JP3203969B2 - モータ駆動式つまみのモータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ミキシングコンソー
ル（音声調整卓）等におけるモータ駆動式つまみに関
し、目標位置に確実に到達でき、かつオーバーシュート
を防止したものである。

【０００２】

【従来の技術】ミキシングコンソールは、レコーディン
グスタジオ等において複数チャンネルのライン入力につ
いてレベル調整、周波数イコライジング、残響付加等の
エフェクト付与等を行なうのに利用される。

【０００３】コンピュータ制御のミキシングコンソール
では、操作者が手で動かしたつまみの位置をメモリに記
憶しておき、後に必要に応じて呼び出してモータ駆動で
再現する機能（メモリリコール機能）や、ＭＩＤＩ信号
によって外部のパソコン等からつまみをモータ駆動でリ
アルタイム操作する機能を持たせたものがある。

【０００４】このようなモータ駆動式つまみは、目標位
置指令が与えられると、現在位置を検出して、その差に
応じた電圧でモータが駆動されて、目標位置に位置決め
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】モータ駆動式つまみ
は、目標とする位置にスムーズかつ正確に移動すること
が要求される。スムーズな動作（オーバーシュートのな
い動作）を実現するには、動作スピードを比較的低速に
する必要があり、これはモータを比較的低い駆動電圧で
駆動することで実現される。ところが、モータを低い電
圧で駆動すると、つまみの動作特性のばらかつきや経年
変化により、十分な駆動トルクが得られず、目標位置に
到達する手前で停止してしまうことがある。このため、
動作特性のばらつきや経年変化を考慮して駆動電圧をや
や高めに設定しなければならず、スムーズな動作（すな
わちオーバーシュートのない動作）を確実に実現するこ
とはできなかった。

【０００６】この発明は、従来の技術における上記問題
点を解決して、目標位置に確実に到達でき、しかもオー
バーシュートを防止することができるモータ駆動式つま
みのモータ制御装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【０００８】

【課題を解決するための手段】 この 発明は、モータ駆動
式つまみと、このモータ駆動式つまみの現在位置を検出
する現在位置検出手段と、前記モータ駆動式つまみの目
標位置を設定する目標位置設定手段と、前記目標位置と
前記現在位置との差を求め、この差に応じて予め定めら
れた駆動電圧の変化パターンに従って、当該差が大きい
ときは前記モータ駆動式つまみの駆動電圧を大きくし、
当該差が小さいときは当該駆動電圧を小さくするととも
に、当該モータ駆動式つまみが前記目標位置以外で停止
したことを検出して、前記駆動電圧を大きくして、駆動
力を増大させる制御を行ない、当該駆動力を増大する制
御を開始後の所定のタイミング迄に目標位置に到達した
ことを検出しなかった場合に、当該駆動力を０にする制
御を行なうモータ制御手段とを具備してなるものであ
る。

【０００９】

【作用】この発明によれば、目標位置以外で停止したこ
とが検出された場合（言い換えれば、目標位置に到達し
たことが検出されなかった場合）に、駆動力を増大させ
るようにしたので、動きにくいつまみであっても確実に
目標位置に到達させることができる。したがって、通常
は比較的低い駆動力ですむので、オーバーシュートが防
止される。

【００１０】また、目標位置と現在位置との差に応じて
予め定められた駆動電圧の変化パターン（ＰＷＭ制御の
ように、駆動電圧の変化が平均電圧として与えられる場
合等を含む。）に従って駆動電圧を変化させるものにお
いて、目標位置以外で停止したことが検出された場合
に、駆動電圧を大きくするようにしたので、確実に目標
位置に到達させることができる。したがって、通常は比
較的低い駆動電圧ですむので、オーバーシュートが防止
される。

【００１１】尚、前記モータ制御手段は、例えば、前記
モータ駆動式つまみの駆動を開始してからの時間を計測
し、所定時間以内に目標位置に到達したことを検出しな
かった場合に、目標位置以外で停止したものと判定して
前記駆動力を増大させる制御を行なうことができる。

【００１２】また、前記モータ制御手段が、前記駆動力
を増大する制御として、前記目標位置に到達するまでの
間当該駆動力を時間の経過とともに段階的にまたは連続
的に増大させる制御を行なうようにすれば、動きにくい
つまみであっても、いずれかの時点で確実に目標位置に
到達させることができる。

【００１３】この発明によれば、前記モータ制御手段
が、前記駆動力を増大する制御を開始後の所定のタイミ
ング迄に目標位置に到達したことを検出しなかった場合
に、当該駆動力を０にする制御を行なうようにしたの
で、操作者がつまみを手で強制的に押えた場合（メモリ
コールの際特定のチャンネルについてつまみを動かした
くない場合等）等に、いつまでも駆動力増大制御が続く
のを防止することができ、つまみを手で強制的に押えた
位置等に停止させることができる。

【００１４】

【実施例】この発明をミキシングコンソールのフェーダ
に適用した一実施例を図１に示す。フェーダ１５は、モ
ータ駆動式つまみ１０によって操作される可変抵抗器で
構成され、入力される音楽信号のレベルをモータ駆動式
つまみ１０の位置に応じたレベルに調整して出力する。
各モータ駆動式つまみ１０は図示しない駆動用モータお
よび手動操作で駆動される。モータは、ここでは直流モ
ータで構成され、駆動電圧設定手段１３から出力される
ＰＷＭ形式の矩形波電圧によって駆動される。モータ駆
動式つまみ１０の位置は、位置検出器１１で検出され
（例えば、可変抵抗器の抵抗値として検出する。）、そ
の検出値はモータ制御手段１２に入力される。

【００１５】メモリ１６には、各モータ駆動式つまみ１
０の操作位置情報が記憶されている。メモリ１６から操
作位置情報が読み出され、あるいはパソコン、シーケン
サ等からＭＩＤＩによる操作位置情報が出力されると、
モータ制御手段１２はこれを目標位置として、モータ駆
動式つまみ１０の位置をこの目標位置に移動する制御を
即座に開始する。すなわち、モータ制御手段１２には、
目標位置と現在位置との差に応じたＰＷＭ出力のデュー
ティ比の変化パターン（つまり駆動電圧の変化パター
ン）が設定されている。この変化パターンは、例えば図
２に示すように、目標位置と現在位置との差が大きいと
きはデューティ比が大きく（つまり駆動電圧が高く）、
差が小さいときはデューティ比が小さくなる（つまり駆
動電圧が低くなる）ような変化パターンで、使用するモ
ータ駆動式つまみ１０の平均的な特性のものに対して、
モータを駆動できる最低のデューティ比よりも大きいデ
ューティ比を有し、かつオーバーシュートさせないで目
標位置に到達させることができるような変化パターンに
設定されている。図２ではデューティ比を段階的に変化
させているが、連続的に変化させることもできる。

【００１６】モータ制御手段１２は、目標位置の情報が
与えられると、現在位置との差をとって、上記変化パタ
ーンに従ってデューティ比を逐次決定し、駆動電圧設定
手段１３から該当するデューティ比でＰＷＭ方式モータ
駆動信号を出力する。これにより、モータ駆動式つまみ
１０はＰＷＭモータ駆動信号の平均電圧で駆動され、目
標位置から遠いときは比較的速く、目標位置に近づくに
つれて減速し、目標位置で速度０とされて、オーバーシ
ュートすることなく目標位置に正確に停止する。

【００１７】タイマ１８は、目標位置に向けてモータ駆
動式つまみ１０の駆動が開始されてからの経過時間を計
測する。モータ制御手段１２には、通常のモータ駆動式
つまみ１０が所定の駆動特性（図２）を用いて最大距離
Ｌ移動するのに要する時間よりもやや長目の時間（例え
ば０．２秒）が待ち時間として設定されている。モータ
制御手段１２は、タイマ１８で計測される時間がこの待
ち時間に達したことをもって、目標位置の手前で停止し
ているものと判断して、ＰＷＭ駆動信号のデューティ比
を所定量（例えば、現在よりも１つ上の段階に）高めて
（つまり駆動力を高めて）さらに駆動し、目標位置に到
達したら停止させる（デューティ比を０％にする）。

【００１８】デューティ比を高めた後もひき続きタイマ
１８で時間を計測し、所定時間内に目標位置に到達した
ことが検出されなければ、さらにデューティ比を上の段
階に高めていく。そして、駆動力を高める制御として設
定された最終的なデューティ比（例えば７５％）に達し
て所定時間駆動したにもかかわらず目標位置に到達しな
かった場合（例えば、目標位置を指示して駆動を開始し
てから通算して０．４秒後）には、つまみ１０が手で強
制的に押えられている等動かない状態にされていると判
定して、駆動を停止する（デューティ比を０％にす
る）。

【００１９】このようにして、通常は比較的低いデュー
ティ比で駆動することにより、比較的低速での動作が実
現されて、オーバーシュートが防止され、しかも製造上
のばらつきや経年変化等によって動きにくくなったつま
みも確実に目標位置に到達させることができる。また、
手で強制的に押えられる等動かない状態になっている場
合には、駆動を停止することにより、いつまでも駆動さ
れ続けるのを防止することができる。

【００２０】なお、デューティ比を上げる制御を開始す
る待ち時間は、上記の例では固定としたが、駆動開始直
前の現在位置と目標位置との差に応じて変化させる（駆
動開始直前の現在位置と目標位置との差に応じて、目標
位置に到達すると予想される時間よりもやや長目の時間
に設定する。）こともできる。そのようにすれば、駆動
開始時の現在位置と目標位置との距離が短い場合に、必
要以上に待たずに駆動力を高める制御を開始することが
でき、短時間で目標位置に到達させることができる。

【００２１】以上の位置決め制御を実現するためのモー
タ制御手段１２による制御フローを図３に示す。目標位
置が指示されると、制御が開始され（Ｓ１）、タイマ１
８が一旦リセットされて、０からカウントを開始する
（Ｓ２）。そして、目標位置と現在位置との差が逐次検
出され（Ｓ３）、所定の電圧（デューティ比）変化パタ
ーン（図２）に従って目標位置に向けてモータの駆動が
開始される（Ｓ５）。所定時間内に目標位置に到達した
ら、モータの駆動は終了する（Ｓ６，Ｓ７）。また、所
定時間内に目標位置に到達しなかった場合は（Ｓ４）、
駆動電圧（デューティ比）を増大させる（Ｓ９）。駆動
電圧を順次高めていき、最終値に達してもなお目標位置
に到達しない場合は、駆動を停止する（Ｓ８，Ｓ９）。

【００２２】

【他の実施例】前記実施例では、モータ駆動式つまみ１
０の駆動が開始されてからの時間をタイマ１８で計測
し、この時間が所定時間を経過しても目標位置に到達し
たことが検出されなかったことをもって、目標位置以外
で停止したものと判定したが、位置検出器１１の検出値
が目標位置以外の値で所定時間以上停止したこと（つま
り変化がない状態）を検出して、目標位置以外で停止し
たものと判定することもできる。具体的には、例えば、
モータ駆動式つまみ１０の駆動を開始後、位置検出器１
１の検出値が変化するごとにタイマをリセットし、タイ
マのカウント値が所定値に達したことをもって、目標位
置以外で停止したものと判定することができる。

【００２３】なお、前記実施例ではデューティ比により
速度制御する場合について示したが、直流電圧を駆動電
圧としてその電圧レベルで速度制御することもできる。

【００２４】また、前記実施例では直線移動式のつまみ
にこの発明を適用した場合について示したが、回転式つ
まみその他各種モータ駆動式つまみに適用することがで
きる。

【００２５】また、この発明はミキシングコンソール以
外にも各種モータ駆動式つまみに適用することができ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、目標位置以外で停止したことが検出された場合に、
駆動力を増大させるようにしたので、動きにくいつまみ
であっても確実に目標位置に到達させることができる。
したがって、通常は比較的低い駆動力ですむので、オー
バーシュートが防止される。

【００２７】また、目標位置と現在位置との差に応じて
予め定められた駆動電圧の変化パターンに従って駆動電
圧を変化させるものにおいて、目標位置以外で停止した
ことが検出された場合に、駆動電圧を大きくするように
したので、確実に目標位置に到達させることができる。
したがって、通常は比較的低い駆動電圧ですむので、オ
ーバーシュートが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】 図１のモータ制御手段１２に設定されるＰＷ
Ｍ出力のデューティ比の変化パターンの一例を示す線図
である。

【図３】 図１のモータ制御回路１２による位置決め制
御フローの一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ モータ駆動式つまみ １１ 位置検出器（現在位置検出手段） １２ モータ制御手段 １６ メモリ（目標位置設定手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータ駆動式つまみと、 このモータ駆動式つまみの現在位置を検出する現在位置
   検出手段と、 前記モータ駆動式つまみの目標位置を設定する目標位置
   設定手段と、 前記目標位置と前記現在位置との差を求め、この差に応
   じて予め定められた駆動電圧の変化パターンに従って、
   当該差が大きいときは前記モータ駆動式つまみの駆動電
   圧を大きくし、当該差が小さいときは当該駆動電圧を小
   さくするとともに、当該モータ駆動式つまみが前記目標
   位置以外で停止したことを検出して、前記駆動電圧を大
   きくして、駆動力を増大させる制御を行ない、当該駆動
   力を増大する制御を開始後の所定のタイミング迄に目標
   位置に到達したことを検出しなかった場合に、当該駆動
   力を０にする制御を行なうモータ制御手段とを具備して
   なるモータ駆動式つまみのモータ制御装置。