JP2000324895A - モ−タ制御方法およびモータ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 モータにおける中間速度不安定性を減少およ
び／もしくは除去するためのモータ制御方法および回路
を提供する。 【解決手段】 電流整流の後にモータの位相コイル３６
の電流減衰時間を表す減衰時間指示信号を受け取るステ
ップを含む。減衰時間指示信号が位相コイルの電流減衰
時間に比例した第一極性であるとした時、減衰時間指示
信号が第一極性にある時間量に対応する遅延時間を演算
するステップを含む。さらに遅延時間およびトランスレ
ータにより生成された電流方向信号に応答してモータの
位相コイルもしくは他の位相コイルの電流方向を制御す
るステップを含む。マイクロステップモードで動作して
いる時でも、中間速度不安定性を減少もしくは除去する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】優先権の要求本出願は、１９
９９年４月１３日にアメリカ合衆国に出願された米国仮
り出願番号６０／１２９、３８６号の恩恵を享受するこ
とを要求する。

【０００２】本発明は、モータ制御のための方法と回路
に関する。特に、本発明は、モ−タのステ−タにより指
令される望ましいロ−タ位置の回りでのモータのローラ
の振動を減少および／もしくは除去するためにモ−タの
電流を制御するための方法と回路に関するものである。

【０００３】

【従来技術】通常のモ−タ制御回路において、入力信号
は、入力信号に応答して１つもしくはそれ以上の電流レ
ベルと電流方向信号を生成するトランスレ−タに与えら
れる。電流レベルと電流方向信号はモ−タの位相コイル
の電流フローの電流レベルと方向を制御するように設計
され、それによりモ−タのロ−タの回転位置を制御す
る。電流レベルと電流方向信号は、電流レベルと電流方
向信号に応答して複数のＰＷＭ（パルス幅変調）モ−タ
制御信号を生成する電流制御モジュ−ルに与えられる。
モ−タ制御信号は、それから、モータの各位相コイルの
電流フローのレベルと方向を制御するために使用される
複数のスイッチに与えられる。

【０００４】上記のモ−タの中間速度（mid-velocity)
制御レンジで、モ−タのロ−タの実際の位置は、指令さ
れたロ−タ位置の進みと遅れの間で振動を開始する。そ
のような振動を減少および／もしくは除去するための公
知の方法と回路の一つは、米国特許第４、０８１、７３
６号明細書に開示され、その開示の全部が参照されるこ
とによりここに組入れられる。この公知の方法と回路で
は、実際のロ−タの位置が指令されたロ−タ位置と異な
る程度が測定される。

【０００５】入力信号がトランスレ−タに供給される時
刻は、それからトランスレ−タにより生成されて続いて
生じる電流レベルと電流方向信号のタイミングを制御す
るように調整される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の中間速度不安定
性を減少もしくは除去する方法と回路は、全もしくは遇
半（full or even half)ステップモ−ドのモ−タ制御で
はよく動作する。しかし、開示された方法と回路は、マ
イクロステッピングモード制御に対して良好に動作しな
い。マイクロステッピングモ−タにおいては、入力パル
スがトランスレ−タに供給される時刻を調整すること
は、各マイクロステップのでの個々の調整と不安定性制
御を可能にしない。

【０００７】そのため、上記の欠点のひとつもしくはそ
れ以上を最小および／もしくは除去するモ−タを制御す
るための方法と回路が必要とされている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、モ−タを制御
するための方法と回路を提供する。本発明の目的は、モ
−タがマイクロステッピングモードで動作している間に
モ−タの中間速度不安定性の補正を可能とするモ−タ制
御のための方法と回路を提供することである。

【０００９】本発明に係わるモ−タ制御の方法は、モー
タの第一の位相コイルの電流減衰時間を表す第一減衰時
間指示信号を受け取るステップを含む。本発明の方法と
回路は、モ−タのロ−タの位置を順番に表す整流の後に
モ−タの位相コイルで電流が減少するのに必要な時間
は、位相コイルのインダクタンスに比例する原理に依存
し、第一減衰時間指示信号は、信号極性においてモ−タ
の第一位相コイルの減衰時間を表し、ここに、信号は第
一位相コイルの電流減衰の周期に比例する時間周期の間
に第一極性を持つ。その方法はさらに、第一減衰時間指
示信号が第一極性にある時間量に対応する第一遅延時間
を演算するステップを含む。本発明に係わる方法は、最
終的に、第一電流方向信号および第一遅延時間に応答し
て第一位相コイルの電流方向を制御するステップを含
む。第一電流方向信号は、入力信号に応答してトランス
レ−タにより生成される。第一遅延時間は、第一電流方
向信号がモ−タの第一位相コイルの電流を制御するため
に使用される電流制御モジュ−ルに供給される時間を制
御するのに使用される。

【００１０】本発明に係わるモ−タ制御回路は、第一減
衰時間指示信号の極性を検出するように配置された検出
器を含み、ここにその減衰時間指示信号はモ−タの第一
位相コイルの電流減衰時間を表す。発明の制御回路は、
さらに、第一減衰時間指示信号が第一極性である時間量
に対応して、第一減衰時間を演算するように配置された
遅延時間測定回路を含む。遅延時間測定回路は、第一減
衰時間指示信号が第一極性にある間に放電するコンデン
サを含む。本発明の制御回路は、さらに第一電流方向指
示信号と第一遅延時間に応答して第一の位相コイルの位
相コイルの電流方向を制御するように配置された方向制
御回路を含む。方向制御電流は、第一遅延時間に対応し
た周期を持つパルスを生成するマルチバイブレ−タ、お
よび電流方向信号と生成パルスに応答して方向制御信号
を生成するフリップフロップを含む。方向制御信号は、
それから、モ−タの第一位相コイルの電流を制御するの
に使用される電流制御モジュ−ルに供給される。

【００１１】本発明の係わる方法と回路は、モータ制御
のための公知の方法と回路について有意義な改良を示
す。特に、発明の方法と回路はモ−タの中間速度制御レ
ンジの指令ロータ位置の付近での振動を減少および／も
しくは除去する−−モ−タがマイクロステッピングモー
ドで動作している時においてさえ。本発明の方法と回路
は、入力信号自身のタイミングを制御するのと反対に、
入力信号に応答して、トランスレ−タにより生成された
制御信号のタイミングを制御することにより、この目的
を達成する。

【００１２】この発明のこれらおよび他の特徴と目的
は、以下の詳細な説明および実施例として本発明の特徴
を示す添付図面から技術に精通するものにあきらかにな
るであろう。

【００１３】

【発明の実施の形態】図面を参照するが、各図における
部品において同じ部品に対しては同じ参照番号が使用さ
れ、図１は、慣用的なステップモ−タのようなモータ１
１（点線で図示される）を制御するための回路１０を示
す。回路１０は、トランスレータ１２、電流制御モジュ
ール１２、ゲートドライブ１６、１８、スイッチ２０、
２２、２４、２６、ダイオード２８、３０、３２、３
４、位相コイル３６、コンデンサー３８、４０、抵抗４
２、増幅器４４およびダイオード５０を含む。本発明に
関わり、回路１０はモータ１１の中間速度不安定性を減
少および／もしくは除去するための制御回路５２を含
む。回路１０、５２は２相モータを参照して説明される
が、回路１０、５２は２相以上のモータで使用できるこ
とが理解されるべきである。さらに、回路１０は、一位
相コイル３６（例えば、位相Ａ）のみを図示している
が、トランスレータ１２、モジュール１４、および回路
５２のような回路１０の部品は、モータ１１の他の位相
コイルの電流を制御するのに使用できることが理解され
るべきである。

【００１４】トランスレータ１２は、位相コイル３６の
電流方向だけでなく、位相コイル３６の電流レベルを制
御するために備えられる。トランスレータ１２は、慣用
的な技術であり、そして公知の制御機能（例えば、サイ
ンもしくはコサイン）に対応する値を記憶する１つもし
くは２つ以上のインデックス可能メモリ（例えばＥＰＲ
ＯＭ（図示せず））である。トランスレータ１２は入力
指令信号ＶC と方向指令信号ＶD を受取り、モータ１１
の位相コイルの電流のレベルと方向を制御するための電
流レベル信号ＶCLA 、ＶCLB と電流方向信号ＶCDA 、Ｖ
CDB を生成する。

【００１５】電流制御モジュール１４は回路１０のスイ
ッチ２０、２２、２４、２６を制御するために備えられ
る。モジュール１４は慣用的技術であり、そしてディス
クリート回路もしくはプログラム制御マイクロコントロ
ーラのいずれかで構成される。モジュール１４はトラン
スレータ１２から電流レベル信号ＶCLA 、ＶCLB 、およ
び制御回路５２（以下においてさらに詳細に説明され
る）から方向制御信号ＶDIRA、ＶDIRBを受取る。そして
それぞれに応答して制御信号ＰＷＭを生成する。ＰＷＭ
制御信号はモータ１１の各位相コイルの電流レベルと方
向を調整するスイッチを制御するのに使用される。図示
の実施例において、制御信号ＶPWMA1 、ＶPWMA2 、ＶPW
MA3 、ＶPWMA4 は、位相コイル３６の電流レベルと方向
を調整するスイッチ２０、２２、２４、２６を制御する
のに使用される。モジュール１４は、モータ１１の他の
位相コイルに係わるスイッチを制御するためのＶPWMB1
、ＶPWMB2 、ＶPWMB3 、ＶPWMB4 のような付加的なＰ
ＷＡ制御信号を生成する。

【００１６】ゲートドライブ１６、１８は回路１０の構
成における異なる許容値と要求にあうように慣用的方法
でＰＷＭ信号ＶPWMA1 、ＶPWMA2 、ＶPWMA3 、ＶPWMA4
の電圧レベルを調整するために備えられる。特に、ゲー
トドライブ１６、１8は、それぞれＰＷＭ信号ＶPWMA1
、ＶPWMA2 、ＶPWMA3 、ＶPWMA4 に応答して、ドライ
ブ信号ＶDSA1、ＶDSA2、ＶDSA3、ＶDSA4を生成する。ド
ライブ信号ＶDSA1、ＶDSA2、ＶDSA3、ＶDSA4は、スイッ
チ２０、２２、２４、２６のアクチュエーションを制御
し、そしてそれによりコイル３６の電流レベルと方向を
制御する。

【００１７】スイッチ２０、２２、２４、２６はコイル
３６のエネルギーの蓄積とエネルギーの除去をするため
に位相コイルに電圧供給を選択的に行なうために備えら
れる。スイッチ２０、２２、２４、２６は慣用技術であ
り、良く知られた複数の技術の形態の任意の一つを採用
される。たとえば、スイッチ２０、２２、２４、２６は
ＭＯＳＦＥＴで構成される。スイッチ２０、２２、２
４、２６は、それぞれの制御信号ＶDSA1、ＶDSA2、ＶDS
A3、ＶDSA4に応答してオ−プンもしくはクローズされ
る。さらに、スイッチ２０、２4がクローズされる度
に、電流はコイル３６を第２の方向に流れる。

【００１８】ダイオード２８、３０、３２、３４はコイ
ル３６からの電流の消失を制御するため、特に、消失電
流をコイル３６から電圧供給に戻すために備えられる。
ダイオード２８、３０、３２、３４は、慣用的技術であ
り、そしてそれぞれ、スイッチ２０、２２、２４、２６
と並列に接続される。

【００１９】位相コイル３６は、モータのロータの回転
を生じさせるモータ１１の磁気フィールドを生成するた
めに備えられる。特に、コイル３６は、ステータス極と
モータのローターの間の磁気引力--コイル３６のエネル
ギー化に基づく-- を生じるように慣用的な方法でモー
タのステータの直径方向で対向する一組のステータ極の
付近に配置され、それによりロータの回転を生じる。コ
イル３６は慣用的技術である。

【００２０】コンデンサー３８はモータ位相の整流に基
づいてコイル３６の位相により消失するエネルギーを蓄
積するために備えれる。コンデンサ３８は慣用的技術で
ありスイッチ２４、２６と抵抗４２の直列接続に並列に
接続される。

【００２１】抵抗４２はコイル３６の電流レべルを表す
電流指示信号ＶISENSEA を生成するために備えられ、慣
用的技術である。抵抗４２はスイッチ２２、２６に接続
される１端子とアースに接続された第２端子をもつ。そ
れは、さまざまな慣用的な電流検出器、例えば、ホ−ル
電流効果センサ、が抵抗４２以外に使用されることが技
術に係わるものに理解されるであろう。

【００２２】増幅器４４が、位相コイル３６の電流が整
流の後に減衰するのに必要な時間を表す減衰時間指示信
号ＶDECAを生成するために備えられる（例えば、電流の
方向の変化の後）。増幅器４４は慣用的技術である。減
衰時間指示信号ＶDECAの極性は、抵抗４４の電流の方向
に依存して変化する。電流がコイル３６と抵抗４４を介
してアースに流れる間に、減衰時間指示信号ＶDECAは正
極である。コイル３６の電流が、 整流される時（例え
ば、指令電流方向における逆が生じる）、抵抗４４を流
れる電流フローは、減衰時間間隔と反対の方向で抵抗４
４を流れる。かくして、減衰時間指示信号ＶDECAはこの
減衰時間の間に負極であり、位相コイル３６の電流減衰
時間を指示する。増幅器４４はこれらの極性と反対にな
るように構成されることが理解されても良いことが技術
に係わる者に理解さるべきである。増幅器４４は抵抗４
６とコンデンサ４０に接続された非反転端子をもつ。

【００２３】抵抗４６とコンデンサー４０は、増幅器４
４の入力に先立って、電流指示信号ＶINSENSEAからノイ
ズを除去するために備えられる。抵抗４６とコンデンサ
４０は、慣用的技術である。

【００２４】抵抗４８とダイオード５０は、非反転端子
動作のために増幅器４４のフィードバック経路に備えら
れる。抵抗４８とダイオード５０は慣用技術である。

【００２５】制御回路５２は、本発明にかかわるモータ
１１の中央速度不安定性を減少もしくは除去するために
備えられる。回路５２は、トランスレータ１２から電流
方向信号ＶCDA と増幅器４４から減衰時間指示信号ＶDE
CAを受取り、それぞれに応じて、方向制御信号ＶDIRAを
生成する。同様に、回路５２は、トランスレータ１２か
ら電流方向信号ＶCDB とモータ１１の他のモータ位相に
かかわる増幅器から減衰指示時間指示信号ＶDECBを受け
取り、そしてそれぞれに応答して方向制御信号ＶDIRBを
生成する。下記においてさらに詳細に説明されるよう
に、また、方向制御信号ＶDIRAは、電流方向信号ＶCDA
と減衰時間指示信号ＶDECBに応答して生成される。ま
た、同様に、方向制御信号ＶDIRBは、電流方向信号ＶCD
B と減衰時間指示信号ＶDECAに応答して生成される。

【００２６】図２と３を参照し、回路５２がより詳細に
説明される。図２を参照すると、回路５２は検出器５
４、遅延時間測定回路５６、および方向制御回路５８、
６０を含む。

【００２７】検出器５４は減衰時間指示信号ＶDECA、Ｖ
DECBの極性を検出するように備えられる。図３を参照す
ると、検出器５４はダイオード６２、６４と抵抗６６に
より構成される。ダイオード６２、６４は慣用技術であ
り、減衰時間指示信号ＶDECA、ＶDECBが、それぞれ負の
極性の時に電流を流す。減衰時間指示信号ＶDECA、ＶDE
CBの一つもしくは二つが負極の時はいつも、ダイオード
６２、６４のアノードに生じた電圧ＶSENSORは低電圧レ
ベルに落ちる。あるいは、減衰時間指示信号ＶDECA、Ｖ
DECBの一つもしくは二つが正極の時はいつも、ダイオー
ド６２、６４のアノードに生じた電圧ＶSENSORは高電圧
レベルに上がる。抵抗６６は、慣用技術であり、ダイオ
ード６２、６４を介して流れる電流のレベルを制限する
ために備えられる。

【００２８】図２を再度参照すると、遅延時間測定回路
５６は、遅延時間指示信号ＶDECA、ＶDECBが、それぞれ
第一の極性をもつ時間量に応じて遅延時間ΔA 、ΔB を
演算するために備えられる。回路５６は、遅延時間ΔA
、ΔB に応じて遅延信号ＶDELAYA、ＶDELAYBを生成す
る。図示の実施例において、減衰時間指示信号ＶDECA、
ＶDECBが負極にある時間量に遅延時間ΔA 、ΔB は対応
している。しかし、回路５６は、減衰時間指示信号ＶDE
CA、ＶDECBが正極にある時間量に遅延時間ΔA 、ΔB が
対応するように作られても良いことが理解されるべきで
ある。図３を参照すると、回路５６は、スイッチ６８、
抵抗７０、７２、７４、７６、スイッチ７８、８０、８
２、およびコンデンサー８４、８６、８８、９２、９
４、９６により構成される。

【００２９】スイッチ６８は、コンデンサ８４、８６、
８８、９０、９２を充電する電流を制御するように備え
られる。図示の実施例において、検出器５４の他のダイ
オード６２、６４に生じる電圧ＶDSA1が相対的に低論理
レベルに達する時にはいつもスイッチ６８はオープンに
なる−−そしてコンデンサ８４、８６、８８、９０、９
２に電流が流れることを許容する。上記に議論されたよ
うに、この状態は、減衰時間指示信号ＶDECA、ＶDECBの
いずれかが、負極の時はいつも、この状態が生じる。ス
イッチ６８は慣用技術であり、そしてＢＪＴトランジス
タにより構成できる。

【００３０】抵抗７０、７２はコンデンサ８４、８６、
８８、９０、９２に供給される電流レべルを制限するよ
うに備えられる。抵抗７０、７２は慣用技術である。

【００３１】抵抗７４、７６は、それぞれコンデンサ９
４、９６の電圧レベルを制御するように備えられる。特
に、−−以下において、より詳細に説明するように−
−、抵抗７４、７６とコンデンサ８４、８６、９０、９
２はコンデンサ９４、９６の電圧レベルの立ち上がり時
間を制御する。この立ち上がり時間は、遅延時間ΔA 、
ΔB に対応する。

【００３２】スイッチ７８、８０、８２は電流７０がコ
ンデンサ８６、８８、９０、９２に流れるように備えら
れる。スイッチ７８、８０と８２は慣用技術である。

【００３３】コンデンサ８４、８６、８８、９０、９２
は遅延時間ΔA 、ΔB を定めるように備えられ、慣用技
術である。コンデンサ８４、８６、８８、９０、９２は
共通ノード９７に直接にもしくはスイッチ７８、８０、
８２を介して間接的に接続される。スイッチ６８がオー
プンの時、いつもコンデンサ８４は充電される。同様
に、コンデンサの対応スイッチ７８、８０、８２がクロ
ーズであれば、スイッチ６８がオープンの時、いつも、
コンデンサ８６、８８、９０、９２のそれぞれは充電さ
れる。減衰時間指示信号ＶDECA、ＶDECBのいずれか負極
の時、スイッチ６８はオープンなので、ノード９７の電
圧は、信号ＶDECA、ＶDECBが負極にある時間量に対応す
る。コンデンサ８４のような単一コンデンサは遅延時間
ΔA 、ΔBを決定するのに使用されることが技術に携わ
るものには理解される。しかし、コンデンサ８６、８
８、９０、９２は、スイッチ６８がオープンの時、コン
デンサ８４に生じた電圧レベルを制御するように備えら
れる。そのような制御は、位相コイル３６を形成するワ
イアの規格、モータ１１のロータおよびステータの積
層、およびモータ１１の負荷のようなモータ１１の特性
に基づいて実行されることが理解されるべきである。

【００３４】コンデンサ９４、９６は、下記におて詳細
に説明されるように、遅延時間ΔA、ΔB にそれぞれ対
応して、遅延信号ＶDELAYA、ＶDELAYBを生成するように
抵抗７４、７６とともに動作する。コンデンサ９４、９
６は慣用技術である。

【００３５】図２を、再度参照すると、方向制御回路５
８は、電流方向信号ＶCDA と遅延信号ＶDELAYAに対応し
てモータ１１の位相コイル３６の電流方向を制御するよ
うに備えられる。同様に、方向制御回路６０は、電流方
向信号ＶCDB と遅延信号ＶDELAYBに応答してモータ１１
の他の位相コイルの電流方向を制御するように備えられ
る。図３を参照すると、回路５８は排他的オア（ＸＯ
Ｒ）ゲート９８、マルチバイブレータ１００、フリップ
ーフロップ１０２、コンデンサ１０４、１０６、１０８
および抵抗１１０を含む。同様に、回路６０は、ＸＯＲ
ゲート１１２、マルチバイブレータ１１４、フリップフ
ロップ１１６、コンデンサ１１８、１２０、１２２およ
び抵抗１２４を含む。

【００３６】ＸＯＲゲート９８、１１２は、それぞれマ
ルチパイブレータ１００、１１４を制御するように備え
られる。ゲート９８、１１２は慣用技術である。ゲート
９８、１１２は、図示の実施例において、ＸＯＲゲート
であるが、本発明の範囲で他の論理ゲートを配置できる
ことが技術に係わるものに理解されであろう。ゲート９
８、１１２はそれぞれ電流方向信号ＶCDA 、ＶCDB およ
び方向制御信号ＶDIRA、ＶDIRBを入力として受け取り、
そして、それに応答してマルチバイブレータ１００、１
１４を制御する。

【００３７】マルチバイブレータ１００、１１４はフリ
ップフロップ１０６をそれぞれ制御するように備えら
れ、そして、それにより、電流方向信号ＶCDA 、ＶCDB
がそれぞれ方向制御信号ＶDIRA、ＶDIRBとして電流制御
モジュール１４に与えられ時間を制御する。マルチバイ
ブレータ１００、１１４は慣用的技術であり、テキサス
州ダラスのテキサスインスルメント株式会社のモテル、
第ＳＮ７４Ｃ４２３により製造された集積回路により構
成される。マルチバイブレータ１００、１１４は第一の
論理レベルに達し、演算すれた延時間ΔA 、ΔB に応じ
た周期でその論理レベルに止まる信号ＶCLKA、ＶCLKBを
生成する−−遅延信号ＶDELAYA、ＶDELAYBにより示され
るように。

【００３８】フリップフロップ１０２、１１６はマルチ
バイブレータ１０２、１１４により生成された信号ＶCL
KA、ＶCLKBに応答してそれぞれ電流方向信号ＶCDR、ＶC
DBをゲートすることにより、それぞれ方向制御信号ＶDI
RA、ＶDIRBを生成するように備えられる。特に、フリッ
プフロップ１０２、１１６は、電流方向制御信号ＶDIR
A、ＶDIRBがそれぞれローにあって、信号ＶCLKA、ＶCLK
Bのハイへの遷移の時に、電流方向信号ＶCDA、ＶCDB の
値を出力する。方向制御信号ＶDIRA、ＶDIRBは、モータ
１１の位相コイルの方向電流を制御するのに使用する電
流制御モジュールに備えられる。フリップフロップ１０
２、１、１６は慣用技術であり、テキサス州ダラスのテ
キサスインストルメントのモデルＳＮ７４ＨＣ７４によ
り製造される通常のＤフリップフロップにより構成され
る。

【００３９】コンデンサ１０４、１０６、１１８、１２
０はマルチバイブレータ１００、１１４とフリップフロ
ップ１０２と１１６に与えられる供給電圧が相対的に一
定な電圧になることを保証するように備えられる。コン
デンサ１０４、１０６、１１８と１２０は慣用的技術で
ある。

【００４０】コンデンサ１０８、１２２と抵抗１１０、
１２４はそれそれ電流方向信号ＶCDA 、ＶCDB から外部
ノイズを除去するように備えられる。コンデンサ１０
８、１２２と抵抗１１０、１２４は慣用技術である。

【００４１】図３と４Ａ−Ｆを参照して、本発明に係わ
るモータの制御の方法が説明される。本発明に係わるモ
ータ１１の制御方法は、位相コイル３６の電流減衰時間
を指示する減衰時間指示信号ＶDECAを受け取るステップ
を含む。図２を参照して上で議論したように、減衰時間
指示信号ＶDECBは、電流指示信号ＶINSENEA に応答して
増幅器44により生成される。図４Ｂと４Ｃの参照で、減
衰時間指示信号ＶDECAは、位相コイル３６の電流の整流
の後の時間周期は第一の極性（図示において負）を仮定
する。この周期は、位相コイル３６の電流が消失するの
に必要な時間に対応し、位相コイル３６のインダクタン
スを表し、そしてそのために、モータ１１のロータの位
置を表す。

【００４２】本発明にかかわるモータの制御方法は、減
衰時間指示信号ＶDECAが第１の極性（図示の実施例では
負）である時間量を表す遅延時間ΔA を計算するステッ
プを含む。このステップは、減衰時間指示信号が第一極
性である時間にコンデンサを充電するサブステップを含
む。図３を参照して上記に説明したように、減衰時間測
定回路５６は、減衰時間指示信号ＶDECAが負極である時
はいつも、スイッチ６８をオープンにすることにより、
コンデンサ８４、８６、８８、９０、９２を充電する。
図４Ｄを参照すると、ノード９７における電圧は、減衰
時間指示信号ＶDECAが負極である時間に対応する電圧レ
べルに充電する。

【００４３】本発明にかかわるモータの制御方法は、さ
らに、電流方向信号ＶCDA と演算された遅延時間ΔA に
応答して、位相コイル３６の方向電流を制御するステッ
プを含む。このステップは、次のサブステップを含む：
（ｉ）電流方向信号ＶCDA の遷移に応答して遅延時間Δ
A に対応するパルスを生成すること、（ii) 生成された
パルスと電流方向信号ＶCDA に応答して方向制御信号Ｖ
DIRAを生成すること。図３を参照して上記で説明したよ
うに、マルチバイフレータ１００はフリップフロップ１
０２を制御するのに使用される信号ＶCLKAを生成する。
図４Ａと４Ｅを参照すると、電流方向信号ＶCDA は、時
刻Ｔ1 で高論理レベルから低論理レベルに遷移する。応
答で、ＸＯＲゲート９８の出力は、高論理レべルを仮定
し、マルチバイブレータ１００をトリガする。図４Ｅを
参照すると、マルチバイブレータ１００は信号ＶCLKAを
生じ、パルスを開始する低論理レベルに遷移する。マル
チバイブレータ１００はまた、あらかじめきめられた低
電圧レベルにコンデンサ９4の電圧を放電する。信号ＶC
LKAは、コンデンサ９４の電圧があらかじめ決められた
電圧レベル以上に充電するまで、低論理レベルに止ま
る。コンデンサ９４の電圧が予めきめられた電圧より低
い電圧と高いの電圧レベルにある間に立ち上がり、かつ
信号がＶCLKAが低論理レベルにある間のΔTAI の時間周
期が回路５６のノードにおける電圧により通知される。
ノード９７の電圧は遅延時間ΔA を示すので、マルチバ
イブレータ１００により生成されたパルスの周期ΔTAI
は遅延時間ΔA に対応する。図４Ｄと４Ｅに示されるよ
うに、この関係は反比例にあり（すなわち、電圧レべ
ル、もしくはノード９７の遅延時間ΔA がおおきくなれ
ば、なるほど、生成パルスの周期ΔTAI は小さくなる。
４Ａ、４Ｅおよび４Ｆを参照すると、マルチバイブレー
タ１００に生成されたパルスの終端（図４Ｅ）はフリッ
プフロップ１０２が電流方向信号ＶCDA （図４Ａ）ない
し方向制御信号ＶDIRA（図４Ｆ）の値をラッチするよう
にする。図４Ａと図４Ｆに見られるように、それ故に、
電流方向信号ＶCDA が方向制御信号ＶDIRAとして電流制
御モジュール１４に与えられる時間は、それ故にモータ
１１の中間速度不安定性を補正するように調整される。
特に、モータ１１のロータの位置が指令されロータ位置
を遅らす時（図４Ａ−４Ｆに示されるように）回路５２
は、電流方向の変化がステータフィールドを遅らせるよ
うに初期化される（ΔTA2 より小さいΔTAI により）前
に、遅延時間を増大する。反対に、モータ１１のロータ
の位置が指令ロータ位置を進ませる時（図５Ａー５Ｆに
示されるように）、回路５２は、電流方向の変化がステ
ータフィールドを早めるように初期化される前に（ΔTA
2 より大きいΔTA1により）、遅延を減少する。

【００４４】上記の方法は、ロータの実際の位置が指令
されたロータ位置に遅れている条件として図４Ａー図Ｆ
に図示された。しかし、その方法は、図５ＡーＦに示さ
れるように、ロータの実際の位置が指令されたロータ位
置より進む条件を修正するように実行されることが技術
に係わるものに理解されるべきである。

【００４５】上記の方法は、同じ位相コイル３６の電流
の減衰時間に応答してモータ１１の一つのモータ位相コ
イル３６の電流の制御に関して説明された。しかし、そ
れは、モータ１１の任意の位相コイルの電流が、モータ
１１の任意の位相コイルの測定電流減衰時間に応答して
制御され得る。それ故に、モータ１１の他のおよび／も
しくは付加的な位相コイルの電流は、コイル３６の電流
の減衰時間に応じて制御され、そしてコイル３６の電流
はモータ１１の他の位相コイルの電流の減衰時間に応答
して制御される。かくして、本発明にかかわる方法は、
さらに、位相Ｂに対する電流方向信号ＶCDB と遅延時間
ΔA に応答して、モータ１１の第二位相コイル（位相
Ｂ）の電流方向を制御するステップを含む。あるいは、
本発明に係わる方法は、さらに次のステップを含む：
（ｉ）モータ１１の第二位相コイル（位相Ｂ）の電流減
衰時間を指示する減衰時間指示信号ＶDECBを受け取るこ
と、（ii) 信号ＶDECBが第一極性である時間に対応する
遅延時間ΔB を演算すること、（iii)電流方向信号ＶCD
B と遅延時間ΔB に応答して第二位相コイルの電流方向
を制御すること。しかし、他の方法の実施例は、次のス
テップを含む：(i) モータ１１の二つのモータ位相Ａと
位相Ｂの電流減衰時間を指示する減衰時間指示信号ＶDE
CA、ＶDECBを受け取ること、(ii)信号ＶDECA、ＶDECBが
第１の極性にある間の時間に対応した遅延時間ΔA 、Δ
B を計算すること、(iii) 電流方向信号ＶCDA と遅延時
間ΔB に応答して位相コイル（位相Ａ）の電流方向を制
御すること、(iv)電流方向信号ＶCDB と遅延信号ΔA に
応答して位相Ｂの電流方向を制御することである。

【００４６】

【発明の効果】本発明にかかわるモータ制御のための方
法と制御は、公知の制御回路と方法の改良を示す。特
に、本発明の回路と方法は、トランスレータ１２の入力
信号のタイミングより、むしろトランスレータ１２によ
り生成される電流方向信号ＶCDA 、ＶCDB のタイミング
制御によるマイクロステップモードの間にあっても、モ
ータ１１の中間速度不安定性を減少もしくは除去する。

【００４７】発明が望ましい実施例を参照して示され、
そして説明されたが、様々な変更と修正が本発明の精神
と範囲を越えることなく発明において成されることが技
術に習熟したものに理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係わる制御回路を取り入れた
モータ制御回路を示す図式とブロック図である。

【図２】図２は、本発明に係わる制御回路を示すブロッ
ク図である。

【図３】図３は、図２の制御回路を示す図式的ダイアグ
ラムである。

【図４】Ａ−Ｆは、実際のロータ位置が指令ロータ位置
に遅れる時に、図３の回路の信号に対する電圧と電流を
示すタイミングダイアグラムである。

【図５】Ａ−Ｆは、実際のロータ位置が指令ロータ位置
に進む時に、図３の回路の信号に対する電圧と電流を示
すタイミングダイアグラムである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年４月１８日（２０００．４．１
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図１】

【図３】

【図４】

【図５】

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを制御するモータ制御方法におい
   て、 該モータの第一位相コイルの第一電流減衰時間を表す第
   一減衰時間指示信号を受け取るステップと、 該第一減衰時間指示信号が第一極性である時間量に対応
   する第一遅延時間を演算するステップと、 第一電流方向信号と該第一遅延時間に応答して、該第一
   位相コイルの第一電流方向を制御するすてっぷと、を備
   えることを特徴とするモータ制御方法。
2. 【請求項２】 第二電流方向信号と該第一遅延時間に応
   答して、該モータの第二位相コイルの第二電流方向を制
   御するステップを備えることを特徴とする請求項１に記
   載のモータ制御方法。
3. 【請求項３】 該モータの第二位相コイルの第二電流減
   衰時間を表す第二減衰時間指示信号を受け取るステップ
   と、 該第二減衰時間指示信号が第一極性および第二極性の一
   つにある時間量を表す第二遅延時間を演算するステップ
   と、 第一電流方向信号と該第二遅延時間に応答して、該第一
   位相コイルの第一電流方向を制御するステップと、を備
   えることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御方
   法。
4. 【請求項４】 該モータの第二位相コイルの第二電流減
   衰時間を表す第二減衰時間指示信号を受け取るステップ
   と、 該第二減衰時間指示信号が第一極性と第二極性の一つに
   ある時間量を表す第二遅延時間を演算するステップと、 第二電流方向信号と該第二遅延時間に応答して、該第二
   位相コイルの第二電流方向を制御するステップと、を備
   えることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御方
   法。
5. 【請求項５】 該演算するステップは、該第一減衰時間
   指示信号が該第一極性にある間にコンデンサを充電する
   副ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のモ
   ータ制御方法。
6. 【請求項６】 該制御するステップは、該第一電流方向
   信号の遷移に応答してパルスを生成するサブステップを
   含み、該パルスは該第一遅延時間に対応する周期をもつ
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御方法。
7. 【請求項７】 該制御するステップはさらに、該パルス
   と該第一電流方向信号に応答して、該第一位相コイルの
   電流方向を制御する方向制御信号を生成する副ステップ
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のモータ制御方
   法。
8. 【請求項８】 該第一電流方向信号はトランスレータに
   より生成されることを特徴とする請求項１に記載のモー
   タ制御方法。
9. 【請求項９】 該第一減衰時間指示信号は、該第一位相
   コイルの該第一電流のレベルを表す電流指示信号に応答
   して増幅器により生成されることを特徴とする請求項１
   に記載のモータ制御方法。
10. 【請求項１０】 該モータの第一位相コイルの第一電流
    減衰時間を表す第一減衰時間指示信号を受け取るステッ
    プと、 該第一減衰時間指示信号が第一極性にある時間量を表す
    第一遅延時間を演算するステップと、 第一電流方向信号と該第一遅延時間に応答して第二位相
    コイルの第一電流方向を制御するステップと、を備える
    ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御方法。
11. 【請求項１１】該モータの第二位相コイルの第二電流減
    衰時間を表す第二減衰時間指示信号を受け取るステップ
    と、 該第二減衰時間指示信号が第一極性および第二極性の一
    つにある時間量を表す第二減衰時間を演算するステップ
    と、 第二電流方向信号と該第二遅延時間に応答して、該第一
    位相コイルの第二電流方向を制御するステップと、を備
    えることを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御方
    法。
12. 【請求項１２】該演算するステップは、該第一減衰時間
    指示信号が該第一極性にある間にコンデンサを充電する
    サブステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載
    のモータ制御方法。
13. 【請求項１３】該制御するステップは、該第一電流方向
    信号の遷移に応答してパルスを生成するサブステップを
    含み、該パルスは該第一遅延時間に対応する周期をもつ
    ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御方法。
14. 【請求項１４】該制御するステップはさらに、該パルス
    と該第一電流方向信号に応答して、該第二位相コイルの
    該第一電流方向を制御する方向制御信号を生成する副ス
    テップを含むことを特徴とする請求項１３に記載のモー
    タ制御方法。
15. 【請求項１５】 第一減衰時間指示信号の極性と、該モ
    ータの第一位相コイルの第一電流減衰時間を表す該減衰
    時間指示信号を検出するように配置された検出器と、 該第一減衰時間指示信号が第一極性にある時間量に対応
    して第一遅延時間を演算するように配置された遅延時間
    測定回路と、 第一電流方向信号と該第一遅延時間に応答して該第一位
    相コイルの該第一電流方向を制御するように配置された
    第一方向制御回路と、を備えることを特徴とするモータ
    制御回路。
16. 【請求項１６】 該検出器は、ダイオード、および該ダ
    イオードに直列に接続された抵抗により構成されること
    を特徴とする請求項１５に記載のモータ制御回路。
17. 【請求項１７】 該遅延時間測定回路は、該第一減衰時
    間指示信号が第一極性にある間に充電するコンデンサを
    備えることを特徴とする請求項１５に記載のモータ制御
    回路。
18. 【請求項１８】 該第一方向制御回路は、該第一電流方
    向信号の遷移に応答して該第一遅延時間に対応する周期
    をもつパルスを生成するマルチバイブレータ備え、 該第一位相コイルの第一電流方向を制御するために該パ
    ルスと該第一電流方向信号に応答して方向制御電流を生
    成するフリップフロップを備えることを特徴とする請求
    項１５に記載のモータ制御回路。
19. 【請求項１９】 第二電流方向信号と該第一遅延時間に
    応答して第二位相コイルの第二電流の方向を制御するよ
    うに配置された第二方向制御回路を備えることを特徴と
    する請求項１５に記載のモータ制御回路。
20. 【請求項２０】 第二電流方向信号と第二遅延時間に応
    答して、第二位相コイルの第二電流の方向を制御するよ
    うに配置された第二方向制御回路を備え、 該電流検出器は、該第二位相コイルの電流減衰時間を指
    示する第二減衰時間指示信号の極性を検出するように構
    成され、 該遅延時間測定回路は、第二遅延時間、該第二減衰時間
    指示信号が該第一極性および第二極性の一つにある時間
    量を表す該第二遅延時間を演算するように構成されるこ
    とを特徴とする請求項１５に記載のモータ制御回路。