JPH10178800A

JPH10178800A - ステッピングモ−タ駆動装置

Info

Publication number: JPH10178800A
Application number: JP34003496A
Authority: JP
Inventors: Housen Chiyou; 宝泉張; Masumi Nishikawa; 川増美西; Mutsumi Miyashiro; 代睦己宮; Takahiro Yamada; 田高裕山; Hideo Fukatsu; 津英雄深
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的位置追跡用のセンサを用いることな
く、ステッピングモ−タの脱調を検出する。脱調があっ
ても位置追跡エラ−を防止。過負荷時の損傷を回避。【解決手段】電圧指示値Ｖａ１，Ｖｂ１が高低ｓｉｎ
／ｃｏｓする電圧指示ＰＷＭパルスを発生する指示手段
１９１；ＰＷＭパルスでチョッピングした電圧をモ−タ
１７１に印加するドライバ１９９ａ；モ−タ１７１の通
電流値ｉａ１を検出する抵抗１０１Ａ１１，１０１Ａ１
２；および、電圧指示ＰＷＭパルスでチョップした電圧
をモ−タ１７１に印加したときモ−タに流れる予定電流
値Ｉａ１と、実際に流れた電流値ｉａ１とを比較し、両
者の差Ｅａ１が設定範囲Ｅｓ１を外れると、脱調情報Ａ
Ｆ＝１を発生する脱調検出手段１９１；を備える。これ
はステアリングホイ−ルのチルト，テレスコ駆動に適用
され、脱調検出時には駆動が停止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体を駆動するス
テッピングモ−タの脱調検出ならびに該物体の位置決め
制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】比較的に高精度の位置決めを要する物体
の駆動にステッピングモ−タが用いられることが多く、
例えば車両上エンジンのスロットルバルブの開閉駆動，
ステアリングホイ−ルのチルト駆動およびテレスコ−プ
（以下テレスコと略記する）駆動，シ−ト（座席の尻受
け）の上下駆動あるいはシ−トバック（座席の背もた
れ）の傾斜駆動に用いられている。例えばステアリング
ホイ−ルやシ−トの場合、使用者（例えば運転者）に対
して最適姿勢に調整可であり、最適姿勢をメモリに書込
んでおくことにより、例えばエンジンキ−をキ−シリン
ダに装着すると自動的に最適姿勢に駆動し、キ−を抜く
と自動的に退避姿勢に駆動することが行なわれている。

【０００３】過負荷（負荷外乱）が無い場合、ステッピ
ングモ−タの電気的な駆動ステップ数をカウントするこ
とにより、被駆動物の移動量が分るので、電気的な駆動
ステップ数をカウントし、カウント値に基づいて被駆動
物の位置を認識し、被駆動物を所望位置に位置決めしう
る。したがって、別途位置センサ又は位置追跡用のロ−
タリエンコ−ダなどを用いることなく、被駆動物体の位
置を追跡しうる。

【０００４】しかしながら、最適姿勢又は退避姿勢に駆
動中に、例えば物がつかえるとか、人に当るとかして駆
動負荷が増大した場合には、ステアリングホイ−ル又は
シ−トの駆動機構，ステッピングモ−タ，つかえた物あ
るいは人の損傷を回避するために駆動を停止する必要が
ある。過負荷により、ステッピングモ−タが脱調とな
る。脱調とは、電気的なステップ駆動に対して、実際の
モ−タ回転（物体駆動）が伴わない状態であるので、脱
調を生じその期間がステップ周期以上になると、電気的
な駆動ステップ数のカウント値と被駆動物体の位置とに
ずれを生じ、カウント値に基づいた位置決めはエラ−と
なる。

【０００５】特開平４−３６４３９９号公報には、スロ
ットルバルブを開閉駆動するステッピングモ−タに回転
角センサを結合して、回転角センサの検出値をセ−ブし
てからステッピングモ−タを電気的な駆動ステップ数で
所定ステップ数正回転駆動しそして同じステップ数逆回
転駆動し、これを終えたときの回転角センサの検出値か
らセ−ブしている検出値を減算した差値をチェックし
て、それが設定範囲を越えていると脱調があると判定し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】回転角センサを備える
ので、被駆動物体の位置追跡用の位置センサ又は位置追
跡用のロ−タリエンコ−ダなどを備える場合と同様に、
付加センサが必要であり、機構要素が増え、収納スペ−
スが大きくなり、しかもコストアップとなる。

【０００７】本発明は、機械的位置追跡用のセンサを用
いることなく、ステッピングモ−タの脱調を検出するこ
とを第１の目的とする。ステッピングモ−タの電気的な
駆動ステップ数のカウント値に基づいて被駆動物体を正
確に位置決めすることを第２の目的とし、ステッピング
モ−タに脱調があっても該カウント値は被駆動物体の位
置を正しく表わすものとすることを第３の目的とし、被
駆動物体にものがつかえたり外力が加わったときの、駆
動機構，ステッピングモ−タ，つかえた物あるいは人の
損傷を回避することを第４の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（１）所定の周期で指示値(Va1,Vb1)が高低(sin,cos)す
る電圧指示信号(PA1,PB1の出力パルス)を発生するモ−
タ駆動指示手段(191)；前記電圧指示信号に応答して、
該電圧指示信号が指定する電圧(Va1,Vb1)をステッピン
グモ−タ(171)に印加するモ−タドライバ(199a)；前記
ステッピングモ−タ(171)の通電電流値(ia1,ib1)を検出
する電流検出手段(101A1,101A2,101B1,101B2)；およ
び、前記電圧指示信号が指示する電圧を前記ステッピン
グモ−タ(171)に印加したときステッピングモ−タに流
れる予定電流値(Ia1,Ib1)と、該電圧指示信号に前記モ
−タドライバが応答してステッピングモ−タ(171)に電
圧を印加した結果ステッピングモ−タに流れて前記電流
検出手段(101A1,101A2,101B1,101B2)で検出された通電
電流値(ia1,ib1)とを比較し、両者の差(Ea1,Eb1)が設定
範囲(Es1)を外れると、脱調情報(AF=1)を発生する脱調
検出手段(191)；を備えるステッピングモ−タ駆動装
置。

【０００９】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の記号を付記した。

【００１０】これによれば、予定電流値(Ia1,Ib1)をス
テッピングモ−タ(171)に流すための電圧指示信号を出
力してから、それによって実際にステッピングモ−タ(1
71)に流れた電流値(ia1,ib1)が検出されたときに、目標
電流値である予定電流値(Ia1,Ib1)とフィ−ドバック値
である検出電流値(ia1,ib1)が比較される。脱調が実質
上無いときには、予定電流値(Ia1,Ib1)≒検出電流値(ia
1,ib1)である。

【００１１】過負荷により脱調したときには、検出電流
値(ia1,ib1)が過負荷電流値となるので、両者の差＝┃
予定電流値(Ia1,Ib1)−検出電流値(ia1,ib1)┃が大きく
なり、設定範囲(Es1)を外れる。このとき脱調検出手段
(191)が脱調情報(AF=1)を発生する。このように、機械
的位置追跡用のセンサを用いることなく、ステッピング
モ−タの脱調が検出される。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（２）物体の駆動を指示する移動指示手段(31)；該指示
(31の開から閉)に応答して、所定の周期で指示値(Va1,V
b1)が高低(sin,cos)する電圧指示信号(PA1,PB1の出力パ
ルス)を発生するモ−タ駆動指示手段(191)；前記電圧指
示信号に応答して、該電圧指示信号が指定する電圧(Va
1,Vb1)を、物体を駆動するステッピングモ−タ(171)に
印加するモ−タドライバ(199a)；現在位置情報を保持
し、前記電圧指示信号の高底の一周期当り所定数現在位
置情報を更新する現在位置追跡手段(191)；前記ステッ
ピングモ−タ(171)の通電電流値(ia1,ib1)を検出する電
流検出手段(101A1,101A2,101B1,101B2)；および、前記
電圧指示信号が指示する電圧(Va1,Vb1)を前記ステッピ
ングモ−タ(171)に印加したときステッピングモ−タに
流れる予定電流値(Ia1,Ib1)と、該電圧指示信号に前記
モ−タドライバが応答してステッピングモ−タ(171)に
電圧を印加した結果ステッピングモ−タに流れて前記電
流検出手段(101A1,101A2,101B1,101B2)で検出された通
電電流値(ia1,ia2)とを比較し、両者の差(Ea1,Eb1)が設
定範囲(Es1)を外れると、前記モ−タドライバ(199a)を
介した前記ステッピングモ−タ(171)への電圧の印加を
停止する脱調検出手段(191)；を備えるステッピングモ
−タ駆動装置。

【００１３】これによれば、移動指示手段(31)が物体の
駆動を指示すると(31が開から閉に切換わると)、物体の
駆動が開始され、現在位置追跡手段(191)がステッピン
グモ−タ(171)の電気的なステップ駆動に同期して物体
の現在位置情報を更新する。これにより、物体の駆動中
の物体位置が分かる。この駆動中に、仮に┃予定電流値
(Ia1,Ib1)−検出電流値(ia1,ib1)┃が大きくなり、設定
範囲(Es1)を外れると、脱調検出手段(191)がモ−タドラ
イバ(199a)を介した前記ステッピングモ−タ(171)への
電圧の印加を停止するので、そこでステッピングモ−タ
(171)の駆動(電圧印加:電気付勢)が停止する。

【００１４】これにより、現在位置追跡手段(191)の現
在位置情報の更新が停止するので、現在位置情報は物体
の停止位置を正しく表わすものに留まる。また、物体に
ものがつかえたり外力が加わっていた場合、更なる駆動
がないので、駆動機構，ステッピングモ−タ，つかえた
ものの損傷が回避される。

【００１５】（３）目標位置情報を保持し、前記現在位
置情報が目標位置情報に合致すると前記モ−タドライバ
(199a)を介した前記ステッピングモ−タ(171)への電圧
の印加を停止する位置決め手段(191)；を更に備える上
記（２）のステッピングモ−タ駆動装置。

【００１６】これによれば、脱調検出手段(191)がステ
ッピングモ−タの脱調を検出しないと、物体が目標位置
に到達したときに自動的にステッピングモ−タの駆動が
停止する。

【００１７】（４）物体の往駆動および復駆動を指示す
る移動指示手段(31)；前記往駆動の指示(31の開から閉)
に応答して所定の周期で指示値(Va1,Vb1)が高低(sin,co
s)する往駆動用の電圧指示信号(PA1,PB1の出力パルス)
を発生し、前記復駆動の指示(31の閉から開)に応答して
所定の周期で指示値が高低する復駆動用の電圧指示信号
を発生するモ−タ駆動指示手段(191)；前記電圧指示信
号に応答して、該電圧指示信号が指定する電圧を、物体
を駆動するステッピングモ−タ(171)に印加するモ−タ
ドライバ(199a)；現在位置情報を保持し、前記電圧指示
信号の高底の一周期当り所定数現在位置情報を更新する
現在位置追跡手段(191)；目標位置情報および原点位置
情報を保持し、前記往駆動の指示に対応して前記ステッ
ピングモ−タ(171)に往駆動用の電圧を印加していると
き前記現在位置情報が目標位置情報に合致すると往駆動
用の電圧の印加を停止し、前記往駆動の指示に対応して
それが発生したときの前記現在位置情報を目標位置情報
に設定しかつこの指示に対応して前記ステッピングモ−
タ(171)に復駆動用の電圧を印加しているとき前記現在
位置情報が原点位置情報に合致すると復駆動用の電圧の
印加を停止する位置決め手段(191)；前記ステッピング
モ−タ(171)の通電電流値(ia1,ib1)を検出する電流検出
手段(101A1,101A2,101B1,101B2)；および、前記電圧指
示信号が指示する電圧を所定の負荷の前記ステッピング
モ−タ(171)に印加したときステッピングモ−タ(171)に
流れる予定電流値(Ia1,Ib1)と、該電圧指示信号に前記
モ−タドライバが応答してステッピングモ−タ(171)に
電圧を印加した結果ステッピングモ−タ(171)に流れて
前記電流検出手段(101A1,101A2,101B1,101B2)で検出さ
れた通電電流値(ia1,ib1)とを比較し、両者の差(Ea1,Eb
1)が設定範囲(Es1)を外れると、前記モ−タドライバ(19
9a)を介した前記ステッピングモ−タ(171)への電圧の印
加を停止する脱調検出手段(191)；を備えるステッピン
グモ−タ駆動装置。

【００１８】これによれば、移動指示手段(31)が往駆動
を指示するとステッピングモ−タ(171)が正転駆動され
て物体が往移動し、脱調検出手段(191)がステッピング
モ−タの脱調を検出しないと、物体が目標位置に到達し
たときに自動的にステッピングモ−タの駆動が停止す
る。また、移動指示手段(31)が復駆動を指示するとステ
ッピングモ−タ(171)が逆転駆動されて物体が復移動
し、脱調検出手段(191)がステッピングモ−タの脱調を
検出しないと、物体が原点位置に到達したときに自動的
にステッピングモ−タの駆動が停止する。

【００１９】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００２０】

【実施例】図１に、本発明の一実施例（図３）の駆動対
象のステアリング装置１の側面を、図２に縦断面を示
す。このステアリング装置１には、ステアリングホイ−
ルチルト機構およびテレスコ機構が装備されており、こ
れらチルト機構およびテレスコ機構の原動機であるステ
ッピングモ−タ１７１および１８１が、実施例（図３）
の駆動対象である。

【００２１】ステアリング装置１は、車両の前輪を操舵
するものであり、チルト機構は、ステアリングホイール
（図示略）が上端（図面上で右端）に固着されるアッパ
シャフト１６を、運転者に向けて到れるチルトダウン方
向（往方向）および起立して運転者から離れるチルトア
ップ方向（復方向）に駆動するものである。テレスコ機
構は、アッパシャフト１６を、上がるテレスコアップ方
向（往方向）および下がるテレスコダウン（復方向）に
駆動するものである。

【００２２】図１及び図２に示すように、このステアリ
ング装置１は、主に、固定コラム１１（固定部材）と、
移動コラム１２と、揺動コラム１３と、ロアシャフト１
４と、センタシャフト１５と、アッパシャフト１６と、
チルト機構１７と、テレスコ機構１８と、本発明の一実
施例である電子制御装置（以下ＥＣＵという）１９とを
備えている。

【００２３】固定コラム１１は、車両ボデー（図示せ
ず）に固定されている。移動コラム１２は、車両上下方
向および車両前後方向（図示Ａ方向）に固定コラム１１
に対し移動可能に固定コラム１１にピン２０を介して支
持されている。このピン２０により移動コラム１２は固
定コラム１１に対し回転規制されている。揺動コラム１
３は、移動コラム１２に固定された枢支ピン２１（図１
に図示）に車両略上下方向（図示Ｂ方向）に揺動可能に
枢支されている。

【００２４】ロアシャフト１４は、固定コラム１１に回
転可能に支持され、図示左端は車両の前輪に連係されて
いる。ロアシャフト１４の図示右端外周には、ロアシャ
フトの軸方向に延在するスプライン１４１が形成されて
いる。センタシャフト１５は、移動コラム１２内に回転
可能に配設され、ロアシャフト１４と同軸上に並んでい
る。センタシャフト１５は、図示左端に円筒部１５１を
有しており、この円筒部１５１の内周には、センタシャ
フト１５の軸方向に延在するスプライン１５２が形成さ
れている。円筒部１５１には、ロアシャフト１４の図示
右端が挿入され、ロアシャフト１４のスプライン１４１
がスプライン１５２に係合している。このスプライン係
合により、センタシャフト１５は、ロアシャフト１４と
一体回転可能であり、ロアシャフト１４に対し図示Ａ方
向に移動可能になっている。アッパシャフト１６は、揺
動コラム１３に固定された円筒部材２２に回転可能に支
持され、ロアシャフト１４及びセンタシャフト１５と同
軸上に並んでいる。アッパシャフト１６の図示左端部
は、ボールジョイント２３を介してセンタシャフト１５
に連結され、このボールジョイント２３によりアッパシ
ャフト１６はセンタシャフト１５と一体回転可能であ
り、センタシャフト１５に対し図示Ｂ方向に揺動可能で
ある。このアッパシャフト１６の先端（図面上右端）に
は、ステアリングホイール（図示せず）が固定されてい
る。

【００２５】チルト機構１７は、揺動コラム１３を移動
コラム１２のピン２１に対し図示Ｂ方向に揺動させるた
めのものである。このチルト機構１７は、後述するステ
ッピングモータ１７１と、ギヤ１７２と、スプラインシ
ャフト１７３と、スクリューシャフト１７４と、ナット
部材１７５とを備えている。

【００２６】ステッピングモータ１７１は、固定コラム
１１の側面に取り付けられる。ギヤ１７２は、固定コラ
ム１１に支持され、ベルト（図示せず）を介してステッ
ピングモータ１７１の出力軸（図示せず）に連結されて
いる。スプラインシャフト１７３は、ギヤ１７２と一体
回転可能に且つギヤ１７２に対し図示Ａ方向に移動可能
にギヤ１７２の内周部に係合しており、図示Ａ方向に延
在している。スクリューシャフト１７４は、スプライン
シャフト１７３の図示右端にジョイント１７６を介して
一体回転可能に連結され、スプラインシャフト１７３と
同軸上に配置されている。ナット部材１７５は、スクリ
ューシャフト１７４の外周部に螺合され、結果、スクリ
ューシャフト１７４が回転した時にそれが図示Ａ方向に
移動するようになっている。このナット部材１７５は、
２つの固定ピン１７７（１つのみ図１に図示）により揺
動コラム１３に固定されている。

【００２７】テレスコ機構１８は、移動コラム１３を固
定コラム１１に対し車両前後方向に移動させるためのも
のである。このテレスコ機構１８は、後述するステッピ
ングモータ１８１と、ギヤ（図示せず）と、スクリュー
シャフト（図示せず）と、ナット部材（図示せず）とを
備えている。

【００２８】ステッピングモータ１８１は、固定コラム
１１の側面にステッピングモータ１７１と並んで取り付
けられる。ギヤは、ステッピングモータ１８１の出力軸
（図示せず）に連結されている。スクリューシャフト
は、ギヤに一体回転可能に連結されている。ナット部材
は、スクリューシャフトの外周部に螺合され、結果、ス
クリューシャフトが回転した時にそれが図示Ａ方向に移
動するようになっている。このナット部材は、ブラケッ
ト（図示せず）を介して移動コラム１２に固定されてい
る。

【００２９】上記構成のステアリング装置１の作動を説
明する。運転者がステアリングホイールを操作すると、
アッパシャフト１６、センタシャフト１５及びロアシャ
フト１４が一体回転し、結果、車両の前輪が操舵され
る。後述するＥＣＵ１９によりチルト用のステッピング
モータ１７１が所定角度だけ駆動されると、ギヤ１７
２，スプラインシャフト１７３及びスクリューシャフト
１７４が一体回転する。すると、スクリューシャフト１
７４及びナット部材１７５間の螺合により、ナット部材
１７５が図示Ａ方向に移動し、結果、揺動コラム１３及
び円筒部材２２が移動コラム１２に対しピン２１を支点
として図示Ｂ方向に揺動する。このとき、アッパシャフ
ト１６はボールジョイント２３を介してセンタシャフト
１５に連結されているため、アッパシャフト１６も揺動
コラム１３と共にセンタシャフト１５に対し図示Ｂ方向
に揺動する。これにより、ステアリングホイールが図示
Ｂ方向（車両上下方向）に移動し、チルト角の調整がな
される。

【００３０】また、後述するＥＣＵ１９によりテレスコ
用のステッピングモータ１８１が所定角度だけ駆動され
ると、ギヤ及びスクリューシャフトが一体回転する。す
ると、スクリューシャフト及びナット部材間の螺合によ
り、ナット部材が図示Ａ方向に移動し、結果、移動コラ
ム１２が固定コラム１１に対し図示Ａ方向に移動する。
従って、移動コラム１２に枢支ピン２１を介して支持さ
れた揺動コラム１３及び円筒部材２２も図示Ａ方向に一
体的に移動する。その結果、アッパシャフト１６及びセ
ンタシャフト１５も図示Ａ方向に一体的に移動する。こ
れにより、ステアリングホイールが図示Ａ方向（車両前
後方向）に移動し、突出し位置の調整がなされる。

【００３１】図３に示すように、ＥＣＵ１９は、バスを
介して相互に接続された入力ポート１９２，出力ポート
１９３，プロセシングユニット（以下ＣＰＵと称す）１
９４，リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１９５，ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１９６及びタイマ１９７か
ら成るマイクロコンピュータ（以下マイコンと称す）１
９１を備えている。このＥＣＵ１９には、キー挿入スイ
ッチ３１，チルトアップスイッチ３２，チルトダウンス
イッチ３３，テレスコアップスイッチ３４及びテレスコ
ダウンスイッチ３５等が電気的に接続されている。

【００３２】キー挿入スイッチ３１は、イグニッション
キー（図示せず）を受けるキ−シリンダに装備されてお
り、キ−シリンダにイグニッションキ−が挿入された時
にＯＦＦ（開）からＯＮ（閉）に切り換わり、イグニッ
ションキー（図示せず）が抜かれた時にＯＦＦに切り換
わる。チルトアップ，ダウンスイッチ３２，３３及びテ
レスコアップ，ダウンスイッチ３４，３５は、運転室内
に設置され、操作された時にＯＮに切り換わり、操作が
解除された時にＯＦＦに切り換わるプッシュスイッチで
ある。

【００３３】これらの出力信号は、増幅回路１９８ａ〜
１９８ｅを介して夫々入力ポート１９２からＣＰＵ１９
４に入力されるように構成されている。また、出力ポー
ト１９３からモ−タドライバ１９９ａ（チルト用）及び
１９９ｂ（テレスコ用）に対しては、それぞれに、正転
駆動用又は逆転駆動用のＰＷＭパルスが出力される。図
４に、モ−タドライバ１９９ａの構成を示す。チルト機
構１７のステッピングモ−タ１７１は２相４極であり、
Ａ正相コイルを巻回したＡ正相ポ−ル，Ｂ正相の正相コ
イルを巻回したＢ正相ポ−ル，Ａ逆相コイルを巻回した
Ａ逆相ポ−ルおよびＢ逆相コイルを巻回したＢ逆相ポ−
ルが、９０度ピッチで分布している。Ａ相正相コイルと
Ａ逆相コイルはポ−ルに対する巻回方向が逆であるの
で、これらのコイルに通電すると、Ａ正相コイルを巻回
したポ−ル（Ａ相）がＮ極に、Ａ逆相コイルを巻回した
ポ−ル（Ａにオ−バラインを付した相）がＳ極となる。
Ｂ相に関しても同様である。Ａ相コイルにｓｉｎ波状の
電圧を、Ｂ相コイルにｃｏｓ波状の電圧を印加するとス
テッピングモ−タ１７１は正回転（図４上ではロ−タが
時計方向に回転）し、逆にＡ相にｃｏｓ波状の電圧を、
Ｂ相にｓｉｎ波状の電圧を印加すると逆回転（反時計方
向）する。

【００３４】Ａ正，逆相コイルにはバイポ−ラ励磁のス
イッチング回路Ａが、Ｂ正，逆相コイルには同じくバイ
ポ−ラ励磁のスイッチング回路Ｂが接続されている。

【００３５】出力ポ−トＰＡ１からスイッチングドライ
バ１００Ａ１にＡ正相コイル通電用のＰＷＭパルス（Ｐ
ＷＭa1）が出力される。このＰＷＭパルスの反転パルス
が、スイッチングドライバ１００Ａ２にＡ逆相コイル通
電用のＰＷＭパルス（ＰＷＭa2）として与えられる。ス
イッチングドライバ１００Ａ１，１００Ａ２は、それに
与えられるＰＷＭパルスの低レベルＬから高レベルＨへ
の立上り遅延回路を含み、ＰＷＭパルスがＬからＨに立
上ると、それから遅延時間の後にＨをスイッチング回路
Ａ，Ｂに与え、ＰＷＭパルスがＨからＬに立下るときに
はそれに同期して即座にスイッチング回路Ａ，Ｂへの出
力をＨからＬに切換える。

【００３６】スイッチング回路Ａは、ドライバ１００Ａ
１の出力がＨの間のみ、Ａ正相コイルを電流検出用の抵
抗１０１Ａ１に接続し、これによりＡ正相コイルに電流
が流れ、この電流値に比例する電圧が抵抗１０１Ａ１に
発生する。スイッチング回路Ａはまた、ドライバ１００
Ａ２の出力がＨの間のみ、Ａ逆相コイルを電流検出用の
抵抗１０１Ａ２に接続し、これによりＡ逆相コイルに電
流が流れ、この電流値に比例する電圧が抵抗１０１Ａ２
に発生する。

【００３７】ＣＰＵ１９４がその出力ポ−トＰＡ１から
スイッチングドライバ１００Ａ１に出力するＰＷＭパル
ス（ＰＷＭa1）のデュ−ティを、それによってＡ正相コ
イルに印加される電圧（Ｖ_B×デュ−ティ）の時系列の
変化がｓｉｎ波（機器ア−スレベルよりも下ピ−ク値が
高い、正バイアスされた第１ｓｉｎ波）を描くように時
系列で変更すると、スイッチングドライバ１００Ａ２に
はその反転パルス（ＰＷＭa2）が与えられるので、該反
転パルスＰＷＭa2のデュ−ティは、ドライバ１００Ａ１
に与えられるパルスＰＷＭa1のデュ−ティと逆対応する
デュ−ティとなり、このデュ−ティが第１ｓｉｎ波を１
８０度分位相を遅らせた第２ｓｉｎ波を描くように時系
列で変化する。すなわち、ＣＰＵ１９４がその出力ポ−
トＰＡ１からスイッチングドライバ１００Ａ１に、Ａ正
相コイルに時系列で第１ｓｉｎ波を描く脈流電圧を印加
するためのＰＷＭパルス（ＰＷＭa1）を出力すると、自
動的に、スイッチングドライバ１００Ａ２には、第１ｓ
ｉｎ波を１８０度移相した第２ｓｉｎ波を描く脈流電圧
をＡ逆相コイルに印加するためのＰＷＭパルス（ＰＷＭ
a2）が与えられる。

【００３８】以上の説明はステッピングモ−タ１７１を
正転（図４上で時計方向回転）駆動するときのものであ
り、逆転（反時計方向）駆動するときには、上記説明
の、「ｓｉｎ波」を「ｃｏｓ波」と読み替えたものとな
る。

【００３９】Ｂ正相コイルおよびＢ逆相コイルに接続さ
れたスイッチング回路Ｂならびにその中のスイッチング
素子をオン／オフするスイッチングドライバ１００Ｂ１
および１００Ｂ２の構成は、上述のＡ正，逆相コイルに
接続されたものと同一である。ＣＰＵ１９４がその出力
ポ−トＰＢ１からスイッチングドライバ１００Ｂ１に、
Ｂ正相コイルに時系列で第１ｃｏｓ波を描く脈流電圧を
印加するためのＰＷＭパルス（ＰＷＭb1）を出力する
と、自動的に、スイッチングドライバ１００Ｂ２には、
第１ｃｏｓ波を１８０度移相した第２ｃｏｓ波を描く脈
流電圧をＢ逆相コイルに印加するためのＰＷＭパルス
（ＰＷＭb2）が与えられる。これは、ステッピングモ−
タ１７１を正転駆動するときであり、逆転駆動するとき
には、この説明の、「ｃｏｓ波」を「ｓｉｎ波」と読み
替えたものとなる。

【００４０】抵抗１０１Ａ１，１０１Ａ２，１０１Ｂ１
および１０１Ｂ２は、それぞれＡ正相コイル，Ａ逆相コ
イル，Ｂ正相コイルおよびＢ逆相コイルに流れる電流に
比例する電圧を発生する。それらの電圧は、ロ−パスフ
ィルタおよび増幅器を通して、上述のｓｉｎ波又はｃｏ
ｓ波の整流波（脈流）の変化を示すものに平滑化および
増幅されて、それぞれマイコン１９１のＡ／Ｄ変換入力
ポ−トｉａ１１，ｉａ１２，ｉｂ１１およびｉｂ１２に
印加される。

【００４１】テレスコ機構１８のステッピングモ−タ１
８１は、上述のステッピングモ−タ１７１と同一構造お
よび同一規格のものであり、それに接続されたモ−タド
ライバ１９９ｂの構成と機能も、上述のモ−タドライバ
１９９ａと同じである。このモ−タドライバ１９９ｂに
は、出力ポ−トＰＡ２（ＰＡ１に対応），ＰＢ２（ＰＢ
１に対応）から、モ−タ１８１の各相コイルに第１ｓｉ
ｎ波，第２ｓｉｎ波，第１ｃｏｓ波又は第２のｃｏｓ波
となる電圧を印加するためのＰＷＭパルスが与えられ
る。モ−タドライバ１９９ｂにも、図示はしないが、モ
−タ１８１のＡ正相コイルの電流値ｉａ２１，Ａ逆相コ
イルの電流値ｉａ２２，Ｂ正相コイルの電流値ｉｂ２１
およびＢ逆相コイルの電流値ｉｂ２２を検出する抵抗１
０２Ａ１（１０１Ａ１対応のもの），１０２Ａ２（１０
１Ａ２対応のもの），１０２Ｂ１（１０１Ｂ１対応のも
の）および（１０２Ｂ２）があり、これらの電圧（電流
検出信号）が、マイコン１９１のＡ／Ｄ変換入力ポ−ト
ｉａ２１，ｉａ２２，ｉｂ２１およびｉｂ２２に印加さ
れる。

【００４２】再度図３を参照すると、ＲＯＭ１９５は、
図５〜図８に示したフローチャートを含む種々の処理に
供するプログラムおよび参照デ−タを記憶し、ＣＰＵ１
９４は、当該プログラムを実行する。ＲＡＭ１９６に
は、当該プログラムの実行に必要な、入，出力デ−タあ
るいは参照デ−タが書込まれる。図示は省略したが、Ｅ
ＣＵ１９に給電する電源回路は、２系統あり、１つはイ
グニションキ−がキ−シリンダに差し込まれていないと
きにも、常にマイコン１９１，増幅器１９８ａおよび電
源投入リレ−用の図示しないリレ−ドライバに、プログ
ラム実行（入力センス），メモリデ−タの保持およびリ
レ−ＯＮ（閉，接）をしうる動作電圧を与える常時給電
回路であり、もう１つは、イグニションキ−がキ−シリ
ンダに差し込まれている間のみ、電源投入リレ−を介し
てバッテリに接続されて増幅回路１９８ｂ〜１９８ｅお
よびモ−タドライバ１９９ａ，１９９ｂに給電するキ−
差し込み時給電回路である。

【００４３】図５に、マイコン１９１のＣＰＵ１９４
の、プログラムに従った制御動作の概要（メインル−チ
ン）を示す。マイコン１９１（のＣＰＵ１９４；以下同
様）は、それに電源が投入されると（すなわち、例えば
車両出荷直前に、車両に自動車用バッテリが搭載されそ
れに電源回路が接続され、常時給電回路が動作電圧を与
えると）、マイコン１９１は、出力ポ−トの信号レベル
を待機時のものに設定し、入，出力レジスタ，デ−タセ
−ブ用のレジスタ，状態レジスタ（メモリ上の一領
域），タイマ，カウンタ等を初期値（待機時用）に設定
する（ステップ１の初期化）。なお、この時点には、チ
ルト機構は機構の上限位置までチルトアップした機構原
点に、テレスコ機構は機構の下限位置まで縮退した機構
原点にあるものとする。なお、プログラムに組込まれて
いるチルト機構の制御上の原点位置およびテレスコ機構
の制御上の原点位置は、機構原点より少しチルトダウン
およびテレスコアップした位置（姿勢）である。

【００４４】上述の初期化（ステップ１）により、チル
ト機構およびテレスコ機構に割り当てられた各現在位置
レジスタおよび各目標位置レジスタのデ−タはいずれも
０（機構原点）を示すものである。キ−シリンダにイグ
ニションキ−が差し込まれると、スイッチ３１が閉じ、
これに応答してマイコン１９１がリレ−ドライバにＯＮ
指示信号を与え、リレ−ドライバが電源投入リレ−に通
電し、該リレ−がＯＮになって、キ−差し込み時給電回
路がバッテリに接続されて、キ−差し込み時給電回路
が、増幅回路１９８ｂ〜１９８ｅおよびモ−タドライバ
１９９ａ，１９９ｂに給電する。マイコン１９１は、イ
グニションキ−の差し込み（スイッチ３１のＯＮ）を表
わす「１」をフラグレジスタＲＦに書込んで（ステップ
２〜４）、「目標位置に駆動」（ステップ５）を実行す
る。しかしここでは、前述のように、チルト機構および
テレスコ機構に割り当てられた各現在位置レジスタおよ
び各目標位置レジスタのデ−タはいずれも０（機構原
点）を示すものであり、現在位置と目標位置（各デ−
タ）が合致しているので、チルト機構およびテレスコ機
構のいずれも駆動しない。次の「３２〜３５の入力に応
答した駆動」（ステップ６）に進む。ここでスイッチ３
２〜３５のＯＮをセンスしないとステップ２に戻るの
で、以後イグニションキ−の差し込みがある間はステッ
プ２−３−６−２と循環して、スイッチ３２〜３５のＯ
Ｎに応答したチルトアップ，ダウン駆動，テレスコアッ
プ，ダウン駆動を、「３２〜３５の入力に応答した駆
動」（ステップ６）で行なう。

【００４５】１．スイッチ３２〜３５によるステアリン
グホイ−ルの姿勢設定（ステップ６）以下の説明の便利上、ここで、ある者が、スイッチ３２
〜３５を操作して彼に対して最適なチルト角度およびテ
レスコ（突出し）位置に、ステアリングホイ−ルの姿勢
を設定するとする。チルトダウン：チルトダウンスイッチ３３がＯＮになる
とこのＯＮが継続している間マイコン１９１は、時系列
でｓｉｎ波状のレベル変化をもたらすＰＷＭパルスＰＷ
Ｍa1を、出力ポ−トＰＡ１に出力すると共に、時系列で
ｃｏｓ波状のレベル変化をもたらすＰＷＭパルスＰＷＭ
b1を出力ポ−トＰＢ１に出力する。これによりステッピ
ングモ−タ１７１が正回転し、ステアリングホイ−ルが
チルトダウンする。このチルトダウンの間マイコン１９
１は、ｓｉｎ波の１周期毎にチルト現在位置レジスタの
デ−タを１インクレメント（１カウントアップ）する。
スイッチ３３がＯＦＦに戻ると、マイコン１９１はこの
チルトダウン駆動を停止する。また、チルトダウン駆動
プログラム上に、チルト機構の機械的な下限位置よりも
少しアップ位置を示すチルト制御の上限位置デ−タが含
まれており、スイッチ３３のＯＮが継続していても、チ
ルト現在位置レジスタのデ−タが該チルト制御の上限位
置デ−タに合致すると、マイコン１９１はそこでチルト
ダウン駆動を停止する。なお、以下単に「チルト上限位
置」と表記した場合、これは上述のチルト制御の上限位
置デ−タが表わす位置（制御上のチルトダウン限界）を
意味する。

【００４６】チルトアップ：チルトアップスイッチ３２
がＯＮになるとこのＯＮが継続している間マイコン１９
１は、時系列でｃｏｓ波状のレベル変化をもたらすＰＷ
ＭパルスＰＷＭa1を出力ポ−トＰＡ１に出力すると共
に、時系列でｓｉｎ波状のレベル変化をもたらすＰＷＭ
パルスＰＷＭb1を出力ポ−トＰＢ１に出力する。これに
よりステッピングモ−タ１７１が逆回転し、ステアリン
グホイ−ルがチルトアップする。このチルトアップの間
マイコン１９１は、ｓｉｎ波の１周期毎にチルト現在位
置レジスタのデ−タを１デクレメント（１カウントダウ
ン）する。スイッチ３２がＯＦＦに戻ると、マイコン１
９１はこのチルトアップ駆動を停止する。また、チルト
アップ駆動プログラム上に、チルト機構の機械的な上限
位置（機構原点）よりも少しダウン位置を示すチルト制
御の原点位置デ−タが含まれており、スイッチ３２のＯ
Ｎが継続していても、チルト現在位置レジスタのデ−タ
が該チルト制御の原点位置デ−タに合致すると、マイコ
ン１９１はそこでチルトアップ駆動を停止する。なお、
以下単に「チルト原点位置」と表記した場合、これは上
述のチルト制御の原点位置デ−タが表わす位置を意味す
る。

【００４７】テレスコアップ：テレスコアップスイッチ
３４がＯＮになるとこのＯＮが継続している間マイコン
１９１は、時系列でｓｉｎ波状のレベル変化をもたらす
ＰＷＭパルスＰＷＭa2を出力ポ−トＰＡ２に出力すると
共に、時系列でｃｏｓ波状のレベル変化をもたらすＰＷ
ＭパルスＰＷＭb2を出力ポ−トＰＢ２に出力する。これ
によりステッピングモ−タ１８１が正回転し、ステアリ
ングホイ−ルがテレスコアップする。このテレスコアッ
プの間マイコン１９１は、ｓｉｎ波の１周期毎にテレス
コ現在位置レジスタのデ−タを１インクレメントする。
スイッチ３４がＯＦＦに戻ると、マイコン１９１はこの
テレスコアップ駆動を停止する。また、テレスコアップ
駆動プログラム上に、テレスコ機構の機械的な上限位置
よりも少しダウン位置を示すテレスコ制御の上限位置デ
−タが含まれており、スイッチ３４のＯＮが継続してい
ても、テレスコ現在位置レジスタのデ−タが該テレスコ
制御の上限位置デ−タに合致すると、マイコン１９１は
そこでテレスコアップ駆動を停止する。なお、以下単に
「テレスコ上限位置」と表記した場合、これは上述のテ
レスコ制御の上限位置デ−タが表わす位置（制御上のテ
レスコアップ限界）を意味する。

【００４８】テレスコダウン：テレスコダウンスイッチ
３５がＯＮになるとこのＯＮが継続している間マイコン
１９１は、時系列でｃｏｓ波状のレベル変化をもたらす
ＰＷＭパルスＰＷＭa2を出力ポ−トＰＡ２に出力すると
共に、時系列でｓｉｎ波状のレベル変化をもたらすＰＷ
ＭパルスＰＷＭb2を出力ポ−トＰＢ２に出力する。これ
によりステッピングモ−タ１８１が逆回転し、ステアリ
ングホイ−ルがテレスコダウンする。このテレスコダウ
ンの間マイコン１９１は、ｓｉｎ波の１周期毎にテレス
コ現在位置レジスタのデ−タを１デクレメントする。ス
イッチ３５がＯＦＦに戻ると、マイコン１９１はこのテ
レスコダウン駆動を停止する。また、テレスコダウン駆
動プログラム上に、テレスコ機構の機械的な下限位置
（機構原点）よりも少しアップ位置を示すテレスコ制御
の原点位置デ−タが含まれており、スイッチ３５のＯＮ
が継続していても、テレスコ現在位置レジスタのデ−タ
が該テレスコ制御の原点位置デ−タに合致すると、マイ
コン１９１はそこでテレスコダウン駆動を停止する。な
お、以下単に「テレスコ原点位置」と表記した場合、こ
れは上述のテレスコ制御の原点位置デ−タが表わす位置
を意味する。

【００４９】以上のように、スイッチ３２〜３５を操作
して、ステアリングホイ−ルを、操作者の希望する姿勢
に設定又は調整しうる。

【００５０】２．イグニションキ−スイッチの抜きに応
答した退避駆動（ステップ８〜９）所望の姿勢（以下単に最適姿勢）にステアリングホイ−
ルを設定した状態で、イグニションキ−がキ−シリンダ
から抜かれると、スイッチ３１がＯＮからＯＦＦに転ず
る。これに応答してマイコン１９１は、チルト目標位置
レジスタにチルト現在位置レジスタのデ−タを書込み、
かつテレスコ目標位置レジスタにテレスコ現在位置レジ
スタのデ−タを書込んで（ステップ２−７−８）、フラ
グレジスタＲＦをクリアし（ステップ９）、そして「原
点位置に駆動」（ステップ１０）を実行する。

【００５１】この「原点位置に駆動」（ステップ１０）
においてマイコン１９１は、上述のチルトアップ駆動と
同じ制御態様で、チルト現在位置レジスタのデ−タがチ
ルト原点位置を示すものになるまで、ステッピングモ−
タ１７１を逆転駆動して、ステアリングホイ−ルをチル
トアップ駆動する。実質上それと並行して、マイコン１
９１は、上述のテレスコダウン駆動と同じ制御態様で、
テレスコ現在位置レジスタのデ−タがテレスコ原点位置
を示すものになるまで、ステッピングモ−タ１８１を逆
転駆動して、ステアリングホイ−ルをテレスコダウン駆
動する。そして、チルト原点位置およびテレスコ原点位
置への駆動が完了すると、リレ−ドライバへのＯＮ指示
信号をＯＦＦ指示レベルに反転する。これによりリレ−
ドライバが電源投入リレ−への通電を停止し、キ−差し
込み時電源回路がバッテリから遮断されて、増幅器１９
８ｂ〜１９８ｅおよびモ−タドライバ１９９ａ，１９９
ｂへの動作電圧の供給がなくなる。

【００５２】以上により、ステアリングホイ−ルは退避
姿勢（チルト，テレスコ共に原点位置）となっており、
チルト，テレスコ目標位置レジスタには、前述の最適姿
勢でのチルト位置デ−タ，テレスコ位置デ−タが書込ま
れており、チルト，テレスコ現在位置レジスタのデ−タ
は、共に原点位置を示すものである。

【００５３】３．イグニションキ−スイッチの差込みに
応答した最適姿勢への駆動（ステップ５）キ−シリンダにイグニションキ−が差し込まれると、ス
イッチ３１が閉じ、これに応答してマイコン１９１がリ
レ−ドライバにＯＮ指示信号を与え、リレ−ドライバが
電源投入リレ−に通電し、該リレ−がＯＮになって、キ
−差し込み時給電回路がバッテリに接続されて、キ−差
し込み時給電回路が、増幅回路１９８ｂ〜１９８ｅおよ
びモ−タドライバ１９９ａ，１９９ｂに給電する。マイ
コン１９１は、イグニションキ−の差し込み（スイッチ
３１のＯＮ）を表わす「１」をフラグレジスタＲＦに書
込んで（ステップ２〜４）、「目標位置に駆動」（ステ
ップ５）を実行する。

【００５４】図６〜図８に、「目標位置に駆動」（ステ
ップ５）の内容を示す。まず図６を参照するとここでは
まず制御演算周期を定めるための、Ｔｓ時限のＴｓタイ
マをスタ−トする（ステップ１１）。そしてチルト出力
設定（ＣＯＤ），テレスコ出力設定（ＴＯＤ）および脱
調判定（ステップ５０：図７）を、Ｔｓ周期で繰返し、
この繰返しで、ステッピングモ−タ１７１および１８１
を正転駆動し、チルト位置が目標位置になったか、また
テレスコ位置が目標位置になったかをチェックして、目
標位置になるとモ−タ駆動を停止する。また、モ−タの
脱調を検出するとそこで該モ−タの駆動を停止する。チ
ルト駆動およびテレスコ駆動共に停止した時点で、「目
標位置に駆動」（ステップ５）を終了して、次のステッ
プ６（図５）に進む。

【００５５】以下各ステップの内容を説明するが、ここ
で前提を整理しておくと、ＣＰＵ１９４の基本クロック
は、発振器が発生する４ＭＨｚの信号であり、ＣＰＵ１
９４は、ＰＷＭパルスを生成するためにそれを１／Ｎに
分周してＰＷＭ計時パルスＰa（Ｎカウントアップ情
報）を生成し、このパルスＰa（Ｎカウントアップ情報
の発生回数）を１／ｂに分周してＰＷＭ周期パルスＰb
（ｂカウントアップ情報）を生成する。パルスＰbの一
周期がＰＷＭパルスの一周期となる。ＰＷＭ周期パルス
Ｐbが発生したとき、ＰＷＭパルス出力ポ−トにＨを設
定してＰＷＭ計時パルスＰaのカウントを開始し、カウ
ント値が出力すべきＰＷＭパルスのＨ幅値に合致すると
ＰＷＭパルス出力ポ−トをＬを設定してＰＷＭ周期パル
スＰbの発生を待ち、パルスＰbが発生するとまたＰＷＭ
パルス出力ポ−トにＨを設定してＰＷＭ計時パルスＰa
のカウントを開始するという処理を繰返すことにより、
ＰＷＭパルス出力ポ−トに実際の電気パルスが出力され
る。この処理を「ＰＷＭパルス出力」と称する。

【００５６】ＰＷＭ計時パルスＰaの周期をＴa、ＰＷＭ
周期パルスＰbの周期をＴbとすると、ｂ×Ｔa＝Ｔb で
あり、与えるＨ幅値（パルスＰaをカウントすべき数）
をＨaとすると、出力パルスのデュ−ティは、（Ｈa×Ｔa）／Ｔb＝（Ｈa×Ｔa）／（ｂ×Ｔa）＝Ｈa／ｂであり、分周比１／Ｎに無関係な値となる。以上に示し
た各値の中の、Ｈaはｓｉｎ，ｃｏｓ波状の電圧をモ−
タコイルに印加するためにＣＰＵ１９４が操作する値で
あるが、他の値は、プログラム上設定された固定値であ
る。「ＰＷＭパルス出力」に、Ｈa値をロ−ドすること
又は「ＰＷＭパルス出力」に設定されているＨａを変更
することを「ＰＷＭ出力設定」と称す。

【００５７】ＣＰＵ１９４は、基本クロックを１／Ｃに
分周してステップパルスＰc（ｃカウントアップ情報）
を生成し、このパルスＰcを１／8000に分周してモ−タ
回転パルスＰd(8000カウントアップ情報）を生成し、こ
のパルスＰdをカウントアップ（インクレメント；正転
時），ダウン（デクレメント；逆転時）して現在位置デ
−タを更新する。すなわち、ステップパルスＰｃをカウ
ントアップして、カウント値が８０００に達すると、モ
−タ正転駆動時には現在位置レジスタのデ−タを１イン
クレメントし逆転駆動時には現在位置レジスタのデ−タ
を１デクレメントして、ステップパルスＰｃのカウント
値をクリアし、ステップパルスＰｃの再度のカウントア
ップを開始する。この処理を「現在位置の更新」と称
す。

【００５８】この実施例では、モ−タの１回転（３６０
度の回転）を8000ステップに分けており、１ステップの
分解能は３６０°／8000＝0.045°であり、１６０ステ
ップがｓｉｎ波の一周期(360°)に相当する。５０周期
分のｓｉｎ波を出力すると、ステップ数＝５０×１６０
＝8000であって、モ−タのロ−タが１回転する。

【００５９】上述の「ＰＷＭパルス出力」および「現在
位置の更新」は、モ−タ駆動開始時にＣＰＵ１９４が開
始し、モ−タ駆動停止時に停止する。次に、図６〜図８
の各ステップの処理内容を説明する。

【００６０】図６のステップ１２の「目標速度ｖ１の計
算」は、それが実質上Ｔｓ周期で繰返し実行されること
により、チルト駆動速度を台形状に制御するものであ
る。この処理では、増減速レジスタのデ−タを参照して
それが０（増速未完）であると、チルト目標位置−チル
ト現在位置を算出して、それが減速駆動距離（固定値）
を越えるかをチェックして、越えていると、モ−タ速度
を台形状に立上げ、また立下げるのに参照するステップ
アップレジスタのデ−タ（ステップアップ数）を参照し
て、それが設定値Ｍ（設定高速値までのステップアップ
数：固定値）に達していないと、ステップアップレジス
タのデ−タを１インクレメントし、ｖ１＝ステップアッ
プ数×ｄＶを算出する。ｄＶ＝Ｖｓ／Ｍ、Ｖｓは設定高
速値（固定値）である。そして、ステップアップレジス
タのデ−タが設定値Ｍに達したかをチェックして、達し
ていると増減速レジスタに１（増速完了）を書込む。増
減速レジスタの初期値は０である。以上が、モ−タ速度
をＶｓまで立上げる過程での処理である。

【００６１】モ−タ速度をＶｓに立上げた後は、増減速
レジスタに１が書込まれているので、チルト目標位置−
チルト現在位置を算出して、それが減速駆動距離を越え
るかをチェックする。越えていると、ステップアップレ
ジスタのデ−タは更新せず、ｖ１＝ステップアップ数×
ｄＶ（前回値と同一）を目標速度値とする。これが定速
走行中の処理である。

【００６２】減速駆動距離以下であったときには、ステ
ップアップレジスタのデ−タを参照して、それが０に戻
っていないと、ステップアップレジスタのデ−タを１デ
クレメントし、ｖ１＝ステップアップ数×ｄＶを算出す
る。そして、ステップアップレジスタのデ−タが０に戻
ったかをチェックして、戻っていると増減速レジスタを
クリアする。以上が、モ−タ速度を速度０に立下げる過
程での処理である。

【００６３】図６のステップ１３の「分周比Ｃ計算」で
は、ステップ１２で算出したｖ１に基づいて、分周比Ｃ
を、Ｃ＝４×１０⁶／（ｖ１×8000）と算出する。

【００６４】図６のステップ１４では、ステップ１３で
算出した分周比Ｃを、ステップ数カウンタのクロックと
なる分周タイマ−に設定する。

【００６５】図６のステップ１５では、パルスＰcをカ
ウントする回転角レジスタθに書込む。

【００６６】図６のステップ１６では、目標電圧Ｖ１
を、Ｖ１＝Ｉ_n+1*×（Ｒ＋ＬＳ）と算出する。Ｉ_n+1*はトルク目標値であり、この実施例
では、プログラム上に設定された固定値である。（Ｒ＋
ＬＳ）はモ−タの各電気コイルのインピ−ダンス値であ
り、これもこの実施例では、プログラム上に設定された
固定値である。

【００６７】図６のステップ１７では、Ａ相電気コイル
に印加すべき電圧の目標瞬時値Ｖa１およびＢ相コイル
に印加すべき電圧の目標瞬時値Ｖb１を算出する。この
内容を図８に示す。

【００６８】図８を参照すると、ＣＰＵ１９４は、現在
の回転角デ−タθから前回（Ｔｓ前）の回転角デ−タθ
ｐを減算した角速度ω＝θ−θｐを算出する（ステップ
６２）。ＣＰＵ１９４は次に、逆起電力Ｖｉ＝Ｋｅ・ω
を算出し（ステップ６３）、目標速度ｖ１をもたらすた
めのモ−タ印加電圧（コイル印加電圧）Ｖｄ＝Ｖ１＋Ｖ
ｉを算出し（６４）、ｓｉｎ振幅テ−ブル（メモリの一
領域上の、０〜２πの範囲の、位相角レジスタ１の位相
角デ−タφ（０〜１５９）対応のサイン波振幅値デ−タ
群、ただしデ−タは下ピ−ク値が０より高い正バイアス
値）より、現在の位相角レジスタ１の位相角デ−タφに
対応するｓｉｎ振幅デ−タＳＩＮを読出し（ステップ６
５）、ｃｏｓ振幅テ−ブル（メモリの一領域上の、０〜
２πの範囲の、位相角デ−タφ対応のコサイン波振幅値
デ−タ群、ただし、デ−タは下ピ−ク値が０より高い正
バイアス値）より、現在の位相角レジスタ１の位相角デ
−タφに対応するｃｏｓ振幅デ−タＣＯＳを読出す（ス
テップ６６）。そしてモ−タ１７１のＡ正相コイルに印
加する電圧Ｖａ１＝Ｖｄ・ＳＩＮを算出し（ステップ６
７）、Ｂ正相コイルに印加する電圧Ｖｂ＝Ｖｄ・ＣＯＳ
を算出する（ステップ６８）。

【００６９】なお、「ＰＷＭパルス出力」を実行してい
るとき（モ−タ１７１を駆動しているとき）、ＣＰＵ１
９４は、ステップパルスＰcが発生す毎に位相角レジス
タ１のデ−タを１インクレメントして、その結果が１６
０になるとそこで位相角レジスタ１をクリアする処理を
繰返す。これを「位相角デ−タの更新」と称す。この処
理により、位相角レジスタ１のデ−タφは、０〜１５９
の値の範囲内で、パルスＰｃの発生に同期して大きい値
を示すものに更新される。

【００７０】図６のステップ１８の「ＰＷＭa１出力設
定」では、上記のように算出した、Ａ正相コイルに印加
する電圧Ｖａ１＝Ｖｄ・ＳＩＮを、Ａ正相コイルに印加
するためのＰＷＭパルスのＨ幅値Ｈa１1に変換して、モ
−タ１７１のＡ正相コイル宛ての「ＰＷＭパルス出力」
のＨ幅Ｈaに設定する。

【００７１】図６のステップ１９の「ＰＷＭa２出力設
定」では、上記のように算出した、Ｂ正相コイルに印加
する電圧Ｖｂ１＝Ｖｄ・ＣＯＳを、Ｂ正相コイルに印加
するためのＰＷＭパルスのＨ幅値Ｈa１2に変換して、モ
−タ１７１のＢ正相コイル宛ての「ＰＷＭパルス出力」
のＨ幅Ｈaに設定する。

【００７２】このステップ１９の処理が初回であったと
きには、ＣＰＵ１９４はここで出力ポ−トＰＡ１，ＰＢ
１にＨを設定して、「ＰＷＭパルス出力」，「位相角デ
−タの更新」および「現在位置の更新」を開始する。

【００７３】図６のステップ２０の「Ａ相予定電流値Ｉ
ａ１の算出」では、Ａ相コイルに上記ステップ１８で算
出した電圧Ｖａ１を印加した場合に流れる予定の電流値
Ｉａ１を、Ｉａ１＝Ｉ_n+1*・ＳＩＮ・Ｒ／（Ｒ＋ＬＳ）と算出する。同様に憶６のステップ２１の「Ｂ相予定電
流値Ｉｂ１の算出」では、Ｂ相コイルに上記ステップ１
９で算出した電圧Ｖｂ１を印加した場合に流れる予定の
電流値Ｉｂ１を、Ｉｂ１＝Ｉ_n+1*・ＣＯＳ・Ｒ／（Ｒ＋ＬＳ）と算出する。

【００７４】次にＣＰＵ１９４は、以上に説明したステ
ップ１２〜２１の「チルト出力設定」ＣＯＤと同様な内
容の「テレスコ出力設定」ＴＯＤを実行する。この内容
は、上述の「チルト出力設定」ＣＯＤの説明を、ステッ
ピングモ−タ１７１宛てのものからステッピングモ−タ
１８１宛てのものに読み替えたものとなる。

【００７５】図７を参照する。次にＣＰＵ１９４は、計
時を開始して、ステップ１８，１９の出力設定で定めた
出力電圧Ｖａ１，Ｖａ２をモ−タ１７１に印加してから
モ−タ電流値がそれらの電圧値対応の値となる遅れ時間
（電圧に対する電流の位相遅れ）が経過するのを待っ
て、経過すると、「脱調判定」（ステップ５０）を実行
する。

【００７６】この「脱調判定」（ステップ５０）でＣＰ
Ｕ１９４は、抵抗１０１Ａ１，１０１Ａ２，１０１Ｂ１
および１０１Ｂ２の電圧すなわちステッピングモ−タ１
７１のＡ正相コイルの電流値ｉａ１１，Ａ逆相コイルの
電流値ｉａ１２，Ｂ正相コイルの電流値ｉｂ１１および
Ｂ逆相コイルの電流値ｉｂ１２、ならびに、モ−タドラ
イバ１９９ｂ内のコイル電流検出用の抵抗の電圧すなわ
ちステッピングモ−タ１７１のＡ正相コイルの電流値ｉ
ａ２１，Ａ逆相コイルの電流値ｉａ２２，Ｂ正相コイル
の電流値ｉｂ２１およびＢ逆相コイルの電流値ｉｂ２
２、を読込む（ステップ５１）。

【００７７】次にステッピングモ−タ１７１のＡ相コイ
ル電流値ｉａ１およびＢ相コイル電流値ｉｂ１、ならび
に、ステッピングモ−タ１８１のＡ相コイル電流値ｉａ
２およびＢ相コイル電流値ｉｂ２を次のように算出する
（ステップ５２）：ｉａ１＝｜ｉａ１１−ｉａ１２｜，ｉｂ１＝｜ｉｂ１１−ｉｂ１２｜，ｉａ２＝｜ｉａ２１−ｉａ２２｜，ｉｂ２＝｜ｉｂ２１−ｉｂ２２｜。

【００７８】次にＣＰＵ１９４は、ステップ２０，２１
および「テレスコ出力設定」ＴＯＤで算出した、ステッ
ピングモ−タ１７１のＡ相予定電流値Ｉａ１およびＢ相
予定電流値Ｉｂ１ならびにステッピングモ−タ１８１の
Ａ相予定電流値Ｉａ２およびＢ相予定電流値Ｉｂ２に対
する、上述の電流値（検出値）ｉａ１およびｉｂ１なら
びにｉａ２およびｉｂ２の偏差Ｅａ１およびＥｂ１なら
びにＥａ２およびＥｂ２を算出する（ステップ５３）。

【００７９】そして、ステッピングモ−タ１７１のＡ相
電流偏差Ｅａ１とＢ相電流偏差Ｅｂ１の少くとも一方が
設定値Ｅｓ１以上（予定電流値に対する検出電流値の差
が設定範囲±Ｅｓ１を外れる）であると、チルト駆動の
過負荷（脱調）を表わす１をレジスタＡＦ１に書込み、
チルト駆動を停止する（ステップ５４，５６）。すなわ
ち、出力ポ−トＰＡ１およびＰＢ１にＬを設定する。ま
た、ステッピングモ−タ１８１のＡ相電流偏差Ｅａ２と
Ｂ相電流偏差Ｅｂ２の少くとも一方が設定値Ｅｓ２以上
（予定電流値に対する検出電流値の差が設定範囲±Ｅｓ
２を外れる）であると、テレスコ駆動の過負荷（脱調）
を表わす１をレジスタＡＦ２に書込み、テレスコ駆動を
停止する（ステップ５５，５７）。すなわち、出力ポ−
トＰＡ２およびＰＢ２にＬを設定する。

【００８０】なお、図示は省略したが、車両上の運転席
の略前方のインナ−パネルに装備されている表示パネル
ユニットのモニタマイコンにＣＰＵ１９４はモニタ信号
（ＡＦ１，ＡＦ２のデ−タを表わす信号）を送り、モニ
タマイコンはそれが過負荷（脱調）を示すものであると
きには、それを表示パネル上で報知する。モニタ信号が
過負荷を示さないものになると該報知をリセットする。

【００８１】そして脱調でないと、チルト現在位置レジ
スタのデ−タがチルト目標位置レジスタのデ−タと合致
すると、ステッピングモ−タ１７１の駆動のためのＰＷ
Ｍパルスの出力を停止とする（出力ポ−トＰＡ１および
ＰＢ１をＬとする。（ステップ５８，５９）。また、テ
レスコ現在位置レジスタのデ−タがテレスコ目標位置レ
ジスタのデ−タと合致すると、ステッピングモ−タ１８
１の駆動のためのＰＷＭパルスの出力を停止とする（出
力ポ−トＰＡ２およびＰＢ２をＬとする）。（ステップ
５８，５９）。

【００８２】ステッピングモ−タ１７１と１８１の少く
ともまだ駆動中（駆動要）である間は、Ｔｓタイマがタ
イムオ−バすると、ステップ１１に戻ってＴｓタイマを
再スタ−トして、駆動中のステッピングモ−タに関し
て、上述の「チルト出力設定」ＣＯＤおよび又は「テレ
スコ出力設定」ＴＯＤ以下を実行する。

【００８３】両モ−タ１７１，１８１の上述の停止が完
了すると、「目標位置に駆動」（ステップ５）を終了
し、メインル−チン（図５）の「３２〜３５の入力に応
答した駆動」（ステップ６）に進む。このステップ６の
内容はすでに説明した通りである。

【００８４】過負荷（脱調）検出により、あるいは目標
位置に到達したことにより、目標位置へのチルト駆動お
よびテレスコ駆動を停止すると、ＣＰＵ１９４は図５の
「３２〜３５の入力に応答した駆動」（ステップ６）に
進むので、仮に、ステアリングホイ−ルが物又は人に当
って過負荷（脱調）検出により駆動を停止したか否かに
かかわらず、スイッチ３２〜３５を操作してステアリン
グホイ−ルを所望の姿勢に駆動又は調整しうる。

【００８５】図７に示す「脱調判定」（ステップ５０）
は、ステッピングモ−タ１７１と１８１の少くとも一方
を駆動している間、Ｔｓ周期で繰返えされる。

【００８６】前述の、「原点位置に駆動」（ステップ１
０）および「３２〜３５の入力に応答した駆動」（ステ
ップ６）のいずれにおいても、ＣＰＵ１９４は、「目標
位置に駆動」（ステップ５）と同様な処理を行なうの
で、ここで過負荷（脱調）が検出されると、そこで駆動
が停止する。そしてステップ２（図５）に戻るので、こ
の場合には、原点位置に戻らないでステアリングホイ−
ルの駆動が停止したままとなる。運転者がイグニション
キ−をキ−シリンダに再度差し込むと、ステップ２−３
４−５の実行により、ステップ４で異常情報はクリアさ
れ、最適姿勢への駆動が開始される（ステップ５）。

【００８７】以上に説明した実施例では、ＰＷＭパルス
を利用してステッピングモ−タ１７１にｓｉｎ波電圧と
ｃｏｓ波電圧を印加し、これらの電圧の目標瞬時値（Ｐ
ＷＭパルスのデュ−ティ比)によってモ−タに流れる予
定電流値Ｉａ１，Ｉｂ１と実際にモ−タに流れた電流値
ｉａ１，ｉｂ１とを比較してステッピングモ−タ１７１
の脱調を判定する処理をＴｓ周期で行なう。Ｔｓ×整数
ｍ＝ｓｉｎ波，ｃｏｓ波の一周期、又は、Ｔｓ×整数ｍ
≒ｓｉｎ波，ｃｏｓ波の一周期、であり、ｓｉｎ波，ｃ
ｏｓ波の一周期の間に１０回以上、脱調検出が行なわ
れ、脱調を生じてからそれを検出すまでの遅れ時間が短
い。そして脱調を検出するとモ−タ駆動を停止するの
で、ｓｉｎ波の５０周期（モ−タの１回転）につき１カ
ウントアップ，ダウンする現在位置レジスタのデ−タ
は、脱調を生じても、実際の位置に対してずれのないも
のとなる。すなわち、正確にチルト機構の現在位置を追
跡しうる。位置センサ，角度センサなどをモ−タ１７１
又はチルト機構に結合する必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の制御対象のステアリング
装置１の側面図である。

【図２】図１に示すステアリング装置１の縦断面図で
ある。

【図３】図１に示す、本発明の一実施例であるＥＣＵ
１９の構成概要を示すブロック図である。

【図４】図３に示すモ−タドライバ１９９ａの構成を
示すブロック図である。

【図５】図３に示すＣＰＵ１９４の、ステアリングホ
イ−ルの姿勢制御の概要を示すフロ−チャ−トである。

【図６】図５に示す「目標位置に駆動」（ステップ
５）の内容の一部を示すフロ−チャ−トである。

【図７】図５に示す「目標位置に駆動」（ステップ
５）の内容の残部を示すフロ−チャ−トである。

【図８】図６に示す「目標瞬時値Ｖa1，Ｖb1の算出」
（ステップ１７）の内容を示すフロ−チャ−トである。

【符号の説明】

１：ステアリング装置１１：アッパシャ
フト１２：移動コラム１３：揺動コラム１４：ロアシャフト１４１：スプライ
ン１５：センタシャフト１５１：円筒部１５２：スプライン１６：アッパシャ
フト１７：チルト機構１７１：ステッピ
ングモ−タ１７２：ギヤ１７３：スプライ
ンシャフト１７４：スクリュ−シャフト１７５：ナット部
材１７６：ジョイント１８：テレスコ機
構１８１：ステッピングモ−タ１９：電子制御装
置（ＥＣＵと略称）１９８ａ〜１９８ｅ：増幅器１９９ａ，１９９
ｂ：モ−タドライバ２０：ピン２１：ピン２２：円筒部材２３：ボ−ルジョ
イント３１：キ−差込みスイッチ３２：チルトアッ
プスイッチ３３：チルトダウンスイッチ３４：テレスコア
ップスイッチ３５：テレスコダウンスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０５Ｄ 3/10 Ｇ０５Ｄ 3/10 Ｅ (72)発明者山田高裕愛知県刈谷市八軒町１丁目15番地アイシン・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者深津英雄愛知県刈谷市八軒町１丁目15番地アイシン・エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の周期で指示値が高低する電圧指示信
号を発生するモ−タ駆動指示手段；前記電圧指示信号に
応答して、該電圧指示信号が指定する電圧をステッピン
グモ−タに印加するモ−タドライバ；前記ステッピング
モ−タの通電電流値を検出する電流検出手段；および、前記電圧指示信号が指示する電圧を前記ステッピングモ
−タに印加したときステッピングモ−タに流れる予定電
流値と、前記電圧指示信号に前記モ−タドライバが応答
してステッピングモ−タに電圧を印加した結果ステッピ
ングモ−タに流れて前記電流検出手段で検出された通電
電流値とを比較し、両者の差が設定範囲を外れると、脱
調情報を発生する脱調検出手段；を備えるステッピング
モ−タ駆動装置。
【請求項２】物体の駆動を指示する移動指示手段；該指
示に応答して、所定の周期で指示値が高低する電圧指示
信号を発生するモ−タ駆動指示手段；前記電圧指示信号
に応答して、該電圧指示信号が指定する電圧を、物体を
駆動するステッピングモ−タに印加するモ−タドライ
バ；現在位置情報を保持し、前記電圧指示信号の高底の
一周期当り所定数現在位置情報を更新する現在位置追跡
手段；前記ステッピングモ−タの通電電流値を検出する
電流検出手段；および、前記電圧指示信号が指示する電圧を前記ステッピングモ
−タに印加したときステッピングモ−タに流れる予定電
流値と、前記電圧指示信号に前記モ−タドライバが応答
してステッピングモ−タに電圧を印加した結果ステッピ
ングモ−タに流れて前記電流検出手段で検出された通電
電流値とを比較し、両者の差が設定範囲を外れると、前
記モ−タドライバを介した前記ステッピングモ−タへの
電圧の印加を停止する脱調検出手段；を備えるステッピ
ングモ−タ駆動装置。
【請求項３】目標位置情報を保持し、前記現在位置情報
が目標位置情報に合致すると前記モ−タドライバを介し
た前記ステッピングモ−タへの電圧の印加を停止する位
置決め手段；を更に備える請求項２記載のステッピング
モ−タ駆動装置。
【請求項４】物体の往駆動および復駆動を指示する移動
指示手段；前記往駆動の指示に応答して所定の周期で指
示値が高低する往駆動用の電圧指示信号を発生し、前記
復駆動の指示に応答して所定の周期で指示値が高低する
復駆動用の電圧指示信号を発生するモ−タ駆動指示手
段；前記電圧指示信号に応答して、該電圧指示信号が指
定する電圧を、物体を駆動するステッピングモ−タに印
加するモ−タドライバ；現在位置情報を保持し、前記電
圧指示信号の高底の一周期当り所定数現在位置情報を更
新する現在位置追跡手段；目標位置情報および原点位置
情報を保持し、前記往駆動の指示に対応して前記ステッ
ピングモ−タに往駆動用の電圧を印加しているとき前記
現在位置情報が目標位置情報に合致すると往駆動用の電
圧の印加を停止し、前記往駆動の指示に対応してそれが
発生したときの前記現在位置情報を目標位置情報に設定
しかつこの指示に対応して前記ステッピングモ−タに復
駆動用の電圧を印加しているとき前記現在位置情報が原
点位置情報に合致すると復駆動用の電圧の印加を停止す
る位置決め手段；前記ステッピングモ−タの通電電流値
を検出する電流検出手段；および、前記電圧指示信号が指示する電圧を前記ステッピングモ
−タに印加したときステッピングモ−タに流れる予定電
流値と、前記電圧指示信号に前記モ−タドライバが応答
してステッピングモ−タに電圧を印加した結果ステッピ
ングモ−タに流れて前記電流検出手段で検出された通電
電流値とを比較し、両者の差が設定範囲を外れると、前
記モ−タドライバを介した前記ステッピングモ−タへの
電圧の印加を停止する脱調検出手段；を備えるステッピ
ングモ−タ駆動装置。