JP3134663B2 - ステップモータ励磁コイルの断線診断装置 - Google Patents
ステップモータ励磁コイルの断線診断装置Info
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- JP3134663B2 JP3134663B2 JP9471394A JP9471394A JP3134663B2 JP 3134663 B2 JP3134663 B2 JP 3134663B2 JP 9471394 A JP9471394 A JP 9471394A JP 9471394 A JP9471394 A JP 9471394A JP 3134663 B2 JP3134663 B2 JP 3134663B2
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- Japan
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- check
- disconnection
- excitation coil
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- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステップモータ励磁コ
イルの断線診断装置に関する。
イルの断線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エンジンのアイドル回転数の
制御のために、吸気通路（スロットル弁）をバイパスす
る補助空気通路に設けられるアイドル回転数制御弁（Ｉ
ＳＣバルブ）や、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着した
キャニスタから蒸発燃料を吸気通路にパージするため
に、パージ通路に設けられるパージ制御弁において、こ
れをステップモータにより駆動するようにしたものがあ
る。
制御のために、吸気通路（スロットル弁）をバイパスす
る補助空気通路に設けられるアイドル回転数制御弁（Ｉ
ＳＣバルブ）や、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着した
キャニスタから蒸発燃料を吸気通路にパージするため
に、パージ通路に設けられるパージ制御弁において、こ
れをステップモータにより駆動するようにしたものがあ
る。
【０００３】かかるステップモータは、複数の励磁コイ
ルを備え、これらの励磁コイルの通電状態を予め定めた
パターンに従って一定の通電周期で変化させ、通電状態
を変化させる毎に１ステップずつの回転を得ている（特
公平２−６３０９８号公報参照）。
ルを備え、これらの励磁コイルの通電状態を予め定めた
パターンに従って一定の通電周期で変化させ、通電状態
を変化させる毎に１ステップずつの回転を得ている（特
公平２−６３０９８号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ステップモータを用いる場合、その励磁コイルに断線を
生じたときには、所望の制御が困難となるため、これを
速やかに検知して対策する必要がある。このため、各励
磁コイル毎に、通電・非通電（駆動信号のＯＮ・ＯＦ
Ｆ）のいずれか一方の状態でかつ断線無しのときにのみ
特定レベルとなるチェック信号を導出するチェック回路
を設け、各チェック回路からのチェック信号により各励
磁コイルの断線の有無を診断することが考えられてい
る。
ステップモータを用いる場合、その励磁コイルに断線を
生じたときには、所望の制御が困難となるため、これを
速やかに検知して対策する必要がある。このため、各励
磁コイル毎に、通電・非通電（駆動信号のＯＮ・ＯＦ
Ｆ）のいずれか一方の状態でかつ断線無しのときにのみ
特定レベルとなるチェック信号を導出するチェック回路
を設け、各チェック回路からのチェック信号により各励
磁コイルの断線の有無を診断することが考えられてい
る。
【０００５】しかし、この診断のためには、各励磁コイ
ルの通電状態（駆動信号のＯＮ・ＯＦＦ）に対してチェ
ック信号が適正か否かを判定する必要があり、励磁コイ
ルの駆動をメインＣＰＵで行い、チェック回路からのチ
ェック信号を別のサブＣＰＵに入力する場合は、サブＣ
ＰＵでは駆動信号の状態を検知することが困難であるた
め、診断できないでいた。
ルの通電状態（駆動信号のＯＮ・ＯＦＦ）に対してチェ
ック信号が適正か否かを判定する必要があり、励磁コイ
ルの駆動をメインＣＰＵで行い、チェック回路からのチ
ェック信号を別のサブＣＰＵに入力する場合は、サブＣ
ＰＵでは駆動信号の状態を検知することが困難であるた
め、診断できないでいた。
【０００６】本発明は、このような実状に鑑み、複数の
励磁コイルを備え、これらの励磁コイルの通電状態を予
め定めたパターンに従って一定の通電周期で変化させ、
通電状態を変化させる毎に１ステップずつの回転を得る
ステップモータにおいて、各励磁コイルの通電状態（駆
動信号の状態）を検知することなく、励磁コイルの断線
の有無を確実に診断可能としたステップモータ励磁コイ
ルの断線診断装置を提供することを目的とする。
励磁コイルを備え、これらの励磁コイルの通電状態を予
め定めたパターンに従って一定の通電周期で変化させ、
通電状態を変化させる毎に１ステップずつの回転を得る
ステップモータにおいて、各励磁コイルの通電状態（駆
動信号の状態）を検知することなく、励磁コイルの断線
の有無を確実に診断可能としたステップモータ励磁コイ
ルの断線診断装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
１に示すように、各励磁コイル毎に、通電・非通電のい
ずれか一方の状態でかつ断線無しのときにのみ特定レベ
ルとなるチェック信号を導出するチェック回路を設ける
一方、１ステップ変化する通電周期の整数倍とは異なる
周期で各チェック回路からのチェック信号をサンプリン
グするサンプリング手段と、このサンプリング手段によ
りサンプリングされた各チェック回路からのチェック信
号の履歴を各励磁コイル毎に記憶する履歴記憶手段と、
複数の励磁コイルが全て断線無しであれば全てのチェッ
ク回路からのチェック信号が各１回以上前記特定レベル
となるような所定ステップ数以上変化したときに、その
間の前記履歴記憶手段の記憶内容に基づいて断線の有無
を診断する診断手段とを設ける構成としたものである。
１に示すように、各励磁コイル毎に、通電・非通電のい
ずれか一方の状態でかつ断線無しのときにのみ特定レベ
ルとなるチェック信号を導出するチェック回路を設ける
一方、１ステップ変化する通電周期の整数倍とは異なる
周期で各チェック回路からのチェック信号をサンプリン
グするサンプリング手段と、このサンプリング手段によ
りサンプリングされた各チェック回路からのチェック信
号の履歴を各励磁コイル毎に記憶する履歴記憶手段と、
複数の励磁コイルが全て断線無しであれば全てのチェッ
ク回路からのチェック信号が各１回以上前記特定レベル
となるような所定ステップ数以上変化したときに、その
間の前記履歴記憶手段の記憶内容に基づいて断線の有無
を診断する診断手段とを設ける構成としたものである。
【０００８】又は、各励磁コイル毎に、通電・非通電の
いずれか一方の状態でかつ断線無しのときにのみ特定レ
ベルとなるチェック信号を導出するチェック回路を設け
る一方、１ステップ変化する通電周期より短い周期で各
チェック回路からのチェック信号をサンプリングするサ
ンプリング手段と、このサンプリング手段によりサンプ
リングされた各チェック回路からのチェック信号の履歴
を各励磁コイル毎に記憶する履歴記憶手段と、複数の励
磁コイルが全て断線無しであれば全てのチェック回路か
らのチェック信号が各１回以上前記特定レベルとなるよ
うな所定ステップ数以上変化する毎に、その間の前記履
歴記憶手段の記憶内容に基づいて断線の有無を診断する
診断手段とを設ける構成としたものである。
いずれか一方の状態でかつ断線無しのときにのみ特定レ
ベルとなるチェック信号を導出するチェック回路を設け
る一方、１ステップ変化する通電周期より短い周期で各
チェック回路からのチェック信号をサンプリングするサ
ンプリング手段と、このサンプリング手段によりサンプ
リングされた各チェック回路からのチェック信号の履歴
を各励磁コイル毎に記憶する履歴記憶手段と、複数の励
磁コイルが全て断線無しであれば全てのチェック回路か
らのチェック信号が各１回以上前記特定レベルとなるよ
うな所定ステップ数以上変化する毎に、その間の前記履
歴記憶手段の記憶内容に基づいて断線の有無を診断する
診断手段とを設ける構成としたものである。
【０００９】ここで、前記診断手段は、前記履歴記憶手
段に全てのチェック回路からのチェック信号が前記特定
レベルとなったことの履歴が記憶されているときに断線
無しと診断するものであるとよい。また、前記診断手段
は、断線無しと診断できない状態が所定の診断回数以上
連続したときに断線と診断するものであるとよい。
段に全てのチェック回路からのチェック信号が前記特定
レベルとなったことの履歴が記憶されているときに断線
無しと診断するものであるとよい。また、前記診断手段
は、断線無しと診断できない状態が所定の診断回数以上
連続したときに断線と診断するものであるとよい。
【００１０】また、前記履歴記憶手段は、前記サンプリ
ング手段によりサンプリングされた各チェック回路から
のチェック信号が前記特定レベルとなったことの履歴の
有無を各励磁コイル毎に記憶するものであり、その記憶
内容を前記診断手段による診断直後にクリアするクリア
手段を有しているとよい。更に、前記サンプリング手
段、履歴記憶手段及び診断手段は、複数の励磁コイルの
通電状態を制御するメインＣＰＵとは別のサブＣＰＵに
備えられ、メインＣＰＵからステップ位置情報をサブＣ
ＰＵに転送して、サブＣＰＵ側の診断手段にてこのステ
ップ位置情報に基づいて所定ステップ数以上変化する毎
の診断時期を検出する構成とするとよい。
ング手段によりサンプリングされた各チェック回路から
のチェック信号が前記特定レベルとなったことの履歴の
有無を各励磁コイル毎に記憶するものであり、その記憶
内容を前記診断手段による診断直後にクリアするクリア
手段を有しているとよい。更に、前記サンプリング手
段、履歴記憶手段及び診断手段は、複数の励磁コイルの
通電状態を制御するメインＣＰＵとは別のサブＣＰＵに
備えられ、メインＣＰＵからステップ位置情報をサブＣ
ＰＵに転送して、サブＣＰＵ側の診断手段にてこのステ
ップ位置情報に基づいて所定ステップ数以上変化する毎
の診断時期を検出する構成とするとよい。
【００１１】
【作用】上記の構成においては、１ステップ変化する通
電周期（すなわち通電状態のパターンが変化する通電周
期）の整数倍とは異なる周期で各チェック回路からのチ
ェック信号をサンプリングする。従って、複数の励磁コ
イルが全て断線無しであれば全てのチェック回路からの
チェック信号が各１回以上特定レベルとなるような所定
ステップ数以上変化したときには、各励磁コイルが断線
無しであれば、各励磁コイルについて、少なくとも１
回、特定レベルのチェック信号がサンプリングされてい
るはずである。
電周期（すなわち通電状態のパターンが変化する通電周
期）の整数倍とは異なる周期で各チェック回路からのチ
ェック信号をサンプリングする。従って、複数の励磁コ
イルが全て断線無しであれば全てのチェック回路からの
チェック信号が各１回以上特定レベルとなるような所定
ステップ数以上変化したときには、各励磁コイルが断線
無しであれば、各励磁コイルについて、少なくとも１
回、特定レベルのチェック信号がサンプリングされてい
るはずである。
【００１２】よって、サンプリングされた各チェック回
路からのチェック信号の履歴を各励磁コイル毎に記憶
し、所定ステップ数以上変化したときに、その間のチェ
ック信号の履歴に基づいて断線の有無を診断するのであ
る。又は、１ステップ変化する通電周期（すなわち通電
状態のパターンが変化する通電周期）より短い周期で各
チェック回路からのチェック信号をサンプリングするこ
とにより、通電状態のパターンが変化する毎に少なくと
も１回チェック信号をサンプリングすることができる。
路からのチェック信号の履歴を各励磁コイル毎に記憶
し、所定ステップ数以上変化したときに、その間のチェ
ック信号の履歴に基づいて断線の有無を診断するのであ
る。又は、１ステップ変化する通電周期（すなわち通電
状態のパターンが変化する通電周期）より短い周期で各
チェック回路からのチェック信号をサンプリングするこ
とにより、通電状態のパターンが変化する毎に少なくと
も１回チェック信号をサンプリングすることができる。
【００１３】従って、複数の励磁コイルが全て断線無し
であれば全てのチェック回路からのチェック信号が各１
回以上特定レベルとなるような所定ステップ数以上変化
する毎では、各励磁コイルが断線無しであれば、各励磁
コイルについて、少なくとも１回、特定レベルのチェッ
ク信号がサンプリングされているはずである。よって、
サンプリングされた各チェック回路からのチェック信号
の履歴を各励磁コイル毎に記憶し、所定ステップ数以上
変化する毎に、その間のチェック信号の履歴に基づいて
断線の有無を診断するのである。
であれば全てのチェック回路からのチェック信号が各１
回以上特定レベルとなるような所定ステップ数以上変化
する毎では、各励磁コイルが断線無しであれば、各励磁
コイルについて、少なくとも１回、特定レベルのチェッ
ク信号がサンプリングされているはずである。よって、
サンプリングされた各チェック回路からのチェック信号
の履歴を各励磁コイル毎に記憶し、所定ステップ数以上
変化する毎に、その間のチェック信号の履歴に基づいて
断線の有無を診断するのである。
【００１４】具体的には、全てのチェック回路からのチ
ェック信号が特定レベルとなったことの履歴が記憶され
ているときに断線無しと診断するのである。また、それ
以外のときに即断線と診断してもよいが、断線無しと診
断できない状態が所定の診断回数以上連続したときに断
線と診断することにより、誤診断を防止できる。
ェック信号が特定レベルとなったことの履歴が記憶され
ているときに断線無しと診断するのである。また、それ
以外のときに即断線と診断してもよいが、断線無しと診
断できない状態が所定の診断回数以上連続したときに断
線と診断することにより、誤診断を防止できる。
【００１５】また、チェック信号の履歴を記憶する際
は、時系列により記憶してもよいが、チェック信号が特
定レベルとなったことの履歴の有無のみを記憶し、その
記憶内容を診断直後にクリアするようにすれば、記憶容
量を低減できる。更に、複数の励磁コイルの通電状態を
制御するメインＣＰＵからステップ位置情報をサブＣＰ
Ｕに転送して、サブＣＰＵ側の診断手段にてこのステッ
プ位置情報に基づいて所定ステップ数以上変化する毎の
診断時期を検出することで、診断時期を正しく検出し得
る。
は、時系列により記憶してもよいが、チェック信号が特
定レベルとなったことの履歴の有無のみを記憶し、その
記憶内容を診断直後にクリアするようにすれば、記憶容
量を低減できる。更に、複数の励磁コイルの通電状態を
制御するメインＣＰＵからステップ位置情報をサブＣＰ
Ｕに転送して、サブＣＰＵ側の診断手段にてこのステッ
プ位置情報に基づいて所定ステップ数以上変化する毎の
診断時期を検出することで、診断時期を正しく検出し得
る。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の一実施例を説明する。図２
は、ユニポーラ・２相同時励磁方式のステップモータ駆
動回路を示している。ステップモータ１は、回転軸につ
ながるロータ２と、このロータ２の回りに固定配置され
る一対のステータ３，４とを備え、これらのステータ
３，４のステータコイルは図において同一方向に巻設さ
れている。また、図において各ステータコイルの巻始め
端子がＳ1 ，Ｓ2 で示され、巻終り端子がＥ1 ，Ｅ2 で
示されている。更に、図において各ステータコイルの中
間タップがＭ1 ，Ｍ2 で示されている。
は、ユニポーラ・２相同時励磁方式のステップモータ駆
動回路を示している。ステップモータ１は、回転軸につ
ながるロータ２と、このロータ２の回りに固定配置され
る一対のステータ３，４とを備え、これらのステータ
３，４のステータコイルは図において同一方向に巻設さ
れている。また、図において各ステータコイルの巻始め
端子がＳ1 ，Ｓ2 で示され、巻終り端子がＥ1 ，Ｅ2 で
示されている。更に、図において各ステータコイルの中
間タップがＭ1 ，Ｍ2 で示されている。
【００１７】ステータ３において、巻始め端子Ｓ1 と中
間タップＭ1 との間のステータコイルは１相励磁コイル
＃１を形成し、巻終り端子Ｅ1 と中間タップＭ1 との間
のステータコイルは３相励磁コイル＃３を形成する。ま
た、ステータ４において、巻始め端子Ｓ2 と中間タップ
Ｍ2 との間のステータコイルは２相励磁コイル＃２を形
成し、巻終り端子Ｅ2 と中間タップＭ2 との間のステー
タコイルは４相励磁コイル＃４を形成する。
間タップＭ1 との間のステータコイルは１相励磁コイル
＃１を形成し、巻終り端子Ｅ1 と中間タップＭ1 との間
のステータコイルは３相励磁コイル＃３を形成する。ま
た、ステータ４において、巻始め端子Ｓ2 と中間タップ
Ｍ2 との間のステータコイルは２相励磁コイル＃２を形
成し、巻終り端子Ｅ2 と中間タップＭ2 との間のステー
タコイルは４相励磁コイル＃４を形成する。
【００１８】各励磁コイル＃１〜＃４は、中間タップＭ
1 ，Ｍ2 側で電源ＶＢに接続され、巻始め端子Ｓ1 ，Ｓ
2 又は巻終り端子Ｅ1 ，Ｅ2 側でそれぞれ駆動用のトラ
ンジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 を介して接地されている。各ト
ランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 のベース端子は、図３に示す
ように、メインＣＰＵ10の各駆動端子と接続され、これ
らの駆動端子からの各駆動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４がＨレベ
ルのときに各トランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 がＯＮ（導通
状態）となって、各励磁コイル＃１〜＃４に通電される
ようになっている。
1 ，Ｍ2 側で電源ＶＢに接続され、巻始め端子Ｓ1 ，Ｓ
2 又は巻終り端子Ｅ1 ，Ｅ2 側でそれぞれ駆動用のトラ
ンジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 を介して接地されている。各ト
ランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 のベース端子は、図３に示す
ように、メインＣＰＵ10の各駆動端子と接続され、これ
らの駆動端子からの各駆動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４がＨレベ
ルのときに各トランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 がＯＮ（導通
状態）となって、各励磁コイル＃１〜＃４に通電される
ようになっている。
【００１９】ここで、各駆動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４は、図
４に示すように変化させる。すなわち、10ms毎に、２相
ずつ励磁し、（１）１相励磁コイル＃１と４相励磁コイ
ル＃４、（２）１相励磁コイル＃１と２相励磁コイル＃
２、（３）２相励磁コイル＃２と３相励磁コイル＃３、
（４）３相励磁コイル＃３と４相励磁コイル＃４、とい
う４種類の通電状態のパターンを順次繰り返すように、
駆動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４を変化させる。
４に示すように変化させる。すなわち、10ms毎に、２相
ずつ励磁し、（１）１相励磁コイル＃１と４相励磁コイ
ル＃４、（２）１相励磁コイル＃１と２相励磁コイル＃
２、（３）２相励磁コイル＃２と３相励磁コイル＃３、
（４）３相励磁コイル＃３と４相励磁コイル＃４、とい
う４種類の通電状態のパターンを順次繰り返すように、
駆動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４を変化させる。
【００２０】このように励磁コイル＃１〜＃４の通電状
態を予め定めたパターンに従って一定の通電周期（10m
s）で変化させ、通電状態を変化させる毎に１ステップ
ずつの回転を得るのである。一方、各励磁コイル＃１〜
＃４と各トランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 との間の各接続点
から、チェック回路ＣＫ1 〜ＣＫ4 として、信号線が引
き出され、これによりチェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４が導
出されて、図３に示すように、サブＣＰＵ20に入力され
ている。
態を予め定めたパターンに従って一定の通電周期（10m
s）で変化させ、通電状態を変化させる毎に１ステップ
ずつの回転を得るのである。一方、各励磁コイル＃１〜
＃４と各トランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 との間の各接続点
から、チェック回路ＣＫ1 〜ＣＫ4 として、信号線が引
き出され、これによりチェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４が導
出されて、図３に示すように、サブＣＰＵ20に入力され
ている。
【００２１】ここで、図５に示すように、各励磁コイル
＃１〜＃４（トランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 ）に対する各
駆動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４がＨレベルのときは、各励磁コ
イル＃１〜＃４の断線の有無にかかわらず、チェック信
号Ｃ＃１〜Ｃ＃４はＬレベルとなるが、各励磁コイル＃
１〜＃４（トランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 ）に対する各駆
動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４がＬレベルのときは、各励磁コイ
ル＃１〜＃４が正常（断線無し）であれば、各チェック
信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４はＨレベルとなり、断線していれ
ば、各チェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４は図示破線のごとく
Ｌレベルとなる。
＃１〜＃４（トランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 ）に対する各
駆動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４がＨレベルのときは、各励磁コ
イル＃１〜＃４の断線の有無にかかわらず、チェック信
号Ｃ＃１〜Ｃ＃４はＬレベルとなるが、各励磁コイル＃
１〜＃４（トランジスタＴｒ1 〜Ｔｒ4 ）に対する各駆
動信号Ｄ＃１〜Ｄ＃４がＬレベルのときは、各励磁コイ
ル＃１〜＃４が正常（断線無し）であれば、各チェック
信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４はＨレベルとなり、断線していれ
ば、各チェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４は図示破線のごとく
Ｌレベルとなる。
【００２２】従って、各チェック回路ＣＫ1 〜ＣＫ
4 は、各励磁コイル＃１〜＃４毎に、非通電状態（駆動
信号がＬレベル）でかつ断線無しのときにのみＨレベル
となるチェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４を導出しており、チ
ェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４が全てＨレベルを履歴してい
ることを検出すれば、断線無しと診断可能である。よっ
て、図６に示すように、１ステップ変化する通電周期
（10ms）の整数倍とは異なる周期、より好ましくは１ス
テップ変化する通電周期（10ms）より短い周期（例えば
２ms）で、チェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４をサンプリング
することにより、通電状態のパターンが変化する毎に少
なくとも１回チェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４をサンプリン
グすることができ、４ステップ（２相同時励磁方式の場
合は３ステップ以上）変化する間では、各励磁コイル＃
１〜＃４が断線無しであれば、各励磁コイル＃１〜＃４
に対応するチェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４がＨレベルとな
ったときに、少なくとも各１回、Ｈレベルのチェック信
号がサンプリングされているはずである。
4 は、各励磁コイル＃１〜＃４毎に、非通電状態（駆動
信号がＬレベル）でかつ断線無しのときにのみＨレベル
となるチェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４を導出しており、チ
ェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４が全てＨレベルを履歴してい
ることを検出すれば、断線無しと診断可能である。よっ
て、図６に示すように、１ステップ変化する通電周期
（10ms）の整数倍とは異なる周期、より好ましくは１ス
テップ変化する通電周期（10ms）より短い周期（例えば
２ms）で、チェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４をサンプリング
することにより、通電状態のパターンが変化する毎に少
なくとも１回チェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４をサンプリン
グすることができ、４ステップ（２相同時励磁方式の場
合は３ステップ以上）変化する間では、各励磁コイル＃
１〜＃４が断線無しであれば、各励磁コイル＃１〜＃４
に対応するチェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４がＨレベルとな
ったときに、少なくとも各１回、Ｈレベルのチェック信
号がサンプリングされているはずである。
【００２３】よって、サンプリングされたチェック信号
Ｃ＃１〜Ｃ＃４の履歴を各励磁コイル＃１〜＃４毎に記
憶し、４ステップ変化する毎に、その間の履歴に基づい
て断線の有無を診断するのである。上記の原理に基づ
き、サブＣＰＵ20では、図７に示すサンプリングルーチ
ン（２msジョブ）と、図８に示す診断ルーチン（バック
グラウンドジョブ）とを実行することで、断線診断を行
う。
Ｃ＃１〜Ｃ＃４の履歴を各励磁コイル＃１〜＃４毎に記
憶し、４ステップ変化する毎に、その間の履歴に基づい
て断線の有無を診断するのである。上記の原理に基づ
き、サブＣＰＵ20では、図７に示すサンプリングルーチ
ン（２msジョブ）と、図８に示す診断ルーチン（バック
グラウンドジョブ）とを実行することで、断線診断を行
う。
【００２４】図７のサンプリングルーチンについて説明
する。本ルーチンは２msジョブとして、２ms毎に実行さ
れる。但し、２ms毎である必要はなく、１ステップ変化
する通電周期（10ms）より短い周期で実行すればよい。
ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）で
は、各チェック回路ＣＫ 1 〜ＣＫ4 からのチェック信号
Ｃ＃１〜Ｃ＃４をサンプリングし、４ビットのサンプリ
ングデータＳＯＬを得る。
する。本ルーチンは２msジョブとして、２ms毎に実行さ
れる。但し、２ms毎である必要はなく、１ステップ変化
する通電周期（10ms）より短い周期で実行すればよい。
ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）で
は、各チェック回路ＣＫ 1 〜ＣＫ4 からのチェック信号
Ｃ＃１〜Ｃ＃４をサンプリングし、４ビットのサンプリ
ングデータＳＯＬを得る。
【００２５】このサンプリングデータＳＯＬの各ビット
は、図９に示すように、各駆動コイル＃１〜＃４に対応
する各チェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４の信号レベルＨ（＝
１），Ｌ（＝０）に対応しており、例えばＣ＃１＝１、
Ｃ＃２＝０、Ｃ＃３＝０、Ｃ＃４＝１の場合は、ＳＯＬ
＝１００１となる。この部分がサンプリング手段に相当
する。
は、図９に示すように、各駆動コイル＃１〜＃４に対応
する各チェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４の信号レベルＨ（＝
１），Ｌ（＝０）に対応しており、例えばＣ＃１＝１、
Ｃ＃２＝０、Ｃ＃３＝０、Ｃ＃４＝１の場合は、ＳＯＬ
＝１００１となる。この部分がサンプリング手段に相当
する。
【００２６】次のステップ２では、履歴記憶用ＲＡＭに
記憶されている４ビットの履歴データＣＨＫＤＧＮ（最
初はＣＨＫＤＧＮ＝００００）と、４ビットのサンプリ
ングデータＳＯＬ（例えばＳＯＬ＝１００１）とを、各
ビット毎に論理和（ＯＲ）をとって、履歴データＣＨＫ
ＤＧＮを更新する。例えば、ＣＨＫＤＧＮ＝００００
で、ＳＯＬ＝１００１の場合、新たにＣＨＫＤＧＮ＝１
００１となる。
記憶されている４ビットの履歴データＣＨＫＤＧＮ（最
初はＣＨＫＤＧＮ＝００００）と、４ビットのサンプリ
ングデータＳＯＬ（例えばＳＯＬ＝１００１）とを、各
ビット毎に論理和（ＯＲ）をとって、履歴データＣＨＫ
ＤＧＮを更新する。例えば、ＣＨＫＤＧＮ＝００００
で、ＳＯＬ＝１００１の場合、新たにＣＨＫＤＧＮ＝１
００１となる。
【００２７】また、ＣＨＫＤＧＮ＝１００１で、ＳＯＬ
＝１１００の場合、新たにＣＨＫＤＧＮ＝１１０１とな
る。また、ＣＨＫＤＧＮ＝１１０１で、ＳＯＬ＝０１１
０の場合、新たにＣＨＫＤＧＮ＝１１１１となる。この
ようにして更新される履歴データＣＨＫＤＧＮの各ビッ
トは、図10に示すように、各励磁コイル＃１〜＃４に対
応しており、例えばＣＨＫＤＧＮ＝１００１の場合は、
励磁コイル＃１，＃４に対応するチェック信号Ｃ＃１，
Ｃ＃４がＨレベルを履歴していることを示し、また、Ｃ
ＨＫＤＧＮ＝１１１１の場合は、全ての励磁コイル＃１
〜＃４に対応するチェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４がＨレベ
ルを履歴していることを示している。
＝１１００の場合、新たにＣＨＫＤＧＮ＝１１０１とな
る。また、ＣＨＫＤＧＮ＝１１０１で、ＳＯＬ＝０１１
０の場合、新たにＣＨＫＤＧＮ＝１１１１となる。この
ようにして更新される履歴データＣＨＫＤＧＮの各ビッ
トは、図10に示すように、各励磁コイル＃１〜＃４に対
応しており、例えばＣＨＫＤＧＮ＝１００１の場合は、
励磁コイル＃１，＃４に対応するチェック信号Ｃ＃１，
Ｃ＃４がＨレベルを履歴していることを示し、また、Ｃ
ＨＫＤＧＮ＝１１１１の場合は、全ての励磁コイル＃１
〜＃４に対応するチェック信号Ｃ＃１〜Ｃ＃４がＨレベ
ルを履歴していることを示している。
【００２８】従って、この部分が履歴記憶手段に相当す
る。図８の診断ルーチンについて説明する。尚、本ルー
チンはバックグラウンドジョブとして実行される。ま
た、電源投入時の初期化ルーチンで、ＳＴＰＭＭＫ＝
０、ＣNG＝０、ＦNG＝０に初期化されているものとす
る。ステップ11では、診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭ
Ｋ＝０か否かを判定し、最初はＳＴＰＭＭＫ＝０である
ので、ステップ20へ進んで、履歴データＣＨＫＤＧＮ＝
００００にし、また、ステップ21で、現在のステップ位
置ＳＴＰＭ（例えば１〜128 のいずれか）を読込んで、
これを診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ＝ＳＴＰＭと
して記憶し、本ルーチンを終了する。
る。図８の診断ルーチンについて説明する。尚、本ルー
チンはバックグラウンドジョブとして実行される。ま
た、電源投入時の初期化ルーチンで、ＳＴＰＭＭＫ＝
０、ＣNG＝０、ＦNG＝０に初期化されているものとす
る。ステップ11では、診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭ
Ｋ＝０か否かを判定し、最初はＳＴＰＭＭＫ＝０である
ので、ステップ20へ進んで、履歴データＣＨＫＤＧＮ＝
００００にし、また、ステップ21で、現在のステップ位
置ＳＴＰＭ（例えば１〜128 のいずれか）を読込んで、
これを診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ＝ＳＴＰＭと
して記憶し、本ルーチンを終了する。
【００２９】尚、ステップ位置ＳＴＰＭの情報は、図３
に示すように、メインＣＰＵ10からサブＣＰＵ20へ転送
している。診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ≠０の場
合は、ステップ11からステップ12へ進む。ステップ12で
は、現在のステップ位置ＳＴＰＭ（例えば１〜128 のい
ずれか）を読込んで、診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭ
Ｋとの差の絶対値（ステップ変化数）ＳＴＥＰ＝｜ＳＴ
ＰＭ−ＳＴＰＭＭＫ｜を算出し、ステップ13へ進む。
に示すように、メインＣＰＵ10からサブＣＰＵ20へ転送
している。診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ≠０の場
合は、ステップ11からステップ12へ進む。ステップ12で
は、現在のステップ位置ＳＴＰＭ（例えば１〜128 のい
ずれか）を読込んで、診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭ
Ｋとの差の絶対値（ステップ変化数）ＳＴＥＰ＝｜ＳＴ
ＰＭ−ＳＴＰＭＭＫ｜を算出し、ステップ13へ進む。
【００３０】ステップ13では、ステップ変化数ＳＴＥＰ
が４（又は３）以上であるか否かを判定する。ＳＴＥＰ
＜４のときは、診断時期ではないため、そのまま本ルー
チンを終了する。ＳＴＥＰ≧４のときは、診断時期であ
るため、ステップ14へ進む。
が４（又は３）以上であるか否かを判定する。ＳＴＥＰ
＜４のときは、診断時期ではないため、そのまま本ルー
チンを終了する。ＳＴＥＰ≧４のときは、診断時期であ
るため、ステップ14へ進む。
【００３１】ステップ14では、履歴記憶用ＲＡＭに記憶
されている４ビットの履歴データＣＨＫＤＧＮを読込ん
で、ＣＨＫＤＧＮ＝１１１１か否かを判定する。ＣＨＫ
ＤＧＮ＝１１１１の場合は、正常であり、ステップ15へ
進んで、ＮＧカウンタＣNGを０リセットし、更にステッ
プ16へ進んで、断線検出フラグＦNGを０リセットする。
そして、ステップ20へ進んで、次の診断のため、履歴デ
ータＣＨＫＤＧＮ＝００００にし、また、ステップ21
で、現在のステップ位置ＳＴＰＭを読込んで、これを診
断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ＝ＳＴＰＭとして記憶
し、本ルーチンを終了する。
されている４ビットの履歴データＣＨＫＤＧＮを読込ん
で、ＣＨＫＤＧＮ＝１１１１か否かを判定する。ＣＨＫ
ＤＧＮ＝１１１１の場合は、正常であり、ステップ15へ
進んで、ＮＧカウンタＣNGを０リセットし、更にステッ
プ16へ進んで、断線検出フラグＦNGを０リセットする。
そして、ステップ20へ進んで、次の診断のため、履歴デ
ータＣＨＫＤＧＮ＝００００にし、また、ステップ21
で、現在のステップ位置ＳＴＰＭを読込んで、これを診
断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ＝ＳＴＰＭとして記憶
し、本ルーチンを終了する。
【００３２】ＣＨＫＤＧＮ≠１１１１の場合は、異常で
あり、ステップ17へ進んで、ＮＧカウンタＣNGをカウン
トアップし、ステップ18へ進んで、ＮＧカウンタＣNGの
値が所定値（例えば20）以上か否かを判定する。ＮＧカ
ウンタＣNG＜20の場合は、ステップ20へ進んで、次の診
断のため、履歴データＣＨＫＤＧＮ＝００００にし、ま
た、ステップ21で、現在のステップ位置ＳＴＰＭを読込
んで、これを診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ＝ＳＴ
ＰＭとして記憶し、本ルーチンを終了する。
あり、ステップ17へ進んで、ＮＧカウンタＣNGをカウン
トアップし、ステップ18へ進んで、ＮＧカウンタＣNGの
値が所定値（例えば20）以上か否かを判定する。ＮＧカ
ウンタＣNG＜20の場合は、ステップ20へ進んで、次の診
断のため、履歴データＣＨＫＤＧＮ＝００００にし、ま
た、ステップ21で、現在のステップ位置ＳＴＰＭを読込
んで、これを診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ＝ＳＴ
ＰＭとして記憶し、本ルーチンを終了する。
【００３３】ＮＧカウンタＣNG≧20の場合は、断線とみ
なし、ステップ19へ進んで、断線検出フラグＦNGを１に
セットする。そして、ステップ20へ進んで、次の診断の
ため、履歴データＣＨＫＤＧＮ＝００００にし、また、
ステップ21で、現在のステップ位置ＳＴＰＭを読込ん
で、これを診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ＝ＳＴＰ
Ｍとして記憶し、本ルーチンを終了する。
なし、ステップ19へ進んで、断線検出フラグＦNGを１に
セットする。そして、ステップ20へ進んで、次の診断の
ため、履歴データＣＨＫＤＧＮ＝００００にし、また、
ステップ21で、現在のステップ位置ＳＴＰＭを読込ん
で、これを診断基準ステップ位置ＳＴＰＭＭＫ＝ＳＴＰ
Ｍとして記憶し、本ルーチンを終了する。
【００３４】断線検出フラグＦNG＝１のセットにより、
断線と診断され、対応する出力により、断線状態が報知
されて、必要な処置がとられる。ここで、ステップ12〜
ステップ19の部分が診断手段に相当し、ステップ20の部
分がクリア手段に相当する。本発明では、所定ステップ
以上変化する毎に診断するため、ステップ位置が変化し
ない場合には、診断ができないので、次のような問題が
考えられる。
断線と診断され、対応する出力により、断線状態が報知
されて、必要な処置がとられる。ここで、ステップ12〜
ステップ19の部分が診断手段に相当し、ステップ20の部
分がクリア手段に相当する。本発明では、所定ステップ
以上変化する毎に診断するため、ステップ位置が変化し
ない場合には、診断ができないので、次のような問題が
考えられる。
【００３５】例えば、アイドル回転数制御弁のステップ
モータの場合、断線後は、励磁コイルの状態が固定とな
るため、空気量が不足あるいは過剰となり、エンジン回
転数が目標回転数を下回って、あるいは上回ってしま
い、すると、目標回転数に補正すべく、ステップ位置を
変化させようと制御するが、断線直後のステップ位置が
制御上のステップ位置付近にある場合（但し頻度小）
は、４ステップ変化しないことがあり、この場合には即
診断できない。
モータの場合、断線後は、励磁コイルの状態が固定とな
るため、空気量が不足あるいは過剰となり、エンジン回
転数が目標回転数を下回って、あるいは上回ってしま
い、すると、目標回転数に補正すべく、ステップ位置を
変化させようと制御するが、断線直後のステップ位置が
制御上のステップ位置付近にある場合（但し頻度小）
は、４ステップ変化しないことがあり、この場合には即
診断できない。
【００３６】しかし、このような場合は頻度小であると
共に、４ステップ毎の変化が連続して得られなくても、
オープンループ制御中のダッシュポット分等でステップ
位置を変化させる機会はいくらでもあるから、このよう
な場合でもしばらくすれば診断が可能である。
共に、４ステップ毎の変化が連続して得られなくても、
オープンループ制御中のダッシュポット分等でステップ
位置を変化させる機会はいくらでもあるから、このよう
な場合でもしばらくすれば診断が可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
励磁コイルの通電状態（駆動信号の状態）を検知するこ
となく、チェック回路からのチェック信号のみに基づ
き、その履歴、特に特定レベルとなったことの履歴か
ら、励磁コイルの断線の有無を確実に診断することがで
きるという効果が得られる。
励磁コイルの通電状態（駆動信号の状態）を検知するこ
となく、チェック回路からのチェック信号のみに基づ
き、その履歴、特に特定レベルとなったことの履歴か
ら、励磁コイルの断線の有無を確実に診断することがで
きるという効果が得られる。
【００３８】また、断線無しと診断できない状態が所定
の診断回数以上連続したときに断線と診断することによ
り、誤診断を防止して、診断精度をより向上させること
ができる。また、チェック信号の履歴を記憶する際は、
チェック信号が特定レベルとなったことの履歴の有無の
みを記憶し、その記憶内容を診断直後にクリアするよう
にすることで、記憶容量を低減することができる。
の診断回数以上連続したときに断線と診断することによ
り、誤診断を防止して、診断精度をより向上させること
ができる。また、チェック信号の履歴を記憶する際は、
チェック信号が特定レベルとなったことの履歴の有無の
みを記憶し、その記憶内容を診断直後にクリアするよう
にすることで、記憶容量を低減することができる。
【００３９】更に、メインＣＰＵからステップ位置情報
をサブＣＰＵに転送して、サブＣＰＵ側の診断手段にて
このステップ位置情報に基づいて診断時期を検出するこ
とで、診断時期を正しく検出することができる。
をサブＣＰＵに転送して、サブＣＰＵ側の診断手段にて
このステップ位置情報に基づいて診断時期を検出するこ
とで、診断時期を正しく検出することができる。
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】 本発明の一実施例のステップモータ駆動回路
を示す図
を示す図
【図３】 駆動信号及びチェック信号とＣＰＵとの関係
を示す図
を示す図
【図４】 駆動信号のタイミングチャート
【図５】 駆動信号及びチェック信号のタイミングチャ
ート
ート
【図６】 サンプリング周期について示すタイミングチ
ャート
ャート
【図７】 サンプリングルーチンのフローチャート
【図８】 診断ルーチンのフローチャート
【図９】 サンプリングデータの説明図
【図10】 履歴データの説明図
１ ステップモータ ２ ロータ ３，４ ステータ 10 メインＣＰＵ 20 サブＣＰＵ ＃１〜＃４ 励磁コイル Ｔｒ1 〜Ｔｒ4 駆動用のトランジスタ Ｄ＃１〜Ｄ＃４ 駆動信号 ＣＫ1 〜ＣＫ4 チェック回路（信号線） Ｃ＃１〜Ｃ＃４ チェック信号
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 8/36 G01R 31/34
Claims (6)
- 【請求項１】複数の励磁コイルを備え、これらの励磁コ
イルの通電状態を予め定めたパターンに従って一定の通
電周期で変化させ、通電状態を変化させる毎に１ステッ
プずつの回転を得るステップモータにおいて、その励磁
コイルの断線の有無を診断する装置であって、 各励磁コイル毎に、通電・非通電のいずれか一方の状態
でかつ断線無しのときにのみ特定レベルとなるチェック
信号を導出するチェック回路を設ける一方、 １ステップ変化する通電周期の整数倍とは異なる周期で
各チェック回路からのチェック信号をサンプリングする
サンプリング手段と、 このサンプリング手段によりサンプリングされた各チェ
ック回路からのチェック信号の履歴を各励磁コイル毎に
記憶する履歴記憶手段と、 複数の励磁コイルが全て断線無しであれば全てのチェッ
ク回路からのチェック信号が各１回以上前記特定レベル
となるような所定ステップ数以上変化したときに、その
間の前記履歴記憶手段の記憶内容に基づいて断線の有無
を診断する診断手段と、 を設けたことを特徴とするステップモータ励磁コイルの
断線診断装置。 - 【請求項２】複数の励磁コイルを備え、これらの励磁コ
イルの通電状態を予め定めたパターンに従って一定の通
電周期で変化させ、通電状態を変化させる毎に１ステッ
プずつの回転を得るステップモータにおいて、その励磁
コイルの断線の有無を診断する装置であって、 各励磁コイル毎に、通電・非通電のいずれか一方の状態
でかつ断線無しのときにのみ特定レベルとなるチェック
信号を導出するチェック回路を設ける一方、 １ステップ変化する通電周期より短い周期で各チェック
回路からのチェック信号をサンプリングするサンプリン
グ手段と、 このサンプリング手段によりサンプリングされた各チェ
ック回路からのチェック信号の履歴を各励磁コイル毎に
記憶する履歴記憶手段と、 複数の励磁コイルが全て断線無しであれば全てのチェッ
ク回路からのチェック信号が各１回以上前記特定レベル
となるような所定ステップ数以上変化する毎に、その間
の前記履歴記憶手段の記憶内容に基づいて断線の有無を
診断する診断手段と、 を設けたことを特徴とするステップモータ励磁コイルの
断線診断装置。 - 【請求項３】前記診断手段は、前記履歴記憶手段に全て
のチェック回路からのチェック信号が前記特定レベルと
なったことの履歴が記憶されているときに断線無しと診
断するものであることを特徴とする請求項１又は請求項
２記載のステップモータ励磁コイルの断線診断装置。 - 【請求項４】前記診断手段は、断線無しと診断できない
状態が所定の診断回数以上連続したときに断線と診断す
るものであることを特徴とする請求項３記載のステップ
モータ励磁コイルの断線診断装置。 - 【請求項５】前記履歴記憶手段は、前記サンプリング手
段によりサンプリングされた各チェック回路からのチェ
ック信号が前記特定レベルとなったことの履歴の有無を
各励磁コイル毎に記憶するものであり、その記憶内容を
前記診断手段による診断直後にクリアするクリア手段を
有していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいず
れか１つに記載のステップモータ励磁コイルの断線診断
装置。 - 【請求項６】前記サンプリング手段、履歴記憶手段及び
診断手段は、複数の励磁コイルの通電状態を制御するメ
インＣＰＵとは別のサブＣＰＵに備えられ、メインＣＰ
Ｕからステップ位置情報をサブＣＰＵに転送して、サブ
ＣＰＵ側の診断手段にてこのステップ位置情報に基づい
て所定ステップ数以上変化する毎の診断時期を検出する
構成としたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいず
れか１つに記載のステップモータ励磁コイルの断線診断
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9471394A JP3134663B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | ステップモータ励磁コイルの断線診断装置 |
| US08/434,719 US5572142A (en) | 1994-05-06 | 1995-05-04 | Apparatus and method for diagnosing presence or absence of breakage in electromagnetic coil means applicable to breakage diagnosis for stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9471394A JP3134663B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | ステップモータ励磁コイルの断線診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07303397A JPH07303397A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3134663B2 true JP3134663B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=14117792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9471394A Expired - Fee Related JP3134663B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-09 | ステップモータ励磁コイルの断線診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3134663B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7323245B1 (ja) * | 2023-04-07 | 2023-08-08 | エクセン株式会社 | 断線検出装置 |
-
1994
- 1994-05-09 JP JP9471394A patent/JP3134663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07303397A (ja) | 1995-11-14 |
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