振動型モータの駆動制御装置、駆動制御方法、及びプログラム
【課題】振動型モータの起動から定常速度に到達するまでの加速期間における速度追従性を向上させる。
【解決手段】駆動開始直後の振動型モータの実速度を初速取り込み手段により検出し、初速取り込み手段により検出された振動型モータの実際の初速値が、振動型モータの実際の初速値と比較するための基準値である初速比較値よりも大きい場合には、振動型モータに対して印加する周波信号の周波数を更新せずに初期周波数を維持するように制御して、振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させ、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させる。
【解決手段】駆動開始直後の振動型モータの実速度を初速取り込み手段により検出し、初速取り込み手段により検出された振動型モータの実際の初速値が、振動型モータの実際の初速値と比較するための基準値である初速比較値よりも大きい場合には、振動型モータに対して印加する周波信号の周波数を更新せずに初期周波数を維持するように制御して、振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させ、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型モータの駆動制御装置、駆動制御方法、及びプログラムに関し、詳しくは振動型モータの速度制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型モータは、超音波領域周波数の機械振動を利用して駆動を得るものである。振動型モータは、電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子に位相の異なる２相の周波電圧を印加することによって振動体の表面に進行性振動波を励起し、その振動体の表面に加圧接触する移動子を相対的に移動させ駆動を得る。
【０００３】
振動型モータは、印加される周波電圧の周波数が高い場合には回転速度が低く、周波数を下げていくことで回転速度が高くなる特性を持つ。振動型モータの速度制御を行う場合には、振動型モータの回転軸上に配備されたロータリーエンコーダ等から回転速度を検出する。そして、検出されたモータの実速度と指令速度値（目標速度値）とを逐次比較し、指令速度値との偏差を所定の演算方法によりゲインをもたせ、振動型モータに与える周波電圧の周波数を操作して駆動を行う、所謂フィードバック制御方式が一般的である。
【０００４】
また、加速時の制御においては振動型モータに限らず電磁モータにおいても指令速度値を関数として持ち、制御開始時点からの時間軸に対して指令値となる目標速度を逐次変化させ、この目標速度に対してモータの回転を追従させる方法が一般的である。加速時の指令速度値となる関数には制御対象及び負荷条件等により１次関数や２次以降の高次の関数を組み合わせて摘要し、起動、加速、定速の状態を滑らかに移行させる方法についてさまざまな提案がなされている。
【０００５】
図１４に指令速度値の時間変化の一例を示す。図１４において、横軸は時間であり、縦軸は回転速度（回転数）である。図１４に示す例において、指令速度値は制御開始となった時点から指令速度を徐々に増加させ所望の回転数に達したところで一定値としている。また、例えば、特許文献１に記載された速度制御では、加速時間の前半に許容される最大加速度を要求する時間を設け、加速時間の後半は加速度を滑らかに零に導くように、指令速度曲線を設定し駆動初期における速度追従性を向上させている。
【０００６】
また、振動型モータの起動時における処理としては、振動型モータに印加する周波電圧を高周波側から低周波側に向かって周波数掃引させる方法や、固定高周波電圧を印加して起動開始させる方法等がある。しかし、速度制御においてはいずれの場合でも振動型モータが回転を始めてから最初の速度値が確定するのを待って速度制御処理を開始することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６-６７７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
振動型モータは、振動体とその表面に加圧接触する移動子との摩擦力によって駆動を得るものであり、接触面が静止摩擦状態から動摩擦状態になったときに急激に回転を生じる特性を持つ。そのため、特に起動直後には急激なオーバースピード状態になりやすい。その状態から目標速度に対して追従させるフィードバック制御をかけた場合には、目標速度に対して追従しようとするために、結果として加速中でありながら一旦減速し、その後また加速するといった挙動が発生する。このような挙動が発生したときの回転速度及び駆動周波数（振動型モータに印加する周波電圧の周波数）の例を図１５に示す。
【０００９】
図１５（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値及び実速度の時間変化を示している。図１５（Ａ）において、横軸は時間であり、縦軸は回転速度（回転数）である。また、ＩＳは指令速度値であり、ＲＳは実速度である。図１５（Ａ）に示したように、起動してから速度が検出可能となった時点（エンコーダエッジが最初に確定したタイミング）で振動型モータの実速度（実回転数）が既に指令速度値から大きく外れており、起動開始以降も指令速度値に対する実速度の追従性が悪い。このような場合には、フィードバック制御系の演算ゲインを調整しても収束させることが困難であった。図１５（Ｂ）には、図１５（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数を示している。図１５（Ｂ）において、横軸は時間であり、縦軸は駆動周波数である。初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、振動型モータのオーバースピード状態を認識すると減速させるために一時的に駆動周波数を４０ｋＨｚあたりまで上げている。
【００１０】
このように振動型モータの起動から定常速度に到達するまでの加速期間においては、一旦、指令速度値から大きく外れてしまうとその後収束するまでに無駄な時間を要してしまい、指令速度値に対する実速度の速度追従性を悪化させてしまうという問題があった。また、この速度追従性の悪化から、振動型モータ自体の振動や騒音等の不具合を引き起こすことも考えられ、その制御性が問題となっていた。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、振動型モータの起動から定常速度に到達するまでの加速期間における速度追従性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る振動型モータの駆動制御装置は、電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御装置であって、前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算手段と、前記振動型モータの速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御手段とを備え、前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が基準値よりも速い場合には、前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じた周波数とは異なる周波数に前記周波信号の周波数を制御することを特徴とする。
また、本発明に係る振動型モータの駆動制御装置は、電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御装置であって、前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算手段と、前記振動型モータの速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御手段とを備え、前記指令速度計算手段は、前記振動型モータの初速値を加算して前記振動型モータへ与える指令速度値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、駆動初期において振動型モータに対して印加する周波信号の周波数を制御することにより、振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態における速度制御部の機能構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態における回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。
【図５】第２の実施形態における速度制御部の機能構成例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態における回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。
【図８】第３の実施形態における速度制御部の機能構成例を示す図である。
【図９】第３の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態における回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態における速度制御部の機能構成例を示す図である。
【図１２】第４の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【図１３】第４の実施形態における回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。
【図１４】指令速度値の時間変化の一例を示す図である。
【図１５】従来の速度制御による回転速度及び駆動周波数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、駆動初期において振動型モータの実速度が基準値よりも速い場合には、駆動周波数の更新を行わずに駆動周波数を維持する駆動制御を行うことで、起動直後における速度変動を軽減させる。
【００１７】
図１は、第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の構成例を示すブロック図である。図１において、１００は速度制御部、１０３はパルス生成回路、１０４は昇圧回路、１０５は振動型モータ、１０６はエンコーダである。速度制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、速度制御回路１０２、速度検出回路１０７、及び速度差検出回路１０８を有する。
【００１８】
ＣＰＵ１０１は、装置全体のさまざまな動作をつかさどっているものである。ＣＰＵ１０１は、例えば後述するような動作を実現するためのソフトウェア（プログラム）を図示しない記憶部（記録媒体を含む）から読み出して実行することで、各機能部を統括的に制御する。なお、以下の説明において、ＣＰＵ１０１については振動型モータ１０５の制御関連の動作のみ説明し、振動型モータの制御関連以外の動作に関する説明は省略する。
【００１９】
ＣＰＵ１０１は、速度差検出回路１０８から供給される速度差情報を基に、振動型モータ１０５の回転速度を決定する目標指令速度を作成して速度制御回路１０２へ出力する。速度制御回路１０２は、ＣＰＵ１０１から出力される目標指令速度を基に、振動型モータ１０５の回転速度を決定する駆動周波数指令を作成してパルス生成回路１０３へ出力する。パルス生成回路１０３は、速度制御回路１０２から出力される駆動周波数指令に応じて、駆動パルスを生成し出力する。
【００２０】
パルス生成回路１０３から出力される駆動パルスは、振動型モータ１０５を駆動し得る電圧に昇圧回路１０４で昇圧された後に振動型モータ１０５に供給される。これにより、振動型モータ１０５が回転駆動される。振動型モータ１０５は、電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、その電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される。具体的には、振動型モータ１０５は、電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子に位相の異なる２相の周波電圧を印加することにより振動体の表面に進行性振動波を励起し、振動体の表面に加圧接触する移動子を相対的に移動させ駆動を得る。
【００２１】
エンコーダ１０６は、振動型モータ１０５の回転状態に応じたパルス情報を出力する。速度検出回路１０７は、エンコーダ１０６から出力されるパルス情報を基に、振動型モータ１０５の回転速度（実速度）を検出する。速度差検出回路１０８は、速度制御回路１０２から供給される目標速度と、速度検出回路１０７によって検出された振動型モータ１０５の実速度とを基に、目標速度と実速度との速度差に係る速度差情報を検出する。速度差検出回路１０８により検出された速度差情報は、ＣＰＵ１０１に供給される。
【００２２】
このように図１に示した構成では、振動型モータ１０５の駆動制御に係るフィードバックループが形成される。そして、フィードバック制御により振動型モータ１０５の駆動制御を行うことで、振動型モータ１０５において目標速度による回転が維持される。
【００２３】
図２は、図１に示した速度制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図２において、２０１は初速取り込み手段、２０２は速度検出手段、２０３Ａは指令速度計算手段、２０４は制御単位時間管理手段である。また、２０５は第１の格納手段、２０６Ａは比較手段、２０７は速度差検出手段、２０８は駆動周波数計算手段、２０９は第２の格納手段、２１０Ａは駆動周波数出力手段である。例えば、初速取り込み手段２０１及び速度検出手段２０２は、速度検出回路１０７により実現され、指令速度計算手段２０３Ａ、制御単位時間管理手段２０４、及び比較手段２０６Ａは、ＣＰＵ１０１により実現される。また、例えば、速度差検出手段２０７は速度差検出回路１０８により実現され、駆動周波数計算手段２０８はＣＰＵ１０１及び速度制御回路１０２により実現され、駆動周波数出力手段２１０Ａは速度制御回路１０２により実現される。
【００２４】
初速取り込み手段２０１は、エンコーダ１０６からのパルス情報に基づいて、起動時（駆動開始直後）の振動型モータ１０５の回転速度（実速度）を検出する。すなわち、初速取り込み手段２０１は、振動型モータ１０５の駆動を開始してから最初に速度が検出可能となった時点（エンコーダエッジが最初に確定したタイミング）での振動型モータ１０５の回転速度を検出する。また、速度検出手段２０２は、エンコーダ１０６からのパルス情報に基づいて、起動後の振動型モータ１０５の回転速度（実速度）を検出する。指令速度計算手段２０３Ａは、制御単位時間管理手段２０４からの通知に従って、振動型モータ１０５へ与える指令速度値を算出する。制御単位時間管理手段２０４は、タイマー等の制御周期の時間的管理を行う。
【００２５】
第１の格納手段２０５には、初速比較値ａが格納される。初速比較値ａは、振動型モータ１０５の実際の初速値（初速取り込み手段２０１により検出された回転速度）と比較するための基準値であり、任意の値を設定可能であるが、ここでは一例として振動型モータ１０５の理想的な初速値の２倍の値とする。比較手段２０６Ａは、振動型モータ１０５の実際の初速値と初速比較値ａとを比較する。比較手段２０６Ａは、振動型モータ１０５の実際の初速値が初速比較値ａよりも大きい場合には、出力する駆動周波数を切り替えるための通知を駆動周波数出力手段２１０Ａに対して行う。
【００２６】
速度差検出手段２０７は、速度検出手段２０２によって検出された振動型モータ１０５の回転速度（実速度）と、指令速度計算手段２０３Ａによって算出された指令速度値とを比較し、実際の回転速度と指令速度との速度差を算出する。駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７によって算出された速度差に応じて、振動型モータ１０５を駆動する駆動周波数を決定する。
【００２７】
第２の格納手段には、振動型モータ１０５の起動時に与える駆動周波数を示す初期周波数ｆ０が格納される。駆動周波数出力手段２１０Ａは、決定された駆動周波数の周波信号を振動型モータ１０５に与えるための駆動周波数指令を出力する。駆動周波数出力手段２１０Ａは、振動型モータ１０５の起動時に初期周波数ｆ０を示す駆動周波数指令を出力し、その後において通常は、駆動周波数計算手段２０８により決定された駆動周波数を示す駆動周波数指令を出力する。ただし、駆動周波数出力手段２１０Ａは、振動型モータ１０５の起動時に初速取り込み手段２０１により検出された速度値が初期比較値ａよりも大きく比較手段２０６Ａからの通知を受けた場合には、初期周波数ｆ０を示す駆動周波数指令を出力する。
【００２８】
次に、第１の実施形態における振動型モータの駆動制御について説明する。なお、以下では、振動型モータ１０５の起動（駆動開始）から定常速度に到達するまでの加速期間における速度制御部１００による制御について説明する。図３は、第１の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、例えばＣＰＵ１０１によって、振動型モータ１０５の実際の初速値と比較するための基準値である初速比較値ａが第１の格納手段２０５に設定される（ステップＳ１０１）。次に、駆動周波数出力手段２１０Ａが初期周波数ｆ０を示す駆動周波数指令を出力して振動型モータ１０５の駆動が開始されると、初速取り込み手段２０１は振動型モータ１０５の駆動開始直後の最初の実速度ｙ０を取り込む（ステップＳ１０２）。
【００３０】
次に、比較手段２０６Ａは、初速取り込み手段２０１が取り込んだ振動型モータ１０５の実速度ｙ０と初速比較値ａとを比較する（ステップＳ１０３）。比較の結果、振動型モータ１０５の実速度ｙ０が初速比較値ａより大きい場合には、初期周波数維持フラグに「１」をセット（ステップＳ１１１）して、ステップＳ１０４へ進む。一方、振動型モータ１０５の実速度ｙ０が初速比較値ａ以下である場合には、そのままステップＳ１０４へ進む。
【００３１】
次に、指令速度計算手段２０３Ａは、振動型モータ１０５へ与える目標速度としての指令速度を計算する（ステップＳ１０４）。次に、指令速度計算手段２０３Ａ及び駆動周波数計算手段２０８は、制御を行う単位時間毎に計算した指令速度値を出力して（ステップＳ１０５）、振動型モータ１０５へ目標速度として与える。具体的には、計算した指令速度値に応じた駆動周波数を示す駆動周波数指令が駆動周波数出力手段２１０Ａより出力される。
【００３２】
続いて、速度検出手段２０２は、目標速度を与えられた振動型モータ１０５の実速度（実際の回転速度）を計測する（ステップＳ１０６）。次に、速度差検出手段２０７は、振動型モータ１０５に対する指令速度値と振動型モータ１０５の実速度との比較演算処理を行う。そして、駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７での比較演算処理により得られた速度差から、次回の制御周期で駆動する駆動周波数を算出する（ステップＳ１０７）。
【００３３】
次に、駆動周波数出力手段２１０Ａは、初期周波数維持フラグの判定を行う（ステップＳ１０８）。判定の結果、初期周波数維持フラグに「１」が立っていたら初期周波数ｆ０を維持する処理、すなわち、振動型モータ１０５へ与える駆動周波数データを更新しない処理（ステップＳ１１２）を行う。一方、初期周波数維持フラグが「０」の場合には、ステップＳ１０７において駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数データｆｏｕｔを出力する（ステップＳ１０９）。
【００３４】
ステップＳ１１２において初期周波数ｆ０を維持する処理を行った後に、初期周波数ｆ０と駆動周波数データｆｏｕｔの比較が行われる（ステップＳ１１３）。その結果、初期周波数ｆ０が駆動周波数データｆｏｕｔより大きい場合には、初期周波数維持フラグをクリア（ステップＳ１１４）し、ステップＳ１０９に移行する。一方、ステップＳ１１３において、初期周波数ｆ０が駆動周波数データｆｏｕｔ以下である場合には、ステップＳ１０５へ移行する。
【００３５】
ステップＳ１０９の処理を行った後に、振動型モータ１０５の実速度が定常速度（最終目標速度）に到達したか否かの判定がＣＰＵ１０１等によって行われる（ステップＳ１１０）。そして、振動型モータ１０５の実速度が定常速度に到達した場合には加速期間における処理を終了し、定常速度に未到達である場合にはステップＳ１０５へ移行する。
【００３６】
図４は、第１の実施形態における振動型モータの駆動制御を行ったときの回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。図４（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値ＩＳ及び実速度ＲＳの時間変化を示しており、横軸は時間、縦軸は回転速度（回転数）である。図４（Ａ）においては、破線が指令速度値ＩＳを表し、実線が実速度ＲＳを表している。図４（Ａ）と図１５（Ａ）とを比較すると、振動型モータ１０５の回転速度が検出可能となった時点での実速度（初速）は同じレベルではあるが、第１の実施形態におけるその後の挙動は実速度が指令速度値を下回るまでは初速と同じ速度を維持している。また、図４（Ｂ）には、図４（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数ＤＲを示しており、横軸は時間、縦軸は駆動周波数である。本実施形態では、図４（Ｂ）に示されるように、初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、振動型モータの実速度が指令速度値を下回るまでは初期周波数を維持させている。すなわち、前述したように振動型モータの駆動制御を行うことで、図１５（Ａ）に示した減速と加速を繰り返すような速度変動が軽減され、振動型モータの起動から定常速度に到達するまでの加速期間における速度追従性を向上させることができる。
【００３７】
以上説明したように第１の実施形態によれば、駆動初期において振動型モータの実速度が指令速度よりも所定量以上速かった場合には、駆動周波数の更新を行わずに初期周波数を維持するように制御する。これにより、加速と減速が交互に繰り返されるような振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、駆動初期において振動型モータの実速度が基準値よりも速い場合には、駆動周波数の変化量に上限を設け、それ以上の変化量での駆動周波数の更新を行わない駆動制御を行うことで、起動直後における速度変動を軽減させる。なお、第２の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の全体構成は、図１に示した第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置と同様であるので、その説明は省略する。
【００３９】
図５は、第２の実施形態における速度制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。この図５において、図２に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図２において、２０６Ｂは比較手段、２１０Ｂは駆動周波数出力手段、２１１は駆動周波数制御手段、２１２は第３の格納手段である。例えば、比較手段２０６ＢはＣＰＵ１０１により実現され、駆動周波数出力手段２１０Ｂ及び駆動周波数制御手段２１１は速度制御回路１０２により実現される。
【００４０】
比較手段２０６Ｂは、振動型モータ１０５の実際の初速値と初速比較値ａとを比較する。比較手段２０６Ｂは、振動型モータ１０５の実際の初速値が初速比較値ａよりも大きい場合には、駆動周波数制御手段２１１に対して通知を行う。第３の格納手段２１２には、周波数更新上限値ｂが格納される。周波数更新上限値ｂは、駆動周波数計算手段２０８によって算出された駆動周波数の更新量と比較し、その更新分にリミットをかけるための基準値である。周波数更新上限値ｂは、任意の値を設定可能であるが、ここでは一例として５００Ｈｚとする。
【００４１】
駆動周波数制御手段２１１は、駆動周波数計算手段２０８によって算出された駆動周波数に基づいて、最終的に振動型モータ１０５を駆動する駆動周波数を決定する。駆動周波数制御手段２１１は、通常、駆動周波数計算手段２０８によって算出された駆動周波数を、最終的に振動型モータを駆動する駆動周波数に決定する。ただし、駆動周波数制御手段２１１は、振動型モータ１０５の起動時に初速取り込み手段２０１により検出された速度値が初期比較値ａよりも大きく比較手段２０６Ｂからの通知を受けた場合には、駆動周波数の最大更新量を周波数更新上限値ｂに制限する。駆動周波数出力手段２１０Ｂは、駆動周波数制御手段２１１により決定された駆動周波数を示す駆動周波数指令を出力する。
【００４２】
第２の実施形態における振動型モータの駆動制御について説明する。以下では、振動型モータ１０５の起動（駆動開始）から定常速度に到達するまでの加速期間における速度制御部１００による制御について説明する。図６は、第２の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、例えばＣＰＵ１０１によって、振動型モータ１０５へ与える駆動周波数の変化量に制限をかけるための基準値である周波数更新上限値ｂが第３の格納手段２１２に設定される（ステップＳ２００）。また、例えばＣＰＵ１０１によって、振動型モータ１０５の実際の初速値と比較するための基準値である初速比較値ａが第１の格納手段２０５に設定される（ステップＳ２０１）。次に、駆動周波数出力手段２１０Ｂより初期周波数を示す駆動周波数指令が出力され振動型モータ１０５の駆動が開始されると、初速取り込み手段２０１は振動型モータ１０５の駆動開始直後の最初の実速度ｙ０を取り込む（ステップＳ２０２）。
【００４４】
次に、比較手段２０６Ｂは、初速取り込み手段２０１が取り込んだ振動型モータ１０５の実速度ｙ０と初速比較値ａとを比較する（ステップＳ２０３）。比較の結果、振動型モータ１０５の実速度ｙ０が初速比較値ａより大きい場合には、駆動周波数更新リミットフラグに「１」をセット（ステップＳ２１１）して、ステップＳ２０４へ進む。一方、振動型モータ１０５の実速度ｙ０が初速比較値ａ以下である場合には、そのままステップＳ２０４へ進む。
【００４５】
次に、指令速度計算手段２０３Ａは、振動型モータ１０５へ与える目標速度としての指令速度を計算する（ステップＳ２０４）。次に、指令速度計算手段２０３Ａ及び駆動周波数計算手段２０８は、駆動周波数制御手段２１１及び駆動周波数出力手段２１０Ｂを介して、制御を行う単位時間毎に計算した指令速度値を出力して（ステップＳ２０５）、振動型モータ１０５へ目標速度として与える。
【００４６】
続いて、速度検出手段２０２は、目標速度を与えられた振動型モータ１０５の実速度（実際の回転速度）を計測する（ステップＳ２０６）。次に、速度差検出手段２０７は、振動型モータ１０５に対する指令速度値と振動型モータ１０５の実速度との比較演算処理を行う。そして、駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７での比較演算処理により得られた速度差から、次回の制御周期で駆動する駆動周波数を算出する（ステップＳ２０７）。
【００４７】
次に、駆動周波数制御手段２１１は、駆動周波数更新リミットフラグの判定を行い（ステップＳ２０８）、駆動周波数更新リミットフラグが「１」の場合にはステップＳ２１２へ進み、駆動周波数更新リミットフラグが「０」の場合にはステップＳ２０９へ進む。ステップＳ２０９にて、駆動周波数制御手段２１１は、ステップＳ２０７において駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数をそのまま駆動周波数出力手段２１０Ｂを介して出力する。
【００４８】
ステップＳ２１２にて、駆動周波数制御手段２１１は、初期周波数とステップＳ２０７において算出した駆動周波数との差分から駆動周波数の更新量を算出し、この更新量が周波数更新上限値ｂよりも大きいか否かの判定を行う。その結果、駆動周波数の更新量が周波数更新上限値ｂよりも大きい場合にはステップＳ２１３に進み、駆動周波数制御手段２１１は、周波数更新分を周波数更新上限値ｂに差し替えて得られた駆動周波数を、駆動周波数出力手段２１０Ｂを介して出力する。一方、ステップＳ２１２での判定の結果、駆動周波数の更新量が周波数更新上限値ｂ以下である場合にはステップＳ２０９に進む。
【００４９】
その後、振動型モータ１０５の実速度が定常速度（最終目標速度）に到達したか否かの判定がＣＰＵ１０１等によって行われる（ステップＳ２１０）。そして、振動型モータ１０５の実速度が定常速度に到達した場合には加速期間における処理を終了し、定常速度に未到達である場合にはステップＳ２０５へ移行する。なお、駆動周波数更新リミットフラグは、例えば駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数が所定の駆動周波数（例えば初期周波数）以下となった場合にクリアするようにすれば良い。
【００５０】
図７は、第２の実施形態における振動型モータの駆動制御を行ったときの回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。図７（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値ＩＳ及び実速度ＲＳの時間変化を示しており、横軸は時間、縦軸は回転速度（回転数）である。図７（Ａ）においては、破線が指令速度値ＩＳを表し、実線が実速度ＲＳを表している。図７（Ａ）と図１５（Ａ）とを比較すると、振動型モータ１０５の回転速度が検出可能となった時点での実速度（初速）は同じレベルではあるが、第２の実施形態では減速の度合いが緩やかになった分、実速度が指令速度値を下回った後の速度変動が軽減されている。また、図７（Ｂ）には、図７（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数ＤＲを示しており、横軸は時間、縦軸は駆動周波数である。本実施形態では、図７（Ｂ）に示されるように、初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、一旦、駆動周波数が３９．５ｋＨｚまで上昇するがそこでリミットがかかり、その後は駆動周波数を緩やかに下げてきている。すなわち、前述したように振動型モータの駆動制御を行うことで、図１５（Ａ）に示した指令速度値を下回った後の減速と加速を繰り返すような速度変動が軽減され、振動型モータの加速期間における速度追従性を向上させることができる。
【００５１】
以上説明したように第２の実施形態によれば、駆動初期において振動型モータの実速度が指令速度よりも所定量以上速かった場合には、駆動周波数の変化量を制限し、その制限を超えた駆動周波数の更新を行わないように制御する。これにより、振動型モータの起動直後における急激な減速を防止して速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、振動型モータの過去の駆動履歴から起動時に発すると予想される初速値を任意の固定値として予め準備しておく。その任意の固定値を指令速度の計算式に加算する形で速度のかさ上げを行って指令速度値を算出することにより、起動直後の速度変動を軽減させる。なお、第３の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の全体構成は、図１に示した第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置と同様であるので、その説明は省略する。
【００５３】
図８は、第３の実施形態における速度制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。この図８において、図２に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図８において、２０３Ｂは指令速度計算手段、２１０Ｃは駆動周波数出力手段、２１３は第４の格納手段である。例えば、指令速度計算手段２０３ＢはＣＰＵ１０１により実現され、駆動周波数出力手段２１０Ｃは速度制御回路１０２により実現される。
【００５４】
第４の格納手段２１３には、かさ上げ速度値ｖ０が格納される。本実施形態において、かさ上げ速度値ｖ０は、振動型モータ１０５の過去の駆動履歴から導き出される起動時に発すると予想される初速値とし、任意の固定値を設定可能とする。なお、かさ上げ速度値ｖ０は、他の方法で決められる初速値でも良く、例えば前回の駆動時における振動型モータ１０５の初速値を記憶しておき、それを次回の駆動時のかさ上げ速度値ｖ０として使用するようにしても良い。また、例えば、駆動する度に学習形式で振動型モータ１０５の初速値を更新してかさ上げ速度値ｖ０を決めるようにしても良い。
【００５５】
指令速度計算手段２０３Ｂは、制御単位時間管理手段２０４からの通知に従って、下記（式１）として示す３次関数式を用いて振動型モータ１０５へ与える指令速度値を算出する。なお、下記（式１）として示した３次関数式は一例であって、指令速度値の計算式は、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
Ｖ（ｔ）＝−Ｙ4／４Ｘ3×ｔ3＋３Ｙ3／４Ｘ2×ｔ2＋ｖ０ ・・・（式１）
Ｘ ：加速開始を原点とした加速完了までの位置
ｖ０：かさ上げ速度値
Ｙ ：（目標速度値−かさ上げ速度値）
ｔ ：時間
【００５６】
ここで、目標速度となる指令速度値Ｖ（ｔ）は、制御単位時間管理手段２０４からの時間出力である周期ｔ毎に計算される。このように指令速度値の計算式に振動型モータ１０５の初速の要素を加える、すなわちかさ上げ速度値ｖ０を加算することにより、制御対象となる振動型モータ１０５に適した指令速度値を算出することが可能となる。
駆動周波数出力手段２１０Ｃは、駆動周波数計算手段２０８により決定された駆動周波数を示す駆動周波数指令を出力する。
【００５７】
第３の実施形態における振動型モータの駆動制御について説明する。以下では、振動型モータ１０５の起動（駆動開始）から定常速度に到達するまでの加速期間における速度制御部１００による制御について説明する。図９は、第３の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【００５８】
まず、例えばＣＰＵ１０１によって、かさ上げ速度値ｖ０が第４の格納手段２１３に設定される（ステップＳ３０１）。次に、指令速度計算手段２０３Ｂは、（式１）として示した計算式を用いて振動型モータ１０５へ与える指令速度を計算する（ステップＳ３０２）。ここでは、前述したように目標速度となる指令速度値Ｖ（ｔ）を算出するにあたり、指令速度の計算式にかさ上げ速度値ｖ０を加算することにより、制御対象となる振動型モータ１０５に適した指令速度値を算出する。
【００５９】
次に、指令速度計算手段２０３Ｂ及び駆動周波数計算手段２０８は、制御を行う単位時間毎に計算した指令速度値を出力して（ステップＳ３０３）、振動型モータ１０５へ目標速度として与える。具体的には、計算した指令速度値に応じた駆動周波数を示す駆動周波数指令が駆動周波数出力手段２１０Ｃより出力される。
【００６０】
続いて、速度検出手段２０２は、目標速度を与えられた振動型モータ１０５の実速度（実際の回転速度）を計測する（ステップＳ３０４）。次に、速度差検出手段２０７は、振動型モータ１０５に対する指令速度値と振動型モータ１０５の実速度との比較演算処理を行う。そして、駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７での比較演算処理により得られた速度差から、次回の制御周期で駆動する駆動周波数を算出する（ステップＳ３０５）。
【００６１】
次に、駆動周波数出力手段２１０Ｃは、駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数データを振動型モータ１０５に対して出力する（ステップＳ３０６）。次に、振動型モータ１０５の実速度が定常速度（最終目標速度）に到達したか否かの判定がＣＰＵ１０１等によって行われる（ステップＳ３０７）。そして、振動型モータ１０５の実速度が定常速度に到達した場合には加速期間における処理を終了し、定常速度に未到達である場合にはステップＳ３０３へ移行する。
【００６２】
図１０は、第３の実施形態における振動型モータの駆動制御を行ったときの回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。図１０（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値ＩＳ及び実速度ＲＳの時間変化を示しており、横軸は時間、縦軸は回転速度（回転数）である。図１０（Ａ）においては、破線が指令速度値ＩＳを表し、実線が実速度ＲＳを表している。図１０（Ａ）に示されるように、本実施形態では、指令速度値の計算の際に、振動型モータ１０５の起動時に発すると予想される初速値を加算する形で速度のかさ上げを行う。この速度のかさ上げにより振動型モータ１０５の起動直後において指令速度値と実速度との差がほとんど無くなり、その後の速度追従性に関しても改善が見られることがわかる。また、図１０（Ｂ）には、図１０（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数ＤＲを示しており、横軸は時間、縦軸は駆動周波数である。本実施形態では、図１０（Ｂ）に示されるように、初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、その後は駆動周波数を緩やかに下げていく理想的な駆動周波数制御曲線を描いている。
【００６３】
以上説明したように第３の実施形態によれば、振動型モータの過去の駆動履歴から起動時に発すると予想される初速値を任意の固定値として予め準備しておき、その任意の固定値を指令速度の計算式に加算する形で速度のかさ上げを行って指令速度値を算出する。これにより、振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【００６４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、振動型モータの実際の初速値に任意の固定値を加えたものを振動型モータの初速値として扱う。その振動型モータの初速値を指令速度の計算式に加算する形で速度のかさ上げを行って指令速度値を算出することにより、起動直後の速度変動を軽減させる。なお、第４の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の全体構成は、図１に示した第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置と同様であるので、その説明は省略する。
【００６５】
図１１は、第４の実施形態における速度制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。この図１１において、図２、図８に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１１において、２０３Ｃは指令速度計算手段である。例えば、指令速度計算手段２０３ＣはＣＰＵ１０１により実現される。
【００６６】
本実施形態において、第４の格納手段２１３には、振動型モータ１０５の実際の初速値に対してプラスαするための値であるかさ上げ速度値ｖ１が格納される。かさ上げ速度値ｖ１は、任意の固定値を設定可能であるが、本実施形態においては２５ｒｐｍとする。
【００６７】
指令速度計算手段２０３Ｃは、制御単位時間管理手段２０４からの通知に従って、下記（式２）として示す３次関数式を用いて振動型モータ１０５へ与える指令速度値を算出する。なお、下記（式２）として示した３次関数式は一例であって、指令速度値の計算式は、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
Ｖ（ｔ）＝−Ｙ4／４Ｘ3×ｔ3＋３Ｙ3／４Ｘ2×ｔ2＋（ｙ０＋ｖ１） ・・・（式２）
Ｘ ：加速開始を原点とした加速完了までの位置
ｙ０：振動型モータ１０５の実際の初速値
ｖ１：かさ上げ速度値
Ｙ ：（目標速度値−（ｙ０＋ｖ１））
ｔ ：時間
【００６８】
ここで、目標速度となる指令速度値Ｖ（ｔ）は、制御単位時間管理手段２０４からの時間出力である周期ｔ毎に計算される。このように指令速度値の計算式に振動型モータ１０５の初速の要素を加える、すなわち初速取り込み手段２０１で検出された振動型モータ１０５の実際の初速値とかさ上げ速度値ｖ１を計算式に加算する形で加えて、指令速度値Ｖ（ｔ）を算出する。なお、前述のようにして振動型モータ１０５へ与える指令速度値Ｖ（ｔ）を算出することで、振動型モータ１０５の実際の初速値ｙ０のみを計算式に代入して指令速度値Ｖ（ｔ）を算出した場合よりも、起動後の速度追従性を含めて良好な特性が得られる。
【００６９】
第４の実施形態における振動型モータの駆動制御について説明する。以下では、振動型モータ１０５の起動（駆動開始）から定常速度に到達するまでの加速期間における速度制御部１００による制御について説明する。図１２は、第４の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【００７０】
まず、例えばＣＰＵ１０１によって、かさ上げ速度値ｖ１が第４の格納手段２１３に設定される（ステップＳ４０１）。次に、駆動周波数出力手段２１０Ｃより初期周波数を示す駆動周波数指令が出力され振動型モータ１０５の駆動が開始されると、初速取り込み手段２０１は振動型モータ１０５の駆動開始直後の最初の実速度ｙ０を取り込む（ステップＳ４０２）。
【００７１】
次に、指令速度計算手段２０３Ｃは、（式２）として示した計算式を用いて振動型モータ１０５へ与える指令速度を計算する（ステップＳ４０３）。ここでは、前述したように目標速度となる指令速度値Ｖ（ｔ）を算出するにあたり、指令速度の計算式に（実際の初速値ｙ０＋かさ上げ速度値ｖ１）を加算することにより、制御対象となる振動型モータ１０５に適した指令速度値を算出する。
【００７２】
次に、指令速度計算手段２０３Ｃ及び駆動周波数計算手段２０８は、制御を行う単位時間毎に計算した指令速度値を出力して（ステップＳ４０４）、振動型モータ１０５へ目標速度として与える。具体的には、計算した指令速度値に応じた駆動周波数を示す駆動周波数指令が駆動周波数出力手段２１０Ｃより出力される。
【００７３】
続いて、速度検出手段２０２は、目標速度を与えられた振動型モータ１０５の実速度（実際の回転速度）を計測する（ステップＳ４０５）。次に、速度差検出手段２０７は、振動型モータ１０５に対する指令速度値と振動型モータ１０５の実速度との比較演算処理を行う。そして、駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７での比較演算処理により得られた速度差から、次回の制御周期で駆動する駆動周波数を算出する（ステップＳ４０６）。
【００７４】
次に、駆動周波数出力手段２１０Ｃは、駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数データを振動型モータ１０５に対して出力する（ステップＳ４０７）。次に、振動型モータ１０５の実速度が定常速度（最終目標速度）に到達したか否かの判定がＣＰＵ１０１等によって行われる（ステップＳ４０８）。そして、振動型モータ１０５の実速度が定常速度に到達した場合には加速期間における処理を終了し、定常速度に未到達である場合にはステップＳ４０４へ移行する。
【００７５】
図１３は、第４の実施形態における振動型モータの駆動制御を行ったときの回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。図１３（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値ＩＳ及び実速度ＲＳの時間変化を示しており、横軸は時間、縦軸は回転速度（回転数）である。図１３（Ａ）においては、破線が指令速度値ＩＳを表し、実線が実速度ＲＳを表している。図１３（Ａ）に示されるように、本実施形態では、指令速度値の計算の際に、振動型モータ１０５の実際の初速値に任意の固定値を加えたものを振動型モータの初速値として扱い、その初速値を指令速度の計算式に代入して速度のかさ上げを行う。この速度のかさ上げにより振動型モータ１０５の起動直後において指令速度値と実速度との差がほとんど無くなり、その後の速度追従性に関しても改善が見られることがわかる。また、図１３（Ｂ）には、図１３（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数ＤＲを示しており、横軸は時間、縦軸は駆動周波数である。本実施形態では、図１３（Ｂ）に示されるように、初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、一旦加速させるために駆動周波数を下げているが、その後は駆動周波数を緩やかに下げていく理想的な駆動周波数制御曲線を描いている。
【００７６】
以上説明したように第４の実施形態によれば、振動型モータの実際の初速値に任意の固定値を加えたものを振動型モータの初速値として扱い、その初速値を指令速度の計算式に加算する形で速度のかさ上げを行って指令速度値を算出する。これにより、振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【００７７】
（本発明の他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００７８】
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 速度制御部、１０１ ＣＰＵ、１０２ 速度制御回路、１０５ 振動型モータ、１０７ 速度検出回路、１０８ 速度差検出回路、２０１ 初速取り込み手段、２０２ 速度検出手段、２０３Ａ 指令速度計算手段、２０４ 制御単位時間管理手段、２０６Ａ 比較手段、２０７ 速度差検出手段、２０８ 駆動周波数計算手段、２１０ 駆動周波数出力手段、２１１ 駆動周波数制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型モータの駆動制御装置、駆動制御方法、及びプログラムに関し、詳しくは振動型モータの速度制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型モータは、超音波領域周波数の機械振動を利用して駆動を得るものである。振動型モータは、電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子に位相の異なる２相の周波電圧を印加することによって振動体の表面に進行性振動波を励起し、その振動体の表面に加圧接触する移動子を相対的に移動させ駆動を得る。
【０００３】
振動型モータは、印加される周波電圧の周波数が高い場合には回転速度が低く、周波数を下げていくことで回転速度が高くなる特性を持つ。振動型モータの速度制御を行う場合には、振動型モータの回転軸上に配備されたロータリーエンコーダ等から回転速度を検出する。そして、検出されたモータの実速度と指令速度値（目標速度値）とを逐次比較し、指令速度値との偏差を所定の演算方法によりゲインをもたせ、振動型モータに与える周波電圧の周波数を操作して駆動を行う、所謂フィードバック制御方式が一般的である。
【０００４】
また、加速時の制御においては振動型モータに限らず電磁モータにおいても指令速度値を関数として持ち、制御開始時点からの時間軸に対して指令値となる目標速度を逐次変化させ、この目標速度に対してモータの回転を追従させる方法が一般的である。加速時の指令速度値となる関数には制御対象及び負荷条件等により１次関数や２次以降の高次の関数を組み合わせて摘要し、起動、加速、定速の状態を滑らかに移行させる方法についてさまざまな提案がなされている。
【０００５】
図１４に指令速度値の時間変化の一例を示す。図１４において、横軸は時間であり、縦軸は回転速度（回転数）である。図１４に示す例において、指令速度値は制御開始となった時点から指令速度を徐々に増加させ所望の回転数に達したところで一定値としている。また、例えば、特許文献１に記載された速度制御では、加速時間の前半に許容される最大加速度を要求する時間を設け、加速時間の後半は加速度を滑らかに零に導くように、指令速度曲線を設定し駆動初期における速度追従性を向上させている。
【０００６】
また、振動型モータの起動時における処理としては、振動型モータに印加する周波電圧を高周波側から低周波側に向かって周波数掃引させる方法や、固定高周波電圧を印加して起動開始させる方法等がある。しかし、速度制御においてはいずれの場合でも振動型モータが回転を始めてから最初の速度値が確定するのを待って速度制御処理を開始することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６-６７７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
振動型モータは、振動体とその表面に加圧接触する移動子との摩擦力によって駆動を得るものであり、接触面が静止摩擦状態から動摩擦状態になったときに急激に回転を生じる特性を持つ。そのため、特に起動直後には急激なオーバースピード状態になりやすい。その状態から目標速度に対して追従させるフィードバック制御をかけた場合には、目標速度に対して追従しようとするために、結果として加速中でありながら一旦減速し、その後また加速するといった挙動が発生する。このような挙動が発生したときの回転速度及び駆動周波数（振動型モータに印加する周波電圧の周波数）の例を図１５に示す。
【０００９】
図１５（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値及び実速度の時間変化を示している。図１５（Ａ）において、横軸は時間であり、縦軸は回転速度（回転数）である。また、ＩＳは指令速度値であり、ＲＳは実速度である。図１５（Ａ）に示したように、起動してから速度が検出可能となった時点（エンコーダエッジが最初に確定したタイミング）で振動型モータの実速度（実回転数）が既に指令速度値から大きく外れており、起動開始以降も指令速度値に対する実速度の追従性が悪い。このような場合には、フィードバック制御系の演算ゲインを調整しても収束させることが困難であった。図１５（Ｂ）には、図１５（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数を示している。図１５（Ｂ）において、横軸は時間であり、縦軸は駆動周波数である。初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、振動型モータのオーバースピード状態を認識すると減速させるために一時的に駆動周波数を４０ｋＨｚあたりまで上げている。
【００１０】
このように振動型モータの起動から定常速度に到達するまでの加速期間においては、一旦、指令速度値から大きく外れてしまうとその後収束するまでに無駄な時間を要してしまい、指令速度値に対する実速度の速度追従性を悪化させてしまうという問題があった。また、この速度追従性の悪化から、振動型モータ自体の振動や騒音等の不具合を引き起こすことも考えられ、その制御性が問題となっていた。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、振動型モータの起動から定常速度に到達するまでの加速期間における速度追従性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る振動型モータの駆動制御装置は、電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御装置であって、前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算手段と、前記振動型モータの速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御手段とを備え、前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が基準値よりも速い場合には、前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じた周波数とは異なる周波数に前記周波信号の周波数を制御することを特徴とする。
また、本発明に係る振動型モータの駆動制御装置は、電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御装置であって、前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算手段と、前記振動型モータの速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御手段とを備え、前記指令速度計算手段は、前記振動型モータの初速値を加算して前記振動型モータへ与える指令速度値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、駆動初期において振動型モータに対して印加する周波信号の周波数を制御することにより、振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態における速度制御部の機能構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態における回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。
【図５】第２の実施形態における速度制御部の機能構成例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態における回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。
【図８】第３の実施形態における速度制御部の機能構成例を示す図である。
【図９】第３の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態における回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態における速度制御部の機能構成例を示す図である。
【図１２】第４の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【図１３】第４の実施形態における回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。
【図１４】指令速度値の時間変化の一例を示す図である。
【図１５】従来の速度制御による回転速度及び駆動周波数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、駆動初期において振動型モータの実速度が基準値よりも速い場合には、駆動周波数の更新を行わずに駆動周波数を維持する駆動制御を行うことで、起動直後における速度変動を軽減させる。
【００１７】
図１は、第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の構成例を示すブロック図である。図１において、１００は速度制御部、１０３はパルス生成回路、１０４は昇圧回路、１０５は振動型モータ、１０６はエンコーダである。速度制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、速度制御回路１０２、速度検出回路１０７、及び速度差検出回路１０８を有する。
【００１８】
ＣＰＵ１０１は、装置全体のさまざまな動作をつかさどっているものである。ＣＰＵ１０１は、例えば後述するような動作を実現するためのソフトウェア（プログラム）を図示しない記憶部（記録媒体を含む）から読み出して実行することで、各機能部を統括的に制御する。なお、以下の説明において、ＣＰＵ１０１については振動型モータ１０５の制御関連の動作のみ説明し、振動型モータの制御関連以外の動作に関する説明は省略する。
【００１９】
ＣＰＵ１０１は、速度差検出回路１０８から供給される速度差情報を基に、振動型モータ１０５の回転速度を決定する目標指令速度を作成して速度制御回路１０２へ出力する。速度制御回路１０２は、ＣＰＵ１０１から出力される目標指令速度を基に、振動型モータ１０５の回転速度を決定する駆動周波数指令を作成してパルス生成回路１０３へ出力する。パルス生成回路１０３は、速度制御回路１０２から出力される駆動周波数指令に応じて、駆動パルスを生成し出力する。
【００２０】
パルス生成回路１０３から出力される駆動パルスは、振動型モータ１０５を駆動し得る電圧に昇圧回路１０４で昇圧された後に振動型モータ１０５に供給される。これにより、振動型モータ１０５が回転駆動される。振動型モータ１０５は、電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、その電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される。具体的には、振動型モータ１０５は、電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子に位相の異なる２相の周波電圧を印加することにより振動体の表面に進行性振動波を励起し、振動体の表面に加圧接触する移動子を相対的に移動させ駆動を得る。
【００２１】
エンコーダ１０６は、振動型モータ１０５の回転状態に応じたパルス情報を出力する。速度検出回路１０７は、エンコーダ１０６から出力されるパルス情報を基に、振動型モータ１０５の回転速度（実速度）を検出する。速度差検出回路１０８は、速度制御回路１０２から供給される目標速度と、速度検出回路１０７によって検出された振動型モータ１０５の実速度とを基に、目標速度と実速度との速度差に係る速度差情報を検出する。速度差検出回路１０８により検出された速度差情報は、ＣＰＵ１０１に供給される。
【００２２】
このように図１に示した構成では、振動型モータ１０５の駆動制御に係るフィードバックループが形成される。そして、フィードバック制御により振動型モータ１０５の駆動制御を行うことで、振動型モータ１０５において目標速度による回転が維持される。
【００２３】
図２は、図１に示した速度制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図２において、２０１は初速取り込み手段、２０２は速度検出手段、２０３Ａは指令速度計算手段、２０４は制御単位時間管理手段である。また、２０５は第１の格納手段、２０６Ａは比較手段、２０７は速度差検出手段、２０８は駆動周波数計算手段、２０９は第２の格納手段、２１０Ａは駆動周波数出力手段である。例えば、初速取り込み手段２０１及び速度検出手段２０２は、速度検出回路１０７により実現され、指令速度計算手段２０３Ａ、制御単位時間管理手段２０４、及び比較手段２０６Ａは、ＣＰＵ１０１により実現される。また、例えば、速度差検出手段２０７は速度差検出回路１０８により実現され、駆動周波数計算手段２０８はＣＰＵ１０１及び速度制御回路１０２により実現され、駆動周波数出力手段２１０Ａは速度制御回路１０２により実現される。
【００２４】
初速取り込み手段２０１は、エンコーダ１０６からのパルス情報に基づいて、起動時（駆動開始直後）の振動型モータ１０５の回転速度（実速度）を検出する。すなわち、初速取り込み手段２０１は、振動型モータ１０５の駆動を開始してから最初に速度が検出可能となった時点（エンコーダエッジが最初に確定したタイミング）での振動型モータ１０５の回転速度を検出する。また、速度検出手段２０２は、エンコーダ１０６からのパルス情報に基づいて、起動後の振動型モータ１０５の回転速度（実速度）を検出する。指令速度計算手段２０３Ａは、制御単位時間管理手段２０４からの通知に従って、振動型モータ１０５へ与える指令速度値を算出する。制御単位時間管理手段２０４は、タイマー等の制御周期の時間的管理を行う。
【００２５】
第１の格納手段２０５には、初速比較値ａが格納される。初速比較値ａは、振動型モータ１０５の実際の初速値（初速取り込み手段２０１により検出された回転速度）と比較するための基準値であり、任意の値を設定可能であるが、ここでは一例として振動型モータ１０５の理想的な初速値の２倍の値とする。比較手段２０６Ａは、振動型モータ１０５の実際の初速値と初速比較値ａとを比較する。比較手段２０６Ａは、振動型モータ１０５の実際の初速値が初速比較値ａよりも大きい場合には、出力する駆動周波数を切り替えるための通知を駆動周波数出力手段２１０Ａに対して行う。
【００２６】
速度差検出手段２０７は、速度検出手段２０２によって検出された振動型モータ１０５の回転速度（実速度）と、指令速度計算手段２０３Ａによって算出された指令速度値とを比較し、実際の回転速度と指令速度との速度差を算出する。駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７によって算出された速度差に応じて、振動型モータ１０５を駆動する駆動周波数を決定する。
【００２７】
第２の格納手段には、振動型モータ１０５の起動時に与える駆動周波数を示す初期周波数ｆ０が格納される。駆動周波数出力手段２１０Ａは、決定された駆動周波数の周波信号を振動型モータ１０５に与えるための駆動周波数指令を出力する。駆動周波数出力手段２１０Ａは、振動型モータ１０５の起動時に初期周波数ｆ０を示す駆動周波数指令を出力し、その後において通常は、駆動周波数計算手段２０８により決定された駆動周波数を示す駆動周波数指令を出力する。ただし、駆動周波数出力手段２１０Ａは、振動型モータ１０５の起動時に初速取り込み手段２０１により検出された速度値が初期比較値ａよりも大きく比較手段２０６Ａからの通知を受けた場合には、初期周波数ｆ０を示す駆動周波数指令を出力する。
【００２８】
次に、第１の実施形態における振動型モータの駆動制御について説明する。なお、以下では、振動型モータ１０５の起動（駆動開始）から定常速度に到達するまでの加速期間における速度制御部１００による制御について説明する。図３は、第１の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、例えばＣＰＵ１０１によって、振動型モータ１０５の実際の初速値と比較するための基準値である初速比較値ａが第１の格納手段２０５に設定される（ステップＳ１０１）。次に、駆動周波数出力手段２１０Ａが初期周波数ｆ０を示す駆動周波数指令を出力して振動型モータ１０５の駆動が開始されると、初速取り込み手段２０１は振動型モータ１０５の駆動開始直後の最初の実速度ｙ０を取り込む（ステップＳ１０２）。
【００３０】
次に、比較手段２０６Ａは、初速取り込み手段２０１が取り込んだ振動型モータ１０５の実速度ｙ０と初速比較値ａとを比較する（ステップＳ１０３）。比較の結果、振動型モータ１０５の実速度ｙ０が初速比較値ａより大きい場合には、初期周波数維持フラグに「１」をセット（ステップＳ１１１）して、ステップＳ１０４へ進む。一方、振動型モータ１０５の実速度ｙ０が初速比較値ａ以下である場合には、そのままステップＳ１０４へ進む。
【００３１】
次に、指令速度計算手段２０３Ａは、振動型モータ１０５へ与える目標速度としての指令速度を計算する（ステップＳ１０４）。次に、指令速度計算手段２０３Ａ及び駆動周波数計算手段２０８は、制御を行う単位時間毎に計算した指令速度値を出力して（ステップＳ１０５）、振動型モータ１０５へ目標速度として与える。具体的には、計算した指令速度値に応じた駆動周波数を示す駆動周波数指令が駆動周波数出力手段２１０Ａより出力される。
【００３２】
続いて、速度検出手段２０２は、目標速度を与えられた振動型モータ１０５の実速度（実際の回転速度）を計測する（ステップＳ１０６）。次に、速度差検出手段２０７は、振動型モータ１０５に対する指令速度値と振動型モータ１０５の実速度との比較演算処理を行う。そして、駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７での比較演算処理により得られた速度差から、次回の制御周期で駆動する駆動周波数を算出する（ステップＳ１０７）。
【００３３】
次に、駆動周波数出力手段２１０Ａは、初期周波数維持フラグの判定を行う（ステップＳ１０８）。判定の結果、初期周波数維持フラグに「１」が立っていたら初期周波数ｆ０を維持する処理、すなわち、振動型モータ１０５へ与える駆動周波数データを更新しない処理（ステップＳ１１２）を行う。一方、初期周波数維持フラグが「０」の場合には、ステップＳ１０７において駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数データｆｏｕｔを出力する（ステップＳ１０９）。
【００３４】
ステップＳ１１２において初期周波数ｆ０を維持する処理を行った後に、初期周波数ｆ０と駆動周波数データｆｏｕｔの比較が行われる（ステップＳ１１３）。その結果、初期周波数ｆ０が駆動周波数データｆｏｕｔより大きい場合には、初期周波数維持フラグをクリア（ステップＳ１１４）し、ステップＳ１０９に移行する。一方、ステップＳ１１３において、初期周波数ｆ０が駆動周波数データｆｏｕｔ以下である場合には、ステップＳ１０５へ移行する。
【００３５】
ステップＳ１０９の処理を行った後に、振動型モータ１０５の実速度が定常速度（最終目標速度）に到達したか否かの判定がＣＰＵ１０１等によって行われる（ステップＳ１１０）。そして、振動型モータ１０５の実速度が定常速度に到達した場合には加速期間における処理を終了し、定常速度に未到達である場合にはステップＳ１０５へ移行する。
【００３６】
図４は、第１の実施形態における振動型モータの駆動制御を行ったときの回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。図４（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値ＩＳ及び実速度ＲＳの時間変化を示しており、横軸は時間、縦軸は回転速度（回転数）である。図４（Ａ）においては、破線が指令速度値ＩＳを表し、実線が実速度ＲＳを表している。図４（Ａ）と図１５（Ａ）とを比較すると、振動型モータ１０５の回転速度が検出可能となった時点での実速度（初速）は同じレベルではあるが、第１の実施形態におけるその後の挙動は実速度が指令速度値を下回るまでは初速と同じ速度を維持している。また、図４（Ｂ）には、図４（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数ＤＲを示しており、横軸は時間、縦軸は駆動周波数である。本実施形態では、図４（Ｂ）に示されるように、初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、振動型モータの実速度が指令速度値を下回るまでは初期周波数を維持させている。すなわち、前述したように振動型モータの駆動制御を行うことで、図１５（Ａ）に示した減速と加速を繰り返すような速度変動が軽減され、振動型モータの起動から定常速度に到達するまでの加速期間における速度追従性を向上させることができる。
【００３７】
以上説明したように第１の実施形態によれば、駆動初期において振動型モータの実速度が指令速度よりも所定量以上速かった場合には、駆動周波数の更新を行わずに初期周波数を維持するように制御する。これにより、加速と減速が交互に繰り返されるような振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、駆動初期において振動型モータの実速度が基準値よりも速い場合には、駆動周波数の変化量に上限を設け、それ以上の変化量での駆動周波数の更新を行わない駆動制御を行うことで、起動直後における速度変動を軽減させる。なお、第２の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の全体構成は、図１に示した第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置と同様であるので、その説明は省略する。
【００３９】
図５は、第２の実施形態における速度制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。この図５において、図２に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図２において、２０６Ｂは比較手段、２１０Ｂは駆動周波数出力手段、２１１は駆動周波数制御手段、２１２は第３の格納手段である。例えば、比較手段２０６ＢはＣＰＵ１０１により実現され、駆動周波数出力手段２１０Ｂ及び駆動周波数制御手段２１１は速度制御回路１０２により実現される。
【００４０】
比較手段２０６Ｂは、振動型モータ１０５の実際の初速値と初速比較値ａとを比較する。比較手段２０６Ｂは、振動型モータ１０５の実際の初速値が初速比較値ａよりも大きい場合には、駆動周波数制御手段２１１に対して通知を行う。第３の格納手段２１２には、周波数更新上限値ｂが格納される。周波数更新上限値ｂは、駆動周波数計算手段２０８によって算出された駆動周波数の更新量と比較し、その更新分にリミットをかけるための基準値である。周波数更新上限値ｂは、任意の値を設定可能であるが、ここでは一例として５００Ｈｚとする。
【００４１】
駆動周波数制御手段２１１は、駆動周波数計算手段２０８によって算出された駆動周波数に基づいて、最終的に振動型モータ１０５を駆動する駆動周波数を決定する。駆動周波数制御手段２１１は、通常、駆動周波数計算手段２０８によって算出された駆動周波数を、最終的に振動型モータを駆動する駆動周波数に決定する。ただし、駆動周波数制御手段２１１は、振動型モータ１０５の起動時に初速取り込み手段２０１により検出された速度値が初期比較値ａよりも大きく比較手段２０６Ｂからの通知を受けた場合には、駆動周波数の最大更新量を周波数更新上限値ｂに制限する。駆動周波数出力手段２１０Ｂは、駆動周波数制御手段２１１により決定された駆動周波数を示す駆動周波数指令を出力する。
【００４２】
第２の実施形態における振動型モータの駆動制御について説明する。以下では、振動型モータ１０５の起動（駆動開始）から定常速度に到達するまでの加速期間における速度制御部１００による制御について説明する。図６は、第２の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、例えばＣＰＵ１０１によって、振動型モータ１０５へ与える駆動周波数の変化量に制限をかけるための基準値である周波数更新上限値ｂが第３の格納手段２１２に設定される（ステップＳ２００）。また、例えばＣＰＵ１０１によって、振動型モータ１０５の実際の初速値と比較するための基準値である初速比較値ａが第１の格納手段２０５に設定される（ステップＳ２０１）。次に、駆動周波数出力手段２１０Ｂより初期周波数を示す駆動周波数指令が出力され振動型モータ１０５の駆動が開始されると、初速取り込み手段２０１は振動型モータ１０５の駆動開始直後の最初の実速度ｙ０を取り込む（ステップＳ２０２）。
【００４４】
次に、比較手段２０６Ｂは、初速取り込み手段２０１が取り込んだ振動型モータ１０５の実速度ｙ０と初速比較値ａとを比較する（ステップＳ２０３）。比較の結果、振動型モータ１０５の実速度ｙ０が初速比較値ａより大きい場合には、駆動周波数更新リミットフラグに「１」をセット（ステップＳ２１１）して、ステップＳ２０４へ進む。一方、振動型モータ１０５の実速度ｙ０が初速比較値ａ以下である場合には、そのままステップＳ２０４へ進む。
【００４５】
次に、指令速度計算手段２０３Ａは、振動型モータ１０５へ与える目標速度としての指令速度を計算する（ステップＳ２０４）。次に、指令速度計算手段２０３Ａ及び駆動周波数計算手段２０８は、駆動周波数制御手段２１１及び駆動周波数出力手段２１０Ｂを介して、制御を行う単位時間毎に計算した指令速度値を出力して（ステップＳ２０５）、振動型モータ１０５へ目標速度として与える。
【００４６】
続いて、速度検出手段２０２は、目標速度を与えられた振動型モータ１０５の実速度（実際の回転速度）を計測する（ステップＳ２０６）。次に、速度差検出手段２０７は、振動型モータ１０５に対する指令速度値と振動型モータ１０５の実速度との比較演算処理を行う。そして、駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７での比較演算処理により得られた速度差から、次回の制御周期で駆動する駆動周波数を算出する（ステップＳ２０７）。
【００４７】
次に、駆動周波数制御手段２１１は、駆動周波数更新リミットフラグの判定を行い（ステップＳ２０８）、駆動周波数更新リミットフラグが「１」の場合にはステップＳ２１２へ進み、駆動周波数更新リミットフラグが「０」の場合にはステップＳ２０９へ進む。ステップＳ２０９にて、駆動周波数制御手段２１１は、ステップＳ２０７において駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数をそのまま駆動周波数出力手段２１０Ｂを介して出力する。
【００４８】
ステップＳ２１２にて、駆動周波数制御手段２１１は、初期周波数とステップＳ２０７において算出した駆動周波数との差分から駆動周波数の更新量を算出し、この更新量が周波数更新上限値ｂよりも大きいか否かの判定を行う。その結果、駆動周波数の更新量が周波数更新上限値ｂよりも大きい場合にはステップＳ２１３に進み、駆動周波数制御手段２１１は、周波数更新分を周波数更新上限値ｂに差し替えて得られた駆動周波数を、駆動周波数出力手段２１０Ｂを介して出力する。一方、ステップＳ２１２での判定の結果、駆動周波数の更新量が周波数更新上限値ｂ以下である場合にはステップＳ２０９に進む。
【００４９】
その後、振動型モータ１０５の実速度が定常速度（最終目標速度）に到達したか否かの判定がＣＰＵ１０１等によって行われる（ステップＳ２１０）。そして、振動型モータ１０５の実速度が定常速度に到達した場合には加速期間における処理を終了し、定常速度に未到達である場合にはステップＳ２０５へ移行する。なお、駆動周波数更新リミットフラグは、例えば駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数が所定の駆動周波数（例えば初期周波数）以下となった場合にクリアするようにすれば良い。
【００５０】
図７は、第２の実施形態における振動型モータの駆動制御を行ったときの回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。図７（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値ＩＳ及び実速度ＲＳの時間変化を示しており、横軸は時間、縦軸は回転速度（回転数）である。図７（Ａ）においては、破線が指令速度値ＩＳを表し、実線が実速度ＲＳを表している。図７（Ａ）と図１５（Ａ）とを比較すると、振動型モータ１０５の回転速度が検出可能となった時点での実速度（初速）は同じレベルではあるが、第２の実施形態では減速の度合いが緩やかになった分、実速度が指令速度値を下回った後の速度変動が軽減されている。また、図７（Ｂ）には、図７（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数ＤＲを示しており、横軸は時間、縦軸は駆動周波数である。本実施形態では、図７（Ｂ）に示されるように、初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、一旦、駆動周波数が３９．５ｋＨｚまで上昇するがそこでリミットがかかり、その後は駆動周波数を緩やかに下げてきている。すなわち、前述したように振動型モータの駆動制御を行うことで、図１５（Ａ）に示した指令速度値を下回った後の減速と加速を繰り返すような速度変動が軽減され、振動型モータの加速期間における速度追従性を向上させることができる。
【００５１】
以上説明したように第２の実施形態によれば、駆動初期において振動型モータの実速度が指令速度よりも所定量以上速かった場合には、駆動周波数の変化量を制限し、その制限を超えた駆動周波数の更新を行わないように制御する。これにより、振動型モータの起動直後における急激な減速を防止して速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、振動型モータの過去の駆動履歴から起動時に発すると予想される初速値を任意の固定値として予め準備しておく。その任意の固定値を指令速度の計算式に加算する形で速度のかさ上げを行って指令速度値を算出することにより、起動直後の速度変動を軽減させる。なお、第３の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の全体構成は、図１に示した第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置と同様であるので、その説明は省略する。
【００５３】
図８は、第３の実施形態における速度制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。この図８において、図２に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図８において、２０３Ｂは指令速度計算手段、２１０Ｃは駆動周波数出力手段、２１３は第４の格納手段である。例えば、指令速度計算手段２０３ＢはＣＰＵ１０１により実現され、駆動周波数出力手段２１０Ｃは速度制御回路１０２により実現される。
【００５４】
第４の格納手段２１３には、かさ上げ速度値ｖ０が格納される。本実施形態において、かさ上げ速度値ｖ０は、振動型モータ１０５の過去の駆動履歴から導き出される起動時に発すると予想される初速値とし、任意の固定値を設定可能とする。なお、かさ上げ速度値ｖ０は、他の方法で決められる初速値でも良く、例えば前回の駆動時における振動型モータ１０５の初速値を記憶しておき、それを次回の駆動時のかさ上げ速度値ｖ０として使用するようにしても良い。また、例えば、駆動する度に学習形式で振動型モータ１０５の初速値を更新してかさ上げ速度値ｖ０を決めるようにしても良い。
【００５５】
指令速度計算手段２０３Ｂは、制御単位時間管理手段２０４からの通知に従って、下記（式１）として示す３次関数式を用いて振動型モータ１０５へ与える指令速度値を算出する。なお、下記（式１）として示した３次関数式は一例であって、指令速度値の計算式は、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
Ｖ（ｔ）＝−Ｙ4／４Ｘ3×ｔ3＋３Ｙ3／４Ｘ2×ｔ2＋ｖ０ ・・・（式１）
Ｘ ：加速開始を原点とした加速完了までの位置
ｖ０：かさ上げ速度値
Ｙ ：（目標速度値−かさ上げ速度値）
ｔ ：時間
【００５６】
ここで、目標速度となる指令速度値Ｖ（ｔ）は、制御単位時間管理手段２０４からの時間出力である周期ｔ毎に計算される。このように指令速度値の計算式に振動型モータ１０５の初速の要素を加える、すなわちかさ上げ速度値ｖ０を加算することにより、制御対象となる振動型モータ１０５に適した指令速度値を算出することが可能となる。
駆動周波数出力手段２１０Ｃは、駆動周波数計算手段２０８により決定された駆動周波数を示す駆動周波数指令を出力する。
【００５７】
第３の実施形態における振動型モータの駆動制御について説明する。以下では、振動型モータ１０５の起動（駆動開始）から定常速度に到達するまでの加速期間における速度制御部１００による制御について説明する。図９は、第３の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【００５８】
まず、例えばＣＰＵ１０１によって、かさ上げ速度値ｖ０が第４の格納手段２１３に設定される（ステップＳ３０１）。次に、指令速度計算手段２０３Ｂは、（式１）として示した計算式を用いて振動型モータ１０５へ与える指令速度を計算する（ステップＳ３０２）。ここでは、前述したように目標速度となる指令速度値Ｖ（ｔ）を算出するにあたり、指令速度の計算式にかさ上げ速度値ｖ０を加算することにより、制御対象となる振動型モータ１０５に適した指令速度値を算出する。
【００５９】
次に、指令速度計算手段２０３Ｂ及び駆動周波数計算手段２０８は、制御を行う単位時間毎に計算した指令速度値を出力して（ステップＳ３０３）、振動型モータ１０５へ目標速度として与える。具体的には、計算した指令速度値に応じた駆動周波数を示す駆動周波数指令が駆動周波数出力手段２１０Ｃより出力される。
【００６０】
続いて、速度検出手段２０２は、目標速度を与えられた振動型モータ１０５の実速度（実際の回転速度）を計測する（ステップＳ３０４）。次に、速度差検出手段２０７は、振動型モータ１０５に対する指令速度値と振動型モータ１０５の実速度との比較演算処理を行う。そして、駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７での比較演算処理により得られた速度差から、次回の制御周期で駆動する駆動周波数を算出する（ステップＳ３０５）。
【００６１】
次に、駆動周波数出力手段２１０Ｃは、駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数データを振動型モータ１０５に対して出力する（ステップＳ３０６）。次に、振動型モータ１０５の実速度が定常速度（最終目標速度）に到達したか否かの判定がＣＰＵ１０１等によって行われる（ステップＳ３０７）。そして、振動型モータ１０５の実速度が定常速度に到達した場合には加速期間における処理を終了し、定常速度に未到達である場合にはステップＳ３０３へ移行する。
【００６２】
図１０は、第３の実施形態における振動型モータの駆動制御を行ったときの回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。図１０（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値ＩＳ及び実速度ＲＳの時間変化を示しており、横軸は時間、縦軸は回転速度（回転数）である。図１０（Ａ）においては、破線が指令速度値ＩＳを表し、実線が実速度ＲＳを表している。図１０（Ａ）に示されるように、本実施形態では、指令速度値の計算の際に、振動型モータ１０５の起動時に発すると予想される初速値を加算する形で速度のかさ上げを行う。この速度のかさ上げにより振動型モータ１０５の起動直後において指令速度値と実速度との差がほとんど無くなり、その後の速度追従性に関しても改善が見られることがわかる。また、図１０（Ｂ）には、図１０（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数ＤＲを示しており、横軸は時間、縦軸は駆動周波数である。本実施形態では、図１０（Ｂ）に示されるように、初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、その後は駆動周波数を緩やかに下げていく理想的な駆動周波数制御曲線を描いている。
【００６３】
以上説明したように第３の実施形態によれば、振動型モータの過去の駆動履歴から起動時に発すると予想される初速値を任意の固定値として予め準備しておき、その任意の固定値を指令速度の計算式に加算する形で速度のかさ上げを行って指令速度値を算出する。これにより、振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【００６４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、振動型モータの実際の初速値に任意の固定値を加えたものを振動型モータの初速値として扱う。その振動型モータの初速値を指令速度の計算式に加算する形で速度のかさ上げを行って指令速度値を算出することにより、起動直後の速度変動を軽減させる。なお、第４の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置の全体構成は、図１に示した第１の実施形態に係る振動型モータの駆動制御装置と同様であるので、その説明は省略する。
【００６５】
図１１は、第４の実施形態における速度制御部１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。この図１１において、図２、図８に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１１において、２０３Ｃは指令速度計算手段である。例えば、指令速度計算手段２０３ＣはＣＰＵ１０１により実現される。
【００６６】
本実施形態において、第４の格納手段２１３には、振動型モータ１０５の実際の初速値に対してプラスαするための値であるかさ上げ速度値ｖ１が格納される。かさ上げ速度値ｖ１は、任意の固定値を設定可能であるが、本実施形態においては２５ｒｐｍとする。
【００６７】
指令速度計算手段２０３Ｃは、制御単位時間管理手段２０４からの通知に従って、下記（式２）として示す３次関数式を用いて振動型モータ１０５へ与える指令速度値を算出する。なお、下記（式２）として示した３次関数式は一例であって、指令速度値の計算式は、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
Ｖ（ｔ）＝−Ｙ4／４Ｘ3×ｔ3＋３Ｙ3／４Ｘ2×ｔ2＋（ｙ０＋ｖ１） ・・・（式２）
Ｘ ：加速開始を原点とした加速完了までの位置
ｙ０：振動型モータ１０５の実際の初速値
ｖ１：かさ上げ速度値
Ｙ ：（目標速度値−（ｙ０＋ｖ１））
ｔ ：時間
【００６８】
ここで、目標速度となる指令速度値Ｖ（ｔ）は、制御単位時間管理手段２０４からの時間出力である周期ｔ毎に計算される。このように指令速度値の計算式に振動型モータ１０５の初速の要素を加える、すなわち初速取り込み手段２０１で検出された振動型モータ１０５の実際の初速値とかさ上げ速度値ｖ１を計算式に加算する形で加えて、指令速度値Ｖ（ｔ）を算出する。なお、前述のようにして振動型モータ１０５へ与える指令速度値Ｖ（ｔ）を算出することで、振動型モータ１０５の実際の初速値ｙ０のみを計算式に代入して指令速度値Ｖ（ｔ）を算出した場合よりも、起動後の速度追従性を含めて良好な特性が得られる。
【００６９】
第４の実施形態における振動型モータの駆動制御について説明する。以下では、振動型モータ１０５の起動（駆動開始）から定常速度に到達するまでの加速期間における速度制御部１００による制御について説明する。図１２は、第４の実施形態における駆動制御を示すフローチャートである。
【００７０】
まず、例えばＣＰＵ１０１によって、かさ上げ速度値ｖ１が第４の格納手段２１３に設定される（ステップＳ４０１）。次に、駆動周波数出力手段２１０Ｃより初期周波数を示す駆動周波数指令が出力され振動型モータ１０５の駆動が開始されると、初速取り込み手段２０１は振動型モータ１０５の駆動開始直後の最初の実速度ｙ０を取り込む（ステップＳ４０２）。
【００７１】
次に、指令速度計算手段２０３Ｃは、（式２）として示した計算式を用いて振動型モータ１０５へ与える指令速度を計算する（ステップＳ４０３）。ここでは、前述したように目標速度となる指令速度値Ｖ（ｔ）を算出するにあたり、指令速度の計算式に（実際の初速値ｙ０＋かさ上げ速度値ｖ１）を加算することにより、制御対象となる振動型モータ１０５に適した指令速度値を算出する。
【００７２】
次に、指令速度計算手段２０３Ｃ及び駆動周波数計算手段２０８は、制御を行う単位時間毎に計算した指令速度値を出力して（ステップＳ４０４）、振動型モータ１０５へ目標速度として与える。具体的には、計算した指令速度値に応じた駆動周波数を示す駆動周波数指令が駆動周波数出力手段２１０Ｃより出力される。
【００７３】
続いて、速度検出手段２０２は、目標速度を与えられた振動型モータ１０５の実速度（実際の回転速度）を計測する（ステップＳ４０５）。次に、速度差検出手段２０７は、振動型モータ１０５に対する指令速度値と振動型モータ１０５の実速度との比較演算処理を行う。そして、駆動周波数計算手段２０８は、速度差検出手段２０７での比較演算処理により得られた速度差から、次回の制御周期で駆動する駆動周波数を算出する（ステップＳ４０６）。
【００７４】
次に、駆動周波数出力手段２１０Ｃは、駆動周波数計算手段２０８により算出された駆動周波数データを振動型モータ１０５に対して出力する（ステップＳ４０７）。次に、振動型モータ１０５の実速度が定常速度（最終目標速度）に到達したか否かの判定がＣＰＵ１０１等によって行われる（ステップＳ４０８）。そして、振動型モータ１０５の実速度が定常速度に到達した場合には加速期間における処理を終了し、定常速度に未到達である場合にはステップＳ４０４へ移行する。
【００７５】
図１３は、第４の実施形態における振動型モータの駆動制御を行ったときの回転速度及び駆動周波数の一例を示す図である。図１３（Ａ）には、起動開始からの振動型モータの指令速度値ＩＳ及び実速度ＲＳの時間変化を示しており、横軸は時間、縦軸は回転速度（回転数）である。図１３（Ａ）においては、破線が指令速度値ＩＳを表し、実線が実速度ＲＳを表している。図１３（Ａ）に示されるように、本実施形態では、指令速度値の計算の際に、振動型モータ１０５の実際の初速値に任意の固定値を加えたものを振動型モータの初速値として扱い、その初速値を指令速度の計算式に代入して速度のかさ上げを行う。この速度のかさ上げにより振動型モータ１０５の起動直後において指令速度値と実速度との差がほとんど無くなり、その後の速度追従性に関しても改善が見られることがわかる。また、図１３（Ｂ）には、図１３（Ａ）と同じ時間軸における駆動周波数ＤＲを示しており、横軸は時間、縦軸は駆動周波数である。本実施形態では、図１３（Ｂ）に示されるように、初期周波数３９ｋＨｚで起動開始し、一旦加速させるために駆動周波数を下げているが、その後は駆動周波数を緩やかに下げていく理想的な駆動周波数制御曲線を描いている。
【００７６】
以上説明したように第４の実施形態によれば、振動型モータの実際の初速値に任意の固定値を加えたものを振動型モータの初速値として扱い、その初速値を指令速度の計算式に加算する形で速度のかさ上げを行って指令速度値を算出する。これにより、振動型モータの起動直後における速度変動を軽減させることが可能となり、加速期間における振動型モータの速度追従性を向上させることができる。
【００７７】
（本発明の他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００７８】
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 速度制御部、１０１ ＣＰＵ、１０２ 速度制御回路、１０５ 振動型モータ、１０７ 速度検出回路、１０８ 速度差検出回路、２０１ 初速取り込み手段、２０２ 速度検出手段、２０３Ａ 指令速度計算手段、２０４ 制御単位時間管理手段、２０６Ａ 比較手段、２０７ 速度差検出手段、２０８ 駆動周波数計算手段、２１０ 駆動周波数出力手段、２１１ 駆動周波数制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御装置であって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算手段と、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御手段とを備え、
前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が基準値よりも速い場合には、前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じた周波数とは異なる周波数に前記周波信号の周波数を制御することを特徴とする振動型モータの駆動制御装置。
【請求項２】
前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が前記基準値よりも速い場合には、前記周波信号の周波数を維持することを特徴とする請求項１記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項３】
前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が前記基準値よりも速い場合には、前記周波信号の周波数の変化量を制限することを特徴とする請求項１記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項４】
前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が前記基準値よりも速く、かつ前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じた前記周波信号の周波数の変化量が所定の上限値を超える場合には、前記周波信号の周波数を前記上限値だけ変化させることを特徴とする請求項３記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項５】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御装置であって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算手段と、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御手段とを備え、
前記指令速度計算手段は、前記振動型モータの初速値を加算して前記振動型モータへ与える指令速度値を算出することを特徴とする振動型モータの駆動制御装置。
【請求項６】
前記振動型モータの初速値は、前記振動型モータにおける過去の駆動履歴から導き出される固定値であることを特徴とする請求項５記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項７】
前記振動型モータの初速値は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度と任意の固定値とを加算した値であることを特徴とする請求項５記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項８】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御方法であって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算工程と、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出工程と、
前記速度検出工程にて検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算工程にて算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御工程とを有し、
前記駆動周波数制御工程では、前記速度検出工程にて検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が基準値よりも速い場合には、前記指令速度計算工程にて算出された前記指令速度値に応じた周波数とは異なる周波数に前記周波信号の周波数を制御することを特徴とする振動型モータの駆動制御方法。
【請求項９】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御方法であって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算工程と、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出工程と、
前記速度検出工程にて検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算工程にて算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御工程とを有し、
前記指令速度計算工程では、前記振動型モータの初速値を加算して前記振動型モータへ与える指令速度値を算出することを特徴とする振動型モータの駆動制御方法。
【請求項１０】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御に係る処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算ステップと、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出ステップと、
前記速度検出ステップにて検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算ステップにて算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御ステップとをコンピュータに実行させ、
かつ前記駆動周波数制御ステップでは、前記速度検出ステップにて検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が基準値よりも速い場合には、前記指令速度計算ステップにて算出された前記指令速度値に応じた周波数とは異なる周波数に前記周波信号の周波数を制御することを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御に係る処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算ステップと、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出ステップと、
前記速度検出ステップにて検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算ステップにて算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御ステップとをコンピュータに実行させ、
かつ前記指令速度計算ステップでは、前記振動型モータの初速値を加算して前記振動型モータへ与える指令速度値を算出することを特徴とするプログラム。
【請求項１】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御装置であって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算手段と、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御手段とを備え、
前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が基準値よりも速い場合には、前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じた周波数とは異なる周波数に前記周波信号の周波数を制御することを特徴とする振動型モータの駆動制御装置。
【請求項２】
前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が前記基準値よりも速い場合には、前記周波信号の周波数を維持することを特徴とする請求項１記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項３】
前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が前記基準値よりも速い場合には、前記周波信号の周波数の変化量を制限することを特徴とする請求項１記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項４】
前記駆動周波数制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が前記基準値よりも速く、かつ前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じた前記周波信号の周波数の変化量が所定の上限値を超える場合には、前記周波信号の周波数を前記上限値だけ変化させることを特徴とする請求項３記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項５】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御装置であって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算手段と、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算手段により算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御手段とを備え、
前記指令速度計算手段は、前記振動型モータの初速値を加算して前記振動型モータへ与える指令速度値を算出することを特徴とする振動型モータの駆動制御装置。
【請求項６】
前記振動型モータの初速値は、前記振動型モータにおける過去の駆動履歴から導き出される固定値であることを特徴とする請求項５記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項７】
前記振動型モータの初速値は、前記速度検出手段により検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度と任意の固定値とを加算した値であることを特徴とする請求項５記載の振動型モータの駆動制御装置。
【請求項８】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御方法であって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算工程と、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出工程と、
前記速度検出工程にて検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算工程にて算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御工程とを有し、
前記駆動周波数制御工程では、前記速度検出工程にて検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が基準値よりも速い場合には、前記指令速度計算工程にて算出された前記指令速度値に応じた周波数とは異なる周波数に前記周波信号の周波数を制御することを特徴とする振動型モータの駆動制御方法。
【請求項９】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御方法であって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算工程と、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出工程と、
前記速度検出工程にて検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算工程にて算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御工程とを有し、
前記指令速度計算工程では、前記振動型モータの初速値を加算して前記振動型モータへ与える指令速度値を算出することを特徴とする振動型モータの駆動制御方法。
【請求項１０】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御に係る処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算ステップと、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出ステップと、
前記速度検出ステップにて検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算ステップにて算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御ステップとをコンピュータに実行させ、
かつ前記駆動周波数制御ステップでは、前記速度検出ステップにて検出された前記振動型モータの駆動開始直後の速度が基準値よりも速い場合には、前記指令速度計算ステップにて算出された前記指令速度値に応じた周波数とは異なる周波数に前記周波信号の周波数を制御することを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
電気−機械エネルギー変換素子により励振される振動体を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に周波信号が印加されることにより駆動される振動型モータの駆動制御に係る処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記振動型モータへ与える指令速度値を算出する指令速度計算ステップと、
前記振動型モータの速度を検出する速度検出ステップと、
前記速度検出ステップにて検出された前記振動型モータの速度及び前記指令速度計算ステップにて算出された前記指令速度値に応じて、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加する前記周波信号の周波数を制御する駆動周波数制御ステップとをコンピュータに実行させ、
かつ前記指令速度計算ステップでは、前記振動型モータの初速値を加算して前記振動型モータへ与える指令速度値を算出することを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−４６５５６（Ｐ２０１３−４６５５６Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５１０４（Ｐ２０１１−１８５１０４）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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