JP3020713B2 - ステッピングモータの駆動方法とその装置 - Google Patents
ステッピングモータの駆動方法とその装置Info
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- JP3020713B2 JP3020713B2 JP3414592A JP3414592A JP3020713B2 JP 3020713 B2 JP3020713 B2 JP 3020713B2 JP 3414592 A JP3414592 A JP 3414592A JP 3414592 A JP3414592 A JP 3414592A JP 3020713 B2 JP3020713 B2 JP 3020713B2
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- speed
- step difference
- excitation method
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータの
駆動方法とその装置に係わるものであり、特に正確・円
滑・迅速に目標とするステップ数でステッピングモータ
を停止させる技術に関する。
駆動方法とその装置に係わるものであり、特に正確・円
滑・迅速に目標とするステップ数でステッピングモータ
を停止させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】脱調を防止しつつ、ステッピングモータ
を高速で駆動する技術として特開平３−１７５１２８号
の技術が知られている。この技術はモータの回転開始時
・停止時・反転時等の脱調し易いタイミングでは低速細
分解能励磁方式（具体的には１−２相励磁）を用い、そ
の他の場合には高速粗分解能励磁方式（２相励磁）を用
いる。
を高速で駆動する技術として特開平３−１７５１２８号
の技術が知られている。この技術はモータの回転開始時
・停止時・反転時等の脱調し易いタイミングでは低速細
分解能励磁方式（具体的には１−２相励磁）を用い、そ
の他の場合には高速粗分解能励磁方式（２相励磁）を用
いる。
【０００３】特に停止時には、２相励磁方式で速度レベ
ルを低速化させてゆき（すなわちパルス幅を長くしてい
く）、停止させたい目標ステップ数と現在のステップ数
とのステップ差が所定値以下となったときに１−２相励
磁に切換える。１−２相励磁に切換えたあとは速度レベ
ルを徐々に低速化させてゆき最後に停止させる。
ルを低速化させてゆき（すなわちパルス幅を長くしてい
く）、停止させたい目標ステップ数と現在のステップ数
とのステップ差が所定値以下となったときに１−２相励
磁に切換える。１−２相励磁に切換えたあとは速度レベ
ルを徐々に低速化させてゆき最後に停止させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】２相励磁方式が採用さ
れている間は、モータが１パルスあたり２ステップ数ず
つ回転する。２相励磁方式で速度レベルを低速化させて
ゆく間も、モータは１パルスあたり２ステップ数ずつ目
標ステップ数に近づいてゆく（図１のＡに示す階段状グ
ラフ参照）。このため目標ステップ数に近づいてステッ
プ差が所定値以下となったとき、そのステップ差がＤＴ
１に示すように奇数ステップ数の場合もあればＤＴ２に
示すように偶数ステップ数の場合も生じる。
れている間は、モータが１パルスあたり２ステップ数ず
つ回転する。２相励磁方式で速度レベルを低速化させて
ゆく間も、モータは１パルスあたり２ステップ数ずつ目
標ステップ数に近づいてゆく（図１のＡに示す階段状グ
ラフ参照）。このため目標ステップ数に近づいてステッ
プ差が所定値以下となったとき、そのステップ差がＤＴ
１に示すように奇数ステップ数の場合もあればＤＴ２に
示すように偶数ステップ数の場合も生じる。
【０００５】しかるに従来の技術では、目標ステップ数
とのステップ差が所定値以下になった以後は、１−２相
励磁に切換えるとともに、その速度レベルの変化パター
ンが一律に予め決定されている。例えば図１の例では、
２相励磁方式からまず速度レベル３の１−２相励磁に切
換え、その後速度レベルを３→２→１と低速化させてゆ
き最後に停止させる（図１のＤの階段状グラフ参照）。
とのステップ差が所定値以下になった以後は、１−２相
励磁に切換えるとともに、その速度レベルの変化パター
ンが一律に予め決定されている。例えば図１の例では、
２相励磁方式からまず速度レベル３の１−２相励磁に切
換え、その後速度レベルを３→２→１と低速化させてゆ
き最後に停止させる（図１のＤの階段状グラフ参照）。
【０００６】ここで切換時のステップ差がＤＴ２に示す
ように、速度レベル３→２→１→０の変化パターンに必
要なステップ数であれば、この制御方式で正確・円滑か
つ迅速に目標ステップ数ＳＴ２で停止させることができ
る。これに対し、切換時のステップ差がＤＴ１に示すよ
うにそれと１ステップ数ずれていれば、前記制御方式に
よっても目標ステップ数ＳＴ１とならない。
ように、速度レベル３→２→１→０の変化パターンに必
要なステップ数であれば、この制御方式で正確・円滑か
つ迅速に目標ステップ数ＳＴ２で停止させることができ
る。これに対し、切換時のステップ差がＤＴ１に示すよ
うにそれと１ステップ数ずれていれば、前記制御方式に
よっても目標ステップ数ＳＴ１とならない。
【０００７】目標停止位置に関する要求精度が高くない
場合には、１ステップ数のズレをそのまま放置すればよ
い。しかしながら要求精度が高くなると、１ステップず
れたまま放置できないため、図１のＢに示すようにさら
に１ステップ回転させる。このときモータを一旦停止さ
せるとロータに振動等が発生するため、不用意にパルス
を加えると脱調しかねない。そのため停止パルスを加え
た後充分に時間が経過し（図１の速度レベル０に示され
る幅の広いパルス参照）、振動等が減衰した後に１パル
ス加えなければならない。
場合には、１ステップ数のズレをそのまま放置すればよ
い。しかしながら要求精度が高くなると、１ステップず
れたまま放置できないため、図１のＢに示すようにさら
に１ステップ回転させる。このときモータを一旦停止さ
せるとロータに振動等が発生するため、不用意にパルス
を加えると脱調しかねない。そのため停止パルスを加え
た後充分に時間が経過し（図１の速度レベル０に示され
る幅の広いパルス参照）、振動等が減衰した後に１パル
ス加えなければならない。
【０００８】このため、目標ステップ数が偶数か奇数か
により、減速開始後目標ステップ数で停止させるまでの
時間がＴ１となったりＴ２となったりしてしまう。なお
上記では高速粗分解能駆動方式で２ステップ数ずつ回転
させる場合を例として説明したが、同様の問題は３ステ
ップ以上回転させる場合にも生じる。例えば３ステップ
ずつ回転させる方式では、低速細分解能への移行時のス
テップ差が３の倍数か、それよりも１余るか、あるいは
２余る場合にわかれ、それぞれに目標ステップ数で停止
させるまでの時間が大きく異なることになる。そこで本
発明では、目標ステップ数で停止させるまでの時間のば
らつきを低下させ得る技術を開発したのである。
により、減速開始後目標ステップ数で停止させるまでの
時間がＴ１となったりＴ２となったりしてしまう。なお
上記では高速粗分解能駆動方式で２ステップ数ずつ回転
させる場合を例として説明したが、同様の問題は３ステ
ップ以上回転させる場合にも生じる。例えば３ステップ
ずつ回転させる方式では、低速細分解能への移行時のス
テップ差が３の倍数か、それよりも１余るか、あるいは
２余る場合にわかれ、それぞれに目標ステップ数で停止
させるまでの時間が大きく異なることになる。そこで本
発明では、目標ステップ数で停止させるまでの時間のば
らつきを低下させ得る技術を開発したのである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
ステッピングモータの停止の際に、停止時の目標ステッ
プ数と現在のステップ数とのステップ差が所定値以下と
なったときに高速粗分解能励磁方式から低速細分解能励
磁方式に切換え、低速細分解能励磁方式への移行後に速
度レベルを低速化させてゆき、最後に停止させるステッ
ピングモータの駆動方法において、該所定値以下になっ
たときのステップ差を検出する工程と、検出されたステ
ップ差の値により低速細分解能励磁方式に移行するとき
の最初の速度レベルを選択する工程とを有することを特
徴とするステッピングモータの駆動方法を創り出した
（請求項１に対応）。また上記課題はステッピングモー
タの駆動装置であり、現在のステップ数を検出する現ス
テップ数検出手段、停止させたいステップ数を設定する
目標ステップ数設定手段、目標ステップ数と現ステップ
数とのステップ差を算出するステップ差検出手段、該ス
テップ差を所定値と比較し、所定値以下になったときの
ステップ差を算出する移行時ステップ差検出手段、該移
行時ステップ差に基づいて高速粗分解能励磁方式から低
速細分解能励磁方式に移行するときの最初の速度レベル
を選択する手段、前記ステップ差検出手段で検出された
ステップ差が該所定値以下となったときに、前記速度レ
ベル選択手段で選択された速度レベルの低速細分解能励
磁方式に移行させ、その後速度レベルを低速化させて最
後に停止させる励磁電流を出力する励磁電流出力手段と
を有するステッピングモータの駆動装置によって解決さ
れる（請求項２に対応）。
ステッピングモータの停止の際に、停止時の目標ステッ
プ数と現在のステップ数とのステップ差が所定値以下と
なったときに高速粗分解能励磁方式から低速細分解能励
磁方式に切換え、低速細分解能励磁方式への移行後に速
度レベルを低速化させてゆき、最後に停止させるステッ
ピングモータの駆動方法において、該所定値以下になっ
たときのステップ差を検出する工程と、検出されたステ
ップ差の値により低速細分解能励磁方式に移行するとき
の最初の速度レベルを選択する工程とを有することを特
徴とするステッピングモータの駆動方法を創り出した
（請求項１に対応）。また上記課題はステッピングモー
タの駆動装置であり、現在のステップ数を検出する現ス
テップ数検出手段、停止させたいステップ数を設定する
目標ステップ数設定手段、目標ステップ数と現ステップ
数とのステップ差を算出するステップ差検出手段、該ス
テップ差を所定値と比較し、所定値以下になったときの
ステップ差を算出する移行時ステップ差検出手段、該移
行時ステップ差に基づいて高速粗分解能励磁方式から低
速細分解能励磁方式に移行するときの最初の速度レベル
を選択する手段、前記ステップ差検出手段で検出された
ステップ差が該所定値以下となったときに、前記速度レ
ベル選択手段で選択された速度レベルの低速細分解能励
磁方式に移行させ、その後速度レベルを低速化させて最
後に停止させる励磁電流を出力する励磁電流出力手段と
を有するステッピングモータの駆動装置によって解決さ
れる（請求項２に対応）。
【００１０】
【作用】請求項１の発明によると、目標ステップ数との
ステップ差が所定値以下となって低速細分解能に移行す
る際の移行時ステップ差（図１のＤＴ１やＤＴ２）の値
によって、低速細分解能に移行直後の速度レベルが選択
される。図１の例では移行時ステップ差がＤＴ１であれ
ば４の速度レベルに切換えられ（図１のＣに示す階段状
グラフ参照）、ＤＴ２であれば３の速度レベルに切換え
られる（図１のＤの階段状グラフ参照）ことを例示して
いる。このようにすると、４→３→２→１あるいは３→
２→１と低速化させていき停止パルス（速度レベル０）
に至ったときに丁度目標ステップ数ＳＴ１，ＳＴ２に一
致させることができる。このためいずれの場合にもＴ３
ないしＴ２で目標ステップ数で停止させ得ることにな
り、モータは正確・円滑かつ迅速に目標ステップ数で停
止する。また請求項２の駆動装置によると、前記駆動方
法が実行される。
ステップ差が所定値以下となって低速細分解能に移行す
る際の移行時ステップ差（図１のＤＴ１やＤＴ２）の値
によって、低速細分解能に移行直後の速度レベルが選択
される。図１の例では移行時ステップ差がＤＴ１であれ
ば４の速度レベルに切換えられ（図１のＣに示す階段状
グラフ参照）、ＤＴ２であれば３の速度レベルに切換え
られる（図１のＤの階段状グラフ参照）ことを例示して
いる。このようにすると、４→３→２→１あるいは３→
２→１と低速化させていき停止パルス（速度レベル０）
に至ったときに丁度目標ステップ数ＳＴ１，ＳＴ２に一
致させることができる。このためいずれの場合にもＴ３
ないしＴ２で目標ステップ数で停止させ得ることにな
り、モータは正確・円滑かつ迅速に目標ステップ数で停
止する。また請求項２の駆動装置によると、前記駆動方
法が実行される。
【００１１】
【実施例】次に本発明が具現化された一実施例を説明す
る。図２はこの発明によって駆動されるステッピングモ
ータ１０を利用したエンジン２の出力制御装置のシステ
ムを示しており、ステッピングモータ１０が吸気管６の
なかでスロットル弁８を開閉しエンジン２の出力を増減
する。ステッピングモータ１０は制御装置１２によって
制御され、制御装置１２にはアクセル開度センサ４の信
号が入力される。
る。図２はこの発明によって駆動されるステッピングモ
ータ１０を利用したエンジン２の出力制御装置のシステ
ムを示しており、ステッピングモータ１０が吸気管６の
なかでスロットル弁８を開閉しエンジン２の出力を増減
する。ステッピングモータ１０は制御装置１２によって
制御され、制御装置１２にはアクセル開度センサ４の信
号が入力される。
【００１２】制御装置１２はＣＰＵ２０にＲＯＭ２２と
ＲＡＭ２４が接続されたマイクロコンピュータを主体と
して構成されている。アクセル開度センサ４の信号は入
力Ｉ／Ｏ１６とＡ／Ｄコンバータ１８を介してＣＰＵ２
０に入力される。ＣＰＵ２０はＲＯＭ２２に記憶されて
いるプログラムに従って作動し、駆動回路１４に制御信
号を送る。駆動回路１４はＣＰＵ２０によって制御され
てステッピングモータ１０に駆動のための励磁電流を出
力する。
ＲＡＭ２４が接続されたマイクロコンピュータを主体と
して構成されている。アクセル開度センサ４の信号は入
力Ｉ／Ｏ１６とＡ／Ｄコンバータ１８を介してＣＰＵ２
０に入力される。ＣＰＵ２０はＲＯＭ２２に記憶されて
いるプログラムに従って作動し、駆動回路１４に制御信
号を送る。駆動回路１４はＣＰＵ２０によって制御され
てステッピングモータ１０に駆動のための励磁電流を出
力する。
【００１３】次に図３を参照してＣＰＵ２０の作動を説
明する。図３の処理は後述するタイミングに達したとき
に割込み処理されるものであり、まずステップＳ２では
現在のステップ数ＲＳＴＥＰと目標のステップ数ＴＳＴ
ＥＰが一致しているか否か判別される。ここで目標のス
テップ数ＴＳＴＥＰは、アクセル開度センサ４の信号や
エンジンの運転状態に関する他の信号に基づいてＣＰＵ
２０によって演算され設定されている。この実施例では
図２に示すシステム自体によって目標ステップ数が算出
されて設定されるが、ステッピングモータ１０の制御に
直接関係する部分からすると、目標ステップ数ＴＳＴＥ
Ｐは外部システムで決定されて指示される値ということ
ができる。また現ステップ数ＲＳＴＥＰは後述するステ
ップＳ３８で算出されるものである。なお現ステップ数
ＲＳＴＥＰはスロットル弁の全閉時にゼロに初期化され
ている。この実施例ではマイクロコンピュータの側で、
送出したパルス数から現在のステップ数を算出する手法
を用いているが、現在のステップ数を直接検出するセン
サを用いてもよい。
明する。図３の処理は後述するタイミングに達したとき
に割込み処理されるものであり、まずステップＳ２では
現在のステップ数ＲＳＴＥＰと目標のステップ数ＴＳＴ
ＥＰが一致しているか否か判別される。ここで目標のス
テップ数ＴＳＴＥＰは、アクセル開度センサ４の信号や
エンジンの運転状態に関する他の信号に基づいてＣＰＵ
２０によって演算され設定されている。この実施例では
図２に示すシステム自体によって目標ステップ数が算出
されて設定されるが、ステッピングモータ１０の制御に
直接関係する部分からすると、目標ステップ数ＴＳＴＥ
Ｐは外部システムで決定されて指示される値ということ
ができる。また現ステップ数ＲＳＴＥＰは後述するステ
ップＳ３８で算出されるものである。なお現ステップ数
ＲＳＴＥＰはスロットル弁の全閉時にゼロに初期化され
ている。この実施例ではマイクロコンピュータの側で、
送出したパルス数から現在のステップ数を算出する手法
を用いているが、現在のステップ数を直接検出するセン
サを用いてもよい。
【００１４】現ステップ数と目標ステップ数が一致する
ときは、ステップＳ４４に進む。ここでそれ以前にも両
者が一致していれば、即ち前回の処理時にすでにモータ
が停止していれば割込みタイマに比較的短い時間をセッ
トする。これに対し今回始めて一致したときには比較的
長い時間をセットし、回転子の振動等が減衰し、ほぼ完
全に停止するまでの間、タイマ割込みを禁止する。完全
停止後は前記短い時間間隔で目標ステップ数ＴＳＴＥＰ
の変化を看視する。
ときは、ステップＳ４４に進む。ここでそれ以前にも両
者が一致していれば、即ち前回の処理時にすでにモータ
が停止していれば割込みタイマに比較的短い時間をセッ
トする。これに対し今回始めて一致したときには比較的
長い時間をセットし、回転子の振動等が減衰し、ほぼ完
全に停止するまでの間、タイマ割込みを禁止する。完全
停止後は前記短い時間間隔で目標ステップ数ＴＳＴＥＰ
の変化を看視する。
【００１５】現ステップ数ＲＳＴＥＰと目標ステップ数
ＴＳＴＥＰが不一致のときにはその差の絶対値をＤＶと
して記憶する（Ｓ４）。ここでステップ差ＤＶが所定値
（図１に示した例では所定値Ｋが５に設定されてい
る。）を越えている間、すなわちこの例の場合ステップ
差ＤＶが６以上であれば、そのときのスピードレベルＳ
ＰＤＬＶＬがＫ＋１未満かどうか判別する（Ｓ８）。こ
の場合スピードレベルＳＰＤＬＶＬが６以上であれば次
にステップＳ１０でステップ差ＤＶがＫ＋４未満か否か
判別される（Ｓ１０）。この結果ステップ差ＤＶが９以
上でスピードレベルＳＰＤＬＶＬが６以上のとき、ステ
ップＳ１２が実行される。ステップＳ１２では励磁方式
を示すフラグＸＭＯＤに、２相励磁方式（これが高速粗
分解能の励磁方式に対応する）を指示する“１”の値を
セットする。ここでステップＳ１０でステップ差ＤＶを
Ｋ＋４と比較するのは、ステップ差ＤＶがＫ＋４以上で
ないと、２相励磁に切換え、ついで目標ステップ数に近
づいて１−２相励磁に切換えても、目標ステップ数をオ
ーバシュートしてしまうためである。
ＴＳＴＥＰが不一致のときにはその差の絶対値をＤＶと
して記憶する（Ｓ４）。ここでステップ差ＤＶが所定値
（図１に示した例では所定値Ｋが５に設定されてい
る。）を越えている間、すなわちこの例の場合ステップ
差ＤＶが６以上であれば、そのときのスピードレベルＳ
ＰＤＬＶＬがＫ＋１未満かどうか判別する（Ｓ８）。こ
の場合スピードレベルＳＰＤＬＶＬが６以上であれば次
にステップＳ１０でステップ差ＤＶがＫ＋４未満か否か
判別される（Ｓ１０）。この結果ステップ差ＤＶが９以
上でスピードレベルＳＰＤＬＶＬが６以上のとき、ステ
ップＳ１２が実行される。ステップＳ１２では励磁方式
を示すフラグＸＭＯＤに、２相励磁方式（これが高速粗
分解能の励磁方式に対応する）を指示する“１”の値を
セットする。ここでステップＳ１０でステップ差ＤＶを
Ｋ＋４と比較するのは、ステップ差ＤＶがＫ＋４以上で
ないと、２相励磁に切換え、ついで目標ステップ数に近
づいて１−２相励磁に切換えても、目標ステップ数をオ
ーバシュートしてしまうためである。
【００１６】一方、ステップＳ６でステップ差ＤＶが所
定値Ｋ以下のときは、励磁方式を示すフラグの内容を判
別する（Ｓ１４）。すでに１−２相励磁であればステッ
プＳ１８とＳ２０をスキップさせる。２相励磁の状態で
目標ステップ数に近づき所定値以下になると、ステップ
Ｓ１６が実行される。すなわちステップＳ１６が実行さ
れる際のＤＶの値には移行時のステップ差が記憶されて
いることになる。ステップＳ１８とＳ２０は、この移行
時ステップ差に基づいて１−２相励磁に移行するときの
最初のスピードレベルを選択するための予備的処理であ
り、移行時ステップ差ＤＶが所定値（Ｋ＝５）であれば
ステップＳ２０でスピードレベルＳＰＤＬＶＬに５を記
憶する。一方移行時ステップ差が５でなければ（この場
合５でなければステップ差は４である。ステップ差が３
以下のときはステップＳ１４でＹＥＳとなり、ステップ
Ｓ１６が実行されないからである）、ステップＳ１８で
スピードレベルＳＰＤＬＶＬに４を記憶する。すなわち
この実施例では移行時ステップ差と移行直後のスピード
レベルの値をとりあえず一致させておく。なお後述のス
テップＳ３６により実際のスピードレベルはステップＳ
１８ないし２０における値よりも１つ小さい値となる。
ステップＳ１８は移行時ステップ差が４のときにはスピ
ードレベルに４を代入して実際の移行時には３のレベル
から１−２相励磁に移行させるものであり、ステップＳ
２０は移行時ステップ差が５のときにスピードレベルに
５を代入して実際の移行時には４のレベルから１−２相
励磁に移行させるものである。この処理により図１に示
したＣまたはＤの階段状変化を実現させるのである。
定値Ｋ以下のときは、励磁方式を示すフラグの内容を判
別する（Ｓ１４）。すでに１−２相励磁であればステッ
プＳ１８とＳ２０をスキップさせる。２相励磁の状態で
目標ステップ数に近づき所定値以下になると、ステップ
Ｓ１６が実行される。すなわちステップＳ１６が実行さ
れる際のＤＶの値には移行時のステップ差が記憶されて
いることになる。ステップＳ１８とＳ２０は、この移行
時ステップ差に基づいて１−２相励磁に移行するときの
最初のスピードレベルを選択するための予備的処理であ
り、移行時ステップ差ＤＶが所定値（Ｋ＝５）であれば
ステップＳ２０でスピードレベルＳＰＤＬＶＬに５を記
憶する。一方移行時ステップ差が５でなければ（この場
合５でなければステップ差は４である。ステップ差が３
以下のときはステップＳ１４でＹＥＳとなり、ステップ
Ｓ１６が実行されないからである）、ステップＳ１８で
スピードレベルＳＰＤＬＶＬに４を記憶する。すなわち
この実施例では移行時ステップ差と移行直後のスピード
レベルの値をとりあえず一致させておく。なお後述のス
テップＳ３６により実際のスピードレベルはステップＳ
１８ないし２０における値よりも１つ小さい値となる。
ステップＳ１８は移行時ステップ差が４のときにはスピ
ードレベルに４を代入して実際の移行時には３のレベル
から１−２相励磁に移行させるものであり、ステップＳ
２０は移行時ステップ差が５のときにスピードレベルに
５を代入して実際の移行時には４のレベルから１−２相
励磁に移行させるものである。この処理により図１に示
したＣまたはＤの階段状変化を実現させるのである。
【００１７】さてステップＳ６でステップ差ＤＶが所定
値（Ｋ＝５）以下の間は、いずれにしてもステップＳ２
２で１−２相励磁を指示する“０”をフラグＸＭＯＤに
設定する。ステップＳ６からステップＳ１２ないしはＳ
２２までの処理により、ステップ差ＤＶが５以下のとき
は１−２相励磁が指示され、スピードレベルＳＰＤＬＶ
Ｌが６以上でしかもステップ差が９以上のときにのみ２
相励磁が指示される。
値（Ｋ＝５）以下の間は、いずれにしてもステップＳ２
２で１−２相励磁を指示する“０”をフラグＸＭＯＤに
設定する。ステップＳ６からステップＳ１２ないしはＳ
２２までの処理により、ステップ差ＤＶが５以下のとき
は１−２相励磁が指示され、スピードレベルＳＰＤＬＶ
Ｌが６以上でしかもステップ差が９以上のときにのみ２
相励磁が指示される。
【００１８】図５(a) は１−２相励磁状態におけるスピ
ードレベルＳＰＤＬＶＬとパルスレート（ＰＰＳ）の関
係を示している。一方図５(b) は２相励磁状態における
スピードレベルＳＰＤＬＶＬとパルスレート（ＰＰＳ）
の関係を示している。ここで２相励磁状態では１パルス
あたり２ステップ数ずつ回転されることから、図５(b)
では１ステップずつ回転させる場合に換算したパルスレ
ートをかっこ内に付記している。
ードレベルＳＰＤＬＶＬとパルスレート（ＰＰＳ）の関
係を示している。一方図５(b) は２相励磁状態における
スピードレベルＳＰＤＬＶＬとパルスレート（ＰＰＳ）
の関係を示している。ここで２相励磁状態では１パルス
あたり２ステップ数ずつ回転されることから、図５(b)
では１ステップずつ回転させる場合に換算したパルスレ
ートをかっこ内に付記している。
【００１９】ステップ差が５以下になると（後述のよう
にこのとき同時にスピードレベルも５以下となるように
プログラムされている）、矢印Ｘ（ステップＳ１８とＳ
２２による）またはＹ（ステップＳ２０とＳ２２によ
る）に示すように１−２相励磁に移行させる。ここでＸ
のときはパルスレートが（１０００）→（８００）→６
００→５００と滑らかに変化し、またＹのときには（１
０００）→（８００）→７００→６００→５００とやは
り滑らかに変化する。一方１−２相励磁状態でスピード
レベルが６以上になると矢印Ｚに示すように２相励磁に
移行させる（ステップＳ１２による）。ただし前述のよ
うにステップ差ＤＶが９未満のときは２相励磁方式に移
行させない（Ｓ１０）。
にこのとき同時にスピードレベルも５以下となるように
プログラムされている）、矢印Ｘ（ステップＳ１８とＳ
２２による）またはＹ（ステップＳ２０とＳ２２によ
る）に示すように１−２相励磁に移行させる。ここでＸ
のときはパルスレートが（１０００）→（８００）→６
００→５００と滑らかに変化し、またＹのときには（１
０００）→（８００）→７００→６００→５００とやは
り滑らかに変化する。一方１−２相励磁状態でスピード
レベルが６以上になると矢印Ｚに示すように２相励磁に
移行させる（ステップＳ１２による）。ただし前述のよ
うにステップ差ＤＶが９未満のときは２相励磁方式に移
行させない（Ｓ１０）。
【００２０】次に図３のステップＳ２４で、１−２相励
磁方式か２相励磁方式かを判別する。１−２相励磁方式
のときはステップＳ２８で値“Ａ”にステップ差ＤＶを
そのまま記憶する。ここでＡはスピードレベルを決定す
る際に用いられる値であり、減速時において図５(a) に
おいて示すスピードレベルＳＰＤＬＶＬとステップ差Ｄ
Ｖを一致させるための処理をする。一方２相励磁方式の
ときは、２ステップずつの駆動なのでステップ差ＤＶの
１／２がスピードレベルに一致して増減することと、減
速時に図５の矢印Ｘの経路をとるとき、スピードレベル
から計算できる残りステップ数が非連続となることを考
慮して、２相励磁方式のＳＰＤＬＶＬ＝６のとき計算さ
れる残りステップ数１２と、１−２相励磁方式のＳＰＤ
ＬＶＬ＝３に移る前の１−２相励磁での残りステップ数
４との差である８を回転方向に応じて増減補正した後、
それを１／２したものを“Ａ”に記憶することで、２相
励磁方式での減速時に“Ａ”の値と一致すべくスピード
レベルを決定すれば図５の矢印ＸはＹの経路で目標値に
一致すべく減速制御が終了できるようにする。
磁方式か２相励磁方式かを判別する。１−２相励磁方式
のときはステップＳ２８で値“Ａ”にステップ差ＤＶを
そのまま記憶する。ここでＡはスピードレベルを決定す
る際に用いられる値であり、減速時において図５(a) に
おいて示すスピードレベルＳＰＤＬＶＬとステップ差Ｄ
Ｖを一致させるための処理をする。一方２相励磁方式の
ときは、２ステップずつの駆動なのでステップ差ＤＶの
１／２がスピードレベルに一致して増減することと、減
速時に図５の矢印Ｘの経路をとるとき、スピードレベル
から計算できる残りステップ数が非連続となることを考
慮して、２相励磁方式のＳＰＤＬＶＬ＝６のとき計算さ
れる残りステップ数１２と、１−２相励磁方式のＳＰＤ
ＬＶＬ＝３に移る前の１−２相励磁での残りステップ数
４との差である８を回転方向に応じて増減補正した後、
それを１／２したものを“Ａ”に記憶することで、２相
励磁方式での減速時に“Ａ”の値と一致すべくスピード
レベルを決定すれば図５の矢印ＸはＹの経路で目標値に
一致すべく減速制御が終了できるようにする。
【００２１】次にステップＳ３０でスピードレベルＳＰ
ＤＬＶＬとＡの値が比較される。現在のスピードレベル
がＡの値以上であればＡの値と共にスピードレベルを１
ステップずつ下げていきＡ＝０で停止に至らせるために
ステップＳ３６でスピードレベルが１ずつ低速化され
る。なお、このとき１−２相励磁方式では、Ｓ３０にて
ＹＥＳとなるとき、必ずＳＰＤＬＶＬ＝Ａとなっている
（そうなるべく後述のＳ３２又は２相励磁を用いたとき
はＳ１６，１８，２０のスピードレベル変換により調整
されている）。スピードレベルがＡの値未満であれば次
にＡ−１の値と等しいか否か判別される。等しいときに
は次ステップにてＡの値と現在のスピードレベルが一致
するのでステップＳ３４をスキップする。この場合、次
回から減速が行われることになる。しかし等しくないと
次ステップでもスピードレベルはＡの値未満なのでスピ
ードレベルを上げても良いためステップＳ３４によって
増速化する。これによって目標ステップに最短時間で到
達すべくステップ差ＤＶがスピードレベルより大きけれ
ば漸次増速し、目標ステップに近づけば、ステップ差Ｄ
Ｖが０となるときに所定の減速パターンでの減速が終了
するように制御される。
ＤＬＶＬとＡの値が比較される。現在のスピードレベル
がＡの値以上であればＡの値と共にスピードレベルを１
ステップずつ下げていきＡ＝０で停止に至らせるために
ステップＳ３６でスピードレベルが１ずつ低速化され
る。なお、このとき１−２相励磁方式では、Ｓ３０にて
ＹＥＳとなるとき、必ずＳＰＤＬＶＬ＝Ａとなっている
（そうなるべく後述のＳ３２又は２相励磁を用いたとき
はＳ１６，１８，２０のスピードレベル変換により調整
されている）。スピードレベルがＡの値未満であれば次
にＡ−１の値と等しいか否か判別される。等しいときに
は次ステップにてＡの値と現在のスピードレベルが一致
するのでステップＳ３４をスキップする。この場合、次
回から減速が行われることになる。しかし等しくないと
次ステップでもスピードレベルはＡの値未満なのでスピ
ードレベルを上げても良いためステップＳ３４によって
増速化する。これによって目標ステップに最短時間で到
達すべくステップ差ＤＶがスピードレベルより大きけれ
ば漸次増速し、目標ステップに近づけば、ステップ差Ｄ
Ｖが０となるときに所定の減速パターンでの減速が終了
するように制御される。
【００２２】前記したようにステップＳ１８とＳ２０
で、移行時ステップ差ＤＶが５のときＳＰＤＬＶＬに
５、移行時ステップ差ＤＶが４のときＳＰＤＬＶＬに４
の値が設定されている。このとき、ステップＳ３０でＹ
ＥＳとなることから、実際の移行時には、移行時ステッ
プ差ＤＶが５のときにはＳＰＤＬＶＬが４に、移行時ス
テップ数ＤＶが４のときにはＳＰＤＬＶＬが３に移行さ
れ、その後ステップ差の減少とともにスピードレベルも
減速化される。
で、移行時ステップ差ＤＶが５のときＳＰＤＬＶＬに
５、移行時ステップ差ＤＶが４のときＳＰＤＬＶＬに４
の値が設定されている。このとき、ステップＳ３０でＹ
ＥＳとなることから、実際の移行時には、移行時ステッ
プ差ＤＶが５のときにはＳＰＤＬＶＬが４に、移行時ス
テップ数ＤＶが４のときにはＳＰＤＬＶＬが３に移行さ
れ、その後ステップ差の減少とともにスピードレベルも
減速化される。
【００２３】ステップＳ３８は現在のステップ数ＲＳＴ
ＥＰを更新するものであり、１−２相励磁のときにはＲ
ＳＴＥＰを１だけ増減し、２相励磁のときには２だけ増
減する。ステップＳ４０はＲＳＴＥＰの下位３ビットに
基づき、４相分の励磁パターンを作成しモータに出力す
るための処理を実行する。
ＥＰを更新するものであり、１−２相励磁のときにはＲ
ＳＴＥＰを１だけ増減し、２相励磁のときには２だけ増
減する。ステップＳ４０はＲＳＴＥＰの下位３ビットに
基づき、４相分の励磁パターンを作成しモータに出力す
るための処理を実行する。
【００２４】ステップＳ４２はスピードレベルを実現す
るものであり、図５に示したパルスレートの逆数の時間
をタイマに設定する。これにより低速スピードレベルの
ときには長いパルス幅で、高速スピードレベルのときに
は短いパルス幅で励磁電流が流される。そしてこのパル
ス幅が経過すると再度図３の処理が割込み実行される。
るものであり、図５に示したパルスレートの逆数の時間
をタイマに設定する。これにより低速スピードレベルの
ときには長いパルス幅で、高速スピードレベルのときに
は短いパルス幅で励磁電流が流される。そしてこのパル
ス幅が経過すると再度図３の処理が割込み実行される。
【００２５】以上の処理によって図１のＡ→Ｃあるいは
Ａ→Ｄのステップ数変化が実現され、従来のようにタイ
ミングＴ１で始めて目標ステップ数に到達するといった
ことが防止される。以上の処理から明らかなように、ス
テップＳ４とステップＳ６によって移行時ステップ差が
検出される。またステップＳ１６とＳ１８あるいはＳ１
６とＳ２０の処理によって低速細分解能励磁方式への移
行時の速度レベルを選択する処理が実施される。
Ａ→Ｄのステップ数変化が実現され、従来のようにタイ
ミングＴ１で始めて目標ステップ数に到達するといった
ことが防止される。以上の処理から明らかなように、ス
テップＳ４とステップＳ６によって移行時ステップ差が
検出される。またステップＳ１６とＳ１８あるいはＳ１
６とＳ２０の処理によって低速細分解能励磁方式への移
行時の速度レベルを選択する処理が実施される。
【００２６】またステップＳ３８とそれを実行するマイ
クロコンピュータ装置によって現ステップ数の検出装置
が、ステップＳ２の実行に先立って図示しないプログラ
ムによって目標ステップ数ＴＳＴＥＰを演算してＲＡＭ
２４に入力しておく処理とそれを実行するマイクロコン
ピュータ装置によって目標ステップ数設定手段が、ステ
ップＳ４とそれを実行するマイクロコンピュータ装置に
よってステップ差検出手段が、ステップＳ４とＳ６とそ
れを実行するマイクロコンピュータ装置によって移行時
ステップ差検出手段が、またステップＳ１６，Ｓ１８，
Ｓ２０とそれを実行するマイクロコンピュータによって
速度レベルを選択する手段が、そしてステップＳ４０と
マイクロコンピュータ装置と駆動回路１４とによって励
磁電流出力手段が構成されている。
クロコンピュータ装置によって現ステップ数の検出装置
が、ステップＳ２の実行に先立って図示しないプログラ
ムによって目標ステップ数ＴＳＴＥＰを演算してＲＡＭ
２４に入力しておく処理とそれを実行するマイクロコン
ピュータ装置によって目標ステップ数設定手段が、ステ
ップＳ４とそれを実行するマイクロコンピュータ装置に
よってステップ差検出手段が、ステップＳ４とＳ６とそ
れを実行するマイクロコンピュータ装置によって移行時
ステップ差検出手段が、またステップＳ１６，Ｓ１８，
Ｓ２０とそれを実行するマイクロコンピュータによって
速度レベルを選択する手段が、そしてステップＳ４０と
マイクロコンピュータ装置と駆動回路１４とによって励
磁電流出力手段が構成されている。
【００２７】なお本実施例のように高速粗分解能励磁方
式中にモータを２ステップずつ回転させる場合には、目
標停止ステップ数の偶奇を判別して移行時速度レベルを
選択する処理にかえることができる。この場合には目標
停止ステップ数の偶奇により、移行時ステップ差が間接
的に検出されるからであり、これも本発明に属するもの
である。
式中にモータを２ステップずつ回転させる場合には、目
標停止ステップ数の偶奇を判別して移行時速度レベルを
選択する処理にかえることができる。この場合には目標
停止ステップ数の偶奇により、移行時ステップ差が間接
的に検出されるからであり、これも本発明に属するもの
である。
【００２８】これが図４に示されており、図３のステッ
プＳ１４〜２２処理を変更したものである。ステップＳ
６でステップ差が所定値（Ｋ＝５）以下であることが判
別されると、次にステップＳ１１４でステップ差ＤＶが
Ｋ−１未満か否か判別される。目標ステップ数に近づき
始めてステップ差が所定値以下になったときにはステッ
プＳ１１４がノーとなり、ステップＳ１１６とＳ１１８
で目標ステップ数が偶数のときにはＫ−１をスピードレ
ベルとし、一方ステップＳ１１６とＳ１２０で目標ステ
ップ数が奇数のときにはＫをスピードレベルとする。こ
のようにしても、図１のＤないしＣの階段状のステップ
数変化を実現することができる。
プＳ１４〜２２処理を変更したものである。ステップＳ
６でステップ差が所定値（Ｋ＝５）以下であることが判
別されると、次にステップＳ１１４でステップ差ＤＶが
Ｋ−１未満か否か判別される。目標ステップ数に近づき
始めてステップ差が所定値以下になったときにはステッ
プＳ１１４がノーとなり、ステップＳ１１６とＳ１１８
で目標ステップ数が偶数のときにはＫ−１をスピードレ
ベルとし、一方ステップＳ１１６とＳ１２０で目標ステ
ップ数が奇数のときにはＫをスピードレベルとする。こ
のようにしても、図１のＤないしＣの階段状のステップ
数変化を実現することができる。
【００２９】なお図１の上段において目標ステップ数が
ＳＴ１のとき、１−２相励磁に切換後特定のスピードレ
ベル、例えば３のスピードレベルのパルスを１回余分に
追加することもできる。しかしこのような場合には、速
度変化が滑らかとならず、これに比しても本発明の方が
各段に優れている。
ＳＴ１のとき、１−２相励磁に切換後特定のスピードレ
ベル、例えば３のスピードレベルのパルスを１回余分に
追加することもできる。しかしこのような場合には、速
度変化が滑らかとならず、これに比しても本発明の方が
各段に優れている。
【００３０】
【発明の効果】本発明では、通常は高速粗分解能励磁方
式で駆動し、目標ステップ数が近づいたときに低速細分
解能励磁方式に切換える駆動方式において、粗分解能で
駆動しているときのステップ差が所定値以下となったと
きを判定してもこのときのステップ差が複数個ありえる
ことに注目し、この移行時ステップ差に応じた減速を行
わせることにより正確・円滑・迅速に目標ステップ数に
停止させ得るようにしたものであり、ステッピングモー
タを利用するシステムの制御精度や追従性を大きく向上
させることができる。
式で駆動し、目標ステップ数が近づいたときに低速細分
解能励磁方式に切換える駆動方式において、粗分解能で
駆動しているときのステップ差が所定値以下となったと
きを判定してもこのときのステップ差が複数個ありえる
ことに注目し、この移行時ステップ差に応じた減速を行
わせることにより正確・円滑・迅速に目標ステップ数に
停止させ得るようにしたものであり、ステッピングモー
タを利用するシステムの制御精度や追従性を大きく向上
させることができる。
【図１】本発明の作動を従来と対比して示す図。
【図２】実施例のシステム図。
【図３】第１実施例の処理手順図。
【図４】第２実施例の処理手順図。
【図５】スピードレベルのマップを示す図。
１０：ステッピングモータ Ｓ４：ステップ差算出処理 Ｓ４，Ｓ６：移行時ステップ差算出処理 Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０：スピードレベル選択処理
フロントページの続き (72)発明者 櫛 直人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 安池 一貴 (56)参考文献 特開 平３−175128（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−144397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89096（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−48291（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 8/00 - 8/38 F02D 41/00 - 41/40
Claims (2)
- 【請求項１】 ステッピングモータの停止の際に、停止
時の目標ステップ数と現在のステップ数とのステップ差
が所定値以下となったときに高速粗分解能励磁方式から
低速細分解能励磁方式に切換え、低速細分解能励磁方式
への移行後に速度レベルを低速化させてゆき、最後に停
止させるステッピングモータの駆動方法において、 該所定値以下になったときのステップ差を検出する工程
と、 検出されたステップ差の値により、低速細分解能励磁方
式に移行するときの最初の速度レベルを選択する工程と
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動方
法。 - 【請求項２】 ステッピングモータの停止の際に、停止
時の目標ステップ数と現在のステップ数とのステップ差
が所定値以下となったときに高速粗分解能励磁方式から
低速細分解能励磁方式に切換え、低速細分解能励磁方式
への移行後に速度レベルを低速化させてゆき、最後に停
止させるステッピングモータの駆動装置であり、 現在のステップ数を検出する現ステップ数検出手段、 停止させたいステップ数を設定する目標ステップ数設定
手段、 目標ステップ数と現ステップ数とのステップ差を算出す
るステップ差検出手段、 該ステップ差を所定値と比較し、所定値以下になったと
きのステップ差を算出する移行時ステップ差検出手段、 該移行時ステップ差に基づいて、高速粗分解能励磁方式
から低速細分解能励磁方式に移行するときの最初の速度
レベルを選択する手段、 前記ステップ差検出手段で検出されたステップ差が該所
定値以下となったときに、前記速度レベル選択手段で選
択された速度レベルの低速細分解能励磁方式に移行さ
せ、その後速度レベルを低速化させて最後に停止させる
励磁電流を出力する励磁電流出力手段、 とを有するステッピングモータの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3414592A JP3020713B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | ステッピングモータの駆動方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3414592A JP3020713B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | ステッピングモータの駆動方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05207794A JPH05207794A (ja) | 1993-08-13 |
| JP3020713B2 true JP3020713B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=12406041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3414592A Expired - Fee Related JP3020713B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | ステッピングモータの駆動方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3020713B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009222012A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Aisin Seiki Co Ltd | 吸気制御装置 |
| CN113659889B (zh) * | 2021-08-12 | 2023-12-29 | 飞瑞医疗器械(嘉兴)有限公司 | 电动限束器的控制方法、系统、可读存储介质及电动限束器 |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP3414592A patent/JP3020713B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05207794A (ja) | 1993-08-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |