JP2001327192A - Step motor drive circuit, and initialization method used therefor - Google Patents

Step motor drive circuit, and initialization method used therefor

Info

Publication number
JP2001327192A
JP2001327192A JP2000137611A JP2000137611A JP2001327192A JP 2001327192 A JP2001327192 A JP 2001327192A JP 2000137611 A JP2000137611 A JP 2000137611A JP 2000137611 A JP2000137611 A JP 2000137611A JP 2001327192 A JP2001327192 A JP 2001327192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excitation
zero
detection
stepper motor
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000137611A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3653209B2 (en
Inventor
Hiroyuki Shimazaki
博之 嶋崎
Original Assignee
Yazaki Corp
矢崎総業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp, 矢崎総業株式会社 filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2000137611A priority Critical patent/JP3653209B2/en
Publication of JP2001327192A publication Critical patent/JP2001327192A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3653209B2 publication Critical patent/JP3653209B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a step motor drive circuit for detecting zero more reliably. SOLUTION: A zero position detection excitation pattern is generated, where one cycle is composed of a plurality of excitation steps 1, 7a, 7b, 6, 5, 4, 3, and 2 for rotating a rotor 3 so that a member to be driven travels in a zero position direction. During the one cycle, detection excitation steps 7a and 7b where the amount of rotation of the rotor 3 becomes larger than another excitation step when changing steps are provided, and it is judged whether the member to be driven has been set to a zero position or not by allowing a detection element to detect an induction voltage using the detection excitation steps 7a and 7b. Since the amount of rotation of the rotor 3 increases when changing to the detection excitation steps 7a and 7b, a large induction voltage can be detected by the detection excitation steps 7a and 7b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッパモータ駆
動回路に関し、特に、ステッパモータにより位置制御さ
れる表示指針がそのゼロ位置を定めたストッパに接触し
たかどうかを検出するために回転子の回転により発生す
る誘導電圧を検出し、ストッパが上記ゼロ位置に設定さ
れたかどうかを判定するゼロ位置検出処理(以下ゼロ検
という)を効率的に行うことのできるステッパモータ駆
動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepper motor drive circuit and, more particularly, to the rotation of a rotor for detecting whether or not a display pointer whose position is controlled by a stepper motor has contacted a stopper defining its zero position. The present invention relates to a stepper motor driving circuit capable of efficiently performing a zero position detection process (hereinafter, referred to as zero detection) for detecting an induced voltage generated by the above-described method and determining whether a stopper is set at the zero position.

【0002】[0002]

【従来の技術】車速を表示するスピードメータやエンジ
ンの回転数を表示するタコメータ等の車載メータには、
応答性や価格的な理由で近年ステッパモータが多用され
ている。しかしながら、ステッパモータを搭載する車両
の振動やエンジンノイズ等により発生した誤った駆動信
号等により、ステッパモータの回転に連動する指針の本
来移動すべき移動量と実際の移動量との間に差異が生じ
てしまう場合がある。このような場合を想定して、例え
ば、イグニッションスイッチのオンのタイミングで、指
針を上記ストッパで定められるゼロ位置に戻すと共に、
このときの指針の位置に同期させて計数機構の初期設定
を行うゼロ位置設定処理が行われる。上記処理におい
て、指針がゼロ位置に戻ったかどうか、すなわち、指針
がストッパ7に接触したかどうかを判定するために、回
転子の回転により発生する誘導電圧を検出する上記ゼロ
検が行われている。
2. Description of the Related Art In-vehicle meters, such as a speedometer for displaying a vehicle speed and a tachometer for displaying an engine speed, include:
In recent years, stepper motors have been widely used for reasons of responsiveness and price. However, due to vibration of a vehicle equipped with a stepper motor, an erroneous drive signal generated by engine noise, or the like, there is a difference between the actual amount of movement of the pointer that should be moved and the actual amount of movement of the hands linked to the rotation of the stepper motor. May occur. Assuming such a case, for example, at the timing of turning on the ignition switch, return the pointer to the zero position determined by the stopper,
A zero position setting process for initial setting of the counting mechanism is performed in synchronization with the position of the pointer at this time. In the above process, the zero detection for detecting the induced voltage generated by the rotation of the rotor is performed to determine whether the pointer has returned to the zero position, that is, whether the pointer has contacted the stopper 7. .

【0003】まず従来のゼロ検を図7及び図8を用いて
説明する。図7は従来のゼロ検による各励磁ステップ、
ゼロ位置検出励磁パターン、検出タイミング信号及び誘
導電圧の関係を示す図である。図8は、図7の各励磁ス
テップと回転子の回転パターンの関係を示す図である。
括弧内の数字は回転子の回転角である。長方形の中の数
字はステップ番号を示す。なお、これらの図においては
ゼロ検時には矢印で示す方向にステッパモータの回転子
が回転するものと想定する。この回転子にはそれぞれ5
つのN極及びS極が交互に均等に着磁されている。
First, a conventional zero detection will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. FIG. 7 shows each excitation step by the conventional zero detection,
It is a figure which shows the relationship between a zero position detection excitation pattern, a detection timing signal, and an induced voltage. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between each excitation step of FIG. 7 and the rotation pattern of the rotor.
The number in parentheses is the rotation angle of the rotor. The numbers in the rectangles indicate the step numbers. In these figures, it is assumed that the rotor of the stepper motor rotates in the direction indicated by the arrow at the time of zero detection. This rotor has 5
The two north and south poles are alternately and uniformly magnetized.

【0004】回転子を回転させるための励磁信号は、
C1−a信号、C1−b信号、C2−a信号及びC2−
b信号からなり、それらはH(ハイレベル)及びL(ロ
ーレベル)の組み合わせにより構成される。このHは例
えば5ボルトであり、Lは0ボルトである。 C1−a
信号、C1−b信号は駆動用コイルC1のそれぞれa端
及びb端に供給される。 また、C2−a信号、C2−
b信号は駆動兼検出用コイルC2のそれぞれa端及びb
端に供給される。
[0004] The excitation signal for rotating the rotor is:
C1-a signal, C1-b signal, C2-a signal and C2-
The signal b is composed of a combination of H (high level) and L (low level). H is, for example, 5 volts, and L is 0 volts. C1-a
The signal and the C1-b signal are supplied to the "a" end and the "b" end of the driving coil C1, respectively. The C2-a signal, C2-
The b signal is the a-end and b of the drive and detection coil C2, respectively.
Supplied to the end.

【0005】回転子にギア連結された指針がストッパで
定められたゼロ位置方向に移動するように回転子を回転
させるためのゼロ位置検出励磁パターンの1サイクル
は、均等時間割り当てられた8つの励磁ステップ1、
8、7、6、5、4、3及び2で構成されている。
One cycle of the zero position detecting excitation pattern for rotating the rotor so that the pointer gear-connected to the rotor moves in the direction of the zero position determined by the stopper is composed of eight excitations allocated for an equal time. Step 1,
8, 7, 6, 5, 4, 3, and 2.

【0006】励磁ステップ1の励磁信号(C1−a信
号、C1−b信号、C2−a信号及びC2−b信号から
なる)とそれに対応する回転子の回転パターンが同期し
ており、励磁ステップが1、8、7、6、5、4、3及
び2の順に移行するにしたがって、回転子は図8に示す
ように9度ずつ回転していく。例えば、励磁ステップ1
から励磁ステップ8に遷移する際には、回転子はその励
磁信号(C1−a信号、C1−b信号、C2−a信号及
びC2−b信号)によって、回転角0度から9度に角度
変移する。以下の各励磁ステップ間の角度変移量も同様
に9度である。なお、励磁ステップ2から次のサイクル
の励磁ステップ1に移行する際の角度変移量も9度であ
る。このような8つの励磁ステップからなるサイクル
が、指針がストッパに接触するまで、すなわち、回転子
が回転できなくなりコイルC2により検出される誘導電
圧が所定の基準電圧を下回るまで基本的に繰り返され
る。
The excitation signals (consisting of the C1-a signal, the C1-b signal, the C2-a signal, and the C2-b signal) of the excitation step 1 are synchronized with the rotation patterns of the corresponding rotors. As it moves in the order of 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3 and 2, the rotor rotates by 9 degrees as shown in FIG. For example, excitation step 1
When the rotor shifts to the excitation step 8, the rotor changes its rotation angle from 0 degree to 9 degrees by the excitation signals (C1-a signal, C1-b signal, C2-a signal and C2-b signal). I do. Similarly, the amount of angular displacement between the following excitation steps is 9 degrees. It should be noted that the amount of angle shift when shifting from the excitation step 2 to the excitation step 1 of the next cycle is also 9 degrees. Such a cycle consisting of eight excitation steps is basically repeated until the pointer contacts the stopper, that is, until the rotor cannot rotate and the induced voltage detected by the coil C2 falls below a predetermined reference voltage.

【0007】検出タイミング信号はコイルC2の両端a
及びbに供給されるC2−a及び信号C2−b信号がL
(ゼロボルト)になる励磁ステップ7でHになるように
設定されている。この検出タイミング信号に応答して、
コイルC2により検出される誘導電圧が所定の基準電圧
と比較される。指針6がストッパ7に接触すると、誘導
電圧は理論的にはゼロになるはずなので上記基準電圧を
下回ることになり、これを持ってゼロ検終了とすること
ができる。
The detection timing signal is applied to both ends a of the coil C2.
And b supplied to signal C2-a and signal C2-b are L
(Zero volts). In response to this detection timing signal,
The induced voltage detected by the coil C2 is compared with a predetermined reference voltage. When the pointer 6 comes into contact with the stopper 7, the induced voltage should theoretically be zero, and therefore falls below the reference voltage. With this, the zero detection can be completed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のゼロ検で
は1サイクルの中の全ての励磁ステップは、次の励磁ス
テップに遷移する際に均等な角度づつ回転子を回転させ
る。つまり、上記検出励磁ステップに前の励磁ステップ
から遷移する際にも、他の駆動励磁ステップ間と同じ角
度だけ回転子が回転するのみである。
In the above-described conventional zero detection, all the excitation steps in one cycle rotate the rotor by an equal angle when transitioning to the next excitation step. In other words, when transitioning from the previous excitation step to the detection excitation step, the rotor simply rotates by the same angle as that between the other drive excitation steps.

【0009】一方、ステッパモータの使用環境や経年変
化等により、上記検出励磁ステップにおいて検出される
誘導電圧は低下することもある。そのような場合、他の
駆動励磁ステップと同じ角度変移量だけしか得られない
従来の検出励磁ステップでは、図7に示すように、指針
がストッパに未だ接触しておらず回転子が回転している
のにも関わらず、検出される誘導電圧は基準電圧を下回
ってしまい、この点で指針がストッパに接触したと判断
されてしまうことも予想される。そうすると、正確なゼ
ロ検が行えなくなり、その結果、指針も誤表示をしたま
ま修正されなくなってしまうという問題があった。これ
が、速度メータに連結されたステッパモータであれば、
実際の速度を指針が正しく表示できない場合が発生し交
通事故の原因にもなりかねない。
On the other hand, the induced voltage detected in the detection excitation step may decrease due to the use environment of the stepper motor, aging, and the like. In such a case, in the conventional detection excitation step in which only the same amount of angular displacement as in the other drive excitation steps is obtained, as shown in FIG. 7, the pointer has not yet contacted the stopper and the rotor has rotated. Despite this, it is expected that the detected induced voltage falls below the reference voltage, and at this point it is determined that the pointer has contacted the stopper. In this case, accurate zero detection cannot be performed, and as a result, there has been a problem that the pointer is not corrected while being erroneously displayed. If this is a stepper motor connected to a speedometer,
In some cases, the actual speed cannot be displayed correctly by the pointer, which may cause a traffic accident.

【0010】よって本発明は、上述した現状に鑑み、従
来のゼロ検励磁パターンの基本形を維持しながらもより
確実にゼロ検を行うことができるステッパモータ駆動回
路を提供することを課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a stepper motor drive circuit capable of performing zero detection more reliably while maintaining the basic shape of the conventional zero detection excitation pattern.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項1記載のステッパモータ駆動回路は、
図1〜3に示すように、N極及びS極が交互に均等に着
磁された回転子3、複数の励磁ステップ1、7a、7
b、6、5、4、3及び2で1サイクルが構成される励
磁パターンに応答して前記回転子3を前記励磁ステップ
に応じた角度毎回転させる駆動コイル、及び前記回転子
3の回転運動に応じた磁束変化にる誘導電圧を検出する
検出素子を有するステッパモータと、前記回転子3の回
転により位置制御される被駆動部材をストッパ7で定め
られるゼロ位置に設定し、このときの前記被駆動部材の
位置と計数機構を同期させるゼロ位置設定装置と、前記
検出素子により検出される誘導電圧に基づいて前記被駆
動部材が前記ゼロ位置に設定されたかどうかを判断する
ゼロ位置判断手段とを備えたステッパモータ駆動回路1
において、前記ゼロ位置設定装置は、前記被駆動部材が
前記ゼロ位置方向に移動するように前記回転子3を回転
させる複数の励磁ステップ1、7a、7b、6、5、
4、3及び2で1サイクルが構成され、この1サイクル
の中に、前ステップからのステップ遷移の際に他の励磁
ステップ1、6、5、4、3及び2よりも前記回転子3
の回転量が大きくなるような検出励磁ステップ7a及び
7bを設けたゼロ位置検出励磁パターンを生成し、前記
検出素子は、この検出励磁ステップ7a及び7bにおい
て前記誘導電圧を検出することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a stepper motor drive circuit comprising:
As shown in FIGS. 1 to 3, the rotor 3 in which the N pole and the S pole are alternately and uniformly magnetized, a plurality of excitation steps 1, 7a, 7
b, a drive coil for rotating the rotor 3 at an angle corresponding to the excitation step in response to an excitation pattern comprising one cycle of b, 6, 5, 4, 3 and 2, and a rotational motion of the rotor 3 And a stepper motor having a detecting element for detecting an induced voltage resulting in a change in magnetic flux according to the above, and a driven member whose position is controlled by the rotation of the rotor 3 is set to a zero position determined by a stopper 7; Zero position setting device for synchronizing the position of the driven member and the counting mechanism, and zero position determining means for determining whether the driven member has been set to the zero position based on the induced voltage detected by the detecting element. Motor drive circuit 1 including
, The zero position setting device includes a plurality of excitation steps 1, 7a, 7b, 6, 5, and 5 for rotating the rotor 3 so that the driven member moves in the zero position direction.
4, 3, and 2 constitute one cycle, and during this one cycle, the rotor 3 is provided more than the other excitation steps 1, 6, 5, 4, 3, and 2 during the step transition from the previous step.
A zero-position detection excitation pattern provided with detection excitation steps 7a and 7b such that the rotation amount of the sensor becomes large, and the detection element detects the induced voltage in the detection excitation steps 7a and 7b. .

【0012】請求項1記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、ステッパモータの回転子3の回転により位置制
御される被駆動部材をストッパ7で定められるゼロ位置
に設定し、このときの被駆動部材の位置と計数機構を同
期させるゼロ位置設定装置と、上記回転子3の回転に応
じて検出される誘導電圧に基づいて被駆動部材がゼロ位
置に設定されたかどうかを判断するゼロ位置判断手段と
を備える。そしてゼロ位置設定装置は、被駆動部材がゼ
ロ位置方向に移動するように回転子3を回転させる複数
の励磁ステップ1、7a、7b、6、5、4、3及び2
で1サイクルが構成されるゼロ位置検出励磁パターンを
生成する。上記1サイクルの中には、前ステップからの
ステップ遷移の際に他の励磁ステップよりも回転子3の
回転量が大きくなるような検出励磁ステップ7a及び7
bが設けられ、この検出励磁ステップ7a及び7bで検
出素子は誘導電圧を検出することによって、被駆動部材
がゼロ位置に設定されたかどうかが判断される。検出励
磁ステップ7a及び7bに遷移する際に回転子3の回転
量が大きくなるのでより大きな誘導電圧が検出励磁ステ
ップ7a及び7bで検出可能となる。なお、上記被駆動
部材とは回転子3の回転により位置制御される部材を示
し、例えば、片9、指針6、あるいはギア4、5等のい
ずれであってもよい。また、ここでいうストッパ7で定
められるゼロ位置とは、必ずしも被駆動部材の可動範囲
の端部である必要はない。例えば、ゼロ位置検出時のみ
に出現するストッパ7により定められる基準位置を上記
ゼロ位置としてもよい。また、上記ゼロ位置は、指針6
が計数機構に応答して表示値を示す際の表示原点、例え
ば、速度メータの0km/h点等とは必ずしも一致はし
ない場合もある。
According to the stepper motor drive circuit, the driven member whose position is controlled by the rotation of the rotor 3 of the stepper motor is set to the zero position determined by the stopper 7, and the driven member at this time is set. A zero position setting device that synchronizes the position of the driven member with the counting mechanism; and a zero position determining unit that determines whether the driven member is set to the zero position based on the induced voltage detected according to the rotation of the rotor 3. Is provided. The zero position setting device includes a plurality of excitation steps 1, 7a, 7b, 6, 5, 4, 3, and 2 for rotating the rotor 3 so that the driven member moves in the zero position direction.
Generates a zero position detection excitation pattern that constitutes one cycle. In the above one cycle, the detection excitation steps 7a and 7a are such that the rotation amount of the rotor 3 becomes larger than the other excitation steps at the time of the step transition from the previous step.
In the detection excitation steps 7a and 7b, the detection element detects the induced voltage to determine whether the driven member is set to the zero position. Since the amount of rotation of the rotor 3 increases when transitioning to the detection excitation steps 7a and 7b, a larger induced voltage can be detected in the detection excitation steps 7a and 7b. The driven member is a member whose position is controlled by the rotation of the rotor 3, and may be, for example, any of the piece 9, the pointer 6, the gears 4, 5, and the like. Further, the zero position defined by the stopper 7 does not necessarily need to be the end of the movable range of the driven member. For example, a reference position determined by the stopper 7 that appears only when the zero position is detected may be set as the zero position. In addition, the zero position is indicated by the pointer 6
May not always coincide with the display origin when displaying the display value in response to the counting mechanism, for example, the 0 km / h point of the speedometer.

【0013】上記課題を解決するためになされた請求項
2記載のステッパモータ駆動回路は、請求項1記載のス
テッパモータ駆動回路において、ゼロ位置検出励磁パタ
ーンは、図7及び図8に示すようなステップが遷移する
毎に前記回転子3を等角度ずつ回転させる複数の基本励
磁ステップ1、8、7、6、5、4、3及び2で1サイ
クルが構成される基本励磁パターンに対して、このうち
の特定励磁ステップ8をこの特定励磁ステップ8の次励
磁ステップ7に置換することにより、図2及び図3に示
すような検出励磁ステップ7a及び7bが設けられたこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a stepper motor driving circuit as set forth in the first aspect, wherein the zero position detection excitation pattern is as shown in FIGS. For a basic excitation pattern in which one cycle is composed of a plurality of basic excitation steps 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, and 2 for rotating the rotor 3 by an equal angle each time a step transitions, The specific excitation step 8 is replaced with the next excitation step 7 of the specific excitation step 8, so that detection excitation steps 7a and 7b as shown in FIGS. 2 and 3 are provided.

【0014】請求項2記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、図7及び図8に示すようなステップが遷移する
毎に回転子3を等角度ずつ回転させる複数の基本励磁ス
テップ1、8、7、6、5、4、3及び2で1サイクル
が構成される基本励磁パターンに対して、このうちの特
定励磁ステップ8が次励磁ステップ7に置換された検出
励磁ステップ7a及び7bが設けられた図2及び図3に
示すようなゼロ位置検出励磁パターンが生成される。す
なわち、特定励磁ステップ8がスキップされ、その代わ
りに励磁ステップ7が連続的に割り当てられたことにな
る。従って、励磁ステップ1から一気にステップ7に遷
移するようになり、回転子3もこの間の励磁信号の変化
に応じて通常励磁ステップの2倍の角度回転することに
なる。その結果、より大きな誘導電圧が発生する。
According to the stepper motor drive circuit of the second aspect, a plurality of basic excitation steps 1, 8, 7 for rotating the rotor 3 by an equal angle each time the steps shown in FIGS. , 6, 5, 4, 3, and 2 are provided with detection excitation steps 7a and 7b in which the specific excitation step 8 is replaced by the next excitation step 7 among the basic excitation patterns constituting one cycle. A zero position detection excitation pattern as shown in FIGS. 2 and 3 is generated. That is, the specific excitation step 8 is skipped, and instead, the excitation step 7 is continuously assigned. Accordingly, the transition from the excitation step 1 to the step 7 is performed at once, and the rotor 3 also rotates twice the angle of the normal excitation step according to the change of the excitation signal during this period. As a result, a larger induced voltage is generated.

【0015】上記課題を解決するためになされた請求項
3記載のステッパモータ駆動回路は、図1〜図3に示す
ように、請求項1又は2記載のステッパモータ駆動回路
において、前記検出素子は、前記ゼロ位置検出励磁パタ
ーンが供給され前記回転子3を回転させ、供給される駆
動電圧がゼロである前記検出励磁ステップ7a及び7b
で前記誘導電圧を検出するコイルC2を含むことを特徴
とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a stepper motor driving circuit as set forth in the first or second aspect, wherein the detecting element comprises: , The zero position detection excitation pattern is supplied to rotate the rotor 3, and the supplied excitation voltage is zero, and the detection excitation steps 7a and 7b
And a coil C2 for detecting the induced voltage.

【0016】請求項3記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、検出素子は、ゼロ位置検出励磁パターンが供給
され回転子3を回転させると共に供給される駆動電圧が
ゼロである検出励磁ステップ7a及び7bで誘導電圧を
検出するコイルC2を含む。すなわち、誘導電圧検出素
子は回転子駆動用コイルにも兼用されている。
According to the stepper motor drive circuit of the third aspect, the detection element is supplied with the zero position detection excitation pattern to rotate the rotor 3, and the detection excitation steps 7a and 7b in which the supplied drive voltage is zero. And a coil C2 for detecting an induced voltage. That is, the induced voltage detecting element is also used as a rotor driving coil.

【0017】上記課題を解決するためになされた請求項
4記載のステッパモータ駆動回路は、図2及び図3に示
すように、請求項3記載のステッパモータ駆動回路にお
いて、前記検出励磁ステップ7a及び7bは、前記検出
素子に供給される駆動電圧がゼロとなる前記ゼロ位置検
出励磁パターンの1サイクル中の最初の励磁ステップで
あることを特徴とする。
A stepper motor drive circuit according to a fourth aspect of the present invention has been developed to solve the above-mentioned problem. As shown in FIGS. 7b is a first excitation step in one cycle of the zero position detection excitation pattern in which the drive voltage supplied to the detection element becomes zero.

【0018】請求項4記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、検出励磁ステップ7a及び7bは、検出素子に
供給される駆動電圧がゼロとなるゼロ位置検出励磁パタ
ーンの1サイクル中の最初の励磁ステップである。すな
わち、図2及び図3に示すように、検出素子C2に供給
される駆動電圧がゼロとなる励磁ステップは1サイクル
中に励磁ステップ7a及び7b、並びに励磁ステップ3
の2回あるが、本発明ではそのうちの最初の励磁ステッ
プである7a及び7bを検出励磁ステップとしている。
According to the stepper motor drive circuit of the fourth aspect, the detection excitation steps 7a and 7b are the first excitation steps in one cycle of the zero position detection excitation pattern in which the drive voltage supplied to the detection element becomes zero. It is. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the excitation step in which the drive voltage supplied to the detection element C2 becomes zero is performed in one cycle during the excitation steps 7a and 7b and the excitation step 3a.
In the present invention, the first excitation steps 7a and 7b are the detection excitation steps.

【0019】上記課題を解決するためになされた請求項
5記載のステッパモータ駆動回路は、図1及び図6に示
すように、請求項1〜4いずれか記載のステッパモータ
駆動回路において、前記誘導電圧を前記検出励磁ステッ
プ7a及び7b内で複数回サンプリング検出後平均化
し、この平均化した値を前記誘導電圧として前記ゼロ位
置判断手段に供給する平均化手段をさらに有することを
特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a stepper motor driving circuit as set forth in any one of the first to fourth aspects, wherein: It is characterized by further comprising an averaging means for averaging the voltage after detecting a plurality of samplings in the detection excitation steps 7a and 7b, and supplying the averaged value to the zero position judging means as the induced voltage.

【0020】請求項5記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、図6に示すように、平均化手段が誘導電圧を検
出励磁ステップ7a及び7b内で複数回サンプリング検
出後平均化する。従って、種々の誘導電圧変動要因の影
響を軽減できる。
According to the stepper motor drive circuit of the fifth aspect, as shown in FIG. 6, the averaging means averages the induced voltage after detecting the sampling a plurality of times in the detection excitation steps 7a and 7b. Therefore, the effects of various induced voltage fluctuation factors can be reduced.

【0021】上記課題を解決するためになされた請求項
6記載のステッパモータ駆動回路は、図4及び図5に示
すように、請求項1〜5いずれか記載のステッパモータ
駆動回路において、前記ゼロ位置検出励磁パターン生成
手段は、前記被駆動部材がどの位置にあっても前記ゼロ
位置に復帰するのに十分なサイクルの前記ゼロ位置検出
励磁パターンの生成後はこのパターンの生成を停止する
ことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a stepper motor driving circuit as set forth in any one of the first to fifth aspects, wherein: The position detection excitation pattern generation means, after generating the zero position detection excitation pattern in a cycle sufficient to return to the zero position regardless of the position of the driven member, stops generating the pattern. Features.

【0022】請求項6記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、図4に示すように、被駆動部材が前記ゼロ位置
に復帰するまで(図4の処理ステップS5)、ゼロ位置
検出励磁パターンはサイクリックに生成されるが、被駆
動部材がどの位置にあってもゼロ位置に復帰するのに十
分なサイクル(図4の処理ステップS6)のゼロ位置検
出励磁パターンの生成後はこのパターンの生成を停止す
る。
According to the stepper motor drive circuit of the sixth aspect, as shown in FIG. 4, the zero position detection excitation pattern is not changed until the driven member returns to the zero position (processing step S5 in FIG. 4). After the zero position detection excitation pattern is generated in a cycle (processing step S6 in FIG. 4) that is generated by clicking but is sufficient to return to the zero position regardless of the position of the driven member, the generation of this pattern is stopped. Stop.

【0023】上記課題を解決するためになされた請求項
7記載のステッパモータ駆動回路は、図4及び図5に示
すように、請求項6記載のステッパモータ駆動回路にお
いて、前記検出励磁ステップ7a及び7bの前に前記回
転子3を安定させるために十分な時間割り当てられた安
定化励磁ステップ1を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, a stepper motor driving circuit according to claim 7 is provided in the stepper motor driving circuit according to claim 6 as shown in FIGS. 4 and 5. 7b, a stabilizing excitation step 1 allocated for a time sufficient to stabilize the rotor 3 is provided.

【0024】請求項7記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、図5に示すように、検出励磁ステップ7a及び
7bの前に回転子3を安定させるために十分な時間割り
当てられた安定化励磁ステップ1を設けている。この安
定化励磁ステップ1は、回転子3を安定させるために十
分な時間割り当てられており、回転子3は検出励磁ステ
ップ7a及び7bの直前で安定状態になる。
According to the stepper motor drive circuit of the present invention, as shown in FIG. 5, a stabilizing excitation step allocated for a sufficient time to stabilize the rotor 3 before the detecting excitation steps 7a and 7b. 1 is provided. This stabilization excitation step 1 is allocated a sufficient time to stabilize the rotor 3, and the rotor 3 is brought into a stable state immediately before the detection excitation steps 7a and 7b.

【0025】上記課題を解決するためになされた請求項
8記載のステッパモータ駆動回路は、請求項1〜7いず
れか記載のステッパモータ駆動回路において、前記ステ
ッパモータ駆動回路は車載されることを特徴とする。
According to a eighth aspect of the present invention, there is provided a stepper motor drive circuit according to any one of the first to seventh aspects, wherein the stepper motor drive circuit is mounted on a vehicle. And

【0026】請求項8記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、本ステッパモータ駆動回路は車載される。すな
わち、車両では各種の雑音や振動等が発生しやすく、上
記計数装置による計数値と、ステッパモータの回転子3
の位置関係との同期がずれる可能性のある環境にある。
このような環境下及び条件下において本発明のステッパ
モータ駆動回路は非常に有効である。
According to the stepper motor drive circuit of the present invention, the stepper motor drive circuit is mounted on a vehicle. That is, various noises, vibrations, and the like are likely to be generated in the vehicle.
In an environment where there is a possibility that synchronization with the positional relationship may be lost.
Under such an environment and conditions, the stepper motor drive circuit of the present invention is very effective.

【0027】上記課題を解決するためになされた請求項
9記載の初期設定方法は、請求項1〜8いずれか記載の
ステッパモータ駆動回路に用いられる初期設定方法であ
って、前記被駆動部材をストッパ7で定められるゼロ位
置に設定した状態に前記ゼロ位置検出励磁パターンの1
サイクル中の最後の励磁ステップ2が対応するように初
期設定したことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an initial setting method for use in a stepper motor drive circuit according to any one of the first to eighth aspects. When the zero position detection excitation pattern is set to the zero position set by the stopper 7,
It is characterized in that initial setting is made so as to correspond to the last excitation step 2 in the cycle.

【0028】請求項9記載のステッパモータ駆動回路に
用いられる初期設定方法によれば、前記被駆動部材をス
トッパ7で定められるゼロ位置に設定した状態に前記ゼ
ロ位置検出励磁パターンの1サイクル中の最後の励磁ス
テップ2が対応するように初期設定される。すなわち、
回転子3と連結される各ギアの遊びを考慮して初期設定
が行われる。
According to the initial setting method used in the stepper motor driving circuit according to the ninth aspect, the driven member is set to the zero position determined by the stopper 7 during the zero position detecting excitation pattern during one cycle. The final excitation step 2 is initialized to correspond. That is,
Initial setting is performed in consideration of the play of each gear connected to the rotor 3.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明のステッパモータ
駆動回路及びそれが適用されるシステムを示すブロック
図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a stepper motor drive circuit of the present invention and a system to which the circuit is applied.

【0030】まず、動作概要を説明する。図中、ステッ
パモータ駆動回路1は、車速センサのセンサ出力PSに
基づいて計数装置2が生成する計数データを計数データ
入力端子RXDを介して受信する。そして、ステッパモ
ータ駆動回路1は、ステッパモータの回転子3を回転駆
動するための励磁信号を励磁信号出力端子Tx1a、T
x1b、Tx2a及びTx2bから出力し、第1のコイ
ルC1及び第2のコイルC2に供給する。第1のコイル
C1及び第2のコイルC2はこの励磁信号に応じてそれ
ぞれの端部a及びbがN又はS極になり、回転子3に交
互に均等に着磁されたN極及びS極との吸引又は反発作
用によって、回転子3を回転駆動する。この回転子3は
中間ギア4を介して出力ギア5に機械的に連結され、出
力ギア5を回転駆動する。この回転駆動される出力ギア
5は、この回転駆動に連動して速度計のメータ8上に割
り振られた速度目盛りの所定値を指示する指針6を有し
ている。例えば、増速時には回転子3、ギア4、5及び
指針6は図中矢印で示す方向に回転移動し、減速時又は
ゼロ検時にはこれとは逆方向に回転移動する。
First, an outline of the operation will be described. In the figure, a stepper motor drive circuit 1 receives count data generated by a counting device 2 based on a sensor output PS of a vehicle speed sensor via a count data input terminal RXD. The stepper motor drive circuit 1 outputs an excitation signal for rotationally driving the rotor 3 of the stepper motor to the excitation signal output terminals Tx1a, Tx1a,
Output from x1b, Tx2a and Tx2b and supply to the first coil C1 and the second coil C2. The ends a and b of the first coil C1 and the second coil C2 become N or S poles in response to the excitation signal, and N and S poles are alternately and uniformly magnetized on the rotor 3. The rotor 3 is rotationally driven by the suction or repulsion of the above. The rotor 3 is mechanically connected to an output gear 5 via an intermediate gear 4 and drives the output gear 5 to rotate. The rotationally driven output gear 5 has a pointer 6 for indicating a predetermined value of a speed scale allocated on a meter 8 of a speedometer in conjunction with the rotational drive. For example, the rotor 3, the gears 4, 5 and the pointer 6 rotate in the direction indicated by the arrow in the figure at the time of speed increase, and rotate in the opposite direction at the time of deceleration or zero detection.

【0031】通常時には、指針6は、センサ出力PSに
対応するメータ8上の所定の速度目盛りを指示する。こ
の指針6は、片9とストッパ7とで定められ、これ以上
指針6が図中矢印と逆方向に移動できない位置をゼロ位
置としている。なお、メータ上の表示原点、すなわち、
速度0km/h点は上記ゼロ位置よりやや正転方向に移
動した点に設けられている。
Normally, the pointer 6 indicates a predetermined speed scale on the meter 8 corresponding to the sensor output PS. The pointer 6 is defined by the piece 9 and the stopper 7, and the position where the pointer 6 cannot move any more in the direction opposite to the arrow in the drawing is defined as the zero position. The display origin on the meter, that is,
The speed 0 km / h point is provided at a point moved slightly forward from the zero position.

【0032】上述のような通常時の動作に対して、この
駆動回路1を搭載する車両の振動やエンジンノイズ等に
より発生した誤った駆動信号等により、指針6が本来移
動すべき移動量と実際の移動量との間に差異が生じてし
まう場合がある。このような場合を想定して、例えば、
イグニッションスイッチのオンのタイミングで、指針6
を指針ゼロ位置に戻すと共にこれに同期させて計数装置
2による計数機構を初期設定するゼロ位置設定処理が行
われる。本実施形態では、ギア5に突設する上記片9を
上記ストッパ7で定められるゼロ位置に戻すことによ
り、指針6が上記指針ゼロ位置に復帰したものとしてい
る。このようなゼロ位置復帰に利用する部材は、回転子
3の回転により位置制御されるものであれば上記片9に
限定する必要はなく、例えば、指針自体、あるいはギア
4、5の一部分等のいずれでも可能である。従って、以
後は説明を簡略化するために、代表して指針6をストッ
パ7で定めるゼロ位置に戻すことにより、一連のゼロ位
置設定処理が行われるものとして説明する。上記指針6
がゼロ位置に戻ったかどうか、すなわち、指針6がスト
ッパ7に接触したかどうかを判定するために、回転子3
の回転により発生する誘導電圧を検出し上記判定を行う
前述のゼロ検が行われる。
In contrast to the normal operation as described above, the amount of movement of the pointer 6 and the amount of movement of the pointer 6 due to an erroneous drive signal generated by vibration of the vehicle equipped with the drive circuit 1 or engine noise, etc. There is a case where a difference occurs between the movement amount and the movement amount. Assuming such a case, for example,
When the ignition switch is turned on, the pointer 6
Is returned to the pointer zero position, and in synchronization with this, a zero position setting process for initial setting the counting mechanism by the counting device 2 is performed. In this embodiment, the pointer 6 is returned to the pointer zero position by returning the piece 9 protruding from the gear 5 to the zero position determined by the stopper 7. The member used for such a zero position return need not be limited to the piece 9 as long as the position is controlled by the rotation of the rotor 3. For example, the member itself or a part of the gears 4 and 5 may be used. Either is possible. Therefore, for the sake of simplicity, the following description will be made on the assumption that the pointer 6 is returned to the zero position defined by the stopper 7 to perform a series of zero position setting processing. Guideline 6 above
Return to the zero position, that is, whether the pointer 6 has contacted the stopper 7
The above-mentioned zero detection for detecting the induced voltage generated by the rotation of and performing the above determination is performed.

【0033】次にステッパモータ及びステッパモータ駆
動回路1の構成に関して説明する。ステッパモータは、
基本的に回転子3、第1のコイルC1及び第2のコイル
C2から構成される。この第1のコイルC1の端子a及
びbにはそれぞれステッパモータ駆動回路1の出力端子
TX1a及びTX1bから、回転子3を駆動するための
上記励磁信号が供給される。第2のコイルC2の端子a
及びbにはそれぞれステッパモータ駆動回路1の出力端
子TX2a及びTX2bから、回転子3を駆動するため
の励磁信号が供給される。
Next, the configuration of the stepper motor and the stepper motor drive circuit 1 will be described. The stepper motor is
Basically, it is composed of a rotor 3, a first coil C1 and a second coil C2. The excitation signals for driving the rotor 3 are supplied to the terminals a and b of the first coil C1 from the output terminals TX1a and TX1b of the stepper motor drive circuit 1, respectively. Terminal a of the second coil C2
And b are supplied with excitation signals for driving the rotor 3 from output terminals TX2a and TX2b of the stepper motor drive circuit 1, respectively.

【0034】上記第1のコイルC1は回転子3を駆動す
るための駆動専用素子であるが、第2のコイルC2は回
転子3を駆動すると共に後述する所定の励磁ステップで
は、回転子3の回転に基づき発生する誘導電圧を検出す
るための誘導電圧検出素子としても機能する。この第2
のコイルC2は抵抗R1、R2及びコンデンサC1から
構成されるフィルタ回路に接続され、これを介して上記
回転に応じた誘導電圧が誘導電圧入力端子RXIに供給
される。この誘導電圧が上記ゼロ検に用いられることに
なる。なお、上記コンデンサC1の値は、例えば、10
00pFであり、抵抗R1及びR2の値は共に10kΩ
である。
While the first coil C1 is a drive-only element for driving the rotor 3, the second coil C2 drives the rotor 3 and, in a predetermined excitation step described later, turns the rotor 3 off. It also functions as an induced voltage detecting element for detecting an induced voltage generated based on rotation. This second
Is connected to a filter circuit composed of resistors R1 and R2 and a capacitor C1, through which an induced voltage corresponding to the rotation is supplied to an induced voltage input terminal RXI. This induced voltage is used for the zero detection. The value of the capacitor C1 is, for example, 10
00pF, and the values of the resistors R1 and R2 are both 10 kΩ.
It is.

【0035】ステッパモータ駆動回路1は、シリアルパ
ラレル変換部11、波形パターン発生部12、平均化処
理部13、誘導電圧比較部14、ゼロ検制御部15及び
出力バッファ部16を有する。
The stepper motor drive circuit 1 has a serial / parallel converter 11, a waveform pattern generator 12, an averaging processor 13, an induced voltage comparator 14, a zero detection controller 15, and an output buffer 16.

【0036】シリアルパラレル変換部11は計数データ
入力端子RXDを介して計数装置2から送出されてくる
上記計数データを受信し、コイルC1及びC2に供給す
る励磁信号に対応するパラレルデータに変換して波形パ
ターン発生部12に供給する。
The serial / parallel converter 11 receives the count data sent from the counter 2 via the count data input terminal RXD, converts the count data into parallel data corresponding to the excitation signals supplied to the coils C1 and C2. The waveform is supplied to the waveform pattern generator 12.

【0037】波形パターン発生部12は、図示しないフ
ィルタ部、SIN/COS変換部、パルス幅変調(PW
M)出力部から基本的に構成される。フィルタ部では受
信したパラレルデータに対してそれぞれ所定の演算式に
基づいてフィルタ処理をする。SIN/COS変換部
は、フィルタ部での演算結果を基にSIN/COSの象
限データ及びSIN/COSデータを所定時間毎に更新
してPWM出力部に出力する。PWM出力部は、SIN
/COS変換部からの所定時間毎に更新されるデータを
PWM信号に変換して、コイルC1及びC2に供給する
励磁信号を生成して、励磁信号出力端子TX1a、TX
1b、TX2a、及びTX2bに供給する。波形パター
ン発生部12はまた、ゼロ検制御部15からの指令信号
に応答して後述する励磁信号(C1−a、C1−b、C
2−a及びC1−b信号)を生成して、これを出力バッ
ファ部16を介して、励磁信号出力端子TX1a、TX
1b、TX2a、及びTX2bに供給する。波形パター
ン発生部12はさらにまた、指針の滑らかな動きを見せ
るための回転子3をマイクロステップで制御する専用の
駆動波形も発生し、ゼロ検制御部15は確実にゼロ検制
御を行うためにこの専用の駆動波形を出力するように制
御することもできる。
The waveform pattern generation unit 12 includes a filter unit (not shown), a SIN / COS conversion unit, and a pulse width modulation (PW
M) It basically consists of an output unit. The filter unit performs a filtering process on the received parallel data based on a predetermined arithmetic expression. The SIN / COS conversion unit updates the SIN / COS quadrant data and the SIN / COS data at predetermined time intervals based on the operation result of the filter unit, and outputs the updated data to the PWM output unit. The PWM output unit is SIN
The data updated every predetermined time from the / COS converter is converted into a PWM signal to generate an excitation signal to be supplied to the coils C1 and C2, and the excitation signal output terminals TX1a, TX1
1b, TX2a, and TX2b. The waveform pattern generation unit 12 also responds to a command signal from the zero detection control unit 15 to control excitation signals (C1-a, C1-b, C
2-a and C1-b signals), and outputs them via the output buffer unit 16 to the excitation signal output terminals TX1a and TX1a.
1b, TX2a, and TX2b. The waveform pattern generation unit 12 also generates a dedicated drive waveform for controlling the rotor 3 in microsteps for showing a smooth movement of the hands, and the zero detection control unit 15 performs the zero detection control without fail. It is also possible to control to output this dedicated drive waveform.

【0038】平均化処理部13は、図示しないサンプリ
ング部、A/D変換部及び平均値算出部により基本的に
構成されている。サンプリング部は誘導電圧入力端子R
XIから入力してきた誘導電圧を、後述する図6で示す
ように、上記検出タイミング信号に応答して、このタイ
ミング信号Hの期間内に15回サンプリング検出する。
A/D変換部はラダー抵抗及びコンパレータに組み合わ
せにより構成され、サンプリング部で15回サンプリン
グ検出された誘導電圧を3ビットの疑似データに変換す
る。平均値算出部は、A/D変換部で3ビット変換され
た15回分のデータを加算した後平均値を算出して誘導
電圧比較部14に出力する。
The averaging section 13 is basically composed of a sampling section, an A / D conversion section and an average value calculation section (not shown). The sampling part is an induced voltage input terminal R
The induced voltage input from the XI is sampled and detected 15 times within the period of the timing signal H in response to the detection timing signal as shown in FIG.
The A / D converter is composed of a combination of a ladder resistor and a comparator, and converts the induced voltage sampled and detected 15 times by the sampling unit into 3-bit pseudo data. The average value calculation unit calculates the average value after adding the 15-bit data that has been 3-bit converted by the A / D conversion unit, and outputs the average value to the induced voltage comparison unit 14.

【0039】誘導電圧比較部14は、コンパレータから
基本的に構成されており、平均化処理部13で平均化さ
れた誘導電圧を受けて上記指針6がストッパ7に接触し
たかどうかを検出するための基準となる予め設定された
基準電圧値とを比較し、比較結果をゼロ検制御部15に
供給する。この基準電圧は、温度及び経年変化等に応じ
て、基準電圧設定端子RXRにより変更可能である。基
準電圧設定端子RXRは、例えば、1組のピンスイッチ
の組み合わせにより構成される。使用環境や経時変化等
を考慮して、上記基準電圧は、例えば、120mV、1
40mV、150mV又は160mVに設定される。
The induced voltage comparing section 14 is basically composed of a comparator, and receives the induced voltage averaged by the averaging section 13 to detect whether or not the pointer 6 has come into contact with the stopper 7. Is compared with a preset reference voltage value serving as a reference, and the comparison result is supplied to the zero detection control unit 15. This reference voltage can be changed by the reference voltage setting terminal RXR according to the temperature, aging and the like. The reference voltage setting terminal RXR is configured by, for example, a combination of a set of pin switches. The reference voltage is, for example, 120 mV, 1
It is set to 40 mV, 150 mV or 160 mV.

【0040】ゼロ検制御部15は、誘導電圧比較部14
からの比較結果及びゼロ検指令信号入力端子RXZから
のゼロ検指令信号に応答して、波形パターン発生部12
に後述する図2及び図3に示すゼロ位置検出励磁パター
ン(C1−a、C1−b、C2−a及びC1−b信号)
の生成を指令し、生成されたこの励磁パターンを出力バ
ッファ部16を介して出力させると共にゼロ検処理中で
あることを示すゼロ検モニタ信号を出力する。またゼロ
検制御部15は、ゼロ検指令信号に応答して、シリアル
パラレル変換部11に計数データの格納を停止するよう
に指令を出す。
The zero detection control unit 15 includes an induced voltage comparison unit 14
In response to the comparison result from the control unit and the zero detection command signal from the zero detection command signal input terminal RXZ, the waveform pattern generation unit 12
The zero position detection excitation patterns (C1-a, C1-b, C2-a and C1-b signals) shown in FIGS.
And outputs the generated excitation pattern via the output buffer unit 16 and outputs a zero detection monitor signal indicating that the zero detection processing is being performed. Further, in response to the zero detection command signal, the zero detection control unit 15 issues a command to the serial / parallel conversion unit 11 to stop storing the count data.

【0041】さらにゼロ検制御部15は、上記ゼロ位置
検出励磁パターンに同期して所定のタイミングで検出タ
イミング信号を生成し、このタイミングでC2−b信号
に対応する出力バッファ部16を波形パターン発生部1
2から切り離す。この検出タイミング信号は、誘導電圧
の上記サンプリング及び平均化処理を行う平均化処理部
13にも供給される。これらに関わる処理は後に、図4
及び図5を用いてさらに詳述する。
Further, the zero detection control unit 15 generates a detection timing signal at a predetermined timing in synchronization with the zero position detection excitation pattern, and at this timing, the output buffer unit 16 corresponding to the C2-b signal generates a waveform pattern. Part 1
Disconnect from 2. This detection timing signal is also supplied to the averaging processing unit 13 that performs the above-described sampling and averaging processing of the induced voltage. Processing related to these will be described later with reference to FIG.
Further details will be described with reference to FIG.

【0042】なお、計数装置2は、インターフェース
(I/F)22によって所定の信号レベルに変換された
図示しない速度センサから送出されるセンサ出力PSが
入力される。ゼロ検モニタ信号がHの状態で入力してき
た上記センサ出力PSに基づいて計数装置2は、この装
置の有するソフトウエアプログラムによりセンサ出力P
Sとそれに対応するステッパモータの目標回転角を算出
し、この目標回転角にステッパモータを回転制御するた
めの角度データ(又は計数データという)を生成し計数
データ出力端子TXDから出力する。また計数装置2
は、イグニッションスイッチ等の電源ON信号をトリガ
ーとして、ゼロ検指令信号を生成しゼロ検指令信号出力
端子TXZから出力する。さらに計数装置2は、ゼロ検
モニタ信号受信端子RXMを備え、ステッパモータ駆動
回路1からゼロ検モニタ信号を受信する。ゼロ検モニタ
信号のLからHへの変化、すなわち、ゼロ検終了に応答
して、計数装置2は上記計数データの計数機構を初期値
に設定する。なお、計数装置2はゼロ検モニタ信号がL
の期間では、上記センサ出力PSには応答せず、従って
上記計数データの生成は行わず出力端子TXDにはデー
タの送出も行わない。また、本実施形態ではゼロ検指令
信号を端子TXZから入力しているが、これをシリアル
データに付け加えステップモータ駆動回路1内で判断さ
せ生成させることも可能である。
The counting device 2 receives the sensor output PS which is transmitted from a speed sensor (not shown) and converted into a predetermined signal level by the interface (I / F) 22. Based on the sensor output PS input when the zero detection monitor signal is in the H state, the counting device 2 determines the sensor output P by a software program of this device.
S and a target rotation angle of the stepper motor corresponding thereto are calculated, and angle data (or count data) for controlling the rotation of the stepper motor is generated at the target rotation angle and output from the count data output terminal TXD. In addition, counting device 2
Generates a zero detection command signal by using a power ON signal of an ignition switch or the like as a trigger and outputs the signal from a zero detection command signal output terminal TXZ. Further, the counting device 2 includes a zero detection monitor signal receiving terminal RXM, and receives the zero detection monitor signal from the stepper motor drive circuit 1. In response to the change of the zero detection monitor signal from L to H, that is, the end of the zero detection, the counting device 2 sets the counting mechanism of the count data to an initial value. The counting device 2 outputs a zero detection monitor signal at L level.
Does not respond to the sensor output PS, and therefore does not generate the count data and does not send data to the output terminal TXD. Further, in the present embodiment, the zero detection command signal is input from the terminal TXZ. However, this signal can be added to the serial data and determined and generated in the step motor drive circuit 1.

【0043】次に図2及び図3を用いて、本発明に関わ
る各励磁ステップ、ゼロ位置検出励磁パターン、検出タ
イミング信号、誘導電圧及び回転子の回転パターンの関
係を説明する。
Next, referring to FIGS. 2 and 3, the relationship among the respective excitation steps, the zero position detection excitation pattern, the detection timing signal, the induced voltage, and the rotation pattern of the rotor according to the present invention will be described.

【0044】図2は、本発明のステッパモータ駆動回路
による各励磁ステップ、ゼロ位置検出励磁パターン、検
出タイミング信号及び誘導電圧の関係を示す図である。
図3は、図2の各励磁ステップと回転子の回転パターン
の関係を示す図である。括弧内の数字は回転子の回転角
である。長方形の中の数字はステップ番号を示す。回転
子3はそれぞれ5つのN極及びS極が交互に均等に着磁
された5磁極対である。ゼロ検時には矢印で示す半時計
周りの方向に回転子3が回転するものと想定する。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship among each excitation step, a zero position detection excitation pattern, a detection timing signal, and an induced voltage by the stepper motor drive circuit of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between each excitation step of FIG. 2 and the rotation pattern of the rotor. The number in parentheses is the rotation angle of the rotor. The numbers in the rectangles indicate the step numbers. The rotor 3 is a five magnetic pole pair in which five north poles and five south poles are alternately and uniformly magnetized. It is assumed that the rotor 3 rotates in a counterclockwise direction indicated by an arrow at the time of zero detection.

【0045】回転子を回転させるための励磁信号は、C
1−a信号、C1−b信号、C2−a信号及びC2−b
信号からなり、これらはH(ハイレベル)及びL(ロー
レベル)の組み合わせにより構成される。このHは例え
ば5ボルトであり、Lは0ボルトである。コイルC1の
両端子a及びbにはそれぞれ図2に示されているような
C1−a信号、及びC1−b信号が供給される。同様に
コイルC2の両端子a及びbにはそれぞれC2−a信号
及びC2−b信号が供給される。これら信号が供給され
た各コイルC1及びC2は、それらの端子a及びbに供
給される上記信号の電位差に応じて電流が流れ、回転子
に対抗するコイル端部がN極又はS極になり、回転子に
均等に着磁されたN又はS極に反発又は吸引されて回転
子を回転駆動する。これらの励磁信号はゼロ検制御部1
5からの指令に応答して、波形パターン発生部12で生
成され、出力バッファ部16を介して出される。
The excitation signal for rotating the rotor is C
1-a signal, C1-b signal, C2-a signal and C2-b
The signals are composed of a combination of H (high level) and L (low level). H is, for example, 5 volts, and L is 0 volts. A C1-a signal and a C1-b signal as shown in FIG. 2 are supplied to both terminals a and b of the coil C1, respectively. Similarly, a C2-a signal and a C2-b signal are supplied to both terminals a and b of the coil C2, respectively. In each of the coils C1 and C2 supplied with these signals, a current flows according to the potential difference of the signals supplied to their terminals a and b, and the coil end facing the rotor becomes an N pole or an S pole. The rotor is driven to rotate by being repelled or attracted by the N or S poles uniformly magnetized on the rotor. These excitation signals are sent to the zero detection controller 1
5 is generated by the waveform pattern generation unit 12 in response to the instruction from the control unit 5 and output via the output buffer unit 16.

【0046】図2及び図3において、図1で示したよう
に回転子3にギア連結された指針6がストッパ7で定め
られたゼロ位置方向に移動するように回転子を回転させ
るためのゼロ位置検出励磁パターンの1サイクルは、8
つの励磁ステップ1、7a、7b、6、5、4、3及び
2で構成されている。
In FIGS. 2 and 3, a zero for rotating the rotor so that the pointer 6 geared to the rotor 3 moves in the direction of the zero position determined by the stopper 7 as shown in FIG. One cycle of the position detection excitation pattern is 8
It consists of two excitation steps 1, 7a, 7b, 6, 5, 4, 3 and 2.

【0047】励磁ステップ1の励磁信号(C1−a信
号、C1−b信号、C2−a信号及びC2−b信号から
なる)とそれに対応する図3に示すような回転子の回転
パターンが同期しており、励磁ステップが1、7a、7
b、6、5、4、3及び2の順に移行するにしたがっ
て、回転子は図3に示すように所定の角度ずつ回転して
いく。詳述すると、括弧内の回転角で示されるように、
励磁ステップ1から7aに移行する際には、回転子はそ
の励磁信号(C1−a信号、C1−b信号、C2−a信
号及びC2−b信号によって、回転角0度から18度に
角度変移する。励磁ステップ7aから7bに遷移する際
には、励磁信号の波形は変化しないので回転角は18度
のままである。励磁ステップ7bから励磁ステップ6に
移行する際には角度遷移量は9度となりそのときの回転
角は27度になる。同様に、励磁ステップ6から5、励
磁ステップ5から4、励磁ステップ4から3及び励磁ス
テップ3から2にそれぞれ遷移する際も、角度変移は9
度ずつであり、それぞれのステップに対応する回転角は
36度、45度、54度、及び63度となる。なお、励
磁ステップ2から次のサイクルの励磁ステップ1に移行
する際の角度変移量も9度である。
The excitation signal (consisting of the C1-a signal, C1-b signal, C2-a signal and C2-b signal) of the excitation step 1 and the corresponding rotation pattern of the rotor as shown in FIG. 3 are synchronized. And the excitation steps are 1, 7a, 7
As it moves in the order of b, 6, 5, 4, 3, and 2, the rotor rotates by a predetermined angle as shown in FIG. To elaborate, as indicated by the angle of rotation in parentheses,
At the time of transition from the excitation step 1 to 7a, the rotor changes its rotation angle from 0 degree to 18 degrees by the excitation signals (C1-a signal, C1-b signal, C2-a signal and C2-b signal). When transitioning from the excitation step 7a to the excitation step 7b, the rotation angle remains at 18 degrees because the waveform of the excitation signal does not change, and when shifting from the excitation step 7b to the excitation step 6, the angle transition amount is 9 degrees. And the rotation angle at that time is 27. Similarly, when transitioning from the excitation steps 6 to 5, the excitation steps 5 to 4, the excitation steps 4 to 3, and the excitation steps 3 to 2, the angle shift is 9 degrees.
The rotation angle is 36 degrees, 45 degrees, 54 degrees, and 63 degrees. It should be noted that the amount of angle shift when shifting from the excitation step 2 to the excitation step 1 of the next cycle is also 9 degrees.

【0048】このような8つの励磁ステップからなるサ
イクルが、指針がストッパに接触して回転子が回転でき
なくなるまで、すなわち、コイルC2により検出される
誘導電圧が所定の基準電圧を下回るまで原則的に繰り返
される。
The cycle consisting of these eight excitation steps basically takes place until the pointer contacts the stopper and the rotor cannot rotate, that is, until the induced voltage detected by the coil C2 falls below the predetermined reference voltage. Is repeated.

【0049】検出タイミング信号は上記励磁ステップ7
a及び7bのタイミングで、コイルC2に発生する誘導
起電力を検出するため制御信号である。この検出タイミ
ング信号に応答して、図1で示したフィルタ回路及び平
均化処理部13を介して、検出された誘導電圧が誘導電
圧比較部14に供給される。
The detection timing signal is supplied to the excitation step 7
This is a control signal for detecting the induced electromotive force generated in the coil C2 at the timings a and 7b. In response to this detection timing signal, the detected induced voltage is supplied to the induced voltage comparison unit 14 via the filter circuit and the averaging processing unit 13 shown in FIG.

【0050】この検出タイミングで誘導電圧比較部14
に供給された誘導電圧は、図2及び図3に示すように、
後述する所定の基準電圧と比較される。この検出タイミ
ングでは、指針がストッパに接触してない限り、回転子
が回転するので誘導電圧が発生する。指針がストッパに
接触すると、回転子はそれ以上図3に示す方向には回転
することができないので誘導電圧は発生せず上記基準電
圧を下回り、これにより指針のゼロ位置復帰動作が終了
したと判断することができる。
At this detection timing, the induced voltage comparing section 14
As shown in FIGS. 2 and 3, the induced voltage supplied to
This is compared with a predetermined reference voltage described later. At this detection timing, unless the pointer contacts the stopper, the rotor rotates, so that an induced voltage is generated. When the pointer touches the stopper, the rotor cannot rotate any more in the direction shown in FIG. 3, so that no induced voltage is generated and the rotor falls below the reference voltage, thereby determining that the zero position return operation of the pointer has been completed. can do.

【0051】上述したように検出励磁ステップ7a及び
7bに前の励磁ステップから遷移する際に回転子の回転
量が大きくなるので、図2及び図7の誘導電圧を比較す
ればわかるように、それに応じて誘導電圧も増大する。
この結果、回転子が回転している際、すなわち、未だ指
針がストッパに接触していない際の誘導電圧が確実に検
出できるようになる。もちろん、指針がストッパに接触
した際には上記誘導電圧は従来同様ゼロになるので、指
針がストッパに接触しているときと、してないときとの
誘導電圧の差が大きくなる。この結果、指針がストッパ
に接触したかどうかの判断が容易になり、すなわち、ゼ
ロ検が確実にできるようになる。
As described above, the amount of rotation of the rotor becomes large when transitioning from the previous excitation step to the detection excitation steps 7a and 7b, so that it can be seen by comparing the induced voltages in FIGS. The induced voltage increases accordingly.
As a result, it is possible to reliably detect the induced voltage when the rotor is rotating, that is, when the pointer has not yet contacted the stopper. Of course, when the pointer touches the stopper, the induced voltage becomes zero as in the related art, so that the difference between the induced voltage when the pointer is in contact with the stopper and when it is not is increased. As a result, it is easy to determine whether or not the pointer has contacted the stopper, that is, zero detection can be reliably performed.

【0052】詳述すると、図7に示すような、ステップ
が遷移する毎に回転子を等角度ずつ回転させる複数の基
本励磁ステップ1、8、7、6、5、4、3及び2で1
サイクルが構成される基本励磁パターンに対して、この
うちの特定励磁ステップ8が次励磁ステップ7に置換さ
れた検出励磁ステップ7a及び7bが設けられたゼロ位
置検出励磁パターンになっている。すなわち、特定励磁
ステップ8がスキップされ、代わりに励磁ステップ7が
連続的に割り当てられている。従って、励磁ステップ1
から一気にステップ7に遷移するようになり、回転子も
この間の励磁信号の変化に応じて通常励磁ステップの2
倍の角度変移をすることになる。このように、通常励磁
ステップ1、6、5、4、3、2及び1は各励磁ステッ
プごとに等角度毎回転することによりスムーズに回転子
の回転運動を維持しつつ、検出励磁ステップ7a及び7
bにより一気に通常励磁ステップの2倍の角度回転する
ようになるので、大きな誘導電圧がより確実に発生し、
ゼロ検をより確実に行うことができるようになる。さら
に、検出励磁ステップも2倍の時間割当られ得ることに
なり、図6で示されるような、やや後方にピーク値がシ
フトする誘導電圧もより確実に検出できるようになる。
More specifically, as shown in FIG. 7, one of a plurality of basic excitation steps 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, and 2 for rotating the rotor by an equal angle each time the step changes.
The specific excitation step 8 of the basic excitation pattern constituting the cycle is a zero position detection excitation pattern provided with detection excitation steps 7a and 7b in which the next excitation step 7 is replaced. That is, the specific excitation step 8 is skipped, and the excitation step 7 is continuously assigned instead. Therefore, the excitation step 1
At a stretch, the rotor immediately shifts to step 7, and the rotor also responds to the change in the excitation signal during this time to perform the normal excitation step 2
This results in a double angle shift. As described above, the normal excitation steps 1, 6, 5, 4, 3, 2, and 1 rotate at the same angle for each excitation step, so that the rotation of the rotor is smoothly maintained, and the detection excitation steps 7a and 7
b makes it possible to rotate at a stretch twice the angle of the normal excitation step, so that a large induced voltage is generated more reliably.
Zero detection can be performed more reliably. Further, the detection excitation step can be allocated twice the time, and the induced voltage whose peak value shifts slightly backward as shown in FIG. 6 can be more reliably detected.

【0053】また、図7及び図8に示すように、検出励
磁ステップ7a及び7b以外はゼロ検に用いられる基本
励磁パターンは変更不要なので、より大きな誘導電圧を
得るために種々の構成要素の全面的な変更をすることな
く上記大きな誘導電圧が得られる。
As shown in FIGS. 7 and 8, the basic excitation pattern used for zero detection is not changed except for the detection excitation steps 7a and 7b. The large induced voltage can be obtained without any substantial change.

【0054】さらに、本実施形態によれば、誘導電圧検
出するコイルC2は回転子駆動用コイルにも兼用されて
いる。特に、図2及び図3のに示すように、供給される
駆動電圧がゼロである励磁ステップを検出励磁ステップ
7a及び7bとしているので、検出が駆動の妨げになる
こともない。従って、小型のステッパモータ装置が製造
可能になる。居住スペースの限られた車載パネルの一部
に組み込む際にはこのような本発明による小型のステッ
パモータ装置は特に有効になる。
Further, according to the present embodiment, the coil C2 for detecting the induced voltage is also used as a rotor driving coil. In particular, as shown in FIGS. 2 and 3, the excitation steps in which the supplied drive voltage is zero are set as the detection excitation steps 7a and 7b, so that the detection does not hinder the driving. Therefore, a small stepper motor device can be manufactured. Such a small stepper motor device according to the present invention is particularly effective when incorporated into a part of an in-vehicle panel having a limited living space.

【0055】さらに本実施形態によれば、検出励磁ステ
ップ7a及び7bは、検出素子に供給される駆動電圧が
ゼロとなるゼロ位置検出励磁パターンの1サイクル中の
最初の励磁ステップである。すなわち、図2及び図3に
示すように、検出素子C2に供給される駆動電圧がゼロ
となる励磁ステップは1サイクル中に励磁ステップ7a
及び7b、並びに励磁ステップ3の2回あるが、本実施
形態ではそのうちの最初の励磁ステップである7a及び
7bを検出励磁ステップとしている。従って、1サイク
ル中のより早いタイミングで誘導電圧の検知ができ、そ
の結果、より早く指針がストッパ7に接触したかどうか
の判断ができるようになる。またさらに、本実施形態は
車載した際に特に有効である。すなわち、車両では、各
種の雑音や振動等が発生しやすく、上記計数装置による
計数値と、ステッパモータの回転子の位置関係との同期
がずれる可能性のある環境にある。つまり、指針が計数
に対応した正確な値を示さなくなる原因が多く存在す
る。従って、本発明をこのような環境下及び条件下にお
いて適用することは、非常に有効である。
Further, according to the present embodiment, the detection excitation steps 7a and 7b are the first excitation steps in one cycle of the zero position detection excitation pattern in which the drive voltage supplied to the detection element becomes zero. That is, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the excitation step in which the drive voltage supplied to the detection element C2 becomes zero is the excitation step 7a in one cycle.
And 7b and the excitation step 3 twice. In the present embodiment, the first excitation steps 7a and 7b are the detection excitation steps. Therefore, the induced voltage can be detected earlier in one cycle, and as a result, it can be determined whether the pointer has contacted the stopper 7 earlier. Furthermore, this embodiment is particularly effective when mounted on a vehicle. That is, the vehicle is in an environment in which various noises, vibrations, and the like are likely to occur, and there is a possibility that the count value of the counting device and the positional relationship of the rotor of the stepper motor may be out of synchronization. That is, there are many causes that the pointer does not show an accurate value corresponding to the counting. Therefore, it is very effective to apply the present invention under such environment and conditions.

【0056】ところで理論的には、図3に示すような励
磁ステップ1の上側に示す回転子3の回転パターンで指
針6がストッパ7に接触するように初期設定し、図2に
示すような励磁信号を供給すれば、指針6がストッパ7
に接触した後には回転子3は回転できないので検出励磁
ステップ7a及び7bで誘導電圧はゼロになるはずであ
る。
Incidentally, theoretically, the initial setting is made so that the pointer 6 contacts the stopper 7 in the rotation pattern of the rotor 3 shown above the excitation step 1 as shown in FIG. 3, and the excitation as shown in FIG. When a signal is supplied, the pointer 6 moves to the stopper 7
After the contact, the rotor 3 cannot rotate, and the induced voltage should be zero in the detection excitation steps 7a and 7b.

【0057】しかしながら、ステッパモータの回転子
3、中間ギア4及び出力ギア5は上述したように機械的
に連結されていて、連結される各ギア間に遊びが存在す
る。従って、現実的には、この遊びによって指針6がス
トッパ7に接触した後にも回転子3は回転して誘導電圧
を発生させ、検出励磁ステップ7a及び7bで基準値以
上の誘導電圧が検出されてしまう可能性がある。この結
果、誤ったゼロ検判断をしてしまう可能性がある。
However, the rotor 3, intermediate gear 4 and output gear 5 of the stepper motor are mechanically connected as described above, and there is play between the connected gears. Therefore, in reality, even after the pointer 6 comes into contact with the stopper 7 due to this play, the rotor 3 rotates to generate an induced voltage, and an induced voltage exceeding the reference value is detected in the detection excitation steps 7a and 7b. May be lost. As a result, an erroneous zero detection determination may be made.

【0058】そこで、この遊びを考慮して、指針6をス
トッパ7で定められるゼロ位置に押しあてた状態に1サ
イクル中の最後の励磁ステップ2が対応するように初期
設定する。これによって、たとえ連結される各ギア間の
遊びによって、回転子3が過回転しても検出励磁ステッ
プ7a及び7bに移行する前に回転子3が停止し、検出
励磁ステップ7a及び7bで無駄な誘導電圧検出される
ことがなくなる。従って、誤ったゼロ検判断を防止でき
る。
In view of this play, the initial setting is made so that the last excitation step 2 in one cycle corresponds to the state where the pointer 6 is pressed to the zero position determined by the stopper 7. As a result, even if the rotor 3 rotates excessively due to play between the connected gears, the rotor 3 is stopped before moving to the detection excitation steps 7a and 7b, and the detection excitation steps 7a and 7b are useless. No induced voltage is detected. Therefore, erroneous zero detection determination can be prevented.

【0059】次に、図4及び図5を用いて、本発明に関
わるゼロ検処理の概要及びこの処理に関わる各信号につ
いて説明する。図4は、本発明のステッパモータ駆動回
路が行うゼロ検処理の概要を示すフローチャートであ
る。図5は、図4のゼロ検処理が行われる際の励磁信号
のパターン、検出タイミング信号及び検出モニタ信号の
タイムチャートである。
Next, the outline of the zero detection process according to the present invention and each signal related to this process will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the zero detection process performed by the stepper motor drive circuit of the present invention. FIG. 5 is a time chart of the excitation signal pattern, the detection timing signal, and the detection monitor signal when the zero detection process of FIG. 4 is performed.

【0060】これらの図中、処理ステップS1において
は、ゼロ検制御部15は、前述のゼロ検指令に応答し
て、ゼロ検処理が開始したことを示すためゼロ検モニタ
信号をH(ハイレベル)からL(ローレベル)に変化さ
せ、この信号をゼロ検モニタ信号入力端子RXDに出力
し、処理ステップS2に移行する。
In these figures, in the processing step S1, the zero detection control unit 15 responds to the above-mentioned zero detection command by setting the zero detection monitor signal to H (high level) to indicate that the zero detection process has started. ) To L (low level), output this signal to the zero detection monitor signal input terminal RXD, and shift to processing step S2.

【0061】処理ステップS2においては、ゼロ検制御
部15は波形パターン発生部12に指令を送り、励磁ス
テップ1に示すようなC1−a信号、C1−b信号、C
2−a信号及びC2−b信号からなる励磁信号を発生さ
せ、これをこれを出力バッファ部16を介して196.
6ms間コイルC1及びC2に供給する。上記C1−a
信号、及びC1−b信号は、 図2及び図3の説明でも
示したように、それぞれコイルC1のa及びbに供給さ
れる。同様に、C2−a及び信号C2−b信号は、それ
ぞれコイルC2のa及びbに供給される。なお、この励
磁ステップ1では、ゼロ検制御部15はゼロ検開始を示
すため検出タイミング信号をLに設定する。この処理ス
テップS2が終了すると、処理ステップS3及び処理ス
テップS4に移行する。
In the processing step S2, the zero detection control section 15 sends a command to the waveform pattern generation section 12, and the C1-a signal, C1-b signal, C
An excitation signal composed of the 2-a signal and the C2-b signal is generated, and this is transmitted to the output buffer unit 16 through the output buffer unit 196.
The power is supplied to the coils C1 and C2 for 6 ms. The above C1-a
The signal and the C1-b signal are supplied to a and b of the coil C1, respectively, as described in the description of FIGS. Similarly, the signal C2-a and the signal C2-b are supplied to a and b of the coil C2, respectively. In this excitation step 1, the zero detection control unit 15 sets the detection timing signal to L to indicate the start of the zero detection. When this processing step S2 is completed, the processing shifts to processing steps S3 and S4.

【0062】なお、この励磁ステップ1は、回転子3が
どこにあっても、第1のコイルC1が回転子3のS極を
引っ張る状態で安定化する。そして、この安定化励磁ス
テップ1は、回転子3を安定させるために十分な時間、
例えばゼロ開始時は196.6ms、リトライ中は5
5.296ms割り当てられており、回転子3は検出励
磁ステップ7a及び7bの直前で安定状態になる。そし
て、この安定状態から検出励磁ステップ7a及び7bに
確実に遷移することができ、上記大きな角度変移が確実
に得られるようになる。この結果、誘導電圧の検知、す
なわちゼロ検がさらに確実にできるようになる。
The excitation step 1 is stabilized in a state where the first coil C1 pulls the S pole of the rotor 3 irrespective of where the rotor 3 is. The stabilizing excitation step 1 is performed for a sufficient time to stabilize the rotor 3,
For example, 196.6 ms at the start of zero, 5 during retry
5.296 ms has been allocated, and the rotor 3 is in a stable state immediately before the detection excitation steps 7a and 7b. Then, it is possible to surely make a transition from this stable state to the detection excitation steps 7a and 7b, so that the above-mentioned large angle shift can be reliably obtained. As a result, the detection of the induced voltage, that is, the zero detection can be performed more reliably.

【0063】処理ステップS3及び処理ステップS4に
おいては、ゼロ検制御部15は、波形パターン発生部1
2に指令を送り、励磁ステップ7a及び7bに示す励磁
信号を発生させ、これを出力バッファ部16を介して
6.144ms間ずつコイルC1及びC2に供給する。
さらに、ゼロ検制御部15は検出タイミング信号をこの
励磁ステップ7a及び7bに同期させてLからHに変化
させる。前述したように、この検出タイミング信号に応
答してコイルC2により誘導電圧が検出される。そして
処理ステップS5に移行する。実際には励磁ステップ7
a及び7bは、図2及び図3で説明したように、共に同
じ信号波形なので、励磁ステップ7a(又は7b)が1
2.288ms間維持されることになる。
In processing steps S3 and S4, the zero detection control unit 15
2 to generate the excitation signals shown in the excitation steps 7a and 7b, which are supplied to the coils C1 and C2 via the output buffer 16 for 6.144 ms.
Further, the zero detection control unit 15 changes the detection timing signal from L to H in synchronization with the excitation steps 7a and 7b. As described above, the induced voltage is detected by the coil C2 in response to the detection timing signal. Then, control goes to a processing step S5. Actually excitation step 7
Since a and 7b have the same signal waveform as described with reference to FIGS. 2 and 3, the excitation step 7a (or 7b) is one.
It will be maintained for 2.288 ms.

【0064】処理ステップS5においては、誘導電圧比
較部14において、上記励磁ステップに同期して検出さ
れた誘導電圧と上記基準電圧とが比較される。ここで検
出された誘導電圧が、未だ基準電圧よりも大きい、すな
わち、指針が未だストッパ7に接触してないと判断され
ると(処理ステップS5のN)、再度次のサイクルの検
出励磁ステップ7a及び7bで誘導電圧を検出するた
め、処理ステップS6に移行する。
In the processing step S5, the induced voltage comparing section 14 compares the induced voltage detected in synchronization with the excitation step with the reference voltage. If it is determined that the detected induced voltage is still higher than the reference voltage, that is, it is determined that the pointer has not yet contacted the stopper 7 (N in processing step S5), the detection excitation step 7a in the next cycle is performed again. In order to detect the induced voltage in steps 7b and 7b, the process proceeds to processing step S6.

【0065】処理ステップS6においては、ゼロ検制御
部15は、処理ステップS5において行われた判断回数
があらかじめ設定されたリトライ回数に到達したかどう
かが判断する。すなわち、この判断の基準となるリトラ
イ回数は、指針6がストッパ7と逆方向に最大限振れた
ときに想定される位置、例えば、ストッパ7で定められ
るゼロ位置から350.5度振れた位置にある指針6
が、再びゼロ位置に復帰するのに要する励磁パターンの
必要サイクル数に基づいて設定されている。この処理ス
テップS6において、未だリトライ回数が基準値に到達
してないと判断する限り(処理ステップS6のN)、ゼ
ロ検制御部15は波形パターン発生部12にゼロ位置検
出励磁パターンの生成の継続指令を送出べく処理ステッ
プS7に移行する。この処理ステップS6において、リ
トライ回数が基準値に到達したと判断すると(処理ステ
ップS6のY)、原則的には必ず指針6がストッパ7に
接触しているはずなので、これ以上励磁パターンを生成
しても無駄になるためこの生成を停止すべく処理ステッ
プS13に移行する。
In processing step S6, zero detection control section 15 determines whether the number of determinations made in processing step S5 has reached a preset number of retries. That is, the number of retries used as a reference for this determination is a position assumed when the pointer 6 swings in the opposite direction to the stopper 7 to the maximum, for example, a position that is 350.5 degrees from the zero position defined by the stopper 7. Guideline 6
Are set based on the number of required cycles of the excitation pattern required to return to the zero position again. In this processing step S6, as long as it is determined that the number of retries has not yet reached the reference value (N in processing step S6), the zero detection control unit 15 causes the waveform pattern generation unit 12 to continue generating the zero position detection excitation pattern. The process shifts to processing step S7 to send a command. In this processing step S6, when it is determined that the number of retries has reached the reference value (Y in processing step S6), since the pointer 6 should in principle always contact the stopper 7, the excitation pattern is generated any more. However, since it is useless, the process shifts to processing step S13 to stop the generation.

【0066】処理ステップS7においては、ゼロ検制御
部15は波形パターン発生部12に指令を送り、励磁ス
テップ6に示す励磁信号を発生させ、これを出力バッフ
ァ部16を介して6.144ms間コイルC1及びC2
に供給し、処理ステップS8に移行する。
In the processing step S7, the zero detection control section 15 sends a command to the waveform pattern generation section 12 to generate an excitation signal shown in the excitation step 6, which is output to the coil for 6.144 ms via the output buffer section 16. C1 and C2
And the process proceeds to processing step S8.

【0067】同様に、処理ステップS8、S9、S10
及びS11においては、ゼロ検制御部15は、波形パタ
ーン発生部12に指令を送り、それぞれ励磁ステップ
5、4、3及び2に示す励磁信号を発生させ、これを出
力バッファ部16を介してそれぞれ6.144ms間づ
つコイルC1及びC2に供給し、処理ステップS12に
移行する。
Similarly, processing steps S8, S9, S10
In S11 and S11, the zero detection control unit 15 sends a command to the waveform pattern generation unit 12 to generate excitation signals shown in excitation steps 5, 4, 3, and 2, respectively, and outputs the excitation signals via the output buffer unit 16 respectively. The current is supplied to the coils C1 and C2 for 6.144 ms, and the process proceeds to step S12.

【0068】処理ステップS12においては、ゼロ検制
御部15は、波形パターン発生部12に指令を送り、励
磁ステップ1に示す励磁信号を発生させ、これを59.
296ms間コイルC1及びC2に供給し、ゼロ位置検
出励磁パターン生成を継続すべく処理ステップS3に戻
る。この処理ステップS3、S4、S7、S8、S9、
S10、S11及びS12からなる処理ループの1サイ
クルのインターバルは、図5に示すように、102.3
04msに設定されている。
In processing step S12, zero detection control section 15 sends a command to waveform pattern generation section 12 to generate an excitation signal shown in excitation step 1, and outputs this signal to 59.
The current is supplied to the coils C1 and C2 for 296 ms, and the process returns to the processing step S3 to continue generation of the zero position detection excitation pattern. The processing steps S3, S4, S7, S8, S9,
The interval of one cycle of the processing loop including S10, S11, and S12 is 102.3 as shown in FIG.
It is set to 04 ms.

【0069】一方、 処理ステップS5での誘導電圧比
較において、検出された誘導電圧が基準電圧を下回っ
た、すなわち、指針がストッパ7に接触したと判断され
ると(処理ステップS5のY)、ゼロ検制御部15は波
形パターン発生部12及び出力バッファ部16に指令を
送り、このゼロ位置検出励磁パターンの生成を停止さ
せ、指針6を初期状態に戻すため処理ステップS13に
移行する。処理ステップS13、処理ステップS14及
び処理ステップS15における各励磁ステップは、指針
6をストッパ7で定められるゼロ位置から正転方向に回
転させ、メータ上の表示原点、例えば速度メータ上の速
度0km/hの位置に初期設定するためのものである。
On the other hand, in the induced voltage comparison in the processing step S5, if it is determined that the detected induced voltage is lower than the reference voltage, that is, it is determined that the pointer has contacted the stopper 7 (Y in the processing step S5), zero is set. The detection control unit 15 sends a command to the waveform pattern generation unit 12 and the output buffer unit 16 to stop generation of the zero position detection excitation pattern, and shifts to processing step S13 to return the hands 6 to the initial state. In each excitation step in processing step S13, processing step S14 and processing step S15, the pointer 6 is rotated in the forward direction from the zero position defined by the stopper 7, and the display origin on the meter, for example, the speed 0 km / h on the speed meter For initial setting.

【0070】処理ステップS13においては、ゼロ検制
御部15は、波形パターン発生部12及び出力バッファ
部16に指令を送り、励磁ステップ7bに示す励磁信号
を発生させ、これを98.304ms間コイルC1及び
C2に供給する。同様に、処理ステップS14及び処理
ステップS15においては、励磁ステップ8及び1に示
す励磁信号が共に98.304ms間づつコイルC1及
びC2に供給される。
In the processing step S13, the zero detection control section 15 sends a command to the waveform pattern generation section 12 and the output buffer section 16 to generate an excitation signal shown in the excitation step 7b, and this is output to the coil C1 for 98.304 ms. And C2. Similarly, in the processing steps S14 and S15, the excitation signals shown in the excitation steps 8 and 1 are both supplied to the coils C1 and C2 for 98.304 ms.

【0071】処理ステップS15が終了すると、処理ス
テップS16においてゼロ検制御部13は、一連のゼロ
検に関わる処理が終了したことを示すため、ゼロ検モニ
タ信号をLからHに変化させ、このモニタ信号をゼロ検
モニタ信号入力端子RXDに出力する。
When the processing step S15 is completed, in a processing step S16, the zero detection control unit 13 changes the zero detection monitor signal from L to H to indicate that a series of processing relating to the zero detection has been completed. The signal is output to the zero detection monitor signal input terminal RXD.

【0072】上述のように励磁パターンの生成サイクル
の停止条件を、被駆動部材がどの位置にあってもゼロ位
置に復帰するのに十分なサイクルとしているので、被駆
動部材を確実にゼロ位置復帰させることができる。さら
にこの復帰後はゼロ位置検出励磁パターンの生成は停止
するので無駄なパターン生成処理を防止できる。この結
果、以降波形パターン発生部12にて指針制御する時の
ゼロ位置と一致させることができる。これによって切り
替え時の指針の挙動が発生しない。
As described above, the stop condition of the excitation pattern generation cycle is set to a cycle sufficient to return the driven member to the zero position regardless of the position of the driven member. Can be done. Further, after this return, generation of the zero position detection excitation pattern is stopped, so that useless pattern generation processing can be prevented. As a result, it is possible to match the zero position when the pointer is controlled by the waveform pattern generating unit 12 thereafter. Thus, the behavior of the pointer at the time of switching does not occur.

【0073】また図5に示すように、検出励磁ステップ
7a及び7bの前に、回転子3を安定させるために十分
な時間割り当てられた安定化励磁ステップ1を設けてい
る。従って、回転子3は検出励磁ステップ7a及び7b
の直前で安定状態になる。そして、この安定状態から検
出励磁ステップ7a及び7bに確実に遷移することがで
きるので、大きな角度変動が確実に得られるようにな
る。この結果、誘導電圧の検知、すなわちゼロ検がさら
に確実にできるようになる。
As shown in FIG. 5, before the detection excitation steps 7a and 7b, there is provided a stabilization excitation step 1 assigned a sufficient time to stabilize the rotor 3. Therefore, the rotor 3 performs the detection excitation steps 7a and 7b.
It becomes stable just before. Then, since it is possible to reliably transition from the stable state to the detection excitation steps 7a and 7b, a large angle variation can be reliably obtained. As a result, the detection of the induced voltage, that is, the zero detection can be performed more reliably.

【0074】上述の図4を用いて説明したゼロ検処理
は、ステッパモータ駆動回路1に各種インターフェース
回路、ROM、RAM及びCPUを含ませ、このCPU
によるソフトウエア制御によって行うことも可能であ
る。
In the zero detection process described with reference to FIG. 4, the stepper motor drive circuit 1 includes various interface circuits, a ROM, a RAM, and a CPU.
It can also be performed by software control by.

【0075】図6は、本発明のステッパモータ駆動回路
により検出される誘導電圧の温度による特性変化とサン
プリングタイミングを示すグラブである。
FIG. 6 is a grab showing a change in characteristics and a sampling timing of the induced voltage detected by the stepper motor drive circuit of the present invention depending on the temperature.

【0076】図6に示すように、常温時にはピークがや
や検出タイミング信号の中間点付近よりもやや後方のタ
イミングにシフトした波形になる。これは、印加される
駆動信号に対して回転子の回転がやや遅れてついてくる
ためである。また、低温時及び高温時にはそれぞれピー
クがやや検出タイミング信号の中間点付近よりもやや前
方及び後方のタイミングにシフトした波形になる。
As shown in FIG. 6, at normal temperature, the waveform has a peak slightly shifted to a timing slightly later than the vicinity of the middle point of the detection timing signal. This is because the rotation of the rotor follows the applied drive signal slightly later. Further, at low and high temperatures, the peaks are slightly shifted to timings slightly before and after the vicinity of the middle point of the detection timing signal.

【0077】このような温度特性を持つ誘導電圧を、例
えば、t8のタイミングで固定的に計測したとすると、
この検出期間において回転子の回転角度は等しいにも関
わらず、常温時や低温時には誘導電圧は基準電圧値より
も高く未だ指針がゼロ位置に復帰していないと判断さ
れ、高温時には基準電圧値よりも低く指針がゼロ位置に
復帰したと判断される可能性がある。さらに回転子の着
磁のばらつきやその他ギア等の寸法のぱらつきにより、
実際には誘導電圧の波形パターンは上記常温時のような
波形から多少変形したパターンとなる。また、種々の雑
音パルスが誘導電圧に印加される可能性もある。
Assuming that the induced voltage having such a temperature characteristic is fixedly measured, for example, at the timing of t8,
In this detection period, it is determined that the induction voltage is higher than the reference voltage value at normal temperature or low temperature but the pointer has not yet returned to the zero position at normal temperature or low temperature, even though the rotation angle of the rotor is equal. It may be determined that the pointer has returned to the zero position. Furthermore, due to variations in the magnetization of the rotor and fluctuations in dimensions of other gears,
Actually, the waveform pattern of the induced voltage is a pattern slightly deformed from the waveform at the normal temperature. Also, various noise pulses may be applied to the induced voltage.

【0078】このような誘導電圧波形のばらつきを考慮
して本発明では、平均化処理部13が、図6に示すよう
に検出期間中をほぼ均等なインターバルに割り当てられ
たt1〜t15の15回のタイミングでサンプリング検
出する。そして、平均化処理部13は、15回サンプリ
ング検出した誘導電圧を加算した後平均値を算出して出
力する。従って、温度変化や種々の雑音パルス等による
誘導電圧の変動の影響を軽減してより正確な誘導電圧を
検知できるようになる。
In consideration of such variations in the induced voltage waveform, according to the present invention, the averaging processing unit 13 performs fifteen times t1 to t15 assigned to substantially equal intervals during the detection period as shown in FIG. Sampling is detected at the timing of. Then, the averaging unit 13 calculates and outputs an average value after adding the induced voltages sampled and detected 15 times. Therefore, the influence of the fluctuation of the induced voltage due to a temperature change, various noise pulses, or the like can be reduced, and the more accurate induced voltage can be detected.

【0079】なお、本実施形態ではステッパモータ駆動
回路1はひとつのステッパモータのみを駆動している
が、時分割制御することによりタコメータ、燃料計、温
度計、ターボメータ等に対応する複数のステッパモータ
も駆動することもできる。その場合には、各ステッパモ
ータに対応するゼロ検も上述してきた実施形態に示す方
式を時分割的に適用すればよい。
In this embodiment, the stepper motor drive circuit 1 drives only one stepper motor. However, a plurality of steppers corresponding to a tachometer, a fuel gauge, a thermometer, a turbo meter, etc. are controlled by time division control. A motor can also be driven. In this case, the method described in the above embodiment may be applied in a time-division manner to the zero detection corresponding to each stepper motor.

【0080】また、本実施形態では励磁ステップ1でコ
イルC2が、N極を引っ張るようにしているが、S極を
引っ張るようにしてもよい。その際には、ストッパ7に
接触した際の回転子3の回転パターンや各励磁ステップ
での信号波形は本実施形態とは異なるものになる。
In the present embodiment, the coil C2 pulls the N pole in the excitation step 1, but the coil C2 may pull the S pole. In this case, the rotation pattern of the rotor 3 when it comes into contact with the stopper 7 and the signal waveform at each excitation step are different from those of the present embodiment.

【0081】さらに、本発明はゼロ検時の回転子の回転
方向は本実施形態に示した方向に限定するものではな
い。コイルC1及びC2の配極変更、ストッパの位置変
更等も可能である。例えば、ゼロ位置検出時のみに出現
するストッパにより定められる位置を上記ゼロ位置とし
てもよい。
Further, in the present invention, the rotation direction of the rotor at the time of zero detection is not limited to the direction shown in this embodiment. It is also possible to change the polarity of the coils C1 and C2, change the position of the stopper, and the like. For example, a position determined by a stopper that appears only when the zero position is detected may be the zero position.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、前ステップから検出励磁ステップ7a及び
7bに遷移する際に回転子3の回転量が大きくなるの
で、それに応じて磁束変化にる誘導電圧も増大する。こ
の結果、回転子3が回転している際、すなわち、未だ指
針がストッパ7に接触していない際の誘導電圧が確実に
検出できるようになる。もちろん、指針がストッパ7に
接触した際には上記誘導電圧は従来同様ゼロになるの
で、指針がストッパ7に接触している時としてないとき
の誘導電圧の差が大きくなる。この結果、指針6がスト
ッパ7に接触したかどうかの判断が容易になり、すなわ
ち、ゼロ検が確実にできるようになる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the amount of rotation of the rotor 3 increases when transitioning from the previous step to the detection excitation steps 7a and 7b. The changing induced voltage also increases. As a result, it is possible to reliably detect the induced voltage when the rotor 3 is rotating, that is, when the pointer has not yet contacted the stopper 7. Of course, when the pointer comes into contact with the stopper 7, the induced voltage becomes zero as before, so that the difference between the induced voltages when the pointer is in contact with the stopper 7 and when it is not is large. As a result, it is easy to determine whether or not the pointer 6 has contacted the stopper 7, that is, zero detection can be reliably performed.

【0083】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明の効果に加えて以下の効果が得られる。すなわ
ち本発明では、図7及び図8に示すような、ステップが
遷移する毎に回転子3を等角度ずつ回転させる複数の基
本励磁ステップ1、8、7、6、5、4、3及び2で1
サイクルが構成される基本励磁パターンに対して、この
うちの特定励磁ステップ8が次励磁ステップ7に置換さ
れた検出励磁ステップ7a及び7bが設けられた図2及
び図3に示すようなゼロ位置検出励磁パターンが生成さ
れる。つまり、特定励磁ステップ8がスキップされ、代
わりに励磁ステップ7が連続的に割り当てられたことに
なる。従って、励磁ステップ1から一気にステップ7に
遷移するようになり、回転子3もこの間の励磁信号の変
化に応じて通常励磁ステップの2倍の角度回転すること
になる。このように、通常励磁ステップ1、6、5、
4、3、2及び1は各励磁ステップごとに等角度毎回転
することによりスムーズに回転子3の回転運動を維持し
つつ、検出励磁ステップ7a及び7bにより一気に通常
励磁ステップの2倍の角度回転するようになるので、大
きな誘導電圧がより確実に発生し、ゼロ検をより確実に
行うことができるようになる。さらに、検出励磁ステッ
プも2倍の時間割当られ得ることになり、図6で示され
るような、やや後方にピーク値がシフトする誘導電圧を
より確実に検出できるようになる。また、図7及び図8
に示すように、検出励磁ステップ7a及び7b以外はゼ
ロ検に用いられる基本励磁パターンは変更不要なので、
より大きな誘導電圧を得るための種々の構成要素の全面
的な変更をすることなく上記大きな誘導電圧が得られ
る。
According to the second aspect of the invention, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first aspect of the invention. That is, in the present invention, as shown in FIGS. 7 and 8, a plurality of basic excitation steps 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, and 2 for rotating the rotor 3 by an equal angle each time a step transitions. At 1
Zero position detection as shown in FIGS. 2 and 3 provided with detection excitation steps 7a and 7b in which the specific excitation step 8 is replaced with the next excitation step 7 for the basic excitation pattern constituting the cycle. An excitation pattern is generated. That is, the specific excitation step 8 is skipped, and instead the excitation step 7 is continuously assigned. Accordingly, the transition from the excitation step 1 to the step 7 is performed at once, and the rotor 3 also rotates twice the angle of the normal excitation step according to the change of the excitation signal during this period. Thus, the normal excitation steps 1, 6, 5,
4, 3, 2 and 1 rotate at the same angle at each excitation step, thereby maintaining the rotational movement of the rotor 3 smoothly, and at a stretch, twice the angular rotation of the normal excitation step by the detection excitation steps 7a and 7b. Therefore, a large induced voltage is generated more reliably, and zero detection can be performed more reliably. Further, the detection excitation step can be allocated twice the time, and the induced voltage whose peak value shifts slightly backward as shown in FIG. 6 can be more reliably detected. 7 and 8
As shown in the figure, since the basic excitation pattern used for zero detection is not required except for the detection excitation steps 7a and 7b,
The large induced voltage can be obtained without completely changing various components to obtain a larger induced voltage.

【0084】請求項3記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、請求項1及び2記載の発明の効果に加えて以下
の効果が得られる。すなわち本発明では、誘導電圧を検
出するコイルC2は回転子駆動用コイルにも兼用されて
いて、特に、図2及び図3のに示すように、供給される
駆動電圧がゼロである励磁ステップを検出励磁ステップ
7a及び7bとしているので、検出が駆動の妨げになる
こともない。従って、小型のステッパモータ装置が製造
可能になる。居住スペースの限られた車載パネルの一部
に組み込む際にはこのような小型のステッパモータ装置
は特に有効になる。
According to the stepper motor drive circuit of the third aspect, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first and second aspects of the invention. That is, in the present invention, the coil C2 for detecting the induced voltage is also used as a rotor driving coil. In particular, as shown in FIGS. 2 and 3, the excitation step in which the supplied driving voltage is zero is performed. Since the detection excitation steps 7a and 7b are used, detection does not hinder driving. Therefore, a small stepper motor device can be manufactured. Such a small stepper motor device is particularly effective when incorporated into a part of an in-vehicle panel having a limited living space.

【0085】請求項4記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、請求項1〜3記載の発明の効果に加えて以下の
効果が得られる。すなわち本発明では、検出励磁ステッ
プ7a及び7bは、検出素子に供給される駆動電圧がゼ
ロとなるゼロ位置検出励磁パターンの1サイクル中の最
初の励磁ステップである。すなわち、図2及び図3に示
すように、検出素子C2に供給される駆動電圧がゼロと
なる励磁ステップは1サイクル中に励磁ステップ7a及
び7b、並びに励磁ステップ3の2回あるが、本発明で
はそのうちの最初の励磁ステップである7a及び7bを
検出励磁ステップとしている。従って、1サイクル中の
より早いタイミングで誘導電圧の検知ができ、その結
果、より早く指針がストッパ7に接触したかどうかの判
断ができるようになる。また、運転手に変な指針の動き
を見せることなく、ゼロ検を終了させることができる。
According to the stepper motor drive circuit of the fourth aspect, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first to third aspects of the invention. That is, in the present invention, the detection excitation steps 7a and 7b are the first excitation steps in one cycle of the zero position detection excitation pattern in which the drive voltage supplied to the detection element becomes zero. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, there are two excitation steps in which the drive voltage supplied to the detection element C2 becomes zero, that is, excitation steps 7a and 7b and excitation step 3 in one cycle. In FIG. 7, the first excitation steps 7a and 7b are the detection excitation steps. Therefore, the induced voltage can be detected earlier in one cycle, and as a result, it can be determined whether the pointer has contacted the stopper 7 earlier. Further, the zero detection can be completed without showing the driver a strange movement of the pointer.

【0086】請求項5記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、請求項1〜4記載の発明の効果に加えて以下の
効果が得られる。すなわち本発明では、図6に示すよう
に、平均化手段が誘導電圧を検出励磁ステップ7a及び
7b内で複数回サンプリング検出後平均化される。従っ
て、温度変化や種々の雑音パルス等による誘導電圧の変
動の影響を軽減してより正確な誘導電圧を検知できるよ
うになる。
According to the stepper motor drive circuit of the fifth aspect, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first to fourth aspects of the invention. That is, in the present invention, as shown in FIG. 6, the averaging means averages the induced voltage after detecting the sampling a plurality of times in the excitation steps 7a and 7b. Therefore, the influence of the fluctuation of the induced voltage due to a temperature change, various noise pulses, or the like can be reduced, and the more accurate induced voltage can be detected.

【0087】請求項6記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、請求項1〜5記載の効果に加えて以下の効果が
得られる。すなわち本発明では、図4に示すように、被
駆動部材が前記ゼロ位置に復帰するまで、ゼロ位置検出
励磁パターンはサイクリックに生成されるが、被駆動部
材がどの位置にあってもゼロ位置に復帰するのに十分な
サイクルのゼロ位置検出励磁パターンの生成後はこのパ
ターンの生成を停止する。このようにパターンの生成サ
イクルの停止条件を、被駆動部材がどの位置にあっても
ゼロ位置に復帰するのに十分なサイクルとしているの
で、被駆動部材を確実にゼロ位置復帰させることができ
る。さらにこの復帰後はゼロ位置検出励磁パターンの生
成は停止するので無駄なパターン生成処理を防止でき
る。この結果、以降波形パターン発生部にて指針制御す
るときのゼロ位置と一致させることができ、運転手に違
和感を与えずゼロ検を行うことができる。
According to the stepper motor drive circuit of the sixth aspect, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first to fifth aspects. That is, in the present invention, as shown in FIG. 4, the zero position detection excitation pattern is cyclically generated until the driven member returns to the zero position. After the generation of the zero position detection excitation pattern of a cycle sufficient to return to the above, the generation of this pattern is stopped. Since the stop condition of the pattern generation cycle is a cycle sufficient to return the driven member to the zero position regardless of the position of the driven member, the driven member can be reliably returned to the zero position. Further, after this return, generation of the zero position detection excitation pattern is stopped, so that useless pattern generation processing can be prevented. As a result, it is possible to match the zero position when the pointer is controlled by the waveform pattern generation unit thereafter, and it is possible to perform the zero detection without giving the driver an uncomfortable feeling.

【0088】請求項7記載のステッパモータ駆動回路に
よれば、請求項1〜6記載の発明の効果に加えて以下の
効果が得られる。すなわち本発明では、図5に示すよう
に、検出励磁ステップ7a及び7bの前に、回転子3を
安定させるために十分な時間割り当てられた安定化励磁
ステップ1を設けている。従って、回転子3は検出励磁
ステップ7a及び7bの直前で安定状態になる。そし
て、この安定状態から検出励磁ステップ7a及び7bに
確実に移行することができ、上記大きな角度変動が確実
に得られるようになる。この結果、誘導電圧の検知、す
なわちゼロ検がさらに確実にできるようになる。
According to the stepper motor drive circuit of the seventh aspect, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first to sixth aspects. That is, in the present invention, as shown in FIG. 5, before the detection excitation steps 7a and 7b, a stabilization excitation step 1 allocated for a sufficient time to stabilize the rotor 3 is provided. Therefore, the rotor 3 is in a stable state immediately before the detection excitation steps 7a and 7b. Then, it is possible to surely shift from this stable state to the detection excitation steps 7a and 7b, and the above-mentioned large angular fluctuation can be obtained reliably. As a result, the detection of the induced voltage, that is, the zero detection can be performed more reliably.

【0089】請求項8記載によれば、請求項1〜8記載
の発明の効果に加えて以下の効果が得られる。すなわ
ち、本発明ではステッパモータ駆動回路は車載される。
また被駆動部材は車両に関するセンサ出力に対応する値
を示す指針である。すなわち、車両では、各種の雑音や
振動等が発生しやすく、上記計数装置による計数値と、
ステッパモータの回転子3の位置関係との同期がずれる
可能性のある環境にある。つまり、指針が計数に対応し
た正確な値を示さなくなる原因が多く存在する。また、
車両では居住スペースが限られている。従って、本発明
のステッパモータ駆動回路をこのような環境下及び条件
下において適用することは、非常に有効である。
According to the eighth aspect, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first to eighth aspects. That is, in the present invention, the stepper motor drive circuit is mounted on a vehicle.
The driven member is a pointer indicating a value corresponding to a sensor output regarding the vehicle. That is, in a vehicle, various noises, vibrations, and the like are likely to occur, and the count value of the counting device
There is an environment in which synchronization with the positional relationship of the rotor 3 of the stepper motor may be shifted. That is, there are many causes that the pointer does not show an accurate value corresponding to the counting. Also,
Living space is limited in vehicles. Therefore, it is very effective to apply the stepper motor drive circuit of the present invention under such an environment and conditions.

【0090】請求項9記載のステッパモータ駆動回路に
用いられる初期設定方法によれば、ステッパモータの回
転子3、中間ギア4及び出力ギア5の機械的連結によっ
て生じる遊びを考慮して初期設定が行われる。すなわ
ち、連結される各ギア間の遊びを考慮して、被駆動部材
をストッパ7で定められるゼロ位置に設定した状態に1
サイクル中の最後の励磁ステップ2が対応するように初
期設定する。これによって、上記遊びによって、回転子
3が過回転しても検出励磁ステップ7a及び7bに移行
する前に回転子3が停止し、検出励磁ステップ7a及び
7bで無駄な誘導電圧検出されることがなくなる。従っ
て、誤ったゼロ検判断を防止できる。
According to the initial setting method used in the stepper motor driving circuit according to the ninth aspect, the initial setting is performed in consideration of the play caused by the mechanical connection of the rotor 3, the intermediate gear 4, and the output gear 5 of the stepper motor. Done. That is, in consideration of the play between the gears to be connected, the driven member is set to the zero position determined by the stopper 7 in one position.
Initialize to correspond to the last excitation step 2 in the cycle. As a result, even if the rotor 3 rotates excessively due to the play, the rotor 3 is stopped before moving to the detection excitation steps 7a and 7b, and a wasteful induction voltage is detected in the detection excitation steps 7a and 7b. Disappears. Therefore, erroneous zero detection determination can be prevented.

【0091】[0091]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のステッパモータ駆動回路及びそれが適
用されるシステムを示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a stepper motor drive circuit of the present invention and a system to which the circuit is applied.

【図2】本発明のステッパモータ駆動回路による各励磁
ステップ、ゼロ位置検出励磁パターン、検出タイミング
信号及び誘導電圧の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship among each excitation step, a zero position detection excitation pattern, a detection timing signal, and an induced voltage by the stepper motor drive circuit of the present invention.

【図3】図2の各励磁ステップと回転子の回転パターン
の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between each excitation step of FIG. 2 and a rotation pattern of a rotor.

【図4】本発明のステッパモータ駆動回路が行うゼロ検
処理の概要を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of a zero detection process performed by the stepper motor drive circuit of the present invention.

【図5】図4のゼロ検処理が行われる際の励磁信号のパ
ターン、検出タイミング信号及び検出モニタ信号のタイ
ムチャートである。
5 is a time chart of an excitation signal pattern, a detection timing signal, and a detection monitor signal when the zero detection process of FIG. 4 is performed.

【図6】本発明のステッパモータ駆動回路により検出さ
れる誘導電圧の温度による特性変化とサンプリングタイ
ミングを示すグラブである。
FIG. 6 is a grab showing a characteristic change and a sampling timing of the induced voltage detected by the stepper motor drive circuit according to the present invention depending on the temperature.

【図7】従来例による各励磁ステップ、ゼロ位置検出励
磁パターン、検出タイミング信号及び誘導電圧の関係を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship among each excitation step, a zero position detection excitation pattern, a detection timing signal, and an induced voltage according to a conventional example.

【図8】図7の各励磁ステップと回転子の回転パターン
の関係を示す図である。
8 is a diagram showing a relationship between each excitation step of FIG. 7 and a rotation pattern of a rotor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステッパモータ駆動回路 2 計数装置 3 回転子 4 中間ギア 5 出力ギア 6 指針 7 ストッパ 8 メータ 9 片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stepper motor drive circuit 2 Counter 3 Rotor 4 Intermediate gear 5 Output gear 6 Pointer 7 Stopper 8 Meter 9 Piece

Claims (9)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 N極及びS極が交互に均等に着磁された
    回転子、複数の励磁ステップ1サイクルが構成される励
    磁パターンに応答して前記回転子を前記励磁ステップに
    応じた角度毎回転させる駆動コイル、及び前記回転子の
    回転運動に応じた磁束変化にる誘導電圧を検出する検出
    素子を有するステッパモータと、 前記回転子の回転により位置制御される被駆動部材をス
    トッパで定められるゼロ位置に設定し、このときの前記
    被駆動部材の位置と計数機構を同期させるゼロ位置設定
    装置と、 前記検出素子により検出される誘導電圧に基づいて前記
    被駆動部材が前記ゼロ位置に設定されたかどうかを判断
    するゼロ位置判断手段と、 を備えたステッパモータ駆動回路において、 前記ゼロ位置設定装置は、前記被駆動部材が前記ゼロ位
    置方向に移動するように前記回転子を回転させる複数の
    励磁ステップで1サイクルが構成され、この1サイクル
    の中に、前ステップからのステップ遷移の際に他の励磁
    ステップよりも前記回転子の回転量が大きくなるような
    検出励磁ステップを設けたゼロ位置検出励磁パターンを
    生成し、 前記検出素子は、この検出励磁ステップにおいて前記誘
    導電圧を検出することを特徴とするステッパモータ駆動
    回路。
    1. A rotor in which N poles and S poles are alternately and uniformly magnetized, and the rotor is rotated at an angle corresponding to the excitation step in response to an excitation pattern in which a plurality of excitation steps constitute one cycle. A stepper motor having a drive coil to be rotated, and a detection element for detecting an induced voltage resulting in a change in magnetic flux according to the rotational movement of the rotor; and a driven member whose position is controlled by the rotation of the rotor. A zero position setting device that sets the position of the driven member at a zero position and synchronizes the counting mechanism with the position of the driven member at this time, and the driven member is set at the zero position based on an induced voltage detected by the detection element. A stepper motor drive circuit comprising: a zero position determining device that determines whether the driven member moves in the direction of the zero position. One cycle is constituted by a plurality of excitation steps for rotating the rotor as described above, and in this one cycle, the rotation amount of the rotor is larger than that of the other excitation steps during the step transition from the previous step. A stepper motor drive circuit which generates a zero position detection excitation pattern provided with such a detection excitation step, wherein the detection element detects the induced voltage in the detection excitation step.
  2. 【請求項2】 請求項1記載のステッパモータ駆動回路
    において、 ゼロ位置検出励磁パターンは、ステップが遷移する毎に
    前記回転子を等角度ずつ回転させる複数の基本励磁ステ
    ップで1サイクルが構成される基本励磁パターンに対し
    て、このうちの特定励磁ステップをこの特定励磁ステッ
    プの次励磁ステップに置換することにより前記検出励磁
    ステップが設けられたことを特徴とするステッパモータ
    駆動回路。
    2. The stepper motor drive circuit according to claim 1, wherein the zero position detection excitation pattern includes one cycle consisting of a plurality of basic excitation steps for rotating the rotor by an equal angle each time a step transitions. A stepper motor drive circuit characterized in that the detection excitation step is provided by replacing a specific excitation step of the basic excitation pattern with a next excitation step of the specific excitation step.
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のステッパモータ駆
    動回路において、 前記検出素子は、前記ゼロ位置検出励磁パターンが供給
    され前記回転子を回転させ、供給される駆動電圧がゼロ
    である前記検出励磁ステップで前記誘導電圧を検出する
    コイルを含むことを特徴とするステッパモータ駆動回
    路。
    3. The stepper motor drive circuit according to claim 1, wherein the detection element is supplied with the zero position detection excitation pattern, rotates the rotor, and detects that the supplied drive voltage is zero. A stepper motor drive circuit including a coil for detecting the induced voltage in an exciting step.
  4. 【請求項4】 請求項3記載のステッパモータ駆動回路
    において、 前記検出励磁ステップは、前記検出素子に供給される駆
    動電圧がゼロとなる前記ゼロ位置検出励磁パターンの1
    サイクル中の最初の励磁ステップであることを特徴とす
    るステッパモータ駆動回路。
    4. The stepper motor drive circuit according to claim 3, wherein the step of detecting and exciting includes the step of detecting the zero position detecting excitation pattern in which a driving voltage supplied to the detecting element becomes zero.
    A stepper motor drive circuit, which is the first excitation step in a cycle.
  5. 【請求項5】 請求項1〜4いずれか記載のステッパモ
    ータ駆動回路において、 前記誘導電圧を前記検出励磁ステップ内で複数回サンプ
    リング検出後平均化し、この平均化した値を前記誘導電
    圧として前記ゼロ位置判断手段に供給する平均化手段を
    さらに有することを特徴とするステッパモータ駆動回
    路。
    5. The stepper motor drive circuit according to claim 1, wherein said induced voltage is averaged after a plurality of sampling detections in said detection excitation step, and said averaged value is used as said induced voltage as said zero. A stepper motor drive circuit, further comprising averaging means for supplying to the position determination means.
  6. 【請求項6】 請求項1〜5いずれか記載のステッパモ
    ータ駆動回路において、 前記ゼロ位置検出励磁パターン生成手段は、前記被駆動
    部材がどの位置にあっても前記ゼロ位置に復帰するのに
    十分なサイクルの前記ゼロ位置検出励磁パターンの生成
    後はこのパターンの生成を停止することを特徴とするス
    テッパモータ駆動回路。
    6. The stepper motor drive circuit according to claim 1, wherein the zero position detection excitation pattern generating means is sufficient to return to the zero position regardless of the position of the driven member. A stepper motor drive circuit for stopping the generation of the zero position detection excitation pattern after the generation of the zero position detection excitation pattern in a proper cycle.
  7. 【請求項7】 請求項6記載のステッパモータ駆動回路
    において、 前記検出励磁ステップの前に、前記回転子を安定させる
    ために十分な時間割り当てられた安定化励磁ステップを
    設けたことを特徴とするステッパモータ駆動回路。
    7. The stepper motor drive circuit according to claim 6, wherein a stabilizing excitation step allocated for a time sufficient to stabilize the rotor is provided before the detecting excitation step. Stepper motor drive circuit.
  8. 【請求項8】 請求項1〜7いずれか記載のステッパモ
    ータ駆動回路において、 前記ステッパモータ駆動回路は車載されることを特徴と
    するステッパモータ駆動回路。
    8. The stepper motor drive circuit according to claim 1, wherein the stepper motor drive circuit is mounted on a vehicle.
  9. 【請求項9】 請求項1〜8いずれか記載のステッパモ
    ータ駆動回路に用いられる初期設定方法であって、 前記被駆動部材をストッパで定められるゼロ位置に設定
    した状態に前記ゼロ位置検出励磁パターンの1サイクル
    中の最後の励磁ステップが対応するように初期設定した
    ことを特徴とするステッパモータ駆動回路に用いられる
    初期設定方法。
    9. An initial setting method used in the stepper motor drive circuit according to claim 1, wherein the zero position detection excitation pattern is set in a state where the driven member is set to a zero position defined by a stopper. Characterized in that initialization is performed so as to correspond to the last excitation step in one cycle of the step (c).
JP2000137611A 2000-05-10 2000-05-10 Stepper motor drive circuit and initial setting method used for stepper motor drive circuit Expired - Fee Related JP3653209B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000137611A JP3653209B2 (en) 2000-05-10 2000-05-10 Stepper motor drive circuit and initial setting method used for stepper motor drive circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000137611A JP3653209B2 (en) 2000-05-10 2000-05-10 Stepper motor drive circuit and initial setting method used for stepper motor drive circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001327192A true JP2001327192A (en) 2001-11-22
JP3653209B2 JP3653209B2 (en) 2005-05-25

Family

ID=18645358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000137611A Expired - Fee Related JP3653209B2 (en) 2000-05-10 2000-05-10 Stepper motor drive circuit and initial setting method used for stepper motor drive circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3653209B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230030A (en) * 2005-02-15 2006-08-31 Yazaki Corp Driving unit for stepper motor and method concerned
JP2008005648A (en) * 2006-06-23 2008-01-10 Yazaki Corp Stepper motor device and control method thereof
JP2010268554A (en) * 2009-05-13 2010-11-25 Mycom Inc Positioning device
JP2011259525A (en) * 2010-06-04 2011-12-22 Ricoh Co Ltd Motor controller, image formation device, and motor control method
US8102139B2 (en) 2009-02-05 2012-01-24 Denso Corporation Indicating instrument for vehicle
JP2017132004A (en) * 2016-01-14 2017-08-03 上銀科技股▲分▼有限公司 Nipping device based on counter electromotive force for monitor and control method for the same
US10399224B2 (en) 2016-02-17 2019-09-03 Hiwin Technologies Corp. Gripping system which is monitored based on counter electromotive force and a method for controlling the gripping system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230030A (en) * 2005-02-15 2006-08-31 Yazaki Corp Driving unit for stepper motor and method concerned
JP4641428B2 (en) * 2005-02-15 2011-03-02 矢崎総業株式会社 Stepper motor driving apparatus and method
JP2008005648A (en) * 2006-06-23 2008-01-10 Yazaki Corp Stepper motor device and control method thereof
US8102139B2 (en) 2009-02-05 2012-01-24 Denso Corporation Indicating instrument for vehicle
JP2010268554A (en) * 2009-05-13 2010-11-25 Mycom Inc Positioning device
JP2011259525A (en) * 2010-06-04 2011-12-22 Ricoh Co Ltd Motor controller, image formation device, and motor control method
JP2017132004A (en) * 2016-01-14 2017-08-03 上銀科技股▲分▼有限公司 Nipping device based on counter electromotive force for monitor and control method for the same
US10399224B2 (en) 2016-02-17 2019-09-03 Hiwin Technologies Corp. Gripping system which is monitored based on counter electromotive force and a method for controlling the gripping system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3653209B2 (en) 2005-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1535389B1 (en) Motor drive control
JP4541071B2 (en) Indicator and initialization drive
KR101748188B1 (en) Method for detecting a step loss condition
US7005814B2 (en) Motor control apparatus having current supply phase correction
US4856607A (en) Apparatus for automatically setting steering center for use in power steering apparatus
EP1724169B1 (en) Wiper controller and method for controlling wiper
US6853162B2 (en) Re-zeroing of a stepper motor without noise or movement
EP1292008A1 (en) Phase angle diagnotics for sinusoidal controlled electric machine
US20060108966A1 (en) Motor control apparatus
US6992451B2 (en) Motor control apparatus operable in fail-safe mode
JP2005198449A (en) Motor controller
US7629760B2 (en) Controlling device for range switch mechanism
EP1487098A1 (en) Motor temperature estimator and motor controller
CN101194080B (en) Open/close body drive device
US20010013774A1 (en) Method and device for measuring the angle of a first rotatable body
JP4686738B2 (en) EC motor operation method
US10053141B2 (en) Communication system
US7034495B2 (en) Indicating instrument
US9122252B2 (en) Motor control apparatus
US7768219B2 (en) Microcontroller interface with hall element
EP1460757A1 (en) Device and method for detecting rotor speed of a multiple phase motor with bipolar drive
US8138730B2 (en) Voltage controller for vehicle using averaged status signal
US6597141B1 (en) Position sensing in brushless motor systems
US4939675A (en) Digital system for controlling mechanical instrument gauges
US6624608B2 (en) Indicating instrument for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3653209

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130304

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees