JP7120901B2 - Stepping motor controller, clock and stepping motor control method for clock - Google Patents
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Description
本発明は、ステッピングモータ制御装置、時計および時計用ステッピングモータ制御方法に関する。 The present invention relates to a stepping motor control device, a timepiece, and a timepiece stepping motor control method.
時計の指針駆動に用いられるステッピングモータを1コイルにより駆動する場合、正転駆動においては消費電流を低くできるという優位性があるが、逆転駆動においては、一旦正方向に回転させ、その反動で1つないし2つ以上の逆転パルスを用いて回転させる必要がある。このような反動を利用した逆転では、ロータを反対方向に急激に振ることとなるため、製造ばらつきや電圧により動作の安定性に影響が生じやすい。その対策として、逆転後に制動パルスを用いることが知られているが、この制動パルスによりパルスの全長が長くなってしまうという事情もある。パルスの全長が長くなってしまうことで逆転時の周波数が制限されてしまうため、針の運針による表現の幅が制限されうる。 When a stepping motor used to drive the hands of a timepiece is driven by a single coil, it has the advantage of being able to reduce current consumption in forward rotation. It is necessary to connect or use two or more reversing pulses to rotate. In reverse rotation using such a reaction, the rotor is swung abruptly in the opposite direction, and therefore the stability of operation is likely to be affected by manufacturing variations and voltage. As a countermeasure, it is known to use a braking pulse after the reverse rotation. Since the total length of the pulse is lengthened, the frequency at the time of reverse rotation is limited, so the range of expression by the movement of the hands can be limited.
特許文献1には、逆転駆動において、電源電圧に応じて第1パルス長さを変化させる旨が記載されている。ところで、特許文献1に記載された技術では、電圧以外の要因に対する対策が考慮されていない。
特許文献2には、逆転駆動パルスの第1パルス~第3パルスの前に反転方向に引っ張る逆振りパルスを備える旨が記載されている。ところで、特許文献2に記載された技術では、高い周波数の高速駆動が制限されうる。
特許文献3には、正転の回転状態を検出することにより、その後の逆転パルスのランクを決定する旨が記載されている。ところで、特許文献3の第2実施形態の技術では、逆転パルスを決定するにあたり、事前に正転の回転状態の検出のため、ロータを必ず1ステップ正転させる必要がある。そのため、特許文献3の第2実施形態の技術では、逆転パルスを開始させるにあたり即時性や指示に対する応答性という点において十分ではない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200001 describes that in reverse drive, the length of the first pulse is changed according to the power supply voltage. By the way, the technique described in
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-300000 describes that a reverse swing pulse for pulling in the reverse direction is provided before the first to third pulses of the reverse drive pulse. By the way, in the technique described in Patent Document 2, high-frequency high-speed driving may be restricted.
Patent Document 3 describes that the rank of the subsequent reverse rotation pulse is determined by detecting the rotation state of forward rotation. By the way, in the technique of the second embodiment of Patent Document 3, when determining the reverse rotation pulse, it is necessary to rotate the rotor forward by one step in order to detect the forward rotation state in advance. Therefore, the technique of the second embodiment of Patent Document 3 is not sufficient in terms of immediacy and responsiveness to instructions when starting the reverse rotation pulse.
上述した問題点に鑑み、本発明は、ステッピングモータの逆転制御において、回転状態に応じたエネルギにより逆転したいときの応答性を確保することができるステッピングモータ制御装置、時計および時計用ステッピングモータ制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a stepping motor control apparatus, a timepiece, and a timepiece stepping motor control method that can ensure responsiveness when reverse rotation is desired using energy corresponding to the rotation state in reverse rotation control of a stepping motor. intended to provide
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置は、指針を回転させるステッピングモータへの駆動パルスの出力後に前記ステッピングモータのロータの回転状態を検出する回転検出部と、前記駆動パルスとして少なくとも第1パルスと前記第1パルスと極性の異なる第2パルスとにより前記指針を逆転駆動するように制御する制御部であって、前記第1パルスを出力する前に、互いにエネルギの異なる複数の第1パルスを複数のテストパルスとして出力し、前記複数のテストパルスのそれぞれの出力後に前記回転検出部により当該テストパルスによる前記ロータの回転状態を検出させ、検出された回転状態に応じたテストパルスを前記第1パルスとして設定し、設定された前記第1パルスと前記第2パルスとを少なくとも用いて前記指針を逆転駆動するように制御する制御部と、を備える。 A stepping motor control device according to an aspect of the present invention includes a rotation detection unit that detects a rotation state of a rotor of the stepping motor after outputting a driving pulse to the stepping motor that rotates a pointer, and at least a first pulse as the driving pulse. and a second pulse having a polarity different from that of the first pulse, wherein a plurality of first pulses having different energies are generated before outputting the first pulse. After outputting each of the plurality of test pulses, the rotation detection unit detects the rotation state of the rotor by the test pulses, and outputs the test pulse corresponding to the detected rotation state to the first rotor. and a control unit configured to drive the pointer in the reverse direction by using at least the first pulse and the second pulse which are set as pulses.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記複数のテストパルスは、エネルギの小さいパルスから順にエネルギの大きいパルスになるよう連続して出力され、前記制御部は、前記指針を正転させるのに必要なエネルギ未満の所定量のエネルギであって、前記ロータが前記所定量のエネルギに応じたテストパルスを前記第1パルスとして設定してもよい。 In the stepping motor control device according to the aspect of the present invention, the plurality of test pulses are continuously output so that the pulses with the smallest energy become the pulses with the largest energy, and the controller causes the needle to rotate forward. A test pulse may be set as the first pulse, which is a predetermined amount of energy less than the energy required for the rotor to respond to the predetermined amount of energy.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記制御部は、前記テストパルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きい場合に、前記ロータが前記所定量のエネルギと判定し、当該テストパルスを前記第1パルスと設定してもよい。 In the stepping motor control device according to the aspect of the present invention, the controller determines that the rotor has the predetermined amount of energy when an induced voltage generated by application of the test pulse is higher than a reference threshold voltage. and the test pulse may be set as the first pulse.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記制御部は、前記テストパルスの印加時点から基準しきい電圧より大きい誘起電圧が発生する時点までの所要時間が判定期間以上の場合に、前記ロータが前記所定量のエネルギと判定し、当該テストパルスを前記第1パルスと設定してもよい。 In the stepping motor control device according to the aspect of the present invention, when the time required from the application of the test pulse to the generation of an induced voltage greater than a reference threshold voltage is equal to or longer than the determination period, the The rotor may be determined to have the predetermined amount of energy, and the test pulse may be set as the first pulse.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置は、前記ロータとの間に磁路を形成可能なステータと、前記ステータに磁路を形成可能な駆動コイルと、を備え、前記制御部は、前記複数のテストパルスの全てを前記磁路の片方の極性により発生させるように、前記複数のテストパルスを出力してもよい。 A stepping motor control device according to an aspect of the present invention includes a stator capable of forming a magnetic path with the rotor, and a drive coil capable of forming a magnetic path with the stator, wherein the control unit comprises the The plurality of test pulses may be output such that all of the plurality of test pulses are generated by one polarity of the magnetic path.
本発明の一態様に係る時計は、前記ステッピングモータ制御装置と前記指針と備えてもよい。 A timepiece according to an aspect of the present invention may include the stepping motor control device and the hands.
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法は、指針を回転させるステッピングモータへの駆動パルスとして第1パルスを出力する前に、互いにエネルギの異なる複数の第1パルスを複数のテストパルスとして出力するステップと、前記複数のテストパルスのそれぞれの出力後に当該テストパルスによるロータの回転状態を検出するステップと、検出された回転状態に応じたテストパルスを前記第1パルスとして設定するステップと、設定された前記第1パルスと前記第1パルスと極性の異なる第2パルスとを少なくとも用いて前記指針を逆転駆動するステップと、を備える。 A stepping motor control method for a timepiece according to an aspect of the present invention includes, before outputting a first pulse as a drive pulse to a stepping motor for rotating a hand, a plurality of first pulses having different energies from each other as a plurality of test pulses. a step of detecting the rotation state of the rotor by the test pulse after each output of the plurality of test pulses; and a step of setting the test pulse corresponding to the detected rotation state as the first pulse; and driving the hands in reverse using at least the set first pulse and a second pulse having a polarity different from that of the first pulse.
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法は、ステッピングモータの逆転始動時に、前記ステッピングモータが所定の正転をしない程度のパルス長を有する第1正転駆動パルスを前記ステッピングモータに印加すると共に、前記第1正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かを判定し、前記第1正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしなかった場合には、前記第1正転駆動パルスにパルスエネルギを加算することによって得られる第2正転駆動パルスを前記ステッピングモータに印加すると共に、前記第2正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かを判定し、前記第2正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をした場合には、前記第2正転駆動パルスのパルス長に基づいて逆転駆動パルスのパルス長を決定し、前記ステッピングモータが所定の正転をするまで、前記パルスエネルギの加算と、加算後の正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かの判定を繰り返す。 A timepiece stepping motor control method according to an aspect of the present invention applies a first forward rotation drive pulse having a pulse length to the extent that the stepping motor does not rotate in a predetermined forward direction to the stepping motor when the stepping motor starts reverse rotation. At the same time, it is determined whether or not the stepping motor has rotated in the predetermined forward direction by applying the first forward rotation drive pulse, and the stepping motor has rotated in the predetermined forward direction by the application of the first forward rotation drive pulse. If not, a second forward driving pulse obtained by adding pulse energy to the first forward driving pulse is applied to the stepping motor, and the stepping is performed by applying the second forward driving pulse. It is determined whether or not the motor has rotated in the predetermined forward direction, and if the stepping motor has rotated in the predetermined direction due to the application of the second forward rotation drive pulse, the pulse length of the second forward rotation drive pulse is determined. The pulse length of the reverse drive pulse is determined based on the above, and the stepping motor rotates in the predetermined forward direction by adding the pulse energy and applying the forward rotation drive pulse after the addition until the stepping motor rotates in the predetermined forward direction. Repeat the determination of whether or not
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法では、前記ステッピングモータが所定の正転をするまで正転駆動パルスの印加が繰り返され、前記ステッピングモータが所定の正転をするまでの間に逆転駆動パルスの印加は行われなくてもよい。 In a timepiece stepping motor control method according to an aspect of the present invention, application of a forward rotation drive pulse is repeated until the stepping motor rotates in a predetermined forward direction, and during the period until the stepping motor rotates in a predetermined forward direction, Application of the reverse driving pulse may not be performed.
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法では、前記第1正転駆動パルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きい場合に、前記所定の正転と判定してもよい。 In the timepiece stepping motor control method according to the aspect of the present invention, when the induced voltage generated with the application of the first forward rotation driving pulse is higher than the reference threshold voltage, the predetermined forward rotation is determined. good too.
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法では、前記第1正転駆動パルスの印加時点から基準しきい電圧より大きい誘起電圧が発生する時点までの所要時間が判定期間以上の場合に、前記所定の正転と判定してもよい。 In the timepiece stepping motor control method according to the aspect of the present invention, when the time required from the time of application of the first forward rotation driving pulse to the time of generation of the induced voltage greater than the reference threshold voltage is equal to or longer than the determination period, It may be determined to be the predetermined forward rotation.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、連続して出力される複数の前記テストパルスの最初のテストパルスのエネルギは、前記最初のテストパルスが出力される直前のタイミングに前記ステッピングモータに出力された駆動パルスのエネルギである。 In the stepping motor control device according to one aspect of the present invention, the energy of the first test pulse of the plurality of test pulses that are continuously output is supplied to the stepping motor immediately before the first test pulse is output. It is the energy of the output drive pulse.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、連続して出力される複数の前記テストパルスのうち、少なくともひとつのテストパルスの極性は、他のテストパルスの極性と異なる。 In the stepping motor control device according to the aspect of the present invention, the polarity of at least one of the plurality of test pulses that are continuously output is different from the polarities of the other test pulses.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでの時間は、15ms以上である。 In the stepping motor control device according to the aspect of the present invention, the time from application of the test pulse to application of the next test pulse is 15 ms or longer.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記テストパルスのエネルギが所定の値以上であって前記テストパルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きくない場合に、前記第1パルスと、前記第2パルスと、エネルギが所定のエネルギであって極性が前記第1パルスと同じ極性である第3パルスとを前記ステッピングモータに印加する。 In the stepping motor control device according to the aspect of the present invention, when the energy of the test pulse is equal to or greater than a predetermined value and the induced voltage generated by application of the test pulse is not greater than the reference threshold voltage, the A first pulse, the second pulse, and a third pulse having predetermined energy and the same polarity as the first pulse are applied to the stepping motor.
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記制御部が設定する前記第1パルスのパルス長が所定の範囲内の長さである場合には、前記第1パルス及び前記第2パルスによって駆動され、前記制御部が設定する前記第1パルスのパルス長が前記所定の範囲外の長さである場合には、前記第1パルスと、前記第2パルスと、エネルギが所定のエネルギであって極性が前記第1パルスと同じ極性である第3パルスとによって駆動される。 In the stepping motor control device according to the aspect of the present invention, when the pulse length of the first pulse set by the control unit is within a predetermined range, the first pulse and the second pulse When the pulse length of the first pulse which is driven and set by the control unit is out of the predetermined range, the energy of the first pulse and the second pulse is predetermined energy. and a third pulse having the same polarity as the first pulse.
本発明によれば、ステッピングモータの逆転制御において、回転状態に応じたエネルギにより逆転したいときの応答性を確保することができるステッピングモータ制御装置、時計および時計用ステッピングモータ制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stepping motor control device, a timepiece, and a stepping motor control method for a timepiece that can ensure responsiveness when reverse rotation of a stepping motor is desired using energy corresponding to the state of rotation in reverse rotation control of the stepping motor. can.
以下、本発明のステッピングモータ制御装置、時計および時計用ステッピングモータ制御方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a stepping motor control device, a timepiece, and a timepiece stepping motor control method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は第1実施形態の時計1の概略構成の一例を示す図である。
図1に示す例では、時計1が、電池101と、ステッピングモータ制御装置102と、ステッピングモータ103と、時計ケース112と、アナログ表示部113と、ムーブメント114と、指針115と、カレンダ表示部116とを備えている。
電池101は、ステッピングモータ制御装置102などに電力を供給する。ステッピングモータ制御装置102は、ステッピングモータ103の制御を行う。ステッピングモータ制御装置102は、発振回路104と、分周回路105と、制御回路106と、正転駆動パルス発生回路107と、逆転駆動パルス発生回路108と、モータ駆動回路109と、正転駆動回転検出回路110と、逆転駆動制御回路111とを備えている。
発振回路104は、所定周波数の信号を発生する。分周回路105は、発振回路104が発生した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生する。制御回路106は、分周回路105が発生した時計信号などに基づいて、電子時計を構成する各電子回路要素の制御、駆動パルスの変更制御などを行う。
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a
In the example shown in FIG. 1, the
A
Oscillating
正転駆動パルス発生回路107は、制御回路106が生成した制御信号に基づいて、ステッピングモータ103を正転駆動するための正転駆動パルスを発生させる。詳細には、正転駆動パルス発生回路107は、制御回路106が生成した制御信号に基づいて、主駆動パルスと、主駆動パルスよりも駆動力が大きい補助駆動パルスとを発生させることができる。
逆転駆動パルス発生回路108は、制御回路106が生成した制御信号に基づいて、ステッピングモータ103を逆転駆動するための逆転駆動パルスを発生させる。
モータ駆動回路109は、正転駆動パルス発生回路107が発生した正転駆動パルス、または、逆転駆動パルス発生回路108が発生した逆転駆動パルスを印加することによって、ステッピングモータ103を駆動する。
正転駆動回転検出回路110は、ステッピングモータ103が駆動パルスによる磁力をロータ202に作用させた後におけるステッピングモータ103のロータ202(図2参照)の自由振動によって発生する誘起電圧VRsを検出することにより、ステッピングモータ103の回転状況を検出する。詳細には、正転駆動回転検出回路110は、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きい場合、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcomp以下の場合、それらの場合が生じる時点に応じて、ステッピングモータ103の回転状態を判定することができる。また、正転駆動回転検出回路110は、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きい場合に、回転検出信号Vsを制御回路106に出力する。
逆転駆動制御回路111は、逆転駆動の余裕の程度を表す逆転駆動制御信号を制御回路106に出力する。
A forward rotation drive
A reverse drive
The
The forward
The reverse
図2は図1に示すステッピングモータ103の構成の一例を示す図である。
図2に示す例では、ステッピングモータ103が、ステータ201と、ロータ202と、ロータ収容用貫通孔203と、切り欠き部(内ノッチ)204、205と、切り欠き部(外ノッチ)206、207と、磁心208と、駆動コイル209と、可飽和部210、211とを備えている。
ステータ201は、磁性材料によって形成されている。ステータ201には、ロータ202を収容するロータ収容用貫通孔203が形成されている。ロータ収容用貫通孔203は、切り欠き部(内ノッチ)204、205を備えている。
また、ステータ201には、切り欠き部206、207が形成されている。ロータ収容用貫通孔203と切り欠き部206との間には、可飽和部210が設けられている。ロータ収容用貫通孔203と切り欠き部207との間には、可飽和部211が設けられている。
ロータ202は、2極(詳細には、S極およびN極)に着磁されている。また、ロータ202は、ステータ201に対して回転可能にロータ収容用貫通孔203内に配置されている。切り欠き部204、205は、ステータ201に対するロータ202の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。
磁心208は、ステータ201に接合されている。磁心208およびステータ201は、地板(図示せず)に固定されている。駆動コイル209は、磁心208に巻回されている。第1端子OUT1は、駆動コイル209の一方の端子であり、第2端子OUT2は、駆動コイル209の他方の端子である。
可飽和部210、211は、ロータ202の磁束によっては磁気飽和せず、駆動コイル209が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。 つまり、磁路は、ステータ201とロータ202との間に形成可能である。また、磁路は、駆動コイル209によってステータ201に形成可能である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the stepping
In the example shown in FIG. 2, the stepping
Further,
The
The
例えば、駆動コイル209が励磁されていない状態では、図2に示すように、切り欠き部204と切り欠き部205を結ぶ線分と、ロータ202の磁極軸Aとが直交するように、ロータ202は、ステータ201に対して安定的に停止する。
例えば、モータ駆動回路109が駆動パルスを駆動コイル209の第1端子OUT1と第2端子OUT2との間に供給し、図2に実線矢印で示す電流iが流れる場合、ステータ201には、図2に破線矢印で示す磁束が発生する。これにより、可飽和部210、211が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ201に生じる磁極とロータ202の磁極との相互作用によって、ロータ202は、図2の反時計回りに180度回転し、安定的に停止する。この約180度の回転により、時計1の指針115は規定量のひと目盛り分を移動することができる。当該規定量の動作を1ステップと称する場合もある。当該規定量の動作となるように、ロータ202と指針115との間には適当な減速比を備える輪列が適宜配置されている。
ロータ202が図2の状態から略180度回転した状態で、モータ駆動回路109が逆極性の駆動パルスを駆動コイル209の第1端子OUT1と第2端子OUT2との間に供給し、電流iとは逆向きの電流が流れる場合、ステータ201には、破線矢印とは逆向きの磁束が発生する。これにより、可飽和部210、211が先ず飽和し、その後、ステータ201に生じる磁極とロータ202の磁極との相互作用によって、ロータ202は、図2の反時計回りに180度回転し、安定的に停止する。
このように、駆動コイル209に対して極性の異なる信号(交番信号)を供給することによって、ロータ202は、図2の反時計回りに略180度ずつ連続的に回転する。
For example, when the
For example, when the
With the
By supplying signals of different polarities (alternating signals) to the
図1の説明に戻り、時計ケース112は、電池101と、ステッピングモータ制御装置102と、ステッピングモータ103と、アナログ表示部113と、ムーブメント114と、指針115と、カレンダ表示部116とを収容する。ムーブメント114は、時計1の駆動部分を含む機械体である。指針115およびカレンダ表示部116は、ステッピングモータ103によって駆動される。アナログ表示部113および指針115は、時刻を表示する。
Returning to the description of FIG. 1, the
図3はステッピングモータ103を逆転駆動する一般的な手法を説明するための図である。詳細には、図3(A)は3つの駆動パルスを印加することによってステッピングモータ103を逆転させる一般的な手法の一例を示している。図3(B)は2つの駆動パルスを印加することによってステッピングモータ103を逆転させる一般的な手法の一例を示している。
図3(A)に示す例では、まず、ステッピングモータ103のロータ202を正転方向に回転させる駆動パルス(反発パルス)P1が、ステッピングモータ103に印加される。次いで、ステッピングモータ103のロータ202を逆転させる駆動パルス(吸引パルス)P2が、ステッピングモータ103に印加される。次いで、駆動パルスP3が、ステッピングモータ103に印加される。その結果、ステッピングモータ103のロータ202が、逆転させられる。
つまり、図3(A)に示す例では、ステッピングモータ103のロータ202が、駆動パルスP1によって一旦正転方向に回転させられる。次いで、正転方向の回転の反動を利用して、駆動パルスP2および駆動パルスP3によって逆転させられる。
FIG. 3 is a diagram for explaining a general technique for driving the stepping
In the example shown in FIG. 3A, first, a drive pulse (repulsion pulse) P1 for rotating the
That is, in the example shown in FIG. 3A, the
図3(B)に示す例では、まず、ステッピングモータ103のロータ202を正転させる駆動パルス(反発パルス)P1が、ステッピングモータ103に印加される。次いで、ステッピングモータ103のロータ202を逆転させる駆動パルス(吸引パルス)P2が、ステッピングモータ103に印加される。その結果、ステッピングモータ103のロータ202が、逆転させられる。
つまり、図3(B)に示す例では、ステッピングモータ103のロータ202が、駆動パルスP1によって一旦正転方向に回転させられる。次いで、正転方向の回転の反動を利用して、駆動パルスP2によって逆転させられる。
図3(B)に示すように、反発パルスP1および吸引パルスP2の2つの駆動パルスのみによっても、ステッピングモータ103のロータ202の逆転は成立する。一方で、製造ばらつきや磁場による脱調への対策として、図3(A)に示すように、駆動パルスP3を付加することが一般的である。駆動パルスP3は、反発⇒吸引として作用する。
このような駆動パルスP1、P2、P3の組を以下では逆転パルスまたは逆転駆動パルスと称する。また、駆動パルスP1、P2のみでも当該逆転パルスまたは当該逆転駆動パルスを構成することができる。
In the example shown in FIG. 3B, first, a drive pulse (repulsion pulse) P1 for forwardly rotating the
That is, in the example shown in FIG. 3B, the
As shown in FIG. 3B, the reverse rotation of the
Such a set of drive pulses P1, P2, P3 is hereinafter referred to as a reverse pulse or a reverse drive pulse. Further, the reverse rotation pulse or the reverse rotation driving pulse can be configured only by the drive pulses P1 and P2.
図4は図3(A)に示す例の問題点を説明するための図である。
図4において、縦軸はステッピングモータ103の消費電流を示している。横軸は、時間を示している。「IP1」は、駆動パルスP1の印加に伴うステッピングモータ103の消費電流の瞬時値を示している。「IP2」は、駆動パルスP2の印加に伴うステッピングモータ103の消費電流の瞬時値を示している。「IP3」は、駆動パルスP3の印加に伴うステッピングモータ103の消費電流の瞬時値を示している。
図4に示す例では、駆動パルスP1および駆動パルスP2の印加に伴うステッピングモータ103の消費電流(積分値)は、全体の消費電流の18%を占める。駆動パルスP3の印加に伴うステッピングモータ103の消費電流(積分値)は、全体の消費電流の82%を占める。
駆動パルスP1および駆動パルスP2の印加に伴うステッピングモータ103のロータ202の回転所要時間は、全体の回転所要時間の19%を占める。駆動パルスP3の印加に伴うステッピングモータ103のロータ202の回転所要時間は、全体の回転所要時間の81%を占める。
図4に示すように、駆動パルスP3を印加する場合には、ステッピングモータ103のロータ202の全体の回転所要時間が長くなってしまう。つまり、ステッピングモータ103のロータ202の逆転を高速化することが難しい場合が生じうる。
また、駆動パルスP3を印加する場合には、ステッピングモータ103の全体の消費電流が大きくなってしまう。つまり、ステッピングモータ103のロータ202の逆転を省消費電力化することが難しくなりうる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the problem of the example shown in FIG. 3(A).
In FIG. 4 , the vertical axis indicates the current consumption of the stepping
In the example shown in FIG. 4, the current consumption (integral value) of the stepping
The time required to rotate the
As shown in FIG. 4, when the drive pulse P3 is applied, the time required for the entire rotation of the
Further, when the drive pulse P3 is applied, the current consumption of the
上述した問題点に鑑み、第1実施形態の時計1では、駆動パルスP3(図3(A)参照)の印加が行われない。また、第1実施形態の時計1では、駆動パルスP1の長さの最適化が行われる。
In view of the problems described above, the
図5は第1実施形態の時計1によって実行される駆動パルスP1の長さの最適化などの処理(逆転準備処理)の一例を説明するためのフローチャートである。
図5に示す例では、第1実施形態の時計1が逆転準備処理を開始すると(つまり、ステッピングモータ103の逆転始動時に)、まずステップS11Aにおいて、モータ駆動回路109は、ステッピングモータ103が所定の正転(180度の回転未満の正転)をしない程度のパルス長を有する第1正転駆動パルスPF1aをステッピングモータ103に印加する。
なお、ここで、所定の正転と正転との関係について説明する。所定の正転とは、ロータの磁極の向き(図2の矢印A)が切り欠き205(逆極性の駆動パルスの場合は切り欠き204)の位置をぎりぎり超えない程度の回転状態を指す。ロータの磁極が切り欠き205を超えてしまえば、磁気的なポテンシャルエネルギーが最大の位置を超えたことになり、ロータはそのまま略180度まで回転することができる。このような、ポテンシャルエネルギー最大点を超えた回転のことを正転と称する。これにより、ロータが略180度回転できる状態となり、指針が1ステップ運針することができるようになる。なお、ロータの磁極が切り欠き205を超えることができなければ、ポテンシャルエネルギー最大点を超えられないことになり、駆動パルスが印加される前の開始位置である0度の位置に戻ろうとする。
次いで、ステップS11Bにおいて、正転駆動回転検出回路110は、誘起電圧VRsを検出する。
次いで、ステップS11Cにおいて、正転駆動回転検出回路110は、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいか否かを判定する。
誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きい場合には、第1正転駆動パルスPF1aの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定し、ステップS11Dに進む。上述したように、第1正転駆動パルスPF1aのパルス長は、ステッピングモータ103が所定の正転をしない程度のパルス長に設定されている。そのため、ステップS11Cにおいて、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいと、正転駆動回転検出回路110が判定することはない。
誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcomp以下である場合には、第1正転駆動パルスPF1aの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定し、ステップS12Aに進む。
ステップS11Dにおいて、モータ駆動回路109は、上述した駆動パルス(反発パルス)P1として、第1正転駆動パルスPF1aをステッピングモータ103に印加する。次いで、ステップS20に進む。
FIG. 5 is a flow chart for explaining an example of processing such as optimization of the length of the drive pulse P1 (reverse rotation preparation processing) executed by the
In the example shown in FIG. 5, when the
Here, the relationship between predetermined forward rotation and normal rotation will be described. Predetermined forward rotation refers to a rotational state in which the orientation of the magnetic poles of the rotor (arrow A in FIG. 2) does not just exceed the position of the notch 205 (notch 204 in the case of a drive pulse of opposite polarity). Once the magnetic poles of the rotor exceed the
Next, in step S11B, the forward
Next, in step S11C, the forward
If the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
If the induced voltage VRs is equal to or lower than the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
In step S11D, the
ステップS12Aにおいて、モータ駆動回路109は、第1正転駆動パルスPF1aにパルスエネルギを加算することによって得られる第2正転駆動パルスPF1bをステッピングモータ103に印加する。この制御をランクアップと称することもある。
次いで、ステップS12Bにおいて、正転駆動回転検出回路110は、誘起電圧VRsを検出する。
次いで、ステップS12Cにおいて、正転駆動回転検出回路110は、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいか否かを判定する。
誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きい場合には、第2正転駆動パルスPF1bの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定し、ステップS12Dに進む。
誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcomp以下である場合には、第2正転駆動パルスPF1bの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定し、ステップS13Aに進む。
ステップS12Dにおいて、モータ駆動回路109は、上述した駆動パルス(反発パルス)P1として、第2正転駆動パルスPF1bをステッピングモータ103に印加する。次いで、ステップS20に進む。
In step S12A, the
Next, in step S12B, the forward
Next, in step S12C, the forward
If the induced voltage VRs is higher than the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
If the induced voltage VRs is equal to or lower than the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
In step S12D, the
ステップS13Aにおいて、モータ駆動回路109は、第2正転駆動パルスPF1bにパルスエネルギを加算することによって得られる第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する(ランクアップ)。
次いで、ステップS13Bにおいて、正転駆動回転検出回路110は、誘起電圧VRsを検出する。
次いで、ステップS13Cにおいて、正転駆動回転検出回路110は、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいか否かを判定する。
誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きい場合には、第3正転駆動パルスPF1cの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定し、ステップS13Dに進む。
誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcomp以下である場合には、第3正転駆動パルスPF1cの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定し、ステップS14に進む。
ステップS13Dにおいて、モータ駆動回路109は、上述した駆動パルス(反発パルス)P1として、第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。次いで、ステップS20に進む。
In step S13A, the
Next, in step S13B, the forward
Next, in step S13C, the forward
If the induced voltage VRs is higher than the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
If the induced voltage VRs is equal to or lower than the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
In step S13D, the
ステップS14では、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなるまで、パルスエネルギの加算と、パルスエネルギの加算後の正転駆動パルスの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたか否かの判定とが繰り返され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったときの正転駆動パルスが、上述した駆動パルス(反発パルス)P1として、ステッピングモータ103に印加される。
In step S14, it is determined whether or not the stepping
ステップS20では、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったときの駆動パルスのパルス長に基づいて逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
具体的には、ステップS12Cにおいて誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいと判定された場合に、第2正転駆動パルスPF1bのパルス長に基づいて、逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
例えば、ステップS13Cにおいて誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいと判定された場合には、第3正転駆動パルスPF1cのパルス長に基づいて、逆転駆動パルスのパルス長が決定される。ここで決定されるパルス長は、指針を正転させるのに必要なエネルギ未満の所定量のエネルギである。
また、ステップS20では、モータ駆動回路109が、上述した駆動パルス(吸引パルス)P2としての逆転駆動パルスをステッピングモータ103に印加する。その結果、図3(B)に示すように、ステッピングモータ103のロータ202が、逆転させられる。
In step S20, the pulse length of the reverse driving pulse is determined based on the pulse length of the driving pulse when the induced voltage VRs exceeds the reference threshold voltage Vcomp.
Specifically, when it is determined in step S12C that the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, the pulse length of the reverse drive pulse is determined based on the pulse length of the second forward drive pulse PF1b. .
For example, if it is determined in step S13C that the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, the pulse length of the reverse drive pulse is determined based on the pulse length of the third forward drive pulse PF1c. The pulse length determined here is a predetermined amount of energy less than the energy required to rotate the hands forward.
Further, in step S20, the
詳細には、図5に示す例では、例えばステップS13Cにおいて誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいと判定される場合に、ステッピングモータ103が、ステップS13Aにおけるパルスエネルギにより正転方向に所定量回転したと判定され、当該パルスエネルギと同等のエネルギによりステップS13Dにおいて正転方向に駆動する。なお、所定量というのは、ロータの磁極の向き(図2の矢印A)が切り欠き205(逆極性の駆動パルスの場合は切り欠き204)の位置をぎりぎり超えない程度の状態を指す。当該所定量というのは、前述の所定の正転に対応するエネルギやそのエネルギを有する駆動パルスによりロータが回転するときの回転量となる。
当該パルスのエネルギを駆動パルスP1として、ステップS20において、少なくとも駆動パルスP2が設定され、これらの駆動パルスの組により逆転パルスが設定され、ステッピングモータ103が逆転させられる。
Specifically, in the example shown in FIG. 5, for example, when it is determined in step S13C that the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, the stepping
Using the energy of the pulse as the drive pulse P1, at least the drive pulse P2 is set in step S20.
図5に示す例によれば、ステッピングモータ103が所定の正転するパルス長を有する正転駆動パルスを用いて、ステッピングモータ103を逆転させることができる。その結果、ステッピングモータ103の逆転の高速化および省消費電力化を実現することができる。
According to the example shown in FIG. 5, the stepping
図6は第1実施形態の時計1によって図5に示す処理が実行される一例を説明するためのタイムチャートである。
図6に示す例では、時刻t1に、図5のステップS11Aが実行され、モータ駆動回路109が第1正転駆動パルスPF1aをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t2以前に、図5のステップS11BおよびステップS11Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcomp以下であり、第1正転駆動パルスPF1aの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定される。
FIG. 6 is a time chart for explaining an example of execution of the processing shown in FIG. 5 by the
6, step S11A in FIG. 5 is executed at time t1, and the
Next, steps S11B and S11C of FIG. 5 are executed before time t2, the induced voltage VRs is equal to or lower than the reference threshold voltage Vcomp, and the stepping
次いで、時刻t2に、図5のステップS12Aが実行され、モータ駆動回路109が第2正転駆動パルスPF1bをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t3以前に、図5のステップS12BおよびステップS12Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcomp以下であり、第2正転駆動パルスPF1bの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定される。
Next, at time t2, step S12A in FIG. 5 is executed, and the
Next, before time t3, steps S12B and S12C of FIG. 5 are executed, the induced voltage VRs is equal to or lower than the reference threshold voltage Vcomp, and the stepping
次いで、時刻t3に、図5のステップS13Aが実行され、モータ駆動回路109が第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t3Aに、図5のステップS13BおよびステップS13Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きく、第3正転駆動パルスPF1cの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定される。
Next, at time t3, step S13A in FIG. 5 is executed, and the
Next, at time t3A, steps S13B and S13C of FIG. 5 are executed, the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, and the stepping
次いで、時刻t4に、図5のステップS13Dが実行され、モータ駆動回路109が、駆動パルス(反発パルス)P1(図3(B)参照)として、第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t5以降に、図5のステップS20が実行され、第3正転駆動パルスPF1cのパルス長に基づいてパルス長が決定された逆転駆動パルスが、モータ駆動回路109によって、駆動パルス(吸引パルス)P2、P3として、ステッピングモータ103に印加される。その結果、ステッピングモータ103が、逆転させられる。
Next, at time t4, step S13D in FIG. 5 is executed, and the
Next, after time t5, step S20 in FIG. 5 is executed, and the reverse drive pulse whose pulse length is determined based on the pulse length of the third forward drive pulse PF1c is generated by the
図7は第1実施形態の時計1によって図5に示す処理が実行される他の例を説明するためのタイムチャートである。
図7に示す例では、時刻t11に、図5のステップS11Aが実行され、モータ駆動回路109が第1正転駆動パルスPF1aをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t12以前に、図5のステップS11BおよびステップS11Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcomp以下であり、第1正転駆動パルスPF1aの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定される。
FIG. 7 is a time chart for explaining another example in which the process shown in FIG. 5 is executed by the
In the example shown in FIG. 7, at time t11, step S11A in FIG.
Next, steps S11B and S11C of FIG. 5 are executed before time t12, the induced voltage VRs is equal to or lower than the reference threshold voltage Vcomp, and the stepping
次いで、時刻t12に、図5のステップS12Aが実行され、モータ駆動回路109が第2正転駆動パルスPF1bをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t13以前に、図5のステップS12BおよびステップS12Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcomp以下であり、第2正転駆動パルスPF1bの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定される。
Next, at time t12, step S12A in FIG. 5 is executed, and the
Next, before time t13, steps S12B and S12C of FIG. 5 are executed, the induced voltage VRs is equal to or lower than the reference threshold voltage Vcomp, and the stepping
次いで、時刻t13に、図5のステップS13Aが実行され、モータ駆動回路109が第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t13Aに、図5のステップS13BおよびステップS13Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きく、第3正転駆動パルスPF1cの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定される。
Next, at time t13, step S13A in FIG. 5 is executed, and the
Next, at time t13A, steps S13B and S13C of FIG. 5 are executed, the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, and the stepping
次いで、時刻t14に、図5のステップS13Dが実行され、モータ駆動回路109が、駆動パルス(反発パルス)P1(図3(B)参照)として、第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t15以降に、図5のステップS20が実行され、第3正転駆動パルスPF1cのパルス長に基づいてパルス長が決定された逆転駆動パルスが、モータ駆動回路109によって、駆動パルス(吸引パルス)P2として、ステッピングモータ103に印加される。その結果、ステッピングモータ103が、逆転させられる。
図6に示す例と図7に示す例との違いは駆動パルスP3の有無である。本発明は、駆動パルスP3を不要とし、駆動パルスP1、P2のみによる逆転も可能とする。これにより、逆転に必要なパルス長を短くできるので逆転の駆動周波数をさらに高くすることが可能となる。
Next, at time t14, step S13D in FIG. 5 is executed, and the
Next, after time t15, step S20 in FIG. 5 is executed, and the reverse drive pulse whose pulse length is determined based on the pulse length of the third forward drive pulse PF1c is generated by the
The difference between the example shown in FIG. 6 and the example shown in FIG. 7 is the presence or absence of the drive pulse P3. The present invention does not require the drive pulse P3, and enables reverse rotation by only the drive pulses P1 and P2. As a result, the pulse length required for reverse rotation can be shortened, so that the driving frequency for reverse rotation can be further increased.
[第1実施形態のまとめ]
上述したように、第1実施形態の時計1では、例えば図5のステップS11A、S12A、S13A等において、指針115を回転させるステッピングモータ103への駆動パルスPF1a、PF1b、PF1c等が出力される。また、駆動パルスPF1a、PF1b、PF1c等の出力後には、ステップS11B、S12B、S13B等において、ステッピングモータ103のロータ202の回転状態が検出される。
例えば図5および図6に示す例では、ステップS13Dにおいて第3正転駆動パルスPF1cが駆動パルス(反発パルス)P1(図3(B)参照)として出力される前に、ステップS11Aと、ステップS12Aと、ステップS13Aとにおいて、互いにエネルギの異なる複数の正転駆動パルスPF1a、PF1b、PF1cが、複数のテストパルスとして出力される。
テストパルスPF1aの出力後には、ステップS11Bにおいて、当該テストパルスPF1aによるロータ202の回転状態が検出される。また、テストパルスPF1bの出力後には、ステップS12Bにおいて、当該テストパルスPF1bによるロータ202の回転状態が検出される。また、テストパルスPF1cの出力後には、ステップS13Bにおいて、当該テストパルスPF1cによるロータ202の回転状態が検出される。
ステップS13BおよびステップS13CにおいてテストパルスPF1cによるロータ202の回転が検出されると、ステップS13Dにおいて、ロータ202の所定の正転をさせたテストパルスPF1cが、正転駆動パルスPF1cとして設定され、その正転駆動パルスPF1cが、駆動パルス(反発パルス)P1として出力される。
また、ステップS20では、正転駆動パルスPF1cとは極性の異なる逆転駆動パルスが、駆動パルス(吸引パルス)P2(図6および図7参照)、P3(図6参照)として出力される。
つまり、図5、図6および図7に示す例では、ステップS13Dにおいて出力される正転駆動パルスPF1cと、ステップS20において出力される逆転駆動パルスとによって、指針115が逆転駆動される。
そのため、第1実施形態の時計1によれば、ステッピングモータ103の逆転制御において、回転状態に応じたエネルギにより逆転したいときの応答性を確保することができる。詳細には、逆転に必要な駆動パルスの最適エネルギを選定するにあたり、ロータ202を回転させずに選定することができる。よって、逆転開始時の応答性を確保することができる。
[Summary of the first embodiment]
As described above, in the
For example, in the example shown in FIGS. 5 and 6, steps S11A and S12A are performed before the third forward rotation drive pulse PF1c is output as the drive pulse (repulsion pulse) P1 (see FIG. 3B) in step S13D. And in step S13A, a plurality of forward drive pulses PF1a, PF1b, and PF1c having different energies are output as a plurality of test pulses.
After outputting the test pulse PF1a, in step S11B, the rotational state of the
When the rotation of the
Further, in step S20, reverse drive pulses having polarities different from the forward drive pulse PF1c are output as drive pulses (attraction pulses) P2 (see FIGS. 6 and 7) and P3 (see FIG. 6).
That is, in the examples shown in FIGS. 5, 6, and 7, the
Therefore, according to the
例えば図5、図6および図7に示す例では、複数のテストパルスPF1a、PF1b、PF1cが、エネルギの小さいパルスPF1aから順にエネルギの大きいパルスPF1cになるよう連続して出力される。また、指針115を正転させるのに必要なエネルギ未満のエネルギであって、ロータ202が前記規定量に対応する回転角度に至る直前の回転パルスのエネルギに応じたテストパルスPF1cが、正転駆動パルスPF1cとして設定され、ステップS13Dにおいて出力される。
詳細には、テストパルスPF1cの印加に伴って発生する誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きい場合に、ロータ202が前記規定量に対応する回転角度に至る直前の回転パルスのエネルギと判定され、当該テストパルスPF1cが正転駆動パルスPF1cと設定される。
そのため、第1実施形態の時計1によれば、テストパルスPF1cよりも大きいエネルギ(つまり、必要以上に大きいエネルギ)を有するパルスが、正転駆動パルスとして設定され、出力されてしまうおそれを抑制することができる。
また、例えば図6に示す例では、制御回路106は、複数のテストパルスPF1a、PF1b、PF1cの全てを磁路の片方の極性(詳細には、図6の上側の極性)により発生させるように、複数のテストパルスPF1a、PF1b、PF1cを出力する。
For example, in the examples shown in FIGS. 5, 6, and 7, a plurality of test pulses PF1a, PF1b, and PF1c are successively output from the pulse PF1a with the lowest energy to the pulse PF1c with the highest energy. Further, a test pulse PF1c corresponding to the energy of the rotation pulse immediately before the
Specifically, when the induced voltage VRs generated with the application of the test pulse PF1c is greater than the reference threshold voltage Vcomp, the energy of the rotation pulse immediately before the
Therefore, according to the
6, the
例えば図6に示す例では、ステッピングモータ103が逆転パルスを構成するのに最小限のエネルギであることが検出される時刻t3A以前に、正転駆動パルスPF1a、PF1b、PF1cのようなテストパルスの印加が繰り返される。詳細には、時刻t1に正転駆動パルスPF1aが印加され、時刻t2に正転駆動パルスPF1bが印加され、時刻t3に正転駆動パルスPF1cが印加される。なお、これは一例であり、これらテストパルスの数は、時刻t3Aのような誘起電圧が検出されるまで継続されるものである。
ステッピングモータ103が所定の正転をする時刻t3A以前に、逆転駆動パルスの印加は行われない。逆転駆動パルスの印加は、時刻t4に行われる。
そのため、第1実施形態の時計1によれば、正転方向の回転の反動が不十分な時刻t3以前に逆転駆動パルスが無駄に印加されてしまうおそれを抑制することができる。
For example, in the example shown in FIG. 6, test pulses such as forward drive pulses PF1a, PF1b, and PF1c are generated before time t3A when it is detected that the stepping
No reverse drive pulse is applied before time t3A at which the stepping
Therefore, according to the
<第2実施形態>
以下、本発明のステッピングモータ制御装置、時計およびステッピングモータ制御方法の第2実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
第2実施形態の時計1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の時計1と同様に構成されている。従って、第2実施形態の時計1によれば、後述する点を除き、上述した第1実施形態の時計1と同様の効果を奏することができる。
<Second embodiment>
A second embodiment of the stepping motor control device, clock, and stepping motor control method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The
図8は第2実施形態の時計1によって実行される駆動パルスP1の長さの最適化などの処理(逆転準備処理)の一例を説明するためのフローチャートである。
図8に示す例では、第2実施形態の時計1が逆転準備処理を開始すると(つまり、ステッピングモータ103の逆転始動時に)、まずステップS31Aにおいて、モータ駆動回路109は、ステッピングモータ103が所定の正転をしない程度のパルス長を有する第1正転駆動パルスPF1aをステッピングモータ103に印加する。
次いで、ステップS31Bでは、第1正転駆動パルスPF1aの印加時点から判定期間Tcompが経過する時点である第1判定期間経過時点以降に、正転駆動回転検出回路110が、誘起電圧VRsを検出する。
次いで、ステップS31Cにおいて、正転駆動回転検出回路110は、第1判定期間経過時点以降に、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったか否かを判定する。
第1判定期間経過時点以降に誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなった場合には、第1正転駆動パルスPF1aの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定し、ステップS31Dに進む。上述したように、第1正転駆動パルスPF1aのパルス長は、ステッピングモータ103が所定の正転をしない程度のパルス長に設定されている。そのため、ステップS31Cにおいて、第1判定期間経過時点以降に誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったと、正転駆動回転検出回路110が判定することはない。
第1判定期間経過時点以降に誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくならなかった場合には、第1正転駆動パルスPF1aの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定し、ステップS32Aに進む。
ステップS31Dにおいて、モータ駆動回路109は、上述した駆動パルス(反発パルス)P1として、第1正転駆動パルスPF1aをステッピングモータ103に印加する。次いで、ステップS40に進む。
FIG. 8 is a flow chart for explaining an example of processing such as optimization of the length of the drive pulse P1 (reverse rotation preparation processing) executed by the
In the example shown in FIG. 8, when the
Next, in step S31B, the forward drive
Next, in step S31C, the forward drive
If the induced voltage VRs becomes greater than the reference threshold voltage Vcomp after the first determination period has elapsed, it is determined that the stepping
If the induced voltage VRs does not exceed the reference threshold voltage Vcomp after the first determination period has elapsed, it is determined that the stepping
In step S31D, the
ステップS32Aにおいて、モータ駆動回路109は、第1正転駆動パルスPF1aにパルスエネルギを加算することによって得られる第2正転駆動パルスPF1bをステッピングモータ103に印加する。
次いで、ステップS32Bでは、第2正転駆動パルスPF1bの印加時点から判定期間Tcompが経過する時点である第2判定期間経過時点以降に、正転駆動回転検出回路110が、誘起電圧VRsを検出する。
次いで、ステップS32Cにおいて、正転駆動回転検出回路110は、第2判定期間経過時点以降に、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったか否かを判定する。
第2判定期間経過時点以降に誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなった場合には、第2正転駆動パルスPF1bの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定し、ステップS32Dに進む。
第2判定期間経過時点以降に誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくならなかった場合には、第2正転駆動パルスPF1bの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定し、ステップS33Aに進む。
ステップS32Dにおいて、モータ駆動回路109は、上述した駆動パルス(反発パルス)P1として、第2正転駆動パルスPF1bをステッピングモータ103に印加する。次いで、ステップS40に進む。
In step S32A, the
Next, in step S32B, the forward drive
Next, in step S32C, the forward
If the induced voltage VRs becomes greater than the reference threshold voltage Vcomp after the second determination period has elapsed, it is determined that the stepping
If the induced voltage VRs does not exceed the reference threshold voltage Vcomp after the second determination period has elapsed, it is determined that the stepping
In step S32D, the
ステップS33Aにおいて、モータ駆動回路109は、第2正転駆動パルスPF1bにパルスエネルギを加算することによって得られる第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、ステップS33Bでは、第3正転駆動パルスPF1cの印加時点から判定期間Tcompが経過する時点である第3判定期間経過時点以降に、正転駆動回転検出回路110が、誘起電圧VRsを検出する。
次いで、ステップS33Cにおいて、正転駆動回転検出回路110は、第3判定期間経過時点以降に、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったか否かを判定する。
第3判定期間経過時点以降に誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなった場合には、第3正転駆動パルスPF1cの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定し、ステップS33Dに進む。
第3判定期間経過時点以降に誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくならなかった場合には、第3正転駆動パルスPF1cの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定し、ステップS34に進む。
ステップS33Dにおいて、モータ駆動回路109は、上述した駆動パルス(反発パルス)P1として、第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。次いで、ステップS40に進む。
In step S33A, the
Next, in step S33B, the forward drive
Next, in step S33C, the forward
If the induced voltage VRs becomes greater than the reference threshold voltage Vcomp after the third determination period has elapsed, it is determined that the stepping
If the induced voltage VRs does not exceed the reference threshold voltage Vcomp after the third determination period has elapsed, it is determined that the stepping
In step S33D, the
ステップS34では、正転駆動パルスの印加時点から判定期間Tcompが経過する時点以降に、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなるまで、パルスエネルギの加算と、パルスエネルギの加算後の正転駆動パルスの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたか否かの判定とが繰り返され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったときの正転駆動パルスが、上述した駆動パルス(反発パルス)P1として、ステッピングモータ103に印加される。
In step S34, the pulse energy is added and the forward rotation after the addition of the pulse energy is performed until the induced voltage VRs becomes larger than the reference threshold voltage Vcomp after the determination period Tcomp has elapsed from the application of the forward rotation drive pulse. Determination as to whether or not the stepping
ステップS40では、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったときの駆動パルスのパルス長に基づいて逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
具体的には、ステップS32Cにおいて誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったと判定された場合に、第2正転駆動パルスPF1bのパルス長に基づいて、逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
例えば、ステップS33Cにおいて誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったと判定された場合には、第3正転駆動パルスPF1cのパルス長に基づいて、逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
また、ステップS40では、モータ駆動回路109が、上述した駆動パルス(吸引パルス)P2としての逆転駆動パルスをステッピングモータ103に印加する。その結果、図3(B)に示すように、ステッピングモータ103のロータ202が、逆転させられる。
In step S40, the pulse length of the reverse driving pulse is determined based on the pulse length of the driving pulse when the induced voltage VRs exceeds the reference threshold voltage Vcomp.
Specifically, when it is determined in step S32C that the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, the pulse length of the reverse drive pulse is determined based on the pulse length of the second forward drive pulse PF1b. be.
For example, if it is determined in step S33C that the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, the pulse length of the reverse drive pulse is determined based on the pulse length of the third forward drive pulse PF1c.
Also, in step S40, the
詳細には、図8に示す例では、例えばステップS33Cにおいて誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいと判定される場合に、ステッピングモータ103が、ステップS33Aにおけるパルスエネルギにより所定の正転をしたと判定され、当該パルスエネルギと同等のエネルギによりステップS33Dにおいて正転方向に駆動する。なお、所定の正転というのは、第1実施形態と同様に、ロータの磁極の向き(図2の矢印A)が切り欠き205(逆極性の駆動パルスの場合は切り欠き204)の位置をぎりぎり超えない程度の状態を指す。ロータの磁極が切り欠き205を超えてしまえば、磁場的なポテンシャルエネルギー最大の位置を超えたことになり、ロータはそのまま略180度まで正転することができる。
当該パルスのエネルギを駆動パルスP1として、ステップS40において、少なくとも駆動パルスP2が設定され、これらの駆動パルスの組により逆転パルスが設定され、ステッピングモータ103が逆転させられる。
Specifically, in the example shown in FIG. 8, for example, when it is determined in step S33C that the induced voltage VRs is greater than the reference threshold voltage Vcomp, the stepping
Using the energy of the pulse as the drive pulse P1, at least the drive pulse P2 is set in step S40.
図8に示す例では、テストパルスの印加時点から基準しきい電圧Vcompより大きい誘起電圧VRsが発生する時点までの所要時間が判定期間Tcomp以上の場合に、ロータ202が所定の正転に対応するエネルギと判定され、当該テストパルスが駆動パルスP1として設定される。
図8に示す例によれば、図5に示す例と同様に、ステッピングモータ103が所定の正転をするパルス長を有する正転駆動パルスによって、ステッピングモータ103を回転させることができる。その結果、ステッピングモータ103の逆転の高速化および省消費電力化を実現することができる。
In the example shown in FIG. 8, the
According to the example shown in FIG. 8, like the example shown in FIG. 5, the stepping
図9は第2実施形態の時計1によって図8に示す処理が実行される一例を説明するためのタイムチャートである。
図9に示す例では、時刻t21に、図8のステップS31Aが実行され、モータ駆動回路109が第1正転駆動パルスPF1aをステッピングモータ103に印加する。
次いで、第1正転駆動パルスPF1aの印加時刻t21から判定期間Tcompが経過する第1判定期間経過時刻t21A以降(詳細には、時刻t21Aから時刻t22までの期間)に、図8のステップS31BおよびステップS31Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくならなかったため、第1正転駆動パルスPF1aの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定される。
FIG. 9 is a time chart for explaining an example of execution of the processing shown in FIG. 8 by the
In the example shown in FIG. 9, step S31A in FIG. 8 is executed at time t21, and the
After the first determination period elapsed time t21A when the determination period Tcomp elapses from the application time t21 of the first forward rotation drive pulse PF1a (more specifically, the period from time t21A to time t22), steps S31B and Since step S31C is executed and the induced voltage VRs does not exceed the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
次いで、時刻t22に、図8のステップS32Aが実行され、モータ駆動回路109が第2正転駆動パルスPF1bをステッピングモータ103に印加する。
次いで、第2正転駆動パルスPF1bの印加時刻t22から判定期間Tcompが経過する第2判定期間経過時刻t22A以降(詳細には、時刻t22Aから時刻t23までの期間)に、図8のステップS32BおよびステップS32Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくならなかったため、第2正転駆動パルスPF1bの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定される。
Next, at time t22, step S32A in FIG. 8 is executed, and the
After the second determination period elapsed time t22A when the determination period Tcomp elapses from the application time t22 of the second forward rotation drive pulse PF1b (more specifically, the period from time t22A to time t23), steps S32B and Since step S32C is executed and the induced voltage VRs does not exceed the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
次いで、時刻t23に、図8のステップS33Aが実行され、モータ駆動回路109が第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、第3正転駆動パルスPF1cの印加時刻t23から判定期間Tcompが経過する第3判定期間経過時刻t23A以降(詳細には、時刻t23A)に、図8のステップS33BおよびステップS33Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったため、第3正転駆動パルスPF1cの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定される。
Next, at time t23, step S33A in FIG. 8 is executed, and the
After the third determination period elapsed time t23A (more specifically, time t23A) when the determination period Tcomp elapses from the application time t23 of the third forward rotation drive pulse PF1c, steps S33B and S33C of FIG. 8 are executed, Since the induced voltage VRs has become higher than the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
次いで、時刻t24に、図8のステップS33Dが実行され、モータ駆動回路109が、駆動パルス(反発パルス)P1(図3(B)参照)として、第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t25以降に、図8のステップS40が実行され、第3正転駆動パルスPF1cのパルス長に基づいてパルス長が決定された逆転駆動パルスが、モータ駆動回路109によって、駆動パルス(吸引パルス)P2、P3として、ステッピングモータ103に印加される。その結果、ステッピングモータ103が、逆転させられる。
Next, at time t24, step S33D in FIG. 8 is executed, and the
Next, after time t25, step S40 in FIG. 8 is executed, and the reverse drive pulse whose pulse length is determined based on the pulse length of the third forward drive pulse PF1c is generated by the
図10は第2実施形態の時計1によって図8に示す処理が実行される他の例を説明するためのタイムチャートである。
図10に示す例では、時刻t31に、図8のステップS31Aが実行され、モータ駆動回路109が第1正転駆動パルスPF1aをステッピングモータ103に印加する。
次いで、第1正転駆動パルスPF1aの印加時刻t31から判定期間Tcompが経過する第1判定期間経過時刻t31A以降(詳細には、時刻t31Aから時刻t32までの期間)に、図8のステップS31BおよびステップS31Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくならなかったため、第1正転駆動パルスPF1aの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定される。
FIG. 10 is a time chart for explaining another example in which the process shown in FIG. 8 is executed by the
In the example shown in FIG. 10, step S31A in FIG. 8 is executed at time t31, and the
After the first determination period elapsed time t31A when the determination period Tcomp elapses from the application time t31 of the first forward rotation drive pulse PF1a (more specifically, the period from time t31A to time t32), steps S31B and Since step S31C is executed and the induced voltage VRs does not exceed the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
次いで、時刻t32に、図8のステップS32Aが実行され、モータ駆動回路109が第2正転駆動パルスPF1bをステッピングモータ103に印加する。
次いで、第2正転駆動パルスPF1bの印加時刻t32から判定期間Tcompが経過する第2判定期間経過時刻t32A以降(詳細には、時刻t32Aから時刻t33までの期間)に、図8のステップS32BおよびステップS32Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくならなかったため、第2正転駆動パルスPF1bの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしなかったと判定される。
Next, at time t32, step S32A in FIG. 8 is executed, and the
After the second determination period elapsed time t32A when the determination period Tcomp elapses from the application time t32 of the second forward rotation drive pulse PF1b (more specifically, the period from time t32A to time t33), steps S32B and Since step S32C is executed and the induced voltage VRs does not exceed the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
次いで、時刻t33に、図8のステップS33Aが実行され、モータ駆動回路109が第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、第3正転駆動パルスPF1cの印加時刻t33から判定期間Tcompが経過する第3判定期間経過時刻t33A以降(詳細には、時刻t33A)に、図8のステップS33BおよびステップS33Cが実行され、誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きくなったため、第3正転駆動パルスPF1cの印加によってステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定される。
Next, at time t33, step S33A in FIG. 8 is executed, and the
Next, after the third determination period elapsed time t33A (more specifically, time t33A) when the determination period Tcomp elapses from the application time t33 of the third forward rotation drive pulse PF1c, steps S33B and S33C of FIG. 8 are executed, Since the induced voltage VRs has become higher than the reference threshold voltage Vcomp, it is determined that the stepping
次いで、時刻t34に、図8のステップS33Dが実行され、モータ駆動回路109が、駆動パルス(反発パルス)P1(図3(B)参照)として、第3正転駆動パルスPF1cをステッピングモータ103に印加する。
次いで、時刻t35以降に、図8のステップS40が実行され、第3正転駆動パルスPF1cのパルス長に基づいてパルス長が決定された逆転駆動パルスが、モータ駆動回路109によって、駆動パルス(吸引パルス)P2として、ステッピングモータ103に印加される。その結果、ステッピングモータ103が、逆転させられる。
図9に示す例と図10に示す例との違いは駆動パルスP3の有無である。本発明は、駆動パルスP3を不要とし、駆動パルスP1、P2のみによる逆転も可能とする。これにより、逆転に必要なパルス長を短くできるので逆転の駆動周波数をさらに高くすることが可能となる。
Next, at time t34, step S33D in FIG. 8 is executed, and the
Next, after time t35, step S40 in FIG. 8 is executed, and the reverse drive pulse whose pulse length is determined based on the pulse length of the third forward drive pulse PF1c is generated by the
The difference between the example shown in FIG. 9 and the example shown in FIG. 10 is the presence or absence of the drive pulse P3. The present invention does not require the drive pulse P3, and enables reverse rotation by only the drive pulses P1 and P2. As a result, the pulse length required for reverse rotation can be shortened, so that the driving frequency for reverse rotation can be further increased.
上述したように、第2実施形態の時計1では、第1正転駆動パルスPF1aの印加時点t21、t31から基準しきい電圧Vcompより大きい誘起電圧VRsが発生する時点t21B、t31Bまでの所要時間が判定期間Tcompより短い場合に、ステッピングモータ103が所定の正転をしていないと判定する。
また、第2正転駆動パルスPF1bの印加時点t22、t32から基準しきい電圧Vcompより大きい誘起電圧VRsが発生する時点t22B、t32Bまでの所要時間が判定期間Tcompより短い場合に、ステッピングモータ103が所定の正転をしていないと判定する。
一方、第3正転駆動パルスPF1cの印加時点t23、t33から基準しきい電圧Vcompより大きい誘起電圧VRsが発生する時点t23A、t33Aまでの所要時間が判定期間Tcomp以上の場合に、ステッピングモータ103が所定の正転をしたと判定する。
As described above, in the
Further, when the required time from the application time points t22 and t32 of the second forward rotation drive pulse PF1b to the time points t22B and t32B at which the induced voltage VRs larger than the reference threshold voltage Vcomp is generated is shorter than the determination period Tcomp, the stepping
On the other hand, when the required time from the application time points t23 and t33 of the third forward rotation drive pulse PF1c to the time points t23A and t33A at which the induced voltage VRs larger than the reference threshold voltage Vcomp is generated is equal to or longer than the determination period Tcomp, the stepping
(変形例)
なお、逆転準備処理における第1正転駆動パルスPF1aのパルスエネルギは、逆転準備処理の実行開始の直前のタイミングにステッピングモータ103に印加されたパルスエネルギに基づいて制御回路106によって決められたエネルギであってもよい。
このように構成された時計1は、第1正転駆動パルスPF1aのパルスエネルギを予め定められた所定のエネルギよりも大きなエネルギでステッピングモータ103に印加することができる。そのため、逆転準備処理の実行開始から誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいと判定されるまでの期間を短縮することができる。
(Modification)
The pulse energy of the first forward rotation drive pulse PF1a in the reverse rotation preparation process is determined by the
The
なお、逆転準備処理において、駆動パルスP1を決定するまでにステッピングモータ103に印加されるテストパルスは、必ずしも全てが同じ極性である必要は無い。テストパルスのうち、少なくともひとつのテストパルスの極性は、他のテストパルスの極性と異なってもよい。具体的には、逆転準備処理において駆動パルスP1を決定するまでには、第1の極性のテストパルスが印加される処理と、第1の極性と異なる極性である第2の極性のテストパルスが印加される処理とが実行されてもよい。第1の極性が、例えば正の極性である場合、第2の極性は負の極性である。第1の極性が、例えば負の極性である場合、第2の極性は正の極性である。
このように構成された時計1は、ステッピングモータ103に正と負との極性のテストパルスを印加して駆動パルスP1を決定する。そのため、磁場の影響や磁石の偏極等の磁気的な外乱によるステッピングモータ103の回転に要するエネルギの過不足の量を抑制することができる。
In the reverse rotation preparation process, the test pulses applied to the stepping
The
なお、テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでの時間は、15ms以上であることが望ましい。テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでの時間が15ms以上であれば、テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでにロータ202の回転が静止するため、テストパルスによるエネルギーの決定の精度の低下が抑制される。
It is desirable that the time from the application of the test pulse to the application of the next test pulse is 15 ms or longer. If the time from the application of the test pulse to the application of the next test pulse is 15 ms or more, the rotation of the
なお、テストパルスのパルスエネルギが所定の値以上であっても誘起電圧VRsが基準しきい電圧Vcompより大きいと判定されない場合には、モータ駆動回路109はステッピングモータ103に、駆動パルスP1と、駆動パルスP2と、エネルギが所定のエネルギであって極性が第1パルスと同じ極性である駆動パルスP3とを印加してもよい。所定のパルスエネルギは、例えば、所定の逆転が生じない程度のパルスエネルギであってもよい。
このように構成された時計1は、正転駆動回転検出回路110による誘起電圧の検出不良が生じた場合であっても、時計1の指針を逆転駆動することができる。
If it is not determined that the induced voltage VRs is higher than the reference threshold voltage Vcomp even if the pulse energy of the test pulse is equal to or greater than the predetermined value, the
In the
なお、ロータ202は、制御回路106によってパルス長が所定の範囲内の長さに決定された場合には、駆動パルスP1及び駆動パルスP2によって駆動され、制御回路106によってパルス長が所定の範囲外の長さに決定された場合には、駆動パルスP1、駆動パルスP2及び駆動パルスP3によって駆動されてもよい。
The
なお、第1正転駆動パルスPF1aは、連続して出力される複数の前記テストパルスの最初のテストパルスの一例である。なお、駆動パルスP3は、第3パルスの一例である。 The first forward rotation drive pulse PF1a is an example of the first test pulse of the plurality of test pulses that are continuously output. Note that the drive pulse P3 is an example of a third pulse.
本発明の時計1の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
A program for implementing all or part of the functions of the
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。 The term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and CD-ROMs, and storage devices such as hard discs incorporated in computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" means a medium that dynamically retains a program for a short period of time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It also includes those that hold programs for a certain period of time, such as volatile memories inside computer systems that serve as servers and clients in that case. Further, the program may be for realizing part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.
以上、本発明のステッピングモータ制御装置、時計およびステッピングモータ制御方法の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the stepping motor control device, timepiece, and stepping motor control method of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configurations are not limited to these embodiments, and the gist of the present invention. It also includes design changes, etc. within a range that does not deviate from
1…時計、101…電池、102…ステッピングモータ制御装置、103…ステッピングモータ、104…発振回路、105…分周回路、106…制御回路、107…正転駆動パルス発生回路、108…逆転駆動パルス発生回路、109…モータ駆動回路、110…正転駆動回転検出回路、111…逆転駆動制御回路、112…時計ケース、113…アナログ表示部、114…ムーブメント、115…指針、116…カレンダ表示部、201…ステータ、202…ロータ、A…磁極軸、203…ロータ収容用貫通孔、204…切り欠き部(内ノッチ)、205…切り欠き部(内ノッチ)、206…切り欠き部(外ノッチ)、207…切り欠き部(外ノッチ)、208…磁心、209…駆動コイル、210…可飽和部、211…可飽和部、OUT1…第1端子、OUT2…第2端子、VRs…誘起電圧、Vs…回転検出信号、Vcomp…基準しきい電圧
Claims (16)
前記駆動パルスとして少なくとも第1パルスと前記第1パルスと極性の異なる第2パルスとにより前記指針を逆転駆動するように制御する制御部であって、前記第1パルスを出力する前に、互いにエネルギの異なる複数の第1パルスを複数のテストパルスとして出力し、前記複数のテストパルスのそれぞれの出力後に前記回転検出部により当該テストパルスによる前記ロータの回転状態を検出させ、検出された回転状態に応じたテストパルスを前記第1パルスとして設定し、設定された前記第1パルスと前記第2パルスとを少なくとも用いて前記指針を逆転駆動するように制御する制御部と、
を備えるステッピングモータ制御装置。 a rotation detection unit that detects the rotation state of the rotor of the stepping motor after outputting the drive pulse to the stepping motor that rotates the pointer;
A control unit for controlling the pointer to be reversely driven by at least a first pulse and a second pulse having a polarity different from that of the first pulse as the driving pulse, wherein energy is generated from each other before outputting the first pulse. are output as a plurality of test pulses, and after each output of the plurality of test pulses, the rotation detection unit detects the rotation state of the rotor by the test pulses, and the detected rotation state is a control unit that sets a corresponding test pulse as the first pulse, and controls the pointer to be reversely driven by using at least the set first pulse and the second pulse;
A stepping motor controller comprising:
前記制御部は、前記指針を正転させるのに必要なエネルギ未満の所定量のエネルギであって、前記所定量のエネルギに応じたテストパルスを前記第1パルスとして設定する
請求項1に記載のステッピングモータ制御装置。 The plurality of test pulses are continuously output so that the energy of the test pulse increases in order from the pulse with the lowest energy,
2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit sets a test pulse corresponding to the predetermined amount of energy, which is less than the energy required to rotate the hands forward, as the first pulse. Stepping motor controller.
請求項2に記載のステッピングモータ制御装置。 The controller determines that the rotor has the predetermined amount of energy when an induced voltage generated by application of the test pulse is greater than a reference threshold voltage, and sets the test pulse as the first pulse. ,
3. The stepping motor control device according to claim 2.
請求項2または請求項3に記載のステッピングモータ制御装置。 The control unit determines that the rotor has the predetermined amount of energy when the time required from the time of application of the test pulse to the time when an induced voltage greater than a reference threshold voltage is generated is equal to or longer than the determination period, and setting a pulse as the first pulse;
4. The stepping motor controller according to claim 2 or 3.
前記制御部は、前記複数のテストパルスの全てを前記磁路の片方の極性により発生させるように、前記複数のテストパルスを出力する
請求項1に記載のステッピングモータ制御装置。 A stator capable of forming a magnetic path between the rotor and a drive coil capable of forming a magnetic path in the stator,
2. The stepping motor control device according to claim 1, wherein the control unit outputs the plurality of test pulses so that all of the plurality of test pulses are generated by one polarity of the magnetic path.
前記複数のテストパルスのそれぞれの出力後に当該テストパルスによるロータの回転状態を検出するステップと、
検出された回転状態に応じたテストパルスを前記第1パルスとして設定するステップと、
設定された前記第1パルスと前記第1パルスと極性の異なる第2パルスとを少なくとも用いて前記指針を逆転駆動するステップと、
を備える時計用ステッピングモータ制御方法。 a step of outputting a plurality of first pulses having different energies as a plurality of test pulses before outputting the first pulse as a driving pulse to the stepping motor for rotating the hands;
a step of detecting the rotation state of the rotor according to the test pulse after each output of the plurality of test pulses;
setting a test pulse corresponding to the detected rotation state as the first pulse;
a step of reversely driving the pointer using at least the set first pulse and a second pulse having a polarity different from that of the first pulse;
A clock stepping motor control method comprising:
前記ステッピングモータが所定の正転をしない程度のパルス長を有する第1正転駆動パルスを前記ステッピングモータに印加すると共に、前記第1正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かを判定し、
前記第1正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしなかった場合には、前記第1正転駆動パルスにパルスエネルギを加算することによって得られる第2正転駆動パルスを前記ステッピングモータに印加すると共に、前記第2正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かを判定し、
前記第2正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をした場合には、前記第2正転駆動パルスのパルス長に基づいて逆転駆動パルスのパルス長を決定し、
前記ステッピングモータが所定の正転をするまで、前記パルスエネルギの加算と、加算後の正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かの判定とを繰り返す、
時計用ステッピングモータ制御方法。 When the stepping motor reverse rotation starts,
A first forward rotation driving pulse having a pulse length such that the stepping motor does not rotate in the predetermined forward direction is applied to the stepping motor, and the application of the first forward rotation driving pulse causes the stepping motor to rotate in the predetermined forward direction. determine whether or not
When the stepping motor does not rotate in the predetermined forward direction by applying the first forward rotation drive pulse, a second forward rotation drive pulse obtained by adding pulse energy to the first forward rotation drive pulse is applied. applying to the stepping motor and determining whether or not the stepping motor has rotated in a predetermined forward direction due to the application of the second forward rotation driving pulse;
determining a pulse length of a reverse drive pulse based on the pulse length of the second forward drive pulse when the stepping motor rotates in a predetermined forward direction by applying the second forward drive pulse;
adding the pulse energy and determining whether or not the stepping motor has rotated in the predetermined forward direction by applying the forward rotation drive pulse after the addition is repeated until the stepping motor rotates in the predetermined forward direction;
A clock stepping motor control method.
請求項8に記載の時計用ステッピングモータ制御方法。 The forward rotation drive pulse is repeatedly applied until the stepping motor rotates in the predetermined forward direction, and the reverse rotation drive pulse is not applied until the stepping motor rotates in the predetermined forward direction.
9. The timepiece stepping motor control method according to claim 8.
請求項8または請求項9に記載の時計用ステッピングモータ制御方法。 determining the predetermined forward rotation when an induced voltage generated with the application of the first forward rotation drive pulse is greater than a reference threshold voltage;
10. The timepiece stepping motor control method according to claim 8 or 9.
請求項8または請求項9に記載の時計用ステッピングモータ制御方法。 If the required time from the application of the first forward drive pulse to the generation of an induced voltage greater than a reference threshold voltage is equal to or greater than the determination period, the predetermined forward rotation is determined.
10. The timepiece stepping motor control method according to claim 8 or 9.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。 The energy of the first test pulse of the plurality of test pulses that are continuously output is determined based on the energy of the drive pulse that is output to the stepping motor just before the first test pulse is output. is energy,
The stepping motor control device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から請求項4又は請求項12のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。 The polarity of at least one test pulse among the plurality of test pulses that are continuously output is different from the polarities of the other test pulses,
13. The stepping motor control device according to any one of claims 1 to 4 or 12.
請求項1から請求項4又は請求項12から請求項13のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。 In the control unit, the time from application of the test pulse to application of the next test pulse is 15 ms or more.
14. The stepping motor control device according to any one of claims 1 to 4 or 12 to 13.
請求項1から請求項4又は請求項12から請求項14のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。 When the energy of the test pulse is equal to or greater than a predetermined value and the induced voltage generated by the application of the test pulse is not greater than the reference threshold voltage, the energy of the first pulse and the second pulse is equal to or greater than the reference threshold voltage. applying a third pulse of predetermined energy and having the same polarity as the first pulse to the stepping motor;
15. The stepping motor control device according to any one of claims 1 to 4 or 12 to 14.
請求項1から請求項4又は請求項12から請求項15のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。 When the pulse length of the first pulse set by the control unit is within a predetermined range, the first pulse set by the control unit is driven by the first pulse and the second pulse. is out of the predetermined range, the first pulse, the second pulse, and the second pulse having the predetermined energy and the same polarity as the first pulse. 3 pulses and
16. The stepping motor control device according to any one of claims 1 to 4 or 12 to 15.
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