JPH07308097A - マイクロステップ駆動方式のステップモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロステップ駆動方式のモータの回動に
対して付勢される摩擦力に応じてステップモータに流す
電流の大きさを変えることにより、マイクロステップ駆
動方式のモータを精度よく制御する。 【構成】 所望とするステップ位置に応じてそのステッ
プ位置をはさむ２つのステータコイルに電流を出力して
励磁させ、ステップモータ６を保持させるとともに、ス
テップモータ６が駆動してステップ位置を変える際にの
み、そのステップ位置に応じた電流の比を変えずにステ
ップモータ６に大きい電流を出力して２つのステータコ
イルを励磁させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクロステップ駆動方
式のステップモータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来のステップモータによる電子
スロットルシステムの構成を示した図である。まずこの
電子スロットルシステムについて説明する。運転者によ
りアクセルペダルが踏まれたとき、アクセルペダルに備
えられたアクセル開度センサにより運転者の所望とする
アクセル開度がスロットルバルブ１０の制御量を演算す
る電子制御ユニット（ＥＣＵ）に伝えられる。ＥＣＵは
吸入空気量を制御するスロットルバルブ１０を駆動する
ステップモータ６にそのアクセル開度を電気信号として
送る。ステップモータ６は電気信号に基づき駆動されて
スロットルバルブ１０の開度を制御し、吸入空気量を制
御する。

【０００３】このようなシステムではスロットルバルブ
１０の開度をステップモータ６の駆動により制御するの
で、アイドル回転数を制御する（ＩＳＣ制御）バイパス
弁を必要とせずにスロットルバルブ１０でアイドル回転
数を制御することも可能である。アイドル回転数を制御
するシステムは負荷や水温等による補正が必要であるた
めシステム全体に高い精度を必要とする。

【０００４】以下、上述の電子スロットルシステムに用
いられるような高い精度が要求される、スロットルバル
ブの開度を制御するステップモータに関して述べる。内
燃機関がアイドル状態にあるとき、中央演算処理装置
（ＣＰＵ）１は内燃機関の回転数が目標回転数となるよ
うにスロットルバルブ１０の開度を制御する。このスロ
ットルバルブ１０の開度を制御する際に、ＣＰＵ１はス
テップモータ６の駆動命令を示すＨＩまたはＬＯＷの励
磁信号を指令回路２１に出力する。

【０００５】指令回路２１はＬＯＷの励磁信号を受けた
とき電源２２とアース（ＧＮＤ）２３とをＯＮし、Ａ点
の電圧を０にすることにより、ステップモータ６に流れ
る電流の大きさを示す電源２２の電圧である電流指令値
が電流比較器３に０Ａとして伝わる。またＨＩの励磁信
号を受けたとき電源２２とＧＮＤ２３とをＯＦＦし、Ａ
点の電圧である電流指令値を電流比較器３に指令する。

【０００６】電流比較器３はＡ点の電圧（電流指令値）
とＢ点の電圧とを比較して、電流指令値のほうが大きい
場合はパワーＭＯＳＦＥＴ５をＯＮし、小さい場合はＯ
ＦＦする構成になっている。パワーＭＯＳＦＥＴ５はＯ
Ｎの状態にはステップモータ６用の電源１２をステップ
モータ６とつなげ、電源１２から電流（モータ電流）が
ステップモータ６に流れるようにする。そしてＯＦＦの
状態には電源１２をステップモータ６と切り、電源１２
からステップモータ６にモータ電流が流れないようにす
る。

【０００７】ステップモータ６に流れたモータ電流は電
流検出抵抗４を介してＧＮＤ１３に流れるがその時のＢ
点の電圧と電流指令値とが電流比較器３で比較される。
Ａ点の電圧である電流指令値はモータ電流値であり、こ
の例においては指令回路２１の構成によりほぼ一定の値
をとるが、Ｂ点の電圧はステップモータ６などの状況に
よって変化するので、電流比較器３はパワーＭＯＳ−ト
ランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）５をＯＮ／ＯＦＦすること
によってＢ点の電圧を電流指令値と等しくし、励磁信号
を出力したステップモータ６のステータコイルに一定の
電流が流れるような構成になっている。

【０００８】電流検出抵抗４はＢ点の電圧が電流指令値
と等しい値であればステップモータ６に所定のモータ電
流が流れるように設定されている抵抗である。例えばＢ
点の電圧が電流指令値より大きくなった場合は、先述の
とおり電流比較器３によりパワーＭＯＳＦＥＴ５がＯＦ
Ｆされ電源１２からモータ電流が流れなくなることによ
り、Ｂ点の電圧が下がりはじめる。そして次第にＢ点の
電圧が下がり電流指令値を下回ったとき再びパワーＭＯ
ＳＦＥＴ５がＯＮされるのでＢ点の電圧が上がりはじめ
る。このように電流比較器３によりパワーＭＯＳＦＥＴ
５がＯＮ／ＯＦＦされてＢ点は平均的に電流指令値と等
しい電圧になるので、電流検出抵抗４によって電流指令
値に対応したモータ電流が平均的に等しい電流がステッ
プモータ６に流れるようになっている。

【０００９】以上の指令回路２１、電流比較器３、電流
検出抵抗４、およびパワーＭＯＳＦＥＴ５はステップモ
ータ６内の各ステータコイルに設けられている。ＣＰＵ
１はその中の１つまたは２つの指令回路２１に励磁電流
を流して電流指令値を指令出力し、ステップモータ６を
回動させ、適当なステップ位置に保持されるように制御
する。

【００１０】ステップモータ６はギアを介してスロット
ルバルブ１０と連動する構成になっており、ステップモ
ータ６の回転に伴ってスロットルバルブ１０が開閉さ
れ、吸入空気量が制御される。スロットルバルブ１０の
開度はスロットルセンサ７により検出されてアナログ電
圧として出力され、Ａ／Ｄ変換器８でデジタル値に変換
されてＣＰＵ１に入力される。そのデジタル値に基づい
てＣＰＵ１はスロットルバルブ１０の開度を算出する。

【００１１】図２はステップモータ６の一例とする４相
式ステップモータの概略構成図を示した図である。永久
磁石ロータ３１は周方向に等間隔に（本実施例では５０
箇所）Ｎ極またはＳ極に着磁されている。ロータ３１は
ステータコイル３２（Ａ相）、３３（Ｂ相）、３４（Ｃ
相）、３５（Ｄ相）の各相が励磁され、磁界を発生する
ことにより回転する。図１の構成によるステップモータ
６はそのステータコイルのうちの１相または隣り合う２
相に対し励磁電流が流されることにより回動する。この
ステップモータ６のある相から隣の相に励磁信号が入力
されたときにロータ３１の動く角度を基本ステップ角と
する（本実施例では１．８°）。

【００１２】図３はステップモータ６にモータ電流が流
れるように指令した励磁電流の状態を示した図である。
ここでＯＮはステータコイルが通電状態、ＯＦＦは非通
電状態であることを示す。ＣＰＵ１は各相のステータコ
イルに対しモータ電流が流されるように図３に示すよう
な励磁電流を指令出力する。ステータコイルは、ＣＰＵ
１が励磁電流を出力してステップモータ用の電源１２か
らモータ電流が流されることにより励磁される。Ａ相、
Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相の順に回転させる場合、ＣＰＵ１は図
３に示されるＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相の順にＨＩの励磁
信号を各相のステータコイルに対し指令出力する。

【００１３】このような標準的なステップモータの１ス
テップの回転角度（基本ステップ角）は通常１．８°と
か３．６°である。しかしエンジンのアイドリング回転
数を制御するうえでこのような電子スロットルシステム
ではスロットルバルブ１０の分解能が粗く、エンジンの
アイドル回転数がハンチングを起こしてしまう。またこ
の構成でスロットルバルブ１０の分解能をあげるために
はステップモータ６の回動をスロットルバルブ１０に伝
えるギヤの減速比を大きくする必要がある。しかしこの
方法ではスロットルバルブ１０の応答性（全開から全
閉、またはその逆を行うのにかかる時間）が悪化してし
まう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】そこでステップモータ
６の応答性を犠牲とせずに分解能を上げる方法としてマ
イクロステップ駆動方式が用いられている。図１のよう
な１相のステータコイルにモータ電流が流されるように
指令したり、隣り合う２相に等しいモータ電流が流れる
ように指令するのではなく、２相に様々な大きさのモー
タ電流が流されるように指令する方法である。図４はこ
の駆動方式をベクトル的に示したものでありＩＡ、ＩＢ
はそれぞれＡ相、Ｂ相に流れる電流ベクトル、θはスロ
ットルバルブ開度を示している。

【００１５】本実施例中ではロータ３１がＮ極およびＳ
極に５０箇所で着磁され、基本ステップ角を１．８°と
した場合を考えているが、図４では簡単にロータ３１は
Ｎ極およびＳ極に１８０°の角をなして１箇所ずつ着磁
されており、よって基本ステップ角が９０°である場合
を考えている。いまＡ相とＢ相との間のＡ相から回転角
θ（θ＝０〜９０°）の位置でステップモータ６を停止
させる場合にはＡ相にＩＡ＝Ｉ＊ｃｏｓθ、Ｂ相にＩＢ
＝Ｉ＊ｓｉｎθなるモータ電流がステップモータ６に流
れるようにすればよい。すると現実的には基本ステップ
角をＮ等分するためには回転角θの値をＮ等分し、分割
された回転角θに応じてモータ電流ＩＡ＝Ｉ＊ｃｏｓ
θ、ＩＢ＝Ｉ＊ｓｉｎθがＡ相とＢ相とに流れるように
指令すればよい。

【００１６】またＣ相およびＤ相には、Ａ相およびＢ相
に電流が流されたときに生まれる磁界の大きさと等しく
向きが逆の磁界が生まれるような電流が流される。本実
施例ではＩＣ、ＩＤはそれぞれＣ相、Ｄ相に流れる電流
ベクトルとするとＣ相にＩＣ＝−Ｉ＊ｃｏｓθ、Ｄ相に
ＩＤ＝−Ｉ＊ｓｉｎθなるモータ電流がステップモータ
６に流され、Ａ相およびＢ相に電流が流されたときに生
まれる磁界の大きさと等しく向きが逆の磁界が生まれ
る。

【００１７】図５はマイクロステップ駆動方式のステッ
プモータを駆動させる際にステータコイルに流す電流値
である。図５では９０°を１６等分したものをマイクロ
ステップ駆動方式における１ステップとして考えている
がこれに限らない。Ａ相にはＩＡ＝Ｉ＊ｃｏｓθの電流
が、Ｂ相にはＩＢ＝Ｉ＊ｃｏｓθの電流が流れる仕組み
になっている。

【００１８】図６は従来のマイクロステップ駆動方式に
よるシステムの構成図である。内燃機関がアイドル状態
にあるときＣＰＵ１は内燃機関の回転数が目標回転数と
なるようにスロットルバルブ１０の開度を制御する。Ｃ
ＰＵ１は２つの相にモータ電流が流れて２つの相から磁
界がでるように、所望とするスロットルバルブ開度と対
応した、基本ステップ角をＮ等分したステップ位置（以
降ステップ位置）を示した駆動パルスを出力する。

【００１９】ＣＰＵ１から出力された駆動パルスは２進
カウンタ２４にてカウントされる。リードオンリーメモ
リ（ＲＯＭ）２５は上述のステップ位置に対応した所定
のアドレスに、ステップモータ６の各相に指令する電流
指令値を記憶している。そしてステップモータ６を駆動
させる際には２進カウンタ２４にカウントされた駆動パ
ルスの値に応じて所定のアドレスに記憶されている電流
指令値がＲＯＭ２５から読みだされる。記憶されている
電流指令値は図４に示す駆動方法に基づいたモータ電流
がステップモータ６に流されるような電圧である。図１
の例と同様に電流比較器３はパワーＭＯＳＦＥＴ５をＯ
Ｎ／ＯＦＦして読みだされた電流指令値とＢ点の電圧と
が等しくなるようにし、ステップモータ６に電流指令値
と対応したモータ電流が流されるようにする。

【００２０】このようにステップモータ６の各相に対し
所望とするステップ位置に対応する電流指令値が指令さ
れ、この電流指令値と対応したモータ電流がステップモ
ータ用電源１２から流されることにより所望とするステ
ップ位置への駆動がなされる。こうしてマイクロステッ
プ駆動方式のステップモータは基本ステップ角をＮ等分
したものを１ステップとすることにより１ステップの回
転角度が小さくとることが可能である。

【００２１】よってマイクロステップ駆動方式のステッ
プモータはマイクロステップ駆動方式を行わないステッ
プモータに比べ高分解能であるため微小なステップ角を
得ることが可能であるとともに、回動のなめらかさが得
られる。しかし、回動のなめらかさと精度のよいステッ
プ位置保持を維持するためステップモータの回動時に付
勢する摩擦を考慮する必要がある。

【００２２】当然、従来よりあるマイクロステップ駆動
を行わないステップモータは高い分解能が得られないの
でこの分解能に対して微小な力である摩擦力を考慮する
必要はない。またマイクロステップ駆動方式のステップ
モータでもステップモータに付勢される摩擦力やリター
ンスプリングの弾性力のような付勢力はステータコイル
に流す電流を大きくすることにより、この摩擦力やリタ
ーンスプリングの付勢力を無視できる力でロータを回転
させ、高分解能を得ることが可能であるが、後述の実施
例に記載されている車載のステップモータのような電源
が限られているものは消費電力量の低減が要求されてい
る。

【００２３】そして実際の製品ではコスト削減のために
ステップモータの機械的な精度は余り高いものが要求で
きず、またその他のアイドルスピードコントロールに使
用される部品にも余り精度のよいものが用いられない。
このため本発明は実際のマイクロステップ駆動方式のス
テップモータの回動に加わる摩擦力に対応した電流をマ
イクロステップ駆動方式のステップモータに流し応答性
の向上を図るとともに、実際のマイクロステップ駆動方
式のステップモータの回動に加わる摩擦力に対応した電
流をマイクロステップ駆動方式のステップモータに流す
ことにより必要時のみに必要な電流値の電流を流し消費
電力の削減することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、複数のコイルと、それに電流が流さ
れ、励磁されることにより回動するロータとを備え、該
ロータは同時に２つのコイルに様々な大きさの電流が流
されることによりその電流値に応じた前記２つのコイル
間の任意の位置に保持されるマイクロステップ駆動方式
のステップモータと、前記所望とするロータの保持位置
をはさむ前記２つのコイルに所望とする前記ロータの保
持位置に応じた電流を出力して、前記２つのコイルを励
磁させ、前記ロータを保持させるとともに、前記ステッ
プモータを静止状態から保持位置を変える際に、その保
持位置に応じた電流の比を変えずに前記ステップモータ
に大きい電流を出力して前記２つのコイルを励磁させる
出力手段とを備えるマイクロステップ駆動方式のステッ
プモータの制御装置を提供するものである。

【００２５】前記所望とするロータの保持位置をはさむ
前記２つのコイルに出力する、所望とする前記ロータの
保持位置に応じた電流値を記憶する記憶手段を備え、前
記出力手段は前記ステップモータを静止状態から保持位
置を変える際に、前記記憶手段にて記憶されている２つ
のコイルに流す電流値の等倍の電流を流してもよい。複
数のコイルと、それに電流が流され、励磁されることに
より回動するロータとを備え、該ロータは同時に２つの
コイルに様々な大きさの電流が流されることによりその
電流値に応じた前記２つのコイル間の任意の位置に保持
されるマイクロステップ駆動方式のステップモータと、
前記ステップモータの回動に対し、一方向に付勢するリ
ターンスプリングと、前記所望とするロータの保持位置
をはさむ前記２つのコイルに、所望とする前記ロータの
保持位置に応じた電流を出力して、前記２つのコイルを
励磁させ、前記ロータを回動させるとともに、前記リタ
ーンスプリングで付勢されていない方向に前記ロータを
回動させる場合は摩擦力と前記リターンスプリングの付
勢力との合力より大きい力で駆動させ、前記リターンス
プリングで付勢されている方向に前記ロータを回動させ
る場合は摩擦力と前記リターンスプリングの付勢力との
合力より小さい力で駆動させるように、前記ステップモ
ータに流す電流を前記ロータの回動する方向で大きさを
変えて出力する出力手段とを備えるマイクロステップ駆
動方式のステップモータの制御装置を提供するものであ
る。

【００２６】前記所望とするロータの保持位置をはさむ
前記２つのコイルに出力する、所望とする前記ロータの
保持位置に応じた電流値を、保持位置を変更する際のロ
ータの回動方向によって異なる値で記憶するとともに、
その記憶されている値は前記リターンスプリングにて付
勢されていない方向の方が大きい値で記憶している記憶
手段を備え、前記出力手段は前記記憶手段にて記憶され
ている電流値の電流を前記ロータの回動方向に応じて前
記２つのコイルに出力してもよい。

【００２７】前記所望とするロータの保持位置をはさむ
前記２つのコイルに出力する所望とする前記ロータの保
持位置に応じた電流値を記憶する記憶手段を備え、前記
出力手段は、前記ロータの回動方向に応じて、異なる値
の係数を前記記憶手段にて記憶されている電流値に乗算
し、乗算された電流値の電流を前記２つのコイルに出力
してもよい。

【００２８】複数のコイルと、それに電流が流され、励
磁されることにより回動するロータとを備え、該ロータ
は同時に２つのコイルに様々な大きさの電流が流される
ことによりその電流値に応じた前記２つのコイル間の任
意の位置に保持されるマイクロステップ駆動方式のステ
ップモータと、前記ステップモータの回動に対し、一方
向に付勢するリターンスプリングと、前記所望とするロ
ータの保持位置をはさむ前記２つのコイルに所望とする
前記ロータの保持位置に応じた電流を出力して、前記２
つのコイルを励磁させ、前記ロータを回動させるととも
に、前記リターンスプリングで付勢されていない方向に
前記ロータを回動させる場合は摩擦力と前記リターンス
プリングの付勢力との合力より大きい力で駆動させ、前
記リターンスプリングで付勢されている方向に前記ロー
タを回動させる場合は摩擦力と前記リターンスプリング
の付勢力との合力より小さい力で駆動させるように、前
記ステップモータに流す電流を前記ロータの回動する方
向で大きさを変えて出力し、前記ステップモータを静止
状態から保持位置を変える際に、その保持位置に応じた
電流の比を変えずに前記ステップモータに大きい電流を
出力して前記２つのコイルを励磁させる出力手段とを備
えるマイクロステップ駆動方式のステップモータの制御
装置を提供するものである。

【００２９】前記所望とするロータの保持位置をはさむ
前記２つのコイルに出力する、所望とする前記ロータの
保持位置に応じた電流値を記憶する記憶手段を備え、前
記ロータの回動方向に応じて、異なる値の係数を前記記
憶手段にて記憶されている電流値に乗算し、乗算された
電流値の電流を前記２つのコイルに出力するとともに、
前記ステップモータを静止状態から保持位置を変える際
に、前記駆動方向に応じて異なる２つのコイルに流す電
流値の等倍の電流を流してもよい。

【００３０】前記所望とするロータの保持位置をはさむ
前記２つのコイルに出力する、所望とする前記ロータの
保持位置に応じた電流値を保持位置を変更する際のロー
タの回動方向によって異なる値で記憶するとともに、そ
の記憶されている値は前記リターンスプリングにて付勢
されていない方向の方が大きい値で記憶している記憶手
段を備え、前記ステップモータを静止状態から保持位置
を変える際に、前記記憶手段にて記憶されている２つの
コイルに流す電流値の等倍の電流を流してもよい。

【００３１】

【作用】前記構成よりなる本発明によれば、所望とする
ロータの保持位置をはさむ２つのコイルに、所望とする
ロータの保持位置に応じた電流を出力して、２つのコイ
ルを励磁させ、ロータを保持させるとともに、ステップ
モータを静止状態から保持位置を変える際に、その保持
位置に応じた電流の比を変えずにステップモータに大き
い電流を出力して２つのコイルを励磁させる。

【００３２】またリターンスプリングで付勢されていな
い方向にロータを回動させる場合は摩擦力とリターンス
プリングの付勢力との合力より大きい力で駆動させ、リ
ターンスプリングで付勢されている方向にロータを回動
させる場合は摩擦力とリターンスプリングの付勢力との
合力より小さい力で駆動させる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を適用したマイクロステップ駆
動方式のモータの制御装置の一実施例を図面を用いて説
明する。図６は本発明の第１実施例に係るマイクロステ
ップ駆動方式のモータを含む電子スロットルシステムを
示す。

【００３４】内燃機関がアイドル状態にあるとき出力手
段としてのＣＰＵ１は内燃機関の回転数が目標回転数と
なるようにスロットルバルブ１０の開度を制御する。Ｃ
ＰＵ１はスロットルバルブ１０の駆動命令が出たとき、
Ａ相およびＢ相の電流指令値をＲＯＭ２５から読みだし
て指令する。指令された電流指令値はデジタル−アナロ
グ（Ｄ／Ａ）変換器２にてＤ／Ａ変換される。

【００３５】読みだされ、Ｄ／Ａ変換された電流指令値
と対応するモータ電流が図６のマイクロステップ駆動方
式によるシステムと同様な方法でステップモータ用電源
１２からステップモータ６の各相に流され、よってステ
ップモータ６は所望とするステップ位置になるように駆
動される。図７はステップモータ６を駆動させる際に加
わる摩擦源の説明をした図である。

【００３６】ステップモータ６の駆動力はギア４１と、
それと連動するシャフト４０を介してスロットルバルブ
１０に伝わる。そしてステップモータ６が回動すること
によりスロットル弁１０の開度が制御される。またリタ
ーンスプリング１１がスロットルバルブ１０の閉方向に
付勢して、シャフト４０の一端が納まるハウジング４３
の外側に備えつけられている。リターンスプリング１１
およびシャフト４０はブッシュ４５によって押さえられ
ている。

【００３７】シャフト４０は両側をベアリング４２で支
えられ、その内側にオイルシール４２によってオイルが
シールされており、このベアリング４２およびオイルに
よってシャフト４０が滑らかに回動する。摩擦は回動部
と回動部を支持する部分との接触により起きる。よって
リターンスプリング１１とブッシュ４５との間、リター
ンスプリング１１とハウジング４３との間、オイルシー
ル４２とシャフト４０との間、ギヤ４１のかみ合い部
分、およびベアリング４２で起きる。これらの摩擦はス
テップモータ６およびスロットルバルブ１０が静止して
いる状態から回動する寸前が最も大きい（最大静止摩
擦）。

【００３８】モータ電流はできるだけリターンスプリン
グの弾性力を上回る値でありかつ小さい値のほうが消費
電力を削減するという観点からは望ましい。しかし回動
に際しては上述の箇所摩擦が発生するので、この摩擦を
考慮してステップモータを駆動させれば応答性よく少な
い消費電力で回動させることができる。よって本実施例
では最大静止摩擦を考慮して、回動しはじめて所定の微
小時間、記憶されている電流指令値より大きいモータ電
流が流れるように電流指令値の大きさを変えるシステム
について述べる。

【００３９】図９はモータ電流と対応した電流指令値を
示した電流指令値テーブルの一部である。図４で説明し
たように記憶されている電流指令値テーブルのうちスロ
ットルバルブ開度θは基本ステップ角（本実施例では
１．８°）のＮ等分（本実施例では１８等分）を１ステ
ップとするステップ位置である。そして電流指令値はス
ロットルバルブ開度θに対応してＡ相にＩＡ＝Ｉ＊ｃｏ
ｓθ、Ｂ相にＩＢ＝Ｉ＊ｓｉｎθの式に基づいたモータ
電流値と等しい値が図の電流指令値テーブルに示されて
いる。この電流指令値が指令されることによりこの示さ
れているモータ電流がステップモータ６に流れるような
電圧値で電流比較器３により比較される。

【００４０】そしてロータ２１の回動時の微小時間、記
憶されているＡ相とＢ相との電流指令値と対応するモー
タ電流の比と等しく、かつより大きいモータ電流をＡ相
とＢ相とに流すような電流指令値が指令出力され、最大
静止摩擦に打ち勝つような大きさの磁界をステータコイ
ルに生ませる。図１０は本発明の第１実施例に係る出力
手段としてのＣＰＵ１によるマイクロステップ駆動方式
のモータの制御装置の制御処理を示したフローチャート
である。ここではスロットルバルブ１０を０°から０．
１°のステップ位置に駆動させる場合を考える。

【００４１】ステップモータ６の駆動指令がされたと
き、電流指令値テーブルにて記憶されているＡ相および
Ｂ相の電流指令値の比と等しく、記憶されている電流指
令値より大きいモータ電流が流れるような電流指令値が
指令されることにより、最大静止摩擦力より大きい磁界
を生むモータ電流がステータコイルに流されて励磁さ
れ、ロータ２１が回動する。そして回動したロータ２１
の振動が納まる所定時間の経過後、電流指令値テーブル
にて記憶されている電流指令値が指令され、この記憶さ
れている電流指令値と対応するモータ電流が流される。

【００４２】次にこのフローチャートの各ステップにつ
いて説明する。ステップ１００にてスロットルバルブ１
０の駆動指令があるか否かが判断される。駆動指令がな
いと判断された場合はステップ１０１に進み、現在のス
テップ位置で継続して保持されるように、続いて今の電
流指令値が指令される。これにより記憶されている電流
指令値に対応するモータ電流が流され、今のスロットル
バルブ１０のステップ位置が保持される。本実施例では
ステップ位置が０°からの駆動を考えているので、０°
のステップ位置で保持されるように続けてＡ相が３．４
７Ａ、Ｂ相が０．００Ａのモータ電流で励磁される。ス
テップ１０１にて今の電流指令値で指令されたあと、ス
テップ１００に戻り、駆動指令が出るまで今のステップ
位置が保持される。

【００４３】ステップ１００にて駆動指令があると判断
された場合、ステップ１０２に進む。このステップ１０
２にてスロットルバルブ１０の開度（指令開度）に対応
するステップ位置（本実施例ではスロットルバルブ開度
θ＝０．１°）に応じた電流指令値が指令される。よっ
てスロットルバルブ１０がその指令したステップ位置に
駆動される。

【００４４】ここで本来であれば図９の電流指令値テー
ブルの０．１°のステップ位置に記憶されている電流指
令値（Ａ相に３．７４Ａ、Ｂ相に０．３４Ａ）が指令出
力されるところである。しかし付勢されている静止摩擦
を考慮して回動する際には静止摩擦を考慮しなくてもよ
い強さの磁力を生むモータ電流を流す必要がある。また
Ａ相とＢ相とに流されるモータ電流の比は記憶されてい
る電流指令値と対応するモータ電流と等しくないとスロ
ットルバルブ１０が所望とするステップ位置からずれ、
分解能が変わってしまう。

【００４５】以上の条件を満たすように本実施例ではこ
のステップ１０２で電流指令値テーブルに記憶されてい
る電流指令値に対応するモータ電流の１より大きい所定
値倍（本実施例では２倍）のモータ電流が流れるような
電流指令値が指令される。よってＡ相に６．９４Ａ、Ｂ
相に０．６８Ａのモータ電流と対応する電流指令値が指
令出力される。

【００４６】ステップ１０３にてステップモータのロー
タ２１の振動が納まるまでの所定時間（本実施例中では
１００ｍｓ）が経過しているか否かが判断される。そし
てこのステップ１０３は所定時間（本実施例では１００
ｍｓ）が経過するまで（ロータ２１の振動が納まるま
で）繰り返される。ステップモータ６のロータ２１は所
望とするステップ位置に停止する際にロータ２１の慣性
によりこのステップ位置を越えて回動したあと、反動で
反対方向に回動することを続け、この停止位置を中心に
して振動を続ける。そして振動は次第にこの所望とする
ステップ位置に収束していくが、このステップ１０３で
はこの振動がこのステップ位置に収束して停止するまで
待つ処理が行われている。

【００４７】ステップ１０３にて所定時間が経過したと
判断された場合、ステップ１０４に進む。ステップ１０
４では電流指令値テーブルに記憶されている所望とする
ステップ位置に対応する電流指令値が指令出力され、今
回の処理が終了する。本実施例ではステップモータが
０．１°のステップ位置に駆動する場合を考えているの
でＡ相が３．４７Ａ、Ｂ相が０．３４Ａのモータ電流で
励磁される。

【００４８】図１１は本実施例の作動を説明した図であ
る。ここでは図１０のフローチャートと同様にまずロー
タ３１は０°のステップ位置にあり（図１１中
（ａ））、ここから０．１°のステップ位置に駆動する
場合（図１１中（ｅ））を考える。電流指令値テーブル
の０．１°のステップ位置で記憶されている電流指令値
はＡ相に３．４７Ａ、Ｂ相に０．３４Ａのモータ電流が
流される値である（図９）。記憶されている電流指令値
に対応するモータ電流でＡ相およびＢ相が励磁された場
合（図１１中（ｂ））、ロータ３１はステータコイルの
Ａ相およびＢ相に流れたモータ電流の大きさに応じた磁
力を受ける。ロータ３１の駆動は回転方向のみであるの
で、ロータ２１は合力のうち回転方向の成分の作用のみ
を受ける。

【００４９】このときロータ３１は回動の際に摩擦力を
受け、特に停止状態から回動する直前に最も大きい摩擦
力（最大静止摩擦力）を受ける。先述のように消費電力
を削減するには電流指令値はこの最大静止摩擦力より大
きい磁力の合力の回転方向成分をロータ３１に与えるモ
ータ電流が流れる内で最小の電流指令値が望ましい。よ
って本実施例は０．１°のステップ位置で記憶されてい
る電流指令値を指令して回動させようとしても、摩擦力
に左右されロータ２１を回動させることはできない。

【００５０】よってこの静止摩擦力に打ち勝つように、
記憶されている電流指令値に対応するモータ電流より大
きいモータ電流が流れるように電流指令値が指令出力さ
れなければならない。このときステップモータ６の停止
位置が所望とするステップ位置（スロットルバルブ開度
θ＝０．１°に対応）からずれないように、Ａ相および
Ｂ相に流されるモータ電流は、記憶されている電流指令
値と対応するＡ相およびＢ相に流れるモータ電流の比に
等しくなるように設定されなければならない。

【００５１】本実施例では電流指令値テーブルに記憶さ
れている電流指令値に対応するモータ電流の２倍のモー
タ電流が流されるような電流指令値が設定されている。
つまりＡ相には６．９４Ａ、Ｂ相には０．６８Ａのモー
タ電流（図１１中（ｃ））が流されるような電流指令値
が指令出力される。これによりＡ相およびＢ相からの磁
力の合力のうち回転方向の成分は静止摩擦力に左右され
ない程度に大きくなるので、ロータ３１が回転し、ステ
ップモータ６を所望とするステップ位置に駆動させるこ
とができる。

【００５２】このようにロータ３１は回動をしはじめ、
所望とするステップ位置に移動する（図１１中
（ｄ））。しかしロータ３１は慣性によりすぐには所望
とするステップ位置に停止することはできず、ある時間
停止位置を中心とする振動を続け、その後、振動は次第
に停止位置に収束する。振動が納まる所定時間（本実施
例では１００ｍｓ）の経過後、指令出力する電流指令値
は電流指令値テーブルに記憶されている電流指令値に改
められ（図１１中（ｅ））、今回の処理を終える。

【００５３】以上のように本実施例はＩＳＣ制御のよう
な高い分解能が必要とされる場合においても、最大静止
摩擦力を考慮しながらスロットルバルブ１０を駆動する
瞬間のみＡ相対Ｂ相の電流指令値の比率は変えないでモ
ータ電流を保持状態に比べて増大させるように指令す
る。これによりステップモータの回動に即して電流指令
値を指令することが可能となるので、ステップモータ６
の消費電力を小さく設定しながら、最大静止摩擦の影響
をなくして応答性のよいマイクロステップ駆動方式のモ
ータの制御が可能となる。

【００５４】次に本発明の第２実施例に係るマイクロス
テップ駆動方式のモータの制御装置について述べる。一
般的に電子スロットルシステムには安全性からステップ
モータが故障したときにスロットルバルブを閉じるよう
にリターンスプリングが備えつけられている。よってリ
ターンスプリング１１はステップモータ６が故障して停
止した場合にスロットルバルブ１０が閉じるようにステ
ップモータ６の駆動時に加わる静止摩擦より大きい弾性
力が必要である。電子スロットルシステムはＩＳＣ制御
のような高い精度が要求されるシステムであるので、こ
のようなステップモータ６に加わる摩擦力および弾性力
を考慮した制御が望まれる。

【００５５】そこで第２実施例ではこのようなスロット
ルバルブ１０の閉方向に付勢されているリターンスプリ
ング１１の弾性力と、リターンスプリング１１やスロッ
トルバルブ１０、およびステップモータ６等の摩擦力と
を考慮して、開方向に回動させる場合と閉方向に回動さ
せる場合とでステップモータ６の駆動力を変えることに
より、駆動力にヒステリシス特性を持たせる。

【００５６】そこで本実施例ではこのヒステリシス特性
を持たせる方法として開方向および閉方向の電流指令値
として開方向用のテーブルと閉方向用のテーブルとが用
意される。そして開方向の駆動時には開方向電流指令値
テーブルの、閉方向の駆動時には閉方向電流指令値テー
ブルの電流指令値が指令出力される。その電流指令値と
対応するモータ電流が流されるので、ステップモータ６
の駆動力をスロットルバルブ１０の開方向と閉方向とで
変えることができる。

【００５７】図１２は一般的な電子スロットルシステム
のスロットルバルブ開度−負荷トルク特性を示した図で
ある。リターンスプリング１１はスロットルバルブ１０
の閉側に付勢されているためスロットルバルブ１０が開
くほど負荷トルクは大きくなる。静止摩擦は駆動を妨げ
る方向に働くので、開方向の駆動時にはリターンスプリ
ング１１の弾性力と摩擦力との合力より大きい駆動力で
スロットルバルブ１０を駆動させる必要がある。また閉
方向の駆動時にはリターンスプリング１１の弾性力は摩
擦力より大きい値を持つので、リターンスプリング１１
の弾性力から摩擦力を除いたものより小さい駆動力でス
テップモータ６を開方向に駆動させ、リターンスプリン
グ１１の弾性力でスロットルバルブ１０を閉じさせる。
このときこの駆動力は所望とするステップ位置で保持で
きるような大きさでなければならない。

【００５８】このような駆動力を生むモータ電流が流れ
るような開方向用および閉方向用の電流指令値が記憶さ
れている。図１４はモータ電流と対応した開方向および
閉方向の電流指令値を示した電流指令値テーブルの一部
である。

【００５９】双方の電流指令値テーブルとも第１実施例
と同様な方法でステップ位置、電流指令値が求められ
る。また第１実施例と同様に基本ステップ角は１．８°
でありステップ位置はこの基本ステップ角を１８等分し
たものである。またリターンスプリング１１の付勢力を
考慮しているので電流指令値はスロットルバルブ１０の
開方向と閉方向とで値を変えて記憶されている。開方向
の電流指令値と閉方向の電流指令値とではリターンスプ
リング１１が閉方向に付勢されているため、開方向の電
流指令値の方が大きい値となっている。

【００６０】図１３は本発明の第２実施例に係る出力手
段としてのＣＰＵ１によるマイクロステップ駆動方式の
モータの制御装置の制御処理を示したフローチャートで
ある。ここでははじめスロットルバルブ１０が０．２°
のステップ位置に保持されている場合を考える。このフ
ローチャートはスロットルバルブ１０に駆動要求が出た
ときから処理される。

【００６１】ステップモータ６の駆動方向がチェックさ
れたのち、その駆動方向に応じた電流指令値テーブルが
選択される。その選択された電流指令値テーブルを用い
て所望とするスロットルバルブ開度になるような電流指
令値が求められ、指令出力される。次にこのフローチャ
ートの各ステップについて説明する。

【００６２】ステップ２００にて要求されているスロッ
トルバルブ１０の駆動方向（開方向または閉方向）がチ
ェックされる。開方向である場合、ステップ２０１にて
開方向電流指令値テーブルが選択され、閉方向である場
合、ステップ２０２にて閉方向電流指令値テーブルが選
択される。ステップ２０３にて要求された駆動後のステ
ップ位置に応じた電流指令値が、選択された電流指令値
テーブルより求めらる。そしてステップ２０４にてこの
求められた電流指令値が指令出力され、今回の処理が終
了する。

【００６３】本実施例ではもともと０．２°のステップ
位置に保持されている場合を考えている。例えば０．２
°のステップ位置から０．１°のステップ位置に駆動さ
せる場合、閉方向電流指令値テーブルが選択される。そ
して選択された電流指令値テーブルのうち０．１°のス
テップ位置で記憶されている電流指令値が読みだされ、
指令出力される。結果として指令出力された電流指令値
に対応してステップモータ６のＡ相に３．４６Ａ、Ｂ相
に０．３３Ａのモータ電流が流される。

【００６４】また０．３°のステップ位置に駆動させる
場合、開方向電流指令値テーブルが選択される。そして
選択された電流指令値テーブルのうち０．３°のステッ
プ位置で記憶されている電流指令値が読みだされ、指令
出力される。結果として指令出力された電流指令値に対
応してステップモータ６のＡ相に３．３６Ａ、Ｂ相に
１．０２Ａのモータ電流が流される。

【００６５】以上のように第２実施例はリターンスプリ
ングの弾性力とステップモータの回動に際し付勢される
摩擦力との関係を考慮して、ステップモータの駆動方向
に応じて電流指令値を記憶させてステップモータの駆動
力にヒステリシス特性をもたせることにより実際の駆動
に即した電流指令値で指令可能となるので、消費電力を
削減し、応答性よくスロットルバルブを駆動させること
ができる。

【００６６】次に本発明の第３実施例に係るマイクロス
テップ駆動方式のモータの制御装置について述べる。第
３実施例では第２実施例と同様にステップモータ６の閉
方向に付勢されているリターンスプリング１１の付勢力
を考慮して、開方向に回動する場合と閉方向に回動する
場合とでステップモータ６に流すモータ電流の大きさを
変え、ステップモータ６の回動力にヒステリシス特性を
持たせる。

【００６７】そこで本実施例ではこのヒステリシス特性
を持たせる方法として開方向と閉方向とで値の異なる係
数αが用いられ、電流指令値テーブルとして記憶されて
いるテーブル値にこの係数αが乗算されることにより同
じステップ位置でも開方向と閉方向とで異なる電流指令
値が算出され、指令出力される。本実施例においてこの
係数αは開側駆動時にはα＝１．１と設定され、閉側駆
動時にはα＝０．９と設定される。しかしリターンスプ
リング１１などの特性や電流指令値テーブルに記憶され
るテーブル値の値等により係数αはこの値に限られな
い。

【００６８】図１６はモータ電流と対応した電流指令値
を算出するテーブル値を示した電流指令値テーブルの一
部である。第１実施例と同様な方法でステップ位置、電
流指令値とも求められる。また第１実施例と同様に基本
ステップ角は１．８°でありステップ位置はこの基本ス
テップ角を１８等分したものである。

【００６９】そして先述のとおり電流指令値テーブルに
記憶されているテーブル値に回動方向で異なる値をもつ
係数αを乗算されたものが電流指令値とされる。図１５
は本発明の第３実施例に係る出力手段としてのＣＰＵ１
によるマイクロステップ駆動方式のモータの制御装置の
制御処理を示したフローチャートである。ここではもと
もとスロットルバルブ１０が０．２°のステップ位置に
保持されている場合を考える。

【００７０】スロットルバルブ１０の駆動方向がチェッ
クされたあと、係数αとして駆動方向が開方向であれば
α＝１．１、閉方向であればα＝０．９が選択される。
電流指令値テーブルから所望とするステップ位置に応じ
たテーブル値が求められる。求められたテーブル値に選
択された係数αを乗算された電流指令値が指令出力され
る。

【００７１】次にこのフローチャートの各ステップにつ
いて説明する。ステップ３００にてステップモータ６の
駆動方向（開方向または閉方向）がチェックされる。開
方向の駆動の場合、ステップ３０１にて係数αがα＝
１．１と設定され、閉方向の駆動の場合、ステップ３０
２にて係数αがα＝０．９と設定される。

【００７２】ステップ３０３にて駆動後のステップ位置
に対応するテーブル値が電流指令値テーブルより取り出
される。例えば０．１°のステップ位置に駆動されるな
らＡ相のテーブル値は３．４８Ａの、Ｂ相のテーブル値
は０．３５Ａのモータ電流が流れるような値が求められ
る。また０．３°のステップ位置に駆動されるならＡ相
のテーブル値は３．３６Ａの、Ｂ相のテーブル値は１．
０２Ａのモータ電流が流れるような値が求められる。

【００７３】ステップ３０４にてステップ３０１または
ステップ３０２で選択された係数αおよびステップ３０
３で求められたテーブル値を用いて電流指令値が算出さ
れる。この電流指令値は 電流指令値＝α＊テーブル値 の式に基づいて算出される。

【００７４】例えば０．２°から０．１°のステップ位
置に駆動される場合であれば、ステップモータ６は閉方
向の回動であるので係数αはα＝０．９と設定され、電
流指令値はＡ相が０．９×３．４８＝３．１３２≒３．
１３Ａ、Ｂ相が０．９×０．３５＝０．３１５≒０．３
２Ａのモータ電流が流れるような値が算出される。また
例えば０．２°から０．３°のステップ位置に駆動され
る場合であればステップモータは開方向の回動であるの
で係数αはα＝１．１と設定され、電流指令値はＡ相が
１．１×３．３６＝３．６９６≒３．７０Ａ、Ｂ相が
１．１×１．０２＝１．１２２≒１．１２Ａのモータ電
流が流れるような値が算出される。

【００７５】ステップ３０５にてステップ３０４で算出
された電流指令値が指令出力され、今回の処理が終了す
る。以上のように第３実施例はリターンスプリングの弾
性力とステップモータの回動に際し付勢される摩擦力と
の関係を考慮して、記憶されている電流指令値にステッ
プモータの駆動方向に応じて異なる値の係数を乗算さ
せ、ステップモータの駆動力にヒステリシス特性をもた
せることにより実際の駆動に即した電流指令値で指令す
るので、消費電力を削減するとともに、応答性よくスロ
ットルバルブを駆動させることができる。

【００７６】図１７は本発明の第４実施例のフローチャ
ートである。第４実施例では第１実施例のようにロータ
の停止状態から回動する瞬間にテーブルに記憶されてい
る２つのコイルに流す電流の比を変えずに大きい電流を
流すとともに、第２および第３実施例のようにロータの
駆動方向によって指令値を変えるものである。以下、第
１実施例と第２実施例とを組み合わせたものを第４実施
例として説明する。

【００７７】開度変更の指令が出た場合駆動方向がチェ
ックされ、その駆動方向に応じたテーブルが選択され
る。選択されたテーブルからテーブル値が求められ、そ
のテーブル値を１より大きい所定値倍したものが指令値
として出力される。この指令値が所定時間出力され、所
定時間経過したのち前に求められたテーブル値が指令値
として出力される。

【００７８】次にこのフローチャートの各ステップにつ
いて説明する。この処理は所定時間ごと（本実施例では
４ｍｓ）に実行される。ステップ４００にてスロットル
バルブ開度変更の指令が出力されたか否かが判断され
る。開度変更の指令がない場合、ステップ４０１にて現
在指令されている指令値がそのまま続けて指令される。

【００７９】ステップ４００にて開度変更の指令がある
と判断された場合、ステップ４０２にてその変更される
スロットルバルブ開度が現在のスロットルバルブ開度に
対して開方向あるいは閉方向かの駆動方向がチェックさ
れる。そしてステップ４０３にて、ステップ４０２でチ
ェックされた駆動方向が開方向であるか否かが判断され
る。開方向の駆動であると判断された場合、ステップ４
０５にて開方向のテーブルが選択され、開方向の駆動で
ない（閉方向の駆動）であった場合、ステップ４０４に
て閉方向のテーブルが選択される。

【００８０】ステップ４０６にてステップ４０４または
ステップ４０５で選択されたテーブルを用いて指令しよ
うとする指令値が求められ、その指令値に１より大きい
所定数倍（本実施例では２倍）の指令値が出力される。
ステップ４０７にて所定時間（本実施例では１００ｍ
ｓ）がカウントされ、その間ステップ４０６にて求めら
れた指令値が出力される。この所定時間も回動が実行さ
れてからロータが所望とするステップ位置を中心とした
振動の収束する時間が選ばれている。

【００８１】ステップ４０７にて所定時間が経過したと
判断された場合、ステップ４０６にて求められた指令値
の指令をやめ、ステップ４０８にてステップ４０４また
はステップ４０５で選択されたテーブルの指令値が出力
され、今回の処理は終了する。以上のように本実施例は
駆動方向に応じて指令値を変えるとともに、回動する瞬
間に記憶されているテーブル値と比を変えずに大きい値
の指令値を指令することにより、実際のステップモータ
の駆動に即した指令が行われ、より応答性よくマイクロ
ステップ駆動方式のステップモータの制御ができ、また
消費電力の削減が可能となる。

【００８２】なお上述の実施例では回動する瞬間には駆
動方向によらず一定の所定値を乗算したが、閉方向にリ
ターンスプリングが付勢されているので閉方向の駆動時
は開方向に比べ回動に際する駆動力が要求されない。よ
って駆動方向によってこの所定値を変えるとともに、開
方向に比べ閉方向の駆動に対して小さい値であれば上述
の実施例より実際のステップモータの駆動に即した指令
が行われ、より消費電力の削減が実施できる。

【００８３】また上述の実施例では第２実施例のように
駆動方向に応じてテーブルを用意したが、その代わりに
第３実施例のように駆動方向に応じた係数を乗算しても
よい。

【００８４】

【発明の効果】以上のように本発明は所望とするロータ
の保持位置をはさむ２つのコイルに、所望とするロータ
の保持位置に応じた電流を出力して、２つのコイルを励
磁させ、ロータを保持させるとともに、ステップモータ
を静止状態から保持位置を変える際に、その保持位置に
応じた電流の比を変えずにステップモータに大きい電流
を出力して２つのコイルを励磁させることによりロータ
回動寸前の最大静止摩擦力を考慮した制御が可能であ
る。

【００８５】またリターンスプリングで付勢されていな
い方向にロータを回動させる場合は摩擦力とリターンス
プリングの付勢力との合力より大きい力で駆動させ、リ
ターンスプリングで付勢されている方向にロータを回動
させる場合は摩擦力とリターンスプリングの付勢力との
合力より小さい力で駆動させることによりロータ回動中
の摩擦力を考慮した制御が可能である。

【００８６】よって実際のマイクロステップ駆動方式の
ステップモータの回動に加わる付勢力に対応した電流を
マイクロステップ駆動方式のステップモータに流すこと
ができ、応答性が向上するとともに消費電力の削減が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電子スロットルシステムの全体構成図で
ある。

【図２】ステップモータの概略構成図である。

【図３】ＣＰＵからの励磁信号を示した図である。

【図４】マイクロステップ駆動方法を示した図である。

【図５】ステップモータのステップ位置に対応して各ス
テータコイルに流す電流値を示した図である。

【図６】従来のマイクロステップ駆動方法を用いた電子
スロットルシステムの全体構成図である。

【図７】スロットルバルブ周辺の摩擦源を説明した図で
ある。

【図８】本発明の第１実施例に係る電子スロットルシス
テムの全体構成図である。

【図９】本発明の第１実施例に係る電流指令値の表であ
る。

【図１０】本発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図１１】本発明の第１実施例の作動を示した図であ
る。

【図１２】リターンスプリングのヒステリシス特性を示
した図である。

【図１３】本発明の第２実施例に係るフローチャートで
ある。

【図１４】本発明の第２実施例に係る電流指令値の表で
ある。

【図１５】本発明の第３実施例に係るフローチャートで
ある。

【図１６】本発明の第３実施例に係る電流指令値の表で
ある。

【図１７】本発明の第４実施例に係る電流指令値の表で
ある。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ Ｄ／Ａ変換器 ３ 電流比較器 ４ 電流検出抵抗 ５ パワーＭＯＳＦＥＴ ６ ステップモータ ７ スロットルセンサ ８ Ａ／Ｄ変換器 １０ スロットルバルブ １１ リターンスプリング １２ ステップモータ用電源 １３ ＧＮＤ ２１ 指令回路 ２２ 指令回路用電源 ２３ ＧＮＤ ２４ ２進カウンタ ２５ ＲＯＭ ３１ ロータ ３２ ステータコイル（Ａ相） ３３ ステータコイル（Ｂ相） ３４ ステータコイル（Ｃ相） ３５ ステータコイル（Ｄ相） ４０ シャフト ４１ ギア ４２ オイルシール ４３ ベアリング ４４ ハウジング ４５ ブッシュ

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 8/32

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のコイルと、それに電流が流され、
   励磁されることにより回動するロータとを備え、該ロー
   タは同時に２つのコイルに様々な大きさの電流が流され
   ることによりその電流値に応じた前記２つのコイル間の
   任意の位置に保持されるマイクロステップ駆動方式のス
   テップモータと、 前記所望とするロータの保持位置をはさむ前記２つのコ
   イルに所望とする前記ロータの保持位置に応じた電流を
   出力して、前記２つのコイルを励磁させ、前記ロータを
   保持させるとともに、 前記ステップモータを静止状態から保持位置を変える際
   に、その保持位置に応じた電流の比を変えずに前記ステ
   ップモータに大きい電流を出力して前記２つのコイルを
   励磁させる出力手段とを備えるマイクロステップ駆動方
   式のステップモータの制御装置。
2. 【請求項２】 前記所望とするロータの保持位置をはさ
   む前記２つのコイルに出力する、所望とする前記ロータ
   の保持位置に応じた電流値を記憶する記憶手段を備え、 前記出力手段は前記ステップモータを静止状態から保持
   位置を変える際に、前記記憶手段にて記憶されている２
   つのコイルに流す電流値の等倍の電流を流す請求項１記
   載のマイクロステップ駆動方式のステップモータの制御
   装置。
3. 【請求項３】 複数のコイルと、それに電流が流され、
   励磁されることにより回動するロータとを備え、該ロー
   タは同時に２つのコイルに様々な大きさの電流が流され
   ることによりその電流値に応じた前記２つのコイル間の
   任意の位置に保持されるマイクロステップ駆動方式のス
   テップモータと、 前記ステップモータの回動に対し、一方向に付勢するリ
   ターンスプリングと、 前記所望とするロータの保持位置をはさむ前記２つのコ
   イルに、所望とする前記ロータの保持位置に応じた電流
   を出力して、前記２つのコイルを励磁させ、前記ロータ
   を回動させるとともに、 前記リターンスプリングで付勢されていない方向に前記
   ロータを回動させる場合は摩擦力と前記リターンスプリ
   ングの付勢力との合力より大きい力で駆動させ、 前記リターンスプリングで付勢されている方向に前記ロ
   ータを回動させる場合は摩擦力と前記リターンスプリン
   グの付勢力との合力より小さい力で駆動させるように、 前記ステップモータに流す電流を前記ロータの回動する
   方向で大きさを変えて出力する出力手段とを備えるマイ
   クロステップ駆動方式のステップモータの制御装置。
4. 【請求項４】 前記所望とするロータの保持位置をはさ
   む前記２つのコイルに出力する、所望とする前記ロータ
   の保持位置に応じた電流値を、保持位置を変更する際の
   ロータの回動方向によって異なる値で記憶するととも
   に、 その記憶されている値は前記リターンスプリングにて付
   勢されていない方向の方が大きい値で記憶している記憶
   手段を備え、 前記出力手段は前記記憶手段にて記憶されている電流値
   の電流を前記ロータの回動方向に応じて前記２つのコイ
   ルに出力する請求項３記載のマイクロステップ駆動方式
   のステップモータの制御装置。
5. 【請求項５】 前記所望とするロータの保持位置をはさ
   む前記２つのコイルに出力する所望とする前記ロータの
   保持位置に応じた電流値を記憶する記憶手段を備え、 前記出力手段は、前記ロータの回動方向に応じて、異な
   る値の係数を前記記憶手段にて記憶されている電流値に
   乗算し、乗算された電流値の電流を前記２つのコイルに
   出力する請求項３記載のマイクロステップ駆動方式のス
   テップモータの制御装置。
6. 【請求項６】 複数のコイルと、それに電流が流され、
   励磁されることにより回動するロータとを備え、該ロー
   タは同時に２つのコイルに様々な大きさの電流が流され
   ることによりその電流値に応じた前記２つのコイル間の
   任意の位置に保持されるマイクロステップ駆動方式のス
   テップモータと、 前記ステップモータの回動に対し、一方向に付勢するリ
   ターンスプリングと、 前記所望とするロータの保持位置をはさむ前記２つのコ
   イルに所望とする前記ロータの保持位置に応じた電流を
   出力して、前記２つのコイルを励磁させ、前記ロータを
   回動させるとともに、 前記リターンスプリングで付勢されていない方向に前記
   ロータを回動させる場合は摩擦力と前記リターンスプリ
   ングの付勢力との合力より大きい力で駆動させ、 前記リターンスプリングで付勢されている方向に前記ロ
   ータを回動させる場合は摩擦力と前記リターンスプリン
   グの付勢力との合力より小さい力で駆動させるように、 前記ステップモータに流す電流を前記ロータの回動する
   方向で大きさを変えて出力し、 前記ステップモータを静止状態から保持位置を変える際
   に、その保持位置に応じた電流の比を変えずに前記ステ
   ップモータに大きい電流を出力して前記２つのコイルを
   励磁させる出力手段とを備えるマイクロステップ駆動方
   式のステップモータの制御装置。
7. 【請求項７】 前記所望とするロータの保持位置をはさ
   む前記２つのコイルに出力する、所望とする前記ロータ
   の保持位置に応じた電流値を記憶する記憶手段を備え、 前記ロータの回動方向に応じて、異なる値の係数を前記
   記憶手段にて記憶されている電流値に乗算し、乗算され
   た電流値の電流を前記２つのコイルに出力するととも
   に、 前記ステップモータを静止状態から保持位置を変える際
   に、前記駆動方向に応じて異なる２つのコイルに流す電
   流値の等倍の電流を流す請求項８記載のマイクロステッ
   プ駆動方式のステップモータの制御装置。
8. 【請求項８】 前記所望とするロータの保持位置をはさ
   む前記２つのコイルに出力する、所望とする前記ロータ
   の保持位置に応じた電流値を保持位置を変更する際のロ
   ータの回動方向によって異なる値で記憶するとともに、 その記憶されている値は前記リターンスプリングにて付
   勢されていない方向の方が大きい値で記憶している記憶
   手段を備え、 前記ステップモータを静止状態から保持位置を変える際
   に、前記記憶手段にて記憶されている２つのコイルに流
   す電流値の等倍の電流を流す請求項６記載のマイクロス
   テップ駆動方式のステップモータの制御装置。