JPH10210793A - ステッピングモ−タ駆動装置 - Google Patents

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】 所定の周期で高低（ｓｉｎ，ｃｏｓ）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；モ−タ１７１の通電電
流値ｉａ１，ｉｂ１を検出する手段１０１Ａ１，１０１
Ａ２，１０１Ｂ１，１０１Ｂ２；および、検出した各相
コイルの通電電流値ｉａ１，ｉｂ１に基づいて、これら
の電流が発生する磁界／電界空間の磁界値ｉｑ１および
電界値ｉｄ１を算出し、これらの各目標値に対する各偏
差Ｅｉｑ，Ｅｉｄを算出して、各偏差が設定範囲内か否
かを判定し、偏差が設定範囲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。
ステアホイ−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)；検出し
た各相コイルの通電電流値(ia1,ib1)に基づいて、これ
らの電流が発生する磁界電界空間の磁界値(iq1)及び電
界値(id1)を算出する磁界値電界値算出手段(191)；これ
らの磁界値(iq1)及び電界値(id1)を夫々第１目標値(iq1
s)及び第２目標値(0)に一致させるようにフィ−ドバッ
ク制御を行うフィ−ドバック制御手段(191)； 前記磁
界値及び前記第１目標値間の第１偏差(E1q)並びに前記
電界値及び前記第２目標値間の第２偏差(id)を算出する
偏差算出手段(191)；および、前記第１偏差(E1q)及び第
２偏差(id)が夫々設定範囲(±Es1)内か否かを判定し、
少なくとも一方の偏差が設定範囲を外れると、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】各相コイルの通電電流値(ia1,ib1)によっ
て、ロ−タとステ−タとの間の空隙に加わる磁束ベクト
ルの、接線方向（ロ−タ回転方向）の成分に磁界値(iq
1)が対応し、ロ−タ半径方向の成分に電界値(id1)が対
応する。ステッピングモ−タが正常回転のときには、電
界値(id1)が０もしくは極く小さい値であり、磁界値(iq
1)および電界値(id1)を、それぞれ磁界目標値(iq1s)お
よび電界目標値(0)にフィ−ドバック制御することがで
きる。ところがモ−タ負荷が増大すると、各相コイルの
通電電流値(ia1,ib1)のバランスがくずれて、磁界値(iq
1)が低下し電界値(id1)が増えてモ−タトルクが低下す
る。フィ−ドバック制御がこれを抑制するように、すな
わち磁界値(iq1)を上げ電界値(id1)を下げるように各相
のコイル印加電圧を操作するが、負荷が大きいと磁界値
(iq1)がフィ−ドバック制御の制御範囲よりも低側に低
下し、電界値(id1)が高側に上昇する（脱調）。

【００１１】本発明によれば、脱調検出手段(191)が各
相コイルの通電電流値(ia1,ib1)に基づいて磁界値(iq1)
および電界値(id1)を算出してそれらの、各目標値(iq1
s,0)に対する各偏差(Eiq,Eid)が設定範囲内か否かを判
定して、少くとも一方の偏差(Eiq／Eid)が設定範囲(Es
1)を外れると、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)；検出した各相
コイルの通電電流値(ia1,ib1)に基づいて、これらの電
流が発生する磁界電界空間の磁界値(iq1)及び電界値(id
1)を算出する磁界値電界値算出手段(191)；これらの磁
界値(iq1)及び電界値(id1)を夫々第１目標値(iq1s)及び
第２目標値(0)に一致させるようにフィ−ドバック制御
を行うフィ−ドバック制御手段（１９１）； 前記磁界
値及び前記第１目標値間の第１偏差（Ｅ１ｑ）並びに前
記電界値及び前記第２目標値間の第２偏差(id)を算出す
る偏差算出手段(191)；および、前記第１偏差(E1q)及び
第２偏差(id)が夫々設定範囲(±Es1)内か否かを判定
し、少なくとも一方の偏差が設定範囲を外れると、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。

【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、磁界値(iq1)およ
び電界値(id1)の、各目標値に対する各偏差(Eiq,Eid)の
少くとも一方(Eiq／Eid)が設定範囲(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
（通電）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)；検出した各相コイル
の通電電流値(ia1,ib1)に基づいて、これらの電流が発
生する磁界電界空間の磁界値(iq1)及び電界値(id1)を算
出する磁界値電界値算出手段(191)；これらの磁界値(iq
1)及び電界値(id1)を夫々第１目標値(iq1s)及び第２目
標値(0)に一致させるようにフィ−ドバック制御を行う
フィ−ドバック制御手段(191)； 前記磁界値及び前記
第１目標値間の第１偏差(E1q)並びに前記電界値及び前
記第２目標値間の第２偏差(id)を算出する偏差算出手段
(191)；および、前記第１偏差(E1q)及び第２偏差(id)が
夫々設定範囲(±Es1)内か否かを判定し、少なくとも一
方の偏差が設定範囲を外れると、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。

【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ｉａ１
１，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）、ＣＰＵ１９４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ＣＰＵ１９４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１９
９ａ，１９９ｂに給電する。ＣＰＵ１９４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３２〜３５
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ＯＮ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ＣＰＵ１９４は、時系列で
ｓｉｎ波状のレベル変化をもたらすＰＷＭパルスＰＷＭ
a1を、出力ポ−トＰＡ１に出力すると共に、時系列でｃ
ｏｓ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ＣＰＵ１９４
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、ＣＰＵ１９４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、ＣＰＵ１９４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ＣＰＵ１９４
は、時系列でｃｏｓ波状のレベル変化をもたらすＰＷＭ
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ＣＰ
Ｕ１９４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、ＣＰＵ１９４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
ト制御の原点位置デ−タに合致すると、ＣＰＵ１９４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ＣＰＵ１
９４は、時系列でｓｉｎ波状のレベル変化をもたらすＰ
ＷＭ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ＰＷＭ
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ＣＰＵ１９４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、ＣＰＵ１９４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、ＣＰＵ１９４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ＣＰＵ１
９４は、時系列でｃｏｓ波状のレベル変化をもたらすＰ
ＷＭ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ＰＷＭ
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ＣＰＵ１９４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、ＣＰＵ１９４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、ＣＰＵ１９４
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ＣＰＵ１９４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ＣＰＵ１９４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、ＣＰＵ１９４
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１９８ｂ
〜１９８ｅおよびモ−タドライバ１９９ａ，１９９ｂ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ＣＰＵ１９４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１９
９ａ，１９９ｂに給電する。ＣＰＵ１９４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）および目
標位置停止制御（ステップ５１〜５４：図７）を、Ｔｓ
周期で繰返し、この繰返しで、ステッピングモ−タ１７
１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−トに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
ップ又はダウンを開始する。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(電気角360°)に相当する。５
０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。
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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】図６のステップ１５では、回転角レジスタ
θのデ−タ（前回のステップ数）を前回回転角レジスタ
θｐに書込み、そしてパルスＰcをカウントするステッ
プ数カウンタのデ−タ（ステップ数）を回転角レジスタ
θに書込む。

【００６５】図６のステップ１６では、ステッピングモ
−タ１７１の回転角速度ω（＝θ−θｐ；Ｔｓ間のステ
ップ数）を算出する。

【００６６】図６のステップ１７では、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
出す。

【００６７】図６のステップ１８では、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ｃｏ
ｓ振幅デ−タＣＯＳを読出す。

【００６８】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。

【００６９】ステップ１９では、抵抗１０１Ａ１，１０
１Ａ２，１０１Ｂ１および１０１Ｂ２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ｉａ１
１，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を読
込む。そしてステップ２０で、ステッピングモ−タ１７
１のＡ相コイル電流値ｉａ１およびＢ相コイル電流値ｉ
ｂを次のように算出する： ｉａ１＝｜ｉａ１１−ｉａ１２｜ ｉｂ１＝｜ｉｂ１１−ｉｂ１２｜。

【００７０】図６のステップ２１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。

【００７１】図８を参照すると、まずステップ６１で、
Ａ相コイルおよびＢ相コイルに流れる電流ｉａ１，ｉｂ
１を、それによってステッピングモ−タ１７１のロ−タ
とステ−タの間に発生する磁束ベクトルの、ロ−タの接
線方向（回転方向）の成分（有効磁束）をもたらす成分
（以下において磁界成分あるいは磁界値と称す）ｉq１
と、ロ−タの半径方向の成分（無効磁束）をもたらす成
分（以下において電界成分あるいは電界値と称す）ｉd
１に分解する。すなわち、電流ｉａ１，ｉｂ１を磁界電
界空間座標上の値に変換する。

【００７２】次のステップ６２で、定数，係数テ−ブル
（メモリ上の一領域）から、トルク指令値（固定値であ
り、目標磁界値）ｉq１sを読出し、ステップ６３でこの
目標磁界値ｉq１sに対する、検出電流値に基づいて算出
した値（現在値）ｉq１の偏差Ｅiq＝ｉq１s−ｉq１を算
出して、ステップ６４で、磁界算出値ｉq１を目標値ｉq
１sとするための電圧（磁界成分宛ての値）Ｖq１を、Ｐ
Ｉ（比例，積分）演算で算する。

【００７３】同様に、ステップ６５で目標電界値０に対
する算出値ｉd１の偏差Ｅid＝０−ｉd１を算出して、ス
テップ６６で、電界算出値ｉd１を目標値０とするため
の電圧（電界成分宛ての値）Ｖd１を、ＰＩ演算で算出
する。

【００７４】ロ−タが回転することによりステ−タコイ
ルすなわち各相電気コイルに電圧が誘起される。すなわ
ち各相電気コイルには速度起電力があり、これを打消す
電圧を各相電気コイルに印加する必要がある。この速度
起電力を上述の磁界電界空間座標上の値に変換すると、
その磁界成分Ｖqoと、電界成分Ｖdqは、 Ｖqoa＝−ω(Φf1＋Ｌ・ｉd1) Ｖdoa＝ ω・Ｌ・ｉq1 である。ここでωは回転角速度である。Ｌは電気コイル
のインダクタンス，Φｆ１はＶｑｏａとＶdoaを誘起さ
せる、界磁の相電機子巻線鎖交磁束数の最大値であり、
これらはモ−タによって定まる定数である。Ｖqoaおよ
びＶdqaは検出又は測定できるものではないが、上記式
に基づいて算出しうる。

【００７５】図８のステップ６７で、上述の速度起電力
の磁界成分Ｖqoaに相当する補償量Ｖqo＝ω（Φf1＋Ｌ・
ｉd１）を算出し、ステップ６８で、上述の速度起電力
の電界成分Ｖdoaに相当する補償量Ｖdo＝−ωＬ・ｉd１
を算出し、これらの補償量を加えて、磁界対応出力電圧
Ｖq＝Ｖq１＋Ｖqoおよび電界対応出力電圧Ｖd＝Ｖd１＋
Ｖdoを算出する（ステップ６９，７０）。

【００７６】そしてこれらの値を、Ａ相コイル印加電圧
Ｖa１およびＢ相コイル印加電圧Ｖb１に逆変換する（ス
テップ６９，７０）。そして次のステップ２２（図６）
に進む。

【００７７】再度図６を参照する。ステップ２２でＣＰ
Ｕ１９４は、磁界偏差値Ｅiqおよび電界偏差値Ｅidの各
絶対値が、脱調判定用のしきい値Ｅs１以上（脱調）か
否かをチェックする。そして両者がしきい値Ｅs１未満
であると、ステップ２３の「ＰＷＭa１出力設定」で、
上記のように算出した、Ａ正相コイルに印加する電圧Ｖ
ａ１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。ま
た、ステップ２４の「ＰＷＭa２出力設定」で、上記の
ように算出した、Ｂ正相コイルに印加する電圧Ｖｂ１
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。

【００７８】なお、これらのステップ２３，２４の処理
が初回であったときには、ＣＰＵ１９４はここで出力ポ
−トＰＡ１，ＰＢ１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。

【００７９】磁界偏差値Ｅiqおよび電界偏差値Ｅidの各
絶対値の少くとも一方が脱調判定用のしきい値Ｅs１以
上であると、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２５，２６）。すなわち、出力ポ−トＰＡ１および
ＰＢ１にＬを設定する。

【００８０】次にＣＰＵ１９４は、以上に説明したステ
ップ１２〜２６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（図７）。
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。
この「テレスコ出力設定」ＴＯＤにおいても、上述の脱
調判定と同様に、ステッピングモ−タ１８１の磁界偏差
値Ｅiqおよび電界偏差値Ｅidの各絶対値の少くとも一方
が脱調判定用のしきい値Ｅs２以上であると、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。すなわち、出力ポ−ト
ＰＡ２およびＰＢ２にＬを設定する。

【００８１】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。

【００８２】図７を参照する。脱調でないとＣＰＵ１９
４は、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ＰＷＭ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
５１，５２）。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１８１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５１，５２）。

【００８３】ステッピングモ−タ１７１と１８１の少く
とも一方がまだ駆動中（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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】「チルト出力設定」ＣＯＤはステッピング
モ−タ１７１を駆動している間Ｔｓ周期で繰返えされ、
「テレスコ出力設定」ＴＯＤはステッピングモ−タ１８
１を駆動している間Ｔｓ周期で繰返えされる。したがっ
てそれらの中の「脱調判定」（ステップ２２，２５，２
６）は、Ｔｓ周期で繰返えされる。

【００８７】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）。

【００８８】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、これらの電圧の印加によってモ
−タのＡ相コイルとＢ相コイルに流れる電流値ｉａ１，
ｉｂ１を検出し検出電流値ｉａ１，ｉｂ１に基づいてス
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，ｃｏｓ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
出する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２１）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 (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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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−タの各相コイルの通電電流値を検出する電流検出手
   段；検出した各相コイルの通電電流値に基づいて、これ
   らの電流が発生する磁界電界空間の磁界値及び電界値を
   算出する磁界値電界値算出手段；これらの磁界値及び電
   界値を夫々第１目標値及び第２目標値に一致させるよう
   にフィ−ドバック制御を行うフィ−ドバック制御手段；
   前記磁界値及び前記第１目標値間の第１偏差並びに前記
   電界値及び前記第２目標値間の第２偏差を算出する偏差
   算出手段；および、 前記第１偏差及び第２偏差が夫々設定範囲内か否かを判
   定し、少なくとも一方の偏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。
2. 【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；検出した各相コイルの通電電流値に基づ
   いて、これらの電流が発生する磁界電界空間の磁界値及
   び電界値を算出する磁界値電界値算出手段；これらの磁
   界値及び電界値を夫々第１目標値及び第２目標値に一致
   させるようにフィ−ドバック制御を行うフィ−ドバック
   制御手段；前記磁界値及び前記第１目標値間の第１偏差
   並びに前記電界値及び前記第２目標値間の第２偏差を算
   出する偏差算出手段；および、 前記第１偏差及び第２偏差が夫々設定範囲内か否かを判
   定し、少なくとも一方の偏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。
3. 【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。
4. 【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；検出した各相コイルの通電電
   流値に基づいて、これらの電流が発生する磁界電界空間
   の磁界値及び電界値を算出する磁界値電界値算出手段；
   これらの磁界値及び電界値を夫々第１目標値及び第２目
   標値に一致させるようにフィ−ドバック制御を行うフィ
   −ドバック制御手段；前記磁界値及び前記第１目標値間
   の第１偏差並びに前記電界値及び前記第２目標値間の第
   ２偏差を算出する偏差算出手段；および、 前記第１偏差及び第２偏差が夫々設定範囲内か否かを判
   定し、少なくとも一方の偏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。