DE102006035023A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren der Anfangserregerphase eines Schrittmotors - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren der Anfangserregerphase eines Schrittmotors Download PDF

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Akihiko Susono Torikoshi
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
    • H02P8/22—Control of step size; Intermediate stepping, e.g. microstepping

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors, durch welche eine Anfangserregerphase eines Rotors entsprechend einer Position eines Anschlags mit einer Einheit eines Schrittwinkels eines Mikroschrittbetriebs, welche kleiner als die eines Vollschrittbetriebs ist, ohne Verwendung von Elementen wie z. B. magnetoelektrische Elemente detektiert werden kann. Auf geeignetes Ändern einer Erregerphase eines Schrittmotors auf der Basis eines erzeugten Profils einer induzierten elektromotorischen Kraft in einer Erregerspule in einem Nichterregungszustand auf einen Vollschrittbetrieb wird beurteilt, ob ein Zeiger in Kontakt mit einem Anschlag kommt, um eine Rückwärtsrotation des Zeigers und des Rotors zu stoppen, oder nicht, so dass bestimmt wird, bei welcher Erregerphase der Rotor und der Rotor umgekehrt werden, wodurch eine Anfangserregerphase des Rotors entsprechend einer Position des Anschlags ermittelt wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • (1) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors, wobei die Anfangserregerphase, in der ein Rotor des Schrittmotors stabil ist, bei einer Halteposition detektiert wird, bei der eine Rückwärtsdrehung eines Antriebselements, das durch den Schrittmotor angetrieben wird, durch einen Anschlag gestoppt wird.
  • (2) Beschreibung des Standes der Technik
  • In letzter Zeit wurde ein Schrittmotor häufig für ein Fahrzeugmessgerät, wie z.B. ein Geschwindigkeitsmessgerät oder einen Tachometer, hinsichtlich des Anzeigens der Genauigkeit und der Kosten verwendet.
  • Es könnte jedoch bei einem Fahrzeug, in dem ein Fahrzeugmessgerät unter Verwendung eines solchen Schrittmotors montiert ist, durch ein unkorrektes Antriebssignal, das aufgrund von Fahrzeugvibrationen oder Geräuschen erzeugt wird, ein Problem bestehen, dass sich ein tatsächliches Maß der Bewegung eines Zeigers (oder eines Anzeigers), der sich entsprechend der Rotation des Schrittmotors bewegt, von dem Maß seiner Bewegung unterscheidet, welches ursprünglich erwartet wird.
  • Daher kann in einem Fahrzeugmessgerät, das einen solchen Schrittmotors verwendet, z.B. zu einem Zeitpunkt, wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, ein Zeiger oder ein Element eines Rotationsantriebsmechanismus des Zeigers gegen einen Anschlag stoßen, wenn der Zeiger in einer Rückwärtsrotationsrichtung des Zeigers rotiert (d.h. in einer Richtung, in der ein angezeigter Wert auf einer Skala vermindert wird), so dass ein Rückstellprozess durchgeführt wird, wodurch der Zeiger auf eine Nullposition zurückgesetzt wird, die durch den Anschlag definiert ist.
  • Wenn während des Initialisierungsprozesses eine Erregerphase geändert wird, um den Zeiger oder das Element des Rotationsantriebsmechanismus des Zeigers in der Rückwärtsrichtung kontinuierlich rotierend zu halten, nachdem der Zeiger oder das Element gegen den Anschlag stößt, befindet sich die Erregerphase bei weniger als 180 Grad, von einer Position des Anschlags aus gesehen in einer positiven Rotationsrichtung (d.h. in einer normalen Rotationsrichtung) des Zeigers (d.h. in der Richtung, in der ein angezeigter Wert einer Skala erhöht wird), so dass eine Magnetkraft, die auf den Rotor in der positiven Richtung von der Erregerphase wirkt, die in der Rückwärtsrotationsrichtung übersteigt, woraus folgt, dass der Zeiger oder das Element momentan umgekehrt werden.
  • Folglich muss das Anstoßen des Zeigers oder des Elements gegen den Anschlag herausgefunden werden, bevor sie aufgrund der nachfolgenden Änderung in der Erregerphase umgekehrt werden.
  • Daher wird bisher, indem die Tatsache beachtet wird, dass die Erregerphase des Schrittmotors indirekt eine Rotationsposition des Rotors des Schrittmotors und des Zeigers anzeigt, eine Anfangserregerphase, in der der Rotor stabil ist, wenn der Zeiger oder das Element gegen den Anschlag stößt, vorab bekannt gemacht, so dass, wenn die Erregerphase des Schrittmotors die Anfangserregerphase erreicht, bevor der Zeiger oder das Element (des Rotationsantriebsmechanismus des Zeigers) umkehrt, die Änderung in der Erregerphase gestoppt wird, damit der Zeiger seine Rotation in Rückwärtsrichtung beibehält.
  • Bisher wurde auf Basis einer Änderung in einem Ausgangsprofil von zwei magnetoelektrischen Elementen (wie z.B. Hallelementen), die in regelmäßigem Abstand voneinander mit dem gleichen Abstand wie ein Abstand zwischen zwei Magnetpolen des Rotors angeordnet sind, ermittelt, ob die Erregerphase des Schrittmotors die Anfangserregerphase erreicht oder nicht. (Z.B. Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer H8-322293 ). Alternativ wurde auf der Basis ermittelt, ob eine induzierte elektromotorische Kraft, die die Rotation des Rotors anzeigt, in einer Erregerspule in einem Nichterregungszustand eines Schrittmotors eines Vollschrittbetriebs oder Halbschrittbetriebs erzeugt wird oder nicht (z.B. Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2001-298993 ).
  • Jedoch führt das Verfahren unter Verwendung der magnetoelektrischen Elemente zu höheren Kosten oder einem Problem, dass der Mechanismus aufgrund der Beschränkung der Anordnungsposition in der Nähe des Rotors oder der Verschlechterung der Zuverlässigkeit im Falle des Vermeidens einer solchen Beschränkung kompliziert wird. Die Detektion unter Verwendung der Erregerspule in einem Nichterregungszustand weist das Problem auf, dass die Anfangserregerphase nur mit einem Teilungswinkel einer Phasenerregung aufgrund einer begrenzten Detektionszeit bestimmt werden kann, die nur auf Vollschrittbetrieb erhalten wird, weshalb das Verfahren nicht als Verfahren zum Detektieren der Anfangserregerphase des Schrittsmotors eines Mikroschrittbetriebs genügt.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme zu lösen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors zu schaffen, wodurch die Anfangserregerphase mit einem Teilungswinkel detektiert werden kann, der kleiner ist als ein Teilungswinkel einer Phasenerregung, ohne Verwendung von Elementen, wie z.B. magnetoelektrische Elemente, die höhere Kosten oder eine Komplikation in dem Mechanismus verursachen.
  • Um das obige Ziel zu erreichen, soll die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors bereitstellen, bei dem bei einer Halteposition eines Antriebselements, das durch einen Schrittmotor angetrieben wird, der mit einem Mikroschritt betrieben wird, der durch Teilen eines Vollschrittbetriebs in m × n (m: ganze Zahl größer oder gleich 1, n: ganze Zahl größer oder gleich 2) erhalten wird, wobei eine Rotation des Antriebselements in einer Rückwärtsrotationsrichtung durch einen Anschlag erzwungen gestoppt wird, eine Anfangserregerphase, bei der ein Rotor des Schrittmotors in einem stabilen Zustand ist, auf der Basis, ob der Rotor rotiert oder nicht, detektiert wird, was anhand eines Profils einer induzierten elektromotorischen Kraft beurteilt wird, die in einer Erregerspule in einem Nichterregungszustand des Schrittmotors während des Vollschrittbetriebs erzeugt wird, wobei das Verfahren aufweist:
    einen ersten Schritt, bei dem der Vollschrittbetrieb des Schrittmotors, der bewirkt, dass der Rotor in einer Rückwärtsrotationsrichtung davon rotiert, durchgeführt wird, bis eine erste Erregerphase erreicht wird, bei der beurteilt wird, dass der Rotor nicht rotiert, wobei eine Rotation des Rotors in der Rückwärtsrotationsrichtung davon bewirkt, dass das Antriebselement in der Rückwärtsrotationsrichtung davon rotiert;
    einen zweiten Schritt, bei dem der Schrittmotor dem Mikroschritt in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors von einer zweiten Erregerphase zu einer dritten Erregerphase unterworfen wird, wobei eine Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors um einen Winkel verschoben wird, welcher durch Subtrahieren von zwei Schrittwinkeln des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors von 180 Grad erhalten wird, so dass die zweite Erregerphase von der ersten Erregerphase aus erreicht wird, und wobei die Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors verschoben wird, so dass die dritte Erregerphase von der zweiten Erregerphase erreicht wird;
    einen dritten Schritt, bei dem der Schrittmotor dem Vollschrittbetrieb in einer positiven (d.h. normalen) oder einer Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors in einem vorgegebenen Bereich der Erregerphase zwischen der dritten Erregerphase und einer vierten Erregerphase unterliegt und beurteilt wird, ob der Rotor während des Vollschrittbetriebs rotiert oder nicht, wobei die Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung des Rotors um einen Schritt des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors verschoben wird, so dass die vierte Erregerphase von der ersten Erregerphase aus erreicht wird, wobei eine Rotation des Rotors in der positiven Rotationsrichtung davon bewirkt, dass das Antriebselement in einer positiven Rotationsrichtung davon rotiert; und
    einen vierten Schritt, bei dem, wenn beurteilt wird, dass der Rotor in dem dritten Schritt rotiert, eine fünfte Erregerphase, die von der dritten Erregerphase um 180 Grad verschoben ist, als die Anfangserregerphase ermittelt wird und in einem Speichermittel gespeichert wird,
    wobei, wenn ermittelt wird, dass der Rotor nicht rotiert, die dritte Erregerphase um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors verschoben wird und der zweite Schritt und der dritte Schritt wiederholt durchgeführt werden, bis ermittelt wird, dass der Rotor in dem dritten Schritt rotiert.
  • Um das obige Ziel zu erreichen, soll die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors bereitstellen, in der bei einer Halteposition eines angetriebenen Elements, das durch einen Schrittmotor angetrieben wird, der mit einem Mikroschritt betrieben wird, der durch Teilen eines Schritts eines Vollschrittbetriebs in m × n (m: ganze Zahl größer oder gleich 1, n: ganze Zahl größer oder gleich 2) erhalten wird, wobei eine Rotation des Antriebselements in einer Rückwärtsrichtung durch einen Anschlag zwangsweise gestoppt wird, eine Anfangserregerphase, bei der ein Rotor des Schrittmotors in einem stabilen Zustand ist, auf der Basis detektiert wird, ob der Rotor rotiert oder nicht, was anhand eines Profils einer induzierten elektromotorischen Kraft beurteilt wird, die in einer Erregerspule in einem Nichterregungszustand des Schrittmotors während des Vollschrittbetriebs erzeugt wird, wobei die Vorrichtung aufweist:
    ein Rotorrotationsbeurteilungsmittel zum Beurteilen, ob der Rotor während des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors rotiert oder nicht;
    ein erstes Erregungsmittel, um den Schrittmotor dem Vollschrittbetrieb zu unterwerfen, der bewirkt, dass der Rotor in einer Rückwärtsrotationsrichtung davon rotiert, bis eine erste Erregerphase erreicht wird, bei der durch das Rotorrotationsbeurteilungsmittel beurteilt wird, dass der Rotor nicht rotiert, wobei eine Rotation des Rotors in der Rückwärtsrotationsrichtung davon bewirkt, dass das angetriebene Element in der Rückwärtsrotationsrichtung davon rotiert;
    ein zweites Erregungsmittel, um den Schrittmotors dem Mikroschrittbetrieb in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors von einer zweiten Erregerphase aus zu einer dritten Erregerphase zu unterwerfen, wobei eine Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors um einen Winkel verschoben wird, welcher durch Subtrahieren von zwei Schrittwinkeln des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors von 180 Grad erhalten wird, so dass die zweite Erregerphase von der ersten Erregerphase aus erreicht wird, und wobei die Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors verschoben wird, so dass die dritte Erregerphase von der zweiten Erregerphase aus erreicht wird,
    ein drittes Erregungsmittel zum Unterwerfen des Schrittmotors unter den Vollschrittbetrieb in einer positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors in einem vorgegebenen Bereich der Erregerphase zwischen der dritten Erregerphase und einer vierten Erregerphase, wobei die Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung des Rotors um einen Schritt des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors verschoben wird, so dass die vierte Erregerphase von der ersten Erregerphase aus erreicht wird, wobei eine Rotation des Rotors in der positiven Rotationsrichtung davon bewirkt, dass das angetriebene Element in einer positiven Rotationsrichtung davon rotiert; und
    ein Anfangserregerphasenermittlungsmittel zum Ermitteln, dass eine fünfte Erregerphase, die von der dritten Erregerphase um 180 Grad verschoben ist, die Anfangserregerphase ist, wenn das Rotorrotationsbeurteilungsmittel ermittelt, dass der Rotor während des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors durch das dritte Erregungsmittel rotiert, und zum Speichern der fünften Erregerphase in einem Speichermittel;
    wobei, wenn das Rotorrotationsbeurteilungsmittel urteilt, dass der Rotor während des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors durch das dritte Erregungsmittel nicht rotiert, die dritte Erregerphase um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors verschoben wird, das zweite und das dritte Erregungsmittel den Schrittmotor erneut antreiben und das Rotorrotationsbeurteilungsmittel erneut beurteilt, ob der Rotor rotiert oder nicht.
  • Bei dem Aufbau des Verfahrens und der Vorrichtung, die oben beschrieben wurden, rotiert der Rotor des Schrittmotors nicht, wenn die erste Erregerphase erreicht wird. Es bedeutet, dass es einen erzwungenen Haltepunkt gibt, an dem die Rotation des angetriebenen Elements in der Rückwärtsrotationsrichtung davon durch den Anschlag erzwungen gestoppt wird, wobei der Punkt zwischen der vierten Erregerphase, die durch Verschieben der Erregerphase in die positive Rotationsrichtung des Rotors um einen Schritt des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors von der ersten Erregerphase erzielt wird, und der Erregerphase, die durch weiteres Verschieben der Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung des Rotors um einen Schritt des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors von der vierten Erregerphase erzielt wird, liegt.
  • Wenn der erzwungene Haltepunkt zwischen der Erregerphase liegt, die durch Verschieben der Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung des Rotors um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors von der vierten Erregerphase erreicht wird, und der benachbarten Erregerphase, die durch weiteres Verschieben der Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung des Rotors um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors erreicht wird, wenn der Schrittmotor dem Mikroschrittbetrieb in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors von der zweiten Erregerphase aus zu der dritten Erregerphase unterworfen wird, die durch Verschieben der Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors erreicht wird, wird die Erregerphase, die in der Rückwärtsrotationsrichtung näher war als in der positiven Rotationsrichtung, die Erregerphase, die in der positiven Rotationsrichtung näher als in der Rückwärtsrotationsrichtung war. D.h., dass die Magnetkraft auf den Rotor, die durch die Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung wirkt, jene in der Rückwärtsrotationsrichtung übersteigt, weshalb der Rotor und das angetriebene Element umkehren.
  • Dann unterliegt der Schrittmotor dem Vollschrittbetrieb in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors, bis die erste Erregerphase erreicht wird, wonach, während die Position der dritten Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors verschoben wird, der Schrittmotor dem Mikroschrittbetrieb in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors unterliegt, bis die dritte Erregerphase erreicht ist, und wonach der Vollschrittbetrieb des Schrittmotors und die Ermittlung der Rotation des Rotors zwischen der dritten und der vierten Erregerphase durchgeführt werden, wodurch wiederholt bestätigt wird, ob der Rotor und das angetriebene Element tatsächlich in dem Erregerphasenbereich rotieren oder nicht, in dem der Rotor und das angetriebene Element nur nach ihrer Umkehrung rotieren können, so dass festgelegt ist, bei welcher Erregerphase der Rotor und das angetriebene Element umkehren.
  • Daher kann ohne Verwendung von Elementen, wie z.B. magnetoelektrischer Elemente, die höhere Kosten oder eine Komplikation in dem Mechanismus aufgrund der Beschränkung des Montageplatzes solcher Elemente bewirken, nur durch Beurteilen der Rotation des Rotors auf der Basis eines Profils der induzierten elektromotorischen Kraft, die in einer Erregerspule in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, welche Beurteilung nur während des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors durchgeführt werden kann, der erzwungene Haltepunkt der Rotation des angetriebenen Elements in der Umkehrrotationsrichtung davon in einer Einheit von m Schritten des Mikroschrittbetriebs detektiert werden, die kleiner als ein Schritt des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors ist, d.h., dass die Anfangserregerphase, bei der der Rotor in einer stabilen Lage bei dem erzwungenen Haltepunkt ist, detektiert werden kann.
  • Bevorzugt weist der dritte Schritt in dem Verfahren des Detektierens einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors auf:
    einen ersten Teilschritt, in dem der Schrittmotor einem Mikroschrittbetrieb in der positiven Rotationsrichtung des Rotors von der dritten Erregerphase aus zu der ersten Erregerphase unterworfen wird; und
    einen zweiten Teilschritt, in dem der Schrittmotor einem Vollschrittbetrieb in der positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors zwischen der ersten Erregerphase und der vierten Erregerphase unterworfen wird und beurteilt wird, ob der Rotor während des Vollschrittbetriebs rotiert oder nicht.
  • In der Vorrichtung zum Ermitteln einer Anfangsphase weist das dritte Erregungsmittel bevorzugt auf:
    ein erstes Teilerregungsmittel zum Unterwerfen des Schrittmotors einem Mikroschrittbetrieb in der positiven Rotationsrichtung des Rotors von der dritten Erregerphase aus zu der ersten Erregerphase; und
    ein zweites Teilerregungsmittel zum Unterwerfen des Schrittmotors einem Vollschrittbetrieb in der positiven oder der Rückwärtsrotationsrotationsrichtung des Rotors zwischen der dritten Erregerphase und der vierten Erregerphase.
  • Mit der oben beschriebenen Einrichtung wird, um zu beurteilen, ob der Rotor während des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors rotiert oder nicht, bei dem Erregen des Schrittmotors in dem dritten Schritt oder durch das dritte Erregungsmittel, wenn der Schrittmotor dem Vollschrittbetrieb in der positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors unterliegt, die Erregerphase des Schrittmotors einmal von der dritten Erregerphase, die nicht die Erregerphase auf den Vollschrittbetrieb ist, zu der ersten Erregerphase geändert, die die Erregerphase auf den Vollschrittbetrieb ist, wodurch verhindert wird, dass sich die nachfolgende Erregerphase des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors verschiebt.
  • Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen Grundaufbau einer Vorrichtung zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt den Aufbau eines Fahrzeugmessgeräts, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 3 ist ein Blockschaltbild, dass einen Ausschnitt eines Aufbaus einer Steuerschaltung eines Fahrzeugmessgeräts, das in 2 gezeigt ist, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 4 ist eine Darstellung eines Beispiels eines Mikroschrittbetriebsmodus durch einen Schrittmotor, der in 2 gezeigt ist;
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Abfolge zum Detektieren einer Anfangserregerphase darstellt, welche durch eine CPU, die in 3 gezeigt ist, durchgeführt wird;
  • die 6A–6C sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors bei einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • die 7A–7C sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors bei einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • die 8A–8C sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors bei einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • die 9A–9C sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors bei einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • die 10A und 10B sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • die 11A und 11B sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • die 12A und 12B sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • 13 ist eine Darstellung einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist.
  • 14 ist eine Darstellung einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • 15 ist eine Darstellung einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 5 gezeigt ist;
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel einer Abfolge zum Detektieren einer Anfangserregerphase darstellt, welche durch eine CPU durchgeführt wird, die in 3 gezeigt ist;
  • die 17A–17C sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist;
  • die 18A–18C sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist;
  • die 19A–19C sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist;
  • die 20A–20C sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist;
  • die 21A und 21B sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist;
  • die 22A und 22B sind Darstellungen einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist;
  • 23 ist eine Darstellung einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist;
  • 24 ist eine Darstellung einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist; und
  • 25 ist eine Darstellung einer Beziehung zwischen einer Rotationsposition eines Rotors und eines Zeigers in 2 und einer Erregerphase eines Schrittmotors in einem Vorgang zum Detektieren einer Anfangserregerphase gemäß einer Abfolge, die in 16 gezeigt ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erklärt.
  • 2 zeigt einen Aufbau eines Fahrzeugmessgeräts, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Das Fahrzeugmessgerät ist z.B. ein Geschwindigkeitsmessgerät, das aufweist: zwei Erregerspulen (d.h. Magnetisierungsspulen) 1a1 und 1a2, die um die zugehörigen Ständer (in der Figur nicht gezeigt) gewickelt sind, die in rechten Winkeln zueinander gekreuzt angeordnet sind; einen Schrittmotor 1 mit einem Rotor 1b, welcher in Antwort auf eine Änderung eines Erregungszustandes (d.h. Magnetisierungszustand) der Erregerspulen 1a1 und 1a2 rotiert; und eine Steuerschaltung 4 zum Steuern des Schrittmotors 1.
  • Das Fahrzeugmessgerät weist ferner auf: einen Zeiger 2 als angetriebenes Element, welches sich in Antwort auf einen Rotationsantrieb des Rotors 1b bewegt; ein Getriebe 3 zum Übertragen des Rotationsantriebs des Rotors 1b auf den Zeiger 2; und einen Anschlag 5, welcher dem Zeiger 2 ermöglicht, mit dem Anschlag 5 bei einer mechanischen Nullposition in Kontakt zu kommen, so dass der Zeiger 2 gestoppt wird. In diesem Zusammenhang kann anstatt der Nullposition durch den Kontakt zwischen dem Anschlag 5 und dem Zeiger 2 solch eine Konstruktion dazu angepasst werden, dass eine Nullposition durch einen Kontakt zwischen einem Anschlagelement 6 als ein angetriebenes Element, das von dem Getriebe 3 vorsteht, und einem anderen Anschlag 5', der bei einer Position angeordnet ist, die der Nullposition entspricht, bereitgestellt wird.
  • 3 ist ein Blockschaltbild, das einen Ausschnitt eines Aufbaus der Steuerschaltung 4 des Fahrzeugmessgeräts, das in 2 gezeigt ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Detektieren einer Anfangserregerphase (d.h. einer Anfangserregungsphase) eines Schrittmotors der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Die Steuerschaltung 4 weist einen Mikrocomputer 41 als Steuermittel auf. Der Mikrocomputer 41 weist auf: eine zentrale Prozesseinheit (CPU) 41a zum Durchführen verschiedener Prozesse gemäß einem Programm; einen Speicher 41b (das Speichermittel); eine Motorsteuerschaltung 41c; und eine Nullpositionsermittlungsschaltung 41d.
  • Die CPU 41a empfängt Winkeldatensignale D1, die auf der Basis der Geschwindigkeitsinformation von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht in der Figur gezeigt) und von H-Niveau-Initialisierungsbefehlssignalen Son auf der Basis einer Zündung-an-Operation eines Zündschalters (nicht in der Figur gezeigt) berechnet werden. Die CPU 41a gibt Erregungssignale S1, S2, S3 und S4 von der Motorsteuerschaltung 41c an beide Enden a und b der Erregerspulen 1a1 und 1a2 aus.
  • Die Nullpositionsermittlungsschaltung 41d empfängt induzierte Spannungen V1, V2, V3 und V4 durch I/F Schaltungen (d.h. Schnittstellenschaltungen) 42a, 42b, 42c und 42d, die an die zugehörigen Enden a und b der Erregerspulen 1a1 und 1a2 angeschlossen sind, und gibt Nullpositionsermittlungssignale an die CPU 41a aus.
  • Bei normalem Betrieb, bei dem die CPU 41a den Zeiger 2 auf eine angewiesene Position gemäß dem Winkeldatensignal D1 von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor dreht, steuert die CPU 41a einen Erregungszustand der Erregerspulen 1a1 und 1a2 in einem Mikroschrittbetriebsmodus in Antwort auf das Winkeldatensignal D1, so dass der Schrittmotor 1 angesteuert wird, so dass der Rotor 1b in der positiven (d.h. normalen) Richtung (Y2) oder der Rückwärtsrichtung (Y1) in Antwort auf das Winkeldatensignal D1 gedreht wird.
  • Bei einem Initialisierungsprozessbetrieb, bei dem die CPU 41a eine Anfangserregerphase (d.h. Anfangsmagnetisierungsphase) ermittelt, bei der der Rotor 1b in einem stabilen Zustand bei einer Halteposition ist, bei der der Zeiger 2 in der Rückwärtsrichtung (d.h. in einer Richtung, in der ein Skalenwert, der durch den Zeiger 2 angezeigt wird, vermindert wird) in Kontakt mit dem Anschlag 5 kommt, so dass er gestoppt wird, steuert die CPU 41a einen Erregungszustand der Erregerspulen 1a1 und 1a2 durch gemeinsames Verwenden eines Mikroschrittbetriebsmodus und eines Vollschrittbetriebsmodus gemäß dem Bedarf einer Antwort auf die Initialisierungsbefehlssignale Son, so dass der Schrittmotor 1 so gesteuert wird, dass der Rotor 1b umgekehrt gedreht wird, um den Zeiger 2 in Richtung des Anschlags 5 (d.h. in der Rückwärtsrotationsrichtung des Zeigers 2 = der Richtung Y1 des Rotors b1) zu bewegen.
  • Die Nullpositionsdetektionsschaltung 41d empfängt die induzierten Spannungen, die an beiden Enden der Erregerspulen 1a1 und 1a2 in ihrem Nichterregungszustand erzeugt werden, wobei ein Ende der Erregerspule in Übereinstimmung mit einem Detektionstaktsignal während des Vollschrittbetriebs bei dem Initialisierungsprozessbetrieb geöffnet wird, durch die I/F Schaltungen als Eingänge.
  • Wenn die eingegebene induzierte Spannung kleiner oder gleich einer Schwellenspannung wird, gibt die Nullpositionsdetektionsschaltung 41d ein Nullpositionsbeurteilungssignal an die CPU 41a aus, das beurteilt, dass der Zeiger 2 mit dem Anschlag 5 in Kontakt kommt, der an einer Nullposition liegt. D.h., dass die Erregerspulen 1a1 und 1a2 als Detektionselemente der induzierten Spannung funktionieren, wenn ein Ende davon geöffnet wird.
  • In diesem Zusammenhang kann in dem Mikroschrittmodus bei normalem Betrieb oder Initialisierungsprozessbetrieb ein 1/n Mikroschritt (n ≥ 3) verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform wird z.B. ein Mikroschritt verwendet, bei dem ein elektrischer Kreis in 64 Teile aufgeteilt ist. 4 zeigt eine Erregerphase (d.h. Magnetisierungsphase) des Schrittmotors 1.
  • Im Folgenden wird der Initialisierungsprozessbetrieb, der durch das Fahrzeugmessgerät, das oben beschrieben wurde, durchgeführt wird, der mit einer Eingabe des Initialisierungsbefehlssignals Son getriggert wird, das z.B. durch das Einschalten der Zündung begleitet wird, mit Bezug auf 5 (Flussdiagramm) und die 6–15 (Beziehung zwischen einer Rotationsposition und einer Erregerphase) erklärt.
  • Als erstes wird, wenn angenommen wird, dass der Rotor 1b bei einer der A-Phase, der B-Phase, der invertierten A-Phase (d.h. der invertierten Phase der A-Phase) und der invertierten B-Phase (d.h. der invertierten Phase der B-Phase) liegt, d.h. bei einer der Erregerphasen während eines Vollschrittbetriebs, bei dem ersten Schritt S1 eine Bewegung in der Rückwärtsrichtung um einen Schritt durch den Vollschrittbetrieb und eine Messung einer induzierten elektromotorischen Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand durchgeführt. In diesem Zusammenhang wird die invertierte A-Phase als A und die invertierte B-Phase als B in den weiteren Figuren gezeigt. Bei dem nachfolgenden Schritt S2 wird bestätigt, ob ein Rotationszustand des Rotors 1b, der anhand eines Profils der gemessenen induzierten elektromotorischen Kraft berechnet wurde, in einem Haltezustand ist oder nicht. D.h., dass bestätigt wird, dass die gemessene induzierte elektromotorische Kraft kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, so dass der Halt des Rotors 1b bestätigt wird, oder alternativ, dass die gemessene induzierte elektromotorische Kraft den Schwellenwert übersteigt, so dass der Halt des Rotors 1b nicht bestätigt wird. Wenn der Halt des Rotors 1b nicht bestätigt wird (Nein bei Schritt S2), wird der Schritt S1 wiederholt, bis der Halt des Rotors 1b bestätigt wird.
  • Wenn der Halt des Rotors 1b von Schritt S2 ermittelt wird, während die Erregerphase des Rotors 1b um 90 Grad in der Rückwärtsrotationsrichtung geändert wird, kommt der Zeiger 2 tatsächlich in Kontakt mit dem Halter 5, so dass der Zeiger 2 und der Rotor 1b in dem Haltezustand gehalten werden. In diesem Fall gibt es, wenn die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand zwischen der invertierten A-Phase und der invertierten B-Phase, die in 4 gezeigt sind, kleiner oder gleich der Schwellenspannung ist, für eine Position des Halters 5 drei Möglichkeiten, d.h. eine Position zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase, wie in 6C gezeigt, eine Position zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase, wie in 6B gezeigt, und eine Position die gleich der der invertierten A-Phase ist, die in 6A gezeigt ist.
  • Jedoch kann die Existenz oder Nichtexistenz der induzierten elektromotorischen Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand nur in einer Situation gemessen werden, in der der Rotor 1b und der Zeiger 2 um 90 Grad rotieren, wie z.B. während eines Vollschrittbetriebs während des Schritts S1. Daher wird nachstehend ein Verfahren durchgeführt, um die Position des Halters 5 zu bestimmen, d.h. um zu ermitteln, welche Position von der Position zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase, der Position zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase und der Position gleich der der invertierten A-Phase der Halter 5 einnimmt.
  • D.h. wenn der Halt des Rotors 1b bei Schritt S2 bestätigt wird, wird die Erregerphase des Rotors 1b, der aktuell bei der invertierten B-Phase eingestellt ist, durch den Mikroschrittbetrieb um 45 Grad in der Rückwärtsrotationsrichtung weiterbewegt, so dass die Erregerphase als die A-invertierte B-Phase (Schritt S3) eingestellt wird.
  • Wenn die Position des Halters 5 zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase ist, ist die aktuelle Erregerphase, d.h. die A-invertierte B-Phase kleiner als 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung (d.h. der normalen Rotationsrichtung) von der Position des Anschlags aus gesehen, und die magnetische Kraft, die auf den Rotor 1b von der A-invertierten B-Phase in der positiven Rotationsrichtung wirkt, übersteigt die in der Rückwärtsrotationsrichtung, wodurch, wie in 7C gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurückbewegt werden, so dass sie bei der A-invertierten B-Phase angeordnet sind, welche die Erregerphase ist.
  • Andererseits ist, wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase oder gleich der invertierten A-Phase ist, die aktuelle Erregerphase, d.h. die A-invertierte B-Phase, größer oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen, und die magnetische Kraft, die auf den Rotor 1b von der A-invertierten B-Phase in der Rückwärtsrotationsrichtung wirkt, übersteigt folglich die in der positiven Rotationsrichtung, wodurch, wie in den 7B und 7A gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 nicht zurückbewegt werden und sie die ursprüngliche Position, die in den 6B und 6A gezeigt ist, beibehalten.
  • Dann wird, um zu bestätigen, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurück bewegt wurden oder nicht, ermittelt, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 in einem Erregerphasenbereich von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-invertierten B-Phase zu der invertierten A-Phase, rotieren. Hier liegt die invertierte A-Phase auf der am meisten stromaufwärts gelegenen Seite in der positiven Rotationsrichtung in einem Erregerphasenbereich von der invertierten A-Phase bis zu der invertierten B-Phase, in welchem Bereich der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S2 ermittelt wird.
  • D.h., dass die Erregerphase des Rotors 1b um 135 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-invertierten B-Phase, zurückgesetzt wird, so dass die Erregerphase als invertierte A-Phase eingestellt wird, die die nächste Erregerphase des Vollschrittbetriebs ist (Schritt S4), und danach wird die Erregerphase des Rotors 1b um 90 Grad in der Rückwärtsrotationsrichtung durch den Vollschrittbetrieb vorgerückt, d.h. um einen Schritt des Vollschrittbetriebs, so dass die Erregerphase als die invertierte B-Phase eingestellt wird, dann wird während der Änderung in der Erregerphase von der invertierten A-Phase zu der invertierten B-Phase durch den Vollschrittbetrieb die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen (Schritt S5) und dann wird bei dem nachfolgenden Schritt S6 ermittelt, ob die gemessene induzierte elektromotorische Kraft den Schwellenwert übersteigt oder nicht, d.h., ob der Rotor 1b rotiert oder nicht.
  • Dann wird, wenn die Position des Halters 5 zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase ist, da auf das Bearbeiten bei Schritt S3 der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurückbewegt werden, wodurch sie bei der A-invertierten B-Phase positioniert werden, daher, wie in 8 gezeigt, auf das Bearbeiten bei Schritt S4 der Rotor 1b und der Zeiger 2 um 135 Grad von der A-invertierten B-Phase in die positive Rotationsrichtung gedreht, um die invertierte A-Phase zu erreichen, und nachfolgend rotieren der Rotor 1b und der Zeiger 2, wie in 9C gezeigt, auf das Bearbeiten bei Schritt S5 um einen Schritt des Vollschrittbetriebs in der Rückwärtsrotationsrichtung und werden bei der invertierten B-Phase positioniert.
  • Wenn andererseits die Position des Halters 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase oder gleich der der invertierten A-Phase ist, auch wenn die Erregerphase in Richtung der positiven Rotationsrichtung um 135 Grad verschoben wird, so dass sie zu der invertierten A-Phase auf das Bearbeiten bei Schritt S4 wechselt, und auch wenn die Erregerphase um einen Schritt des Vollschrittbetriebs in der Rückwärtsrotationsrichtung verschoben wird, so dass sie auf das Bearbeiten bei Schritt S5 zu der invertierten B-Phase gewechselt wird, da sowohl die invertierte A- als auch die invertierte B-Phase bei einer Position liegen, die größer oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen ist, übersteigt daher die magnetische Kraft in der Rückwärtsrotationsrichtung, die auf den Rotor 1b von jeder der Erregerphase der invertierten A- und invertierten B-Phase nacheinander wirkt, die magnetische Kraft in der positiven Rotationsrichtung und folglich werden in den 8B, 8A, 9B und 9A der Rotor 1b und der Zeiger 2 nicht umgekehrt und sie behalten die ursprüngliche Position, wie sie in 6A und 6B gezeigt ist, bei.
  • Wenn bei Schritt S5 die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen wird, wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase angeordnet ist, wird die induzierte elektromotorische Kraft, die den Schwellenwert übersteigt, gemessen und es wird ermittelt, dass der Rotor 1b gedreht wird (Ja bei Schritt S6), so dass festgestellt wird, dass die Position des Anschlags 5 zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase liegt und dass die invertierte A-B-Phase, welche auf der am meisten stromabwärts gelegenen Seite in der positiven Rotationsrichtung in dem Bereich zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase liegt, die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist und somit die invertierte A-B-Phase als die Anfangserregerphase in dem Speicher 41b gespeichert wird (Schritt S7) und der Prozess beendet wird.
  • Wenn andererseits die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase oder gleich der der invertierten A-Phase ist, wird bei Schritt S6 ermittelt, dass die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, d.h., dass der Rotor 1b gestoppt ist (Nein bei Schritt S6), weshalb nachfolgend die folgenden Prozesse durchgeführt werden, um zu beurteilen, welche Position der Anschlag 5 einnimmt, zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase oder auf der invertierten A-Phase, und ferner, um zu beurteilen, wo die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist.
  • D.h., wenn der Halt des Rotors 1b durch den Mikroschrittbetrieb bei dem Schritt S6 ermittelt wird, wird die Erregerphase des Würfels 1b, die aktuell auf die invertierte B-Phase eingestellt ist, um 90 Grad in der Rückwärtsrichtung bewegt (Schritt S8). Mit anderen Worten, entspricht der Schritt S8 einem Prozess, bei dem die Erregerphase in der Rückwärtsrichtung von der invertierten B-Phase zu der A-Phase um insgesamt 90 Grad vorgerückt wird, wobei die 90 Grad aus den 45 Grad bestehen, die in der Rückwärtsrotationsrichtung von der invertierten B-Phase bei Schritt S3 vorgerückt wurden, und den zusätzlichen 45 Grad bestehen, die in dem Schritt S8 vorgerückt wurden.
  • Wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase ist, ist die aktuelle Erregerphase, d.h. die A-Phase kleiner oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen und die magnetische Kraft, die auf den Rotor 1b von der A-Phase in der positiven Rotationsrichtung wirkt, übersteigt jene in der Rückwärtsrotationsrichtung, wodurch, wie in 10B gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 umgekehrt werden, so dass sie bei der A-Phase positioniert werden, die die Erregerphase ist.
  • Wenn andererseits die Position des Anschlags gleich der der invertierten A-Phase, der aktuellen Erregerphase, ist, d.h. die A-Phase größer oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen ist und die Magnetkraft, die auf den Rotor 1b von der A-Phase in der Rückwärtsrotationsrichtung wirkt, nacheinander jene in der positiven Rotationsrichtung übersteigt, werden deshalb, wie in der 10A gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 nicht umgekehrt und sie behalten die ursprüngliche Position, die in 6A gezeigt ist, bei.
  • Dann wird, um zu ermitteln, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 rückwärts bewegt werden oder nicht, ermittelt, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 in einem Erregerphasenbereich von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-Phase, zu der invertierten A-Phase rotieren oder nicht. Hier liegt die invertierte A-Phase auf der am meisten stromaufwärts gelegenen Seite in der positiven Rotationsrichtung in einem Erregerphasenbereich von der invertierten A-Phase zu der invertierten B-Phase, in welchem Bereich der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S2 ermittelt wird.
  • D.h., dass die Erregerphase des Rotors 1b um 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-Phase, zurückgesetzt wird, so dass die Erregerphase als die invertierte A-Phase eingestellt wird, die die nächste Erregerphase des Vollschrittbetriebs (Schritt S9) ist, und danach wird die Erregerphase des Rotors 1b um 90 Grad in der Rückwärtsrotationsrichtung durch den Vollschrittbetrieb bewegt, d.h. um einen Schritt des Vollschrittbetriebs, so dass die Erregerphase als die invertierte B-Phase eingestellt wird, dann wird während der Änderung in der Erregerphase von der invertierten A-Phase zu der invertierten B-Phase durch den Vollschrittbetrieb die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen (Schritt S10) und dann wird bei dem Schritt S11 ermittelt, ob die gemessene induzierte elektromotorische Kraft den Schwellenwert übersteigt, d.h. ob der Rotor 1b rotiert oder nicht.
  • Wenn dann die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase liegt, da auf das Prozessieren bei Schritt S8 der Rotor 1b und der Zeiger 2, die bei der A-Phase liegen, zurückgesetzt werden, drehen sich dadurch, wie in 11B gezeigt, auf das Prozessieren bei Schritt S9 der Rotor 1b und der Zeiger 2 um 180 Grad von der A-Phase in der positiven Rotationsrichtung, um die invertierte A-Phase zu erreichen, und nachfolgend, wie in 12B gezeigt ist, drehen sich auf das Prozessieren bei Schritt S10, der Rotor 1b und der Zeiger 2 um einen Schritt des Vollschrittbetriebs in der Rückwärtsrichtung und liegen bei der invertierten B-Phase.
  • Wenn anderseits die Position des Anschlags 5 gleich jener der invertierten A-Phase ist, auch wenn die Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung um 180 Grad verschoben wird, um zu der invertierten A-Phase auf das Prozessieren bei Schritt S9 hin verschoben zu werden, und auch, wenn die Erregerphase in Rückwärtsrotationsrichtung um einen Schritt des Vollschrittbetriebs verschoben wird, um zu der invertierten B-Phase auf das Prozessieren bei Schritt S10 hin geändert zu werden, da sowohl die invertierte A-Phase als auch die invertierte B-Phase an einer Position liegen, die größer oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen liegt, übersteigt daher die magnetische Kraft, die in der Rückwärtsrotationsrichtung von jeder Erregerphase der invertierten A- und der invertierten B-Phase auf den Rotor 1b nacheinander wirkt, die Magnetkraft in der positiven Rotationsrichtung und folglich werden der Rotor 1b und der Zeiger 2, wie in 11A und 12A gezeigt, nicht zurückgesetzt und sie behalten die ursprüngliche Position, wie sie in der 6A gezeigt ist, bei.
  • Wenn bei Schritt S10 die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen wird, wenn die Position des Anschlags zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase liegt, wird die induzierte elektromotorische Kraft, die den Schwellenwert übersteigt, gemessen und es wird bestätigt, dass der Rotor 1b gedreht wird (Ja bei Schritt S11), so dass beurteilt wird, dass die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase liegt und dass die invertierte A-Phase, die an der am weitesten stromabwärts liegenden Seite in der positiven Rotationsrichtung in dem Bereich zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase liegt, die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist und somit die invertierte A-Phase als die Anfangserregerphase in dem Speicher 41b gespeichert wird (Schritt S12) und der Prozess beendet wird.
  • Wenn die Position des Anschlags 5 gleich der invertierten A-Phase ist, wird bei Schritt S11 bestätigt, dass die elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, d.h., dass der Rotor 1b gestoppt ist (Nein bei Schritt S11, wodurch nachfolgend die folgenden Prozesse durchgeführt werden, um zu beurteilen, ob die Position des Anschlags 5 gleich der invertierten A-Phase ist und weiter, um zu beurteilen, wo die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist.
  • D.h., wenn der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S11 durch den Mikroschrittbetrieb bestätigt wird, wird die Erregerphase des Rotors 1b, die aktuell bei der invertierten B-Phase gesetzt ist, um 135 Grad in der Rückwärtsrotationsrichtung bewegt (Schritt S13). Mit anderen Worten entspricht der Schritt S13 einem Prozess, bei dem die Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung von der invertierten B-Phase zu der A-B-Phase um insgesamt 135 Grad verschoben wird, wobei die 135 Grad aus den 45 Grad bestehen, die in der Rückwärtsrotationsrichtung von der invertierten B-Phase bei Schritt S3 gerückt wurden, und den zusätzlichen 90 Grad, die in dem Schritt S13 gerückt wurden.
  • Wenn die Position des Anschlags 5 gleich der der invertierten A-Phase ist, ist die aktuelle Erregerphase, d.h. die A-B-Phase kleiner als 180 Grad, in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen, und die magnetische Kraft, die auf den Rotor 1b von der A-B-Phase in der positiven Rotationsrichtung wirkt, übersteigt die in der Rückwärtsrotationsrichtung, wodurch, wie in 13 gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 so rückwärts bewegt werden, dass sie bei der A-B-Phase, die die Erregerphase ist, positioniert werden.
  • Dann wird, um zu bestätigen, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurückbewegt werden oder nicht, ermittelt, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 in einem Erregerphasenbereich von der aktuellen Erregerphase sind, d.h. der A-B-Phase zu der invertierten A-Phase. Hier liegt die invertierte A-Phase auf der am meisten stromaufwärts gelegenen Seite in der positiven Rotationsrichtung in einem Erregerphasenbereich von der invertierten A-Phase zu der invertierten B-Phase, in welchem Bereich der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S2 bestimmt wird.
  • D.h., wenn die Erregerphase des Rotors 1b um 225 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-B-Phase zurückgesetzt wird, so dass die Erregerphase als die invertierte A-Phase gesetzt wird, die die nächste Erregerphase des Vollschrittbetriebs ist (Schritt S14), und danach die Erregerphase des Rotors 1b um 90 Grad in der Rückwärtsrotationsrichtung durch den Vollschrittbetrieb gerückt wird, d.h. um einen Schritt des Vollschrittbetriebs, so dass die Erregerphase als die invertierte B-Phase gesetzt wird, wird dann während der Änderung der Erregerphase von der invertierten A-Phase zu der invertierten B-Phase durch den Vollschrittbetrieb die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen (Schritt S15) und dann wird bei dem nachfolgenden Schritt S16 ermittelt, ob die gemessene induzierte elektromotorische Kraft den Schwellenwert übersteigt oder nicht, d.h., ob der Rotor 1b rotiert oder nicht.
  • Dann drehen sich, da nach dem Prozessieren bei Schritt S13 der Rotor 1b und der Zeiger 2, die bei der A-B-Phase gelegen sind, zurückgesetzt werden, daher, wie in 14 gezeigt, auf das Prozessieren bei Schritt S14 der Rotor 1b und der Zeiger 2 um 225 Grad von der A-B-Phase in der positiven Rotationsrichtung, um die invertierte A-Phase zu erreichen und nachfolgend drehen sich, wie in 15 gezeigt ist, auf das Prozessieren bei Schritt S15 der Rotor 1b und der Zeiger 2 um einen Schritt des Vollschrittbetriebs in der Rückwärtsrotationsrichtung und sie werden bei der invertierten B-Phase angeordnet.
  • Wenn bei Schritt S15 die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen werden, wenn die Position des Anschlags 5 gleich der der invertierten A-Phase ist, wird die induzierte elektromotorische Kraft, die den Schwellenwert übersteigt, gemessen und es wird bestätigt, dass der Rotor 1b gedreht wurde (Ja bei Schritt S16), so dass beurteilt wird, dass die Position des Anschlags 5 gleich der invertierten A-Phase ist und das die invertierte A- invertierte B-Phase, welche die nächste zu der invertierten A-Phase auf der Stromabwärtsseite in der Rückwärtsrotationsrichtung in dem Bereich ist, die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist, und somit wird die invertierte A- invertierte B-Phase als die Anfangserregerphase in dem Speicher 41b gespeichert (Schritt S17) und das Bearbeiten wird beendet.
  • Wenn bei dem Schritt S16 ermittelt wird, dass die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, kleiner oder gleich der Schwellenspannung ist, d.h., wenn ermittelt wird, dass der Rotor 1b gestoppt ist (Nein bei Schritt S16), folgt daraus, dass auf das Prozessieren bei Schritt S13 der Rotor 1b und der Zeiger 2 nicht umkehren, weshalb ein fehlerhaftes Prozessieren durchgeführt wird (Schritt S18), wobei angenommen wird, dass ein Fehler in dem Schrittmotor 1 auftritt, und das Prozessieren wird beendet.
  • Wie es anhand der obigen Erklärung klar ist, sind in den bevorzugten Ausführungsformen die Schritte S1, S2, S5, S6, S10, S11, S15 und S16, die in dem Flussdiagramm in 5 gezeigt sind, die Behandlungen, welche dem Rotorrotationsbeurteilungsmittel 41A (d.h. dem Mittel zum Beurteilen der Existenz oder Nichtexistenz der Rotorrotation) entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schritte S1 und S2, die in dem Flussdiagramm in 5 gezeigt sind, die Behandlungen, welche dem ersten Erregungsmittel 41B entsprechen, während die Schritte S3, S8 und S13 in dem Flussdiagramm, das in der 5 gezeigt ist, die Behandlungen sind, welche dem zweiten Erregungsmittel 41C entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Teile, bis die Erregerphase die invertierte B-Phase der jeweiligen Schritte S4, S9 und S14 in dem Flussdiagramm, dass in 5 gezeigt wird, erreichen, die Behandlungen, welche dem ersten Teilerregungsmittel 41Da entsprechen, während die Schritte S5, S10 und S15 in dem Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist, die Behandlungen sind, welche dem zweiten Teilerregungsmittel 41Db entsprechen, und die Schritte S4–S6, S9–S11 und S14–S16, welche die obigen Schritte aufweisen, die Behandlungen sind, welche dem dritten Erregungsmittel 41D entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schritte S7, S12 und S17 in dem Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist, die Behandlungen, welche dem Anfangserregerphasenermittlungsmittel 41E entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schritte S1 und S2 in dem Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist, die Behandlungen, welche dem ersten Schritt entsprechen, während die Schritte S3, S8 und S13 in dem Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist, die Behandlungen sind, welche dem zweiten Schritt entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind in dem Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist, die Teile, bis die Erregerphase die invertierte B-Phase der jeweiligen Schritte S4, S9 und S14 erreicht, die Behandlungen, welche dem ersten Teilschritt entsprechen, während die Schritte S5, S10 und S15 in dem Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist, die Behandlungen sind, welche dem zweiten Teilschritt entsprechen, und die Schritte S4–S6, S9–S11 und S14–S16, welche die obigen Schritte aufweisen, die Behandlungen sind, welche dem dritten Schritt entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schritte S7, S12 und S17 in dem Flussdiagramm, dass in 5 gezeigt ist, die Behandlungen, welche dem vierten Schritt entsprechen.
  • Somit wird bei dem Fahrzeugmessgerät gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf das geeignete Ändern einer Erregerphase eines Schrittmotors 1 in Abhängigkeit, ob die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand auf den Vollschrittbetrieb erzeugt wird, kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, beurteilt, ob der Zeiger 2 in Kontakt mit dem Anschlag 5 kommt, um die Rückwärtsrotation des Zeigers 2 und des Rotors 1b zu stoppen, so dass bestimmt wird, an welcher Erregerphase der Zeiger 2 und der Rotor 1b umgekehrt werden, wodurch die Anfangserregerphase des Rotors 1b entsprechend der Position des Anschlags 5 ermittelt wird.
  • Daher kann mit dem Aufbau des Fahrzeugmessgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung die Anfangserregerphase des Rotors 1b entsprechend der Position des Anschlags 5 mit einer Einheit eines Schrittwinkels eines Mikroschrittbetriebs, welcher kleiner als der eines Vollschrittbetriebs ist, detektiert werden ohne Verwendung von Elementen, wie z.B. magnetoelektrischen Elementen, die höhere Kosten oder eine Komplikation in der Mechanik aufgrund der Beschränkung des Platzes zum Montieren solcher Elemente zur Folge hätten.
  • Die Behandlungen, die durch die CPU 41A durchgeführt werden, um zu ermitteln, ob der Zeiger 2 zurückgesetzt wird oder nicht, sind nicht auf die Inhalte, die in dem Flussdiagramm in 5 gezeigt sind, beschränkt. Zum Beispiel kann der Bereich des Vollschrittbetriebs oder der Rotationsrichtung des Rotors 1b, wenn durch Ändern der Erregerphase um einen Schritt des Vollschrittbetriebs ermittelt wird, ob die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, den Schwellenwert übersteigt, unterschiedlich zu denen sein, die in dem Flussdiagramm in 5 gezeigt sind.
  • Im Folgenden wird ein anderes Prozessprofil, welches durch die CPU 41a durchgeführt werden kann, um zu ermitteln, ob der Zeiger 2 zurückgesetzt wird oder nicht, mit Bezug auf 16 (Flussdiagramm) und die 17–25 (Beziehung zwischen einer Rotationsposition und einer Erregerphase) erklärt.
  • Zuerst werden, angenommen, dass der Rotor 1b bei einer von der A-Phase, von der B-Phase, von der invertierten A-Phase (d.h. der invertierten Phase der A-Phase) und von der invertierten B-Phase (d.h. der invertierten Phase der B-Phase) steht, d.h. bei einer der Erregerphasen während eines Vollschrittbetriebs, von dem ersten Schritt S21 zu dem Schritt S23 die gleichen Behandlungen ausgeführt wie die von dem Schritt S1 bis zu dem Schritt S3.
  • Wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase, der aktuellen Erregerphase, d.h. der A- invertierten B-Phase kleiner oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen ist und die Magnetkraft, die auf den Rotor 1b von der A- invertierten B-Phase in der positiven Rotationsrichtung wirkt, die in der Rückwärtsrotationsrichtung übersteigt, werden deshalb, wie in 18C gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 so zurückgesetzt, dass sie bei der A- invertierten B-Phase d.h. der Erregerphase positioniert werden.
  • Wenn anderseits die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase oder gleich der der invertierten A-Phase, der aktuellen Erregerphase, ist, d.h. die A-invertierte B-Phase größer oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen ist, und die Magnetkraft, die von der A-invertierten B-Phase in der Rückwärtsrotationsrichtung auf den Rotor 1b in Folge dessen wirkt, die in der positiven Rotationsrichtung übersteigt, werden daher, wie in 18B und 18A gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 nicht zurückgesetzt und sie werden in der ursprünglichen Position, die in den 17B und 17A gezeigt ist, gehalten.
  • Dann wird, um zu ermitteln, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurückgesetzt werden, ermittelt, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 in einem Erregerphasenbereich von der aktuellen Erregerphase rotieren oder nicht, d.h. von der A-invertierten B-Phase zu der invertierten A-Phase. Hier ist die invertierte A-Phase auf der am weitesten stromaufwärts gelegenen Seite in der positiven Rotationsrichtung in einem Erregerphasenbereich von der invertierten A-Phase zu der invertierten B-Phase gelegen, in welchem Bereich der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S22 ermittelt wird.
  • D.h., dass die Erregerphase des Rotors 1b durch den Mikroschrittbetrieb um 45 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-invertierten B-Phase zurückgesetzt wird, so dass die Erregerphase als die invertierte B-Phase eingestellt wird, die die nächste Erregerphase des Vollschrittbetriebs ist (Schritt S24), und danach wird die Erregerphase des Rotors 1b um 90 Grad in der positiven Rotationsrichtung durch den Vollschrittbetrieb zurückgesetzt, d.h. um einen Schritt des Vollschrittbetriebs, so dass die Erregerphase als die invertierte A-Phase eingestellt wird, dann wird während der Änderung in der Erregerphase von der invertierten B-Phase zu der invertierten A-Phase durch den Vollschrittbetrieb die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen (Schritt S25) und dann wird bei dem nachfolgenden Schritt S26 ermittelt, ob die gemessene induzierte elektromotorische Kraft die Schwellenspannung übersteigt oder nicht, d.h. ob der Rotor 1b rotiert oder nicht.
  • Wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase liegt, da auf das Prozessieren bei Schritt S23 der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurückgesetzt werden, wobei sie bei der A- invertierten B-Phase liegen, rotieren dann daher, wie in 19C gezeigt, auf das Prozessieren bei Schritt S24 der Rotor 1b und der Zeiger 2 um 45 Grad von der A- invertierten B-Phase in der positiven Rotationsrichtung, um die invertierte B-Phase zu erreichen, und, wie in 20C gezeigt ist, rotieren auf das Prozessieren bei Schritt S25 der Rotor 1b und der Zeiger 2 um einen Schritt des Vollschrittbetriebs in der positiven Rotationsrichtung und sie liegen bei der invertierten A-Phase.
  • Wenn andererseits die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase oder gleich der der invertierten A-Phase ist, auch wenn die Erregerphase zu der positiven Rotationsrichtung um 45 Grad verschoben wird, damit sie zu der invertierten B-Phase auf das Prozessieren bei Schritt S24 hin geändert wird, und auch wenn die Erregerphase zu der positiven Rotationsrichtung um einen Schritt des Vollschrittbetriebs verschoben wird, damit sie zu der invertierten A-Phase auf das Prozessieren bei Schritt S25 verschoben wird, da sowohl die invertierte B-Phase als auch die invertierte A-Phase bei einer Position liegen, die größer oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen ist, übersteigt daher die Magnetkraft, die auf den Rotor 1b in der Rückwärtsrotationsrichtung von jeder Erregerphase der invertierten B- und der invertierten A-Phase nacheinander wirkt, die Magnetkraft in der positiven Rotationsrichtung und folglich werden, wie in den 19B, 19A, 20B und 20A gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 nicht zurückgesetzt und die ursprüngliche Position, wie sie in den 17A und 17B gezeigt ist, wird beibehalten.
  • Wenn bei Schritt S25 die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen wird, wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase liegt, wird die induzierte elektromotorische Kraft, die die Schwellenspannung übersteigt, gemessen und es wird bestätigt, dass der Rotor 1b gedreht wurde (Ja bei Schritt S26), so dass beurteilt wird, dass die Position des Anschlags 5 zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase liegt und dass die invertierte A-B-Phase, welche auf der am meisten stromabwärts gelegenen Seite in der positiven Rotationsrichtung in dem Bereich zwischen der B-Phase und der invertierten A-B-Phase liegt, die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist und somit die invertierte A-B-Phase als die Anfangserregerphase in dem Speicher 41B gespeichert wird (Schritt S27) und das Prozessieren beendet wird.
  • Andererseits wird, wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase oder gleich der der invertierten A-Phase ist, bei Schritt S26 bestätigt, dass die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, kleiner oder gleich der Schwellenspannung ist, d.h., dass der Rotor 1b gestoppt ist, (Nein bei Schritt 26), wodurch nachfolgend die folgenden Behandlungen durchgeführt werden, um zu beurteilen, welche Position der Anschlag 5 einnimmt, zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase oder gleich der der invertierten A-Phase, und ferner um zu beurteilen, wo die Anfangserregerphase des Rotors 1b liegt.
  • Das heißt, wenn der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S26 durch den Mikroschrittbetrieb bestätigt wird, wird die Erregerphase des Rotors 1b, die aktuell bei der invertierten A-Phase eingestellt ist, um 180 Grad in der Rückwärtsrotationsrichtung bewegt (Schritt S28). Mit anderen Worten entspricht der Schritt S28 einer Behandlung, bei der die Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung von der invertierten B-Phase zu der invertierten A-Phase um insgesamt 90 Grad bewegt wird, wobei die 90 Grad aus den 45 Grad, die in der in der Rückwärtsrotationsrichtung von der invertierten B-Phase bei Schritt S23 bewegt werden und aus den zusätzlichen 45 Grad bestehen, die in dem Schritt S28 bewegt werden.
  • Wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase, der aktuellen Erregerphase, liegt, d.h. die A-Phase kleiner oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen ist, und die Magnetkraft, die auf den Rotor 1b von der A-Phase in der positiven Rotationsrichtung einwirkt, jene in der Rückwärtsrotationsrichtung übersteigt, werden dadurch, wie in 21B gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurücksetzt, so dass sie bei der A-Phase positioniert werden, welche die Erregerphase ist.
  • Wenn andererseits die Position des Anschlags 5 gleich jener der invertierten A-Phase, der aktuellen Erregerphase, ist, d.h., dass die A-Phase größer oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 ausgesehen ist, und die Magnetkraft, die auf den Rotor 1b von der A-Phase in der Rückwärtsrotationsrichtung einwirkt, folglich die in der positiven Rotationsrichtung übersteigt, werden dadurch, wie in 21A gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 nicht zurückgesetzt und sie behalten die ursprüngliche Position, die in 17A gezeigt ist, bei.
  • Dann wird, um zu ermitteln, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurücksetzt werden, ermittelt, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 in einem Erregerphasenbereich von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-Phase zu der invertierten A-Phase, rotieren oder nicht. Hier liegt die invertierte A-Phase in dem am meisten stromaufwärts gelegenen Bereich in der positiven Rotationsrichtung in einem Erregerphasenbereich von der invertierten A-Phase zu der invertierten B-Phase, in welchem Bereich der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S22 bestätigt wird.
  • D.h., dass die Erregerphase des Rotors 1b um 90 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-Phase, zurückgesetzt wird, so dass die Erregerphase als die invertierte B-Phase eingestellt wird, die die nächste Erregerphase des Vollschrittbetriebs ist, und dann wird während der Änderung in der Erregerphase von der A-Phase zu der invertierten B-Phase durch den Vollschrittbetrieb die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen (Schritt S29) und dann wird bei dem folgenden Schritt S30 ermittelt, ob die gemessene induzierte elektromotorische Kraft den Schwellenwert übersteigt oder nicht, d.h., ob der Rotor 1b rotiert oder nicht.
  • Wenn dann die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase liegt, da auf das Prozessieren bei Schritt S28 der Rotor 1b und der Zeiger 2, die bei der A-Phase liegen, zurückgesetzt werden, drehen sich daher, wie in 22B gezeigt, auf das Prozessieren bei Schritt S29 der Rotor 1b und der Zeiger 2 um einen Schritt des Vollschrittbetriebs von der A-Phase in der positiven Richtung, um die invertierte B-Phase zu erreichen.
  • Wenn andererseits die Position des Anschlags 5 gleich jener der invertierten A-Phase ist, auch wenn die Erregerphase zu der positiven Rotationsrichtung um einen Schritt des Vollschrittbetriebs verschoben wird, damit sie zu der invertierten B-Phase auf das Prozessieren bei Schritt S29 geändert wird, da die invertierte B-Phase bei einer Position liegt, die größer oder gleich 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen liegt, übersteigt dadurch die Magnetkraft in der Rückwärtsrotationsrichtung, die von der invertierten B-Phase auf den Rotor 1b wirkt, in Folge dessen die Magnetkraft in der positiven Rotationsrichtung und folglich werden der Rotor 1b und der Zeiger 2 wie in 22A gezeigt, nicht zurückgesetzt und sie behalten ihre ursprüngliche Position, wie in 17A gezeigt, bei.
  • Wenn bei Schritt S29 die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen wird, wenn die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase liegt, wird die induzierte elektromotorische Kraft, die den vollen Wert übersteigt, gemessen und es wird bestätigt, dass der Rotor 1b gedreht wurde (Ja bei Schritt S30), so dass beurteilt wird, dass die Position des Anschlags 5 zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase liegt und dass die invertierte A-Phase, welche an der am meisten stromabwärts liegenden Seite in der positiven Rotationsrichtung in dem Bereich zwischen der invertierten A-B-Phase und der invertierten A-Phase liegt, die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist, und somit wird die invertierte A-Phase als die Anfangserregerphase in dem Speicher 41b gespeichert (Schritt S31) und der Prozess wird beendet.
  • Wenn die Position des Anschlags 5 gleich der der invertierten A-Phase ist, wird bei Schritt S30 bestätigt, dass die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, d.h., dass der Rotor 1b gestoppt wird (Nein bei Schritt S30), wodurch folglich die folgenden Behandlungen durchgeführt werden, um zu beurteilen, ob die Position des Anschlags 5 gleich der der invertierten A-Phase ist, und ferner zu urteilen, wo die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist.
  • D.h., wenn der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S30 durch den Mikroschrittbetrieb bestätigt wird, wird die Erregerphase des Rotors 1b, die aktuell bei der invertierten B-Phase gesetzt ist, um 135 Grad in der Rückwärtsrotationsrichtung verrückt (Schritt S32). Mit anderen Worten entspricht der Schritt S32 einem Prozess, bei dem die Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung von der invertierten B-Phase zu der A-B-Phase um insgesamt 135 Grad vorgerückt wird, wobei die 135 Grad aus den 45 Grad bestehen, die in der Rückwärtsrotationsrichtung von der invertierten B-Phase aus bei Schritt S23 vorgerückt wurden und den zusätzlichen 90 Grad, die in dem Schritt S32 vorgerückt wurden.
  • Wenn die Position des Anschlags 5 gleich jener der invertierten A-Phase, der aktuellen Erregerphase, ist, d.h. die A-B-Phase ist kleiner als 180 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der Position des Anschlags 5 aus gesehen, und die Magnetkraft, die von der A-B-Phase in der positiven Rotationsrichtung auf den Rotor 1b wirkt, jene in der Rückwärtsrotationsrichtung übersteigt, werden dadurch, wie in 23 gezeigt, der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurückgesetzt, so dass sie bei der A-B-Phase, d.h. der Erregerphase positioniert werden.
  • Dann wird, um zu bestätigen, ob der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurückgesetzt sind oder nicht, ermittelt, ob sich der Rotor 1b und der Zeiger 2 in einem Erregerphasenbereich von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-B-Phase, zu der invertierten A-Phase drehen oder nicht. Hier liegt die invertierte A-Phase an der am meisten stromaufwärts gelegenen Seite in der positiven Rotationsrichtung in einem Erregerphasenbereich von der invertierten A-Phase zu der invertierten B-Phase, in welchem Bereich der Halt des Rotors 1b bei dem Schritt S22 bestätigt wird.
  • D.h., wenn die Erregerphase des Rotors 1b um 45 Grad in der positiven Rotationsrichtung von der aktuellen Erregerphase, d.h. der A-B-Phase zurückgesetzt wird, so dass die Erregerphase als die A-Phase gesetzt wird, die die nächste Erregerphase des Vollschrittbetriebs ist (Schritt S33), und nachfolgend die Erregerphase des Rotors 1b um 90 Grad in der positiven Rotationsrichtung durch den Vollschrittbetrieb vorgerückt wird, d.h. um einen Schritt des Vollschrittbetriebs, so dass die Erregerphase als die invertierte B-Phase gesetzt wird, wird dann während der Änderung in der Erregerphase von der A-Phase zu der invertierten B-Phase durch den Vollschrittbetrieb die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen (Schritt S34) und dann wird bei dem folgenden Schritt S35 ermittelt, ob die gemessene induzierte elektromotorische Kraft den Schwellenwert übersteigt oder nicht, d.h., ob der Rotor 1b rotiert oder nicht.
  • Dann rotieren, da auf das Prozessieren bei Schritt S32 der Rotor 1b und der Zeiger 2 zurückgesetzt werden, die bei der A-B-Phase liegen, daher, wie in 24 gezeigt, auf das Prozessieren bei Schritt S33 der Rotor 1b und der Schalter 2 um 45 Grad von der A-B-Phase in der positiven Rotationsrichtung, um die A-Phase zu erreichen und rotieren nachfolgend, wie in 25 gezeigt, auf das Prozessieren bei Schritt S34, der Rotor 1b und der Zeiger 2 um einen Schritt des Vollschrittbetriebs in der positiven Rotationsrichtung und sie liegen bei der invertierten B-Phase.
  • Wenn bei Schritt S34 die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand gemessen wird, wenn die Position des Anschlags 5 gleich der der induzierten A-Phase ist, wird die induzierte elektromotorische Kraft, die den Schwellenwert übersteigt, gemessen und es wird bestätigt, dass der Rotor 1b gedreht wurde (Ja bei Schritt S35), so dass ermittelt wird, dass die Position des Anschlags 5 gleich der der invertierten A-Phase und der der invertierten A- invertierten B-Phase ist, welche am nächsten zu der invertierten A-Phase auf der Stromabwärtsseite in der Rückwärtsrotationsrichtung in dem Bereich ist und welche die Anfangserregerphase des Rotors 1b ist, und somit wird die invertierte A- invertierte B-Phase als die Anfangserregerphase in dem Speicher 41b gespeichert (Schritt 36) und das Prozessieren wird beendet.
  • Bei dem Schritt S35 folgt, wenn bestätigt wird, dass die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule 1a1 (1a2) in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, d.h. wenn bestätigt wird, dass der Rotor 1b gestoppt ist (Nein bei Schritt S35), dass auf das Prozessieren bei Schritt S32 der Rotor 1b und der Zeiger 2 nicht umkehren, wodurch eine Fehlerbehandlung durchgeführt wird (Schritt S37), wobei angenommen wird, dass ein Fehler in dem Schrittmotor 1 vorliegt, und das Prozessieren wird beendet.
  • Wie es anhand der obigen Erklärung klar ist, sind in der bevorzugten Ausführungsform die Schritte S21, S22, S25, S26, S29, S30, S34 und S35 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungen, welche dem Rotorrotationsbeurteilungsmittel 41A entsprechen (d.h. dem Mittel zum Beurteilen der Existenz oder Nichtexistenz der Rotorrotation) 41A.
  • In der bevorzugten Ausführungsform, sind die Schritte S21 und S22 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungsschritte, welche dem ersten Erregungsmittel 41B entsprechen, während die Schritte S23, S28 und S32 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungsschritte sind, welche dem zweiten Erregungsmittel 41C entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schritte S24 und S33 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt, die Behandlungen, welche dem ersten Teilerregungsmittel 41Da entsprechen, während die Schritte S25 und S34 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungen sind, welche dem zweiten Teilerregungsmittel 41Db entsprechen, und die Schritte S24–S26, S33–S35, S29 und S30, welche die obigen Schritte aufweisen, sind die Behandlungen, welche dem dritten Erregungsmittel 41D entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schritte S27, S31 und S36 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungen (Prozesse), welche dem Anfangserregerphasenbeurteilungsmittel 41E entsprechen.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Schritte S21 und S22 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungen, welche dem ersten Schritt entsprechen, während die Schritte S23, S28 und S32 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungen sind, welche dem zweiten Schritt entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schritte S24 und S33 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungen, welche dem ersten Teilschritt entsprechen, während die Schritte S25 und S34 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungen sind, welche dem zweiten Teilschritt entsprechen, und sind die Schritte S24–S26, S33– S35, S29 und S30, welche die obigen Schritte aufweisen, die Behandlungen, welche dem dritten Schritt entsprechen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Schritte S27, S31 und S36 in dem Flussdiagramm, das in 16 gezeigt ist, die Behandlungen, welche dem vierten Schritt entsprechen.
  • Das Fahrzeugmessgerät gemäß der bevorzugten Ausführungsform, die mit Bezug auf die 16 und 17–25 erklärt wurde, weist ähnliche Effekte auf wie das Fahrzeugmessgerät gemäß der bevorzugten Ausführungsform, die mit Bezug auf die 5 und 6–15 erklärt wurde.
  • In den bevorzugten Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, ist als Beispiel der Schrittwinkel des Vollschrittbetriebs für den Schrittmotor 1 auf 90 Grad eingestellt. Jedoch ist der Schrittwinkel für den Schrittmotor, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird, nicht auf 90 Grad beschränkt.
  • Ferner wird in den bevorzugten Ausführungsformen, die oben beschrieben sind, zum Beispiel der Mikroschritt verwendet, bei dem ein elektrischer Zyklus in 64 Teile geteilt ist. Jedoch ist die Anzahl der Unterteilungen nicht auf 64 beschränkt.
  • Ferner kann die vorliegende Erfindung auf einen Fall angewendet werden, in dem ein Schrittmotor, der einen Halbschrittbetrieb durchführt, äquivalent zu dem Zweifach-Unterteilungs-Mikroschrittbetrieb verwendet wird.
  • In einem Fall, in dem die vorliegende Erfindung auf einen Schrittmotor angewendet wird, der einen Schrittwinkel aufweist, der unterschiedlich zu 90 Grad für den Vollschrittbetrieb ist, oder auf einen Schrittmotor, der die Anzahl der Unterteilungen aufweist, die sich von 64 für den Mikroschrittbetrieb unterscheidet, können durch Ersetzen eines Halbschrittbetriebs durch einen Fall eines Zweifach-Unterteilungs-Mikroschrittbetriebs zur Erklärung die geänderten Profile der Erregerphase in den jeweiligen Prozessschritten wie folgt gesetzt werden.
  • D.h., wenn die Anfangserregerphase des Schrittmotors, der durch den Mikroschritt angetrieben wird, bei dem ein Schritt des Vollschrittbetriebs durch m × n geteilt wird (m: ganze Zahl größer oder gleich 1, n: ganze Zahl größer oder gleich 3) detektiert wird, wird der Schrittmotor dem Vollschrittbetrieb in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors unterworfen, bis er die erste Erregerphase erreicht, bei der ermittelt wird, dass die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, kleiner oder gleich der Schwellenspannung ist und dass die Rotation des Rotors gestoppt ist.
  • Nachfolgend wird der Schrittmotor dem Mikroschrittbetrieb in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors von der zweiten Erregerphase zu der dritten Erregerphase unterworfen. Hier wird zur Definition die Erregerphase von der ersten Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors um einen Winkel verschoben, welcher durch Subtrahieren von zwei Winkeln des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors von 180 Grad erhalten wird, so dass die zweite Erregerphase erreicht wird. Hier wird auch zur Definition die Erregerphase von der zweiten Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors verschoben, so dass die dritte Erregerphase erreicht wird.
  • Nachfolgend wird der Schrittmotor dem Vollschrittbetrieb in der positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors in einem vorgegebenen Bereich der Erregerphase zwischen der dritten Erregerphase und der vierten Erregerphase unterworfen und es wird ermittelt, ob der Rotor während des Vollschrittbetriebs rotiert oder nicht. Hier wird zur Definition die Erregerphase von der ersten Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung des Rotors um einen Schritt des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors verschoben, so dass die vierte Erregerphase erreicht wird.
  • Wenn die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, die Schwellenspannung übersteigt und daher beurteilt wird, dass der Rotor rotiert, wird die fünfte Erregerphase, die um 180 Grad von der dritten Erregerphase verschoben ist, als die Anfangserregerphase ermittelt und dieses wird in dem Speicher 41b gespeichert.
  • Andererseits wird, wenn die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, kleiner oder gleich der Schwellenspannung ist, dadurch ermittelt, dass der Rotor gestoppt ist, bis die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, den Schwellenwert übersteigt, und dadurch ermittelt wird, dass der Rotor rotiert, wobei die dritte Erregerphase um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors verschoben wird, (a) der Mikroschrittbetrieb des Schrittmotors in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors bis zum Erreichen der dritten Erregerphase wiederholt durchgeführt, (b) der Vollschrittbetrieb des Schrittmotors in der positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors in einem gegebenen Bereich der Erregerphase zwischen der dritten Erregerphase und der vierten Erregerphase wiederholt durchgeführt und (c) die Beurteilung, ob der Rotor während des Vollschrittbetriebs rotiert, auf der Basis eines Profils der induzierten elektromotorischen Kraft in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand wiederholt durchgeführt.
  • In der oben beschrieben Erklärung wird z.B., wenn die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand während des Vollschrittbetriebs erzeugt wird, kleiner oder gleich der Schwellenspannung ist, der Rotor als gestoppt ermittelt, während, wenn die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand während des Vollschrittbetriebs erzeugt wird, den Schwellenwert übersteigt, der Rotor als rotierend ermittelt wird. Jedoch ist ein Verfahren zum Ermitteln, ob der Rotor rotiert oder nicht, auf der Basis eines Profils der induzierten elektromotorischen Kraft in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand während des Vollschrittbetriebs, nicht auf das Verfahren, das oben beschrieben ist, beschränkt.
  • Die folgenden Verfahren können zum Beispiel möglich sein: ein Verfahren, bei dem, wenn die induzierte elektromotorische Kraft in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand erzeugt wird, während der Vollschrittbetrieb null ist, der Rotor als gestoppt beurteilt wird, andererseits, wenn die induzierte elektromotorische Kraft nicht null ist, der Rotor als rotierend beurteilt wird; und ein kombiniertes Verfahren zwischen dem Verfahren, das in den bevorzugten Ausführungsformen erklärt wurde, und dem obigen Verfahren oder ein Einzelverfahren, bei dem, wenn die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand während des Vollschrittbetriebs erzeugt wird, für einen vorbestimmten Zeitraum oder länger kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, der Rotor als gestoppt beurteilt wird, während, wenn die induzierte elektromotorische Kraft, die in der Erregerspule in einem Nichterregungszustand während des Vollschrittbetriebs erzeugt wird, den Schwellenwert für einen vorbestimmten Zeitraum oder länger übersteigt, der Rotor als rotierend beurteilt wird.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors (1), bei dem bei einer Halteposition eines angetriebenen Elements (2), das durch einen Schrittmotor (1) angetrieben wird, der mit einem Mikroschritt betrieben wird, der durch Teilen eines Schritts eines Vollschrittsbetriebs in m × n erhalten wird (m: ganze Zahl größer oder gleich 1, n: ganze Zahl größer oder gleich 2), wobei eine Rotation des angetriebenen Elements in einer Rückwärtsrotationsrichtung durch einen Anschlag (5) erzwungen gestoppt wird, eine Anfangserregerphase, bei der ein Rotor (1b) des Schrittmotors (1) in einem stabilen Zustand ist, auf der Basis ermittelt wird, ob der Rotor (1b) rotiert oder nicht, was anhand eines Profils einer induzierten elektromotorischen Kraft beurteilt wird, die in einer Erregerspule (1a1, 1a2) in einem Nichterregungszustand des Schrittmotors (1) während des Vollschrittbetriebs erzeugt wird, wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Schritt (S1, S2), bei dem der Vollschrittbetrieb des Schrittmotors (1), der bewirkt, dass der Rotor (1b) in seiner Rückwärtsrotationsrichtung (Y1) rotiert, durchgeführt wird, bis eine erste Erregerphase erreicht wird, bei der ermittelt wird, dass der Rotor (1b) nicht rotiert, wobei eine Rotation des Rotors (1b) in seiner Rückwärtsrotationsrichtung bewirkt, dass das Antriebselement (2) in seiner Rückwärtsrotationsrichtung rotiert; einen zweiten Schritt (S3, S8, S13), bei dem der Schrittmotor (1) dem Mikroschrittbetrieb in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) von einer zweiten Erregerphase aus bis zu einer dritten Erregerphase unterworfen ist, wobei eine Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) um einen Winkel verschoben wird, welcher durch Subtrahieren von zwei Schrittwinkeln des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors (1) von 180 Grad erhalten wird, so dass die zweite Erregerphase von der ersten Erregerphase erreicht wird, und wobei die Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors (1) verschoben wird, so dass die dritte Erregerphase von der zweiten Erregerphase aus erreicht wird; einen dritten Schritt (S4–S6, S9–S11, S14–S16), bei dem der Schrittmotor (1) dem Vollschrittbetrieb in einer positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) in einem gegebenen Bereich der Erregerphase zwischen der dritten Erregerphase und einer vierten Erregerphase unterworfen wird und beurteilt wird, ob der Rotor (1b) während des Vollschrittbetriebs rotiert oder nicht, wobei die Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung des Rotors (1b) um einen Schritt des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors (1) verschoben wird, so dass die vierte Erregerphase von der ersten Erregerphase aus erreicht wird, wobei eine Rotation des Rotors (1b) in seiner positiven Rotationsrichtung bewirkt, dass das angetriebene Element (2) in seiner positiven Rotationsrichtung rotiert; einen vierten Schritt (S7, S12, S17), bei dem, wenn der Rotor in dem dritten Schritt als rotierend beurteilt wird, eine fünfte Erregerphase, die um 180 Grad von der dritten Erregerphase verschoben ist, als die Anfangserregerphase ermittelt wird und in einem Speichermittel (41b) gespeichert wird, wobei, wenn der Rotor (1b) als nicht rotierend ermittelt wird, die dritte Erregerphase um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors (1) in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) verschoben wird und der zweite Schritt und der dritte Schritt wiederholt durchgeführt werden, bis der Rotor (1b) in dem dritten Schritt als rotierend ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der dritte Schritt aufweist: einen ersten Teilschritt (S4, S9, S14), in dem der Schrittmotor (1) einem Mikroschrittbetrieb in der positiven Rotationsrichtung des Rotors (1b) von der dritten Erregerphase aus zu der ersten Erregerphase unterworfen wird; einen zweiten Teilschritt (S5, S10, S15), in dem der Schrittmotor (1) einem Vollschrittbetrieb in der positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) zwischen der ersten Erregerphase und der vierten Erregerphase unterworfen wird und beurteilt wird, ob der Rotor (1b) während des Vollschrittbetriebs rotiert oder nicht.
  3. Vorrichtung zum Detektieren einer Anfangserregerphase eines Schrittmotors (1), bei der bei einer Halteposition eines angetriebenen Elements (2), das durch einen Schrittmotor (1) angetrieben wird, der mit einem Mikroschritt angetrieben wird, der durch Teilen eines Schritts eines Vollschrittbetriebs in m × n (m: ganze Zahl größer oder gleich 1, n: ganze Zahl größer oder gleich 2) erhalten wird, wobei eine Rotation des angetriebenen Elements (2) in einer Rückwärtsrotationsrichtung durch einen Anschlag (5) zwangsweise gestoppt wird, eine Anfangserregerphase, bei der ein Rotor (1b) des Schrittmotors (1) in einem stabilen Zustand ist, auf der Basis detektiert wird, ob der Rotor (1b) rotiert oder nicht, was anhand eines Profils einer induzierten elektromotorischen Kraft, die in einer Erregerspule (1a1, 1a2) in einem Nichterregungszustand des Schrittmotors (1) während des Vollschrittbetriebs erzeugt wird, beurteilt wird, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Rotorrotationsbeurteilungsmittel (41A) zum Ermitteln, ob der Rotor (1b) während des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors (1) rotiert oder nicht; ein erstes Erregungsmittel (41B) zum Unterwerfen des Schrittmotors (1) dem Vollschrittbetrieb, was bewirkt, dass der Rotor (1b) in seiner Rückwärtsrotationsrichtung rotiert, bis eine erste Erregerphase erreicht wird, bei der der Rotor (1b) durch das Rotorrotationsbeurteilungsmittel (41A) als nichtrotierend ermittelt wird, wobei eine Rotation des Rotors (1b) in seiner Rückwärtsrichtung bewirkt, dass das angetriebene Element (2) in seiner Rückwärtsrotationsrichtung rotiert; ein zweites Erregungsmittel (41C) zum Unterwerfen des Schrittmotors (1) dem Mikroschrittbetrieb in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) von einer zweiten Erregerphase aus zu einer dritten Erregerphase, wobei eine Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) um einen Winkel verschoben wird, welcher durch Subtrahieren von zwei Schrittwinkeln des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors (1) von 180 Grad erhalten wird, so dass die zweite Erregerphase von der ersten Erregerphase aus erreicht wird, und wobei die Erregerphase in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors (1) verschoben wird, so dass die dritte Erregerphase von der zweiten Erregerphase aus erreicht wird; ein drittes Erregungsmittel (41D) zum Unterwerfen des Schrittmotors (1) dem Vollschrittbetrieb in einer positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) in einem vorgegebenen Bereich der Erregerphase zwischen der dritten Erregerphase und einer vierten Erregerphase, wobei die Erregerphase in der positiven Rotationsrichtung des Rotors (1b) um einen Schritt des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors (1) verschoben wird, so dass die vierte Erregerphase von der ersten Erregerphase aus erreicht wird, wobei eine Rotation des Rotors (1b) in seiner positiven Rotationsrichtung bewirkt, dass das Antriebselement (2) in seiner positiven Rotationsrichtung rotiert; und ein Anfangserregerphasenbeurteilungsmittel (41E) zum Ermitteln, dass eine fünfte Erregerphase, die um 180 Grad von der dritten Erregerphase verschoben ist, die Anfangserregerphase ist, wenn das Rotorrotationsbeurteilungsmittel (41A) beurteilt, dass der Rotor (1b) während des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors (1) durch das dritte Erregungsmittel rotiert, und zum Speichern der fünften Erregerphase in einem Speichermittel (41b); wobei, wenn das Rotorrotationsbeurteilungsmittel (41A) beurteilt, dass der Rotor (1b) während des Vollschrittbetriebs des Schrittmotors (1) durch das dritte Erregungsmittel (41D) nicht rotiert, die dritte Erregerphase um m Schritte des Mikroschrittbetriebs des Schrittmotors (1) in der Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) verschoben wird, das zweite und das dritte Erregungsmittel (41C, 41D) den Schrittmotor (1) erneut antreiben und das Rotorrotationsbeurteilungsmittel (41A) erneut beurteilt, ob der Rotor (1b) rotiert oder nicht.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das dritte Erregungsmittel (41D) aufweist: ein erstes Teilerregungsmittel (41Da) zum Unterwerfen des Schrittmotors (1) einem Mikroschrittbetrieb in der positiven Rotationsrichtung des Rotors (1b) von der dritten Erregerphase aus zu der ersten Erregerphase; und ein zweites Teilerregungsmittel (41Db) zum Unterwerfen des Schrittmotors (1) einem Vollschrittbetrieb in der positiven oder Rückwärtsrotationsrichtung des Rotors (1b) zwischen der ersten Erregerphase und der vierten Erregerphase.
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