JPH02206399A - ステッピングモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、電源電圧の低下に起因するステッピングモ
ータの税調を防止するようにしたステッピングモータ制
御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、ステッピングモータは、電源電圧を周期的にス
イッチング制御して得たパルスをステータコイルに与え
ることによりロータを所要のステップ角だけ回転させる
ようになっている。このようなステッピングモータの動
作において、電源電圧が何らかの原因で所要値以下に低
下するとトルクの低下により与えられパルスと回転が一
致しないという税調現象が発生して回転位置の位置ずれ
が生じる場合がある。

このような脱調による位置ずれを防止するようにした従
来のステッピングモータの制御方法としては、例えば第
３図のフローチャートで示すようなものがある。即ち、
この従来の制御方法では、まずステップ３１で目標位置
に対するパルス数の計算等が行われ、次いで電源電圧の
測定が行われる。そして電源電圧Ｖが脱調が発生しない
ような正常電圧Ｖ１以上であることが確認されてから（
ステップ３２のＹｅＳ）、ステータコイルに所要のパル
スが与えられて目標位置までの回転制御が行われる。一
方、電源電圧Ｖが正常電圧ｖ１よりも低下しているとき
には（ステップ３２のＮｏ）ステータコイルに所要のパ
ルスを与えることが停止されて税調の発生が防止される
ようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 従来は、まず電源電圧の測定が行われ、その電圧値Ｖが
正常電圧ｖ１以上であることが確認された後にステッピ
ングモータに所要のパルスが与えられるようになってい
たため、第４図に示すように、電源電圧を測定した時刻
ｔ＋と、所要のパルスを与えた時刻ｔ２との間で電源電
圧Ｖが正常電圧ｖ蓄から脱調が発生するような異常電圧
Ｖ２に低下するような事態が生じると、時刻ｔ１では正
常電圧Ｖ１であっても税調現象が発生して位置ずれを生
じ、目標位置への正確な位置制御をすることができない
という問題があった。

また、脱調による位置ずれを防止するようにした他の従
来技術として、位置ずれ量を検出し、これをフィードバ
ックして正確な位置制御が行われるにようにした閉ルー
プ制御系を用いたものがある。しかし、このような従来
技術は制御系が複雑になってコスト高になるという問題
があった。

そこで、この発明は、簡潔な装置構成により低コストで
且つ正確な位置制御をすることのできるステッピングモ
ータ制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記課題を解決するために、電源電圧の電圧
値を検出する電圧検出手段と、前記電源電圧をスイッチ
ング制御してステッピングモータに駆動用のパルスを与
えるとともに当該ステッピングモータに所要のパルスを
与えた後に前記電圧検出手段で検出された電圧値が所定
値より低いときは前記ステッピングモータの回転を駆動
初期の位置に戻してから再度所要のパルスを与える制御
手段とを有することを要旨とする。

（作用） 上記構成において、電源電圧が周期的にスイッチング制
御されてステッピングモータに目標位置まで回転するた
めの所要のパルスが与えられる。

そして、例えば１ステップ角程度の回転の間に電圧検出
手段で電源電圧の電圧値が検出され、その検出電圧値が
所定値より低いときは税調現象が発生すると仮定されて
ステッピングモータの回転が駆動初期の位置に戻され、
再度所要のパルスが与えられる。この結果、電源電圧の
低下に起因する税調現象の発生が防止されて目標位置に
対する正確な位置制御がなされる。

また、この発明のステッピングモータ制御装置は、位置
ずれ量を検出してこれをフィードバックするような閉ル
ープ制御系とはしていないので、装置構成が簡潔化され
て低コスト化が達成される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。

まず、ステッピングモータ制御装置の構成を説明すると
、第１図中、Ｍは被制御対象であるステッピングモータ
であり、ステータコイルｌａ。

ｌｂ、２ａ、２ｂとロータ３が備えられている。

ステータコイルｌａ、ｌｂ及び２ａ、２ｂがらは、それ
ぞれセンタタップが取出され、この各センタタップに、
電源電圧ＶＭが入力する電源電圧端子４が接続されてい
る。５は制御手段としてのマイコンであり、その制御用
パルスの出力ポートロに４本の制御用信号線が接続され
、これらの各制御用信号線がそれぞれバッファ８ａ、８
ｂ、８ｃ。

８ｄを介してステッピングモータＭにおける各ステータ
コイルｌａ、ｌｂ、２ａ、２ｂの他端に接続されている
。

そして、マイコン５からの制御用パルスにより、例えば
バッファ８ａの出力がＬレベルになると電源電圧ＶＭに
よりステータコイル１ａにパルス電流が流れる。同様に
して、制御用パルスによりバッファ８ｂ、８ｃ、８ｄの
出力が順次Ｌレベルになると、ステータコイルｌｂ、２
ａ、２ｂに順次パルス電流が流れる。このように、各バ
ッファ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、電源電圧ｖＭに対し
てスイッチとして機能し、これらのバッファ８ａ。

８ｂ、８ｃ、８ｄにより電源電圧ＶＭがスイッチング制
御されてステータコイルｌａｓ　ｌｂｓ　２ａ１２ｂに
順次駆動用のパルスが与えられると、ロータが一方向に
１ステツプ角づつ順に回転するようになっている。

また、電源電圧端子４には抵抗Ｒ，Ｒ２からなる分圧手
段９が接続され、その分圧電圧ｖｏ−ｖＭ＠Ｒ２／　（
Ｒ１＋Ｒ２） がマイコン５におけるＡ／Ｄ変換入力の入力ポードアに
入力されている。この分圧電圧ＶＤによりマイコン５に
おいて電源電圧ＶＭの電圧値が検出されるようになって
いる。而して、分圧手段９及びマイコン５における演算
部等により、電源電圧ＶＭの電圧値を検出する電圧検出
手段が構成されている。

ＤｌはＡ／Ｄ変換入力の入力ポードア保護用のダイオー
ドであり、分圧電圧ＶＤが一定電圧ＶＣを超えるとダイ
オードＤ、が導通して入力ポードアに過大電圧のかかる
ことが防止されるようになっている。

次に、上述のように構成されたステッピングモータ制御
装置の制御作用を第２図のフローチャートを用いて説明
する。

まずステップ１１で目標位置Ｘに対する所要のパルス数
の計算等が行われる。次いでマイコン５の出力ポートロ
から所要の制御用パルスが出力されてバッファ８　ａ　
ｓ　８　ｂ　％・・の出力が順次Ｌレベルとなり、電源
電圧ＶＭがスイッチング制御されてステータコイル１ａ
％ｌｂ％・・に順次駆動用のパルスが与えられ、ロータ
３が一方向に１ステツプ角づつ順に回転する（ステップ
１２）。このようにしてステッピングモータＭに駆動用
のパルスが与えられるから、１ステップ角程度の回転の
間に分圧手段９を介してマイコン５に入力された分圧電
圧ＶＤにより電源電圧ＶＭの電圧値が検出され、その電
源電圧ＶＭが税調を起さない限界の電圧Ｖ＋　　（０＜
　Ｖ＋　＜　ＶＭ　）　ｌ：対し、ＶＭ　＞Ｖｌであり
（ステップ１３のＹｅｓ）、さらに所要数のパルスが与
えられる間、この電圧状態が維持されれば税調等のエラ
ーは発生せず（ステップ１４のＮｏ）、ステッピングモ
ータＭは目標位置Ｘまで正常に回転駆動されて制御動作
は終了する。

また、電源電圧ＶＭが、ＶＭ　＞Ｖｌ　と判断されたの
ち、さらに所要数のパルスが与えられている間に電源電
圧の低下が検出されて税調等のエラーの発生が想定され
ても（ステップ１４のＹｅ　ｓ）、回転駆動された位置
ｘ１が目標位置Ｘに達していれば（ステップ１５のＹｅ
ｓ）、税調等のエラーの発生は無かったと処理されて（
ステップ１６）、制御動作は終了する。ステップ１５の
判断で回転駆動された位置ｘ１が目標位置Ｘに達してい
なければ（同ステップのＮＯ）、ステッピングモータＭ
は駆動初期の位置に戻されて再度、目標位置Ｘに対する
所要のパルスが与えられ制御動作が続行される（ステッ
プ１７）。ステッピングモータＭを駆動初期の位置に戻
す制御動作は、パルスをステータコイルに前記とは逆に
、２　ｂ　ｓ　２　ａ　ｓ　１　ｂ　％１ｃの順に与え
て、ロータ３を逆回転させることにより行われる。

一方、ステップ１３の判断において電源電圧ＶＭが限界
電圧Ｖ１より低いと判断されたときは（同ステップのＮ
ｏ）、目標値が駆動初期の位置に変更され（ｘ−０、ス
テップ１８）、脱調によるエラーが発生したと仮定され
て（ステップ１９のＹｅｓ）、ステッピングモータＭは
駆動初４期の位置に戻され、再度目標位置Ｘに対する所
要のパルスが与えられて制御動作が続行される（ステッ
プ２２）。また、ステッピングモータＭが駆動初期の位
置に戻される間に電源電圧ＶＭの検出値が正常値に復帰
しても（ステップ１９のＮｏ）。ステッピングモータＭ
は正常に一回転していない恐れがあるので、−度その現
在位置が記憶された後に（ステップ２０）、税調等のエ
ラーの発生があったと処理されて（ステップ２１）、ス
テッピングモータＭは駆動初期の位置に戻され、再度目
標位置Ｘに対する所要のパルスが与えられて正常な目標
位置までの制御動作が続行される（ステップ２２）。

このようにして、電源電圧ＶＭが正常の場合、又は−旦
限界電圧ｖＩより低くなっても、正常値に復帰すれば、
ステッピングモータＭは常に目標位置まで正確な位置制
御がなされる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、電源電圧をス
イッチング制御してステッピングモータに所要のパルス
を与えた後、電圧検出手段で検出した電源電圧の値が所
定値より低いときは、ステッピングモータの回転を駆動
初期の位置に戻して再度所要のパルスを与えるようにし
たので、電源電圧の低下に起因する税調現象の発生を防
止することができて、常に目標位置に対し正確な位置制
御をすることができるという利点がある。また、この発
明のステッピングモータ制御装置は、位置ずれ量を検出
してこれをフィードバックするような閉ループ制御系は
用いていないので、簡潔な装置構成となって低コスト化
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るステッピングモータ制御装置の
実施例を示す回路図、第２図は同上実施例の作用を説明
するためのフローチャート、第３図は従来のステッピン
グモータの制御方法を説明するためのフローチャート、
第４図は同上従来の制御方法の問題点を説明するための
図である。 ４：電源電圧端子、 ５：マイコン（制御手段）、 ８ａ〜８ｄ：スイッチとして機能するバッファ、９：電
圧検出手段を構成する分圧手段、Ｍニスチッピングモー
タ。 第２図 第１図 手続十市正書 （自発） 平成　１年 Ｂ２２ 日 特 許 庁 長 官 殿 １゜ 事件の表示 特願平１ ２２２０８号 ２゜ 発明の名称 ステッピングモータ制御装置 第 図 代表者 青 井 舒 電 圧 １゜ ｔ！ 一÷時間 第４図 ５゜ 補正の対象 明細書 ６゜ 補正の内容 明細書の浄書。 別紙のとおり 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電源電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電
   源電圧をスイッチング制御してステッピングモータに駆
   動用のパルスを与えるとともに当該ステッピングモータ
   に所要のパルスを与えた後に前記電圧検出手段で検出さ
   れた電圧値が所定値より低いときは前記ステッピングモ
   ータの回転を駆動初期の位置に戻してから再度所要のパ
   ルスを与える制御手段とを有することを特徴とするステ
   ッピングモータ制御装置。