JPH07107787A - ステッピングモータの駆動装置 - Google Patents

ステッピングモータの駆動装置

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JPH07107787A
JPH07107787A JP24947693A JP24947693A JPH07107787A JP H07107787 A JPH07107787 A JP H07107787A JP 24947693 A JP24947693 A JP 24947693A JP 24947693 A JP24947693 A JP 24947693A JP H07107787 A JPH07107787 A JP H07107787A
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stepping motor
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target rotation
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Shogo Imada
昭吾 今田
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速回転時にマイクロコンピュータの負荷が
増大することを防止することの可能なステッピングモー
タの駆動装置を提供する。 【構成】 アクセルペダルの踏み込み量から決定される
ステップ数から定まる目標回転速度が第1のしきい値回
転速度以上である場合には、コイル111(または11
2)を流れる電流ic の検出をせず、電流ic を零とし
て励磁電流制御を実行する。即ち高速回転時においては
電流ic の読み込みルーチンの実行が中止されマイクロ
コンピュータの負荷が増大することが抑制される。さら
に目標回転速度が第2のしきい値回転速度以上である場
合には、回転角度監視が実行されない。即ち回転角度監
視ルーチンの実行が中止されマイクロコンピュータの負
荷が増大することが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータの駆
動装置に係わり、特に高速回転時に制御部を構成するマ
イクロコンピュータの負荷を軽減することの可能なステ
ッピングモータの駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ステッピングモータは、 1.回転角度が入力パルス数に比例するため、オープン
ループ制御が可能。 2.回転速度が入力パルスの周波数に比例するため、広
範囲の回転速度制御が可能。 3.入力パルスのない時には停止位置が保持されるた
め、ブレーキ、ロック機構が不要。 4.ブラシ等のしゅう動部がないため、信頼性が高い。 5.パルスで駆動されるため、マイクロコンピュータ等
のディジタル素子により直接駆動が可能。 等の特徴を有するために、種々の分野で利用されてい
る。
【0003】ステッピングモータの駆動装置の制御部の
ハードウエアとしてはマイクロコンピュータが適用され
ることが一般的であり、ステッピングモータを流れる励
磁電流の制御およびステッピングモータの実回転角度と
目標回転角度との一致の程度の監視はソフトウエアによ
り行われる。従ってステッピングモータのコイルを流れ
る実励磁電流および実回転角度を検出器により検出して
制御部に取り込む必要があり、このためにA/D変換器
が使用される。
【0004】そしてステッピングモータが高速回転であ
る場合には、実励磁電流および実回転角度の取り込みを
短時間間隔で実行しなければ精度のよい励磁電流の制御
あるいは回転角度の監視を実行することはでない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらA/D変
換器による実励磁電流および実回転角度の取り込みは、
例えば30マイクロ秒である一定時間*隔毎に行われる
ため高速回転時には実励磁電流および実回転角度の取り
込みが遅れることとなる。図6は励磁電流制御の説明図
であって、(イ)は低速回転時を、(ロ)は高速回転時
の様子を示し、縦軸は電流を、横軸は時間を表す。
【0006】即ち低速回転時であれば、励磁電流設定値
が破線で示すようにステップ状に変化した場合にも実線
で示される実励磁電流は問題とならない。しかし高速回
転時には、励磁電流設定値と実励磁電流とは位相差が大
となりフィードバック制御は意味を持たないものとな
る。図7は回転角度監視の説明図であって、(イ)は低
速回転時を、(ロ)は高速回転時の様子を示し、縦軸は
回転角度を、横軸は時間を表す。
【0007】即ち低速回転時であれば、破線で表される
目標回転角度の変化に対してステッピングモータの実回
転角度は追従するため、脱調が発生しているか否かのし
きい値を小に設定することが可能である。しかし高速回
転時には、ロータの回転モーメントの影響が顕著となり
追従が悪くなるためしきい値に十分な余裕を見込む必要
が生じ監視精度は悪化せざるを得ない。
【0008】高速回転時にもフィードバック制御および
回転角度の監視の精度を維持するためには、実励磁電流
および実回転角度の取り込みを一層短時間間隔毎に実行
する必要があるが、常時マイクロコンピュータの演算能
力一杯を使用することとなりマイクロコンピュータの有
効利用を図ることができない。本発明は上記課題に鑑み
なされたものであって、高速回転時にマイクロコンピュ
ータの負荷が増大することを防止することの可能なステ
ッピングモータの駆動装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明にかかるステ
ッピングモータの駆動装置は、ステッピングモータの目
標回転速度に反比例する周期でステッピングモータのコ
イルの励磁電流設定値を発生する励磁電流設定値発生手
段と、一定の時間間隔毎にステッピングモータのコイル
を流れる励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、励磁
電流設定値発生手段で発生した励磁電流設定値と励磁電
流検出手段で検出された励磁電流との偏差に基づいてス
テッピングモータのコイルへの電流の供給をオンオフす
る励磁電流制御手段と、ステッピングモータの目標回転
速度が予め定めた第1のしきい値回転数以上となった時
には励磁電流検出手段の実行を中止し励磁電流を零に設
定する励磁電流検出中止手段と、を具備する。
【0010】第2の発明にかかるステッピングモータの
駆動装置は、ステッピングモータの目標回転角度を発生
する目標回転角度発生手段と、一定の時間間隔毎にステ
ッピングモータの回転角度を検出する回転角度検出手段
と、目標回転角度発生手段で発生した目標回転角度と前
記回転角度検出手段で検出された回転角度との偏差に基
づいてステッピングモータの脱調の有無を監視する回転
角度監視手段と、ステッピングモータの目標回転速度が
予め定めた第2のしきい値回転数以上となった時には回
転角度監視手段の実行を中止する回転角度監視中止手段
と、を具備する。
【0011】
【作用】第1の発明にかかるステッピングモータの駆動
装置にあっては、目標回転速度が第1のしきい値回転速
度以上である場合には励磁電流フィードバック制御を中
止し、マイクロコンピュータの負荷の増大を防止する。
第2の発明にかかるステッピングモータの駆動装置にあ
っては、目標回転速度が第2のしきい値回転速度以上で
ある場合には回転角度の監視を中止し、マイクロコンピ
ュータの負荷の増大を防止する。
【0012】
【実施例】図1はステッピングモータを適用した自動車
のスロットル弁駆動システムの構成図であって、ステッ
ピングモータ11はスロットル弁12のアクチュエータ
として使用される。ステッピングモータ11はマイクロ
コンピュータが適用される制御部13の出力信号によっ
て駆動されるが、制御部13はバス131を中心として
CPU132、メモリ133、入力インターフェイス1
34および出力インターフェイス135から構成され
る。
【0013】出力インターフェイス135からは、ステ
ッピングモータ11の第1および第2のコイル111お
よび112を流れる励磁電流をオンオフ制御する駆動部
141および142に対する制御信号が出力される。電
源バス15と駆動部141および142との間には、ス
テッピングモータ11の第1および第2のコイル111
および112を流れる励磁電流を検出する第1および第
2の電流検出部151および152が設置される。
【0014】第1および第2の電流検出部151および
152で検出されるステッピングモータ11の第1およ
び第2のコイル111および112を流れる励磁電流は
入力インターフェイス134を介して制御部13に取り
込まれる。なおスロットル弁12の実開度はスロットル
弁12に直結される開度センサ16によって検出され、
入力インターフェイス134を介して制御部13に取り
込まれる。
【0015】さらにアクセルペダル17の踏み込み量は
アクセルセンサ18によって検出され、同じく入力イン
ターフェイス134を介して制御部13に取り込まれ
る。ここでステッピングモータのロータは慣性モーメン
トを有するため直ちに全速回転、停止させることはでき
ず、徐々に加速した後全速回転し行き過ぎを抑制するた
めに徐々に減速する。
【0016】図2はステッピングモータの運転パターン
であって、縦軸に回転速度を、横軸に時間をとる。即ち
起動後時間ta は加速運転期間、停止前時間ta は減速
運転期間であり、その間の期間は全速運転期間である。
図3は制御部13で実行される運転パターン発生ルーチ
ンのフローチャートであって、例えばアクセルペダル1
7の踏み込み量が変化する度に割り込み処理として実行
される。
【0017】ステップ301でアクセルペダルの踏み込
み量Acを読み込み、ステップ302で踏み込み量Ac
の関数としてステッピングモータの目標ステップ数NT
を求める。ステップ303で加速ステップ数および減速
ステップ数Na を、ステップ304で定速ステップ数N
c を演算する。
【0018】ステップ305において加速パルスを出力
し、ステップ306においてパルス数を表すインデック
スkが加速ステップ数Na 以上であるか否かを判定す
る。ステップ306で否定判定された時はステップ30
7に進みインデックスkをインクリメントしてステップ
305に戻る。ステップ306で肯定判定された時は加
速運転期間が終了したものとしてステップ307に進
み、定速ステップ数Nc が正であるか否かを判定する。
【0019】ステップ307で肯定判定された時はステ
ップ308に進み、定速パルスを出力してステップ30
9に進む。ステップ309においてはインデックスkが
加速ステップ数Na と定速ステップ数Nc との和(Na
+Nc )以上であるか否かを判定し、否定判定された時
にはステップ310でインデックスkをインクリメント
してステップ308に戻る。
【0020】ステップ311で減速パルスを出力し、ス
テップ312でインデックスkが(2×Na +Nc )以
上であるか否かを判定する。ステップ312で否定判定
された時にはステップ313でインデックスkをインク
リメントしてステップ311に戻る。ステップ312で
肯定判定されればこのルーチンを終了する。
【0021】図4は制御部13で実行される励磁電流制
御ルーチンのフローチャートであって、一定時間間隔
(例えば30マイクロ秒)毎に実行される。ステップ4
01において運転パターン発生ルーチンで発生されるパ
ルスに基づいてステッピングモータの目標回転速度VT
が演算される。ステップ402で目標回転速度VT が第
1のしきい値回転速度V1 以下であるか否かを判定す
る。
【0022】ステップ402で肯定判定されれば、ステ
ップ403に進みステッピングモータのコイルを流れる
励磁電流ic を読み込みステップ405に進む。ステッ
プ402で否定判定されれば、ステップ404に進み励
磁電流ic を零に設定してステップ405に進む。ステ
ップ405では周知の励磁電流制御処理が実行され、こ
のルーチンを終了する。
【0023】従ってステッピングモータの目標回転速度
が第1のしきい値回転速度以上である場合には励磁電流
の読み込みが中止され、マイクロコンピュータの負荷が
増大することを抑制する。図5は制御部13で実行され
る回転角度監視ルーチンのフローチャートであって、一
定時間間隔(例えば30ミリ秒)毎に実行される。
【0024】ステップ501において運転パターン発生
ルーチンで発生されるパルスに基づいてステッピングモ
ータの目標回転速度VT が演算される。ステップ502
で目標回転速度VT が第2のしきい値回転速度V2 以下
であるか否かを判定する。ステップ502で肯定判定さ
れれば、ステップ503に進みステッピングモータの回
転角度ΘS を読み込む。
【0025】ステップ504では、周知の回転角度監視
処理が実行されてこのルーチンを終了する。ステップ5
02で否定判定されれば、回転角度監視処理を実行せず
直接このルーチンを終了する。従ってステッピングモー
タの目標回転速度が第2のしきい値回転速度以上である
場合には回転角度の読み込みが中止され、マイクロコン
ピュータの負荷が増大することを抑制する。
【0026】
【発明の効果】第1の発明にかかるステッピングモータ
の駆動装置によれば、ステッピングモータの目標回転速
度が第1のしきい値回転速度以上である場合には励磁電
流の読み込みを中止することにより、マイクロコンピュ
ータの負荷が増大することを抑制することが可能とな
る。
【0027】第2の発明にかかるステッピングモータの
駆動装置によれば、ステッピングモータの目標回転速度
が第2のしきい値回転速度以上である場合には回転角度
の読み込みを中止することにより、マイクロコンピュー
タの負荷が増大することを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はスロットル弁駆動システムの構成図であ
る。
【図2】図2はステッピングモータの発生パターンであ
る。
【図3】図3は運転パターン発生ルーチンのフローチャ
ートである。
【図4】図4は励磁電流制御ルーチンのフローチャート
である。
【図5】図5は回転角度監視ルーチンのフローチャート
である。
【図6】図6は励磁電流制御の説明図である。
【図7】図7は回転角度監視の説明図である。
【符号の説明】
11…ステッピングモータ 111、112…コイル 12…スロットル弁 13…制御部 141、142…駆動部 15…電源バス 151、152…電流検出部 16…スロットル弁開度センサ 17…アクセルペダル 18…アクセルセンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステッピングモータの目標回転速度に反
    比例する周期でステッピングモータのコイルの励磁電流
    設定値を発生する励磁電流設定値発生手段と、 一定の時間間隔毎にステッピングモータのコイルを流れ
    る励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、 前記励磁電流設定値発生手段で発生した励磁電流設定値
    と前記励磁電流検出手段で検出された励磁電流との偏差
    に基づいて、ステッピングモータのコイルへの電流の供
    給をオンオフする励磁電流制御手段と、から構成される
    ステッピングモータの駆動装置において、 ステッピングモータの目標回転速度が予め定めた第1の
    しきい値回転数以上となった時には前記励磁電流検出手
    段の実行を中止し、励磁電流を零に設定する励磁電流検
    出中止手段を具備するステッピングモータの駆動装置。
  2. 【請求項2】 ステッピングモータの目標回転角度を発
    生する目標回転角度発生手段と、 一定の時間間隔毎にステッピングモータの回転角度を検
    出する回転角度検出手段と、 前記目標回転角度発生手段で発生した目標回転角度と前
    記回転角度検出手段で検出された回転角度との偏差に基
    づいて、ステッピングモータの脱調の有無を監視する回
    転角度監視手段と、から構成されるステッピングモータ
    の駆動装置において、 ステッピングモータの目標回転速度が予め定めた第2の
    しきい値回転数以上となった時には前記回転角度監視手
    段の実行を中止する回転角度監視中止手段を具備するス
    テッピングモータの駆動装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013200268A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Toshiba Denpa Products Kk 回転角制御装置の異常検出器及びその異常検出方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013200268A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Toshiba Denpa Products Kk 回転角制御装置の異常検出器及びその異常検出方法

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