JPH0779597A - ステッピングモータ制御装置 - Google Patents

ステッピングモータ制御装置

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JPH0779597A
JPH0779597A JP22240293A JP22240293A JPH0779597A JP H0779597 A JPH0779597 A JP H0779597A JP 22240293 A JP22240293 A JP 22240293A JP 22240293 A JP22240293 A JP 22240293A JP H0779597 A JPH0779597 A JP H0779597A
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Shogo Imada
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定電流制御ステッピングモータの制御装置
を、ステッピングモータの高速駆動に対応することが可
能なものとする。 【構成】 定電流制御ステッピングモータ1を制御する
制御装置5に、励磁電流の電流変化パターンと電源電圧
に対応したオン固定時間およびオフ固定時間を記録した
マップ11、および電源電圧を検出する検出手段10を具備
し、さらに励磁電流の切替時に、電流変化パターンと前
記電源電圧から対応するオン固定時間またはオフ固定時
間を読み出し、電流制御信号を、前記オン固定時間また
はオフ固定時間の間オンまたはオフを継続させる。励磁
電流の変更時に、オン固定時間またはオフ固定時間を設
定することにより、励磁電流の変化がすみやかに行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電流駆動ステッピング
モータの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】定電流駆動ステッピングモータの駆動回
路を図4に示す。電源2とグランドGNDの間に、FE
T1〜FET4のブリッジ回路からなる出力段3が組ま
れ、ブリッジ回路の出力側にステッピングモータ1の巻
線21が接続される。なお、図においては、巻線21は
1相分のみを示して、他の相の回路の図示は省略してい
る。出力段3を構成する各FET1〜FET4のゲート
には、CPU5からバッファ4を介して、図5に示す電
流制御信号と相切替信号が入力される。
【0003】CPU5は、外部からの指示入力7とステ
ッピングモータ1の現ステップとから、ステッピングモ
ータ1の回転方向、回転速度等を計算して、各FET1
〜FET4に電流を制御するための信号を出力する。図
5に電流制御信号と相切替信号の関係を示す。図5の期
間t1 において、FET4にその期間中オンとなる相切
替信号が入力され、FET1にオンとオフが繰り返さ
れる電流制御信号が入力される。また、続く期間t2
においては、FET3にその期間中オンとなる相切替信
号が入力され、FET2にオンとオフが繰り返される
電流制御信号が入力される。以上のステップが順次繰
り返されることにより、ステッピングモータ1がステッ
プを進めて行く。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のステッピン
グモータ1の制御装置においては、CPU5による計算
の結果、所望の電流値を得るように電流制御信号のオン
時間とオフ時間の比を決定している。このオン時間とオ
フ時間の繰り返しを以後「デューティ信号」と呼ぶ。励
磁電流を変更するとき、電流制御信号は、変更前のデュ
ーティ信号から変更後のデューティ信号へと変更され
る。
【0005】しかしながら、このように励磁電流の変化
時に最初からデューティ比制御を行うと、励磁電流の立
ち上がりが遅れることとなり、所望の電流値に到達する
時間が長くなる。このため、ステッピングモータ1の高
速駆動に対応することができなかった。本発明は、定電
流制御ステッピングモータの制御装置を、ステッピング
モータの高速駆動に対応することが可能なものとするこ
とを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、励磁電流の変更時に、電流制御信号の最初
に励磁電流を所定値まで上昇させるオン固定時間または
励磁電流を所定値まで下降させるオフ固定時間を設け
る。図6に電流制御信号と励磁電流との関係を示す。
今、励磁電流をI1からI2に増加するとき、オン固定
時間T1 を設定する。このオン固定時間の間、励磁電流
は上昇を続け、速やかにI1 とI2 の差のΔIだけ上昇
する。このオン固定時間T1 経過後に、電流制御信号と
してデューティ信号が供給される。
【0007】また、励磁電流をI2 からI1 に減少させ
るとき、オフ固定時間T2 を設定する。このオフ固定時
間T2 の間、励磁電流は減少を続け、速やかにI2 とI
1 の差のΔIだけ下降する。このオフ固定時間T2 経過
後に励磁電流の変更後のデューティ信号が供給される。
なお、励磁電流の変更後の値I2 が0の場合は、オン固
定時間またはオフ固定時間Tn の後には、電流制御信号
が供給されないことは言うまでもない。
【0008】次に、オン固定時間およびオフ固定時間T
n の決定の仕方について説明する。電流増加時にステッ
ピングモータ1の巻線21の励磁電流は、図7に示すよ
うに上昇する。このカーブは、巻線21に固有のもので
ある。そして、さらにこのカーブは、図7に示すよう
に、電源電圧+Bにより変化する。すなわち、電源電圧
が高いときは励磁電流は速く上昇し、低いときは遅く上
昇する。電流減少時の励磁電流のカーブもこれと同様に
変化する。ただし、電流減少時のカーブは電源電圧に影
響されない。
【0009】したがって、本発明においては、このオン
固定時間およびオフ固定時間Tn を得るために、電流変
化パターン(励磁電流の変化量と変化の方向)と、電源
電圧に対応したオン固定時間またはオフ固定時間Tn
記録したマップを用意する。そして、CPU5の計算の
結果、励磁電流を変更させるときには、電流変化パター
ンと電源電圧の測定結果から、それに対応するオン固定
時間またはオフ固定時間Tn を読み出し、通常の電流制
御信号の前にオン固定時間またはオフ固定時間Tn を設
定する手段を設ける。
【0010】
【作用】オン固定時間およびオフ固定時間Tn を設定す
ることにより、励磁電流の変更時に励磁電流はすみやか
に変更後の電流値に到達するから、本発明の制御装置に
よれは、ステッピングモータの高速駆動に対応すること
ができることとなる。
【0011】
【実施例】
(実施例1)本発明のステッピングモータの制御装置の
実施例を図を用いて説明する。図1は、本発明の実施例
のブロック図を示す。始めに、ブロックの構成について
説明する。
【0012】ステッピングモータ1と電源2の間に出力
段3が挿入される。出力段3には、バッファ4を介して
CPU5から制御信号が入力される。この出力段3の内
容あるいは電流制御信号、相切替信号については、すで
に図4〜図6を用いて説明ずみであるので、それを参照
されたい。CPU5の制御部6には、外部より指示入力
7が入力される。制御部6は、指示入力7と内部に記憶
された現在ステップ位置から回転方向、差のステップ数
および巻線21の励磁パターンを決定する。巻線21の
励磁パターンの1例を図8に示す。
【0013】図8に示す励磁パターンは、励磁電流を時
間的に多分割化し、電流値を多段階に変化させたもの
で、モータのステップを磁極間に多数設定し、より精密
な位置調整を可能とするものである。この励磁パターン
には、電流変化パターンが〜の8個が含まれる。す
なわち、〜においては、励磁電流は上昇し、それぞ
れの上昇する電流値が異なっている。また、〜にお
いては、励磁電流は減少し、それぞれの減少する電流値
が異なっている。
【0014】制御部6は、決定された励磁パターンによ
り決まる電流値を励磁シーケンサ8に出力する。また同
時に、制御部6は励磁電流の変更時に、電流変化パター
ン〜を設定手段9に出力する。設定手段9には、検
出手段10が検出した電源電圧+Bが入力される。設定
手段9は、電流変化パターン〜と電源電圧+Bによ
り、マップ11から該当するオン固定時間またはオフ固
定時間Tn を読み出し、それを励磁シーケンサ8に出力
する。
【0015】マップ11の一部を図9に示す。マップ1
1には、電流変化パターンを縦軸にとり、電源電圧を横
軸にとり、それらの交点にオン固定時間またはオフ固定
時間Tnが記録されている。励磁シーケンサ8は、制御
部6から出力された電流値の指令に応じたデューティ信
号の電流制御信号または相切替信号を出力段3の各FE
T1〜FET4に出力する。そして、図6に示すよう
に、設定手段9からオン固定時間またはオフ固定時間T
nが出力されると、このオン固定時間の間、所定のFE
T1またはFET2をオンし続け、あるいは所定のFE
T3またはFET4をオフし続ける。このオン固定時間
またはオフ固定時間が終了すると、その後は電流値の指
令に応じたデューティ信号を出力する。
【0016】次に、以上説明した制御装置の動作につい
て、図2のフローチャートを用いて説明する。制御部6
が励磁シーケンサ8に指示する電流値が変更されると
き、図2の動作がスタートする。ステップS11でデュ
ーティ信号を出力する電流制御処理をストップする。
【0017】ステップS12では、電流変化パターンが
電流増加を示すか否かが判定される。増加の場合
(Y)、ステップS13で所定のFET1またはFET
2がオン、減少の場合(N)は、ステップS14でオフ
とされる。ステップS15で電源電圧が検出される。次
いで、ステップS16で設定手段9は、マップ11から
オン固定時間またはオフ固定時間Tn を読み出す。ステ
ップS17では、電流制御処理のためのタイマが読み出
された時間Tn にセットされる。
【0018】時間Tn の経過後、ステップS18で、電
流変化パターンが電流増加を示すか否かが判定される。
増加の場合(Y)、ステップS20で、オンとされてい
たFETがオフとされ、減少の場合(N)は、ステップ
S19で、オフとされていたFETがオンとされる。そ
の後は、ステップS21に進み通常のデューティ信号の
出力に戻る。なお、変更後の励磁電流が0の場合は、当
然デューティ信号は出力されない。
【0019】(実施例2)次に、オン固定時間またはオ
フ固定時間Tn を現在実際に使用しているステッピング
モータ1の巻線21の特性に一致させ、さらに正確な制
御を行わせる例について、図3を用いて説明する。図3
のブロック図は、図1のブロック図に、学習手段が追加
されたものである。その他の点は図1と同様であるので
説明は省略する。
【0020】学習手段12は、ステッピングモータの運
転に先立って、あるオン固定時間T 1 の間、巻線21に
励磁電流を流す。これにより、巻線21には、その巻線
に固有のカーブを描いて、増加する励磁電流が流れる。
そして、学習手段12はオン固定時間T1経過時の電流
値ΔI’を得る。そして、検出した電流値ΔIと、マッ
プ11上の同一オン固定時間T1に対応する電流値ΔI
を対比する。これにより、マップ11と実際の巻線21
の特性との比を補正値αとして記憶する。
【0021】以降は、前記実施例1と同様にマップ11
からオン固定時間またはオフ固定時間Tnを読み出した
とき、値Tn に補正値αを掛けて、その値をオン固定時
間またはオフ固定時間として使用する。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、定電流制御ステッピン
グモータの制御装置を、ステッピングモータの高速駆動
に対応することが可能なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のブロック図。
【図2】図1の装置の動作を説明するフローチャート。
【図3】本発明の実施例2のブロック図。
【図4】定電流制御ステッピングモータの駆動回路を示
すブロック図。
【図5】図4の出力段に供給される信号を示す波形図。
【図6】電流制御信号と励磁電流の関係を示す波形図。
【図7】ステッピングモータの巻線の励磁電流の特性を
示すグラフ。
【図8】励磁電流の励磁パターンを示すグラフ。
【図9】図1および図2におけるマップの内容を示す
図。
【符号の説明】
1…ステッピングモータ 2…電源 3…出力段 5…CPU 6…制御部 7…指示入力 8…励磁シーケンサ 9…設定手段 10…検出手段 11…マップ 12…学習手段 21…巻線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 定電流制御ステッピングモータ制御装置
    において、励磁電流の電流変化パターンと電源電圧に対
    応したオン固定時間およびオフ固定時間を記録したマッ
    プ、およびバッテリの電源電圧を検出する検出手段を具
    備し、さらに励磁電流の切替時に、電流変化パターンと
    前記電源電圧から対応するオン固定時間またはオフ固定
    時間を読み出し、電流制御信号を、前記オン固定時間ま
    たはオフ固定時間の間オンまたはオフを継続させる設定
    手段を具備したことを特徴とするステッピングモータ制
    御装置。
  2. 【請求項2】 ステッピングモータの運転に先立って、
    ステッピングモータの巻線にあるオン固定時間の間電源
    電圧を印加し、そこで検出した励磁電流と、マップから
    得た励磁電流により補正値を得て記憶する学習手段を設
    け、前記設定手段は、オン固定時間またはオフ固定時間
    を決定するさいに、マップから読み出した値と学習手段
    の記憶した補正値とからオン固定時間またはオフ固定時
    間を決定することを特徴とする請求項1記載のステッピ
    ングモータ制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998000637A1 (fr) * 1996-07-02 1998-01-08 Komatsu Ltd. Dispositif et procede de commande de charge inductive
JP2013048752A (ja) * 2011-08-31 2013-03-14 Sansei R&D:Kk 遊技機
JP2013048757A (ja) * 2011-08-31 2013-03-14 Sansei R&D:Kk 遊技機

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