JPH07284299A - ステップモータの駆動制御装置 - Google Patents

ステップモータの駆動制御装置

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JPH07284299A
JPH07284299A JP7049094A JP7049094A JPH07284299A JP H07284299 A JPH07284299 A JP H07284299A JP 7049094 A JP7049094 A JP 7049094A JP 7049094 A JP7049094 A JP 7049094A JP H07284299 A JPH07284299 A JP H07284299A
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step motor
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Mitsutoshi Moriya
充敏 守屋
Koujirou Kubota
晃二朗 久保田
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、各種アクチュエータ等の駆動源と
して用いられるステップモータの位置制御が、特に電源
電圧の不安定状態においても高精度に行われるようにす
るステップモータの駆動制御装置を提供することを目的
とする。 【構成】電源電圧の変動に伴う立上がりエッジを検出す
るカウンタの計数値をステップ101 で監視し、このカウ
ンタの計数値“0”で電源正常と判断し、さらにステッ
プ102 で現在の電圧が正常と判断された状態で、ステッ
プ103 で前回処理で求められた出力データメモリの内容
を出力ポートレジスタに入れ、ステップモータの駆動制
御を行う。ステップ101 でカウンタが“0”ではないと
判定されたときはステップ110 でこのカウンタをクリア
し、さらにステップ102 で現在の電源電圧が正常ではな
いと判定されたときは、共にステップ111 に進んで全て
の出力をオフしてリターンし、前回の出力が再出力され
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、各種制御機器等にお
いて制御対象を駆動するアクチュエータ等を駆動するた
めに用いられるステップモータの駆動制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ステップモータは、各種制御機器におい
てアクチュエータを駆動するための駆動源として多く使
用され、マイクロプロセッサ等において求められた目標
位置にアクチュエータを駆動するために用いられる。具
体的には、求められた目標位置と現在位置との差に基づ
いて算出された出力データを出力レジスタ等に格納し、
所定の出力タイミングにおいてこの出力レジスタの値を
読み出して、ステップモータの駆動指令を出力する。
【0003】ここで、この様なステップモータの駆動回
路において、電源電圧が正常に保たれていれば特に問題
のないものであるが、この電源電圧がステップモータの
最低作動電圧以下に低下した場合には、マイクロプロセ
ッサから正常に駆動指令が出力されていてもステップモ
ータは駆動されず、したがってステップモータが目標位
置まで動作されないような状態が生ずる。例えば、タイ
マー割り込みによってサンプリングしてステップモータ
を駆動している場合、ステップモータが前回の割り込み
と今回の割り込みの間に、電源電圧がステップモータの
最低作動電圧以下に低下すると、ステップモータが前回
の出力時より1ステップ動作したか否かがわからない。
【0004】この様な問題に対処するため、ステップモ
ータの電源電圧は常時監視されるものであるが、例えば
電源電圧がステップモータの最低作動電圧以下に低下す
る周期と、マイクロプロセッサにおけるサンプリング周
期とが同期して、このサンプリングタイミングの時点に
おいて正常電圧であり、サンプリングタイミングの間で
電源電圧の低下があって場合には、この電源電圧の低下
を検出することができない。
【0005】この様な場合を想定してサンプリング周期
を短くすることが考えられるが、やはり電源電圧の変動
がこの短いサンプリング周期に同期した場合には、この
電源電圧の低下を検出することができない。その他、外
部割り込みによって電源電圧を監視する処理を行わせる
ことが考えられるが、外部割り込みが頻繁に生ずること
によって他のタスク処理に対して影響が出る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、ステップモータを制御する
マイクロプロセッサのサンプリング周期に同期する状態
で電源電圧の低下が生じた場合においても、これを確実
に検知してステップモータの制御に対応することがで
き、信頼性の高いステップモータの位置制御が可能とさ
れるようにしたステップモータの駆動制御装置を提供し
ようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係るステップ
モータの駆動制御装置は、電源電圧を監視して、ステッ
プモータの作動電圧以下までの電圧低下を検出すると共
に、電源電圧低下検出手段で特定されるサンプリング周
期毎に、このサンプリング周期内での前記電圧低下の発
生を検出し、電圧降下の発生が検出されない状態で、出
力データメモリの値に基づいて前記ステップモータを駆
動するもので、前記ステップモータの目標位置と現在位
置との差に基づいて得られる回転データを前記出力デー
タメモリに設定する。そして、前記電源電圧低下検出手
段で前記サンプリング周期内での電圧低下を検出した状
態で、前記出力データメモリの値を前記ステップモータ
制御出力として再出力する再出力制御手段を備える。
【0008】
【作用】この様に構成されるステップモータの駆動制御
装置にあっては、電源電圧の正常状態においては、求め
られたステップモータの目標位置データと現在の位置デ
ータとの差に基づいて回転データが得られ、この回転デ
ータが出力データメモリに格納され、サンプリング周期
においてこの出力データメモリの値がステップモータの
制御指令として出力される。しかし、このサンプリング
周期の間に電源電圧がステップモータの最低作動電圧以
下に低下すると、制御指令に基づいてステップモータが
実際に動作されたか否かが判然とせず、ステップモータ
が1ステップ動作されていない場合のもある。したがっ
て、このままステップモータの制御動作を継続すると、
電源電圧の低下時にステップモータが動作されていない
場合には、それが誤差分として残るようになって、精度
並びに信頼性の高い制御が行われない。しかし、電源電
圧低下検出手段によって電源電圧の低下が検出されるに
伴い、そのサンプリング周期におけるステップモータ制
御出力を停止し、前回の出力データモメリの値を再出力
することによって、電源電圧の低下を検出する以前の状
態に戻り、精度の高いステップモータの駆動制御が再開
されて、信頼性の高い制御結果が得られる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図1はその構成を示すもので、バッテリ等の
電源11は定電圧電源回路12に供給され、この定電圧電源
回路12で得られた定電圧によって、マイクロプロセッサ
13が駆動される。そして、このマイクロプロセッサ13か
らの指令に基づき、負荷であるステップモータ14が電源
11によって駆動制御される。
【0010】また、電源11の電圧は電源電圧監視回路15
において監視されているもので、電源11の電圧がステッ
プモータ14の最低作動電圧以下、例えば9.5V以下に
低下した状態を検出し、この電圧低下に伴う電圧の立上
がりエッジに対応してマイクロプロセッサ13に内蔵され
るエッジカウンタ131 を計数歩進する。このエッジカウ
ンタ131 においては、電源電圧の立ち下がりエッジを計
数するようにしてもよい。
【0011】すなわち、マイクロプロセッサ13において
は、そのエッジカウンタ131 に入力される電源電圧の低
下に伴う信号の計数値によって、所定のサンプリング周
期内に電源電圧の低下の存在を検知し、この電源電圧の
低下が検知されたときに、マイクロプロセッサにおける
処理を変更し、こので電源電圧の低下を検出した時点に
おけるマイクロプロセッサ13からステップモータ14に与
えられる出力が停止されるようにする。そして、前回の
処理における出力パターンが再出力され、電源電圧の低
下によってステップモータ14が1ステップ駆動されなか
った場合に対処できる制御が行われるようにする。ただ
し、今回処理において前回出力パターンを出すのは、電
源電圧が復帰している場合に限るもので、電源電圧が復
帰していない場合には次の割り込みまで継続して出力を
禁止する。
【0012】ここで、バッテリ等による電源11からマイ
クロプロセッサ13およびステップモータ14に与えられる
電圧が、このステップモータ14の最低作動電圧以下に低
下する要因は、例えば電源11を構成するバッテリの端子
の緩みや、バッテリとステップモータ14の間のコネクタ
の接触不良、さらにエンジンを搭載した車両に搭載され
ているステップモータの場合には、エンジンの起動に際
してのスタータの起動時が主として考えられる。
【0013】図2はマイクロプロセッサ13における処理
の流れを示すもので、タイマー割り込みは3.3msec毎
に実行される。まず電源電圧監視回路15においては、電
源11の電圧とステップモータ14の最低作動電圧とを比較
するコンパレータ回路を含み構成され、電源11からの電
圧が最低作動電圧より低下したときにローレベルを出力
し、最低動作電圧より電源11の電圧が高い状態でハイレ
ベルを出力するように構成され、そのローレベルへの立
ち下がり、もしくはハイレベルへの立上がりエッジがマ
イクロプロセッサ13のエッジカウンタ131 で計数され
る。
【0014】したがってこの処理の流れにおいて、まず
ステップ101 で例えば電源電圧監視回路15からの検出信
号の立上がりを計数するエッジカウンタ131 の計数値を
監視し、その計数値が“0”であるか否かを判定する。
すなわち、前回の処理のサンプリングタイミングから今
回の処理のサンプリングタイミングまでの間に、電源11
の電圧が最低作動電圧以下に低下していれば、その低下
回数がエッジカウンタ131 で計数されているものであ
り、その計数値“0”であれば、電源11の電圧が正常で
あったことを意味する。
【0015】ステップ101 でエッジカウンタ131 の計数
値が“0”で電源電圧が正常であったことが判定された
場合には、ステップ102 に進んで現在の電源11の電圧が
正常であるか否かを判定する。ステップ101 および102
でサンプリング周期の間さらに現在において電源11の電
圧が正常に保たれていたと判定されたならば、ステップ
103 以降に進んで正常時のステップモータ14の制御処理
が実行される。
【0016】ステップ103 では前回の割り込み処理にお
いて求められた出力データ値を格納した出力データメモ
リの値を出力ポートレジスタに書き込み、前回割り込み
で算出された出力データ値をポート出力する。
【0017】ステップ104 では目標位置カウンタの値と
現在の位置カウンタの値とを比較して、その差の方向を
求めるもので、その差の値が“>0”である場合にはス
テップ105 に進んで左回転データを出力データメモリに
入れ、逆に“<0”のときにはステップ106 に進んで右
回転データを出力デーメモリに格納する。そして、ステ
ップ107 および108 において、現在位置カウンタの値を
それぞれ“−1”および“+1”してリターン処理す
る。ステップ104 で差の値が“0”であると判定された
ときは、ステップ109 でストップデータを出力データメ
モリに格納してリターンする。
【0018】ステップ101 で立上がりエッジ検出カウン
タの計数値が“0”ではないと判定されたときには、ス
テップ110 に進んでこのエッジカウンタをクリアする。
すなわち、ステップ101 で前回の割り込みから今回の割
り込みまでの間に、電源電圧がステップモータ14の最低
作動電圧以下に少なくとも1回以上低下したことが検出
されたもので、今回の割り込みに際してこのエッジカウ
ンタを初期状態に戻して次回の割り込みまでの電源電圧
の低下の監視が実行できるように準備する。
【0019】このステップ110 でエッジカウンタがクリ
アされた後、およびステップ102 で現在の電源電圧が低
下していて正常ではないと判定されたときは、ステップ
111に進んで出力を全て停止する。
【0020】すなわち、前述したように電源電圧がステ
ップモータの最低駆動電圧以下に低下した場合には、マ
イクロプロセッサから正常に駆動指令が出力されていて
もステップモータは駆動されず、したがってステップモ
ータが前回の出力時より1ステップ動作したか否かがわ
からない。この様な状態で新たな指令によってステップ
モータが駆動されると、このステップモータの位置はマ
イクロプロセッサで認知している位置とずれるようにな
り、したがって正常な位置制御を継続させることはでき
ない。このため、電源電圧の低下が認知された状態で新
たな指令によってステップモータが作動されないように
している。
【0021】ステップ112 では出力ポートレジスタのデ
ータパターンと、現在の位置カウンタの下位2ビットを
比較する。そして、その両者が一致していればそのまま
リターンし、下位2ビットが1ビット大きいと判定され
た場合にはステップ113 に進んで現在位置カウンタを
“−1”する補正を行う。また、下位ビットが1ビット
小さいと判定されたときは、ステップ114 に進んで現在
位置カウンタを“+1”する補正を行う。そして、ステ
ップ113 および114 の補正処理が終了したならばリター
ンするもので、前回の割り込み処理における出力パター
ンが再出力されるようになる。
【0022】このステップ112 〜114 の処理を行うこと
によって、電源電圧が低下しステップモータの最低作動
電圧以下となったとしても、マイクロプロセッサが持っ
ている現在位置カウンタの値と、実際のステップモータ
の現在位置とのずれが補正されて、それ以降のステップ
モータの駆動制御の位置精度が信頼性を持って向上され
る。
【0023】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係るステップモ
ータの駆動制御装置によれば、例えば車両搭載機器に使
用されて電源電圧の不安定要素が大きいような場合にお
いて、各種制御対象を駆動するアクチュエータの駆動源
として使用されるステップモータの位置制御が高精度に
且つ信頼性を持って実行されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るステップモータの駆
動制御装置を説明するための構成図。
【図2】上記実施例におけるマイクロプロセッサの処理
の流れを説明するフローチャート。
【符号の説明】
11…電源(バッテリ)、12…定電圧電源、13…マイクロ
プロセッサ、14…ステップモータ、15…電源電圧監視回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 8/00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧を監視して、ステップモータの
    作動電圧以下までの電圧低下を検出する降下電圧検出手
    段と、 特定されるサンプリングタイミング毎に、このサンプリ
    ングタイミング直前のサンプリング周期内での前記電圧
    低下の発生を検出する電源電圧低下検出手段と、 前記電圧降下の発生が検出されない状態で、出力データ
    メモリの値に基づいて前記ステップモータを駆動するモ
    ータ駆動手段と、 前記ステップモータの目標位置と現在位置との差に基づ
    いて得られる回転データを前記出力データメモリに設定
    するデータ設定手段と、 前記電源電圧低下検出手段で前記サンプリング周期内で
    の電圧低下を検出した状態で、前記出力データメモリの
    値を前記ステップモータ制御出力として再出力する再出
    力制御手段と、 を具備したことを特徴とするステップモータの駆動制御
    装置。
  2. 【請求項2】 前記電源電圧低下検出手段は、電源電圧
    の前記ステップモータの作動電圧以下までの電圧低下に
    対応した電圧の立上がりもしくは立ち下がりエッジを検
    出し、これを計数するカウンタによって構成されるよう
    にした請求項1記載のステップモータの駆動制御装置。
  3. 【請求項3】 前記電源電圧低下検出手段で前記サンプ
    リング周期内での電圧低下を検出した状態では、そのと
    きの出力レジスタに設定された出力データメモリの値
    と、前記ステップモータの現在位置データとを比較し、
    その比較結果に基づいて前記現在位置の値が補正される
    ようにした請求項1記載のステップモータの駆動制御装
    置。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05192000A (ja) * 1992-01-13 1993-07-30 Toto Ltd 駆動装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05192000A (ja) * 1992-01-13 1993-07-30 Toto Ltd 駆動装置

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