JP3800917B2 - Motor control device and storage medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばラインプリンタなどにおける紙送り用のモータの制御に適したモータ制御装置、およびそのモータ制御装置を動作させるための実行プログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にラインプリンタに用いられる紙送り用のモータは、一定の移動量で精度良く紙送りする観点からステッピングモータが主流を占める。一方、ラインプリンタに属するインクジェットプリンタなどでは、キャリッジヘッド移動用のモータとして直流(Direct Current)モータ(以下、略して「DCモータ」と言う。)を採用したものが多い。
【0003】
これらのモータは、それぞれ一長一短を有するために各動作態様に応じて適用されるが、紙送り用のステッピングモータは動作音が大きいことから、動作音の静かなDCモータを紙送り用モータに採用したラインプリンタもある。このDCモータを紙送り用とした場合、モータ制御装置は、ステッピングモータの場合と同じく一定の紙送りを行うために、精度良くモータ速度を制御する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、DCモータのモータ速度を制御しながら紙送りする場合について考えてみると、加速時や定速時のモータ速度制御についてはそれほど困難でもないが、モータ速度を減速させる際、一定の紙送り量をもって常に正確な位置(時点)でモータを停止させなければならず、この点、モータ速度の減速制御が最も重要なポイントとされる。従来のDCモータ用のモータ制御装置は、ロータリエンコーダからのエンコーダ信号を用いてフィードバック制御を行いつつ、理想的な減速曲線と極力一致するように、PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御によってモータを減速させていた。
【0005】
ところが、上記従来のモータ速度を減速させる手法では、減速が過大になった場合、ロータリエンコーダからのエンコーダ信号のエッジが長時間出現せず、その間はPWM制御による速度変更がなされないので、モータが停止してしまうことがあった。すなわち、目標停止位置に達する以前にモータが急に停止してしまうこともあり、モータ速度の減速制御としては問題を有するものであった。
【0006】
本発明は、上記の点に鑑みて提案されたものであって、モータ速度の減速に際して精度良くスムーズにモータを停止させることができるモータ制御装置、およびモータ制御装置を動作させるための実行プログラムを記憶した記憶媒体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】
上記目的を達成するために、請求項1に記載した発明のモータ制御装置は、モータの回転速度を段階的に減少させて当該モータを目標停止位置に停止させるモータ制御装置であって、上記モータの回転位置を所定のピッチで検出する回転位置検出手段と、上記回転位置検出手段により上記モータの回転位置が検出される毎に、上記モータの回転速度を段階的に減少させる第1の速度制御手段と、上記回転位置検出手段により上記モータの回転位置が検出される前に前回の回転位置の検出時点から予め設定された所定の時間が経過したか否かを判断する判断手段と、上記判断手段により上記所定の時間が経過したと判断されると、上記モータの回転速度を上昇させる第2の速度制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
このようなモータ制御装置によれば、モータの回転速度を段階的に減速中、その回転速度が失速するような過大な減速状態が発生しても、減速し過ぎと判断される場合にはモータの回転速度を上昇させるので、モータの回転速度の減速に際して目標停止位置に達する以前にモータが急に停止するようなことはなく、精度良くスムーズにモータを停止させることができる。
【0009】
また、請求項2に記載した発明のモータ制御装置は、請求項1に記載のモータ制御装置であって、上記回転位置検出手段は、上記モータの回転軸に設けられたエンコーダからなり、上記第1の速度制御手段は、上記エンコーダからパルス信号が出力される毎に、上記モータの回転速度を段階的に減少させるものであり、上記判断手段は、上記エンコーダからパルス信号が出力される前に前回パルス信号が出力された時点から上記所定の時間が経過したか否かを判断するものである。
【0010】
このようなモータ制御装置によれば、請求項1に記載のモータ制御装置による効果に加えて、エンコーダから出力されるパルス信号の間隔が所定の時間以上に長大化して必要以上に間延びする場合には、減速中にあるモータの回転速度を極めてわずかに加速することができる。つまり、目標停止位置手前の時点で回転速度が必要以上に落ち込んだ状態であっても、目標停止位置に到達できるように減速から一転して回転速度を加速することができる。
【0011】
さらに、請求項3に記載した発明のモータ制御装置は、請求項2に記載のモータ制御装置であって、上記判断手段は、上記エンコーダからパルス信号が出力される毎に計時を開始する計時手段と、上記エンコーダから次のパルス信号が出力される前に上記計時手段により上記所定の時間が計時されると、タイムオーバの判断結果を出力する出力手段とからなり、上記第2の速度制御手段は、上記判断手段によりタイムオーバの判断結果が出力されると、上記モータの回転速度を上昇させる。
【0012】
このようなモータ制御装置によれば、請求項2に記載のモータ制御装置による効果に加えて、減速中においてパルス信号の間隔が長大となって減速し過ぎとなっても、計時手段により所定の時間が計時されたとき、モータの回転速度を上昇させるので、目標停止位置に到達するまでに回転速度の過度に低い状態が長らく続き過ぎて停止に至る事態を回避することができる。
【0013】
また、請求項4に記載した発明のモータ制御装置は、請求項3に記載のモータ制御装置であって、上記判断手段は、上記回転位置検出手段により検出される上記モータの回転位置の時間間隔が、当該モータが停止間際とされる所定の時間間隔以上になった時点から上記計時手段の計時動作を開始させる。
【0014】
このようなモータ制御装置によれば、請求項3に記載のモータ制御装置による効果に加えて、モータの回転速度がほとんど停止間際とされた極めて低速動作による終盤となっても、そのような回転速度の過度に低い低速の状態が長らく続き過ぎて目標停止位置手前で停止することがないように、モータの回転速度を微調整することができる。
【0015】
さらに、請求項5に記載した発明のモータ制御装置は、請求項3または請求項4に記載のモータ制御装置であって、上記計時手段は、上記エンコーダから次のパルス信号が出力されるまで上記所定の時間が計時される毎にリセットされて当該所定の時間の計時動作を繰り返す一方、上記出力手段は、上記所定の時間が計時される毎に上記タイムオーバの判断結果を出力し、上記第2の速度制御手段は、上記出力手段から上記タイムオーバの判断結果が連続して出力される毎に、上記モータの回転速度を段階的に上昇させる。
【0016】
このようなモータ制御装置によれば、請求項3または請求項4に記載のモータ制御装置による効果に加えて、モータの回転速度の低速状態が長らく続き過ぎて目標停止位置手前で停止することがないように、所定の時間の計時回数に応じて適度にモータの回転速度を上昇させることができる。
【0017】
また、請求項6に記載した発明の記憶媒体は、コンピュータを、モータを目標停止位置 に停止させるために、当該モータの回転軸に設けられたエンコーダからパルス信号が出力される毎に当該モータの回転速度を段階的に減少させる第1の速度制御手段と、上記エンコーダからパルス信号が出力される前に前回パルス信号が出力された時点から予め設定された所定の時間が経過したか否かを判断する判断手段と、上記判断手段により上記所定の時間が経過したと判断されると、上記モータの回転速度を上昇させる第2の速度制御手段として機能させるためのプログラムが記録されたことを特徴とする。
【0018】
このような記憶媒体によれば、記憶された実行プログラムに基づいていわゆるマイコンなどのCPUを動作させることにより、請求項1に記載のモータ制御装置の動作を実現することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。
【0020】
図1は、本発明に係るモータ制御装置の一実施形態としてその回路構成を示したブロック図である。なお、このモータ制御装置は、紙送り用のDCモータMを速度制御するものとして、ファクシミリ装置などにおけるラインプリンタに設けられたものである。
【0021】
図1に示すように、モータ制御装置は、CPU1、ROM2、RAM3、EEPROM4、DMAC5、インターフェース6、エンコーダ10、エンコーダ処理部11、加減速制御部12、駆動制御部20、H型ブリッジ回路30、および駆動用直流電源Eなどを具備して概略構成されている。CPU1、ROM2、RAM3、EEPROM4、DMAC5、およびインターフェース6は、いわゆるマイコンの中核機能をなす部分であって、互いにバス線を介して接続されている。バス線には、アドレスバス、データバス、および制御信号線が含まれる。インターフェース6には、エンコーダ処理部11、加減速制御部12、および駆動制御部20が接続されている。エンコーダ処理部11には、エンコーダ10が接続されており、駆動制御部20には、H型ブリッジ回路30が接続されている。H型ブリッジ回路30には、制御対象としてのDC(直流)モータMが接続されている。
【0022】
CPU1は、このモータ制御装置全体の動作を制御する。特に、CPU1の主要な機能としては、後述するようにパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)方式によりモータMを駆動させる信号(以下、「PWM駆動信号」と言う。)を生成する演算処理機能が挙げられる。ROM2は、CPU1の実行プログラムなどを記憶している。RAM3は、CPU1の作業領域やデータ展開領域などに用いられる。EEPROM4は、各種のフラグやデータなどを記憶する。DMAC5は、CPU1に代わってRAM3とインターフェース6などとの間でデータを直接交換させる。インターフェース6は、バス線に直接つなげられない各部の入出力接点として機能する。なお、詳細については後述するが、インターフェース6にはタイマ回路(図示省略)が内蔵されており、このタイマ回路でカウントされる時間(タイマ値)を参照しつつCPU1が所定の制御を行う。
【0023】
エンコーダ10は、たとえばロータリ光学方式などで主としてDCモータMの回転数(モータ速度)を検出し、その回転数に応じたエンコーダ信号を生成する。エンコーダ処理部11は、エンコーダ10から出力されたエンコーダ信号に基づいて種々の必要な信号を作成する。加減速制御部12は、加速から定速、あるいは定速から減速へと変化する変速点を指示する。駆動制御部20は、PWM駆動信号のレベルに応じた適当なモータ駆動信号を生成してH型ブリッジ回路30に出力することにより、H型ブリッジ回路30の動作を直接制御する。つまり、PWM駆動信号のレベルに応じてモータ駆動信号のデューティー比が決定され、モータがPWM制御される。
【0024】
H型ブリッジ回路30は、DCモータMを高速にスイッチング動作させるために設けられ、DCモータMを中央に橋絡させた形態で、その橋絡線の両端上下に総計4個のトランジスタTr1〜Tr4を接続配置して構成される。具体的に一例として図示するH型ブリッジ回路30では、回路全体の上側に直流電源Eの正極端を位置させる一方、その下側に負極端を位置させる。上側正極端と橋絡線両端のそれぞれとを結ぶ各接続線上には、ダイオードDを並列に接続してPNP型のトランジスタTr1,Tr2が接続される一方、下側負極端と橋絡線両端のそれぞれとを結ぶ各接続線上には、同じくダイオードDを並列に接続してNPN型のトランジスタTr3,Tr4が接続されている。各トランジスタTr1〜Tr4は、駆動制御部20からのモータ駆動信号に応じて個別にオン/オフ動作を行う。モータMが加速や定速運転する際には、互いに斜めに位置する一対のトランジスタ(Tr1とTr4またはTr2とTr3)のみがオン状態とされる。たとえば、Tr1とTr4のトランジスタのみがオン状態の際には、これらのトランジスタTr1,Tr4を経由する電流経路が形成されてモータMが正転する。逆に、Tr2とTr3のトランジスタのみがオン状態の場合には、モータMが逆転することとなる。なお、本実施形態では、DCモータMを紙送り用のモータとして用いることから一定方向にのみ回転させるものとし、加速や定速運転の際には、符号がTr1とTr4のトランジスタのみがオン状態とされるものとする。
【0025】
要点について簡潔に言うと、本発明は、モータ速度の減速制御に特徴を有するのであって、特にモータ速度がほとんど停止間際とされた極めて低速な状態が続く最中、モータ速度が下がり過ぎて目標停止位置の手前で停止に至るといった事態を防ぐものである。モータ速度を減速させる際、CPU1は、エンコーダ信号を用いたフィードバック制御によりパルス幅変調方式に基づいてモータMを制御する。すなわちCPU1は、エンコーダ信号に基づいてPWM駆動信号を生成するとともに、このPWM駆動信号のレベルに応じたデューティー比のモータ駆動信号を生成し、このモータ駆動信号によって各トランジスタTr1〜Tr4を高速にオン/オフ動作させ、H型ブリッジ回路30を介してDCモータMを動作させる。各トランジスタTr1〜Tr4をスイッチング動作させるためのモータ駆動信号は、PWM駆動信号のレベルに応じてデューティー比を可変させることで生成されるものであり、そのパルス幅に応じてモータ速度が決定される。モータ速度は、減速されるにつれ次第に低速となるが、この際、エンコーダ信号のパルス幅が間延びした状態が一定時間以上にわたって続くと、それに応じてモータ速度が目標停止位置手前で失速するおそれがある。そのためにCPU1は、タイマ回路によりカウントとされるタイマ値を参照しつつ、エンコーダ信号のパルス幅があまりにも長い場合には、減速中にあるモータ速度を一転させて微増させるのである。
【0026】
図2および図3は、減速時における各種信号レベルなどを示したタイムチャートであって、図2は減速途中の中間段階、図3は、同じく終期的段階を示したものである。これらの図に基づいて説明すると、PWM駆動信号は、エンコーダ信号(enc1)の立ち下がりエッジごとを区切りとしてステップ状に生成され、このPWM駆動信号によれば、エンコーダ信号の1周期(図中の一点鎖線で示す間隔)ごとにモータ速度が減少される。図2を参照すると、減速途中の中間段階においては、次第にモータ速度が減速することでエンコーダ信号のパルス幅が長大化し、そのような状態に際してタイマ回路によるタイマ値がカウントされる。タイマ値は、原則としてエンコーダ信号のパルス幅の終端ごとに、つまりエンコーダ信号(enc1)の立ち下がりエッジごとにリセットされる。このような動作中においてCPU1は、各パルス幅の終端を検出するまでの間にタイマ値が一定の値(破線)を超えてタイムオーバとなった場合、例外的にモータ速度を微増させるべくPWM駆動信号のレベルをステップアップさせる。これにより、エンコーダ信号のパルス幅が間延びしてモータ速度が失速しやすい状況になったとしても、若干の速度アップが図られることから完全に停止に至ることなく、目標停止位置までモータ速度を持続させることができるのである。
【0027】
一方、減速途中の終期的段階においては、図3に示すように、エンコーダ信号のパルス幅がさらに間延びすることにより、モータ速度の失速しやすい状況となる。そのような状況においても、タイマ値が一定の値を超えてタイムオーバが繰り返し連続する結果、CPU1は、タイムオーバの連続した回数分だけ累積加算式にPWM駆動信号のレベルをステップアップさせる。これにより、モータ駆動信号のデューティー比が増加することから、目標停止位置の直前などでもモータMが完全に停止することなく、目標停止位置までモータ速度を持続させることができるのである。
【0028】
すなわち、CPU1は、フィードバック情報(パルス波信号)に基づいてモータ速度を減速中、そのフィードバック情報が所定の条件を満たさない場合、減速し過ぎと判断してモータ速度を微増させる速度調整手段を実現している。また、ROM2は、モータからのフィードバック情報に基づいてモータ速度を制御するモータ制御装置を動作させるための実行プログラムを記憶した記憶媒体であって、上記フィードバック情報に基づいてモータ速度を減速中、そのフィードバック情報が所定の条件を満たさない場合、減速し過ぎと判断してモータ速度を微増させるための速度調整プログラムを上記実行プログラム中に含む記憶媒体を実現している。
【0029】
次に、モータ制御装置によるモータ速度減速時の動作について、図面を参照して説明する。
【0030】
図4は、モータ速度を減速させる際の減速処理手順を示したフローチャート、図5は、モータ速度曲線の一例を説明するために示した説明図である。なお、この減速処理を開始する直前の状態においては、モータMの速度が一定の状態にある。
【0031】
図2ないし図5を参照しつつ特に図4のフローチャートを中心に説明すると、まず、CPU1は、加減速制御部12からの指示に応じてモータ速度を定速から減速へと変更するか否かを判断する(S1)。
【0032】
減速処理に移る場合(S1:YES)、CPU1は、現時点でエンコーダ処理部11より出力されたエンコーダ信号を取得する(S2)。このエンコーダ信号は、先述したように、エンコーダ10から出力された信号(enc1,enc2)に基づいて、エンコーダ処理部11により生成されるものである。
【0033】
現時点でエンコーダ信号を取得したCPU1は、そのエンコーダ信号のパルス幅に応じたレベルのPWM駆動信号を生成する(S3)。そして、このPWM駆動信号のレベルに応じたデューティー比のモータ駆動信号がH型ブリッジ回路30に入力され、H型ブリッジ回路30がスイッチング動作することによってモータMが定速から減速状態に移行するのである。
【0034】
以上のようにして減速動作中、CPU1は、タイマ回路を駆使してタイマ値をカウントする(S4)。このタイマ値のカウント動作は、後述するようにリセットされる場合を除いてモータMが停止するまで続けられる。なお、タイマ値のカウント動作は、モータ速度が所定のレベルに低下するまでは開始されることなく、モータ速度が十分減速した状態で失速のおそれのある減速途中の中間時点などから始めても良い。その際には、エンコーダ信号に基づいて決定されるモータ速度などを基準に開始時点を判断すれば良い。
【0035】
タイマ値のカウント動作を続ける状態において、CPU1は、タイマ値があらかじめ定めた上限基準値(図2および図3に示す破線)に達したか否かでタイムオーバを判断する(S5)。
【0036】
タイムオーバと判断されない場合(S5:NO)、CPU1は、続いてエンコーダ信号のパルス幅の終端を検出したか否かを判断する(S6)。
【0037】
エンコーダ信号のパルス幅終端を検出した場合(S6:YES)、CPU1は、この時点でモータ速度がわずかながらも低下したと判断し、タイマ回路にタイマ値をリセットさせ、その直後、再びタイマ値のカウント動作を開始する(S7)。このカウント動作の開始時点は、図2および図3において一点鎖線で下向きの矢印により示される時点に相当する。
【0038】
さらに、CPU1は、タイマ値のカウント動作開始とともに、エンコーダ信号のパルス幅に応じてPWM駆動信号をステップダウンさせる(S8)。このPWM駆動信号が時間の経過につれてステップダウンしていくことにより、モータ速度が次第に低下して減速されるのである。
【0039】
以上の処理を一通り終えた一定のサイクルごとにCPU1は、たとえばエンコーダ信号の累積パルス数などを参照することで、目標停止位置(時点)に到達したか否かを判断する(S9)。
【0040】
目標停止位置に達した場合(S9:YES)、CPU1は、モータ駆動信号の出力を停止することでモータMを停止させ、この減速処理を終了する。なお、減速処理終了後は、記録のためにごく短い時間にわたってモータMの停止した状態が続けられる。その後、モータMは、紙送りのために加速を始めて定速運転に移った後、再び適当な時点で減速処理が行われることとなる。
【0041】
S9において、目標停止位置に達したと判断されない場合(S9:NO)、CPU1は、S5に戻る。
【0042】
S6において、エンコーダ信号のパルス幅終端を検出しない場合(S6:NO)、CPU1は、繰り返し一定のサイクルでタイムオーバの判断を行うべくS5に戻る。
【0043】
S5において、タイムオーバしてしまった場合(S5:YES)、CPU1は、S7と同様にタイマ値のリセットおよびカウント動作を行うが(S11)、その際、PWM駆動信号をステップアップさせる(S12)。ここで、S11におけるカウント動作の開始時点は、図2および図3において一点鎖線で上向きの矢印により示される時点に相当する。つまり、エンコーダ信号のパルス幅が理想よりも長大になってしまった場合、その時点でモータ速度の過度に低い状態が長らく続き過ぎと判断され、わずかにモータ速度が微増させられるのである。これにより、目標停止位置に達する以前にモータMが失速して停止してしまう事態が回避されることとなる。
【0044】
また、図3に示すように、モータMを停止させるべき目標停止位置の直前では、図4のフローチャートに示すS5,S11,S12,S9の動作が繰り返し連続して行われる場合もあるが、その際、タイムオーバの連続した回数分だけ累積加算式にPWM駆動信号がステップアップされる。これにより、モータMが極めて低速で失速しやすい状態でも、図5に破線で示すように、モータ速度の理想曲線より下落した減速状態が生じることもなく、目標停止位置へと確実に到達させることができる。
【0045】
S1において、加減速制御部12から何ら指示がない場合(S1:NO)、CPU1は、この減速処理を実行することなくその他の制御動作を行い、モータMの加速や定速動作などが行われる。
【0046】
したがって、上記構成、動作を有するモータ制御装置によれば、モータ速度を減速中、モータMの回転速度を検出するエンコーダ10からのエンコーダ信号に基づいて、モータ速度があまりにも低下し過ぎて目標停止位置に達する前に失速すると判断される場合には、モータ速度が減速から一転して微増するので、目標停止位置に達する以前にモータMが急に停止するようなことはなく、精度良くスムーズにモータMを停止させることができる。
【0047】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【0048】
たとえば、スイッチング回路としてのH型ブリッジ回路30は、トランジスタTr1〜Tr4で構成されるものでなく、サイリスタなどの他のスイッチング素子で構成しても良い。
【0049】
モータ制御装置全体の動作は、CPU1を中核とするマイクロコンピュータによりマイクロプログラム方式で制御されるとしたが、ワイヤードロジックで構成されたハードウエア回路によって制御されるものとしても良い。
【0050】
モータMの回転数を検出するロータリエンコーダ10は、光学式に限られず電気接点式などでも良く、モータ速度を電気的な検出信号として出力できるものであれば、エンコーダに限ることなくその他のデバイスであっても良い。
【0051】
モータ制御装置は、ラインプリンタに限らずファクシミリ装置やコピー機、あるいはイメージスキャナなどにも適用することができ、もちろんその用途を紙送りに現定することなく、その他各種の用途に対応させることができる。
【0052】
その他、上記した本発明の特徴以外に係る構成、動作については、本発明の作用効果を損なわない限りにおいて適宜設計変更できるものである。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載した発明のモータ制御装置によれば、モータの回転速度を減速中、その回転速度が失速するような過大な減速状態が発生しても、減速し過ぎと判断される場合にはモータの回転速度を上昇させるので、モータの回転速度の減速に際して目標停止位置に達する以前にモータが急に停止するようなことはなく、精度良くスムーズにモータを停止させることができる。
【0054】
また、請求項2に記載した発明のモータ制御装置によれば、請求項1に記載のモータ制御装置による効果に加えて、エンコーダから出力されるパルス信号の間隔が所定の時間以上に長大化して必要以上に間延びする場合には、減速中にあるモータの回転速度を極めてわずかに加速することができる。つまり、目標停止位置手前の時点で回転速度が必要以上に落ち込んだ状態であっても、目標停止位置に到達できるように減速から一転して回転速度を加速することができる。
【0055】
さらに、請求項3に記載した発明のモータ制御装置によれば、請求項2に記載のモータ制御装置による効果に加えて、減速中においてパルス信号の間隔が長大となって減速し過ぎとなっても、計時手段により所定の時間が計時されたとき、モータの回転速度を上昇させるので、目標停止位置に到達するまでに回転速度の過度に低い状態が長らく続き過ぎて停止に至る事態を回避することができる。
【0056】
また、請求項4に記載した発明のモータ制御装置によれば、請求項3に記載のモータ制御装置による効果に加えて、モータの回転速度がほとんど停止間際とされた極めて低速動作による終盤となっても、そのような回転速度の過度に低い低速の状態が長らく続き過ぎて目標停止位置手前で停止することがないように、モータの回転速度を微調整することができる。
【0057】
さらに、請求項5に記載した発明のモータ制御装置によれば、請求項3または請求項4に記載のモータ制御装置による効果に加えて、モータの回転速度の低速状態が長らく続き過ぎて目標停止位置手前で停止することがないように、所定の時間の計時回数に応じて適度にモータの回転速度を上昇させることができる。
【0058】
また、請求項6に記載した発明の記憶媒体によれば、記憶された実行プログラムに基づいていわゆるマイコンなどのCPUを動作させることにより、請求項1に記載のモータ制御装置の動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るモータ制御装置の一実施形態としてその回路構成を示したブロック図である。
【図2】 減速時における各種信号レベルなどを示したタイムチャートである。
【図3】 減速時における各種信号レベルなどを示したタイムチャートである。
【図4】 モータ速度を減速させる際の減速処理手順を示したフローチャートである。
【図5】 モータ速度曲線の一例を説明するために示した説明図である。
【符号の説明】
1 CPU
2 ROM
3 RAM
4 EEPROM
5 DMAC
6 インターフェース
10 エンコーダ
11 エンコーダ処理部
12 加減速制御部
20 駆動制御部
30 H型ブリッジ回路
M DC(直流)モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor control device suitable for controlling a paper feeding motor in, for example, a line printer, and a storage medium storing an execution program for operating the motor control device.
[0002]
[Prior art]
In general, a stepping motor dominates a paper feeding motor used in a line printer from the viewpoint of feeding a paper with a certain amount of movement with high accuracy. On the other hand, ink jet printers and the like belonging to line printers often employ a direct current motor (hereinafter abbreviated as “DC motor”) as a carriage head moving motor.
[0003]
Since these motors have advantages and disadvantages, they are applied according to each operation mode. However, since the stepping motor for paper feeding has a loud operation sound, a DC motor with quiet operation sound is adopted as the paper feeding motor. There is also a line printer. When this DC motor is used for paper feeding, the motor control device needs to control the motor speed with high accuracy in order to perform constant paper feeding as in the case of the stepping motor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, considering the case of feeding paper while controlling the motor speed of the DC motor, it is not so difficult to control the motor speed at the time of acceleration or constant speed. The motor must always be stopped at an accurate position (time) with a feed amount, and in this respect, motor speed reduction control is the most important point. A conventional motor controller for a DC motor performs feedback control using an encoder signal from a rotary encoder, and performs PWM (Pulse Width Modulation) control so as to match an ideal deceleration curve as much as possible. The motor was decelerating.
[0005]
However, in the conventional method of reducing the motor speed, when the deceleration becomes excessive, the edge of the encoder signal from the rotary encoder does not appear for a long time, and during that time, the speed is not changed by PWM control. Sometimes it stopped. In other words, the motor may suddenly stop before reaching the target stop position, which has a problem as a reduction control of the motor speed.
[0006]
The present invention has been proposed in view of the above points, and provides a motor control device that can stop a motor accurately and smoothly when the motor speed is reduced, and an execution program for operating the motor control device. An object is to provide a stored storage medium.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a motor control device according to a first aspect of the present invention provides:Decrease the motor rotation speed step by step to stop the motor at the target stop positionA motor control device,A rotational position detecting means for detecting the rotational position of the motor at a predetermined pitch; and a first rotational speed detecting means for decreasing the rotational speed of the motor stepwise each time the rotational position of the motor is detected by the rotational position detecting means. A speed control means, a judgment means for judging whether or not a predetermined time has elapsed from the detection time of the previous rotational position before the rotational position of the motor is detected by the rotational position detection means; And a second speed control means for increasing the rotational speed of the motor when the judgment means judges that the predetermined time has elapsed.It is characterized by that.
[0008]
According to such a motor control device, the motorRotationSpeedStep by stepDuring deceleration,Its rotationIf it is judged that the vehicle is decelerating excessively even if an excessive deceleration state that causes the speed to stall occursIncrease motor rotation speedSo the motorRotationThe motor does not stop suddenly before reaching the target stop position when the speed is reduced, and the motor can be stopped smoothly with high accuracy.
[0009]
A motor control device according to a second aspect of the present invention is the motor control device according to the first aspect,The rotational position detecting means comprises an encoder provided on the rotational shaft of the motor, and the first speed control means increases the rotational speed of the motor stepwise each time a pulse signal is output from the encoder. The determination means determines whether or not the predetermined time has elapsed since the previous pulse signal was output before the pulse signal was output from the encoder..
[0010]
According to such a motor control device, in addition to the effect of the motor control device according to
[0011]
Furthermore, the motor control device of the invention described in claim 3 is the motor control device according to
[0012]
According to such a motor control device, in addition to the effect of the motor control device according to
[0013]
A motor control device according to a fourth aspect of the present invention is the motor control device according to the third aspect,The determination means starts the time measuring operation of the time measuring means from the time when the time interval of the rotational position of the motor detected by the rotational position detecting means becomes equal to or greater than a predetermined time interval when the motor is stopped. Make.
[0014]
According to such a motor control device, in addition to the effect of the motor control device according to claim 3, the motorRotationEven if the speed is almost the end of the stop due to the very low speed operation,rotationThe target stop position is too low for too long.in frontSo as not to stop atMotor rotationThe speed can be fine-tuned.
[0015]
Furthermore, the motor control device of the invention described in
[0016]
According to such a motor control device, in addition to the effect of the motor control device according to claim 3 or claim 4,RotationThe target stop position is too low for a long time.in frontSo as not to stop atTiming a predetermined timeModerate motor according to the number of timesRotationSpeedRiseCan be made.
[0017]
The storage medium of the invention described in claim 6Computer, motor stop target position The first speed control means for stepwise decreasing the rotational speed of the motor each time a pulse signal is output from the encoder provided on the rotating shaft of the motor, and the pulse signal from the encoder A determination means for determining whether or not a predetermined time set in advance from the time when the pulse signal was output before the output, and the determination means determines that the predetermined time has elapsed. A program for functioning as second speed control means for increasing the rotational speed of the motor is recorded.It is characterized by that.
[0018]
According to such a storage medium, the operation of the motor control device according to
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration as an embodiment of a motor control device according to the present invention. This motor control device is provided in a line printer in a facsimile machine or the like as a device for controlling the speed of the DC motor M for paper feeding.
[0021]
As shown in FIG. 1, the motor control device includes a
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The H-type bridge circuit 30 is provided in order to switch the DC motor M at high speed. The H-type bridge circuit 30 has a configuration in which the DC motor M is bridged in the center and a total of four transistors Tr1 to Tr4 above and below both ends of the bridge line. It is configured by connecting and arranging. Specifically, in the H-type bridge circuit 30 illustrated as an example, the positive electrode end of the DC power source E is positioned on the upper side of the entire circuit, and the negative electrode end is positioned on the lower side thereof. On each connection line connecting the upper positive electrode end and both ends of the bridge line, a diode D is connected in parallel to connect the PNP transistors Tr1 and Tr2, while the lower negative electrode end and both ends of the bridge line are connected. NPN transistors Tr3 and Tr4 are connected to the connection lines connecting the two by connecting diodes D in parallel. Each of the transistors Tr <b> 1 to Tr <b> 4 individually performs an on / off operation in accordance with a motor drive signal from the
[0025]
Briefly speaking, the present invention has a feature in the deceleration control of the motor speed, and especially during the extremely low speed state in which the motor speed is almost stopped, the motor speed is too low and the target speed is reduced. This prevents a situation where the vehicle stops before the stop position. When decelerating the motor speed, the
[0026]
2 and 3 are time charts showing various signal levels during deceleration. FIG. 2 shows an intermediate stage during deceleration, and FIG. 3 also shows a final stage. Describing based on these figures, the PWM drive signal is generated in steps with each falling edge of the encoder signal (enc1) as a delimiter. According to this PWM drive signal, one cycle of the encoder signal (in the figure) The motor speed is reduced at every interval indicated by the alternate long and short dash line. Referring to FIG. 2, in the intermediate stage in the middle of deceleration, the motor speed gradually decelerates and the pulse width of the encoder signal becomes longer. In such a state, the timer value is counted by the timer circuit. In principle, the timer value is reset at every end of the pulse width of the encoder signal, that is, every falling edge of the encoder signal (enc1). During such operation, if the timer value exceeds a certain value (broken line) until the end of each pulse width is detected, the
[0027]
On the other hand, in the final stage in the middle of deceleration, as shown in FIG. 3, the pulse width of the encoder signal is further extended, and the motor speed is likely to be stalled. Even in such a situation, as a result of the timer value exceeding a certain value and the time-over being repeated continuously, the
[0028]
In other words, the
[0029]
Next, the operation at the time of motor speed reduction by the motor control device will be described with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 4 is a flowchart showing a deceleration processing procedure when the motor speed is reduced, and FIG. 5 is an explanatory diagram shown for explaining an example of a motor speed curve. In the state immediately before starting the deceleration process, the speed of the motor M is in a constant state.
[0031]
4 will be described mainly with reference to FIGS. 2 to 5. First, the
[0032]
When the process proceeds to the deceleration process (S1: YES), the
[0033]
The
[0034]
During the deceleration operation as described above, the
[0035]
In a state in which the timer value counting operation is continued, the
[0036]
If it is not determined that the time is over (S5: NO), the
[0037]
When the end of the pulse width of the encoder signal is detected (S6: YES), the
[0038]
Furthermore, the
[0039]
The
[0040]
When the target stop position is reached (S9: YES), the
[0041]
If it is not determined in S9 that the target stop position has been reached (S9: NO), the
[0042]
In S6, when the end of the pulse width of the encoder signal is not detected (S6: NO), the
[0043]
In S5, when the time is over (S5: YES), the
[0044]
Further, as shown in FIG. 3, immediately before the target stop position where the motor M should be stopped, the operations of S5, S11, S12, and S9 shown in the flowchart of FIG. At this time, the PWM drive signal is stepped up in a cumulative addition manner by the number of consecutive times of time over. As a result, even when the motor M is very slow and easily stalled, as shown by the broken line in FIG. 5, a deceleration state that falls below the ideal curve of the motor speed does not occur, and the target stop position can be reliably reached. Can do.
[0045]
In S1, when there is no instruction from the acceleration / deceleration control unit 12 (S1: NO), the
[0046]
Therefore, according to the motor control apparatus having the above-described configuration and operation, the motor speed is reduced too much and the target stop is performed based on the encoder signal from the
[0047]
In addition, this invention is not limited to said embodiment.
[0048]
For example, the H-type bridge circuit 30 as a switching circuit is not constituted by the transistors Tr1 to Tr4, but may be constituted by other switching elements such as thyristors.
[0049]
The operation of the entire motor control device is controlled by a microprogram system by a microcomputer having the
[0050]
The
[0051]
The motor control device can be applied not only to line printers, but also to facsimile machines, copiers, image scanners, etc. Of course, it can be used for various other applications without defining the application to paper feeding. it can.
[0052]
In addition, the structure and operation other than the above-described features of the present invention can be appropriately changed as long as the effects of the present invention are not impaired.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the motor control device of the invention described in
[0054]
Moreover, according to the motor control device of the invention described in
[0055]
Furthermore, according to the motor control device of the invention described in claim 3, in addition to the effect of the motor control device according to
[0056]
According to the motor control device of the invention described in claim 4, in addition to the effect of the motor control device of claim 3, the motorRotationEven if the speed is almost the end of the stop due to the very low speed operation,rotationThe target stop position is too low for too long.in frontSo as not to stop atMotor rotationThe speed can be fine-tuned.
[0057]
Furthermore, according to the motor control device of the invention described in
[0058]
According to the storage medium of the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration as an embodiment of a motor control device according to the present invention.
FIG. 2 is a time chart showing various signal levels during deceleration.
FIG. 3 is a time chart showing various signal levels during deceleration.
FIG. 4 is a flowchart showing a deceleration processing procedure when the motor speed is decreased.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a motor speed curve.
[Explanation of symbols]
1 CPU
2 ROM
3 RAM
4 EEPROM
5 DMAC
6 Interface
10 Encoder
11 Encoder processing unit
12 Acceleration / deceleration control unit
20 Drive control unit
30 H type bridge circuit
M DC (direct current) motor
Claims (6)
上記モータの回転位置を所定のピッチで検出する回転位置検出手段と、
上記回転位置検出手段により上記モータの回転位置が検出される毎に、上記モータの回転速度を段階的に減少させる第1の速度制御手段と、
上記回転位置検出手段により上記モータの回転位置が検出される前に前回の回転位置の検出時点から予め設定された所定の時間が経過したか否かを判断する判断手段と、
上記判断手段により上記所定の時間が経過したと判断されると、上記モータの回転速度を上昇させる第2の速度制御手段と、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device that reduces the rotational speed of a motor stepwise to stop the motor at a target stop position ,
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the motor at a predetermined pitch;
First speed control means for reducing the rotational speed of the motor stepwise each time the rotational position of the motor is detected by the rotational position detection means;
Determining means for determining whether or not a predetermined time has elapsed from the time of detection of the previous rotational position before the rotational position of the motor is detected by the rotational position detecting means;
A second speed control means for increasing the rotational speed of the motor when the determination means determines that the predetermined time has elapsed;
Motor control apparatus characterized by comprising a.
上記第1の速度制御手段は、上記エンコーダからパルス信号が出力される毎に、上記モータの回転速度を段階的に減少させるものであり、
上記判断手段は、上記エンコーダからパルス信号が出力される前に前回パルス信号が出力された時点から上記所定の時間が経過したか否かを判断するものである、請求項1に記載のモータ制御装置。 The rotational position detection means comprises an encoder provided on the rotational shaft of the motor,
The first speed control means decreases the rotational speed of the motor stepwise each time a pulse signal is output from the encoder.
2. The motor control according to claim 1, wherein the determination unit determines whether or not the predetermined time has elapsed since a previous pulse signal was output before a pulse signal was output from the encoder. apparatus.
上記第2の速度制御手段は、上記判断手段によりタイムオーバの判断結果が出力されると、上記モータの回転速度を上昇させる、請求項2に記載のモータ制御装置。 The determining means includes a time measuring means for starting time measurement every time a pulse signal is output from the encoder, and a time measurement by the time measuring means before the next pulse signal is output from the encoder. , And output means for outputting the determination result of time over,
3. The motor control device according to claim 2, wherein the second speed control unit increases the rotation speed of the motor when the determination result of the time over is output by the determination unit.
上記第2の速度制御手段は、上記出力手段から上記タイムオーバの判断結果が連続して出力される毎に、上記モータの回転速度を段階的に上昇させる、請求項3または請求項4に記載のモータ制御装置。 The time counting means is reset every time the predetermined time is counted until the next pulse signal is output from the encoder and repeats the time counting operation for the predetermined time, while the output means is configured to repeat the predetermined time. The time over judgment result is output every time is counted,
5. The second speed control unit according to claim 3, wherein the second speed control unit increases the rotational speed of the motor in a stepwise manner every time the time-over determination result is continuously output from the output unit. Motor control device.
モータを目標停止位置に停止させるために、当該モータの回転軸に設けられたエンコーダからパルス信号が出力される毎に当該モータの回転速度を段階的に減少させる第1の速度制御手段と、
上記エンコーダからパルス信号が出力される前に前回パルス信号が出力された時点から予め設定された所定の時間が経過したか否かを判断する判断手段と、
上記判断手段により上記所定の時間が経過したと判断されると、上記モータの回転速度を上昇させる第2の速度制御手段と、
して機能させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 Computer
First speed control means for stepwise decreasing the rotational speed of the motor each time a pulse signal is output from an encoder provided on the rotational shaft of the motor in order to stop the motor at the target stop position;
Determining means for determining whether or not a predetermined time has elapsed from the time when the previous pulse signal was output before the pulse signal was output from the encoder;
A second speed control means for increasing the rotational speed of the motor when the determination means determines that the predetermined time has elapsed;
A computer-readable storage medium having recorded thereon a program for causing it to function .
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