JP2021010256A - ステッピングモータ制御装置、ステッピングモータ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステッピングモータの駆動制御において、エンコーダ等の位置センサや専用のマイクロプロセッサを必要とせず、低コストで高精度なトルク推定および脱調状態の推定が可能なステッピングモータ制御装置を提供する。【解決手段】ステッピングモータの駆動を制御するステッピングモータ制御装置であって、ステッピングモータの出力電圧と回転数を制御する駆動ドライバと、前記ステッピングモータの出力電圧を検出する電圧検出器と、前記ステッピングモータの出力電流を検出する電流検出器と、前記電圧検出器で検出した電圧検出値、前記電流検出器で検出した電流検出値、および前記ステッピングモータの速度情報から前記ステッピングモータの出力トルクおよび起電圧位相を推定するトルク・脱調推定部と、を備え、前記トルク・脱調推定部で推定した出力トルク推定値および起電圧位相推定値に基づき前記ステッピングモータの駆動を制御することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、ステッピングモータの駆動を制御する制御装置の構成とその制御方法に係り、特に、負荷状態が変化する用途に用いられるステッピングモータに適用して有効な技術に関する。

位置指令（パルス信号）によって回転角度・回転速度を正確に制御できるステッピングモータは、産業機器のＸ−Ｙ軸のテーブル駆動や分注装置のような医療機器の駆動機構など、様々な分野で広く用いられている。ステッピングモータは、位置指令（パルス信号）に応じて回転子が移動するとともに、巻線各相に流れる電流を一定に制御するオープンループ制御であり、簡易な位置決め運転を実現できる。

しかし、前述した電流で発生するモータトルク以上の負荷が印加されると、ステッピングモータは位置指令（パルス信号）に追従できない脱調状態に陥る。

これを防止するためには最大負荷を見込んだ電流を流す必要があるが、ステッピングモータの出力トルクは振動し易く無効電力が大きくなるため、ステッピングモータが発熱し易いという問題が生じる。

そこで、例えば、特許文献１のように、ステッピングモータの各相巻線に流れる電流の零クロスを検出するとともに、ドライバに与える位置指令（パルス信号）の立ち上がり、あるいは立ち下りのエッジ信号を用いて、電流の零クロスまでの位相差を検知し、前述のエッジ間周期に対する当該位相差の比である位相差比と、ステッピングモータの駆動周波数に応じてドライバの電流設定を可変する手法がある。（特許文献１の段落［０００８］）

特開２０１１−１４７２３６号公報

しかしながら、一般にステッピングモータは多極であり、電流の電気角周波数は高いため、上記特許文献１の手法を用いた場合、電流の零クロスを検出するのは非常に困難となり、零クロス点からずれてしまうことが懸念され、汎用のマイクロプロセッサでは十分に対応しきれず、ステッピングモータの仕様毎に専用のマイクロプロセッサが必要となり、コスト上昇に繋がる。

そこで、本発明の目的は、ステッピングモータの駆動制御において、エンコーダ等の位置センサや専用のマイクロプロセッサを必要とせず、低コストで高精度なトルク推定および脱調状態の推定が可能なステッピングモータ制御装置とその制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、ステッピングモータの駆動を制御するステッピングモータ制御装置であって、ステッピングモータの出力電圧と回転数を制御する駆動ドライバと、前記ステッピングモータの出力電圧を検出する電圧検出器と、前記ステッピングモータの出力電流を検出する電流検出器と、前記電圧検出器で検出した電圧検出値、前記電流検出器で検出した電流検出値、および前記ステッピングモータの速度情報から前記ステッピングモータの出力トルクおよび起電圧位相を推定するトルク・脱調推定部と、を備え、前記トルク・脱調推定部で推定した出力トルク推定値および起電圧位相推定値に基づき前記ステッピングモータの駆動を制御することを特徴とする。

また、本発明は、ステッピングモータの駆動を制御するステッピングモータ制御方法であって、ステッピングモータの出力電圧および出力電流を検出し、当該検出した電圧検出値および電流検出値、および前記ステッピングモータの速度情報から前記ステッピングモータの出力トルクおよび起電圧位相を推定し、当該推定した出力トルク推定値および起電圧位相推定値に基づき前記ステッピングモータの駆動を制御することを特徴とする。

本発明によれば、ステッピングモータの駆動制御において、エンコーダ等の位置センサや専用のマイクロプロセッサを必要とせず、低コストで高精度なトルク推定および脱調状態の推定が可能なステッピングモータ制御装置とその制御方法を実現することができる。

これにより、高効率で信頼性の高いステッピングモータの駆動制御が可能となる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１に係るステッピングモータ制御装置の構成図である。 図１のトルク・脱調推定部の構成図である。 実施例２に係るステッピングモータ制御装置の構成図である。 図３のトルク・脱調推定部の構成図である。 実施例３に係るステッピングモータ制御装置の構成図である。 実施例４に係るステッピングモータ制御装置の構成図である。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。また、以下に説明する各実施例は必ずしも図示した例に限定されるものではない。

図１および図２を参照して、本発明の実施例１のステッピングモータ制御装置とその制御方法について説明する。図１は、本実施例に係るステッピングモータ制御装置の構成例を示す。

ステッピングモータ１は、２相以上の巻線を有し永久磁石の磁束によるトルク成分を出力する。図１には、Ａ相およびＢ相の２相の巻線を有するステッピングモータの例を示す。

駆動ドライバ２は、直流電圧（電源）２ｃの出力である直流電圧Ｅ_DCに対しＡ相ドライバ２ａとＢ相ドライバ２ｂにおいてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行い、Ａ相とＢ相の矩形波電圧を出力し、ステッピングモータ１の出力電圧と回転数を可変（制御）する。

Ａ相電圧検出器３は、ステッピングモータ１のＡ相の出力電圧Ｖacを検出する。

Ａ相電流検出器４は、ステッピングモータ１のＡ相の出力電流Ｉacを検出する。

Ｂ相電圧検出器５は、ステッピングモータ１のＢ相の出力電圧Ｖbcを検出する。

Ｂ相電流検出器６は、ステッピングモータ１のＢ相の出力電流Ｉbcを検出する。

位相指令７は、ステッピングモータ１の角度を変化させる位相指令θ*を出力する。

電流指令８は、ステッピングモータ１に流れる矩形波電流Ｉac，Ｉbcの波高値Ｉ*を出力する。

電流指令修正部９は、矩形波電流Ｉac，Ｉbcの波高値Ｉ*を出力トルク推定値τm＾に応じて第２の波高値Ｉ**として出力する。

トルク・脱調推定部１０は、Ａ相の電圧検出値Ｖac、電流検出値ＩacおよびＢ相の電圧検出値Ｖbc、電流検出値Ｉbcと位相指令θ^*より、ステッピングモータ１の出力トルク推定値τm^とゲートＯＮ／ＯＦＦ信号Ｇ_{Ａ_ｏｎ／ｏｆｆ}を演算し、出力する。

次に、本実施例に係るステッピングモータ制御の基本動作（制御方法）について説明する。本発明による制御方法を分かり易くするために、先ず、本発明の構成（電流指令修正部９およびトルク・脱調推定部１０）を適用しない場合について説明する。

Ａ相ドライバ２ａとＢ相ドライバ２ｂで構成される駆動ドライバ２では、上位から与えられる電流指令８（Ｉ*）に、矩形波状のＡ相の電流検出値ＩacとＢ相の電流検出値Ｉbcの波高値が一致するような電流制御が行われ、その出力である電圧指令値がＰＷＭ制御されることで、ステッピングモータ１に矩形波状の電圧Ｖac、Ｖbcが印加される。

ステッピングモータ１を回転させるには、巻線に流れる電流を順番に切替える必要がある。回転速度は励磁する巻線の相を切替える周波数となる。位相指令７（θ*）と角周波数ω*の関係は式（１）である。

ここで、Ｐ_ｍ：対磁極数である。

また、ステッピングモータ１に印加される負荷トルクの最大値を予め想定し、当該最大値τ_{L_ｍａｘ}に対して余裕を設けるよう式（２）の関係で電流指令８（Ｉ*）を設定することで、ステッピングモータ１の脱調を防止している。

しかし、ステッピングモータ１で駆動する装置毎の部品ばらつきや設置環境および運転状況の温度変化による巻線抵抗の変動などにより、電流指令８（Ｉ*）の設定は非常に困難となる。

また、負荷トルクに対し電流指令８（Ｉ*）の設定が大きすぎると、過励磁状態となり出力トルクに振動が発生し、逆に設定が小さすぎるとモータは脱調してしまう。

そこで、本実施例では、電流指令修正部９およびトルク・脱調推定部１０を用いてこれらの問題を改善する。

以下、これらを用いた本実施例の制御方法について述べる。図２は、本発明の特徴であるトルク・脱調推定部１０の構成を示しており、この内部構成について説明する。

符号１０１は、Ａ相電圧Ｖacの基本波成分を抽出する一次遅れフィルタであり、信号Ｖａｃ_ｆｉｌｔｅｒを出力する。

符号１０２は、Ａ相電流Ｉacの基本波成分を抽出する一次遅れフィルタであり、信号Ｉａｃ_ｆｉｌｔｅｒを出力する。

符号１０３は、Ｂ相電圧Ｖbcの基本波成分を抽出する一次遅れフィルタであり、信号Ｖｂｃ_ｆｉｌｔｅｒを出力する。

符号１０４は、Ｂ相電流Ｉbcの基本波成分を抽出する一次遅れフィルタであり、信号Ｉｂｃ_ｆｉｌｔｅｒを出力する。

符号１０５は、位相指令７（θ*）の微分演算部であり、角速度成分ω*を出力する。

ここで、１０１から１０４は基本波成分を抽出する移動平均フィルタなどであってもよい。

符号１０６は、ステッピングモータ１のトルク推定部であり、Ａ相の電圧検出値Ｖａｃ_ｆｉｌｔｅｒとＡ相の電流検出値Ｉａｃ_ｆｉｌｔｅｒ、およびＢ相の電圧検出値Ｖｂｃ_ｆｉｌｔｅｒとＢ相の電流検出値Ｉｂｃ_ｆｉｌｔｅｒ、角速度成分ω*を用いて式（３）に従い出力トルク推定値τ_m^を演算する。

符号１０７は、ステッピングモータ１の位相推定部であり、Ａ相の電圧検出値Ｖａｃ_ｆｉｌｔｅｒとＡ相の電流検出値Ｉａｃ_ｆｉｌｔｅｒ、Ｂ相の電圧検出値Ｖｂｃ_ｆｉｌｔｅｒとＢ相の電流検出値Ｉｂｃ_ｆｉｌｔｅｒ、およびステッピングモータ１の回路定数である巻線抵抗Ｒの設定値Ｒ*を用いて式（４）に従い０から２π（ｒａｄ／ｓ）で変化する起電圧位相推定値θm^を演算する。

符号１０８は周期演算部であり、角速度成分ω*を用いて式（５）に従いω*の逆数となる周期Ｔを演算する。

符号１０９は脱調推定部であり、起電圧位相推定値θ_m^が０となる時間Ｔｎを測定し、今回の時間Ｔｎと前回の測定時間Ｔ（ｎ−１）および前々回の測定時間Ｔ（ｎ−２）に大きな差異がなければ、安定状態と判定してゲートＯＮ／ＯＦＦ信号Ｇ_{Ａ_on/off}＝１に設定する。

本実施例では、サンプリング周期毎に、今回の時間Ｔｎを前回の測定時間Ｔ（ｎ−１）に、前回の測定時間Ｔ（ｎ−１）を前々回の測定時間Ｔ（ｎ−２）にそれぞれ書き換えており、さらに式（６）により測定時間と周期Ｔとの比率を順次演算する。

それぞれ演算した比率α（ｎ−２）、α（ｎ−１）、α（ｎ）がともに１.０[ｐ.ｕ.]近傍であれば安定状態と判定し、ゲートＯＮ／ＯＦＦ信号Ｇ_{Ａ_on/off}＝１に設定する。また、上記以外は脱調状態と判定し、ゲートＯＮ／ＯＦＦ信号Ｇ_{Ａ_on/off}＝０を設定している。

ここでは３つの測定時間を用いてステッピングモータ１の脱調を推定したが、大きな差異があるときに脱調を推定する概念であるので、検出ノイズ等が問題となる場合は測定時間の個数をより多くしてもよい。

電流指令修正部９は、第１の電流指令Ｉ*と出力トルク推定値τ_ｍ^を用いて式（７）に従い第２の電流指令Ｉ**を演算する。

ここで、Ｋ₁は比例ゲインであり、負荷トルクがゆっくり変化する場合、Ｋ₁は１.０５〜１.１程度に設定すればよい。また、負荷トルクが急激に変化する場合はＫ₁を１．１以上に設定してもよい。より脱調を防止することができる。

このときＫ₁は実際にステッピングモータ１を駆動して装置を動かし、調整した値であってもよい。また、予め負荷トルクが急激に変化するタイミングが分かれば、そのタイミング前にＫ₁を大きく変更し、そのタイミング後にＫ₁を小さく変更してもよい。

このような構成とすることで、必要以上のモータトルクτ_mを発生することがなく、過励磁でのトルク振動や電流不足による脱調を防止することができる。

また、ワーストケースでステッピングモータ１が脱調したときでも、脱調推定部１０９が動作して脱調を検出し、Ａ相ドライバ２ａとＢ相ドライバ２ｂのゲート信号を遮断して運転を停止することができる。この場合、再起動するタイミングでＫ₁を意図的に大きく変更してもよい。

なお、本実施例では、負荷トルク推定と脱調推定の２つの動作を同時に実施しているが、どちらか一方でも構わない。

以上説明したように、本実施例のステッピングモータ制御装置は、ステッピングモータ１の出力電圧と回転数を制御する駆動ドライバ２と、ステッピングモータ１の出力電圧を検出する電圧検出器（Ａ相電圧検出器３，Ｂ相電圧検出器５）と、ステッピングモータ１の出力電流を検出する電流検出器（Ａ相電流検出器４，Ｂ相電流検出器６）と、電圧検出器（Ａ相電圧検出器３，Ｂ相電圧検出器５）で検出した電圧検出値、電流検出器（Ａ相電流検出器４，Ｂ相電流検出器６）で検出した電流検出値、およびステッピングモータ１の速度情報（位相指令θ*や角周波数ω^*）からステッピングモータ１の出力トルクおよび起電圧位相を推定するトルク・脱調推定部１０と、を備えており、トルク・脱調推定部１０で推定した出力トルク推定値および起電圧位相推定値に基づきステッピングモータ１の駆動を制御する。

また、トルク・脱調推定部１０は、電圧検出器（Ａ相電圧検出器３，Ｂ相電圧検出器５）で検出した電圧検出値の基本波成分を抽出する第１の一次遅れフィルタ１０１，１０３と、電流検出器（Ａ相電流検出器４，Ｂ相電流検出器６）で検出した電流検出値の基本波成分を抽出する第２の一次遅れフィルタ１０２，１０４と、第１の一次遅れフィルタ１０１，１０３の出力値、第２の一次遅れフィルタ１０２，１０４の出力値、および速度情報（位相指令θ*や角周波数ω*）から出力トルク推定値を算出するトルク推定部１０６と、第１の一次遅れフィルタ１０１，１０３の出力値、第２の一次遅れフィルタ１０２，１０４の出力値、およびステッピングモータ１０４の回路定数である巻線抵抗の設定値から起電圧位相推定値を算出する位相推定部１０７と、速度情報（位相指令θ*や角周波数ω*）から当該速度情報の逆数となる周期Ｔを算出する周期演算部１０８と、起電圧位相推定値、周期Ｔに基づき駆動ドライバ２の制御信号Ｇ_{Ａ_ｏｎ／ｏｆｆ}を設定する脱調推定部１０９を有している。

これにより、エンコーダ等の位置センサや専用のマイクロプロセッサを必要とせず、低コストで高精度なトルク推定および脱調状態の推定が可能となり、高効率で信頼性の高いステッピングモータの駆動制御が可能となる。

ここで、本実施例を採用した場合（本発明の実施の有無）の検証方法について説明する。ステッピングモータを駆動するドライバに、Ａ相の電圧検出器と電流検出器、Ｂ相の電圧検出器と電流検出器（或いは、少なくともＡ相、Ｂ相どちら一方の電圧検出器と電流検出器）がドライバ回路上に存在するか確認し、負荷トルクを変化させ、Ａ相の電流検出値ＩacあるいはＢ相の電流検出値Ｉbcの電流波高値が負荷トルクにほぼ比例して、変化していれば本発明を採用していることが明白である。

図３および図４を参照して、本発明の実施例２のステッピングモータ制御装置とその制御方法について説明する。図３は、本実施例に係るステッピングモータ制御装置の構成例を示す。

実施例１では、出力トルク推定値をＡ相、Ｂ相の電圧検出値と電流検出値を用いて演算したが、本実施例はＡ相或いはＢ相のいずれか１相のみで演算する。図３において、符号１〜９は図１のものと同一物である。

図４は、本発明の特徴であるトルク・脱調推定部１０’の構成を示しており、図４に示す符号１０１〜１０５および１０７〜１０９は図２と同一物である。本実施例の特徴は、図２に示すトルク推定部１０６の代わりに、図４に示すトルク推定部１０６ａにおいて出力トルク推定値τm^^を式（８）或いは式（９）により演算する点にある。

Ａ相およびＢ相のどちらか一方のトルクを推定し、当該推定した出力トルク推定値を２倍することで、定常的なトルクは式（３）と同等性能で求めることができるのでソフトウェア演算式の簡略化に有効である。

以上説明したように、本実施例のステッピングモータ制御装置では、トルク・脱調推定部１０’において、ステッピングモータ１の巻線１相分の出力トルクを推定し、当該推定した出力トルク推定値にステッピングモータ１の巻線相数分を乗じてステッピングモータ１全体の出力トルクを推定する。

図５を参照して、本発明の実施例３のステッピングモータ制御装置とその制御方法について説明する。図５は、本実施例に係るステッピングモータ制御装置の構成例を示す。

本実施例は、ステッピングモータ駆動システムに本発明を適用したものである。本実施例では、出力トルク推定値τm^に応じて、位相指令７（θ*）の変化（速度指令の大きさ）を自動的に修正する。図５において、符号１〜１０は図１のものと同一物である。

ここでは、出力トルク推定値τm^が最大トルクＴ_{L_max}近傍であるとき、位相指令修正部１１において、第１の位相指令θ*と出力トルク推定値τm^を用いて式（１０）に従い第２の位相指令θ**を演算する構成にしている。

本実施例のステッピングモータ制御装置では、出力トルク推定値に応じて、駆動ドライバ２の電流設定値を自動調整する。

ここで、Ｋ₂は比例ゲインであり、負荷トルクがゆっくり変化する場合、Ｋ₂は０.９５〜０.９程度に設定すればよい。また、負荷トルクが急激に変化する場合、Ｋ₂を０.９以下に設定してもよい。このような構成にしてもステッピングモータの脱調を防止することができる。

図６を参照して、本発明の実施例４のステッピングモータ制御装置とその制御方法について説明する。図６は、本実施例に係るステッピングモータ制御装置の構成例を示す。

本実施例は、ステッピングモータ駆動システムに、電流指令修正部９と位相指令修正部１１の動作（作用）を同時に実施するものである。出力トルク推定値τ_ｍ^に応じて、式（７）に基づき第２の電流指令Ｉ**を演算し、式（１０）に基づき第２の位相指令θ**を演算している。

本実施例をステッピングモータ制御装置に適用すれば、少ない電流で脱調せずにステッピングモータを安定に駆動することができる。

また、本実施例のステッピングモータ制御装置では、起電圧位相推定値の変化からステッピングモータ１の脱調を推定し、脱調と判定した場合、脱調推定信号を出力し、当該脱調推定信号に応じて、駆動ドライバ２への通電を中断する。或いは、脱調と判定した場合、脱調推定信号を出力し、出力トルク推定値または脱調推定信号に応じて、駆動ドライバ２に与える位相指令θ^*の加減速レートを自動調整する。

なお、位相指令７や電流指令８の修正演算は、上位装置であるプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）やコンピュータと接続するローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）上で実施してもよい。

以上で説明した実施例１〜４においては、汎用のマイクロプロセッサを用いた場合を想定しているが、アナログ回路やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）による構成で行ってもよい。

さらに、本発明の対象となるステッピングモータは、２相に限らず、例えば５相であってもよい。

また、実施例１〜４において、駆動ドライバ２を構成するスイッチング素子としては、Si（シリコン）半導体素子であっても、SiC（シリコンカーバイト）やGaN（ガリウムナイトライド）などのワイドバンドギャップ半導体素子であってもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

１…ステッピングモータ、２…駆動ドライバ、２ａ…Ａ相ドライバ、２ｂ…Ｂ相ドライバ、２ｃ…直流電圧（電源）、３…Ａ相電圧検出器、４…Ａ相電流検出器、５…Ｂ相電圧検出器、６…Ｂ相電流検出器、７…位相指令、８…電流指令、９…電流指令修正部、１０，１０’…トルク・脱調推定部、１１…位相指令修正部、１０１〜１０４…一次遅れフィルタ、１０５…微分演算部、１０６，１０６ａ…トルク推定部、１０７…位相推定部、１０８…周期演算部、１０９…脱調推定部、θ^*…（第１の）位相指令、θ^**…（第２の）位相指令、ω^*…角周波数（角速度成分）、Ｉ^* …（第１の）電流指令、Ｉ^**…（第２の）電流指令、Ｖac…Ａ相（Ａ軸）電圧検出値、Ｉac…Ａ相（Ａ軸）電流検出値、Ｖbc…Ｂ相（Ｂ軸）電圧検出値、Ｉbc…Ｂ相（Ｂ軸）電流検出値、τm^，τm^^…出力トルク推定値、θm^…起電圧位相推定値、Ｇ_{Ａ_ｏｎ／ｏｆｆ}…ゲートＯＮ／ＯＦＦ信号。

Claims (12)

1. ステッピングモータの駆動を制御するステッピングモータ制御装置であって、
   ステッピングモータの出力電圧と回転数を制御する駆動ドライバと、
   前記ステッピングモータの出力電圧を検出する電圧検出器と、
   前記ステッピングモータの出力電流を検出する電流検出器と、
   前記電圧検出器で検出した電圧検出値、前記電流検出器で検出した電流検出値、および前記ステッピングモータの速度情報から前記ステッピングモータの出力トルクおよび起電圧位相を推定するトルク・脱調推定部と、を備え、
   前記トルク・脱調推定部で推定した出力トルク推定値および起電圧位相推定値に基づき前記ステッピングモータの駆動を制御することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のステッピングモータ制御装置であって、
   前記トルク・脱調推定部は、前記電圧検出器で検出した電圧検出値の基本波成分を抽出する第１の一次遅れフィルタと、
   前記電流検出器で検出した電流検出値の基本波成分を抽出する第２の一次遅れフィルタと、
   前記第１の一次遅れフィルタの出力値、前記第２の一次遅れフィルタの出力値、および前記速度情報から前記出力トルク推定値を算出するトルク推定部と、
   前記第１の一次遅れフィルタの出力値、前記第２の一次遅れフィルタの出力値、および前記ステッピングモータの回路定数である巻線抵抗の設定値から前記起電圧位相推定値を算出する位相推定部と、
   前記速度情報から当該速度情報の逆数となる周期を算出する周期演算部と、
   前記起電圧位相推定値、前記周期に基づき前記駆動ドライバの制御信号を設定する脱調推定部を有することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
3. 請求項１に記載のステッピングモータ制御装置であって、
   前記トルク・脱調推定部において、前記ステッピングモータの巻線１相分の出力トルクを推定し、当該推定した出力トルク推定値に前記ステッピングモータの巻線相数分を乗じて前記ステッピングモータ全体の出力トルクを推定することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
4. 請求項１に記載のステッピングモータ制御装置であって、
   前記出力トルク推定値に応じて、前記駆動ドライバの電流設定値を自動調整することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
5. 請求項１に記載のステッピングモータ制御装置であって、
   前記起電圧位相推定値の変化から前記ステッピングモータの脱調を推定し、
   脱調と判定した場合、脱調推定信号を出力し、
   当該脱調推定信号に応じて、前記駆動ドライバへの通電を中断することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
6. 請求項１に記載のステッピングモータ制御装置であって、
   前記起電圧位相推定値の変化から前記ステッピングモータの脱調を推定し、
   脱調と判定した場合、脱調推定信号を出力し、
   前記出力トルク推定値または前記脱調推定信号に応じて、前記駆動ドライバに与える位相指令の加減速レートを自動調整することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
7. ステッピングモータの駆動を制御するステッピングモータ制御方法であって、
   ステッピングモータの出力電圧および出力電流を検出し、
   当該検出した電圧検出値および電流検出値、および前記ステッピングモータの速度情報から前記ステッピングモータの出力トルクおよび起電圧位相を推定し、
   当該推定した出力トルク推定値および起電圧位相推定値に基づき前記ステッピングモータの駆動を制御することを特徴とするステッピングモータ制御方法。
8. 請求項７に記載のステッピングモータ制御方法であって、
   前記電圧検出値および前記電流検出値の基本波成分を抽出し、
   当該抽出した電圧検出値および電流検出値の基本波成分、および前記速度情報から前記出力トルク推定値を算出し、
   当該抽出した電圧検出値および電流検出値の基本波成分、および前記ステッピングモータの回路定数である巻線抵抗の設定値から前記起電圧位相推定値を算出し、
   前記速度情報から当該速度情報の逆数となる周期を算出し、
   前記起電圧位相推定値、前記周期に基づき前記ステッピングモータの駆動ドライバの制御信号を設定することを特徴とするステッピングモータ制御方法。
9. 請求項７に記載のステッピングモータ制御方法であって、
   前記ステッピングモータの巻線１相分の出力トルクを推定し、当該推定した出力トルク推定値に前記ステッピングモータの巻線相数分を乗じて前記ステッピングモータ全体の出力トルクを推定することを特徴とするステッピングモータ制御方法。
10. 請求項７に記載のステッピングモータ制御方法であって、
    前記出力トルク推定値に応じて、前記ステッピングモータの駆動ドライバの電流設定値を自動調整することを特徴とするステッピングモータ制御方法。
11. 請求項７に記載のステッピングモータ制御方法であって、
    前記起電圧位相推定値の変化から前記ステッピングモータの脱調を推定し、
    脱調と判定した場合、脱調推定信号を出力し、
    当該脱調推定信号に応じて、前記ステッピングモータの駆動ドライバへの通電を中断することを特徴とするステッピングモータ制御方法。
12. 請求項７に記載のステッピングモータ制御方法であって、
    前記起電圧位相推定値の変化から前記ステッピングモータの脱調を推定し、
    脱調と判定した場合、脱調推定信号を出力し、
    前記出力トルク推定値または前記脱調推定信号に応じて、前記ステッピングモータの駆動ドライバに与える位相指令の加減速レートを自動調整することを特徴とするステッピングモータ制御方法。

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