振动型致动器的控制装置和振动型致动器的控制方法_3

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[0085]椭圆率确定单元19被配置为能够基于来自操作量确定单元22的输出,设定在振动器8a和8b的突起中导致的椭圆运动中的X轴幅度和Z轴幅度的比率。椭圆率确定单元19进一步被配置为能够设定允许实现该比率的相位差。
[0086]驱动频率确定单元20被配置为能够基于来自操作量确定单元22的输出,设定要向振动器8a和8b施加的AC电压的驱动频率。
[0087]此外,椭圆率确定单元19和驱动频率确定单元20的输出侧与驱动信号产生单元21连接。
[0088]驱动信号产生单元21产生具有由驱动频率确定单元20确定的频率和由椭圆率确定单元19确定的相位差的两相交流信号。
[0089]升压器(booster) 25与驱动信号产生单元21的输出侧连接。升压器25将由驱动信号产生单元21产生的两相交流信号升压,并且将升压后的两相交流信号施加到振动器8a和8b的压电元件。
[0090]升压器25可由功率放大器、切换元件、DC/DC电路或变压器电路形成。
[0091 ] 将参照图4来描述根据本实施例的椭圆率确定单元19和驱动频率确定单元20的功能。
[0092]在图4中的各曲线图中,横轴表示操作量e。纵轴表示相位差Θ和驱动频率fr中的一个。
[0093]由操作量确定单元22输出的操作量e的值被输入到椭圆率确定单元19。
[0094]椭圆率确定单元19使用该输入值来基于在曲线图中表现的设置而确定椭圆率。
[0095]由操作量确定单元22输出的操作量e也被输入到驱动频率确定单元20。驱动频率确定单元20然后基于在曲线图中表现的设置而确定驱动频率fr。
[0096]如图4中的曲线图所示,当操作量e具有小的绝对值时,由椭圆率确定单元19确定的相位差改变。当操作量e具有大的绝对值时,由驱动频率确定单元20确定的频率改变。
[0097]因此,设置其中频率和相位差恒定的区域,以防止在频率改变时相位差发生改变,同时防止在相位差改变时频率发生改变。以下,当相位差改变时固定的频率被称为椭圆率控制频率(fe)。
[0098]现在,将描述当具有不同的共振频率的多个振动器使用共同的驱动频率来对驱动部件进行驱动时设定的椭圆率控制频率(fe);这个方面在本发明中最为重要。
[0099]图5示出当具有不同的共振频率的两个振动器中的一个驱动一个驱动部件时所观察的驱动频率和相位差及驱动速度之间的关系。
[0100]图5是示出当改变向图SB所示的压电元件施加的两相电压Vl和V2之间的相位差时所观察的驱动速度的曲线图。
[0101]当用于振动器8a的相位差在90度和10度之间改变时所观察的驱动频率对驱动速度如在图5中的90度(a)?10度(a)所示。
[0102]与用于振动器8a的O度的相位差对应的共振频率是与图5所示的O度的相位差对应的共振频率24a。类似地,当用于振动器Sb的相位差在90度和10度之间改变时所观察的驱动频率对驱动速度如在图5中的90度(b)?10度(b)所示。与用于振动器Sb的O度的相位差对应的共振频率是与图5所示的O度的相位差对应的共振频率24b。此外,当振动器8a使驱动部件相对移动时,驱动部件停止相对移动的最大频率如在23a所示。当振动器8b使驱动部件相对移动时,驱动部件停止相对移动的最大频率如在23b所示。
[0103]在本实施例中,椭圆率改变频率范围(a)(由频率确定单元基于相应的多个振动器的特性设定的驱动频率的范围)被确定如下。
[0104]S卩,如上所述,椭圆率改变频率范围的下限值被定义为与O度的相位差对应的共振频率(下限值被定义为当椭圆率确定单元改变椭圆率时获得的最大共振频率)。
[0105]此外,上限值被定义为当以比下限值高的频率对驱动部件进行驱动时可对驱动部件进彳丁驱动的最大频率。
[0106]椭圆率改变频率范围(a)位于由此确定的下限值和上限值之间。
[0107]类似地,基于振动器8b的特性,确定椭圆率改变频率范围(b)。在以下的描述中,振动器8a和Sb驱动一个驱动部件。
[0108]例如,当振动器8a和Sb驱动一个驱动部件时,即使用于振动器Sb的相位差在与30度的相位差对应的振动器8a的共振频率处发生改变,也不出现崖落现象。
[0109]然而,当用于振动器8a的相位差从90度向着较小的相位差侧改变时,出现崖落现象。
[0110]然后,振动器8a的驱动速度迅速下降,由此抑制振动器Sb的驱动速度。
[0111]此外,驱动速度变得不稳定。在驱动期间避免该状态是上述的本发明的一个目的。
[0112]g卩,当以比椭圆率改变频率范围(c)低的频率对驱动部件进行驱动时,会在多个振动器中的任一个具有较高的共振频率的振动器中出现崖落现象。
[0113]相反,当以比椭圆率改变频率范围(c)高的频率对驱动部件进行驱动时,多个振动器中的任一个具有较低的共振频率的振动器的驱动速度会下降,并且超过振动器停止操作的频率范围的部分。
[0114]与之相对,根据本实施例,椭圆率确定单元被配置为能够在由频率确定单元基于相应的多个振动器的特性而设定的椭圆率改变频率范围之间的驱动频率的重叠范围内改变(控制)椭圆率。
[0115]特别地,图4所示的椭圆率控制频率(fe)被设为等于作为两个振动器的椭圆率改变频率范围之间的重叠部分的椭圆率改变频率范围(C)。
[0116]因此,可在使一个驱动部件被相对地驱动时并且在向多个振动器施加共同的频率时防止驱动速度在驱动期间不稳定。
[0117][第二示例性实施例]
[0118]将描述第二示例性实施例,所述第二示例性实施例与用于设定椭圆率改变频率的上限(由振动型致动器进行驱动所使用的频率范围的最高频率)和椭圆率改变频率的下限(所述频率范围的最低频率)的配置的例子对应。
[0119]本实施例提供多个振动器驱动一个驱动部件的振动型致动器的控制方法。在本方法中,特性检测器检测多个振动器中的每一个的特性。
[0120]然后,基于对于各振动器的特性的检测结果来设定以下方面:椭圆率改变频率的上限值(由多个振动器驱动一个驱动部件所使用的频率范围的最高频率)和椭圆率改变频率的下限值(所述频率范围的最低频率)。
[0121]多个振动器驱动一个驱动部件的振动型致动器的控制装置具有与第一示例性实施例中的配置类似的配置。因此,省略该配置的描述。
[0122]现在将参照图6中的流程图来具体描述根据本实施例的各振动器的输出特性的检测。
[0123]首先,在步骤I中,在特性检测器(图中未示出)中设定振动型致动器的振动器8a,其中在所述振动型致动器中,图1所示的振动器8a和Sb驱动一个驱动部件3。
[0124]特性检测器(图中未示出)是包括传感器的装置,所述传感器被配置为检测图8A所示的包含一个振动器和一个驱动部件的致动器中的振动器的驱动特性。
[0125]然后,在步骤2中,要向振动器8a施加的频率被设为足够大的值。
[0126]然后,在步骤3中,用于振动器8a的相位差被设为90度。
[0127]当改变相位差时,振动型致动器的驱动速度在设定的相位差处最大化。
[0128]然后,在步骤4中,在步骤2和步骤3中设定的频率和相位差被施加于振动器8a以开始驱动。
[0129]然后,在步骤5中,检测速度。在这种情况下检测的速度是振动器8a和驱动部件之间的相对驱动的速度。
[0130]然后,在步骤6中,实施比较以确定在步骤5中检测的速度是否大于或等于O。如果检测的速度大于0,那么处理前进到步骤8。
[0131]此外,如果在步骤5中检测的速度为零,那么检测器确定驱动部件和振动器没有进行相对移动。处理前进到步骤7。
[0132]然后,在步骤7中,降低频率。处理然后前进到步骤5。
[0133]这里,如果驱动部件和振动器没有进行相对移动,那么重复步骤5和步骤7之间的操作。
[0134]然后,在步骤8中,向振动器8a施加的频率作为椭圆率改变频率的上限值被存储于存储器(图中未示出)中。
[0135]然后,在步骤9中,向振动器施加的相位差被设为I度。
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