專利名稱：電動機控制電路及安裝有該電路的伺服器件的制作方法
電動機控制電路及安裝有該電路的伺服器件技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明關(guān)于具備對例如搭載于直升機、飛機、汽車、船舶等各種模型或無人操作的 產(chǎn)業(yè)用機器等的通過以無線的方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作的被操作體的伺服(servo)器件進(jìn)行 驅(qū)動控制的電動機控制電路、及具備該電路的伺服器件。
背景技術(shù)：
伺服器件因應(yīng)輸入信號而正確地驅(qū)動操作部位者，而在通過以電波等進(jìn)行無線通 信而對被操作體(包含各種模型及產(chǎn)業(yè)機械)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱的遠(yuǎn)距離操作器件中，搭載 于被操作體。并且，作為因應(yīng)來自傳送機側(cè)的使用者的操作量，而正確地驅(qū)動被操作體的各 操作部位(例如，若為模型飛機等，則為方向舵(rudder)、升降舵(elevator)、引擎節(jié)流閥 (throttle)、副翼(aileron)等)的驅(qū)動機構(gòu)而加以運用。并且，就該種伺服器件而言，現(xiàn) 有例如下述專利文獻(xiàn)I所揭露者。
(背景技術(shù)文獻(xiàn))
(專利文獻(xiàn))
專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-187578號公報 發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明所欲解決的課題)
然而,每當(dāng)操作被操作體時,在其操作感覺上每個使用者有其各個的喜好(例如 偏好如在實物機器搭載有模擬(analog)伺服(電動機(motor)的驅(qū)動頻率同步于來自傳 送機的傳送周期(來自接收機的信號的脈沖周期)，雖不適合致密的操作，但是可提高電動 機的低速旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩的伺服器件)時的操縱舵的阻尼器(damper)反應(yīng)良好的動作的情 形，或偏好如數(shù)字(digital)伺服(由于使電動機的驅(qū)動頻率比來自傳送機的傳送周期短， 故相對于模擬伺服可將驅(qū)動電動機的最小驅(qū)動脈沖(pulse)寬設(shè)定為較小，而可提高響應(yīng) 性的伺服器件)的阻尼器反應(yīng)較不佳的情形)。
然而，現(xiàn)狀就包含專利文獻(xiàn)I的器件在內(nèi)的以往的伺服器件而言，由于驅(qū)動頻率 按每個器件為固定，故在以使用者所期望的操縱感覺對被操作體進(jìn)行操縱時，每次皆必須 準(zhǔn)備符合操縱感覺喜好的伺服器件而較為繁雜。
因此，本發(fā)明為有鑒于上述問題點所研創(chuàng)者，目的在于提供一種電動機控制電路 及安裝有該電路的伺服器件，其為了以使用者所期望的操縱感覺對被操作體進(jìn)行操縱，而 可簡易地對伺服器件的驅(qū)動頻率進(jìn)行適度變更。
(用以解決課題的手段)
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明第I觀點的電動機控制電路使用從用于以既定的驅(qū) 動量控制屬于控制對象的電動機的操縱信號的脈沖寬減去從所述電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn) 位置所檢測出的位置信號的脈沖寬而得到的差分?jǐn)?shù)據(jù)來產(chǎn)生驅(qū)動信號，并進(jìn)行所述電動機 的驅(qū)動控制者，包括脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器(counter)，同步于顯示所述差分?jǐn)?shù)據(jù)的更新時序(timing)的差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號，并進(jìn)行遞增計數(shù)(count up)至既定的值為止；計數(shù)值范圍設(shè)定部，在用以將所述電動機的驅(qū)動信號變換處理為既定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的中，依據(jù)現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息，而從由所述脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器所計數(shù)的計數(shù)值中，輸出設(shè)定有使用至哪個計數(shù)范圍的計數(shù)值范圍信號；差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部，以成為依據(jù)現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的方式，輸出對同步于所述差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號而擷取的所述差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行頻率變換處理的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號；以及脈沖產(chǎn)生部， 在通過來自所述計數(shù)值范圍設(shè)定部的所述計數(shù)值范圍信號所設(shè)定的計數(shù)值的范圍，將來自所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部的所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號產(chǎn)生為成為現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號并予以輸出。
所述電動機驅(qū)動電路中較佳為，所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息在附加關(guān)聯(lián)于每個既定的驅(qū)動頻率的狀態(tài)下存儲有計數(shù)值范圍設(shè)定信息，在同步于所述差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號并進(jìn)行過計數(shù)的計數(shù)值中，因應(yīng)所選擇的驅(qū)動頻率而指示至哪個計數(shù)范圍為止使用所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號；以及差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信息，為用于以成為配合所述計數(shù)值范圍設(shè)定信息而選擇的驅(qū)動頻率的方式，而使所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變?yōu)?"倍(η =正或負(fù)的整數(shù))以進(jìn)行頻率變換處理。
本發(fā)明第2觀點的伺服器件具備接收因應(yīng)傳送機的操作部的既定操作量的操縱信號，并將該操縱信號變換為驅(qū)動信號而對驅(qū)動機構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動控制的控制部，其特征在于， 所述控制部包括脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器，將從所述操縱信號的脈沖寬減去從所述電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)位置所檢測的位置信號的脈沖寬所得到的差分?jǐn)?shù)據(jù)，同步于顯示所述差分?jǐn)?shù)據(jù)的更新時序的差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號，并進(jìn)行遞增計數(shù)至既定的值為止；計數(shù)值范圍設(shè)定部，在用以將所述電動機的驅(qū)動信號變換處理為既定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中，依據(jù)現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息，而從由所述脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器所計數(shù)的計數(shù)值中，輸出設(shè)定有使用至哪個計數(shù)范圍的計數(shù)值范圍信號；差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部，以成為依據(jù)現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的方式，輸出對同步于所述差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號而擷取的所述差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行頻率變換處理的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號；以及脈沖產(chǎn)生部，在通過來自所述計數(shù)值范圍設(shè)定 部的所述計數(shù)值范圍信號所設(shè)定的計數(shù)值的范圍，將來自所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部的所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號產(chǎn)生為成為現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號并予以輸出。
所述伺服器件較佳為，所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息在附加關(guān)聯(lián)于每個既定的驅(qū)動頻率的狀態(tài)下存儲有計數(shù)值范圍設(shè)定信息，在同步于所述差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號并進(jìn)行過計數(shù)的計數(shù)值中，因應(yīng)所選擇的驅(qū)動頻率而指示至哪個計數(shù)范圍為止使用所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號；以及差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信號，為用于以成為配合所述計數(shù)值范圍設(shè)定信息而選擇的驅(qū)動頻率的方式，而使所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變?yōu)?"倍(η =正或負(fù)的整數(shù))以進(jìn)行頻率變換處理。
(發(fā)明的效果)
依據(jù)本發(fā)明，由于可將來自傳送機的操縱信號變換為因應(yīng)使用者的操作感覺而任意設(shè)定的驅(qū)動頻率，故可不因應(yīng)可動部位準(zhǔn)備因應(yīng)使用者喜好的伺服器件而可以所期望的操作感覺進(jìn)行操縱。再者，即便在使用環(huán)境、被操作體的狀態(tài)、天候等產(chǎn)生變化時，也無須在每次產(chǎn)生變化時連接PC等各種設(shè)定機器進(jìn)行設(shè)定，而可簡易且靈活地進(jìn)行驅(qū)動性能的調(diào)難iF. O


圖1為顯示具備安裝有本發(fā)明的電動機控制電路的伺服器件的遠(yuǎn)距離操作器件 的概略構(gòu)成的功能方塊(block)圖。
圖2為顯示伺服器件的PWM控制的處理的波形圖。
圖3為顯示伺服器件的PWM產(chǎn)生電路的詳細(xì)的功能方塊圖。
圖4為伺服器件的每個伴隨驅(qū)動頻率變更處理的驅(qū)動頻率的波形圖。
圖5為顯示伺服器件的存儲部的構(gòu)成的說明圖。
圖6為顯示該器件的伺服器件的其它實施形態(tài)的功能方塊圖。
主要組件符號說明
I遠(yuǎn)距離操作器件
10傳送機
11操作部
12設(shè)定部
13信號產(chǎn)生部
14傳送部
20接收機
30伺服器件
31控制部
32驅(qū)動機構(gòu)
32a電動機
32b減速機構(gòu)
32c輸出軸
32d位置檢測部
33信號處理部
34電動機控制部
34a位置信號產(chǎn)生部
34b脈沖寬比較部
34cPWM產(chǎn)生電路
34d驅(qū)動電路
34e脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器部
34f計數(shù)值范圍設(shè)定部
34g差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部
34h脈沖產(chǎn)生部
35存儲部
35a操縱信號存儲手段
35b頻率信息存儲手段
36振蕩電路
37開關(guān)機構(gòu)。
具體實施方式
以下，針對用以實施本發(fā)明的形態(tài)一面參照附件的圖式一面進(jìn)行詳細(xì)說明。并且， 本發(fā)明并非受本實施形態(tài)所限定者，依據(jù)本形態(tài)而可由發(fā)明所屬領(lǐng)域中具有通常知識者據(jù)以實施的其它形態(tài)、實施例及運用技術(shù)等皆包含于本發(fā)明的范疇。
[器件構(gòu)成]
首先，一面參照第I至4圖，一面針對具備安裝有本發(fā)明的電動機控制電路的伺服器件的遠(yuǎn)距離操作器件的構(gòu)成要件進(jìn)行說明。
如圖1所示，本例的遠(yuǎn)距離操作器件I概略構(gòu)成為具備傳送機10，產(chǎn)生對屬于遠(yuǎn)距離操作對象的被操作體(例如直升機、飛機、車、船舶、機器人(robot)等各種模型或產(chǎn)業(yè)機械)進(jìn)行傳送的各種控制信號(操縱信號或頻率設(shè)定信號)；以及伺服器件30，搭載于被操作體，且依據(jù)經(jīng)由接收機20而接收的控制信號來對可動部位的動作量進(jìn)行控制，或進(jìn)行所期望的驅(qū)動頻率的設(shè)定。
并且，于接收機20可連接有多個伺服器件30。再者，也可構(gòu)成為除了伺服器件30 以外也任意地連接有陀螺儀(gyro)器件或電動機控制器(motor controller)等機器。
〈傳送機〉
傳送機10產(chǎn)生并傳送用以操縱搭載于被操縱體的伺服器件30的控制信號的器件，構(gòu)成為具備操 作部11 ;設(shè)定部12 ;信號產(chǎn)生部13 ;以及傳送部14。
操作部11由控制桿(stick lever)等各種桿及開關(guān)(switch)類所構(gòu)成,且將因應(yīng)依據(jù)各種桿所進(jìn)行的上下左右的操作、及開關(guān)類的壓下操作的操作量的模擬信號作為相對于各頻道的操作信號，并輸出至信號產(chǎn)生部13。
設(shè)定部12例如由設(shè)置于液晶顯示器(display)等顯示器件的顯示畫面上的觸控面板(touch panel)或編輯鍵(edit key)等各種操作鍵所構(gòu)成,且在進(jìn)行各種設(shè)定或其設(shè)定變更時進(jìn)行操作。具體而言，使伺服器件30的驅(qū)動頻率設(shè)定畫面顯示于顯示器件的顯示畫面，并通過一面參照該畫面而由使用者一面對操作鍵或觸控面板進(jìn)行既定操作，而進(jìn)行因應(yīng)操縱時的操縱感覺的驅(qū)動頻率的選擇(就本形態(tài)而言，將對應(yīng)于4種類的驅(qū)動頻率“驅(qū)動頻率I ”至“驅(qū)動頻率4”的“設(shè)定I ”至“設(shè)定4”作為選擇的例)。并且，將依據(jù)所設(shè)定的內(nèi)容的數(shù)字(digital)信號作為設(shè)定操作信號并輸出至信號產(chǎn)生部13。
信號產(chǎn)生部13由在輸入來自操作部11的操作信號或來自設(shè)定部12的設(shè)定操作信號時，產(chǎn)生經(jīng)由傳送部14對伺服器件30輸出的控制信號(操縱信號或頻率設(shè)定信號) 的習(xí)知的信號產(chǎn)生電路所構(gòu)成。具體而言，信號產(chǎn)生部13對來自操作部11的操作信號進(jìn)行A / D變換，并進(jìn)行以時間分割性的既定的周期(例如在I傳送周期14至20mS的周期中，各頻道的脈沖寬為1520μ3±600μ5)進(jìn)行傳送的信號處理，并將該處理所產(chǎn)生的控制信號作為用以以既定的驅(qū)動量對后述的驅(qū)動機構(gòu)32進(jìn)行驅(qū)動控制的操縱信號(PWM信號) 輸出至傳送部14。
再者，信號產(chǎn)生部13進(jìn)行成為包含來自設(shè)定部12的設(shè)定操作信號的序列數(shù)據(jù)的信號處理，且將由該處理所產(chǎn)生的控制信號作為頻率設(shè)定信號并輸出至傳送部14。
傳送部14在通過高頻調(diào)變(例如AM調(diào)變或FM調(diào)變)、或展頻(spread spectrum) 等進(jìn)行調(diào)變后，作為電波并從天線(antenna)經(jīng)由接收機20傳送至伺服器件30。
<接收機>
接收機20對作為電波從天線接收的來自傳送機10的接收電波進(jìn)行放大，且解調(diào) 為控制信號并輸出至伺服器件30的習(xí)知的接收器件。
〈伺服器件〉
伺服器件30依據(jù)經(jīng)由接收機20所接收的操縱信號，而用以對被操作體的可動部 位(例如，若被操作體為模型飛機，則相當(dāng)于方向舵、副翼、升降舵、引擎節(jié)流閥等)分別獨 立地進(jìn)行驅(qū)動控制的器件，且由控制部31及驅(qū)動機構(gòu)32所構(gòu)成。
控制部31依據(jù)來自傳送機10的操縱信號而對驅(qū)動機構(gòu)32進(jìn)行驅(qū)動控制的所謂 作為電動機控制電路而發(fā)揮功能的控制用LSI (LargeScale Integration,大規(guī)模集成電 路)，且具備信號處理部33、電動機控制部34、存儲部35并進(jìn)行各部的驅(qū)動控制。并且，構(gòu) 成控制部31的各部的驅(qū)動控制同步于例如來自由水晶振蕩器及分頻電路所構(gòu)成的習(xí)知的 振蕩電路36的時脈(clock)信號而進(jìn)行動作。
信號處理部33檢測經(jīng)由接收機20所輸入的控制信號的脈沖寬，并依據(jù)該檢測出 的脈沖寬信息來具體界定所輸入的控制信號的種類，且產(chǎn)生操縱信號或頻率設(shè)定信號并暫 時予以保持。并且，信號處理部33抽出暫時保持的操縱信號或頻率設(shè)定信號，并進(jìn)行寫入 后述的存儲部35的既定區(qū)域(操縱信號存儲手段35a或頻率信息存儲手段35b)。
電動機控制部34具備位置信號產(chǎn)生部34a,產(chǎn)生并輸出屬于因應(yīng)于來自后述的 位置檢測部32d的位置信息(顯示驅(qū)動機構(gòu)32的輸出軸32c的回轉(zhuǎn)位置的信息)的脈沖信 號的位置信號；脈沖寬比較部34b，依據(jù)因應(yīng)于存儲于存儲部35的操縱信號的脈沖寬(目 標(biāo)值)及位置信號的脈沖寬(實測值)，來產(chǎn)生并輸出差分?jǐn)?shù)據(jù)(偏差)及同步于該數(shù)據(jù)的 更新時序(換言的，為差分?jǐn)?shù)據(jù)的抽樣(sampling)間隔)的屬于時序信號的差分?jǐn)?shù)據(jù)時序 信號；PWM產(chǎn)生電路34c，以成為選擇屬于比較輸出的差分?jǐn)?shù)據(jù)的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號的方 式，而產(chǎn)生并輸出信號；以及驅(qū)動(drive)電路34d，流出因應(yīng)該驅(qū)動信號的正或反方向的 電流來對驅(qū)動電路32的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行驅(qū)動控制。
并且，脈沖寬比較部34b在輸入位置信號時，以因應(yīng)電動機32a的速度信息及旋轉(zhuǎn) 方法而稍使變化的方式而進(jìn)行速度補償。
就脈沖寬比較部34b的差分?jǐn)?shù)據(jù)的取得方法而言，如圖2所示，從屬于目標(biāo)值的來 自傳送機10的操縱信號的脈沖寬保持目標(biāo)值，且從屬于實測值的來自位置信號產(chǎn)生部34a 的位置信號的脈沖寬來按每個抽樣算出差分(偏差)，并取得差分?jǐn)?shù)據(jù)。并且，如圖標(biāo)，在屬 于操縱信號的目標(biāo)值以目標(biāo)值A(chǔ) —目標(biāo)值B —目標(biāo)值C的順序依序變化時，在目標(biāo)值變化 的下一個時序適當(dāng)調(diào)整為因應(yīng)各目標(biāo)值的差分?jǐn)?shù)據(jù)。
接著，針對屬于本發(fā)明的主要部的PWM產(chǎn)生電路34c進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖3所示，PWM產(chǎn)生電路34c構(gòu)成為具備脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e ;計數(shù)值范圍 設(shè)定部34f ;差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部34g ;以及脈沖產(chǎn)生部34h，且依據(jù)來自脈沖寬比較部34b的差 分?jǐn)?shù)據(jù)及差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號，以成為使用者所期望的操縱感覺的方式對驅(qū)動信號的驅(qū)動頻 率進(jìn)行變換處理。
如圖4所示，脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e同步于來自脈沖寬比較部34b的差分?jǐn)?shù)據(jù)時 序信號并進(jìn)行計數(shù)至既定的值(ISbit)為止，且將計數(shù)值輸出至計數(shù)值范圍設(shè)定部34f。
計數(shù)值范圍設(shè)定部34f依據(jù)存儲于存儲部35的現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息，而在由脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e所計數(shù)的計數(shù)值(本形態(tài)中為ISbit計數(shù))中，設(shè)定使用至哪個計數(shù)范圍為止，并將該設(shè)定內(nèi)容作為計數(shù)值范圍信號而傳送至脈沖產(chǎn)生部34h。
S卩，計數(shù)值范圍設(shè)定部34f由于例如在使用者于傳送機10中選擇“設(shè)定2”時，選擇所存儲的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中的“驅(qū)動頻率2”，故依據(jù)存儲于存儲部35的“驅(qū)動頻率2” 的設(shè)定內(nèi)容，而將指示使用所計數(shù)的ISbit份中的下位17bit份的計數(shù)值范圍信號輸出至脈沖產(chǎn)生部34h。
差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部34g依據(jù)存儲于存儲部35的現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息，而由脈沖寬比較部34b進(jìn)行同步于差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號而擷取的差分?jǐn)?shù)據(jù)(本形態(tài)中的16bit 的數(shù)據(jù))的頻率變換處理(使差分?jǐn)?shù)據(jù)的頻率倍數(shù)為2"倍(η=正或負(fù)的整數(shù))的變換處理)，并將經(jīng)過該變換處理的信號作為差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號而輸出至脈沖產(chǎn)生部34h。
并且，如圖4 (如圖例中顯示皆為工作比(duty ratio) 50%(于電動機的驅(qū)動頻率I 周期中電動機激活(ON)的期間(即電動機旋轉(zhuǎn)的期間)為50%)的頻率)所示，就差分?jǐn)?shù)據(jù)的頻率變換處理而言，在將選擇驅(qū)動頻率I時的驅(qū)動頻率設(shè)為“f”時，以驅(qū)動頻率2的頻率將“f”變換為2倍而成為“2f”、驅(qū)動頻率3的頻率將“f”變換為4倍而成為“4f”、驅(qū)動頻率4的頻率將“f”變換為8倍而成為“8f”的方式來進(jìn)行變換處理。
S卩，差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部34g由于例如在使用者于傳送機10中選擇“設(shè)定2”時，選擇所存儲的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中的“驅(qū)動頻率2”，故依據(jù)存儲于存儲部35的“驅(qū)動頻率2”的設(shè)定內(nèi)容，將以16bit輸入的差分?jǐn)?shù)據(jù)變?yōu)?1倍(2倍)而以17bit化的數(shù)據(jù)作為差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號而輸出至脈沖產(chǎn)生部34h。
脈沖產(chǎn)生部34h依據(jù)存儲于存儲部35的所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息、來自計數(shù)值范圍設(shè)定部34f的計數(shù)值范圍信號、以及來自差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部34g的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號，而以成為現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的方式，來對驅(qū)動信號(驅(qū)動脈沖)進(jìn)行信號產(chǎn) 生并輸出至驅(qū)動電路34d。
即，脈沖產(chǎn)生部34h例如在使用者于傳送機10中選擇“設(shè)定2”時，依據(jù)來自計數(shù)值范圍設(shè)定部34f的計數(shù)值范圍信號，而在來自差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部34g的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號中， 產(chǎn)生下位17bit份的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號作為用以實際驅(qū)動驅(qū)動機構(gòu)32的驅(qū)動信號(17bit 周期的驅(qū)動信號)，并輸出至驅(qū)動電路34d。
并且，雖屬于將電動機控制部34作為一個LSI而安裝于單芯片的客制化 IC(custom)的例，但是也可構(gòu)成為各部分別獨立的各個電路。
存儲部35由EEPROM(注冊商標(biāo))等可重寫的非揮發(fā)性內(nèi)存所構(gòu)成。如圖5所示， 存儲部35具備操縱信號存儲手段35a，存儲操縱信號；以及頻率信息存儲手段35b，存儲因應(yīng)安裝的被操作體的規(guī)格及使用者的操縱感覺而預(yù)先設(shè)定的多個驅(qū)動頻率設(shè)定信息、及依據(jù)頻率設(shè)定信號的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的選擇狀況；并分別更新存儲來自信號處理部33 的操縱信號或頻率設(shè)定信號。
操縱信號存儲手段35a存儲來自信號處理部33的操縱信號的存儲區(qū)域。操縱信號存儲手段35a在從信號處理部33輸入操縱信號時，將其作為在脈沖寬比較部34b取得差分?jǐn)?shù)據(jù)時的目標(biāo)值并更新存儲。
頻率信息存儲手段35b，將因應(yīng)所安器件的被操作體的規(guī)格、及使用者的操縱感覺而預(yù)先設(shè)定的多個驅(qū)動頻率設(shè)定信息(本形態(tài)中為4個)在各區(qū)域予以分割并存儲的存儲區(qū)域。如圖5所示，頻率信息存儲手段35b在從信號處理部33輸入頻率設(shè)定信號時，設(shè)為選擇符合該信號的驅(qū)動頻率信息的狀態(tài)(于圖5中，在使用者于傳送機10中選擇“設(shè)定I” 的情形，則豎立對應(yīng)于該情形的“驅(qū)動頻率信息I”的旗標(biāo)“〇”的狀態(tài))。并且，在從信號處理部33輸入符合于與現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率不同的驅(qū)動頻率的頻率設(shè)定信號時，則解除現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的旗標(biāo)，并作成為豎立符合于新輸入的頻率設(shè)定信號的驅(qū)動頻率數(shù)設(shè)定信息的旗標(biāo)的狀態(tài)。
在此，針對驅(qū)動頻率設(shè)定信息進(jìn)行說明。驅(qū)動頻率設(shè)定信息用以以成為使用者所期望的操縱感覺的方式，而將來自脈沖寬比較部34b的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換為所選擇的驅(qū)動頻率的處理信息，且以附加關(guān)聯(lián)于既定的每個驅(qū)動頻率的狀態(tài)而存儲有計數(shù)值范圍設(shè)定信息、 以及差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信息。
按每個驅(qū)動頻率設(shè)定信息而設(shè)定的驅(qū)動頻率，以成為使用者所期望的操作感覺的方式而預(yù)先由實驗等所得到的頻率。如圖5所示，于本形態(tài)中，在將使用既定的驅(qū)動頻率 “f”的情形設(shè)為“驅(qū)動頻路I”的情形時，在“驅(qū)動頻率2”中設(shè)為屬于“f”的2倍的驅(qū)動頻率的“2f”、在“驅(qū)動頻率3”中設(shè)為屬于“f”的4倍的驅(qū)動頻率的“4f”，而在“驅(qū)動頻率4” 中設(shè)為屬于“f”的8倍的驅(qū)動頻率的“8f”，并分別按每個頻率而存儲于不同區(qū)域。
并且，就“驅(qū)動頻率I”至“驅(qū)動頻率4”而言，分別與傳送機10所選擇的“設(shè)定I” 至“設(shè)定4”對應(yīng)。
(關(guān)于計數(shù)值范圍設(shè)定信息)
計數(shù)值范圍設(shè)定信息在由脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e所計數(shù)的計數(shù)值(位(bit)數(shù)、 于本形態(tài)設(shè)為“18bit”)中，用以因應(yīng)現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率而指示使用至哪個計數(shù)范圍為止的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號的設(shè)定信息。
如圖5所示，就本形態(tài)而言，由脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e所計數(shù)的既定的計數(shù)值 (ISbit)中，分別設(shè)定成在“驅(qū)動頻率I”為“使用ISbit份”、在“驅(qū)動頻率2”為“使用下位 17bit份”、在“驅(qū)動頻率3”為“使用下位16bit份”、在“驅(qū)動頻率4”為“使用下位15bit 份”。
因此，計數(shù)值范圍設(shè)定信息例如在使用者于傳送機10中選擇“設(shè)定I”時，選擇所存儲的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中的“驅(qū)動頻率1”，并使用脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e所計數(shù)的ISbit 份的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號作為用以變換處理為驅(qū)動信號的設(shè)定信息。
(關(guān)于差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信息)
差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信息用以將來自脈沖寬比較部34b的差分?jǐn)?shù)據(jù)以成為現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的方式，而配合計數(shù)值范圍設(shè)定信息來進(jìn)行頻率變換處理(使擷取的差分?jǐn)?shù)據(jù)的頻率成為2"倍(η=正或負(fù)的整數(shù))的變換處理)的設(shè)定信息。
如圖5所示，就本形態(tài)而言，在將差分?jǐn)?shù)據(jù)設(shè)為16bit的數(shù)據(jù)，且將脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e所計數(shù)的既定的計數(shù)值的最大設(shè)為ISbit時，分別設(shè)定為在“驅(qū)動頻率I”為“變?yōu)?2 (4倍)而ISbit化”、在“驅(qū)動頻率2”為“變?yōu)?1 (2倍)而17bit化”、在“驅(qū)動頻率3” 為“變?yōu)?°(1倍)而直接使用16bit化”、而在“驅(qū)動頻率4”為“變?yōu)?^(1/2倍)而15bit 化”。
因此，差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信息例如在使用者于傳送機10中選擇“設(shè)定I”時予以使用，而作為用以在所存儲的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中選擇“驅(qū)動頻率1”，并使作為16bit數(shù)據(jù)而輸入的差分?jǐn)?shù)據(jù)變?yōu)?2倍(4倍)而變換處理為ISbit化的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號的設(shè)定信肩、O
驅(qū)動機構(gòu)32通過依據(jù)從驅(qū)動電路34d所供給的驅(qū)動信號的電流量而驅(qū)動電動機 32a，且通過經(jīng)由減速機構(gòu)32b而連接的輸出軸32c的旋轉(zhuǎn)而使可動部位可動的動力傳達(dá)機 構(gòu)。再者，輸出軸32c的旋轉(zhuǎn)位置由位置檢測部32d(只要為例如電位計(potentiometer)、 旋轉(zhuǎn)編碼器(rotary encoder)、分解器(resolver)等可進(jìn)行輸出軸32c的位置檢測(旋轉(zhuǎn) 角度)的機器即可)所檢測，并將該位置信息輸出至位置信號產(chǎn)生部34a。
[處理動作]
接著，針對安裝有本例的電動機控制電路的伺服器件30的一連串的處理動作進(jìn) 行說明。在此，針對執(zhí)行驅(qū)動頻率設(shè)定時的處理動作、及實際操縱被操作體時的處理動作分 別進(jìn)行說明。
(驅(qū)動頻率設(shè)定時的處理動作)
首先，使用者為了對傳送機10進(jìn)行既定操作并選擇因應(yīng)成為操縱對象的被操作 體的操縱感覺的驅(qū)動頻率，而在操作畫面上任意選擇“設(shè)定I”至“設(shè)定4”。并且，為了以所 選擇的驅(qū)動頻率來驅(qū)動被操作體，將因應(yīng)設(shè)定內(nèi)容的頻率設(shè)定信號作為控制信號而傳送至 伺服器件30。
伺服器件30將經(jīng)由接收機所接收的控制信號輸出至信號處理部33。信號處理部 33依據(jù)所輸入的控制信號的序列數(shù)據(jù)而具體界定屬于頻率設(shè)定信號，并在產(chǎn)生頻率設(shè)定信 號后予以暫時保持。并且，對所暫時保持的頻率設(shè)定信號進(jìn)行寫入存儲部35的頻率信息存 儲手段35b。
借此，如圖3所示，成為在存儲于頻率信息存儲手段35b的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中， 選擇符合于使用者在傳送機10所設(shè)定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的狀態(tài)(樹立旗標(biāo) 的狀態(tài))。以后，在至新的頻率設(shè)定信號被輸入為止的期間，依據(jù)所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信 息，來進(jìn)行操縱信號的驅(qū)動頻率變更處理。
(被操作體操縱時的處理動作)
首先，使用者在被操作體的操縱時，將因應(yīng)依據(jù)傳送機10的既定操作的操作信號 的操縱信號作為控制信號而傳送至伺服器件30。
伺服器件30將經(jīng)由接收機20所接收的控制信號輸出至信號處理部33。信號處理 部33從所輸入的控制信號的脈沖寬具體界定屬于操縱信號，并在產(chǎn)生操縱信號后予以暫 時保持。并且，進(jìn)行將所暫時保持的操縱信號寫入存儲部35的操縱信號存儲手段35a。
脈沖寬比較部34b依據(jù)存儲于操縱信號存儲手段35a的操縱信號的脈沖寬、及從 依據(jù)驅(qū)動機構(gòu)32的輸出軸32c的旋轉(zhuǎn)位置的位置信息所得到的位置信號的脈沖寬來求取 差分?jǐn)?shù)據(jù)，并輸出至P麗產(chǎn)生電路34c。
在PWM產(chǎn)生電路34c中，首先計數(shù)值范圍設(shè)定部34f從頻率信息存儲手段35b中 讀取現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的計數(shù)值范圍信號。再者，就差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部34g而 言，從頻率信息存儲手段35b中讀取現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信息。
接著，脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e在從脈沖寬比較部34b輸入差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號時，以 同步于差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號的抽樣間隔t進(jìn)行計數(shù)，且在計數(shù)結(jié)束時，將顯示該者的計數(shù)結(jié)束信息輸出至計數(shù)值范圍設(shè)定部34。
接著，計數(shù)值范圍設(shè)定部34f在輸入來自脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e的計數(shù)結(jié)束信息 時，依據(jù)所讀出的計數(shù)值范圍設(shè)定信息，設(shè)定使用由脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e所計數(shù)的計數(shù) 值至哪個計數(shù)范圍，并將該設(shè)定內(nèi)容作為計數(shù)值范圍信號而輸出至脈沖產(chǎn)生部34h。再者， 差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部34g依據(jù)所讀出的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信息，而以由脈沖寬比較部34b將同 步于差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號而擷取的差分?jǐn)?shù)據(jù)配合計數(shù)值范圍設(shè)定信息，而成為既定的驅(qū)動頻 率的方式進(jìn)行頻率變換處理，并將該經(jīng)過變換處理的信號作為差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號而輸出至 脈沖產(chǎn)生部34h。
并且，通過脈沖產(chǎn)生部34h，依據(jù)來自計數(shù)值范圍設(shè)定部34f的計數(shù)值范圍設(shè)定信 息、及來自差分變換部34g的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號，而以成為現(xiàn)在所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信 息的驅(qū)動頻率的方式產(chǎn)生驅(qū)動信號，并輸出至驅(qū)動機構(gòu)32而對電動機32a進(jìn)行驅(qū)動控制。
如以上說明，上述的伺服器件30在經(jīng)由接收機20而從傳送機10接收作為控制信 號的頻率設(shè)定信號時，在預(yù)先存儲的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中，選擇因應(yīng)所接收的頻率設(shè)定信 號的信息。再者，在從傳送機10輸入屬于控制信號的操縱信號時，以對應(yīng)于選擇由脈沖寬 比較部34b將同步于差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號而擷取的差分?jǐn)?shù)據(jù)的驅(qū)動頻率的方式進(jìn)行頻率變 換處理。并且，從由脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器34e所計數(shù)的計數(shù)值中至所對應(yīng)的計數(shù)范圍為止的 差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號來產(chǎn)生驅(qū)動信號，并以成為使用者所期望的操作感覺的方式進(jìn)行驅(qū)動機 構(gòu)32的驅(qū)動控制。
借此，由于可將來自傳送機10的操縱信號因應(yīng)使用者的操作感覺而變換為任意 地設(shè)定的驅(qū)動頻率，故可不因應(yīng)可動部位而準(zhǔn)備因應(yīng)使用者喜好的伺服器件30，而可以所 期望的操作感覺進(jìn)行操縱。例如，通過提高驅(qū)動頻率而在操縱信號的脈沖寬的變化量較小 時也可得到足夠的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(torque)，而可使被操作體的可動部位快速的動作至既定的位 置。再者，可將驅(qū)動電動機32a的最小驅(qū)動脈沖寬設(shè)定為較小而使電動機32a順暢地旋轉(zhuǎn)， 而借此提高電動機32a的旋轉(zhuǎn)效率，并且具有謀求電動機32a的高壽命化的優(yōu)點(merit)。
相反地，若降低驅(qū)動頻率，雖電動機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩成為施加于電動機的工作比為較 小狀態(tài)，且無法獲得足夠的激活轉(zhuǎn)矩，但是在每次操縱被操縱體時，可達(dá)到使該操縱感覺如 同搭載于實際機器時的操縱舵的阻尼器反應(yīng)良好的動作，并可通過使用者的各個喜好而提 高在低速旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩。
再者，即便在使用環(huán)境、被操作體的狀態(tài)、天候等產(chǎn)生變化時，也無須每次連接PC 等各種設(shè)定機器進(jìn)行設(shè)定，而可簡易且靈活地進(jìn)行驅(qū)動性能的調(diào)整。
然而，就上述的形態(tài)而言，雖以作為伺服器件30的設(shè)定用的設(shè)定部12、伺服器件 30的操作用的操作部11的個別構(gòu)成進(jìn)行說明，但是也可構(gòu)成為例如在頻率設(shè)定時，以一面 觀看設(shè)定部12的顯示畫面一面通過操作部所進(jìn)行的操作來變更設(shè)定內(nèi)容的方式，將操作 部11作為設(shè)定部12的設(shè)定操作手段而予以利用。
再者，就上述的說明而言，雖依據(jù)來自傳送機10的頻率設(shè)定信息來選擇預(yù)先存儲 于存儲部35的驅(qū)動頻率設(shè)定信息，但是并不限定于此。如圖6所示，例如也可構(gòu)成為使伺 服器件30具備對應(yīng)于存儲于存儲部35的驅(qū)動頻率設(shè)定信息的開關(guān)機構(gòu)37，并在被操作體 的操作前，通過切換符合于成為所期望的操作感覺的驅(qū)動頻率的開關(guān)來進(jìn)行選擇。
再者，驅(qū)動頻率設(shè)定信息雖也可預(yù)先經(jīng)由PC等外部機器而使存儲部35予以存儲，但是也可構(gòu)成為從傳送機10將因應(yīng)代替頻率設(shè)定信號而使用的驅(qū)動頻率的驅(qū)動頻率設(shè)定 信息作為設(shè)定信息而予以傳送，并設(shè)定于伺服器件30。
權(quán)利要求
1.一種電動機控制電路，使用從用于以既定的驅(qū)動量控制屬于控制對象的電動機的操縱信號的脈沖寬減去從所述電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)位置所檢測出的位置信號的脈沖寬而得到的差分?jǐn)?shù)據(jù)來產(chǎn)生驅(qū)動信號，而進(jìn)行所述電動機的驅(qū)動控制者，包括 脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器，同步于顯示所述差分?jǐn)?shù)據(jù)的更新時序的差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號，并進(jìn)行遞增計數(shù)至既定的值為止； 計數(shù)值范圍設(shè)定部，在用以將所述電動機的驅(qū)動信號變換處理為既定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中，依據(jù)現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息，而從由所述脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器所計數(shù)的計數(shù)值中，輸出設(shè)定有使用至哪個計數(shù)范圍的計數(shù)值范圍信號； 差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部，以成為依據(jù)現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的方式，輸出對同步于所述差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號而擷取的所述差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行頻率變換處理的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號；以及 脈沖產(chǎn)生部，在通過來自所述計數(shù)值范圍設(shè)定部的所述計數(shù)值范圍信號所設(shè)定的計數(shù)值的范圍，將來自所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部的所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號產(chǎn)生為成為現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號并予以輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機控制電路，其特征在于，所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息在附加關(guān)聯(lián)于每個既定的驅(qū)動頻率的狀態(tài)下存儲有 計數(shù)值范圍設(shè)定信息，在同步于所述差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號并進(jìn)行過計數(shù)的計數(shù)值中，因應(yīng)所選擇的驅(qū)動頻率而指示至哪個計數(shù)范圍為止使用所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號；以及 差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信息，為用于以成為配合所述計數(shù)值范圍設(shè)定信息而選擇的驅(qū)動頻率的方式，而使所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變?yōu)?"倍(η =正或負(fù)的整數(shù))以進(jìn)行頻率變換處理。
3.一種伺服器件，具備接收因應(yīng)傳送機的操作部的既定操作量的操縱信號，并將該操縱信號變換為驅(qū)動信號而對驅(qū)動機構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動控制的控制部，其特征在于， 所述控制部包括 脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器，將從所述操縱信號的脈沖寬減去從所述電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)位置所檢測的位置信號的脈沖寬所得到的差分?jǐn)?shù)據(jù)，同步于顯示所述差分?jǐn)?shù)據(jù)的更新時序的差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號，并進(jìn)行遞增計數(shù)至既定的值為止； 計數(shù)值范圍設(shè)定部，在用以將所述電動機的驅(qū)動信號變換處理為既定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中，依據(jù)現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息，而從由所述脈沖產(chǎn)生用計數(shù)器所計數(shù)的計數(shù)值中，輸出設(shè)定有使用至哪個計數(shù)范圍的計數(shù)值范圍信號； 差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部，以成為依據(jù)現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的方式，輸出對同步于所述差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號而擷取的所述差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行頻率變換處理的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號；以及 脈沖產(chǎn)生部，在通過來自所述計數(shù)值范圍設(shè)定部的所述計數(shù)值范圍信號所設(shè)定的計數(shù)值的范圍，將來自所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換部的所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號產(chǎn)生為成為現(xiàn)在所選擇的所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號并予以輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的伺服器件，其特征在于，所述驅(qū)動頻率設(shè)定信息在附加關(guān)聯(lián)于每個既定的驅(qū)動頻率的狀態(tài)下存儲有 計數(shù)值范圍設(shè)定信息，在同步于所述差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號并進(jìn)行過計數(shù)的計數(shù)值中，因應(yīng)所選擇的驅(qū)動頻率而指示至哪個計數(shù)范圍為止使用所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號；以及差分?jǐn)?shù)據(jù)變換設(shè)定信號，為用于以成為配合所述計數(shù)值范圍設(shè)定信息而選擇的驅(qū)動頻率的方式，而使所述差分?jǐn)?shù)據(jù)變?yōu)?"倍(η =正或負(fù)的整數(shù))以進(jìn)行頻率變換處理。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種電動機控制電路及安裝有該電路的伺服器件，其目的在于任意變更電動機驅(qū)動控制用的驅(qū)動頻率而以所期望的操作感覺操縱伺服器件。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明在經(jīng)由接收機(20)而從傳送機(10)接收頻率設(shè)定信號作為控制信號時，在預(yù)先存儲的驅(qū)動頻率設(shè)定信息中，選擇因應(yīng)所接收的頻率設(shè)定信號的信息。再者，在從傳送機(10)輸入屬于控制信號的操縱信號時，依據(jù)所選擇的驅(qū)動頻率設(shè)定信息，由脈沖寬比較部(34b)將同步于差分?jǐn)?shù)據(jù)時序信號而擷取的差分?jǐn)?shù)據(jù)信號以對應(yīng)于所選擇驅(qū)動頻率的方式進(jìn)行頻率變換處理。并且，將所得到的差分?jǐn)?shù)據(jù)變換信號依據(jù)頻率變換處理信息予以使用至既定的計數(shù)范圍來產(chǎn)生驅(qū)動信號，而進(jìn)行驅(qū)動機構(gòu)(32)的驅(qū)動控制。
文檔編號H02P29/00GK103023429SQ20121035689
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者土屋弘幸, 山田悅久 申請人:雙葉電子工業(yè)株式會社, 半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司