JPH09285190A - モータ駆動装置およびモータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステップモータを、その特性に適した形で駆
動する。 【解決手段】 マイコン１において、ステップモータ８
−１および８−２の回転角を制御するためのパルス指
令、ステップモータ８−１および８−２に流れるモータ
電流を制御するための電流指令、並びにステップモータ
８−１および８−２に流れる各相のモータ電流がつくる
回転ベクトルを制御するための回転ベクトル指令が設定
され、ステップモータ制御回路２−１または２−２にお
いて、これらのパルス指令、電流指令、および回転ベク
トル指令にしたがって、ステップモータ８−１または８
−２それぞれに対し、モータ電流が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ駆動装置お
よびモータ駆動方法に関する。特に、ステップモータ
（ステッピングモータ）を駆動する場合に用いて好適な
モータ駆動装置およびモータ駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステップモータは、例えば、固定子コイ
ルに直流電流（モータ電流）を流すと、そこに生じる電
磁力で、回転子を吸引し、回転力を発生させるようにな
されている。そして、ステップモータは、モータ電流を
流す固定子コイルを順次切り換えることにより、所定の
角度（ステップ角）ずつ回転するようになされている。
このモータ電流の切り換えタイミングは、所定のパルス
で与えられるようになされており、従って、ステップモ
ータの回転角は、このパルス（このパルスは、モータ電
流の切り換えタイミングを指令する信号ということがで
き、以下、適宜、パルス指令という）によって決定され
るようになされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
ステップモータは、例えば８ビットのワンチップのマイ
コン（マイクロコンピュータ）などで駆動制御されるよ
うになされているが、従来においては、以下のような課
題があった。

【０００４】即ち、従来においては、上述したように、
パルス指令を与えることだけで、ステップモータを駆動
するようになされていたため、ステップモータを、滑ら
かに回転させることが困難な場合があり、振動や騒音が
生じることがあった。

【０００５】また、従来においては、外部の、例えば、
パソコン（パーソナルコンピュータ）や、ＣＰＵ（Cent
ral Processor Unit）などの装置から、ステップモータ
を駆動制御する場合、その外部の装置からマイコンに対
して、パルス指令が与えられるだけであった。このた
め、そのような外部の装置から、不連続なパルス指令が
与えられた場合には、ステップモータが脱調する課題が
あった。そして、従来においては、ステップモータが脱
調し、位置ずれが生じても、それを検出することができ
るようにはなされていなかった。

【０００６】さらに、従来においては、上述したよう
に、外部の装置からは、マイコンに対して、パルス指令
が与えられるだけであったため、外部の装置から、複数
のマイコンを制御し、これにより、複数のステップモー
タを同期して駆動することが困難であった。

【０００７】一方、ステップモータに流れるモータ電流
（例えば、モータ電流の最大値など）を制御するための
電流指令（モータ電流の最大値などを指令する信号）、
およびステップモータに流れる各相のモータ電流がつく
る回転ベクトルを制御するための回転ベクトル指令（回
転ベクトルを指令する信号）を、そのステップモータの
特性にあったものに、あらかじめ決定しておき、これに
したがって、ステップモータを制御することで、その振
動や、騒音、脱調などを発生を防止（低減）する方法が
ある。

【０００８】しかしながら、従来においては、電流指令
および回転ベクトル指令は、ある特定のステップモータ
に対して決定され、これを変更することができるように
はなされていなかったため、駆動するステップモータを
交換した場合には、そのステップモータに対し、それに
適した電流指令および回転ベクトル指令が与えられると
は限らず、従って、やはり、振動や、騒音、脱調などが
生じることがあった。

【０００９】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、ステップモータを、その特性に適した形
で駆動することができるようにし、さらに、これによ
り、その振動や、騒音、脱調などを発生を防止（低減）
することができるようにするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のモータ
駆動装置は、ステップモータの回転角を制御するための
パルス指令、ステップモータに流れるモータ電流を制御
するための電流指令、およびステップモータに流れる各
相のモータ電流がつくる回転ベクトルを制御するための
回転ベクトル指令を設定し、ステップモータに与える制
御手段を備えることを特徴とする。

【００１１】請求項１０に記載のモータ駆動方法は、ス
テップモータの回転角を制御するためのパルス指令、ス
テップモータに流れるモータ電流を制御するための電流
指令、およびステップモータに流れる各相のモータ電流
がつくる回転ベクトルを制御するための回転ベクトル指
令を設定し、ステップモータに与えて駆動することを特
徴とする。

【００１２】請求項１に記載のモータ駆動装置において
は、制御手段が、ステップモータの回転角を制御するた
めのパルス指令、ステップモータに流れるモータ電流を
制御するための電流指令、およびステップモータに流れ
る各相のモータ電流がつくる回転ベクトルを制御するた
めの回転ベクトル指令を設定し、ステップモータに与え
るようになされている。

【００１３】請求項１０に記載のモータ駆動方法におい
ては、ステップモータの回転角を制御するためのパルス
指令、ステップモータに流れるモータ電流を制御するた
めの電流指令、およびステップモータに流れる各相のモ
ータ電流がつくる回転ベクトルを制御するための回転ベ
クトル指令を設定し、ステップモータに与えて駆動する
ようになされている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を説明す
るが、その前に、特許請求の範囲に記載の発明の各手段
と以下の実施例との対応関係を明らかにするために、各
手段の後の括弧内に、対応する実施例（但し、一例）を
付加して、本発明の特徴を記述すると、次のようにな
る。

【００１５】即ち、請求項１に記載のモータ駆動装置
は、ステップモータを駆動するモータ駆動装置であっ
て、ステップモータの回転角を制御するためのパルス指
令、ステップモータに流れるモータ電流を制御するため
の電流指令、およびステップモータに流れる各相のモー
タ電流がつくる回転ベクトルを制御するための回転ベク
トル指令を設定し、ステップモータに与える制御手段
（例えば、図１に示すマイコン（８ビットワンチップマ
イコン）１など）を備えることを特徴とする。

【００１６】請求項６に記載のモータ駆動装置は、ステ
ップモータの脱調を検出する脱調検出手段（例えば、図
４に示すプログラムの処理ステップＳ７など）をさらに
備えることを特徴とする。

【００１７】請求項８に記載のモータ駆動装置は、外部
の装置からの同期信号を受信する受信手段（例えば、図
２に示す同期信号入力用インターフェイス２８など）を
さらに備え、制御手段が、同期信号に同期して処理を行
うことを特徴とする。

【００１８】請求項９に記載のモータ駆動装置は、制御
手段が、所定の同期信号に同期して処理を行い、同期信
号を、外部の装置に対して送信する送信手段（例えば、
図２に示す同期信号出力用インターフェイス２９など）
をさらに備えることを特徴とする。

【００１９】なお、勿論この記載は、各手段を上記した
ものに限定することを意味するものではない。

【００２０】図１は、本発明を適用した２軸ステップモ
ータドライバ回路の一実施例の構成を示している。この
２軸ステップモータドライバ回路は、外部の制御装置と
しての、例えば、ＣＰＵ（上位ＣＰＵ）１０やパソコン
（上位パソコン）１１からの制御にしたがって、２軸ス
テップモータ、即ち、ステップモータ（２相ステップモ
ータ）８−１および８−２を同期させて駆動するように
なされている。

【００２１】マイコン１は、例えば８ビットのワンチッ
プマイコンでなり、共有ＲＡＭ（Random Access Memor
y）４に記憶された制御データ、またはパソコン１１か
らの制御データにしたがってパルス指令を設定するとと
もに、ステップモータ８−１または８−２それぞれに適
した回転ベクトル指令および電流指令を設定し、これら
を、ステップモータ制御回路２−１および２−２に与
え、これにより、ステップモータ８−１および８−２を
駆動するようになされている。さらに、マイコン１は、
方向指令（ステップモータ８−１，８−２の回転方向を
指令する信号）を、ステップモータ制御回路２−１およ
び２−２に与えるようにもなされており、これにより、
ステップモータ８−１および８−２の回転方向を制御す
るようになされている。

【００２２】また、マイコン１は、カウンタ回路７−１
または７−２の出力を参照し、これにより、ステップモ
ータ８−１または８−２が脱調状態にあるかどうかを検
出するようにもなされている。さらに、マイコン１は、
ステップモータ８−１および８−２にモータ電流が流れ
ていないとき、バッファ３を介して、ブレーキをかける
ことを指令する信号（以下、適宜、ブレーキ指令とい
う）を、ステップモータ８−１および８−２が内蔵する
ブレーキ回路８に与え、これにより、ステップモータ８
−１および８−２のロータの位置を、所定の位置に固定
するようになされている。

【００２３】また、マイコン１は、後述するように、自
身が生成する同期信号に同期して処理を行う他、外部の
装置としての、例えば、ＣＰＵ１０や、パソコン１１、
あるいは、図１の２軸ステップモータドライバ回路と同
様に構成される、他の２軸ステップモータドライバ回路
から供給される同期信号を受信し、これに同期して処理
を行うことができるようにもなされている。さらに、マ
イコン１は、自身が生成した同期信号や、外部の装置か
ら受信した同期信号を、他の２軸ステップモータドライ
バ回路に供給するようにもなされている。

【００２４】なお、マイコン１は、共有ＲＡＭ４、フラ
ッシュメモリ５，ＲＡＭ６、並びにカウンタ回路７−１
および７−２と、例えば８ビットのバス（ローカルバ
ス）を介して接続されており、このバスを介し、パラレ
ル通信を行うことで、データのやりとりを行うようにな
されている。また、マイコン１は、パソコン１１と、例
えば、ＲＳ２３２Ｃの規格などに準拠したシリアル通信
を行うことにより、データのやりとりを行うようになさ
れている。

【００２５】ステップモータ制御回路２−１または２−
２は、マイコン１からの回転ベクトル指令、電流指令、
パルス指令、および方向指令にしたがって、ステップモ
ータ８−１または８−２に対し、各相のモータ電流を供
給し、これにより、ステップモータ８−１または８−２
それぞれの回転を、マイクロステップ駆動で制御するよ
うになされている。バッファ３は、マイコン１から供給
されるブレーキ指令としての信号を増幅し、ステップモ
ータ８−１，８−２が内蔵するブレーキ回路８に供給す
るようになされている。

【００２６】共有ＲＡＭ４は、例えば、いわゆるデュア
ルポートＲＡＭなどで構成され、マイコン１またはＣＰ
Ｕ１０から供給されるデータを一時記憶し、また、記憶
したデータを、マイコン１またはＣＰＵ１０からの要求
に応じて出力するようになされている。さらに、共有Ｒ
ＡＭ４は、所定の場合に、ＣＰＵ１０に対して、割り込
みをかけるようにもなされている。なお、共有ＲＡＭ４
とＣＰＵ１０とは、例えば１６ビットのバスで接続され
ており、このバスを介して、パラレル通信（高速１６ビ
ットバス通信）を行うことで、データのやりとりを行う
ようになされている。

【００２７】フラッシュメモリ５は、マイコン１が、後
述する処理を行うために必要なプログラム（アプリケー
ションプログラム）やデータを記憶している。即ち、マ
イコン１は、フラッシュメモリ５に記憶されているプロ
グラムやデータを読み出し、読み出したプログラムを、
必要に応じて、読み出したデータを用いながら実行する
ことで、各種の処理を行うようになされている。

【００２８】ＲＡＭ６は、マイコン１の動作上必要なデ
ータを記憶するようになされている。カウンタ回路７−
１または７−２は、例えば２４ビットのカウンタでな
り、エンコーダ（位置検出回路）９−１または９−２か
ら供給されるパルス（例えば、パルスの立ち上がりエッ
ジおよび立ち下がりエッジの両方など）をカウントする
ことにより、ステップモータ８−１または８−２それぞ
れの回転位置（回転数）（回転角）を検出し、マイコン
１に供給するようになされている。

【００２９】なお、以上のマイコン１、ステップモータ
制御回路２−１，２−２、バッファ３、共有ＲＡＭ４、
フラッシュメモリ５、ＲＡＭ６、カウンタ回路７−１、
および７−２は、例えば１ボード上に設けられている。

【００３０】ブレーキ回路８は、ステップモータ８−
１，８−２それぞれに内蔵されており、それぞれのロー
タ（図示せず）の位置を固定するようになされている。
ステップモータ８−１，８−２は、例えば２相（それぞ
れの相を、以下、適宜、Ａ相、Ｂ相という）のステップ
モータ（ステッピングモータ）で、ステップモータ制御
回路２−１または２−２から供給されるモータ電流が、
Ａ相、Ｂ相それぞれの固定子コイル（図示せず）を流れ
ることで回転するようになされている。エンコーダ９−
１または９−２は、ステップモータ８−１または８−２
の回転数に対応したパルスを発生し、カウンタ回路７−
１または７−２にそれぞれ供給するようになされてい
る。なお、エンコーダ９−１（エンコーダ９−２も同
様）は、ステップモータ８−１のＡ相またはＢ相の固定
子コイルにモータ電流が流れたときのそれぞれのタイミ
ングを表すパルス（Ａ相パルス、Ｂ相パルス）、および
ステップモータ８−１が１回転したことを表すパルス
（Ｚ相パルス）の３種類のパルスを出力するようになさ
れている。

【００３１】ＣＰＵ１０は、パルス指令を、ステップモ
ータ制御回路２−１および２−２に与えるための制御デ
ータを、共有ＲＡＭ４に書き込むようになされている。
パソコン１１も同様に、パルス指令を、ステップモータ
制御回路２−１および２−２に与えるための制御データ
を、マイコン１に供給するようになされている。

【００３２】図２は、図１のマイコン１の構成例を示し
ている。ＲＯＭ２１は、システムプログラムを記憶して
おり、ＣＰＵ２２は、このシステムプログラムを実行
し、そのシステムプログラムの制御の下、フラッシュメ
モリ５からアプリケーションプログラム（モータ制御プ
ログラム）を読み出して実行し、これにより、各種の処
理を行うようになされている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２
２の動作上必要なデータを記憶するようになされてい
る。

【００３３】クロックジェネレータ２４は、所定のクロ
ックを生成するとともに、そのクロックを分周すること
で、クロックに同期した同期信号を生成するようになさ
れている。タイマ回路２５−１または２５−２は、ステ
ップモータ制御回路２−１または２−２にそれぞれパル
ス指令を与える周期に対応する時間を計時し、そのタイ
ミングで、割り込みコントローラ２６に、割り込み信号
（ＩＲＱＴ０）を出力するようになされている。割り込
みコントローラ２６は、タイマ回路２５−１または２５
−２から割り込み信号を受信すると、その旨を、ＣＰＵ
２２に報知するようになされている。

【００３４】パラレルインターフェイス２７は、図１で
説明したローカルバスを介してのデータの通信制御を行
うようになされている。同期信号入力用インターフェイ
ス２８は、外部から同期信号が入力されたとき、それを
受信するようになされている。同期信号出力用インター
フェイス２９は、クロックジェネレータ２４が発生する
クロックに同期した同期信号、または同期信号入力用イ
ンターフェイス２８が受信した同期信号を、外部に出力
するようになされている。

【００３５】ここで、ＣＰＵ２２は、クロックジェネレ
ータ２４が発生する同期信号、または同期信号入力用イ
ンターフェイス２８が受信した同期信号のうちのいずれ
か一方に同期して、処理を行うようになされている。

【００３６】モータ制御用インターフェイス３０−１ま
たは３０−２は、ステップモータ制御回路２−１または
２−２に対し、回転ベクトル指令、電流指令、および方
向指令を供給するようになされている。さらに、モータ
制御用インターフェイス３０−１または３０−２は、ス
テップモータ８−１または８−２それぞれのブレーキ回
路８に対し、ブレーキ指令を供給するようにもなされて
いる。パルス指令用インターフェイス３１−１または３
１−２は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回
路などでなり、ステップモータ制御回路２−１または２
−２に対し、パルス指令を供給するようになされてい
る。シリアルインターフェイス３２は、パソコン１１と
のシリアル通信を制御するようになされている。

【００３７】図３は、図２のマイコン１の、実際の構成
例を示している。図２のＲＯＭ２１，ＣＰＵ２２，ＲＡ
Ｍ２３、またはクロックジェネレータ２４は、図３のＲ
ＯＭ４１，ＣＰＵコア（CPU CORE）４２，ＲＡＭ４３、
またはクロックジェネレータ／システムコントロール
（CLOCK GENERATOR/SYSTEM CONTROL）４４にそれぞれ相
当する。また、図２のタイマ回路２５−１または２５−
２は、図３のタイマ／カウンタ（16BIT TIMER/COUNTE
R）４５−１または４５−２にそれぞれ相当する。さら
に、図２の割り込みコントローラ２６は、図３の割り込
みコントローラ（INTERRUPT CONTROLLER）４６に相当す
る。また、図２のパラレルインターフェイス２７は、図
３のポート（PORT）４７−１乃至４７−４に相当する。
さらに、図２の同期信号入力用インターフェイス２８ま
たは同期信号出力用インターフェイス２９は、図３のポ
ート（PORT）４８または４９にそれぞれ相当する。ま
た、図２のモータ制御用インターフェイス３０−１およ
び３０−２は、図３のポート（PORT）５０に相当する。
さらに、図２のパルス指令用インターフェイス３１−１
または３１−２は、図３のジェネレータ（12BIT PWM GE
NERATOR）５１−１または５１−２にそれぞれ相当す
る。また、図２のシリアルインターフェイス３２は、図
３のレシーバ（UART RECEIVER）５２−１およびトラン
スミッタ（UART TRANSMITTER）５２−２に相当する。

【００３８】次に、図１の２軸ステップモータドライバ
回路の動作について説明する。この回路の電源がオンに
されると、マイコン１のＣＰＵ２２は、フラッシュメモ
リ５に記憶されたプログラムをパラレルインターフェイ
ス２７を介して読み出し、実行する。これにより、ＣＰ
Ｕ２２は、ＣＰＵ１０によって共有ＲＡＭ４に書き込ま
れる制御データ、またはパソコン１１から送信されてく
る制御データにしたがい、パルス指令を設定するととも
に、ステップモータ８−１および８−２に適した回転ベ
クトル指令および電流指令を設定し、クロックジェネレ
ータ２４が発生した同期信号、または同期信号入力用イ
ンターフェイス２８が受信した同期信号に同期して、ス
テップモータ制御回路２−１および２−２に供給するこ
とにより、ステップモータ８−１および８−２を駆動制
御する。なお、ＣＰＵ２２は、方向指令も、クロックジ
ェネレータ２４が発生した同期信号、または同期信号入
力用インターフェイス２８が受信した同期信号に同期し
て、ステップモータ制御回路２−１および２−２に供給
するようになされている。

【００３９】即ち、ＣＰＵ２２（マイコン１）は、ＣＰ
Ｕ１０からの制御データに基づいて、ステップモータ８
−１および８−２を駆動制御する場合、例えば、図４の
フローチャートにしたがった処理を行う。

【００４０】即ち、ＣＰＵ２２は、まず最初に、ステッ
プＳ１において、パラレルインターフェイス２７を介し
て、共有ＲＡＭ４にアクセスし、これにより、制御デー
タの入力が可能である旨を示す入力可能データを書き込
む。

【００４１】ここで、クロックジェネレータ２４が発生
する同期信号、または同期信号入力用インターフェイス
２８が受信する同期信号は、例えば、図５（ａ）に示す
ように、所定の周期（以下、適宜、サンプリング期間と
もいう）Ｔ_S（例えば、Ｔ_S＝１０ｍｓ（ミリ秒）など）
ごとに、Ｌレベルになるもので、入力可能データの書き
込みは、このような同期信号のタイミング（例えば、同
期信号の立ち下がりエッジのタイミング）で行われるよ
うになされている。

【００４２】共有ＲＡＭ４は、入力可能データが書き込
まれると、ＣＰＵ１０に対し、割り込みをかけ、ＣＰＵ
１０は、この割り込みを受信すると、例えば、図５
（ｂ）に示すように、サンプリング期間Ｔ_Sの１／２の
時間（ここでは、上述したように、Ｔ_S＝１０ｍｓであ
るから、サンプリング期間Ｔ_Sの１／２の時間は、５ｍ
ｓ）内に、例えば、ステップモータ８−１および８−２
に対し、あるサンプリング期間にパルス指令として与え
るパルス数Ｐ（ｋ）（ｋは、サンプリング期間を特定す
るための変数で、時刻に相当する）（なお、ここでは、
Ｐ（ｋ）は、例えば、Ｈレベルとなっている期間および
Ｌレベルとなっている期間の両方を合わせた数を意味す
るものとする）を、制御データとして、共有ＲＡＭ４に
書き込む。

【００４３】一方、ＣＰＵ２２は、入力可能データを共
有ＲＡＭ４に書き込んだ後、ステップＳ２において、そ
れからサンプリング期間Ｔ_Sの１／２の時間が経過した
かどうかを判定する。ステップＳ２において、サンプリ
ング期間Ｔ_Sの１／２の時間が経過していないと判定さ
れた場合、ステップＳ２に戻る。また、ステップＳ２に
おいて、サンプリング期間Ｔ_Sの１／２の時間が経過し
たと判定された場合、ステップＳ３に進み、ＣＰＵ２２
は、例えば、図５（ｃ）に示すような信号のタイミング
（例えば、そのＬレベルのタイミングなど）で、パラレ
ルインターフェイス２７を介し、共有ＲＡＭ４に書き込
まれた制御データを読み出す。

【００４４】そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ４にお
いて、例えば、図５（ｄ）に示すような期間内に、ステ
ップモータ８−１または８−２に適した回転ベクトル指
令（回転ベクトルを指令する信号）および電流指令（モ
ータ電流の最大値を指令する信号）を設定するととも
に、方向指令（モータの回転方向を指令する信号）を設
定し、モータ制御用インターフェイス３０−１または３
０−２を介して、ステップモータ制御回路２−１または
２−２それぞれに供給する。

【００４５】さらに、ＣＰＵ２２は、ステップＳ５にお
いて、共有ＲＡＭ４から読み出した制御データにしたが
って、パルス指令（１サンプリング期間のパルス数がＰ
（ｋ）のパルス）を設定し、ステップＳ４における場合
と同様にして、ステップモータ制御回路２−１および２
−２に供給する。これにより、ステップモータ制御回路
２−１および２−２に対しては、例えば、図５（ｅ）に
示すように、１サンプリング期間内に、パルス（パルス
指令）が、Ｐ（ｋ）個だけ与えられ、ステップモータ制
御回路２−１または２−２において、このパルス指令に
したがって、ステップモータ８−１または８−２にモー
タ電流が供給される。その結果、ステップモータ８−１
および８−２は、例えば、図５（ｆ）に示すように、パ
ルス指令のエッジのタイミングで、所定のステップ角ず
つ回転していく。

【００４６】以上のようにして、ステップモータ８−１
および８−２には、モータ電流が与えられ、これによ
り、Ａ相またはＢ相には、図６（ａ）または図６（ｂ）
にそれぞれ示すように、モータ電流が流れるが、このと
きのＡ相およびＢ相のモータ電流の最大値は、電流指令
により決定される。さらに、Ａ相およびＢ相のモータ電
流で表される回転ベクトルも、回転ベクトル指令により
決定される。

【００４７】即ち、回転ベクトルは、ステップモータ８
−１および８−２が理想的なものであれば、真円が形成
されるようにすれば良いが、ステップモータ８−１およ
び８−２は、それに固有の磁気歪みを有しており、この
ため、回転ベクトルを真円状としたのでは、回転トルク
が一定にならない場合がある。そして、この場合、ステ
ップモータ８−１および８−２が振動することがある。
そこで、マイコン１では、例えば、図７に示すような４
つのモードのベクトル指令のうちの、ステップモータ８
−１および８−２に適したものが選択され、これが、ス
テップモータ８−１および８−２に対し、回転ベクトル
を与える回転ベクトル指令として設定されて、ステップ
モータ制御回路２−１および２−２に供給される。そし
て、ステップモータ制御回路２−１および２−２では、
この回転ベクトル指令にしたがった回転ベクトルが形成
されるように、Ａ相およびＢ相のモータ電流が制御され
る。

【００４８】なお、モータ電流の最大値は、回転トルク
の変動に影響を与えるので、即ち、モータ電流の最大値
が小さい場合には、回転トルクはそれほど変動しない
が、モータ電流の最大値が大きくなると、回転トルクの
変動も大きくなるので、回転ベクトル指令は、モータ電
流の最大値を考慮して設定されるようになされている。

【００４９】また、マイコン１は、ステップモータ８−
１または８−２を、種々の回転ベクトル指令および電流
指令を用いて回転させ、その結果得られるカウンタ回路
７−１または７−２の出力に基づいて、ステップモータ
８−１または８−２それぞれに適した回転ベクトル指令
（回転ベクトルのモード）を、あらかじめ認識しておく
ようになされている。

【００５０】図４に戻り、ＣＰＵ２２は、ステップＳ４
において、回転ベクトル指令、電流指令、および方向指
令を出力し、さらに、ステップＳ５において、パルス指
令を出力すると、ステップＳ６に進み、パラレルインタ
ーフェイス２７を介して、共有ＲＡＭ４に、完了信号を
書き込む。

【００５１】ここで、共有ＲＡＭ４は、完了信号が書き
込まれると、ＣＰＵ１０に対し、割り込みをかけ、ＣＰ
Ｕ１０は、この割り込みを受信すると、共有ＲＡＭ４に
書き込んだ制御データにしたがった処理が終了したこと
を認識するようになされている。

【００５２】ＣＰＵ２２は、完了信号の書き込みを行っ
た後、ステップＳ７に進み、ステップモータ８−１また
は８−２が脱調しているかどうかを判定する。即ち、Ｃ
ＰＵ２２は、カウンタ回路７−１または７−２が出力す
る、１サンプリング期間のカウント値を、例えば、ステ
ップＳ４の処理を行うタイミングで、パラレルインター
フェイス２７を介して読み込み、ステップＳ７におい
て、このカウント値と、ＣＰＵ１０から制御データとし
て与えられたパルス数Ｐ（ｋ）との差が所定の閾値以上
かどうかで、ステップモータ８−１または８−２が脱調
しているかどうかを判定する。ステップＳ７において、
ステップモータ８−１または８−２が脱調していると判
定された場合、即ち、カウンタ回路７−１または７−２
からのカウント値と、パルス数Ｐ（ｋ）との差が所定の
閾値以上である場合、ステップＳ８に進み、ＣＰＵ２２
は、例えば、その旨を、共有ＲＡＭ４を介して、ＣＰＵ
１０に知らせ、また、その脱調状態から回復することが
できるような、回転ベクトル指令、電流指令、およびパ
ルス指令を、ステップモータ制御回路２−１または２−
２に供給するといった所定の処理を行い、ステップＳ１
に戻る。

【００５３】また、ステップＳ７において、ステップモ
ータ８−１または８−２が脱調していないと判定された
場合、即ち、カウンタ回路７−１または７−２からのカ
ウント値と、パルス数Ｐ（ｋ）との差が所定の閾値未満
である場合、ステップＳ８をスキップして、ステップＳ
１に戻り、以下、上述した処理を繰り返す。

【００５４】次に、図８のフローチャートを参照して、
図４のステップＳ５におけるパルス指令の出力処理につ
いて詳述する。この場合、ＣＰＵ２２は、まず最初に、
ステップＳ１１において、共有ＲＡＭ４から読み出した
１サンプリング期間ｋのパルス数Ｐ（ｋ）から、次式に
したがって、その１サンプリング期間ｋにおけるパルス
指令の周期Ｔｐ（ｋ）を算出する。

【００５５】Ｔｐ（ｋ）＝Ｔ_S／Ｐ（ｋ） ここで、周期Ｔｐ（ｋ）の単位は、秒／パルスである。

【００５６】そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ１２に
おいて、周期Ｔｐ（ｋ）に対応する値（以下、適宜、タ
イマ値という）Ｃを、タイマ回路２５−１および２５−
２に書き込み、ステップＳ１３に進み、カウンタ動作開
始指令を、タイマ回路２５−１および２５−２に出力す
る。タイマ回路２５−１および２５−２は、ＣＰＵ２２
から、カウンタ動作開始指令を受信すると、例えば、０
を初期値として、クロックジェネレータ２４が出力する
クロックのカウントを開始する。そして、タイマ回路２
５−１および２５−２は、そのカウント値が、タイマ値
Ｃと一致すると、割り込みコントローラ２６に割り込み
信号ＩＲＱＴ０を出力するとともに、カウント値を、初
期値である０にリセットし、再び、クロックのカウント
を行うことを繰り返す。

【００５７】即ち、タイマ回路２５−１および２５−２
は、図９（ａ）に示すように、そのカウント値を、クロ
ックにしたがって増加させ、カウント値がタイマ値Ｃと
一致するタイミングで、そのカウント値をリセットする
ことを繰り返す。そして、これにより、タイマ回路２５
−１および２５−２は、図９（ｂ）に示すように、周期
Ｔｐ（ｋ）で、割り込みコントローラ２６に割り込み信
号ＩＲＱＴ０を出力する。

【００５８】割り込みコントローラ２６は、タイマ回路
２５−１または２５−２から、割り込み信号ＩＲＱＴ０
を受信すると、その旨を知らせる信号を、ＣＰＵ２２に
出力するようになされており、ＣＰＵ２２では、この割
り込みコントローラ２６が出力する信号に基づき、ステ
ップＳ１４において、タイマ回路２５−１または２５−
２から割り込みがかけられたかどうかが判定される。

【００５９】ステップＳ１４において、タイマ回路２５
−１または２５−２から割り込みがかけられていないと
判定された場合、ステップＳ１４に戻る。また、ステッ
プＳ１４において、タイマ回路２５−１または２５−２
から割り込みがかけられたと判定された場合、ステップ
Ｓ１５に進み、ＣＰＵ２２は、ステップモータ制御回路
２−１または２−２に対し、パルス指令として供給され
ている、パルス指令用インターフェイス３１−１または
３１−２の出力のレベルを反転させる。

【００６０】そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ１６に
おいて、パルス指令用インターフェイス３１−１または
３１−２から出力したパルス（パルス指令）の数をカウ
ントするための変数Ｐｃを１だけインクリメントし、ス
テップＳ１７に進み、変数Ｐｃが、パルス数Ｐ（ｋ）と
等しいかどうかを判定する。なお、この変数Ｐｃは、ス
テップＳ１３において、カウンタ動作開始指令の出力と
同時に、例えば、０にリセットされるようになされてい
る。

【００６１】ステップＳ１７において、変数Ｐｃが、パ
ルス数Ｐ（ｋ）と等しくないと判定された場合（変数Ｐ
ｃが、パルス数Ｐ（ｋ）未満である場合）、ステップＳ
１４に戻り、以下、ステップＳ１７で、変数Ｐｃが、パ
ルス数Ｐ（ｋ）と等しいと判定されるまで、ステップＳ
１４乃至Ｓ１７の処理を繰り返す。これにより、ステッ
プモータ制御回路２−１または２−２に対して、図５
（ｅ）に示したように、１サンプリング期間ｋに、制御
データとして与えられたパルス数Ｐ（ｋ）だけのパルス
（パルス指令）が供給される。なお、このパルスは、デ
ューティ比が５０％のもの（ＨレベルとＬレベルとの期
間が等しいパルス）となる。

【００６２】ここで、ステップモータ制御回路２−１ま
たは２−２は、パルス指令を受信すると、そのエッジ
（立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの両方）を
検出し、そのエッジのタイミングで、モータ電流をステ
ップモータ８−１または８−２にそれぞれ供給するよう
になされており、これにより、ステップモータ８−１ま
たは８−２は、図５（ｆ）に示したように、所定のステ
ップ角単位で回転する。従って、ステップモータ８−１
および８−２の回転角は、パルス指令のエッジ数に比例
する。また、パルス指令が、連続的に、一定周期で与え
られた場合には、ステップモータ８−１および８−２
は、そのパルス指令のエッジの周期に比例した、一定の
角速度で回転する。ここで、図１０に、１サンプリング
期間におけるパルス指令のエッジの数（パルス指令量）
と、ステップモータの回転角（ロータ回転角）との関係
を示す。

【００６３】一方、ステップＳ１７において、変数Ｐｃ
が、パルス数Ｐ（ｋ）と等しいと判定された場合、即
ち、パルス数Ｐ（ｋ）だけのパルス指令を、ステップモ
ータ制御回路２−１および２−２に与えた場合、ステッ
プＳ１８に進み、ＣＰＵ２２は、カウンタ動作停止指令
を、タイマ回路２５−１および２５−２に出力し、リタ
ーンする。なお、タイマ回路２５−１および２５−２
は、カウンタ動作停止指令を受信すると、クロックのカ
ウントを停止するようになされている。

【００６４】次に、ＣＰＵ２２（マイコン１）が、パソ
コン１１からの制御データに基づいて、ステップモータ
８−１および８−２を駆動制御する場合の動作につい
て、図１１のフローチャートを参照して説明する。な
お、以下の処理が行われる場合の、ステップモータ８−
１および８−２の回転速度の変化を図１２（ａ）に、そ
の回転角の変化を図１２（ｂ）に、それぞれ示す。

【００６５】この場合、ＣＰＵ２２は、まず最初に、ス
テップＳ２１において、パソコン１１から送信されてく
る制御データを、シリアルインターフェイス３２を介し
て受信する。ここで、パソコン１１からは、制御データ
として、例えば、ステップモータ８−１および８−２の
回転軸の目標位置（目標回転角度）Ｐｒｅｆ、最高回転
速度Ｐｖｅｌ、および加速度／減速度（ここでは、加速
度と減速度とは同一の値であるとする）Ｐａｃｃが送信
されてくるようになされている。また、これらの制御デ
ータは、例えばアスキーコードなどの形で送信されてく
るようになされている。

【００６６】さらに、ＣＰＵ２２は、ステップＳ２１に
おいて、目標位置Ｐｒｅｆ、最高回転速度Ｐｖｅｌ、お
よび加速度／減速度Ｐａｃｃを、ステップモータ制御回
路２−１および２−２に与えるパルスの数に相当する値
に変換する。即ち、目標位置Ｐｒｅｆは（パルス数）を
単位とする値に、最高回転速度Ｐｖｅｌは（パルス数）
／（秒）を単位とする値に、加速度／減速度Ｐａｃｃは
（パルス数）／（秒）²を単位とする値に、それぞれ変
換される。ここで、パソコン１１からの目標位置Ｐｒｅ
ｆ、最高回転速度Ｐｖｅｌ、および加速度／減速度Ｐａ
ｃｃと、これらをパルス数に対応する値に変換したもの
とは、１対１に対応したものであり、以下では、両者
を、特に区別しないものとする。

【００６７】ＣＰＵ２２は、パソコン１１から制御デー
タを受信すると、ステップＳ２２において、図４のステ
ップＳ４における場合と同様にして、回転ベクトル指
令、電流指令、および方向指令を設定し、ステップモー
タ制御回路２−１および２−２に供給し、ステップＳ２
３に進む。ステップＳ２３では、ＣＰＵ２２は、例え
ば、図１３のフローチャートにしたがい、パルス指令を
出力し、処理を終了する。

【００６８】即ち、ＣＰＵ２２は、まず最初に、ステッ
プＳ３１において、加速度／減速度Ｐａｃｃから、１サ
ンプリング期間ｋに出力するパルス数Ｐ（ｋ）を、例え
ば次式にしたがって算出する。

【００６９】Ｐ（ｋ）＝Ｐ（ｋ−１）＋Ｐａｃｃ

【００７０】そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３２に
おいて、パルス生成処理を行う。即ち、ステップＳ３２
では、図８のフローチャートにしたがった処理と同様の
処理が行われ、これにより得られるパルス指令が、ステ
ップモータ制御回路２−１および２−２に供給される。
これにより、ステップモータ８−１および８−２の回転
速度は、図１２（ａ）に右上がりの階段状の線で示すよ
うに、加速度／減速度Ｐａｃｃ単位で上昇していく。

【００７１】その後、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３３に
おいて、現時点までに、ステップモータ制御回路２−１
または２−２に供給したパルス（パルス指令）の数の総
和値（以下、適宜、累積パルス数という）ＰＰ（ｋ）
を、次式にしたがって算出する。

【００７２】 ＰＰ（ｋ）＝ＰＰ（ｋ−１）＋Ｐ（ｋ） ・・・（１） ここで、累積パルス数ＰＰ（ｋ）は、ステップモータ８
−１および８−２の回転軸の現在位置を表している。

【００７３】そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３４に
おいて、目標位置Ｐｒｅｆと、現在位置ＰＰ（ｋ）との
差分Ｐｒｆｔを計算し、ステップＳ３５に進み、この差
分Ｐｒｆｔが、現在位置ＰＰ（ｋ）以下であるかどうか
を判定する。ステップＳ３５において、差分Ｐｒｆｔ
が、現在位置ＰＰ（ｋ）以下であると判定された場合、
即ち、現在位置ＰＰ（ｋ）が、目標位置Ｐｒｅｆの１／
２の位置に等しい場合、またはその位置を越えている場
合、ステップＳ３６乃至Ｓ４１をスキップして、ステッ
プＳ４２に進む。この場合、ステップモータ８−１およ
び８−２の回転速度を一定する処理（ステップＳ３８乃
至Ｓ４１の処理）が行われずに、ステップＳ４２以降に
おいて、ステップモータ８−１および８−２の回転速度
を減速させる処理が行われ、図１３（ａ）に点線で示す
ように、その回転速度は低下していく。

【００７４】また、ステップＳ３５において、差分Ｐｒ
ｆｔが、現在位置ＰＰ（ｋ）以下でないと判定された場
合、即ち、現在位置ＰＰ（ｋ）が、目標位置Ｐｒｅｆの
１／２の位置より手前の位置である場合、ステップＳ３
６に進み、ＣＰＵ２２は、現在のパルス指令の周期、即
ち、パルス指令の出力レート（出力速度）Ｔｐ（ｋ）
が、最高回転速度Ｐｖｅｌ以上であるかどうかを判定
し、最高回転速度Ｐｖｅｌ以上でない場合には、ステッ
プＳ３１に戻る。また、現在のパルス指令の出力速度Ｔ
ｐ（ｋ）が、最高回転速度Ｐｖｅｌ以上である場合、ス
テップＳ３６からＳ３７に進み、ＣＰＵ２２は、変数Ｐ
Ｐ０に、そのときの現在位置（パルス指令の出力速度Ｔ
ｐ（ｋ）が、最高回転速度Ｐｖｅｌ以上となったときの
位置（回転角））ＰＰ（ｋ）をセットし、ステップＳ３
８に進む。

【００７５】ステップＳ３８において、ＣＰＵ２２は、
パルス指令の出力速度（ステップモータ８−１，８−２
の回転速度）Ｔｐ（ｋ）に、最高回転速度Ｐｖｅｌをセ
ットし、ステップＳ３２において、パルス生成処理を行
う。即ち、ステップＳ３２では、図８のフローチャート
のステップＳ１２以降の処理と同様の処理が行われ、こ
れにより得られるパルス指令が、ステップモータ制御回
路２−１および２−２に供給される。そして、ＣＰＵ２
２は、ステップＳ４０において、次式にしたがって、現
在位置ＰＰ（ｋ）を算出する。

【００７６】ＰＰ（ｋ）＝ＰＰ（ｋ−１）＋Ｐｖｅｌ

【００７７】ＣＰＵ２２は、現在位置ＰＰ（ｋ）の算出
後、ステップＳ４１に進み、目標位置Ｐｒｅｆと現在位
置ＰＰ（ｋ）との差分（Ｐｒｅｆ−ＰＰ（ｋ））が、パ
ルス指令の出力速度が、最高回転速度Ｐｖｅｌ以上とな
ったときの位置を表す値（変数）ＰＰ０以下であるかど
うかを判定する。ステップＳ４１において、差分Ｐｒｅ
ｆ−ＰＰ（ｋ）が変数ＰＰ０以下でないと判定された場
合、即ち、現在位置ＰＰ（ｋ）から目標位置Ｐｒｅｆま
での距離が、回転速度が最高速度になるまでの距離ＰＰ
０より長い場合、ステップＳ３８に戻り、ステップＳ３
８乃至Ｓ４１の処理を繰り返す。

【００７８】ここで、ステップＳ３８乃至Ｓ４１の処理
が繰り返し行われている間は、ステップＳ３８におい
て、回転速度（周期）Ｔｐ（ｋ）に、最高回転速度Ｐｖ
ｅｌがセットされるため、ステップモータ８−１および
８−２は、その最高回転速度Ｐｖｅｌで回転される。即
ち、ステップモータ８−１および８−２は、一定速度で
回転される。図１２（ａ）の時間を表す横軸と水平な部
分は、ステップモータ８−１および８−２が、一定速度
で回転している状態を示している。

【００７９】一方、ステップＳ４１において、差分Ｐｒ
ｅｆ−ＰＰ（ｋ）が変数ＰＰ０以下であると判定された
場合、即ち、現在位置ＰＰ（ｋ）から目標位置Ｐｒｅｆ
までの距離が、回転速度が最高速度になるまでの距離Ｐ
Ｐ０以下となった場合、ステップＳ４２に進み、回転速
度を減速させるための処理が行われる。

【００８０】即ち、ＣＰＵ２２は、ステップＳ４２にお
いて、加速度／減速度Ｐａｃｃから、１サンプリング期
間ｋに出力するパルス数Ｐ（ｋ）を、例えば次式にした
がって算出する。

【００８１】Ｐ（ｋ）＝Ｐ（ｋ−１）−Ｐａｃｃ

【００８２】そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ４３に
おいて、パルス生成処理を行う。即ち、ステップＳ４３
では、図８のフローチャートにしたがった処理と同様の
処理が行われ、これにより得られるパルス指令が、ステ
ップモータ制御回路２−１および２−２に供給される。
これにより、ステップモータ８−１および８−２の回転
速度が、図１２（ａ）に右下がりの階段状の線で示すよ
うに、加速度／減速度Ｐａｃｃ単位で低下していく。

【００８３】その後、ＣＰＵ２２は、ステップＳ４４に
おいて、１サンプリング期間ｋにおけるパルス数Ｐ
（ｋ）が、加速度／減速度Ｐａｃｃ以下であるかどうか
を判定する。ステップＳ４４において、パルス数Ｐ
（ｋ）が、加速度／減速度Ｐａｃｃ以下でないと判定さ
れた場合、ステップＳ４２に戻る。また、ステップＳ４
４において、パルス数Ｐ（ｋ）が、加速度／減速度Ｐａ
ｃｃ以下であると判定された場合、ステップＳ４５に進
み、ＣＰＵ２２は、１サンプリング期間ｋにおけるパル
ス数Ｐ（ｋ）として、目標位置Ｐｒｅｆから、前回のサ
ンプリング期間ｋ−１までの累積パルス数ＰＰ（ｋ−
１）を減算した値（Ｐｒｅｆ−ＰＰ（ｋ−１））を設定
し、ステップＳ４６において、パルス生成処理を行う。
即ち、ステップＳ４６では、図８のフローチャートのス
テップＳ１２以降の処理と同様の処理が行われる。

【００８４】そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ４７に
おいて、累積パルス数（現在位置）ＰＰ（ｋ）が、目標
位置Ｐｒｅｆと等しいかどうかを判定し（目標位置Ｐｒ
ｅｆ以上かどうかを判定し）、目標位置Ｐｒｅｆと等し
くないと判定した場合、ステップＳ４５に戻る。また、
ステップＳ４７において、ＣＰＵ２２は、累積パルス数
ＰＰ（ｋ）が、目標位置Ｐｒｅｆと等しいと判定した場
合、リターンする。これにより、ステップモータ８−１
および８−２は、目標位置Ｐｒｅｆで停止する。

【００８５】なお、この場合、ＣＰＵ２２は、モータ制
御用インターフェイス３０−１または３０−２から、ス
テップモータ８−１または８−２それぞれのブレーキ回
路８に、ブレーキ指令を送信し、ステップモータ８−１
および８−２のロータを固定するようになされている。
これにより、ステップモータ８−１および８−２は、目
標位置Ｐｒｅｆからずれずに停止した状態を保持するこ
とができるようになされている。

【００８６】また、ＣＰＵ２２は、ステップモータ８−
１および８−２の制御状態（例えば、現在位置や、脱調
しているかどうか、パルス指令の数、回転速度など）
を、シリアルインターフェイス３２を介して、パソコン
１１に送信するようになされており、これにより、ユー
ザは、リアルタイムで、ステップモータ８−１および８
−２の制御状態を認識することができるようになされて
いる。

【００８７】さらに、ＣＰＵ２２は、シリアル通信とパ
ラレル通信とによるアクセスが重なったとき、例えば、
パラレル通信を優先するようになされている。但し、シ
リアル通信を優先するようにすることも可能である。

【００８８】次に、以上においては、ステップモータ８
−１および８−２を、即ち、２軸のステップモータを駆
動制御するようにしたが、図１に示す２軸ステップモー
タドライバ回路を複数用いることで、２軸より多い多軸
のステップモータを同期させて駆動制御することが可能
である。

【００８９】即ち、図１４は、図１の２軸ステップモー
タドライバ回路を複数用いることで、３軸以上の多軸の
ステップモータを駆動制御する場合の回路構成例を示し
ている。

【００９０】まず、図１４（ａ）は、上位コントローラ
としてＣＰＵ１０を用いる場合の回路構成を示してい
る。この場合、各２軸ステップモータドライバ回路は、
上位コントローラとしてのＣＰＵ１０と、パラレルバス
（データバス）を介して接続される。さらに、ＣＰＵ１
０からは、同期信号が出力されるようになされており、
この同期信号は、各２軸ステップモータドライバ回路に
供給されるようになされている。従って、各２軸ステッ
プモータドライバ回路は、すべて、同一の同期信号に同
期して動作するようになされている。

【００９１】この場合、複数の２軸ステップモータドラ
イバ回路のいずれか１つをメインボードとするととも
に、残りをサブボードとする。そして、メインボードに
は、上述した処理に加え、サブボードに対し、共有ＲＡ
Ｍ４に入力可能データを書き込んだ旨の信号を送信させ
るようにし、サブボードには、その信号を受信させ、そ
の後、ＣＰＵ１０から送信されてくる制御データを、メ
インボードと同一のタイミングで受信させるようにすれ
ば良い。これにより、３軸以上の多軸のステップモータ
を同期して駆動することができる。

【００９２】図１４（ｂ）は、上位コントローラとして
パソコン１１を用いる場合の回路構成を示している。こ
の場合、各２軸ステップモータドライバ回路は、上位コ
ントローラとしてのパソコン１１と、ＲＳ２３２Ｃケー
ブルなどのシリアル通信用の接続線を介して接続され
る。

【００９３】この場合、各２軸ステップモータドライバ
回路すべてに対し、同一のタイミングで、制御データが
送信される。従って、この場合も、３軸以上の多軸のス
テップモータを同期して駆動することができる。

【００９４】以上のように、電流指令および回転ベクト
ル指令を設定し、ステップモータ制御回路２−１および
２−２に与えるようにしたので、ステップモータ８−１
および８−２を、滑らかに、かつ低振動で回転させるこ
とが可能となる。

【００９５】また、１つのマイコン１により、２つのス
テップモータ８−１および８−２を制御するようにした
ので、これらを、容易に同期させて回転させることがで
きる。

【００９６】さらに、上位コントローラとしてのパソコ
ン１１からは、制御データとして、目標位置を与えるよ
うにしたので、例えば、直交ロボットなどの２軸以上の
機構系において必要となる直線、円弧補間制御などを、
容易に行うことが可能となる。

【００９７】また、コイル電流を、いわばプログラマブ
ルに設定することができるので、保持トルク量を、任意
に設定することが可能となる。

【００９８】さらに、ステップモータ８−１および８−
２の加速時と減速時とには、大トルクが必要となるが、
ステップモータ８−１および８−２を一定速度で回転さ
せるときには、それほど大きなトルクは必要ないことか
ら、このような必要なトルクに応じて、コイル電流を流
すようにすることにより、実効電流を抑えながら、脱調
状態が生じる頻度を低下させることができる。

【００９９】また、カウンタ７−１またはカウンタ７−
２、およびエンコーダ９−１または９−２を設けるよう
にしたので、ステップモータ８−１または８−２それぞ
れが脱調しているかどうかを検出することができる。

【０１００】なお、本実施例においては、１つのマイコ
ン１によって、２つのステップモータ８−１および８−
２を駆動制御するようにしたが、マイコン１には、１つ
のステップモータや、３つ以上のステップモータを駆動
制御させるようにすることが可能である。

【０１０１】また、本実施例においては、ステップモー
タ８−１および８−２を２相のステップモータとした
が、ステップモータ８−１および８−２は、２相以外の
相数のステップモータとすることも可能である。

【０１０２】さらに、本実施例においては、ＣＰＵ１０
による場合と、パソコン１１による場合とで異なる制御
を行うようにしたが、同一の制御を行うようにすること
も可能である。

【０１０３】また、本実施例では、加速度および減速度
として、同一の値Ｐａｃｃを用いるようにしたが、加速
度と減速度とは異なる値を用いることも可能である。

【０１０４】さらに、本実施例では、パルス指令を設定
するための制御データを、ＣＰＵ１０やパソコン１１な
どの外部の制御装置から与えるようにしたが、その他、
例えば回転ベクトル指令や、電流指令、方向指令などを
設定するための制御データも、外部の制御装置から与え
るようにすることが可能である。

【０１０５】

【発明の効果】請求項１に記載のモータ駆動装置および
請求項１０に記載のモータ駆動方法によれば、ステップ
モータの回転角を制御するためのパルス指令、ステップ
モータに流れるモータ電流を制御するための電流指令、
およびステップモータに流れる各相のモータ電流がつく
る回転ベクトルを制御するための回転ベクトル指令が設
定され、ステップモータに与えられて駆動される。従っ
て、ステップモータを、その特性に適した形で駆動する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した２軸ステップモータドライバ
回路の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のマイコン１の構成例を示すブロック図で
ある。

【図３】図２のマイコン１のより詳細な構成例を示す図
である。

【図４】図１の２軸ステップモータドライバ回路の動作
を説明するためのフローチャートである。

【図５】図１の２軸ステップモータドライバ回路の動作
を説明するためのタイムチャートである。

【図６】ステップモータ８−１および８−２に流れるモ
ータ電流を示す波形図である。

【図７】回転ベクトルを示す図である。

【図８】図４のステップＳ５の処理のより詳細を説明す
るためのフローチャートである。

【図９】タイマ回路２５−１および２５−２を動作を説
明するためのタイムチャートである。

【図１０】１サンプリング期間におけるパルス指令のエ
ッジの数（パルス指令量）と、ステップモータの回転角
（ロータ回転角）との関係を示す図である。

【図１１】図１の２軸ステップモータドライバ回路の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図１２】ステップモータ８−１および８−２の回転速
度の変化、および回転角の変化を示す図である。

【図１３】図１１のステップＳ２３の処理のより詳細を
説明するためのフローチャートである。

【図１４】図１の２軸ステップモータドライバ回路を複
数用いた場合の回路構成例を示す図である。

【符号の説明】

１ マイコン（マイクロコンピュータ）， ２−１，２
−２ ステップモータ制御回路， ４ 共有ＲＡＭ，
５ フラッシュメモリ， ７−１，７−２ カウンタ回
路， ８−１，８−２ ステップモータ（ステッピング
モータ）， ９−１，９−２ エンコーダ， １０ Ｃ
ＰＵ， １１ パソコン（パーソナルコンピュータ），
２２ ＣＰＵ， ２４ クロックジェネレータ， ２
５−１，２５−２ タイマ回路， ２７ パラレルイン
ターフェイス， ２８ 同期信号入力用インターフェイ
ス， ２９ 同期信号出力用インターフェイス， ３０
−１，３０−２ モータ制御用インターフェイス， ３
１−１，３１−２ パルス指令用インターフェイス，
３２ シリアルインターフェイス

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステップモータを駆動するモータ駆動装
   置であって、 前記ステップモータの回転角を制御するためのパルス指
   令、前記ステップモータに流れるモータ電流を制御する
   ための電流指令、および前記ステップモータに流れる各
   相の前記モータ電流がつくる回転ベクトルを制御するた
   めの回転ベクトル指令を設定し、前記ステップモータに
   与える制御手段を備えることを特徴とするモータ駆動装
   置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、ワンチップのマイクロ
   コンピュータでなることを特徴とする請求項１に記載の
   モータ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、外部の制御装置から与
   えられる制御データにしたがって、前記パルス指令を設
   定することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装
   置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記外部の制御装置
   と、シリアル通信またはパラレル通信を行うことを特徴
   とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、複数の前記ステップモ
   ータに対し、前記パルス指令、電流指令、および回転ベ
   クトル指令を与えることを特徴とする請求項１に記載の
   モータ駆動装置。
6. 【請求項６】 前記ステップモータの脱調を検出する脱
   調検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に
   記載のモータ駆動装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記ステップモータに
   対し、ブレーキをかけるためのブレーキ指令も与えるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
8. 【請求項８】 外部の装置からの同期信号を受信する受
   信手段をさらに備え、 前記制御手段は、前記同期信号に同期して処理を行うこ
   とを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、所定の同期信号に同期
   して処理を行い、 前記同期信号を、外部の装置に対して送信する送信手段
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のモー
   タ駆動装置。
10. 【請求項１０】 ステップモータを駆動するモータ駆動
    方法であって、 前記ステップモータの回転角を制御するためのパルス指
    令、前記ステップモータに流れるモータ電流を制御する
    ための電流指令、および前記ステップモータに流れる各
    相の前記モータ電流がつくる回転ベクトルを制御するた
    めの回転ベクトル指令を設定し、前記ステップモータに
    与えて駆動することを特徴とするモータ駆動方法。