JP3446248B2 - モータ制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばステレオアンプ
などの音響装置に設けられた電動式音量ボリュームの回
転駆動源として用いられる例えばＤＣサーボモータの制
御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＤＣサーボモータは、その出力
トルクが、印加電圧や入力電流に対して直線的に変化
し、かつ出力効率が高いなど、優れた性能を有する。従
って、回転制御が必要な装置で幅広く使われている。

【０００３】一例を示すと、最近の音響装置は、リモー
トコントローラによる遠隔制御が主流となっており、リ
モートコントローラの操作パネルに配列された操作キー
を選択操作することにより、離れた位置から音響装置を
操作できるようになっている。

【０００４】特に、音量ボリュームとしては、＋ボタン
及び−ボタンを操作して音量を調節する押しボタン式ボ
リュームと、操作つまみを正回転又は逆回転することに
より、音量を調節する回転操作式ボリュームとがある。
後者の回転操作式ボリュームは、従来から用いられてき
た実績のあるボリュームであり、デザイン上及び操作上
の点から根強い支持を得ている。

【０００５】従って、リモートコントロールにて遠隔制
御すべき対象のものとして、上記回転操作式ボリューム
も含まれることになる。この回転操作式ボリュームを回
転制御するには、操作者の操作方向に追従して回転し、
更に所定の位置で回転停止、即ち位置決めされることが
必要である。このようなことから、この回転操作式ボリ
ュームを回転制御する駆動源として、上述したように、
優れた性能を有するＤＣサーボモータ、特に、正回転及
び逆回転を行うことができる位置決め用のＤＣサーボモ
ータが用いられるようになってきている。

【０００６】そして、上記ＤＣサーボモータは、更に高
精度な位置決め及び定速回転を行うことができるよう
に、マイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと記
す）にて制御するという技術が提案され、実用化に至っ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記音響装
置に設けられる電動式音量ボリュームは、使用者によっ
て頻繁に選択操作され、それにより、操作つまみ、即ち
ＤＣサーボモータは正回転及び逆回転を頻繁に繰り返さ
れることになる。

【０００８】この場合、ＤＣサーボモータを例えば正回
転駆動させた後に、すぐに逆回転駆動させると、逆起電
力が発生し、この逆起電力によって電圧降下が生じ、こ
れによって、ＤＣサーボモータを制御しているマイコン
にリセットがかかってしまい、マイコンによるＤＣサー
ボモータの制御が不可能になるという現象が生じる。

【０００９】従来は、上記正逆のモータ駆動による逆起
電力が発生しないように、もしくは、逆起電力が発生し
てもマイコンに影響が及ぼさないように、ハードウェア
的な対策を施していた。この対策としては、例えばマイ
コンとモータ駆動用の電源を別々に設ける。または、バ
ックアップトランスの容量を大きくするなどである。

【００１０】しかし、上記のようなハードウェア的な対
策は、製造コストの高価格化を招き、廉価型の音響装置
などにおいて、価格的に大きな負担となっていた。

【００１１】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、正逆のモータ駆動によ
る逆起電力の発生を、機械的な要素を付加することな
く、ソフトウェア的な対策で防止することができ、製造
コストの低廉化を効率よく図ることができるモータ制御
システムを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るモータは、
入力された駆動情報に基づいて、モータを回転駆動する
モータ駆動手段と、入力された駆動指令に基づいて、上
記駆動情報を作成し、上記モータ駆動手段に供給する制
御手段と、少なくとも前回の上記駆動情報を記憶する記
憶手段と、上記モータに供給する電源の立ち上がり時間
を検出する時間検出手段とを備えて構成する。

【００１３】そして、上記制御手段の構成としては、少
なくとも、前回の駆動指令の入力から上記時間検出手段
に応じて設定される所定時間内に今回の駆動指令が入力
され、かつ上記今回の駆動指令に基づく今回の駆動情報
の回転方向と上記記憶手段に記憶されている前回の駆動
情報の回転方向とが不一致のとき、上記時間検出手段に
応じて設定される上記所定時間経過後に、上記今回の駆
動情報を上記モータ駆動手段に出力するようにする。

【００１４】具体的には、上記制御手段からの計数指令
に基づいて、上記所定時間を計数する計数手段を具備
し、上記制御手段は、入力された今回の駆動指令に基づ
く今回の駆動情報の回転方向と上記記憶手段に記憶され
ている前回の駆動情報の回転方向とを比較し、その比較
結果が一致のとき、上記計数手段に上記計数指令を出力
した後、上記今回の駆動情報をモータ駆動手段に出力
し、上記比較結果が不一致のとき、上記計数手段での上
記所定時間の計数完了後に、上記計数手段に上記計数指
令を出力した後、上記今回の駆動情報をモータ駆動手段
に出力する。

【００１５】この場合、上記モータを、音響装置におけ
る電動式音量ボリュームを回転させる駆動源として用い
るようにしてもよい。その際、制御手段に入力される駆
動指令は、上記音響装置を遠隔制御するリモートコント
ローラからの入力データとすることができる。

【００１６】

【作用】本発明に係るモータ制御システムにおいては、
まず、前回の駆動指令の入力から所定時間内に今回の駆
動指令が入力され、かつ今回の駆動指令に基づく今回の
駆動情報と記憶手段に記憶されている前回の駆動情報と
が不一致のとき、所定時間経過後に、今回の駆動情報を
モータ駆動手段に出力する。即ち、前回の駆動情報が例
えばモータを正回転駆動する情報であり、この前回の駆
動指令の入力から所定時間内に、モータを逆回転させる
駆動指令（今回の駆動指令）が入力された場合、制御手
段は、上記所定時間の経過後に、今回の駆動指令に基づ
く駆動情報（逆回転駆動を示す情報）をモータ駆動手段
に出力する。

【００１７】具体的には、モータが停止状態にある段階
から、ある駆動指令が制御手段入力されると、制御手段
は、計数手段に対して計数指令を出力する。計数手段
は、制御手段からの起動指令に基づいて、所定時間の計
数を開始する。

【００１８】また、制御手段は、入力された駆動指令に
基づいて、駆動情報を作成し、モータ駆動手段に供給す
る。モータ駆動手段は、制御手段からの駆動情報に基づ
いて、モータを回転駆動する。このとき、記憶手段に
は、制御手段で作成された駆動情報が前回の駆動情報と
して記憶される。

【００１９】その後、計数手段による所定時間の計数期
間中に、再び駆動指令が制御手段に入力されると、ま
ず、制御手段は、入力された駆動指令に基づいて今回の
駆動情報を作成し、現在、記憶手段に記憶されている前
回の駆動情報とを比較する。

【００２０】比較結果が同一である場合、制御手段は、
計数手段に対して計数指令を出力し、また、作成した今
回の駆動情報をモータ駆動手段に供給する。モータ駆動
手段は、制御手段からの駆動情報に基づいて、モータを
同一方向に回転駆動する。このとき、記憶手段には、制
御手段で作成された今回の駆動情報が前回の駆動情報と
して記憶される。

【００２１】一方、比較結果が不一致の場合、制御手段
は、計数手段での所定時間の計数完了を待ち、この計数
完了後に、この計数手段に計数指令を出力した後、今回
の駆動情報をモータ駆動手段に出力する。モータ駆動手
段は、制御手段からの駆動情報に基づいて、モータを前
回とは逆方向に回転駆動する。このとき、記憶手段に
は、制御手段で作成された今回の駆動情報が前回の駆動
情報として記憶される。

【００２２】このように、本発明に係るモータ制御シス
テムにおいては、例えば正回転を示す駆動指令が入力さ
れた直後に、逆回転を示す駆動指令が入力されたとき、
所定時間中は、駆動指令の入力が等価的に無効となり、
所定時間経過後にその入力が有効となる。即ち、モータ
が正回転駆動し始めた直後、所定時間経過後に、逆回転
駆動するということになり、逆起電力の発生要因であ
る、モータ駆動直後の逆方向のモータ駆動を事前に防止
することができ、マイコンによる制御不能状態を回避す
ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係るモータ制御システムをス
テレオアンプなどの音響装置に設けられた電動式音量ボ
リュームの駆動源として用いられるＤＣサーボモータ用
の制御システムに適用した実施例（以下、単に実施例に
係るモータ制御システムと記す）を図１及び図２を参照
しながら説明する。

【００２４】この実施例に係るモータ制御システムは、
図１に示すように、電動式音量ボリュームを回転駆動す
るＤＣサーボモータ（以下、単にモータと記す）１と、
後述する制御部９からの回転方向に関するデマンドコー
ドＣｄに基づいて、モータ１を回転駆動する専用ＩＣ２
と、音響装置の操作パネル３に配列された操作キーから
の入力信号Ｓｉを対応するデマンドコードＣｄに変換す
るデコーダ４と、例えば赤外線方式のリモートコントロ
ーラ５に配列された押しボタン式操作キーや回転式操作
キーへの選択操作に基いて出射される赤外線Ｌを受光
し、受光量に応じた電気信号（検出信号）に変換して出
力する受光部６と、該受光部６からの検出信号Ｓを対応
するデマンドコードＣｄに変換するほか、各種演算を行
う演算部７と、後述する制御部９から出力される表示用
信号Ｓｈに基づいて選択的に点灯するＬＥＤ表示部及び
制御部９からの表示データＤｈを表示画面にキャラクタ
表示及びグラフィック表示するＦＬ表示管からなる表示
手段８と、演算部７へのデータの受渡しやデコーダ４か
らのデマンドコードＣｄ及び受光部６からの検出信号Ｓ
に基づいて専用ＩＣ２等の各種回路を制御する制御部９
とを有する。

【００２５】また、このモータ制御システムは、上記制
御部９からの計数指令に基づいて、所定時間を計数する
計数手段１０と、電源投入時に、上記制御部９によっ
て、プログラムＲＯＭ１１内のプログラム及び必要なデ
ータが転送される動作用メモリ１２を有して構成されて
いる。

【００２６】ここで、モータ１の駆動を主体にして、上
記モータ制御システムの動作を詳細に説明する。

【００２７】まず、制御部９は、モータ制御システムへ
の電源投入によって、初期化動作が行われ、プログラム
ＲＯＭ１１内に登録されているモータ制御用のプログラ
ムとこのプログラムを動作させる上で必要なデータを動
作用メモリ１２に転送する。そして、リモートコントロ
ーラ５に設けられた例えば回転式操作キーを操作するこ
とにより、その操作に基づくデータコードによって強度
変調された赤外線Ｌがリモートコントローラ５から出射
され、モータ制御システムの受光部６に入射されること
になる。受光部６に入射された赤外線Ｌは、該受光部６
にて光電変換されて検出信号Ｓとして取り出される。

【００２８】受光部６にて取り出された検出信号Ｓは制
御部９に供給される。制御部９は、供給された検出信号
Ｓをディジタル変換して検出データとし、更にこの検出
データに対してエラーチェック等を行った後、演算部７
に供給する。演算部７は、供給された検出データを、動
作用メモリ１２に転送されたデータテーブルに基づいて
対応するデマンドコードＣｄに変換した後、制御部９に
供給する。

【００２９】制御部９は、演算部７から供給されたデマ
ンドコードＣｄを動作用メモリ１２の所定の配列変数領
域に前回のデマンドコードＣｄとして格納し、更にこの
デマンドコードＣｄを後段の専用ＩＣ２に供給する。専
用ＩＣ２は、制御部９からのデマンドコードＣｄに基づ
いて、モータ１を制御するための駆動信号Ｓｄ及び制御
信号Ｓｃを作成して、モータ１に供給する。モータ１
は、専用ＩＣ２からの駆動信号Ｓｄ及び制御信号Ｓｃに
基づいて回転駆動し、音響装置の電動式ボリュームを任
意の方向に回転駆動する。

【００３０】具体的には、モータ１が停止状態している
段階から、リモートコントローラ５への操作に基づいて
検出信号Ｓが制御部９に入力されると、制御部９は、計
数手段１０に対して計数指令とリセットデータを出力す
る。計数手段１０は、制御部９からの計数指令が入力さ
れると、リセット動作が行われ、計数手段１０内の計数
データを同じく制御部から供給されたリセットデータに
置換し、その後、クロック発生器１３からの基準クロッ
クＰｃの入力タイミングに基づいて、上記置換されたリ
セットデータを減算更新する。即ち、制御部９からの計
数指令に基づいて計数手段１０での計数が開始される。

【００３１】同時に、制御部９は、入力された検出信号
Ｓを、演算部７を介して検出信号Ｓが示す回転方向に対
応するデマンドコードＣｄに変換し、後段の専用ＩＣ２
に供給する。専用ＩＣ２は、制御部９からのデマンドコ
ードＣｄに基づいて、モータ１を回転駆動させるための
駆動信号Ｓｄと制御信号Ｓｃを作成し、モータ１をデマ
ンドコードＣｄで示す回転方向に回転駆動させる。この
とき、動作用メモリ１２の上記配列変数領域に、演算部
７で作成されたデマンドコードＣｄが制御部９を介して
前回のデマンドコードＣｄとして格納される。

【００３２】即ち、リモートコントローラ５の上記回転
式操作キーを例えば正方向に回転すると、正方向の回転
（以下、単に正回転と記す）を示すデマンドコードＣｄ
が専用ＩＣ２に供給され、専用ＩＣ２は、供給されたデ
マンドコードＣｄが示す回転方向（この場合、正回転）
に応じた駆動信号Ｓｄ及び制御信号Ｓｃをモータ１に供
給する。これによって、モータ１は、リモートコントロ
ーラ５の回転式操作キーの回転方向と同じ方向、即ち正
方向に回転することになる。また、動作用メモリ１２の
上記配列変数領域には、正回転を示すデマンドコードＣ
ｄが格納されることになる。

【００３３】次に、モータ１が回転し始めてからの本実
施例に係るモータ制御システムの特有の動作について、
図２のフローチャートを参照しながら説明する。この説
明においては、リモートコントローラ５からモータ駆動
を示すデータコードにて強度変調された赤外線Ｌが受光
部６に入射され、この受光部６にて検出信号Ｓとして取
り出されるまでの一連の信号処理にて得られる指令及び
操作パネルからデコーダを介して入力される指令を総括
して、便宜的に駆動指令として記す。

【００３４】まず、上記駆動指令が制御部９に入力され
ると、制御部９は、入力された駆動指令を演算部７に供
給し、その駆動指令に対応するデマンドコードＣｄを作
成する（ステップＳ１）。次に、ステップＳ２に進ん
で、演算部７で作成されたデマンドコードＣｄが正回転
を示すものかを否かを判別する。

【００３５】デマンドコードＣｄが正回転を示す場合、
ステップＳ３に進んで、前回の回転駆動方向が逆回転で
あるかを判別する。この判別は、動作用メモリ１２の上
記配列変数領域に格納されている前回のデマンドコード
Ｃｄを参照して判別される。このステップＳ３におい
て、前回の回転駆動方向が逆回転であると判別された場
合、次のステップＳ４に進み、現在、計数手段１０によ
る所定時間の計数が完了しているかどうかを判別する。
この判別は、計数手段１０内の計数データが零であるか
によって行われる。

【００３６】具体的には、例えば、クロック発生器１３
からの基準クロックＰｃの入力タイミング毎に計数手段
１０内の計数データを検索して行うようにしてもよい
し、計数手段１０からの零検出に伴う割り込み信号を検
出して判別するようにしてもよい。このステップＳ４
は、計数手段１０での所定時間の計数が完了するまで上
記判別が繰り返し行われる。即ち、計数手段１０での計
数が完了するまで次の処理へ進むのを待つかたちとな
る。

【００３７】計数手段１０での所定時間の計数が完了す
ると、制御部９は、次のステップＳ５に進んで、計数手
段１０に計数指令とリセットデータを出力した後、次の
ステップＳ６に進んで今回のデマンドコードＣｄを専用
ＩＣ２に出力する。専用ＩＣ２は、制御部９からのデマ
ンドコードＣｄに基づいて、モータ１を正回転駆動させ
る。その後、制御部９は、ステップＳ９に進んで、動作
用メモリ１２の上記配列変数領域に、演算部７で作成さ
れた今回のデマンドコードＣｄ（正回転を意味するデマ
ンドコード）を前回のデマンドコードＣｄとして格納す
る。

【００３８】一方、ステップＳ３において、前回の回転
方向が今回と同じである場合は、計数手段１０による計
数完了を待たずに直接ステップＳ５に進んで、計数手段
１０に計数指令とリセットデータを出力した後、次のス
テップＳ６及びステップＳ７に進んで、モータ１を正回
転駆動させると共に、動作用メモリ１２の上記配列変数
領域に、演算部７で作成された今回のデマンドコードＣ
ｄを前回のデマンドコードＣｄとして格納する。

【００３９】また、上記ステップＳ２において、今回の
デマンドコードＣｄが逆回転を示すコードであると判別
された場合は、ステップＳ８に進んで、前回の回転駆動
方向が正回転であるかを判別する。このステップＳ８に
おいて、前回の回転駆動方向が正回転であると判別され
た場合、次のステップＳ９に進み、現在、計数手段１０
による所定時間の計数が完了しているかどうかを判別す
る。この判別は、上記ステップＳ４と同様に、計数手段
１０内の計数データが零であるかによって行われる。

【００４０】計数手段１０での所定時間の計数が完了す
ると、制御部９は、次のステップＳ１０に進んで、計数
手段１０に計数指令とリセットデータを出力した後、次
のステップＳ１１に進んで今回のデマンドコードＣｄを
専用ＩＣに出力する。専用ＩＣ２は、制御部９からのデ
マンドコードＣｄに基づいて、モータ１を逆回転駆動さ
せる。その後、制御部９は、ステップＳ７に進んで、動
作用メモリ１２の上記配列変数領域に、演算部９で作成
された今回のデマンドコードＣｄを前回のデマンドコー
ドＣｄとして格納する。

【００４１】一方、ステップＳ８において、前回の回転
方向が今回と同じである場合は、計数手段１０による計
数完了を待たずに直接ステップＳ１０に進んで、計数手
段１０に計数指令とリセットデータを出力した後、次の
ステップＳ１１及びステップＳ７に進んで、モータ１を
逆回転駆動させると共に、動作用メモリ１２の上記配列
変数領域に、演算部９で作成された今回のデマンドコー
ドＣｄを前回のデマンドコードＣｄとして格納する。

【００４２】このように、本実施例に係るモータ制御シ
ステムにおいては、例えば正回転を示す駆動指令が入力
された直後に、逆回転を示す駆動指令が入力されたと
き、所定時間中は、駆動指令の入力が等価的に無効とな
り、所定時間経過後にその入力が有効となる。即ち、モ
ータ１が正回転駆動し始めた直後、所定時間経過後に、
逆回転駆動するということになり、逆起電力の発生要因
である、モータ駆動直後の逆方向のモータ駆動を事前に
防止することができ、制御部９及び専用ＩＣ２による制
御不能状態を回避することができる。

【００４３】なお、上記計数手段１０にて計数される所
定時間は、あまり長すぎると、操作に対する追従性、即
ち感度が悪くなるため、電源の立ち上がり時間を測定
し、感度が悪くならないような時間に設定するすること
が好ましい。

【００４４】上記実施例においては、上記モータ１を音
響装置の電動式音量ボリュームの回転駆動源として使用
した場合を示したが、その他、各種位置決め制御用とし
てモータ（ＤＣサーボモータ）を使用する場合のすべて
に適用させることができる。

【００４５】

【発明の効果】上述のように、本発明に係るモータ制御
システムによれば、入力された駆動情報に基づいて、モ
ータを回転駆動するモータ駆動手段と、入力された駆動
指令に基づいて、上記駆動情報を作成し、上記モータ駆
動手段に供給する制御手段と、少なくとも前回の上記駆
動情報を記憶する記憶手段と、上記モータに供給する電
源の立ち上がり時間を検出する時間検出手段とを備え、
上記制御手段は、前回の駆動指令の入力から上記時間検
出手段に応じて設定される所定時間内に今回の駆動指令
が入力され、かつ上記今回の駆動指令に基づく今回の駆
動情報の回転方向と上記記憶手段に記憶されている前回
の駆動情報の回転方向とが不一致のとき、上記時間検出
手段に応じて設定される上記所定時間経過後に、上記今
回の駆動情報を上記モータ駆動手段に出力するようにし
たので、正逆のモータ駆動により逆起電力の発生を、機
械的な要素を付加することなく、ソフトウェア的な効率
で防止することができ、製造コストの低廉化を効率よく
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータ制御システムをステレオア
ンプなどの音響装置に設けられた電動式音量ボリューム
の駆動源として用いられるＤＣサーボモータ用の制御シ
ステムに適用した実施例（以下、単に実施例に係るモー
タ制御システムと記す）の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】ＤＣサーボモータが回転し始めてからの本実施
例に係るモータ制御システムの特有の動作を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ モータ（ＤＣサーボモータ） ２ 専用ＩＣ ３ 操作パネル ４ デコーダ ５ リモートコントローラ ６ 受光部 ７ 演算部 ８ 表示手段 ９ 制御部 １０ 計数手段 １１ プログラムＲＯＭ １２ 動作用メモリ １３ クロック発生器

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された駆動情報に基づいて、モータ
   を回転駆動するモータ駆動手段と、 入力された駆動指令に基づいて、上記駆動情報を作成
   し、上記モータ駆動手段に供給する制御手段と、 少なくとも前回の上記駆動情報を記憶する記憶手段と、上記モータに供給する電源の立ち上がり時間を検出する
   時間検出手段とを備え、 上記制御手段は、前回の駆動指令の入力から上記時間検
   出手段に応じて設定される所定時間内に今回の駆動指令
   が入力され、かつ上記今回の駆動指令に基づく今回の駆
   動情報の回転方向と上記記憶手段に記憶されている前回
   の駆動情報の回転方向とが不一致のとき、上記時間検出
   手段に応じて設定される上記所定時間経過後に、上記今
   回の駆動情報を上記モータ駆動手段に出力することを特
   徴とするモータ制御システム。
2. 【請求項２】 上記制御手段からの計数指令に基づい
   て、上記所定時間を計数する計数手段を具備し、上記制
   御手段は、入力された今回の駆動指令に基づく今回の駆
   動情報の回転方向と上記記憶手段に記憶されている前回
   の駆動情報の回転方向とを比較し、その比較結果が一致
   のとき、上記計数手段に上記計数指令を出力した後、上
   記今回の駆動情報をモータ駆動手段に出力し、上記比較
   結果が不一致のとき、上記計数手段での上記所定時間の
   計数完了後に、上記計数手段に上記計数指令を出力した
   後、上記今回の駆動情報をモータ駆動手段に出力するこ
   とを特徴とする請求項１記載のモータ制御システム。
3. 【請求項３】 上記モータは、音響装置における電動式
   音量ボリュームを回転させる駆動源として用いられるこ
   とを特徴とする請求項１記載のモータ制御システム。
4. 【請求項４】 上記駆動指令は、上記音響装置を遠隔制
   御するリモートコントローラからの入力データであるこ
   とを特徴とする請求項３記載のモータ制御システム。