JP3256342B2 - ステッピングモータの脱調検出装置 - Google Patents
ステッピングモータの脱調検出装置Info
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- JP3256342B2 JP3256342B2 JP19358493A JP19358493A JP3256342B2 JP 3256342 B2 JP3256342 B2 JP 3256342B2 JP 19358493 A JP19358493 A JP 19358493A JP 19358493 A JP19358493 A JP 19358493A JP 3256342 B2 JP3256342 B2 JP 3256342B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/36—Protection against faults, e.g. against overheating, step-out; Indicating faults
- H02P8/38—Protection against faults, e.g. against overheating, step-out; Indicating faults the fault being step-out
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータの
脱調を検出する装置に関する。
脱調を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような脱調検出装置として、従来、
ステッピングモータのロータにエンコーダを取り付けて
おき、ロータが回転せずに振動している状態を当該エン
コーダにて検出したら脱調状態にあると判定する装置が
知られている（例えば、特開平１−２８３０９９号）。
ステッピングモータのロータにエンコーダを取り付けて
おき、ロータが回転せずに振動している状態を当該エン
コーダにて検出したら脱調状態にあると判定する装置が
知られている（例えば、特開平１−２８３０９９号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の脱調検出装置では、エンコーダの検出信号をフィー
ドバックするため、ステッピングモータとエンコーダと
によるメカニカルクローズドループを構成しなければな
らず、ステッピングモータ全体の寸法を大型化してしま
うという問題があった。
来の脱調検出装置では、エンコーダの検出信号をフィー
ドバックするため、ステッピングモータとエンコーダと
によるメカニカルクローズドループを構成しなければな
らず、ステッピングモータ全体の寸法を大型化してしま
うという問題があった。
【０００４】例えば、ステッピングモータを利用した電
気式パワーステアリング装置においては、かかるステッ
ピングモータの大型化がパワーステアリング構成部品の
配置の自由度を制約し、コスト高となる問題を有してい
た。そこで、本発明は、ステッピングモータを大型化す
ることなく脱調状態を的確に検出することのできる脱調
検出装置を提供することを目的とする。
気式パワーステアリング装置においては、かかるステッ
ピングモータの大型化がパワーステアリング構成部品の
配置の自由度を制約し、コスト高となる問題を有してい
た。そこで、本発明は、ステッピングモータを大型化す
ることなく脱調状態を的確に検出することのできる脱調
検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】かかる課題を解
決するためになされた本発明のステッピングモータの脱
調検出装置は、ステッピングモータのステータコイルに
生じた逆起電力をリカバリ電流として該ステータコイル
に戻すリカバリ回路の電流又は電圧を検出する検出手段
と、該検出手段の検出結果を所定の基準と比較して脱調
の有無を判定する判定手段とからなる。リカバリ回路の
電流等を検出する構成であるので、エンコーダを用いる
場合の様なメカニカルな結合を必要とせず、部品の配置
における自由度が高い。
決するためになされた本発明のステッピングモータの脱
調検出装置は、ステッピングモータのステータコイルに
生じた逆起電力をリカバリ電流として該ステータコイル
に戻すリカバリ回路の電流又は電圧を検出する検出手段
と、該検出手段の検出結果を所定の基準と比較して脱調
の有無を判定する判定手段とからなる。リカバリ回路の
電流等を検出する構成であるので、エンコーダを用いる
場合の様なメカニカルな結合を必要とせず、部品の配置
における自由度が高い。
【０００６】ところで、ステッピングモータの逆起電力
は駆動電流のオン／オフ反転時に大きく変化する。そこ
で、前記検出手段は、前記リカバリ回路にＬＣ並列共振
回路を配設してこのＬＣ並列共振回路に生じる共振波形
を検出する手段として構成し、前記判定手段は、ステー
タコイルへの電流のオン時又はオフ時における過渡現象
に伴って前記検出手段の検出した共振波形に基づいて脱
調の有無を判定する手段として構成した。
は駆動電流のオン／オフ反転時に大きく変化する。そこ
で、前記検出手段は、前記リカバリ回路にＬＣ並列共振
回路を配設してこのＬＣ並列共振回路に生じる共振波形
を検出する手段として構成し、前記判定手段は、ステー
タコイルへの電流のオン時又はオフ時における過渡現象
に伴って前記検出手段の検出した共振波形に基づいて脱
調の有無を判定する手段として構成した。
【０００７】ＬＣ並列共振回路を採用するとき、例えば
図１（Ａ）に示すように、ステッピングモータのステー
タコイルＲＬのリカバリ回路中に、並列共振回路ＬＣを
配設してその電流ＩＸを検出すると、同図（Ｂ）に実線
で示すように、モータ駆動電流ＩＤがオンからオフにな
るときに負側へ大きく振動し、オフからオンになるとき
に正側へ大きく振動する。この実線はステッピングモー
タが正常動作をしている状態を示している。一方、ステ
ッピングモータが脱調した場合には、ステータとロータ
との磁気抵抗が大きくなるため、ステータコイルＲＬの
リアクタンスが減少し、駆動電流が大きくなる。従っ
て、この様な駆動電流の大きくなった状態でＩＤをオフ
にした時は、図示点線の様に、瞬間的に大きな過渡電流
を生じ、かつ速やかに負放電を終え、オフ期間の間に電
流ＩＸが零に近づく。この結果、オフからオンへの切換
タイミングでの電位差がなくなり（ＮＧの部分）、正常
動作時（ＯＫの部分）に比べると共振波形が小さな振幅
しか示さないようになる。この様な現象を利用し、ステ
ータコイルへの電流オン時におけるＬＣ並列共振回路の
共振波形から脱調の有無を的確に判定することができ
る。なお、オンからオフへの切換直後について見るなら
ば、実線で示した正常時の共振波形振幅よりも、点線で
示した脱調時の共振波形振幅の方が大きいことが分か
る。従って、この様な現象を利用し、ステータコイルへ
の電流オフ時におけるＬＣ並列共振回路の共振波形から
脱調の有無を的確に判定することもできる。
図１（Ａ）に示すように、ステッピングモータのステー
タコイルＲＬのリカバリ回路中に、並列共振回路ＬＣを
配設してその電流ＩＸを検出すると、同図（Ｂ）に実線
で示すように、モータ駆動電流ＩＤがオンからオフにな
るときに負側へ大きく振動し、オフからオンになるとき
に正側へ大きく振動する。この実線はステッピングモー
タが正常動作をしている状態を示している。一方、ステ
ッピングモータが脱調した場合には、ステータとロータ
との磁気抵抗が大きくなるため、ステータコイルＲＬの
リアクタンスが減少し、駆動電流が大きくなる。従っ
て、この様な駆動電流の大きくなった状態でＩＤをオフ
にした時は、図示点線の様に、瞬間的に大きな過渡電流
を生じ、かつ速やかに負放電を終え、オフ期間の間に電
流ＩＸが零に近づく。この結果、オフからオンへの切換
タイミングでの電位差がなくなり（ＮＧの部分）、正常
動作時（ＯＫの部分）に比べると共振波形が小さな振幅
しか示さないようになる。この様な現象を利用し、ステ
ータコイルへの電流オン時におけるＬＣ並列共振回路の
共振波形から脱調の有無を的確に判定することができ
る。なお、オンからオフへの切換直後について見るなら
ば、実線で示した正常時の共振波形振幅よりも、点線で
示した脱調時の共振波形振幅の方が大きいことが分か
る。従って、この様な現象を利用し、ステータコイルへ
の電流オフ時におけるＬＣ並列共振回路の共振波形から
脱調の有無を的確に判定することもできる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を適用した電動式パワーステア
リング装置の実施例について説明する。図３は、実施例
の電動式パワーステアリング装置を示す。
リング装置の実施例について説明する。図３は、実施例
の電動式パワーステアリング装置を示す。
【０００９】 パワーステアリング装置は、ギヤハウジン
グ１内にラックアンドピニオン機構を有し、ステアリン
グホイール３に加わった操舵力をこのラックアンドピニ
オン機構を介して車輪５，５に伝達する。そして、ラッ
クに対してアシストの動力を付与するステッピングモー
タ７と、このステッピングモータ７に対して、車速セン
サ９やトルクセンサ１１からの出力信号に応じてバッテ
リ１３からの電力を供給するコントローラ１５とからな
る電動式パワーアシスト機構を備えている。
グ１内にラックアンドピニオン機構を有し、ステアリン
グホイール３に加わった操舵力をこのラックアンドピニ
オン機構を介して車輪５，５に伝達する。そして、ラッ
クに対してアシストの動力を付与するステッピングモー
タ７と、このステッピングモータ７に対して、車速セン
サ９やトルクセンサ１１からの出力信号に応じてバッテ
リ１３からの電力を供給するコントローラ１５とからな
る電動式パワーアシスト機構を備えている。
【００１０】 ステッピングモータ７は、図４に示すよう
に、１２本の歯を有するステータ２１と、８本の歯を有
するロータ２３とを備える。ステータ２１の１２本の歯
は、４本ずつを一組として３グループに分けられ、それ
ぞれにコイルが巻かれている。なお、図ではコイル２５
ａだけしか示していないが、他の２グループにもコイル
２５ｂ，２５ｃがコイル２５ａと同様の巻方で巻かれて
いる。ここで、正常動作時にはロータ２３が図示実線の
位置にあるが、脱調すると同図点線の様に通電中のステ
ータ歯とロータ歯とがずれたままとなる。
に、１２本の歯を有するステータ２１と、８本の歯を有
するロータ２３とを備える。ステータ２１の１２本の歯
は、４本ずつを一組として３グループに分けられ、それ
ぞれにコイルが巻かれている。なお、図ではコイル２５
ａだけしか示していないが、他の２グループにもコイル
２５ｂ，２５ｃがコイル２５ａと同様の巻方で巻かれて
いる。ここで、正常動作時にはロータ２３が図示実線の
位置にあるが、脱調すると同図点線の様に通電中のステ
ータ歯とロータ歯とがずれたままとなる。
【００１１】 コントローラ１５は、ＣＰＵ３１を備えた
コンピュータで構成され、バッテリ１３及びステッピン
グモータ７の各コイル２５ａ〜２５ｃと、図５に示すよ
うな関係で接続されている。即ち、コントローラ１５と
各コイル２５ａ〜２５ｃとは、車速及び操舵トルクに応
じてバッテリ電圧を供給するためのＭＯＳＦＥＴ３３ａ
〜３３ｃを介して接続される。また、各コイル２５ａ〜
２５ｃに生じる逆起電力を戻すためのリカバリ回路には
ダイオード３５ａ〜３５ｃと共にＬＣ並列共振回路３７
ａ〜３７ｃを配置してある。そして、ＣＰＵ３１は、こ
のＬＣ並列共振回路３７ａ〜３７ｃに生じるリンキング
電流ＩＸを検出している。
コンピュータで構成され、バッテリ１３及びステッピン
グモータ７の各コイル２５ａ〜２５ｃと、図５に示すよ
うな関係で接続されている。即ち、コントローラ１５と
各コイル２５ａ〜２５ｃとは、車速及び操舵トルクに応
じてバッテリ電圧を供給するためのＭＯＳＦＥＴ３３ａ
〜３３ｃを介して接続される。また、各コイル２５ａ〜
２５ｃに生じる逆起電力を戻すためのリカバリ回路には
ダイオード３５ａ〜３５ｃと共にＬＣ並列共振回路３７
ａ〜３７ｃを配置してある。そして、ＣＰＵ３１は、こ
のＬＣ並列共振回路３７ａ〜３７ｃに生じるリンキング
電流ＩＸを検出している。
【００１２】 ＣＰＵ３１は、図６に示す処理により、ス
テピングモータ７における脱調の有無を判定する。即
ち、各ＬＣ並列共振回路３７ａ〜３７ｃからリンキング
電流ＩＸを取り込み（Ｓ１）、それぞれのコイル２５ａ
〜２５ｃに対する駆動電流ＩＤをオフからオンに切り換
えるタイミングになったとき（Ｓ２；ＹＥＳ）、リンキ
ング電流ＩＸの共振波形の振幅を調べて、図１のＯＫの
場合に相当するかＮＧの場合に相当するかを判定する
（Ｓ３）。ＮＧと判定された場合には、脱調が生じてい
るものと判断し、駆動電流ＩＤを増加再入力する指示を
行い（Ｓ４）、脱調状態を脱するように制御する。
テピングモータ７における脱調の有無を判定する。即
ち、各ＬＣ並列共振回路３７ａ〜３７ｃからリンキング
電流ＩＸを取り込み（Ｓ１）、それぞれのコイル２５ａ
〜２５ｃに対する駆動電流ＩＤをオフからオンに切り換
えるタイミングになったとき（Ｓ２；ＹＥＳ）、リンキ
ング電流ＩＸの共振波形の振幅を調べて、図１のＯＫの
場合に相当するかＮＧの場合に相当するかを判定する
（Ｓ３）。ＮＧと判定された場合には、脱調が生じてい
るものと判断し、駆動電流ＩＤを増加再入力する指示を
行い（Ｓ４）、脱調状態を脱するように制御する。
【００１３】 なお、車速センサ９やトルクセンサ１１の
出力信号に応じての駆動電流制御は、公知の電動式パワ
ーステアリング装置におけると同様になされる。即ち、
車速が高くなるほどアシスト力を弱める等の制御を行っ
ている。以上の様に、本実施例によれば、リカバリ回路
に配設したＬＣ並列共振回路３７ａ〜３７ｃにおける共
振波形について所定のタイミングで判定して脱調状態の
有無を判定するので、従来のエンコーダを用いた装置に
比べて装置全体を小型化でき、パワーステアリング構成
部品の配置の自由度を向上させることができる。
出力信号に応じての駆動電流制御は、公知の電動式パワ
ーステアリング装置におけると同様になされる。即ち、
車速が高くなるほどアシスト力を弱める等の制御を行っ
ている。以上の様に、本実施例によれば、リカバリ回路
に配設したＬＣ並列共振回路３７ａ〜３７ｃにおける共
振波形について所定のタイミングで判定して脱調状態の
有無を判定するので、従来のエンコーダを用いた装置に
比べて装置全体を小型化でき、パワーステアリング構成
部品の配置の自由度を向上させることができる。
【００１４】 以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない限り種々なる態様に変形することが可
能である。
明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない限り種々なる態様に変形することが可
能である。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ステッピングモータを大型化することなく脱調状態を的
確に検出することができる。
ステッピングモータを大型化することなく脱調状態を的
確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構成及び作用を説明するための説明
図である。
図である。
【図２】 実施例の電動式パワーステアリング装置の全
体を示す構成図である。
体を示す構成図である。
【図３】 実施例の電動式パワーステアリング装置に用
いるステッピングモータの構成図である。
いるステッピングモータの構成図である。
【図４】 本 実施例におけるステッピングモータ駆動及
び脱調検出回路の構成図である。
び脱調検出回路の構成図である。
【図５】 本 実施例における脱調検出処理のフローチャ
ートである。
ートである。
１・・・ギヤハウジング、３・・・ステアリングホイー
ル、５・・・車輪、７・・・ステッピングモータ、９・
・・車速センサ、１１・・・トルクセンサ、１３・・・
バッテリ、１５・・・コントローラ、２１・・・ステー
タ、２３・・・ロータ、２５ａ〜２５ｃ・・・コイル、
３１・・・ＣＰＵ、３３ａ〜３３ｃ・・・ＭＯＳＦＥ
Ｔ、３５ａ〜３５ｃ・・・ダイオード、３７ａ〜３７ｃ
・・・ＬＣ並列共振回路。
ル、５・・・車輪、７・・・ステッピングモータ、９・
・・車速センサ、１１・・・トルクセンサ、１３・・・
バッテリ、１５・・・コントローラ、２１・・・ステー
タ、２３・・・ロータ、２５ａ〜２５ｃ・・・コイル、
３１・・・ＣＰＵ、３３ａ〜３３ｃ・・・ＭＯＳＦＥ
Ｔ、３５ａ〜３５ｃ・・・ダイオード、３７ａ〜３７ｃ
・・・ＬＣ並列共振回路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−184296（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−70496（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−283099（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−192700（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−133200（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−25084（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 8/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ステッピングモータのステータコイルに
生じた逆起電力をリカバリ電流として該ステータコイル
に戻すリカバリ回路の電流又は電圧を検出する検出手段
と、該検出手段の検出結果を所定の基準と比較して脱調
の有無を判定する判定手段とからなるステッピングモー
タの脱調検出装置において、 前記検出手段は、前記リカバリ回路にＬＣ並列共振回路
を配設してこのＬＣ並列共振回路に生じる共振波形を検
出する手段として構成し、 前記判定手段は、ステータコイルへの電流のオン時又は
オフ時における過渡現象に伴って前記検出手段の検出し
た共振波形に基づいて脱調の有無を判定する手段として
構成したことを特徴とする ステッピングモータの脱調検
出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19358493A JP3256342B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ステッピングモータの脱調検出装置 |
| US08/285,179 US5598078A (en) | 1993-08-04 | 1994-08-03 | Device for detecting step-out of a stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19358493A JP3256342B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ステッピングモータの脱調検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0746896A JPH0746896A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3256342B2 true JP3256342B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=16310422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19358493A Expired - Fee Related JP3256342B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ステッピングモータの脱調検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5598078A (ja) |
| JP (1) | JP3256342B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7116075B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-10-03 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Electric power steering system for a vehicle |
| US8076882B2 (en) * | 2007-12-26 | 2011-12-13 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Motor drive architecture with active snubber |
| JP5591507B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2014-09-17 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | ドライバ回路 |
| JP5591508B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2014-09-17 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | ドライバ回路 |
| JP5697320B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2015-04-08 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | ドライバ回路 |
| JP6137090B2 (ja) | 2014-09-02 | 2017-05-31 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5345575A (en) * | 1976-10-06 | 1978-04-24 | Seiko Epson Corp | Electronic wristwatch |
| US4196462A (en) * | 1978-05-30 | 1980-04-01 | General Electric Company | Protective control circuit for induction motors |
| CH641921B (fr) * | 1980-02-19 | Berney Sa Jean Claude | Piece d'horlogerie avec un dispositif de controle du moteur pas a pas. | |
| JPS56158978A (en) * | 1980-05-13 | 1981-12-08 | Citizen Watch Co Ltd | Electronic watch |
| CH649187GA3 (ja) * | 1982-10-13 | 1985-05-15 | ||
| CH653850GA3 (ja) * | 1983-08-12 | 1986-01-31 | ||
| US4703235A (en) * | 1986-12-03 | 1987-10-27 | United Technologies Corporation | Brushless DC motor |
| JPH01283099A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Konica Corp | ステッピングモータ |
| FR2648289B1 (fr) * | 1989-06-07 | 1991-09-06 | Valeo | Procede et dispositif de controle d'un moteur pas-a-pas |
| US4996469A (en) * | 1990-03-16 | 1991-02-26 | Allen-Bradley Company, Inc. | Electric motor controller with bypass contactor |
| US5119671A (en) * | 1991-03-12 | 1992-06-09 | Chrysler Corporation | Method for flexible fuel control |
| DE4200551A1 (de) * | 1992-01-11 | 1993-07-15 | Vdo Schindling | Synchronisierverfahren fuer ein anzeigegeraet mit elektrisch angesteuertem schrittmotor |
-
1993
- 1993-08-04 JP JP19358493A patent/JP3256342B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-08-03 US US08/285,179 patent/US5598078A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746896A (ja) | 1995-02-14 |
| US5598078A (en) | 1997-01-28 |
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Legal Events
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