[发明专利]电机、使用多个电机的驱动系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用永久磁体和电磁线圈的电机、使用多个电机的驱动 系统及其控制方法。

背景技术

利用永久磁体和电磁线圈的电机是已知的，其例如已在 JP2001-298982A和JP2003-111483A中公开。

在电机的现有技术中，使用来自数字磁传感器的开/关信号来执行电 机控制。具体地，使用来自数字磁传感器的开/关信号来确定用于反转施 加到电磁线圈的电压的极性的时刻。

具有模拟输出的磁传感器(所谓的模拟磁传感器)也是可得到的。 然而，在使用模拟磁传感器来控制电机的情况下，由于电机中各种制造 错误，传感器输出中可出现不容忽视的错误，使得在某些情况下不能满 意地执行电机控制。可影响模拟磁传感器输出的电机的制造错误示例有： 磁传感器的安装位置错误；由于永久磁体的磁化错误造成的N极/S极边 界位置错误；以及磁传感器内部元件的安装位置错误。然而，到目前为 止，还没有提出令人满意的技术，能使用模拟磁传感器在考虑到这些错 误的同时实现精确的电机控制。该问题不限于使用模拟磁传感器的情况， 在使用具有多值模拟输出的数字磁传感器的情况下，也会遇到该问题。

附带地，使用多个电机的驱动系统已在机器人、移动物体(例如车 辆)等中实现。

然而，在过去，为了实现控制多个电机的目的，在各个电机和整个 系统控制器之间必须提供大量控制线。

发明内容

本发明的第一个目标是提供一种在考虑到与磁传感器的输出相关的 错误的同时实现精确的电机控制的技术。

本发明的第二个目标是提供用于简化使用多个电机的驱动系统的结 构和控制过程的技术。

根据本发明的一个方面，提供了一种电机，该电机包括：具有多个 电磁线圈的线圈阵列；具有多个永久磁体的磁体阵列；多个磁传感器， 各传感器输出根据磁体阵列和线圈阵列的相对位置以模拟方式变化的输 出信号；驱动控制电路，利用多个磁传感器的输出信号中的模拟变化， 生成应用电压以应用到线圈阵列；和输出波形校正单元，配置为在电机 操作期间分别校正多个磁传感器的输出信号的波形，使得磁传感器的输 出信号呈现指定的波形形状。输出波形校正单元具有用于存储输出波形 校正值的存储器。分别将ID码分配到多个磁传感器。输出波形校正单元 从外部设备接收用于各磁传感器的输出波形校正值以及用于各磁传感器 的ID码，并且将用于各磁传感器的输出波形校正值存储在存储器中。

该电机装备有输出波形校正单元，该输出波形校正单元用于执行磁 传感器的输出波形的校正，以给出指定形状的波形，从而所述驱动控制 电路利用磁传感器的输出信号中的模拟变化将优选波形的应用电压施加 到线圈阵列。结果，即使磁传感器的输出包括错误，也可实现精确的电 机控制。而且，因为多个磁传感器通过ID码彼此标识，并且从外部设备 接收输出波形校正值和ID码，所以多个磁传感器的输出信号可分别校正 为它们的期望波形。

输出波形校正单元可执行各磁传感器的输出信号的增益校正和偏移 校正。

增益校正和偏移校正将容易地把磁传感器的输出波形校正为期望的 波形形状。

输出波形校正单元的存储器可包括非易失性存储器，该非易失性存 储器用于将增益校正值和偏移校正值存储为输出波形校正值。

使用该设置，一旦确定了增益校正值和偏移校正值，在任何时候都 可获得期望的传感器输出。

电机还可包括通信单元，该通信单元被配置为与外部设备交换磁传 感器的输出波形校正值和ID码。

使用该设置，例如当制造电机时，可将校正值从外部设备发送到电 机并且存储。

根据本发明的另一方面，一种驱动系统包括：多个电机，各电机均 包括驱动控制电路；和经由共享通信线耦合到所述多个电机的系统控制 器。各电机的驱动控制电路具有存储识别码以标识每个电机的识别码寄 存器。系统控制器具有个别控制模式，在个别控制模式中，通过经由共 享通信线向单个的电机发送命令和识别码来控制单个电机的操作。

根据该驱动系统，在个别控制模式中，系统控制器通过经由共享通 信线向单个的电机发送命令和识别码来控制单个电机的操作，因而不需 要提供大量控制线，从而可以简化系统结构。

系统控制器还可具有同时控制模式，以通过经由共享通信线发送共 享命令来同时地控制多个电机的操作，该共享命令由多个电机共享。