[发明专利]电机控制装置以及图像形成设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年9月16日提交的日本专利申请No.2011-203502的优先权，其全部主题通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种电机控制装置和图像形成设备。

背景技术

作为将被驱动对象以高速传送到目标位置的技术，已知开关(bang-bang)控制(例如，见JP-A-2007-086904和JP-A-H07-302121)。

开关控制在以高速驱动被驱动对象方面是有利的。然而，开关控制是一种简单的控制方法，并且因此难以通过该控制方法高速地将被驱动对象停止在目标位置。同时，作为高速地将被驱动对象停止在目标位置的技术，已知的是基于目标分布(目标轨迹)的反馈控制。

发明内容

然而，即便使用基于饱和电流设置操纵量的极值的上述方法来进行反馈控制，在高精确度且高速地控制被驱动对象方面也存在着限制。

鉴于上述，本公开至少提供了一种电机控制装置，其与现有技术相比，能够高精确度且高速地将被驱动对象停止在目标位置。

本发明的电机控制装置包括：电机控制单元，其被配置为控制电机；以及信号输出单元，其被配置为根据电机的旋转输出信号，其中电机控制单元基于信号输出单元的输出信号控制电机，从而由电机驱动的被驱动对象移位到目标停止位置。电机控制单元被配置为用作：第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元以及切换单元，该切换单元在第一、第二和第三控制单元之间顺序地继续进行切换。

这里，第一控制单元执行第一电机控制，在该第一电机控制中，基于由信号输出单元的输出信号指定的电机的旋转速度来估计电流上限，并且将对应于估计的电流上限的第一驱动电流输入到电机，其中所述电流上限是可施加到电机的电流的上限并且通过由反电动势引起的电流降低来进行调整。另一方面，第二控制单元执行第二电机控制，在该第二电机控制中，将第二驱动电流输入到电机，其中第二驱动电流是低于以下两种电流的驱动电流中的至少一个：在第一控制单元的第一电机控制的结束时输入到电机的第一驱动电流的驱动电流，以及在第一控制单元基于根据电机的当前旋转速度估计的电流上限控制电机的情况下将要输入到电机的驱动电流。

第三控制单元执行第三电机控制，在该第三电机控制中，基于由信号输出单元的输出信号指定的作为电机和被驱动对象中的至少一个的操作量的速度和位移量中的至少一个与操作量的目标轨迹这两者来确定将输入到电机的第三驱动电流，并且输入第三驱动电流，使得被驱动对象被沿着目标轨迹移位到目标停止位置。

根据具有上述配置的电机控制装置，由于在驱动被驱动对象的早期阶段中通过对应于电流上限的驱动电流驱动电机，因此能够通过对应于电机的最大动力的动力来驱动被驱动对象。另一方面，在驱动被驱动对象的后期阶段中，由于基于由信号输出单元的输出信号指定的电机和被驱动对象中的至少一个的操作量与对应于操作量的目标值这两者来确定将输入的驱动电流，因此能够高精确度地且高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。

此外，根据该电机控制装置，在从第一控制单元的电机控制结束到第三控制单元的电机控制开始的时间段中，第二控制单元执行电机控制以抑制驱动电流。因此，与执行从第一控制单元的电机控制到第三控制单元的电机控制的直接切换并且执行电机控制的情况相比，能够在第三控制单元的电机控制期间抑制根据电机的操作量和目标轨迹确定的驱动电流超过电流上限Umax的情况发生的可能性，并且能够高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。

此外，由于通过对应于第一控制单元中的电流上限的驱动电流来驱动电机，因此，为了将第一控制单元的电机控制平滑地切换到第三控制单元的电机控制，使得被驱动对象的操作状态不中断，在第三控制单元的电机控制的早期阶段中，将接近于电流上限的驱动电流输入到电机。如果这时电机的负载增加，则根据目标轨迹确定的驱动电流可能超过电流上限，因此，由于饱和可能导致在电机中实际流动的电流量小于输入的驱动电流。

另一方面，如果在通过第二控制单元的电机控制抑制了输入到电机的驱动电流之后，控制从第二控制单元的电机控制切换到第三控制单元的电机控制，则仅需要在第三控制单元的电机控制的早期阶段中通过基于由第二控制单元的电机控制抑制的驱动电流的驱动电流来驱动电机。因此，即使电机的负载增加，也能够抑制根据目标轨迹计算的驱动电流超过电流上限的可能性。因此，根据本公开，能够抑制饱和的发生，并且能够高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。根据切换单元的该配置，能够高速地将被驱动对象停止在目标停止位置。