JP2001327193A - 駆動装置及び、駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の位置検出手段によって、複数の被駆動
部材が所定位置で停止したことを検出することにより、
コストダウンを図った駆動装置及び、駆動制御装置を提
供する。 【解決手段】 単一の位置検出手段４ｄが、各検出コイ
ル１１ａ１…に生じる誘導電圧の有無を順次検出し、該
検出した誘導電圧の有無に基づき、被駆動部材２１…が
ストッパ５１…に当接して所定位置で停止したことを検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動装置及び、駆
動制御装置に係わり、特に、ステッピングモータの回転
によって被駆動部材が駆動される駆動装置及び、ステッ
ピングモータを回転駆動するための駆動制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述した駆動制御装置を組み込ん
だ駆動装置として、例えば、車両の速度やエンジンの回
転数を指示する指針を被駆動部材とする指示装置が知ら
れている。上記指示装置は、図８に示すように、２つの
励磁コイル１１ａ１、１１ａ２及び、ＮＳ極が交互に５
極づつ着磁され、励磁コイル１１ａ１、１１ａ２の励磁
状態の変化に追従して回転する回転子１１ｂを有するス
テッピングモータ１１と、回転子１１ｂの回転動作に連
動する指針２１と、回転子１１ｂの回転動作を指針２１
に伝えるギア３１と、励磁コイル１１ａ１、１１ａ２の
励磁状態を制御して、回転子１１ｂを正逆回転させる駆
動制御装置４とを備えている。

【０００３】ここで、励磁コイル１１ａ１、１１ａ２の
励磁状態と回転子１１ｂの回転との関係を図８を参照し
て以下説明する。まず、励磁ステップに規定された励
磁状態、すなわち励磁コイル１１ａ２のｂ側が無励磁
に、励磁コイル１１ａ１のａ側がＳ極となるように制御
すると、励磁コイル１１ａ１のａ側に回転子１１ｂのＮ
極が吸引され安定する。

【０００４】次に、励磁ステップに進んで、励磁コイ
ル１１ａ２のｂ側がＳ極に、励磁コイル１１ａ２のａ側
がＳ極になるように制御すると、回転子１１ｂは励磁ス
テップの回転子１１ｂの位置から矢印Ｙ１方向に９度
回転した位置で安定する。この回転子１ｂの矢印Ｙ１方
向の回転を以降正回転という。

【０００５】以下、励磁コイル１１ａ２のｂ側、励磁コ
イル１１ａ１のａ側をそれぞれＳ極、無励磁（励磁ステ
ップ）→Ｓ極、Ｎ極（励磁ステップ）→無励磁、Ｎ
極（励磁ステップ）→Ｎ極、Ｎ極（励磁ステップ）
→Ｎ極、無励磁（励磁ステップ）→Ｎ極、Ｓ極（励磁
ステップ）となるように制御すると、回転子１１ｂは
励磁状態の変化に追従して９度づつ正回転する。

【０００６】そして、励磁ステップから、再び励磁ス
テップに規定された励磁状態に制御すると、回転子１
ｂはまた９度正回転して安定する。従って、それぞれ異
なる複数の励磁ステップ→→…から構成される励
磁パターンに従って繰り返し励磁コイル１１ａ１、１１
ａ２の励磁状態を制御することによって、回転子１１ｂ
を１ステップごとに９度づつ正回転させている。なお、
この正回転に応じて指針２１は矢印Ｙ３方向（図８参
照）に回転することとなる。

【０００７】また、回転子１１ｂを矢印Ｙ２方向に回転
させるには、励磁コイル１１ａ１、１１ａ２の励磁状態
を励磁ステップ→→…→というように上記励磁パ
ターンと逆の励磁パターンに従って制御すればよい。以
降、回転子１１ｂの矢印Ｙ２方向の回転を逆回転と言
い、この逆回転を行うことにより指針２１がストッパ５
１に向かう方向Ｙ４（図７参照）に移動することとな
る。

【０００８】上記指示装置が例えば車速計に用いられて
いる場合、駆動制御装置４は、車速センサが計測した車
速情報に基づき算出した指針２１の指示位置である目標
位置θと、現位置θ′との差である移動量θ−θ′に相
当する回転子１１ｂの回転角度を示す角度データＤ１１
が供給される。そして、駆動制御装置４内の第１の励磁
回路４ａ１が、この角度データＤ１１に応じて励磁コイ
ル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御することにより、指
針２が差分θ−θ′だけ移動して目標位置を指示するよ
うになる。

【０００９】ところで、上記指示装置は、車体の振動あ
るいは雑音が重畳している角度データＤ１１の入力等の
原因により、指針２１が本来移動すべき移動量θ−θ′
と、実際の移動量とが異なる脱調を起こしてしまうこと
があった。そして、この脱調が繰り返されると、指針２
１が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報と
の間で差異が生じ、指示装置は正確な指示を行うことが
できなくなってしまう。

【００１０】そこで、このような問題を解決するため
に、図７に示すように、指針２１がゼロ（例えば０Km/
h）を示す位置にストッパ５１を設けると共に、駆動制
御装置４内に、励磁コイル１１ａ１及び、１１ａ２の励
磁状態を制御して、指針２１をストッパ５１側に逆回転
させる第２の励磁回路４ｂと、イグニッションスイッチ
オン、オフ又はバッテリを接続するごとに、第１の励磁
回路４ａ１による制御を停止させると共に、第２の励磁
回路４ｂによる制御を開始させる制御回路４ｆを更に設
ける。

【００１１】以上のような指示装置において、制御回路
４ｆは、イグニッションスイッチオン、オフ又はバッテ
リを接続する毎に、第２の励磁回路４ｂによる制御を開
始させ、指針２１をストッパ５１側に移動させることに
よって、強制的に指針２１をストッパ５１に当接させて
ゼロ位置に停止させ、指針２１が指示する速度と、速度
センサが計測した速度情報との間の差異をリセットする
リセット動作を行っていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た指示装置は、指針２１を確実にストッパ５１に当接さ
せるため、指針２１の振れ角Ａより大きい角度（Ａ＋
α）だけ指針２１を移動させるように回転子１１ｂを回
転させる必要がある。このため、指針２１が指示する速
度と、速度センサが計測した速度情報との間で差異が生
じていようが、いまいが必ずリセット動作に指針２１を
角度（Ａ＋α）移動させる分の時間を費やし、リセット
動作に時間がかかり過ぎるという問題があった。

【００１３】また、指針２１がストッパ５１に当接して
停止しているにも拘わらず励磁コイル１１ａ１、１１ａ
２の励磁状態が制御し続けられるため、指針２１がスト
ッパ５１に当接したり離れたりを繰り返し、指針２１が
ストッパ５１に当接する毎に「カチ、カチ」という音が
生じ、運転者にとってその音は不快となる。

【００１４】そこで、リセット動作により指針２１がス
トッパ５１に当接しておらず、指針２１が移動して回転
子１１ｂが回転している間は、無励磁状態のコイルに誘
導電圧が生じ、一方、指針２１がストッパ５１に当接し
て、回転子１ｂの回転が停止したときは、コイルに誘導
電圧が生じていないことに着目し、駆動制御装置４内
に、無励磁状態のコイルに生じる誘導電圧の有無に基づ
き、指針２１がストッパ５１と当接したことを検出する
位置検出回路４ｄをさらに設けたものが考えられてい
る。すなわち、この指示装置は、位置検出回路４ｄが当
接を検出したとき、制御回路４ｆが第２の励磁回路４ｂ
による回転子１１ｂの逆回転制御を停止させて、指針２
１がストッパ５１と当接したと同時に、指針２１の移動
を停止するものである。

【００１５】しかしながら、例えば車両内では、上述し
た車速計以外に、タコメータや、燃料計など多数の指示
装置が備えられている場合が多い。従って、指示装置ご
とに、位置検出回路を設ける必要があり、コスト的に問
題があった。

【００１６】そこで、本発明は、上記のような問題点に
着目し、単一の位置検出手段によって、複数の被駆動部
材が所定位置で停止したことを検出することにより、コ
ストダウンを図った駆動装置及び、駆動制御装置を提供
することを課題とする。

【００１７】

【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記載の発明は、複数の励磁コイル
と、ＮＳ極が着磁され、かつ前記励磁コイルの励磁状態
の変化に追従して回転する回転子とを有する複数のステ
ッピングモータと、前記各回転子の回転動作に連動する
複数の被駆動部材と、前記各被駆動部材を所定位置に機
械的に停止させる複数のストッパと、前記複数の励磁コ
イルを各々制御し、前記各回転子を正逆回転させる複数
の第１の励磁手段と、前記各複数の励磁コイルの励磁状
態を規定する複数の励磁ステップから構成される励磁パ
ターンに従って前記複数の励磁コイルの励磁状態を制御
し、前記各被駆動部材が前記所定位置に向かう方向に前
記各回転子を逆回転させる第２の励磁手段と、前記各回
転子の回転に応じて誘導電圧が生じる複数の検出コイル
と、前記第２の励磁手段による制御中、前記各検出コイ
ルに生じる誘導電圧の有無を順次検出し、該検出した誘
導電圧の有無に基づき、前記各被駆動部材が前記各スト
ッパに当接して前記所定位置で停止したことを検出する
単一の位置検出手段と、命令信号を入力したとき、前記
第１の励磁手段による制御を停止させると共に、前記第
２の励磁手段による制御を開始させ、前記位置検出手段
により全ての前記被駆動部材が前記所定位置で停止した
ことを検出したとき、前記第２の励磁手段による制御を
停止させると共に、前記複数の第１の励磁手段による制
御を開始させる制御手段とを備えることを特徴とする駆
動装置に存する。

【００１８】請求項１記載の発明によれば、複数の第１
の励磁手段が、複数の励磁コイルの励磁状態を各々制御
し、当該励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転す
る各回転子を正逆回転させる。複数のストッパが、各回
転子の回転動作に連動する各被駆動部材を所定位置に停
止させる。第２の励磁手段が、励磁コイルの励磁状態を
規定する複数の異なる励磁ステップから構成される励磁
パターンに従って、励磁状態の制御をすることにより、
被駆動部材がストッパに向かうように逆回転させる。

【００１９】制御手段が、命令信号を入力したとき、第
１の励磁手段による制御を停止させると共に、第２の励
磁手段による制御を開始させる。第２の励磁手段による
制御が開始されると、単一の位置検出手段が、各検出コ
イルに生じる誘導電圧の有無を順次検出し、該検出した
誘導電圧の有無に基づき、被駆動部材がストッパに当接
して所定位置で停止したことを検出する。そして、位置
検出手段により全ての被駆動部材が所定位置で停止した
ことを検出したとき、制御手段が第１の励磁手段による
制御を開始させると共に、第２の励磁手段による制御を
停止させる。

【００２０】従って、位置検出手段が複数の検出コイル
に生じる誘導電圧の有無を順次検出することにより、単
一の位置検出手段により複数の被駆動部材がストッパと
当接して所定位置で停止していることを検出することが
できる。

【００２１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の駆
動装置であって、請求項１記載の駆動装置であって、前
記複数の励磁コイルの励磁状態が、前記複数のステッピ
ングモータ間で所定励磁ステップづつずれるように、前
記第２の励磁手段による制御を遅延させる遅延手段を更
に備え、前記位置検出手段は、前記被駆動部材が前記ス
トッパに当接した後に、前記回転子が正回転する前に制
御される励磁ステップを検出励磁ステップとし、前記各
複数の励磁コイルが前記検出励磁ステップに規定される
励磁状態に制御されるごとに、当該励磁コイルに対応す
る前記検出コイルに生じる誘導電圧の有無を検出するこ
とを特徴とする駆動装置に存する。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、複数のステ
ッピングモータ間で励磁ステップをずらせば、検出励磁
ステップもずれることに着目し、遅延手段は、励磁コイ
ルの励磁状態が、複数のステッピングモータ間で所定励
磁ステップづつずれるように、第２の励磁手段による制
御を遅延させる。位置検出手段は、被駆動部材がストッ
パに当接した後に、回転子が正回転する前に制御される
励磁ステップを検出励磁ステップとし、前記複数の励磁
コイルが検出励磁ステップに規定される励磁状態に制御
されるごとに、当該励磁コイルに対応する前記検出コイ
ルに生じる誘導電圧の有無を検出する。ところで、被駆
動部材がストッパに当接して回転子が停止した状態で、
第２の励磁手段による励磁コイルの制御が行われ続ける
と、所定の励磁ステップに制御されたとき回転子は正回
転し、この正回転により被駆動部材がストッパに当接し
たにも拘わらず誘導電圧が発生してしまう。すなわち、
被駆動部材とストッパとの当接後、回転子はずっと停止
状態を保持することができない。

【００２３】従って、被駆動部材とストッパとが当接し
た後、回転子が正回転する前に制御される励磁ステップ
を検出励磁ステップとし、遅延手段によって励磁コイル
の励磁状態が、複数のステッピングモータ間で所定励磁
ステップづつずれるように、第２の励磁手段による制御
を遅延させることにより、単一の位置検出手段によっ
て、複数の検出コイルに生じる誘導電圧の有無の検出
を、検出励磁ステップに規定された励磁状態に制御され
たとき行うことができる。

【００２４】請求項３記載の発明は、請求項１又は、２
記載の駆動装置であって、前記第２の励磁手段は、前記
各複数の励磁コイルの何れか１つのみが励磁されるよう
な励磁ステップから前記励磁パターンに従った励磁状態
の制御を開始することを特徴とする駆動装置に存する。

【００２５】請求項３記載の発明によれば、回転子の位
置がどんな位置にあったとしても、複数の励磁コイル何
れか１つのみが励磁されているときは、回転子はその励
磁コイルと対極する位置まで回転することに着目し、第
２の励磁手段が、複数の励磁コイルの何れか１つのみが
励磁されるような励磁ステップから励磁パターンに従っ
た励磁状態の制御を開始する。従って、回転子の位置が
どんな位置にあったとしても、必ず励磁状態にある励磁
コイルと対極する位置から回転をし始めることができる
ため、逆回転し始めから回転を安定させることができ
る。

【００２６】請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れ
か１項記載の駆動装置であって、前記検出励磁ステップ
は、前記複励の励磁コイルの何れかが無励磁となるよう
な励磁状態を規定し、前記検出コイルとして、前記無励
磁に制御されている前記励磁コイルを流用することを特
徴とする駆動装置に存する。

【００２７】請求項４記載の発明によれば、検出コイル
として、複数の励磁コイルの内、第２の励磁手段により
無励磁状態に制御されているものを流用するので、回転
子を回転させるための励磁コイルと、誘導電圧の検出用
のコイルとを別途にする必要がない。

【００２８】請求項５記載の発明は、請求項１〜４何れ
か１項記載の駆動装置であって、前記被駆動部材と前記
ストッパとが当接する励磁ステップを当接励磁ステップ
としたとき、前記第２の励磁手段は、前記当接励磁ステ
ップに規定された励磁状態に制御した後、制御を停止す
ることを特徴とする駆動装置に存する。

【００２９】請求項５記載の発明によれば、被駆動部材
とストッパとが当接する励磁ステップを当接励磁ステッ
プとしたとき、第２の励磁手段が、当接励磁ステップに
規定された励磁状態に制御した後、制御を停止する。従
って、被駆動部材とストッパとが確実に当接した状態
で、第２の励磁手段による制御を停止することができ
る。

【００３０】請求項６記載の発明は、複数のステッピン
グモータが有する複数の励磁コイルの励磁状態を各々制
御して、前記各励磁コイルの変化に追従して回転する前
記複数のステッピングモータが有する複数の回転子を各
々正逆回転させる複数の第１の励磁手段と、前記励磁コ
イルの励磁状態を規定する複数の励磁ステップから構成
される励磁パターンに従って励磁状態の制御をすること
により、前記各回転子の回転動作に連動する複数の被駆
動部材が、所定位置に設けられたストッパに向かうよう
に前記各回転子を逆回転させる第２の励磁手段と、前記
各回転子の回転により誘導電圧が生じる複数の検出コイ
ルと、前記第２の励磁手段による制御中、前記各検出コ
イルに生じる誘導電圧の有無を順次検出し、該検出した
誘導電圧の有無に基づき、前記各被駆動部材が前記各ス
トッパに当接して前記所定位置で停止したことを検出す
る単一の位置検出手段と、命令信号を入力したとき、前
記第１の励磁手段による制御を停止させると共に、前記
第２の励磁手段による制御を開始させ、前記位置検出手
段により全ての前記被駆動部材が前記所定位置で停止し
たことを検出したとき、前記第２の励磁手段による制御
を停止させると共に、前記複数の第１の励磁手段による
制御を開始させる制御手段とを備えることを特徴とする
駆動制御装置に存する。

【００３１】請求項６記載の発明によれば、複数の第１
の励磁手段が、複数の励磁コイルの励磁状態を各々制御
し、当該励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転す
る回転子を正逆回転させる。第２の励磁手段が、励磁コ
イルの励磁状態を規定する複数の異なる励磁ステップか
ら構成される励磁パターンに従って励磁状態の制御をす
ることにより、各回転子の回転動作に連動する複数の被
駆動部材が各々所定位置に設けられたストッパに向かう
ように逆回転させる。

【００３２】制御手段が、命令信号を入力したとき、第
１の励磁手段による制御を停止させると共に、第２の励
磁手段による制御を開始させる。第２の励磁手段による
制御が開始されると、単一の位置検出手段が、各検出コ
イルに生じる誘導電圧の有無を順次検出し、該検出した
誘導電圧の有無に基づき、被駆動部材がストッパに当接
して所定位置で停止したことを検出する。そして、位置
検出手段により全ての被駆動部材が所定位置で停止した
ことを検出したとき、制御手段が第１の励磁手段による
制御を開始させると共に、第２の励磁手段による制御を
停止させる。

【００３３】従って、位置検出手段が複数の検出コイル
に生じる誘導電圧の有無を順次検出することにより、単
一の位置検出手段により複数の被駆動部材がストッパと
当接して所定位置で停止していることを検出することが
できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照して説明する。図１は、本発明の駆動装置と
して駆動制御装置を組み込んだ指示装置を示す図であ
る。指示装置は、速度計、タコメータ、フューエルメー
タ等に対応して設けられる複数のステッピングモータ１
１…１Ｎを備えている。前記複数ステッピングモータ１
１…１Ｎは、各々２つの励磁コイル１１ａ１、１１ａ２
…１Ｎａ１、１Ｎａ２と、ＮＳ極が交互に５極づつ着磁
され、各々が２つの励磁コイル１１ａ１、１１ａ２…１
Ｎａ１、１Ｎａ２の励磁状態の変化に追従して回転する
回転子１１ｂ…１Ｎｂとを備えている。

【００３５】指示装置はさらに、回転子１１ｂ…１Ｎｂ
の回転動作に各々連動する被駆動部材としての複数の指
針２１…２Ｎと、回転子１１ｂ…１Ｎｂの回転駆動を指
針２１…２Ｎにそれぞれ伝える複数のギア３１…３Ｎ
と、２つの励磁コイル１１ａ１、１１ａ２…１Ｎａ１、
１Ｎａ２の励磁状態を各々制御して、回転子１１ｂ…１
Ｎｂを回転させる駆動制御装置４と、指針２１…２Ｎを
ゼロを示す位置（以下、ゼロ位置という）に機械的に各
々停止させる複数のストッパ５１…５Ｎとを備えてい
る。なお、このゼロ位置が請求項中の所定位置に相当す
る。

【００３６】次に、上記駆動制御装置４の構成について
説明する。駆動制御装置４は、図２に示すように、複数
の第１の励磁回路４ａ１…４ａＮ（＝請求項中の第１の
励磁手段に相当する。）を有する。上記第１の励磁回路
４ａ１…４ａＮは、車速や、エンジンの回転数などの計
測値に応じた角度データＤ１１…Ｄ１Ｎをそれぞれ入力
すると共に、角度データＤ１１…Ｄ１Ｎに応じた励磁パ
ルスＰ１１１〜Ｐ１１４…Ｐ１Ｎ１〜１Ｎ４をそれぞれ
出力して、回転子１１ｂ…１Ｎｂを角度データＤ１１〜
Ｄ１Ｎに応じて各々正逆回転させる。

【００３７】駆動制御装置４はまた、励磁コイル１１ａ
１…１Ｎａ１のｂ側に各々設けられたスイッチＳＷ１１
…ＳＷ１Ｎと、励磁コイル１１ａ１、１１ａ２…１Ｎａ
１、１Ｎａ２の励磁状態を制御する励磁パルスＰ２１〜
Ｐ２４を各々出力し、指針２１…２Ｎがゼロ位置に向か
う方向に回転子１１ｂ…１Ｎｂを逆回転させると共に、
オープン信号Ｓ１をスイッチＳＷ１１…ＳＷ１Ｎの制御
端子に出力する第２の励磁回路４ｂ（＝請求項中の第２
の励磁手段に相当する。）とを有する。

【００３８】上述した従来例では、励磁ステップ→
…→から構成される励磁パターンに従って励磁状態を
制御することにより回転子１１ｂ…１１Ｎを逆回転させ
ていたが、本実施の形態においては、励磁ステップの
代わりに励磁ステップを代入した励磁ステップ→
→→…→から構成される励磁パターンに従って励磁
コイル１１ａ１、１１ａ２…の励磁状態の制御を行う。
このため、励磁パルスＰ２１〜２４は、図３（ａ）〜
（ｄ）に示すような、パルスから構成される。

【００３９】このように、励磁ステップを除くと、励
磁ステップから励磁ステップへの励磁状態の変化に
追従して回転子１１ｂ…１Ｎｂは、それぞれ１８度回転
する。一方、回転子１１ｂ…１Ｎｂは、励磁ステップ
から励磁ステップへ以外の変化に対しては、上述した
従来で説明したように９度づつ回転する。

【００４０】すなわち、他の励磁ステップよりも回転子
１１ｂ…１１Ｎの回転量が大きくなる励磁ステップに
制御した際に、励磁コイル１１ａ１…１Ｎａ１のｂ側を
オープン状態にすれば、回転子１１ｂ…１１Ｎが回転可
能な状態であったとき、検出コイルとしての励磁コイル
１１ａ１…１Ｎａ１の両端には他の励磁ステップに制御
したときより、高い誘導電圧が生じる。

【００４１】また、第２の励磁回路４ｂは、図３（ｅ）
に示すように、励磁ステップを検出励磁ステップとし
たとき、検出励磁ステップでＨレベルとなるパルスか
ら構成されているオープン信号Ｓ１をスイッチＳＷ１１
〜ＳＷ１Ｎに対して出力する。このことにより、各励磁
コイル１１ａ１、１１ａ２…１Ｎａ１、１Ｎａ２が検出
励磁ステップに励磁状態が制御されるごと、スイッチ
ＳＷ１１…１Ｎが開して、励磁コイル１１ａ１…１Ｎａ
１のｂ側がオープン状態となるようにしている。

【００４２】なお、上記励磁パルス２１〜Ｐ２４及び、
オープン信号Ｓ１は、直接出力せずに、シフトレジスタ
４ｃ１〜４ｃＮを各々介した後出力している。シフトレ
ジスタ４ｃ１は、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４をそのまま
出力し、シフトレジスタ４ｃ２は、励磁パルスＰ２１〜
Ｐ２４を２ステップ遅れて出力し…、シフトレジスタ４
ｃＮは、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４を２＊（Ｎ−１）ス
テップ遅れて出力するレジスタである。従って、励磁コ
イル１１ａ１、１１ａ２〜１Ｎａ１、１Ｎａ２の励磁状
態が、各々２ステップづつずれるようになっている。以
上のことから明らかなように、シフトレジスタ４ｃ１〜
４ｃＮは遅延手段を構成している。

【００４３】駆動制御装置４はまた、各スイッチＳＷ１
１〜ＳＷ１Ｎが開されるタイミング、すなわち各励磁コ
イルが検出励磁ステップに制御されるタイミングで、
当該スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１Ｎに対応する各励磁コイ
ル１１ａ１…１Ｎａ１の両端電圧Ｖ１…ＶＮを各々取り
込み、取り込んだ両端電圧Ｖ１…ＶＮに基づき、誘導電
圧の有無を検出すると共に、誘導電圧の有無に基づき、
各指針２１…２Ｎがストッパ５１…５Ｎに当接してゼロ
位置で停止したことを検出する位置検出回路４ｄ（＝請
求項中の位置検出手段に相当する。）を有する。

【００４４】駆動制御装置４はまた、図示しない４つの
ＯＲゲートから構成され、励磁パルスＰ１１〜Ｐ１４又
は、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４の何れかを励磁コイル１
１ａ１、１１ａ２に入力する複数のセレクタ回路４ｅ１
〜４ｅＮと、イグニッションオン、オフ又は、車載バッ
テリの接続等のタイミングで出力される命令信号Ｓ２を
入力したとき、第１の励磁回路４ａ１〜４ａＮによる各
々の制御を停止させると共に、第２の励磁回路４ｂによ
る各ステッピングモータ１１〜１Ｎの逆回転制御を開始
させ、各指針２１〜２Ｎがストッパ５１〜５Ｎに当接し
てゼロ位置で停止したことを位置検出回路４ｄが検出す
る毎に、ゼロ位置で停止した指針に対応するシフトレジ
スタをリセットして逆回転制御を順次停止させると共
に、全ての指針２１〜２Ｎがゼロ位置にあることを検出
したとき、第１の励磁回路４ａ１〜４ａＮによる制御を
開始させる制御回路４ｆ（＝請求項中の制御手段に相当
する）とを有している。

【００４５】次に、第２の励磁回路４ｂ及び、位置検出
回路４ｄの詳細について説明する。第２の励磁回路４ｂ
は、図４に示すように、例えば２[ＭＨｚ]のクロック信
号ＣＫを所定の分周比で分周する分周回路４ｂ１と、分
周回路４ｂ１が分周した分周パルスに基づいて、励磁パ
ルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１を直列にした直
列信号を出力するパターン生成回路４ｂ２と、直列信号
を並列にすることにより、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、
オープン信号Ｓ１を並列に出力する５ビットのシフトレ
ジスタ４ｂ３とを有している。

【００４６】位置検出回路４ｄは、シフトレジスタ４ｃ
１〜４ｃＮによって２ステップずつ遅延された各オープ
ン信号Ｓ１１〜Ｓ１Ｎが入力するＯＲゲート４ｄ１と、
２ステップづつ遅延された各オープン信号Ｓ１１〜Ｓ１
Ｎが制御端子に入力されたスイッチＳＷ２１〜ＳＷ２Ｎ
と、両端電圧Ｖ１〜ＶＮを、例えば８ビットのディジタ
ル値Ｄ１に変換するアナログ／ディジタル変換器（以
下、Ａ／Ｄ変換器という）４ｄ２とを有する。位置検出
回路４ｄはまた、Ａ／Ｄ変換器４ｄ２から出力されるデ
ィジタル値と、予め定めた閾値とを比較する比較器４ｄ
３とを有する。

【００４７】上述した構成の駆動制御装置を組み込んだ
駆動装置としての指示装置の動作を図５及び図６のタイ
ムチャートを参照して以下説明する。イグニッションオ
ン、オフ又は、車載バッテリの接続時に応じて出力され
る命令信号Ｓ２が入力したとき（図５（ａ））、制御回
路４ｆはリセット動作を開始し、第１の励磁回路４ａ１
〜４ａＮに角度データＤ１１〜Ｄ１Ｎの入力を拒否させ
る拒否信号Ｓ３（図２参照）を各々出力して、第１の励
磁回路４ａ１〜４ａＮによる制御を停止させる。

【００４８】また、制御回路４ｆは、分周回路４ｂ１に
クロック信号ＣＫの分周を開始させる（図５（ｂ））。
そして、パターン生成回路４ｂ２は、この分周パルスに
基づき、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１
を直列にした直列信号を生成し、シフトレジスタ４ｂ３
に対して出力する（図５（ｃ））。

【００４９】シフトレジスタ４ｂ３は、分周パルスが入
力する毎にパターン生成回路４ｂ２から出力される直列
信号を５ビットのレジスタに順次記憶すると共に、分周
パルスが６コイル入力する毎に、各レジスタに記憶され
た信号を並列に出力し、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４及
び、オープン信号Ｓ１をそれぞれ並列に出力する。

【００５０】これら励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４及び、オ
ープン信号Ｓ１は、シフトレジスタ４ｃ１…４ｃＮを各
々介すことにより、２ステップづつずれて、励磁コイル
１１ａ１、１１ａ２…１Ｎａ１、１Ｎａ２及び、スイッ
チＳＷ１１…ＳＷ１Ｎの制御端子にそれぞれ入力するこ
ととなる（図６参照）。また、シフトレジスタ４ｃ１…
４ｃＮを介したオープン信号Ｓ１１〜Ｓ１Ｎは、スイッ
チＳＷ１１〜ＳＷ１Ｎに各々入力されている。

【００５１】上述したように、シフトレジスタ４ｃ１〜
４ｃＮによって、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４及び、オー
プン信号Ｓ１が各々２ステップづつずらしてあるため、
各励磁コイル１１ａ１…１Ｎａ１の両端電圧検出のタイ
ミングを示すオープン信号Ｓ１も２ステップづつずらす
ことができる（図６参照）。

【００５２】また、スイッチＳ２１〜ＳＷ２Ｎは、シフ
トレジスタ４ｃ１〜４ｃＮを介したオープン信号Ｓ１１
〜Ｓ１ＮがＨレベルになる毎に各々閉し、励磁コイル１
１ａ１…１Ｎａ１の両端電圧Ｖ１…ＶｎをＡ／Ｄ変換器
４ｄ２に入力することとなる。従って、Ａ／Ｄ変換器４
ｄ２には、両端電圧Ｖ１…Ｖｎが２ステップごとに順次
入力され、この入力に応じたディジタル値Ｄ１が比較器
４ｄ３に入力する。そして、比較器４ｄ５は、ディジタ
ル値Ｄ１と閾値との比較を行う。

【００５３】このとき、指針２１…２Ｎがストッパ５１
…５Ｎに当接しておらず、回転子１１ｂ…１Ｎｂが回転
状態にあるときは無励磁の励磁コイル１１ａ１…１Ｎａ
１には、誘導電圧が生じているため、比較器４ｄ３に入
力する両端電圧Ｖ１…ＶＮのディジタル値Ｄ１は、予め
定めた閾値より高い。このときは、比較器４ｄ５はＬレ
ベルの信号を出力する。

【００５４】一方、指針２１…２Ｎがストッパ５１…５
Ｎと当接しており、回転子１１ｂ…１Ｎｂが停止状態に
あるとき無励磁の励磁コイル１１ａ１…１Ｎａ１には、
誘導電圧が発生しない。従って、比較器４ｄ３に入力す
る電圧Ｖ１…ＶＮのディジタル値Ｄ１は、予め定めた閾
値より小さくなる。このとき比較器４ｄ３は、誘導電圧
無しを検出した旨を伝えるＨレベルの検出信号Ｓ４を出
力する。

【００５５】この出力に応じて制御回路４ｆは、オープ
ン信号Ｓ１１〜Ｓ１Ｎの出力に応じたシフトレジスタ４
ｃ１〜４ｃＮをリセットする。具体的には、例えば、オ
ープン信号Ｓ１１がＨレベルで有れば、ステッピングモ
ータ１１の指針２１がゼロ位置となって、回転子１１ｂ
の回転が停止状態であると判断し、制御回路４ｆは、シ
フトレジスタ４ｃ１をリセットして、励磁コイル１１ａ
１、１１ａ２に対する励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４及び、
オープン信号Ｓ１１の出力を停止することにより、第２
の励磁回路４ｂによる回転子１１ｂの逆回転制御を停止
させる。

【００５６】順次以上のことを繰り返し、制御回路４ｆ
は、位置検出回路４ｄにより全ての指針２１〜２Ｎがス
トッパ５１〜５Ｎに当接してゼロ位置で停止したことを
検出したとき、パターン生成回路４ｂ２の励磁パルスＰ
２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１を直列にした直列信号
の生成を停止させると共に、シフトレジスタ４ｂ３をリ
セットして第２の励磁回路４ｂによる逆回転制御を停止
させる。また、制御回路４ｆは、拒否信号Ｓ３の出力を
停止することにより、第１の励磁回路４ａ１〜４ａＮに
よる制御を開始させる。

【００５７】ところで、本発明の実施形態において、各
励磁コイル１１ａ１、１１ａ２…が励磁ステップに規
定される励磁状態になったとき、指針２１…がストッパ
５１…に当接するように、指針２１…が回転子１１ｂに
各々組み込まれている。以降、励磁ステップを当接励
磁ステップという。このとき、上述したように検出励
磁ステップで励磁コイル１１ａ１…に生じる誘導電圧
の有無を検出すると、指針２１…がストッパ５１…に当
接したとき、確実に励磁コイル１１ａ１…に誘導電圧無
しを検出することができる。

【００５８】すなわち、指針２１…がストッパ５１に当
接して、回転子１１ｂ…が当接励磁ステップに示す位
置で停止したとき、第２の励磁回路４ｂにより、励磁ス
テップ→→→→→→…と逆励磁パターン
に従って、励磁コイル１１ａ１、１１ａ２…の励磁状態
の制御が行われ続けると、励磁ステップ辺りから回転
子１１ｂ…が正回転してしまう恐れがある。この回転子
１１ｂ…の正回転による励磁ステップでは、指針２１
…がストッパ５１…に当接した後であるにも拘わらず、
誘導電圧が発生してしまい、指針２１がゼロ位置に到達
したことを検出することができない。

【００５９】そこで、上述したように、検出励磁ステッ
プとなるタイミングで誘導電圧の有無を検出すれば、
正回転する前であり、回転子１１ｂ…が完全に停止状態
であるため、確実に励磁コイル１１ａ１…に誘導電圧が
生じなくなる。

【００６０】そして、指針２１…とストッパ５１…とが
当接した後、回転子１１ｂ…が正回転する前に制御され
る励磁ステップを検出励磁ステップとし、シフトレジ
スタ４ｃ１〜４ｃＮによって各励磁コイル１１ａ１、１
１ａ２…の励磁状態が、各ステッピングモータ１１〜１
Ｎ間で２励磁ステップづつずれるように第２の励磁回路
４ｂによる制御を遅延させることにより、単一の位置検
出回路４ｄによって、複数の励磁コイル１１ａ１…に生
じる誘導電圧の有無検出を、検出励磁ステップに規定さ
れた励磁状態に制御されたとき行うことができ、全ての
指針２１…について確実にストッパ５１…と当接してゼ
ロ位置で停止したことを検出することができる。

【００６１】また、パターン生成回路４ｂ２は、最初に
励磁するステップを励磁ステップとしている。この励
磁ステップのように、励磁コイル１１ａ１、１１ａ２
…１Ｎａ１、１Ｎａ２の１つだけが励磁状態となる励磁
ステップから始めると以下に示す効果を奏することとな
る。

【００６２】すなわち、例えば励磁ステップから逆回転
するようにした場合、図７に示すように、第２の励磁回
路４ｂによる制御開始時の回転子１ｂの位置が励磁ステ
ップに示すような位置であったとき（図９参照）、励
磁コイル１１ａ１、１１ａ２…を励磁ステップに規定
する励磁状態に制御すると、励磁コイル１１ａ２のｂ側
と、このｂ側に対向するＮ極との間の反発力により矢印
Ｙ２へ回転しようとする力Ｆ１が生じる。一方、励磁コ
イル１１ａ１のａ側と、このａ側に対向するＳ極との間
の反発力により矢印Ｙ１へ回転しようとする力が生じ
る。

【００６３】このため、励磁ステップの励磁状態に制
御しても励磁ステップに示す回転子１１ｂ…の位置ま
で回転することなく、励磁ステップに示す回転子１１
ｂ…の位置で停止したままとなる可能性がある。このよ
うに励磁ステップに制御したにも拘わらず回転子１１
ｂ…の位置が励磁ステップの位置であった場合、次に
励磁ステップに制御すると逆回転したいにも拘わら
ず、正回転してしまうことがある。

【００６４】このように、制御開始時に正回転し、その
後逆回転させると回転子１１ｂの回転が遅くなり、回転
状態であるにも拘わらず誘導電圧が低下し、誘導電圧無
しと誤検出されてしまう恐れがある。そこで、上述した
ように、励磁ステップから励磁を始めれば、励磁状態
となるのは励磁コイル１１ａ２だけなので必ず励磁コイ
ル１１ａ２のｂ側に吸引されて、励磁ステップの状態
から逆回転を始めることができ、回転子始めの回転子１
ｂの回転が遅くならず、誤検出することがなくなる。

【００６５】また、上述したように指針２１〜２Ｎは当
接励磁ステップに示す回転子１１ｂ〜１Ｎｂの状態で
ストッパ５１〜５Ｎに当接するように組み込まれている
ことに着目し、制御回路４ｆは、励磁ステップで誘導
電圧無しが検出され、Ｈレベルの検出信号Ｓ４が出力さ
れたとしても、すぐに第２の励磁回路４ｂによる回転子
１１ｂ〜１Ｎｂの逆回転制御を停止せずに、励磁ステッ
プ→→→→→→までさらに逆回転制御し
た後、停止させる。以上のように、当接励磁ステップ
まで制御してから逆回転制御を停止することにより、指
針２１〜２Ｎをゼロ位置にぴったり停止させることがで
きる。

【００６６】なお、上述した実施例では、誘導電圧を検
出する検出コイルを無励磁に制御されている励磁コイル
１１ａ１…１Ｎａ１を流用していたが、例えば、励磁コ
イル１ａ１、１ａ２と別途に設けたコイルにより誘導電
圧を検出するようにしても良い。しかしながら、コスト
的には、励磁コイルを流用する方が部品点数を増やす必
要がないため好ましい。

【００６７】また、上述した実施例では、シフトレジス
タ４ｃ１〜４ｃＮによって、各ステッピングモータ１１
〜１Ｎ間の励磁状態を２ステップずらすことにより、全
てのステッピングモータ１１〜１Ｎについて、検出励磁
ステップに制御されたとき、両端電圧Ｖ１〜ＶＮを取
り込んで、誘導電圧の有無を検出していたが、例えば、
誘導電圧を検出するタイミングがばらばらでも良いなら
ば、シフトレジスタ４ｃ１〜４ｃＮによって、各ステッ
ピングモータ１１〜１Ｎ間の励磁状態をずらす必要がな
く、位置検出回路４ｄによって単に両端電圧Ｖ１〜ＶＮ
を順次取り込んで、誘導電圧の有無を検出するだけでも
よい。

【００６８】また、上述した実施例では、第２の励磁回
路４ｂは、励磁ステップから励磁状態の制御を開始し
ていたが、例えば、２つの励磁ステップ１１ａ１、１１
ａ２…の内、何れか１つのみが励磁されるとき、すなわ
ち励磁ステップ、、から励磁状態の制御を開始す
るようにしても上記効果を得ることができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は６記
載の発明によれば、位置検出手段が複数の検出コイルに
生じる誘導電圧の有無を順次検出することにより、単一
の位置検出手段により複数の被駆動部材がストッパと当
接して所定位置で停止していることを検出することがで
きるので、位置検出手段を複数のステッピングモータに
対して共通化することができ、コストダウンを図ること
ができる駆動装置及び、駆動制御装置を得ることができ
る。

【００７０】請求項２記載の発明によれば、被駆動部材
とストッパとが当接した後、回転子が正回転する前に制
御される励磁ステップを検出励磁ステップとし、遅延手
段によって励磁コイルの励磁状態が、複数のステッピン
グモータ間で所定励磁ステップづつずれるように、第２
の励磁手段による制御を遅延させることにより、単一の
位置検出手段によって、複数の検出コイルに生じる誘導
電圧の有無の検出を、検出励磁ステップに規定された励
磁状態に制御されたとき行うことができるので、全ての
被駆動部材について確実にストッパと当接して所定位置
で停止したことを検出することができる駆動装置を得る
ことができる。

【００７１】請求項３記載の発明によれば、回転子の位
置がどんな位置にあったとしても、必ず励磁状態にある
励磁コイルと対極する位置から回転をし始めることがで
きるため、逆回転し始めから回転を安定させることがで
きるので、逆回転し始めに、回転子が回転可能な状態で
あるにも拘わらず誘導電圧が発生しないということがな
くなり、誤検出することがなくなる駆動装置を得ること
ができる。

【００７２】請求項４記載の発明によれば、回転子を回
転させるための励磁コイルと、誘導電圧の検出用のコイ
ルとを別途にする必要がないので、コストダウンを図っ
た駆動装置を得ることができる。

【００７３】請求項５記載の発明によれば、被駆動部材
とストッパとが確実に当接した状態で、第２の励磁手段
による制御を停止することができるので、確実に被駆動
部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間
の差異をリセットすることができる駆動装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の駆動制御装置を組み込んだ駆動装置の
一実施の形態を示す図である。

【図２】図１の駆動制御装置の詳細を説明するための図
である。

【図３】図１の第２の励磁回路が出力する励磁パルス及
び、オープン信号を説明するための図である。

【図４】図２の第２の励磁回路及び、位置検出回路の詳
細を説明するための図である。

【図５】図１の駆動制御装置を組み込んだ駆動装置の動
作を説明するためのタイムチャートである。

【図６】図１の駆動制御装置を組み込んだ駆動装置の動
作を説明するためのタイムチャートである。

【図７】励磁ステップから制御を開始する理由を説明
するための図である。

【図８】従来の駆動制御装置を組み込んだ駆動装置の一
例を示す図である。

【図９】励磁コイルの励磁状態と回転子の回転の関係を
説明するための図である。

【符号の説明】

１１ａ１、１１ａ２ 励磁コイル １２ａ１、１２ａ２ 励磁コイル １Ｎａ１、１Ｎａ２ 励磁コイル １１ｂ〜１Ｎｂ 回転子 １１〜１Ｎ ステッピングモータ ２１〜２Ｎ 被駆動部材（指針） ５１〜５Ｎ ストッパ ４ａ１〜４ａＮ 第１の励磁手段（第１の励磁回
路） ４ｂ 第２の励磁手段（第２の励磁回
路） ４ｃ１〜４ｃＮ 遅延手段（シフトレジスタ） １１ａ１〜１１ａＮ 検出コイル（励磁コイル） ４ｄ 位置検出手段（位置検出回路） ４ｆ 制御手段（制御回路）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の励磁コイルと、ＮＳ極が着磁さ
   れ、かつ前記励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回
   転する回転子とを有する複数のステッピングモータと、 前記各回転子の回転動作に連動する複数の被駆動部材
   と、 前記各被駆動部材を所定位置に機械的に停止させる複数
   のストッパと、 前記複数の励磁コイルを各々制御し、前記各回転子を正
   逆回転させる複数の第１の励磁手段と、 前記各複数の励磁コイルの励磁状態を規定する複数の励
   磁ステップから構成される励磁パターンに従って前記複
   数の励磁コイルの励磁状態を制御し、前記各被駆動部材
   が前記所定位置に向かう方向に前記各回転子を逆回転さ
   せる第２の励磁手段と、 前記各回転子の回転に応じて誘導電圧が生じる複数の検
   出コイルと、 前記第２の励磁手段による制御中、前記各検出コイルに
   生じる誘導電圧の有無を順次検出し、該検出した誘導電
   圧の有無に基づき、前記各被駆動部材が前記各ストッパ
   に当接して前記所定位置で停止したことを検出する単一
   の位置検出手段と、 命令信号を入力したとき、前記第１の励磁手段による制
   御を停止させると共に、前記第２の励磁手段による制御
   を開始させ、前記位置検出手段により全ての前記被駆動
   部材が前記所定位置で停止したことを検出したとき、前
   記第２の励磁手段による制御を停止させると共に、前記
   複数の第１の励磁手段による制御を開始させる制御手段
   とを備えることを特徴とする駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の駆動装置であって、 前記複数の励磁コイルの励磁状態が、前記複数のステッ
   ピングモータ間で所定励磁ステップづつずれるように、
   前記第２の励磁手段による制御を遅延させる遅延手段を
   更に備え、 前記位置検出手段は、前記被駆動部材が前記ストッパに
   当接した後に、前記回転子が正回転する前に制御される
   励磁ステップを検出励磁ステップとし、前記各複数の励
   磁コイルが前記検出励磁ステップに規定される励磁状態
   に制御されるごとに、当該励磁コイルに対応する前記検
   出コイルに生じる誘導電圧の有無を検出することを特徴
   とする駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は、２記載の駆動装置であっ
   て、 前記第２の励磁手段は、前記各複数の励磁コイルの何れ
   か１つのみが励磁されるような励磁ステップから前記励
   磁パターンに従った励磁状態の制御を開始することを特
   徴とする駆動装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３何れか１項記載の駆動装置
   であって、 前記検出励磁ステップは、前記複励の励磁コイルの何れ
   かが無励磁となるような励磁状態を規定し、 前記検出コイルとして、前記無励磁に制御されている前
   記励磁コイルを流用することを特徴とする駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４何れか１項記載の駆動装置
   であって、 前記被駆動部材と前記ストッパとが当接する励磁ステッ
   プを当接励磁ステップとしたとき、前記第２の励磁手段
   は、前記当接励磁ステップに規定された励磁状態に制御
   した後、制御を停止することを特徴とする駆動装置。
6. 【請求項６】 複数のステッピングモータが有する複数
   の励磁コイルの励磁状態を各々制御して、前記各励磁コ
   イルの変化に追従して回転する前記複数のステッピング
   モータが有する複数の回転子を各々正逆回転させる複数
   の第１の励磁手段と、 前記励磁コイルの励磁状態を規定する複数の励磁ステッ
   プから構成される励磁パターンに従って励磁状態の制御
   をすることにより、前記各回転子の回転動作に連動する
   複数の被駆動部材が、所定位置に設けられたストッパに
   向かうように前記各回転子を逆回転させる第２の励磁手
   段と、 前記各回転子の回転により誘導電圧が生じる複数の検出
   コイルと、 前記第２の励磁手段による制御中、前記各検出コイルに
   生じる誘導電圧の有無を順次検出し、該検出した誘導電
   圧の有無に基づき、前記各被駆動部材が前記各ストッパ
   に当接して前記所定位置で停止したことを検出する単一
   の位置検出手段と、 命令信号を入力したとき、前記第１の励磁手段による制
   御を停止させると共に、前記第２の励磁手段による制御
   を開始させ、前記位置検出手段により全ての前記被駆動
   部材が前記所定位置で停止したことを検出したとき、前
   記第２の励磁手段による制御を停止させると共に、前記
   複数の第１の励磁手段による制御を開始させる制御手段
   とを備えることを特徴とする駆動制御装置。