JPH09331697A - ステッピングモータ駆動回路 - Google Patents

ステッピングモータ駆動回路

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JPH09331697A
JPH09331697A JP14752496A JP14752496A JPH09331697A JP H09331697 A JPH09331697 A JP H09331697A JP 14752496 A JP14752496 A JP 14752496A JP 14752496 A JP14752496 A JP 14752496A JP H09331697 A JPH09331697 A JP H09331697A
Authority
JP
Japan
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stepping motor
current
exciting
current switching
switching element
Prior art date
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Pending
Application number
JP14752496A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Nakajima
俊治 中島
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御対象の駆動条件に応じてステッピングモ
ータを駆動する。 【解決手段】 ステッピングモータ10の各励磁コイル
1〜4の環流電流を通電/遮断する環流電流スイッチン
グ素子Tr5〜Tr8を設け、ステッピングモータ10
の駆動条件に応じて環流電流スイッチング素子Tr5〜
Tr8をオン/オフし、励磁コイル1〜4の環流電流を
通電/遮断する。これにより、駆動条件に応じた最適な
ステッピングモータの駆動制御結果を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
を駆動する回路に関する。
【0002】
【従来の技術】車両が設定速度で走行するように制御す
る車両用定速走行制御装置が知られており、スロットル
バルブを駆動するためのアクチュエータとしてステッピ
ングモータを用いたものがある。このステッピングモー
タ式アクチュエータは、ギヤやワイヤなどを介してスロ
ットルバルブを駆動し、車速を調節する。
【0003】図2は、従来のステッピングモータの駆動
回路を示す。ステッピングモータ10の駆動回路20に
は、ステッピングモータ10のステータに設置された各
励磁コイル1〜4に直列にトランジスタTr1〜Tr4
が接続される。トランジスタTr1〜Tr4はコントロ
ーラ21により駆動制御され、順次にオン/オフされ
る。トランジスタTr1〜Tr4がオンすると、電源V
Bから励磁コイル1〜4に励磁電流が流れる。コントロ
ーラ21は、トランジスタTr1〜Tr4を順次にオン
/オフして励磁コイル1〜4に順次に励磁電流を流すこ
とによって、ステッピングモータ10のローターを回転
させる。ステッピングモータ10の各励磁コイル1〜4
には、それぞれ並列に抵抗器R1〜R4とダイオードD
1〜D4の直列回路が接続される。このダイオードD1
〜D4はいわゆるフライホイールダイオードと呼ばれる
もので、トランジスタTr1〜Tr4をオフした時に、
各励磁コイル1〜4に流れる電流を環流する働きをす
る。抵抗器R1〜R4はその環流電流を抑制するもので
ある。また、各トランジスタTr1〜Tr4には並列に
ツェナーダイオードZ1〜Z4が接続され、トランジス
タTr1〜Tr4の両端に印加される過電圧を抑制す
る。
【0004】図3はステッピングモータ駆動回路により
駆動した時のステッピングモータの動作特性を示す図で
あり、(a)がフライホイールダイオードD1〜D4が
ない場合のステップ動作を示し、(b)がフライホイー
ルダイオードD1〜D4がある場合のステップ動作を示
す。フライホイールダイオードD1〜D4がある場合に
は、ステップ駆動ごとに発生する励磁コイル1〜4の逆
起電力によりフライホイールダイオードD1〜D4に環
流電流が流れ、急激な電流変化が抑制されるので、
(b)に示すようにステッピングモータ10はダンピン
グ効果による緩やかな動きになり、動作が安定する。一
方、フライホイールダイオードD1〜D4がない場合に
は、ステップ駆動ごとに励磁コイル1〜4に急激な電流
変化を生じ、(a)に示すようにステッピングモータ1
0は応答が速くなるが、振動が発生する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ステッピン
グモータには脱調という特有の現象がある。これは、ス
テッピングモータの励磁コイルを切り換える速度に、実
際のロータが追従しなくなる場合に発生する現象であ
り、通常は脱調しない速度(駆動周波数)で励磁コイル
を切り換える。
【0006】従来のステッピングモータ駆動回路では、
ステッピングモータの振動を抑制するために励磁コイル
にフライホイールダイオードを設けているので、トラン
ジスタのターンオフ後も励磁コイルに励磁電流が流れ続
け、その励磁電流が制動トルクを発生する。したがっ
て、フライホイールダイオードがある場合は、フライホ
イールダイオードなしの場合に比べて駆動周波数を低く
しなければならず、応答性が制限される。
【0007】本発明の目的は、駆動対象の駆動条件に応
じてステッピングモータを駆動するステッピングモータ
駆動回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1) 請求項1の発明は、ステッピングモータの複数
の励磁コイルのそれぞれに直列に接続され、励磁電流を
通電/遮断する複数の励磁電流スイッチング素子と、各
励磁コイルに並列に接続され、環流電流を流す複数のダ
イオードとを備えたステッピングモータ駆動回路に適用
される。そして、環流電流を通電/遮断する環流電流ス
イッチング素子と、ステッピングモータの駆動条件に応
じて環流電流スイッチング素子をオン/オフする制御回
路とを備える。 (2) 請求項2のステッピングモータ駆動回路は、制
御回路によって、ステッピングモータの高速駆動が要求
される時には環流電流スイッチング素子をオフして環流
電流を遮断し、ステッピングモータの安定駆動が要求さ
れる時には環流電流スイッチング素子をオンして環流電
流を通電するようにしたものである。
【0009】
【発明の効果】
(1) 請求項1の発明によれば、ステッピングモータ
の駆動条件に応じて環流電流スイッチング素子をオン/
オフし、励磁コイルの環流電流を通電/遮断するように
したので、駆動条件に応じた最適なステッピングモータ
の駆動制御結果を得ることができる。 (2) 請求項2の発明によれば、高速駆動が要求され
る時には環流電流スイッチング素子をオフして環流電流
を遮断し、安定駆動が要求される時には環流電流スイッ
チング素子をオンして環流電流を通電するようにしたの
で、駆動条件に応じてステッピングモータの応答性と安
定性を選択でき、駆動条件に応じた最適なステッピング
モータの駆動制御結果を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は一実施形態のステッピング
モータの駆動回路図である。なお、図2に示す従来の駆
動回路と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違
点を中心に説明する。また、この実施形態では、車両用
定速走行制御装置に用いられるステッピングモータ式ア
クチュエータの駆動回路を例に上げて説明する。この実
施形態は、図2に示す従来の駆動回路のフライホイール
ダイオード回路に環流電流遮断用のトランジスタを付加
したものである。具体的には、各フライホイールダイオ
ードD1〜D4と直列にトランジスタTr5〜Tr8を
付加する。トランジスタTr5〜Tr8はコントローラ
21Aにより一斉にオン/オフする。なお、環流電流遮
断用トランジスタTr5〜Tr8の挿入位置はこの実施
形態に限定されず、フライホイールダイオード回路内で
環流電流を遮断できる位置であればどこでもよい。ま
た、この実施形態では、励磁電流スイッチング素子およ
び環流電流スイッチング素子には電界効果トランジスタ
(FET)を用いた例を示すが、これらのスイッチング
素子には一般のトランジスタやIGBTなど、電流を通
電/遮断できる素子であればどのようなものでもよい。
【0011】ステッピングモータ式アクチュエータの高
速応答性が要求される時、例えば定速走行制御の開始時
(オートクルーズセット時)や設定車速の増速終了時
(アクセラレートオフ時)には、コントローラ21Aに
よりトランジスタTr5〜Tr8をオフし、環流電流を
遮断する。そうすると、図3(a)に示すように、多少
の振動はあるものの応答が速くなり、脱調限界の駆動周
波数を上げることができる。その結果、スロットルバル
ブを高速で駆動することができ、定速走行制御の開始時
や設定車速の増速終了時の車速のオーバーシュートやア
ンダーシュートが少なくなり、速やかに設定車速に移行
することができる。
【0012】一方、ステッピングモータ式アクチュエー
タの高速応答が要求されない時は、コントローラ21A
によりトランジスタTr5〜Tr8をオンし、環流電流
を流す。この時、図3(b)に示すように、トランジス
タTr5〜Tr8をオフして環流電流を遮断した時に比
べて応答性が多少悪くなるものの、振動が抑制されてス
テップ動作時の安定性が増す。
【0013】このように、定速走行制御装置のスロット
ルバルブを高速で駆動する必要ある時は、ステッピング
モータ10の励磁コイルのフライホイールダイオードD
1〜D4の環流電流を遮断し、高周波数で励磁コイルD
1〜D4を切り換えてステッピングモータ10を駆動す
るようにしたので、スロットルバルブを高速駆動でき
る。また、スロットルバルブを高速で駆動する必要のな
い、安定駆動が要求される時は、フライホイールダイオ
ードD1〜D4に環流電流を流し、従来の周波数で励磁
コイルD1〜D4を切り換えてステッピングモータ10
を駆動するようにしたので、スロットルバルブを安定に
駆動することができる。すなわち、制御対象のスロット
ルバルブの駆動条件に応じてステッピングモータ式アク
チュエータの応答性と応答性を選択して駆動制御するこ
とができ、駆動条件に応じた最適な駆動制御結果が得ら
れる。
【0014】以上の一実施形態の構成において、トラン
ジスタTr1〜Tr4が励磁電流スイッチング素子を、
フライホイールダイオードD1〜D4がダイオードを、
トランジスタTr5〜Tr8が環流電流スイッチング素
子を、コントローラ21Aが制御回路をそれぞれ構成す
る。なお、上述した実施形態では、車両用定速走行制御
装置に用いられるスロットルバルブ駆動用のステッピン
グモータを例に上げて説明したが、ステッピングモータ
の駆動対象は上記実施形態に限定されない。また、上記
実施形態では、各励磁コイルごとに各フライホイールダ
イオードと直列に環流電流遮断用トランジスタを設けた
例を示したが、図2に示すように、電源VBと抵抗器R
1〜R4との間に全励磁コイルに対して共通の環流電流
遮断用トランジスタTr9を設けてもよい。この場合、
トランジスタTr9のオン/オフのタイミングは、図1
に示すトランジスタTr5〜Tr8と同一とすればよ
い。図1に示す駆動回路に比べ、1個の環流電流遮断用
トランジスタで構成できるので、装置の小型化とコスト
低減を達成できる。さらに、ステッピングモータの励磁
コイルの個数は上記実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施形態のステッピングモータ駆動回路図
である。
【図2】 一実施形態の変形例のステッピングモータ駆
動回路図である。
【図3】 従来のステッピングモータ駆動回路図であ
る。
【図4】 ステッピングモータの励磁コイルにフライホ
イールダイオードがない場合(a)とある場合(b)の
ステッピングモータの動作特性を示す図である。
【符号の説明】
1〜4 励磁コイル 10 ステッピングモータ 20 駆動回路 21,21A コントローラ D1〜D4 フライホイールダイオード Tr1〜Tr4 トランジスタ Tr5〜Tr8,Tr9 環流電流遮断用トランジスタ Z1〜Z4 ツェナーダイオード R1〜R4 抵抗器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステッピングモータの複数の励磁コイル
    のそれぞれに直列に接続され、励磁電流を通電/遮断す
    る複数の励磁電流スイッチング素子と、 前記各励磁コイルに並列に接続され、環流電流を流す複
    数のダイオードとを備えたステッピングモータ駆動回路
    において、 前記環流電流を通電/遮断する環流電流スイッチング素
    子と、 ステッピングモータの駆動条件に応じて前記環流電流ス
    イッチング素子をオン/オフする制御回路とを備えるこ
    とを特徴とするステッピングモータ駆動回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のステッピングモータ駆
    動回路において、 前記制御回路は、ステッピングモータの高速駆動が要求
    される時には前記環流電流スイッチング素子をオフして
    前記環流電流を遮断し、ステッピングモータの安定駆動
    が要求される時には前記環流電流スイッチング素子をオ
    ンして前記環流電流を通電することを特徴とするステッ
    ピングモータ駆動回路。
JP14752496A 1996-06-10 1996-06-10 ステッピングモータ駆動回路 Pending JPH09331697A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007317512A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Matsushita Electric Works Ltd 点灯装置、灯具、車両
JP2013092534A (ja) * 2013-01-17 2013-05-16 Fuji Electric Co Ltd 半導体試験装置
JP2016152695A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 Necスペーステクノロジー株式会社 モータ駆動回路および制御方法

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