C1 and C2 by calculating Δi1 and Δi2 shown in FIG. 18 based on difference Idiff calculated in S103. . Specifically, the current value generator 530a (correction control unit 903) determines the correction values C1 and C2 by dividing the difference Idiff calculated in S103 by 2 to calculate Δi1 and Δi2.

以下に、補正値C1及びC2を決定する方法について説明する。なお、以下の説明において、電圧Eは、駆動電源によってコイルL1に印加される電圧であり、Rは、コイルL1の抵抗成分、Lは、コイルL1のリアクタンス成分(インダクタンス)である。   Hereinafter, a method of determining the correction values C1 and C2 will be described. In the following description, the voltage E is a voltage applied to the coil L1 by the drive power source, R is a resistance component of the coil L1, and L is a reactance component (inductance) of the coil L1.

図18に示すΔi1及びΔi2は、以下の式(11)及び(12)によって表される。
Δi1=I(ts1)−ref1(ts1) (11)
Δi2=ref2(ts2)−I(ts2) (12)
Δi1 and Δi2 shown in FIG. 18 are expressed by the following equations (11) and (12).
Δi1 = I (ts1) −ref1 (ts1) (11)
Δi2 = ref2 (ts2) −I (ts2) (12)

前述したように、基準関数ref1(t)及びref2(t)は線形的に変化する関数である。また、検出タイミングts1はH期間の中心タイミング、検出タイミングts2はL期間の中心タイミングである。したがって、図16に示すように、ref1(ts1)及びref2(ts2)は(E/R)/2となる。この結果、式(11)及び(12)は、以下の式(13)及び(14)に変換される。
Δi1=−(E/R)/2+I(ts1) (13)
Δi2= (E/R)/2−I(ts2) (14)
As described above, the reference functions ref1 (t) and ref2 (t) are linearly changing functions. The detection timing ts1 is the center timing of the H period, and the detection timing ts2 is the center timing of the L period. Therefore, as shown in FIG. 16, ref1 (ts1) and ref2 (ts2) become (E / R) / 2. As a result, the equations (11) and (12) are converted into the following equations (13) and (14).
Δi1 = − (E / R) / 2 + I (ts1) (13)
Δi2 = (E / R) / 2-I (ts2) (14)

この結果、差分Idiffの絶対値は、式(13)及び(14)を用いて、以下の式(15)によって表される。
|Idiff|=|I(ts1)−I(ts2)|=Δi1+Δi2 (15)
As a result, the absolute value of the difference Idiff is expressed by the following equation (15) using the equations (13) and (14).
| Idiff | = | I (ts1) -I (ts2) | = Δi1 + Δi2 (15)

以上のように、検出タイミングts1及びts2における検出値Isnsの差分Idiffの絶対値は、Δi1及びΔi2の和と等価である。   As described above, the absolute value of the difference Idiff of the detection value Isns at the detection timings ts1 and ts2 is equivalent to the sum of Δi1 and Δi2.

また、H期間及びL期間の開始タイミングをそれぞれt=0として、H期間内での時刻tにおける駆動電流の電流値i1(t)は以下の式(16)によって表される。また、L期間内での時刻tにおける駆動電流の電流値i2(t)は以下の式(17)によって表される。
i1(t)=E/R*(1−e−(R/L)t) (16)
i2(t)=E/R*e−(R/L)t (17)
Further, assuming that the start timings of the H period and the L period are each t = 0, the current value i1 (t) of the drive current at time t in the H period is expressed by the following equation (16). Further, the current value i2 (t) of the drive current at time t in the L period is expressed by the following equation (17).
i1 (t) = E / R * (1-e- (R / L) t ) (16)
i2 (t) = E / R * e − (R / L) t (17)

なお、i1(t)及びi2(t)は、モータのコイルL1をそのリアクタンス成分及び抵抗成分の直列回路で近似した場合の、コイルL1に流れる電流についての過渡解に相当する。式(16)は、PWM信号のH期間の開始タイミングに電圧Eが印加された際の過渡電流を表している。また、式(17)は、電圧Eの印加によって駆動電流がE/Rに達した状態で、PWM信号のL期間の開始タイミングに印加電圧が0[V]に切り替わった際の過渡電流を表している。   Note that i1 (t) and i2 (t) correspond to transient solutions for the current flowing in the coil L1 when the coil L1 of the motor is approximated by a series circuit of its reactance component and resistance component. Expression (16) represents a transient current when the voltage E is applied to the start timing of the H period of the PWM signal. Further, equation (17) represents a transient current when the applied voltage is switched to 0 [V] at the start timing of the L period of the PWM signal in a state where the drive current has reached E / R by the application of voltage E. ing.

また、H期間及びL期間の開始タイミングをそれぞれt=0とすると、基準関数ref1(t)及びref2(t)は、以下の式(18)及び(19)によって表される。
ref1(t)=E/R/T1*t (18)
ref2(t)=E/R*(1−(t/T2)) (19)
Further, assuming that the start timings of the H period and the L period are t = 0 respectively, the reference functions ref1 (t) and ref2 (t) are expressed by the following equations (18) and (19).
ref1 (t) = E / R / T1 * t (18)
ref2 (t) = E / R * (1- (t / T2)) (19)

なお、T1はH期間の長さを表す値であって、T2はL期間の長さを表す値である。デューティ比DRが50%である場合には、T1とT2は同じ値となる。   T1 is a value representing the length of the H period, and T2 is a value representing the length of the L period. When the duty ratio DR is 50%, T1 and T2 have the same value.

更に、駆動電流Iの電流値i1(t)と基準関数ref1(t)との差分、即ち、式(16)と式(18)との差分i1diff(t)は以下の式(20)によって表される。また、駆動電流Iの電流値i2(t)と基準関数ref2(t)との差分、即ち、式(17)と式(19)との差分i2diff(t)は以下の式(21)によって表される。
i1diff(t)= E/R*(1−e−(R/L)t−t/T1) (20)
i2diff(t)=−E/R*(1−e−(R/L)t−t/T2) (21)
Furthermore, the difference between the current value i1 (t) of the drive current I and the reference function ref1 (t), that is, the difference i1diff (t) between the equation (16) and the equation (18) is represented by the following equation (20) Be done. Further, the difference between the current value i2 (t) of the drive current I and the reference function ref2 (t), that is, the difference i2diff (t) between the equation (17) and the equation (19) is given by the following equation (21) Be done.
i1diff (t) = E / R * (1-e- (R / L) t- t / T1) (20)
i2diff (t) =-E / R * (1-e- (R / L) t- t / T2) (21)

前述したように、デューティ比DRが50%である場合には、T1とT2は同じ値となる。したがって、i1diff(t)の絶対値とi2diff(t)の絶対値は等しい(|i1diff(t)|=||i2diff(t)|)。また、検出タイミングts1はT1/2であり、検出タイミングts2はT2/2であるため、デューティ比DRが50%である場合には、H期間が開始してから検出タイミングts1までの時間とL期間が開始してから検出タイミングts2までの時間は等しい。したがって、式(13)、(14)、(20)及び(21)から次式(22)に示す関係を得ることができる。
Δi1=|i1diff(T/2)|=|i2diff(T/2)|=Δi2(22)
即ち、Δi1=Δi2が成立する。
As described above, when the duty ratio DR is 50%, T1 and T2 have the same value. Therefore, the absolute value of i1diff (t) and the absolute value of i2diff (t) are equal (| i1diff (t) | = || i2diff (t) |). Further, since the detection timing ts1 is T1 / 2 and the detection timing ts2 is T2 / 2, when the duty ratio DR is 50%, the time from the start of the H period to the detection timing ts1 and L The time from the start of the period to the detection timing ts2 is equal. Therefore, the relationship shown in the following equation (22) can be obtained from the equations (13), (14), (20) and (21).
Δi1 = | i1diff (T / 2) | = | i2diff (T / 2) | = Δi2 (22)
That is, Δi1 = Δi2 is established.

以上のことから、式(15)及び式(22)に示すように、検出値I(ts1)と検出値I(ts2)との差分の絶対値(|Idiff|)を2で除算することによって、Δi1及びΔi2を算出することができる。具体的には、次式(23)を用いて、Δi1及びΔi2を算出することができる。
|Idiff|/2=(Δi1+Δi2)/2=Δi1=Δi2 (23)
From the above, it is possible to divide the absolute value (| Idiff |) of the difference between the detected value I (ts1) and the detected value I (ts2) by 2 as shown in the equations (15) and (22). , Δi1 and Δi2 can be calculated. Specifically, Δi1 and Δi2 can be calculated using the following equation (23).
| Idiff | / 2 = (Δi1 + Δi2) / 2 = Δi1 = Δi2 (23)

電流値生成器530a(補正制御部903)は、S103において上述のようにして得られたΔi1及びΔi2に基づいて、以下の式(24)、(25)のように補正値C1,C2を決定する。
C1=−Δi1 (24)
C2= Δi2 (25)
The current value generator 530a (correction control unit 903) determines the correction values C1 and C2 as in the following equations (24) and (25) based on Δi1 and Δi2 obtained as described above in S103. Do.
C1 = −Δi1 (24)
C2 = Δi2 (25)

次に、S105において、電流値生成器530a(補正制御部903)は、決定した補正値C1及びC2を、補正値記憶部904に保存する。   Next, in S105, the current value generator 530a (correction control unit 903) stores the determined correction values C1 and C2 in the correction value storage unit 904.

以上のようにして、電流値生成器530aは補正値を取得する。   As described above, the current value generator 530a acquires the correction value.

<補正後の電流波形の振幅を補正する方法>
上述のように、本実施形態では、デューティ比が50%である状態における駆動電流に基づいて補正値C1及びC2を決定した。そして、H期間に検出された(即ち、デューティ比が50%以上である場合に検出された)電流値は補正値C1によって補正され、L期間に検出された電流値(即ち、デューティ比が50%未満である場合に検出された電流値)は補正値C2によって補正された。
<Method for correcting the amplitude of the current waveform after correction>
As described above, in the present embodiment, the correction values C1 and C2 are determined based on the drive current in the state where the duty ratio is 50%. The current value detected in the H period (that is, detected when the duty ratio is 50% or more) is corrected by the correction value C1, and the current value detected in the L period (that is, the duty ratio is 50). The current value detected when it is less than% was corrected by the correction value C2.

図10は、各デューティ比における駆動電流の波形を示す図である。図10(a)はデューティ比が50%である状態における駆動電流の波形を示す図である。図10(b)はデューティ比が75%である状態における駆動電流の波形を示す図である。図10(c)はデューティ比が100%である状態における駆動電流の波形を示す図である。なお、図10に示すように、駆動電流の電流値I(ts1)と基準関数ref1(ts1)との差分値Δiはデューティ比によって異なる。具体的には、デューティ比が大きくなるほど、差分値Δi1は小さくなる。したがって、デューティ比50%における差分値Δiに基づく補正値C1を用いてH期間に検出された電流値(即ち、デューティ比50%以上において検出された電流値)を補正すると、補正後の値が実際に流れる電流の値よりも小さくなってしまう可能性がある。また、補正値C2を用いてL期間に検出された電流値(即ち、デューティ比50%未満において検出された電流値)を補正すると、補正後の値が実際に流れる電流の値よりも大きくなってしまう可能性がある。この結果、図19に示すように、検出された電流波形の振幅が、実際にモータの巻線に流れる電流の振幅よりも小さくなってしまう可能性がある。   FIG. 10 is a diagram showing the waveform of the drive current at each duty ratio. FIG. 10A is a diagram showing the waveform of the drive current in the state where the duty ratio is 50%. FIG. 10B is a diagram showing the waveform of the drive current in the state where the duty ratio is 75%. FIG. 10C is a diagram showing the waveform of the drive current in the state where the duty ratio is 100%. As shown in FIG. 10, the difference value Δi between the current value I (ts1) of the drive current and the reference function ref1 (ts1) differs depending on the duty ratio. Specifically, as the duty ratio increases, the difference value Δi1 decreases. Therefore, when the current value detected in period H (that is, the current value detected at a duty ratio of 50% or more) is corrected using correction value C1 based on difference value Δi at a duty ratio of 50%, the corrected value becomes It may be smaller than the value of the current actually flowing. In addition, when the current value detected in the L period (that is, the current value detected at a duty ratio of less than 50%) is corrected using the correction value C2, the value after correction becomes larger than the value of the current actually flowing There is a possibility of As a result, as shown in FIG. 19, the amplitude of the detected current waveform may be smaller than the amplitude of the current actually flowing through the motor winding.

そこで、本実施形態では、以下の構成を適用することによって、検出された駆動電流に基づいて行われる、巻線に流れる駆動電流の制御を高精度に行う。   So, in this embodiment, control of the drive current which flows into a winding performed based on the detected drive current is performed with high precision by applying the following composition.

図11は、補正後の電流波形の振幅を補正する方法を説明する図である。なお、図11に示す、実際に巻線に流れる電流Iは、以下の式(26)で表される。
I=(E*デューティ比−E/2)*2}/R (26)
FIG. 11 is a diagram for explaining a method of correcting the amplitude of the current waveform after correction. The current I actually flowing through the winding shown in FIG. 11 is expressed by the following equation (26).
I = (E * duty ratio−E / 2) * 2} / R (26)

なお、Eは電源電圧であり、Rモータの巻線の抵抗値である。また、式(26)は、巻線に流れる電流がデューティ比に応じて線型的に変化すると近似した場合を表す式である。   In addition, E is a power supply voltage and is a resistance value of the winding of R motor. Expression (26) is an expression representing a case where the current flowing through the winding is approximated to change linearly in accordance with the duty ratio.

本実施形態においては、一例として、モータの巻線の抵抗値Rが12Ω、電源電圧Eが24Vである場合の電流Iが図11に示されている。以下、モータの巻線の抵抗値Rが12Ω、電源電圧Eが24Vである場合について説明するが、抵抗値R及び電源電圧Eの値はこれに限定されるものではない。   In the present embodiment, as an example, FIG. 11 shows the current I when the resistance value R of the motor winding is 12Ω and the power supply voltage E is 24V. Hereinafter, the case where the resistance value R of the motor winding is 12Ω and the power supply voltage E is 24 V will be described, but the values of the resistance R and the power supply voltage E are not limited to this.

図11に示すように、デューティ比50%における差分値Δiに基づいて補正された電流値の絶対値は、実際の電流の電流値の絶対値よりも小さい。これは、補正後の電流波形の振幅が実際の電流波形の振幅よりも小さいことを意味する。   As shown in FIG. 11, the absolute value of the current value corrected based on the difference value Δi at a duty ratio of 50% is smaller than the absolute value of the current value of the actual current. This means that the amplitude of the current waveform after correction is smaller than the amplitude of the actual current waveform.

本実施形態においては、図11に示す補正後の電流を表す直線の傾きを補正することによって、補正後の電流波形の振幅を補正する。具体的には、補正後の電流を表す直線の傾きを実際の電流を表す直線の傾きに補正することによって補正後の電流波形の振幅を補正する。以下に、その補正方法について説明する。   In the present embodiment, the amplitude of the current waveform after correction is corrected by correcting the slope of the straight line representing the current after correction shown in FIG. Specifically, the amplitude of the current waveform after correction is corrected by correcting the inclination of the straight line representing the current after correction to the inclination of the straight line representing the actual current. The correction method will be described below.

図11において、デューティ比が0%、電流Iが0Aである点を原点(0,0)と定義すると、実際の電流を表す直線は、点B(100,2)と点C(50,0)とを通る直線である。また、補正後の電流を表す直線は、点A(100,2−Δi)と点C(50,0)とを通る直線である。したがって、補正後の電流を表す直線の傾きを実際の電流を表す直線の傾きに補正するための補正係数をGと定義すると、以下の式(27)が成り立つ。
(2−Δi)/50*G=2/50 (27)
In FIG. 11, when a point where the duty ratio is 0% and the current I is 0A is defined as the origin (0, 0), the straight line representing the actual current is point B (100, 2) and point C (50, 0). ) And a straight line passing through. Further, a straight line representing the current after correction is a straight line passing through the point A (100, 2-Δi) and the point C (50, 0). Therefore, if a correction coefficient for correcting the slope of the straight line representing the current after correction to the slope of the straight line representing the actual current is defined as G, the following equation (27) holds.
(2-Δi) / 50 * G = 2/50 (27)

式(27)に基づいて、補正係数Gは以下の式(28)によって表される。
G=2/(2−Δi) (28)
Based on equation (27), the correction coefficient G is expressed by the following equation (28).
G = 2 / (2-Δi) (28)

補正制御部903は、このようにして得られた補正係数Gを、補正値C1又はC2によって補正された電流値に乗算することによって更に補正し、補正した電流値を電流値iαとして出力する。式(28)に示すように、補正係数Gは1以上の値である。したがって、補正値C1又はC2によって補正された電流値に補正係数Gを乗算することで、電流値の絶対値を増大させることができる。この結果、検出された電流の波形の振幅が実際にモータの巻線に流れる電流の振幅よりも小さくなってしまうことを抑制することができる。なお、補正係数Gを決定する処理は、補正値C1、C2を決定する処理が行われる際に行われ、決定された補正係数Gは補正値記憶部904に保存されるものとする。   The correction control unit 903 further corrects by multiplying the current value corrected by the correction value C1 or C2 by the correction coefficient G thus obtained, and outputs the corrected current value as the current value iα. As shown in equation (28), the correction coefficient G is a value of 1 or more. Therefore, the absolute value of the current value can be increased by multiplying the current value corrected by the correction value C1 or C2 by the correction coefficient G. As a result, it can be suppressed that the amplitude of the waveform of the detected current actually becomes smaller than the amplitude of the current flowing through the motor winding. The process of determining the correction coefficient G is performed when the process of determining the correction values C1 and C2 is performed, and the determined correction coefficient G is stored in the correction value storage unit 904.

図12は、モータ制御装置600によるモータの制御方法を示すフローチャートである。以下に、図12を用いて、本実施形態におけるモータ509の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600によって実行される。   FIG. 12 is a flowchart showing a motor control method by the motor control device 600. The control of the motor 509 in the present embodiment will be described below with reference to FIG. The processing of this flowchart is executed by the motor control device 600 that has received an instruction from the CPU 151a.

まず、S201において、CPU151aからモータ制御装置600にenable信号‘H’が出力されると、モータ制御装置600はCPU151aから出力される指令に基づいて稼働する。enable信号とは、モータ制御装置600の稼働を許可又は禁止する信号である。enable信号が‘L(ローレベル)’である場合は、CPU151aはモータ制御装置600の稼働を禁止する。即ち、モータ制御装置600は停止する。また、enable信号が‘H(ハイレベル)’である場合は、CPU151aはモータ制御装置600の稼働を許可する。即ち、モータ制御装置600は稼働する。   First, in S201, when the enable signal 'H' is output from the CPU 151a to the motor control device 600, the motor control device 600 operates based on the command output from the CPU 151a. The enable signal is a signal that permits or prohibits the operation of the motor control device 600. When the enable signal is 'L (low level)', the CPU 151a prohibits the operation of the motor control device 600. That is, the motor control device 600 is stopped. When the enable signal is 'H (high level)', the CPU 151a permits the motor control device 600 to operate. That is, the motor control device 600 operates.

次に、S202において、CPU151aは、補正値C1、C2及び補正係数Gを決定するように、モータ制御装置600を制御する。この結果、モータ制御装置600は前述した方法で補正値C1、C2及び補正係数Gを決定し、補正値記憶部904に記憶する。   Next, in S202, the CPU 151a controls the motor control device 600 so as to determine the correction values C1 and C2 and the correction coefficient G. As a result, the motor control device 600 determines the correction values C1 and C2 and the correction coefficient G by the method described above, and stores them in the correction value storage unit 904.

その後、S203において、CPU151aは、モータの駆動が行われるように、モータ制御装置600を制御する。この結果、モータ制御装置600はモータの駆動を開始する。   Thereafter, in S203, the CPU 151a controls the motor control device 600 so as to drive the motor. As a result, the motor control device 600 starts driving of the motor.

S204において、モータ制御部157から出力された駆動電圧が0V以上(デューティ比(DR)が50%以上)である場合は、処理はS205に進む。S205において、検出制御部901は、ハイ期間に電圧値Vsnsをサンプリングして検出値Isnsを生成するように検出値生成部902を制御する。この結果、検出値生成部902は、ハイ期間に電圧値Vsnsをサンプリングし、検出値Isnsを生成する。   In S204, when the drive voltage output from the motor control unit 157 is 0 V or more (the duty ratio (DR) is 50% or more), the process proceeds to S205. In S205, the detection control unit 901 controls the detection value generation unit 902 so as to sample the voltage value Vsns in the high period and generate the detection value Isns. As a result, the detection value generation unit 902 samples the voltage value Vsns in the high period, and generates the detection value Isns.

その後、S206において、検出制御部901は、生成された検出値Isnsを、S202において補正値記憶部904に記憶された補正値C1で補正するよう、補正制御部903を制御する。この結果、補正制御部903は、取得した検出値Isnsに補正値C1(C1<0)を加算することによって検出値Isnsを補正する。その後、CPU151aは処理をS207に進める。   After that, in S206, the detection control unit 901 controls the correction control unit 903 to correct the generated detection value Isns with the correction value C1 stored in the correction value storage unit 904 in S202. As a result, the correction control unit 903 corrects the detection value Isns by adding the correction value C1 (C1 <0) to the acquired detection value Isns. Thereafter, the CPU 151a advances the process to step S207.

また、S204において、モータ制御部157から出力された駆動電圧が負(デューティ比が50%未満)である場合は、処理はS209に進む。S209において、検出制御部901は、ロー期間に電圧値Vsnsをサンプリングして検出値Isnsを生成するように、検出値生成部902を制御する。この結果、検出値生成部902は、ロー期間に電圧値Vsnsをサンプリングし、検出値Isnsを生成する。   If the drive voltage output from the motor control unit 157 is negative (duty ratio is less than 50%) in S204, the process proceeds to S209. In S209, the detection control unit 901 controls the detection value generation unit 902 so as to sample the voltage value Vsns in the low period and generate the detection value Isns. As a result, the detection value generation unit 902 samples the voltage value Vsns in the low period to generate the detection value Isns.

次に、S210において、検出制御部901は、生成した検出値Isnsの極性(即ち、電圧値Vsnsの極性)を反転させる反転処理を行うよう、検出値生成部902を制御する。この結果、検出値生成部902は、生成した検出値Isnsの極性(即ち、電圧値Vsnsの極性)を反転させる。   Next, in S210, the detection control unit 901 controls the detection value generation unit 902 to perform an inversion process to invert the polarity of the generated detection value Isns (that is, the polarity of the voltage value Vsns). As a result, the detection value generation unit 902 inverts the polarity of the generated detection value Isns (that is, the polarity of the voltage value Vsns).

その後、S211において、検出制御部901は、生成された検出値Isnsを、S202において補正値記憶部904に記憶された補正値C2で補正するよう、補正制御部903を制御する。この結果、補正制御部903は、反転処理後の検出値Isnsに補正値C2(C1>0)を加算することによって検出値Isnsを補正する。その後、CPU151aは処理をS207に進める。   After that, in S211, the detection control unit 901 controls the correction control unit 903 to correct the generated detection value Isns with the correction value C2 stored in the correction value storage unit 904 in S202. As a result, the correction control unit 903 corrects the detection value Isns by adding the correction value C2 (C1> 0) to the detection value Isns after the inversion processing. Thereafter, the CPU 151a advances the process to step S207.

S207において、補正制御部903は、S202において決定された補正係数Gを用いて、補正値C1又はC2によって補正された電流値を補正する。そして、補正制御部903は、当該補正後の電流値Iαを出力する。   In S207, the correction control unit 903 corrects the current value corrected by the correction value C1 or C2 using the correction coefficient G determined in S202. Then, the correction control unit 903 outputs the corrected current value Iα.

以降、CPU151aがモータ制御装置600にenable信号‘L’を出力するまで、モータ制御装置600は上述の制御を繰り返し行う。なお、補正値C1、C2及び補正係数Gは、図12に示すようにモータの駆動が開始される毎に更新されてもよいし、更新されなくてもよい。   Thereafter, the motor control device 600 repeatedly performs the above-described control until the CPU 151a outputs the enable signal 'L' to the motor control device 600. The correction values C1 and C2 and the correction coefficient G may or may not be updated each time the driving of the motor is started as shown in FIG.

以上のように、本実施形態においては、デューティ比が50%である状態における電流値に基づいて決定された補正値C1,C2を用いて、検出された電流値を補正する。具体的には、デューティ比が50%以上である場合は、補正値C1を用いて、検出された電流値を補正し、デューティ比が50%未満である場合は、補正値C2を用いて、検出された電流値を補正する。このような構成を用いることによって、検出電流の波形に生じる段差を低減することができる。   As described above, in the present embodiment, the detected current value is corrected using the correction values C1 and C2 determined based on the current value in the state where the duty ratio is 50%. Specifically, when the duty ratio is 50% or more, the detected current value is corrected using the correction value C1, and when the duty ratio is less than 50%, the correction value C2 is used. Correct the detected current value. By using such a configuration, it is possible to reduce the level difference generated in the waveform of the detection current.

更に、本実施形態においては、補正値C1,C2によって補正された電流値が、当該電流値の絶対値を増大させる補正係数Gによって補正される。この結果、補正値C1,C2によって補正された電流の波形の振幅が実際にモータの巻線に流れる電流の振幅よりも小さくなってしまうことを抑制することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the current value corrected by the correction values C1 and C2 is corrected by the correction coefficient G that increases the absolute value of the current value. As a result, it can be suppressed that the amplitude of the waveform of the current corrected by the correction values C1 and C2 is actually smaller than the amplitude of the current flowing through the motor winding.

これらの構成を適用することによって、検出された駆動電流に基づいて行われる、巻線に流れる駆動電流の制御を高精度に行うことができる。この結果、高精度なモータの制御を行うことができる。   By applying these configurations, it is possible to control the drive current flowing through the winding with high accuracy, which is performed based on the detected drive current. As a result, highly accurate control of the motor can be performed.

なお、本実施形態においては、デューティ比50%における電流値とデューティ比100%における電流値とに基づいて補正係数Gが決定されたが、この限りではない。例えば、デューティ比30%における電流値とデューティ比70%における電流値とに基づいて補正係数Gが決定されてもよい。   In the present embodiment, the correction coefficient G is determined based on the current value at a duty ratio of 50% and the current value at a duty ratio of 100%, but the present invention is not limited to this. For example, the correction coefficient G may be determined based on the current value at a duty ratio of 30% and the current value at a duty ratio of 70%.

また、本実施形態においては、巻線に流れる電流がデューティ比に応じて線型的に変化すると近似することによって補正係数Gが決定されたが、例えば、巻線に流れる電流を指数関数等の他の関数に近似することによって補正係数Gが決定されてもよい。   Further, in the present embodiment, the correction coefficient G is determined by approximating that the current flowing in the winding linearly changes in accordance with the duty ratio, but for example, the current flowing in the winding may The correction factor G may be determined by approximating to a function of

また、本実施形態においては、抵抗器200の電源側からGND側に向かう方向の電圧の極性を正とし、FETQ1とFETQ3との接続点からFETQ2とFETQ4との接続点に流れる電流の極性を正としたが、この限りではない。例えば、抵抗器200の電源側からGND側に向かう方向の電圧の極性を正とし、FETQ2とFETQ4との接続点からFETQ1とFETQ3との接続点に流れる電流の極性を正としてもよい。この場合、ハイ期間に検出された検出値の極性を反転させ、ロー期間に検出された検出値の極性を反転させない構成となる。   Further, in the present embodiment, the polarity of the voltage in the direction from the power supply side to the GND side of the resistor 200 is positive, and the polarity of the current flowing from the connection point of FETQ1 and FETQ3 to the connection point of FETQ2 and FETQ4 is positive. But it is not this limitation. For example, the polarity of the voltage in the direction from the power supply side to the GND side of the resistor 200 may be positive, and the polarity of the current flowing from the connection point of the FET Q2 and the FET Q4 to the connection point of the FET Q1 and the FET Q3 may be positive. In this case, the polarity of the detected value detected in the high period is inverted, and the polarity of the detected value detected in the low period is not inverted.

なお、本実施形態においては、デューティ比が50%以上であるか否かに基づいて、電圧値Vsnsのサンプリングをハイ期間に行うかロー期間に行うかを決定したが、この限りではない。例えば、デューティ比が70%以上であるか否かに基づいて、電圧値Vsnsのサンプリングをハイ期間に行うかロー期間に行うかを決定してもよい。この場合、補正値C1及びC2は、デューティ比が70%である状態における電流値に基づいて決定される。   In the present embodiment, based on whether the duty ratio is 50% or more, it is determined whether the sampling of the voltage value Vsns is performed in the high period or in the low period, but it is not limited to this. For example, whether to sample the voltage value Vsns in the high period or in the low period may be determined based on whether the duty ratio is 70% or more. In this case, the correction values C1 and C2 are determined based on the current value in the state where the duty ratio is 70%.

また、本実施形態においては、PWM+のレベルに基づいて電流値の検出及び補正が行われたが、PWM−のレベルに基づいて電流値の検出及び補正が行われてもよい。この場合、PWM+のH期間用の補正値C1は、PWM−のL期間用の補正値として用いられ、PWM+のL期間用の補正値C2は、PWM−のH期間用の補正値として用いられる。   Moreover, in the present embodiment, detection and correction of the current value are performed based on the level of PWM +, but detection and correction of the current value may be performed based on the level of PWM−. In this case, the correction value C1 for the H period of PWM + is used as a correction value for the L period of PWM-, and the correction value C2 for L period of PWM + is used as a correction value for the H period of PWM- .

また、本実施形態においては、電流値生成部530は、H期間の中心タイミング又はL期間の中心タイミングにおいて電流を検出したが、電流を検出するタイミングは、期間の中心タイミングに限定されるものではない。例えば、期間の中心からずれたタイミングにおいて電流値生成部530が電流を検出してもよい。   Further, in the present embodiment, the current value generation unit 530 detects the current at the center timing of the H period or at the center timing of the L period, but the timing of detecting the current is limited to the center timing of the period. Absent. For example, the current value generation unit 530 may detect the current at a timing shifted from the center of the period.

また、本実施形態においては、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、DCモータ等の他のモータであっても良い。また、モータは2相モータである場合に限らず、3相モータ等の他のモータであっても本実施形態を適用することができる。   Further, in the present embodiment, a stepping motor is used as a motor for driving a load, but another motor such as a DC motor may be used. Further, the motor is not limited to a two-phase motor, and the present embodiment can be applied to other motors such as a three-phase motor.

また、本実施形態におけるベクトル制御では、位相フィードバック制御を行うことによってモータ509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を制御する構成であっても良い。具体的には、図13に示すように、モータ制御装置内部に速度決定器514を設け、速度決定器514が位相決定器513から出力された回転位相θの時間変化に基づいて回転速度ωを決定する。なお、速度の決定には、式(29)が用いられるものとする。
ω=dθ/dt (29)
Further, in the vector control in the present embodiment, the motor 509 is controlled by performing phase feedback control, but the present invention is not limited to this. For example, the motor 509 may be controlled by feeding back the rotational speed ω of the rotor 402. Specifically, as shown in FIG. 13, a speed determiner 514 is provided inside the motor controller, and the speed determiner 514 generates the rotational speed ω based on the time change of the rotational phase θ output from the phase determiner 513. decide. In addition, Formula (29) shall be used for determination of speed.
ω = dθ / dt (29)

そして、CPU151aは回転子の目標速度を表す指令速度ω_refを出力する。更に、モータ制御装置内部に速度制御器500を設け、速度制御器500が回転速度ωと指令速度ω_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構成とする。このような速度フィードバック制御を行うことによって、モータ509を制御する構成であっても良い。このような構成においては回転速度をフィードバックしているため、回転子の回転速度が所定の速度になるように制御することができる。したがって、画像形成装置において、記録媒体への画像形成を適切に行うために回転速度を一定速度に制御する必要がある負荷(例えば、感光ドラム、搬送ベルト等)を駆動するモータに速度フィードバック制御を用いたベクトル制御を適用する。この結果、記録媒体への画像形成を適切に行うことができる。   Then, the CPU 151a outputs a commanded speed ω_ref representing a target speed of the rotor. Furthermore, a speed controller 500 is provided inside the motor controller, and the q-axis current command value iq_ref and the d-axis current command value id_ref are generated so that the speed controller 500 reduces the deviation between the rotational speed ω and the command speed ω_ref. Output. The motor 509 may be controlled by performing such speed feedback control. In such a configuration, since the rotational speed is fed back, the rotational speed of the rotor can be controlled to be a predetermined speed. Therefore, in the image forming apparatus, the speed feedback control is applied to the motor for driving the load (for example, the photosensitive drum, the conveying belt, etc.) which needs to control the rotational speed to a constant speed in order to appropriately form the image on the recording medium. Apply the vector control used. As a result, image formation on the recording medium can be appropriately performed.

また、本実施形態は、ベクトル制御を有する構成に限らず、電流を検出して当該検出値をフィードバックする構成を有するものに適用される。   Moreover, this embodiment is applied not only to the structure which has vector control but to what has a structure which detects electric current and feeds back the said detected value.

また、本実施形態においては、回転子として永久磁石が用いられているが、これに限定されるものではない。   Moreover, in this embodiment, although a permanent magnet is used as a rotor, it is not limited to this.

50 モータ駆動回路
Q1〜Q4 FET
203 PWM生成器
506 PWMインバータ
509 ステッピングモータ
530 電流値生成器
50 Motor drive circuit Q1 to Q4 FET
203 PWM generator 506 PWM inverter 509 stepping motor 530 current value generator

Claims (21)

Hブリッジ回路を構成する複数のスイッチング素子を備え、モータの巻線が接続される駆動回路と、
前記複数のスイッチング素子のオン動作、オフ動作を制御するPWM信号であって、ハイレベルとローレベルの一方である第1レベルの信号とハイレベルとローレベルの他方である第2レベルの信号とで構成されるPWM信号を生成するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段によって生成されたPWM信号のデューティ比によって決まるタイミングにおいて、前記巻線に流れる駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記デューティ比が所定値より大きい場合は、前記PWM信号が前記第1レベルである第1期間に前記駆動電流の電流値を検出し、前記デューティ比が前記所定値より小さい場合は、前記PWM信号が前記第2レベルである第2期間に前記駆動電流の電流値を検出し、
更に、前記補正手段は、前記PWM信号が前記ハイレベルであるハイ期間に検出された電流値を、当該電流値を減少させる第1補正値に基づいて補正し、前記PWM信号が前記ローレベルであるロー期間に検出された電流値を、当該電流値を増加させる第2補正値に基づいて補正し、
更に、前記補正手段は、前記第1補正値又は前記第2補正値に基づいて補正された電流値を、当該電流値の絶対値を増大させる第3補正値に基づいて更に補正し、
前記パルス生成手段は、前記補正手段が前記第3補正値に基づいて補正した電流値に基づいて、前記PWM信号を生成することを特徴とするモータ制御装置。
A drive circuit including a plurality of switching elements forming an H-bridge circuit and to which a winding of a motor is connected;
A PWM signal that controls the on operation and the off operation of the plurality of switching elements, the first level signal being one of high level and low level, and the second level signal being the other of high level and low level Pulse generation means for generating a PWM signal composed of
Correction means for detecting the current value of the drive current flowing through the winding at a timing determined by the duty ratio of the PWM signal generated by the pulse generation means, and correcting the detected current value;
Have
The correction means detects the current value of the drive current during the first period in which the PWM signal is at the first level when the duty ratio is larger than a predetermined value, and the duty ratio is smaller than the predetermined value. Detects the current value of the drive current during a second period in which the PWM signal is at the second level,
Furthermore, the correction means corrects the current value detected in the high period in which the PWM signal is the high level based on a first correction value for decreasing the current value, and the PWM signal is at the low level. Correcting a current value detected in a low period based on a second correction value that increases the current value,
Furthermore, the correction means further corrects the current value corrected based on the first correction value or the second correction value, based on a third correction value that increases the absolute value of the current value.
A motor control apparatus characterized in that the pulse generation means generates the PWM signal based on the current value corrected by the correction means based on the third correction value.
前記補正手段は、前記デューティ比が第1デューティ比である状態における電流値と前記デューティ比が第2デューティ比である状態における電流値とに基づいて、前記第3補正値を決定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The correction means may determine the third correction value based on a current value in a state in which the duty ratio is a first duty ratio and a current value in a state in which the duty ratio is a second duty ratio. The motor control device according to claim 1. 前記第1補正値又は前記第2補正値に基づいて補正された電流値が0である場合、当該電流値が前記第3補正値に基づいて補正された後の電流値は0であ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。   If the current value corrected based on the first correction value or the second correction value is 0, the current value after the current value is corrected based on the third correction value is 0 The motor control device according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記補正手段は、前記第1補正値又は前記第2補正値に基づいて補正された電流値に前記第3補正値を乗算することによって、前記第1補正値又は前記第2補正値に基づいて補正された電流値を補正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 correction means multiplies the current value corrected based on the first correction value or the second correction value by the third correction value, based on the first correction value or the second correction value. The motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the corrected current value is corrected. 前記補正手段は、前記デューティ比が前記所定値である状態における前記ハイ期間に検出した前記駆動電流の電流値に基づいて前記第1補正値を決定し、前記デューティ比が前記所定値である状態における前記ロー期間に検出した前記駆動電流の電流値に基づいて前記第2補正値を決定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   The correction means determines the first correction value based on the current value of the drive current detected in the high period in the state where the duty ratio is the predetermined value, and the duty ratio is the predetermined value. The motor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second correction value is determined based on a current value of the drive current detected in the low period in. 前記第2補正値は、前記デューティ比が前記所定値である状態における前記ハイ期間に検出した前記駆動電流の電流値と前記デューティ比が前記所定値である状態における前記ロー期間に検出した前記駆動電流の電流値との差分の絶対値を2で除算することによって算出された値であり、
前記第1補正値は、前記第2補正値の極性を反転して得られた値であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The second correction value is a current value of the drive current detected in the high period when the duty ratio is the predetermined value, and the drive detected in the low period when the duty ratio is the predetermined value. It is a value calculated by dividing the absolute value of the difference between the current and the current value by 2.
The motor control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first correction value is a value obtained by inverting the polarity of the second correction value.
前記モータ制御装置は、前記補正手段が前記第3補正値に基づいて補正した電流値に基づいて前記モータを制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記補正手段が前記第3補正値に基づいて補正した電流値と前記巻線に供給するべき駆動電流の電流値との偏差が小さくなるように、前記駆動回路を駆動する駆動電圧を生成する電圧生成手段を有し、
前記パルス生成手段は、前記電圧生成手段によって生成された前記駆動電圧と搬送波としての三角波とを比較することによって前記PWM信号を生成する比較手段を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The motor control device includes control means for controlling the motor based on the current value corrected by the correction means based on the third correction value.
The control means drives the drive circuit such that the deviation between the current value corrected by the correction means based on the third correction value and the current value of the drive current to be supplied to the winding is reduced. Having voltage generating means for generating a voltage;
7. The pulse generation means according to any one of claims 1 to 6, further comprising comparison means for generating the PWM signal by comparing the drive voltage generated by the voltage generation means with a triangular wave as a carrier wave. The motor control device according to any one of the preceding claims.
前記補正手段は、前記ハイ期間に前記駆動電流を検出する場合は、前記PWM信号のレベルが前記ローレベルから前記ハイレベルへと切り替わった後に前記三角波が最初に極値となるタイミングにおいて前記駆動電流を検出し、前記ロー期間に前記駆動電流を検出する場合は、前記PWM信号のレベルが前記ハイレベルから前記ローレベルへと切り替わった後に前記三角波が最初に極値となるタイミングにおいて前記駆動電流を検出することを特徴とする請求項7に記載のモータ制御装置。   When the correction means detects the drive current in the high period, the drive current at a timing when the triangular wave first reaches an extreme value after the level of the PWM signal is switched from the low level to the high level. When the drive current is detected in the low period, the drive current is detected at a timing when the triangular wave first reaches an extreme value after the level of the PWM signal switches from the high level to the low level. The motor control device according to claim 7, wherein the motor control device detects the motor. 前記補正手段は、前記第1期間に検出した前記駆動電流の電流値の極性を反転させず、前記第2期間に検出した前記駆動電流の電流値の極性を反転させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   The invention is characterized in that the correction means does not invert the polarity of the current value of the drive current detected in the first period, but inverts the polarity of the current value of the drive current detected in the second period. The motor control device according to any one of 1 to 8. 前記所定値は50%であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to any one of claims 1 to 9, wherein the predetermined value is 50%. 前記駆動回路は、
第1のスイッチング素子の一端及び第2のスイッチング素子の一端が電源に接続されており、
前記第1のスイッチング素子の他端に第3のスイッチング素子の一端が直列に接続されており、
前記第2のスイッチング素子の他端に第4のスイッチング素子の一端が直列に接続されており、
前記第3のスイッチング素子の他端と前記第4のスイッチング素子の他端とに抵抗器が接続されており、
前記抵抗器は接地されており、
前記モータの巻線は、一端が前記第1のスイッチング素子と第3のスイッチング素子とを繋ぐ導線に接続され、他端が前記第2のスイッチング素子と第4のスイッチング素子とを繋ぐ導線に接続された回路であることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The drive circuit is
One end of the first switching element and one end of the second switching element are connected to the power supply,
One end of a third switching element is connected in series to the other end of the first switching element,
One end of a fourth switching element is connected in series to the other end of the second switching element,
A resistor is connected to the other end of the third switching element and the other end of the fourth switching element,
The resistor is grounded,
One end of the winding of the motor is connected to a lead connecting the first switching element and the third switching element, and the other end is connected to a lead connecting the second switching element and the fourth switching element The motor control device according to any one of claims 7 to 10, wherein the motor control circuit is a circuit as described above.
前記比較手段によって生成されたPWM信号は、前記第1のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子へ供給され、
前記比較手段によって生成されたPWM信号とは逆位相であるPWM信号が、前記第2のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子へ供給される
ことを特徴とする請求項11に記載のモータ制御装置。
The PWM signal generated by the comparison means is supplied to the first switching element and the fourth switching element,
The motor control device according to claim 11, wherein a PWM signal having a phase opposite to that of the PWM signal generated by the comparison means is supplied to the second switching element and the fourth switching element. .
前記制御手段は、
前記モータの回転子の回転によって前記モータの第1相の巻線及び前記モータの第2相の巻線に誘起される誘起電圧を、前記補正手段が前記第3補正値に基づいて補正した電流値に基づいて決定する誘起電圧決定手段と、
前記誘起電圧決定手段によって決定された前記第1相の誘起電圧と前記第2相の誘起電圧とに基づいて前記モータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記回転子の目標位相を表す指令位相と前記位相決定手段によって決定された回転位相との偏差が小さくなるように、前記位相決定手段によって決定された回転位相を基準とした回転座標系において表される電流値の電流成分であって、前記回転子にトルクを発生させるトルク電流成分の値と前記モータの巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流成分の値とに基づいて前記巻線に流れる前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The control means
Current obtained by the correction means correcting the induced voltage induced in the first phase winding of the motor and the second phase winding of the motor by the rotation of the rotor of the motor based on the third correction value A means for determining an induced voltage based on the value;
Phase determining means for determining a rotational phase of a rotor of the motor based on the induced voltage of the first phase and the induced voltage of the second phase determined by the induced voltage determining means;
Have
The control means performs rotation based on the rotational phase determined by the phase determination means so that the deviation between the command phase representing the target phase of the rotor and the rotational phase determined by the phase determination means is reduced. Based on the value of the torque current component that causes the rotor to generate torque and the value of the excitation current component that affects the strength of the magnetic flux passing through the motor winding, which are the current components of the current value represented in the coordinate system. The motor control device according to any one of claims 1 to 12, wherein the drive current flowing through the winding is controlled.
前記制御手段は、
前記モータの回転子の回転によって前記モータの第1相の巻線及び前記モータの第2相の巻線に誘起される誘起電圧を、前記補正手段によって補正された電流値に基づいて決定する誘起電圧決定手段と、
前記誘起電圧決定手段によって決定された前記第1相の誘起電圧と前記第2相の誘起電圧とに基づいて前記モータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記回転子の回転速度を決定する速度決定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記回転子の目標速度を表す指令速度と前記速度決定手段によって決定された回転速度との偏差が小さくなるように、前記位相決定手段によって決定された回転位相を基準とした回転座標系において表される電流値の電流成分であって、前記回転子にトルクを発生させるトルク電流成分の値と前記モータの巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流成分の値とに基づいて前記巻線に流れる前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The control means
An induction voltage that is determined based on the current value corrected by the correction means, the induced voltage induced in the first phase winding of the motor and the second phase winding of the motor by the rotation of the rotor of the motor Voltage determination means,
Phase determining means for determining a rotational phase of a rotor of the motor based on the induced voltage of the first phase and the induced voltage of the second phase determined by the induced voltage determining means;
Speed determining means for determining the rotational speed of the rotor;
Have
The control means performs rotation based on the rotational phase determined by the phase determination means such that a deviation between a commanded speed representing a target speed of the rotor and the rotational speed determined by the speed determination means is reduced. Based on the value of the torque current component that causes the rotor to generate torque and the value of the excitation current component that affects the strength of the magnetic flux passing through the motor winding, which are the current components of the current value represented in the coordinate system. The motor control device according to any one of claims 1 to 12, wherein the drive current flowing through the winding is controlled.
前記モータ制御装置は、
前記モータの第1相の巻線が接続される第1のモータ駆動回路と、
前記モータの第2相の巻線が接続される第2のモータ駆動回路と、
を有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The motor control device
A first motor drive circuit to which a first phase winding of the motor is connected;
A second motor drive circuit to which a second phase winding of the motor is connected;
The motor control device according to any one of claims 1 to 14, comprising:
シートを搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラを駆動するモータと、
請求項1乃至15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、前記搬送ローラを駆動するモータの駆動を制御することを特徴とするシート搬送装置。
A conveyance roller for conveying the sheet;
A motor for driving the transport roller;
The motor control device according to any one of claims 1 to 15,
Have
The sheet conveyance device, wherein the motor control device controls driving of a motor that drives the conveyance roller.
請求項16に記載のシート搬送装置と、
原稿を積載する原稿積載部と、
を有し、
前記原稿積載部に積載された前記原稿を前記シート搬送装置が給送することを特徴とする原稿給送装置。
A sheet conveying apparatus according to claim 16;
A document loading unit for loading documents;
Have
A document feeding apparatus characterized in that the sheet conveying device feeds the document stacked on the document loading unit.
請求項17に記載の原稿給送装置と、
前記原稿給送装置によって給送された前記原稿を読み取る読取手段と、
を有することを特徴とする原稿読取装置。
An original feeding device according to claim 17;
Reading means for reading the document fed by the document feeding device;
An original reading apparatus comprising:
請求項16に記載のシート搬送装置と、
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を有し、
前記画像形成手段は、前記シート搬送装置によって搬送された前記記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
A sheet conveying apparatus according to claim 16;
Image forming means for forming an image on a recording medium;
Have
An image forming apparatus, wherein the image forming unit forms an image on the recording medium conveyed by the sheet conveying apparatus.
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15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, comprising:
A motor that drives a load,
The motor control device according to any one of claims 1 to 15,
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20に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 20, wherein the load is a conveyance roller that conveys the recording medium.
JP2017081523A 2017-04-17 2017-04-17 Motor control device, sheet conveying device, and image forming apparatus Pending JP2018182942A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017081523A JP2018182942A (en) 2017-04-17 2017-04-17 Motor control device, sheet conveying device, and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017081523A JP2018182942A (en) 2017-04-17 2017-04-17 Motor control device, sheet conveying device, and image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018182942A true JP2018182942A (en) 2018-11-15

Family

ID=64276419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017081523A Pending JP2018182942A (en) 2017-04-17 2017-04-17 Motor control device, sheet conveying device, and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018182942A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020124097A (en) * 2019-01-31 2020-08-13 キヤノン株式会社 Motor control device, sheet conveying device, document feeding device, document reading device, and image forming apparatus
CN112532127A (en) * 2019-09-17 2021-03-19 株式会社东芝 Control device and motor drive system
WO2023119971A1 (en) 2021-12-24 2023-06-29 ミネベアミツミ株式会社 Motor drive control device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020124097A (en) * 2019-01-31 2020-08-13 キヤノン株式会社 Motor control device, sheet conveying device, document feeding device, document reading device, and image forming apparatus
JP7289662B2 (en) 2019-01-31 2023-06-12 キヤノン株式会社 image forming device
CN112532127A (en) * 2019-09-17 2021-03-19 株式会社东芝 Control device and motor drive system
CN112532127B (en) * 2019-09-17 2024-04-30 株式会社东芝 Control device and motor drive system
WO2023119971A1 (en) 2021-12-24 2023-06-29 ミネベアミツミ株式会社 Motor drive control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10305406B2 (en) Motor control apparatus, sheet conveying apparatus, document feeding apparatus, document reading apparatus, and image forming apparatus
JP6505155B2 (en) Motor control device, sheet conveying device, and image forming apparatus
JP6548627B2 (en) Sheet conveying apparatus and image forming apparatus
JP2017184490A (en) Motor drive unit and image formation device
JP6647262B2 (en) Motor control device, sheet transport device, document reading device, and image forming device
US10305402B2 (en) Motor control apparatus, sheet conveyance apparatus, document feeding apparatus, document reading apparatus, and image forming apparatus
JP2018182942A (en) Motor control device, sheet conveying device, and image forming apparatus
US10637382B2 (en) Motor control apparatus, sheet conveyance apparatus, and image forming apparatus
JP6685256B2 (en) Motor control device, sheet conveying device, document feeding device, document reading device, and image forming device
JP2017073877A (en) Motor control apparatus and image forming apparatus
US20180358913A1 (en) Motor control apparatus, sheet conveyance apparatus, document feeding apparatus, document reading apparatus, and image forming apparatus
JP2018007467A (en) Motor controller and image formation apparatus
JP7418126B2 (en) image forming device
JP7289662B2 (en) image forming device
JP2020202641A (en) Motor drive device and image forming apparatus
JP2018102063A (en) Motor controller, sheet feeding apparatus and image forming apparatus
JP2018019510A (en) Motor control apparatus and image forming apparatus
JP6720046B2 (en) Motor control device, sheet conveying device, document reading device, and image forming device
JP2018033268A (en) Motor control apparatus and image forming apparatus
JP2018174671A (en) Motor control device, sheet transfer device, and image formation device
JP2020174526A (en) Motor control device, sheet transfer device, document reader and image forming device
JP2022067172A (en) Motor control device, sheet transfer device and image forming device
JP2018121400A (en) Motor control device, sheet conveyance device, and image forming apparatus
JP2020033139A (en) Sheet conveying device, document reading device, and image forming device
JP7034727B2 (en) Motor control device, sheet transfer device and image forming device