JPH0340600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステツピングモータの閉ループ制御に
よる単ステツプ駆動に関する。

従来ステツピングモータの単ステツプ駆動には
開ループ制御が用いられており、(1)ステツピング
モータのある相へ通電しモータを駆動させ、一定
時間後に通電を停止し、さらに一定時間後に先に
通電されていた相へ通電を再開する方式、(2)ステ
ツピングモータの２−２相励磁駆動のように常に
２相以上のコイルに通電されている場合において
それぞれの相の電流の割合を変化させることによ
つてモータの１ステツプをさらに細分割し、この
分割されたステツプ（マイクロステツプ）の分解
能で制御するマイクロステツプ駆動方式などがあ
る。

(1)の方式は、あらかじめ実験によつて通電時間
及び通電停止時間を求め、これによつて通電時間
のシーケンスを決定する方式であるが、この方式
では、モータ負荷の変動、モータ電源電圧の変動
などによつてモータ振動の増大や、脱調などの問
題が発生し良好なステツプ応答特性を得ることが
非常に困難である。

また(2)の方式は開ループ制御であるが、ステツ
ピングモータの１ステツプを細分割し、この分解
能でモータを制御するためモータの負荷変動や電
源電圧変動により発生する振動もステツプの分解
能が向上する割合だけ減少することから良好なス
テツプ応答が得られる。しかしこの方式は、モー
タ各相コイルの通電電流をモータのステツプ分解
能分だけ可変させる回路がモータの相数分だけ必
要となり、回路が複雑でしかも電流制御おこなう
ため発熱が大きく、コストが非常に高いなどの欠
点がある。

本発明はこのような欠点をなくす為になされた
ものであつて、本発明の目的は、簡単かつ安価で
しかも単ステツプ応答が良好なステツピングモー
タの駆動方式を実現することにある。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明のステツピングモータ駆動方式
におけるステツピングモータの位置検出器とステ
ツピングモータのロータ及びステータとの位相関
係を示すもので、４は４相PM型ステツピングモ
ータのロータ、５はステータ、６はステータの
Ａ，Ｂ相、７はステータのＣ，Ｄ相、８〜１０は
ステツピングモータのデイテント位置を示す。

光学式位置検出器３は、デイテント位置間の中
点でタイミングデイスク１のスリツト２を検出し
て検出パルスを発生する様、位相調整装置１１に
よつて調整されている。

第２図は本発明のステツピングモータ駆動方式
の駆動回路であり、１２はステツピングモータ、
１５はステツピングモータコイル電源スイツチン
グ回路。

１７はステツピングモータの各相駆動パルス発
生回路、２１はアツプカウンタ、２２はタイミン
グパルス波形成形回路、２３は加速時間データか
ら減速時間データを待るために加速データからメ
モリアドレスを選択する選択回路、２４は減速デ
ータメモリ、２５はパラレル入力をもつダウンカ
ウンタ、２６はダウンカウンタ２５へのパラレル
入力読込みのためのタイミングパルス遅延回路、
２８はクロツクパルスジエネレータ、２９はステ
ツピングモータのスタートパルス入力端子、３０
はステツピングモータの回転方向信号入力端子で
ある。

回転方向入力端子３０に“HIGH”または
“LOW”の状態信号が入力された状態において、
スタートパルス入力端子２９へ１発のパルスが入
力されることにより各相駆動パルス発生回路１７
から回転方向に応じた隣のデイテント位置への状
態遷移の為の各相コイルの駆動パルスが出力され
る。AND回路１６はスタートパルスが入力され
た後は、Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１９の出力Ｑが
“HIGH”となつていることからゲートはOPEN
となつており、コイル電源スイツチング回路１５
によつてモータ１２のコイルに隣のデイテント位
置への移動の為の通電が開始される。モータ軸に
直結されたタイミングデイスク１とこのデイスク
上にモータのステツプ角と同様の角度で分割され
たスリツトを検出する位置検出器３なモータのデ
イテント位置間の中点付近でタイミングパルスが
出力され、モータの時計及び反時計方向回転の双
方において同一のトルク特性が得られる位置に調
整されている。スタートパルスが入力された時、
アツプカウンタ２１はリセツトされる。またこの
時Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１９の出力Ｑが
“HIGH”となりAND回路２０がOPENとなつて
パルスジエネレータ２８で発生されたパルスはア
ツプカウンタ２１のクロツク入力端子へ入力され
アツプカウンタ２１はカウントを開始する。

モータが回転し、位置検出器１４からタイミン
グパルスが出力されるとＲ−Ｓフリツプフロツプ
１９の出力Ｑは再び“LOW”となりアツプカウ
ンタ２１はカウントを停止する。この時、AND
回路がクローズとなつてモータ各相コイルへの通
電が停止される。アツプカウンタ２１の出力は加
速時間データからメモリ２４の中のメモリアドレ
スを選択する選択回路２３に入力される。メモリ
２４はモータの加速時間に応じてあらかじめ測定
された減速時間のデータが記憶されており、選択
回路２３は加速時間データに応じた減速時間デー
タの記憶されているメモリアドレスを指定する。
これによつてメモリ２４からは減速時間データが
出力され、タイミングパルスを遅延回路２６によ
つて遅延されたパルスによつてダウンカウンタ２
５にセツトされる。ダウンカウンタ２５はパルス
ジネレータ２８で発生されるクロツクをAND回
路２７によつてＲ−Ｓフリツプフロツプ１９の出
力Ｑが“LOW”の時のみ入力されるカウントク
ロツクによつてダウンカウントされ、この間にモ
ータは減速される。ダウンカウンタ２５の出力が
“０”となつた時（減速時間が終了した時）Ｒ−
Ｓフリツプフロツプ１９の出力Ｑは再び
“HIGH”となつてAND回路１６がOPENとなり
モータの各相コイルに通電が停止される以前と同
様の通電がおこなわれ減速しながら、次のデイテ
ント位置に到達したロータはこのデイテント位置
に固定される。ロータが次のデイテント位置に到
達した時、速度零となる様に加速時間に対する減
速時間を設定しておくことによりロータを振動な
く停止させることができる。またモータの回転方
向が時計または反時計どちらの方向においても、
ロータのデイテント位置の中点付近でタイミング
パルスが出力されるため同様の効果が得られる。
さらにモータの電源電圧が変動する場合において
や慣性負荷の変動において、モータの駆動開始時
点からタイミングパルスが出力され、さらに次の
デイテント位置へ到達するまでの時間間隔は大き
く変動する。しかしこれらの場合においても加速
時間間隔と減速時間間隔はあらかじめ設定された
最適な関係となつていることから振動なくステツ
ピングモータの単ステツプ駆動を実現することが
できる。またマイクロステツプ駆動方式に比べ安
価な最適な駆動をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるステツピングモータ駆動
方式におけるステツピングモータの位置検出器と
ステツピングモータの位相関係を示している。第
２図は本発明になるステツピングモータ駆動方式
の回路例である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステツピングモータの１ステツプ角と同様の
   角度分解能を有する位置検出装置を装着し、該位
   置検出装置の検出器から出力される検出パルスに
   よりステツピングモータの駆動を制御するステツ
   ピングモータの閉ループ駆動方式において、ステ
   ツピングモータのデイテント位置間の略中点で検
   出パルスを発生する如く検出器が配置された検出
   装置と、ステツピングモータの起動開始時点から
   前記検出パルスが発生されるまでの加速時間間隔
   を測定するタイマーと、ステツピングモータの減
   速制御のためにあらかじめ設定されたステツピン
   グモータの加速と減速の時間関係を記憶する記憶
   装置と、該記憶装置に記憶された複数の時間間隔
   から前記タイマー値に最適な減速時間間隔を選択
   する選択装置と、前記減速時間間隔だけモータコ
   イルの通電をしや断するスイツチング回路を有す
   ることを特徴とするステツピングモータ駆動方
   式。