JPH10225583A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源遮断後に再度電源スイッチを投入した際
に、ミシンを正常に作動させ、装置の信頼性を向上する
と共に、電源遮断後にメンテナンス等の作業を直ちに行
うことを可能として、作業性を向上する。 【解決手段】 電源遮断検出手段２１によって電源遮断
を検出すると、制御手段９によって記憶手段２３に対し
て所定の情報の書き込みを行い、この書き込みが完了し
た後に直ちに放電回路６に放電指令を与え、放電回路６
によって、モータ１２を駆動する電源部５（４）に充電
された電荷を放電し、電源遮断から放電完了までの時間
を短くしつつ、所定の情報を記憶手段２３に完全に書き
込みし得るように構成してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、１００Ｖまたは２００Ｖの交流電
源からの交流電圧を整流回路、平滑コンデンサにより直
流に変換し、インバータ回路（モータドライバ；パワー
トランジスタ）が、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）か
らの制御指令に基づいて上記直流電圧を所定の交流電圧
に変換して、モータの駆動制御（回転数制御）を行うモ
ータ制御装置が知られている。このようなモータ制御装
置では、上記直流電圧を駆動源として、上記ＣＰＵや、
モータ、モータによって駆動される装置（例えばミシ
ン）の各種データ（所定の情報）を読み出し・書き込み
可能とした記憶手段としての例えば不揮発性メモリが動
作するように構成されている。

【０００３】このようなモータ制御装置にあっては、停
電または電源スイッチのオフ等の電源遮断が生じたら、
電源遮断検出手段がこの電源遮断を検出して放電指令を
送出し、この放電指令を放電回路が受けて、当該放電回
路が上記平滑コンデンサに充電されている電荷を放電す
ると同時に、上記放電指令を上記ＣＰＵが受けて、当該
ＣＰＵが上記所定の情報を上記不揮発性メモリに書き込
み、この所定の情報を保全するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記モ
ータ制御装置においては、上述したように、電源が遮断
されると、放電回路による平滑コンデンサの放電とＣＰ
Ｕによる所定情報の不揮発性メモリに対する書き込みと
が同時に行われるため、例えば情報量が多く不揮発性メ
モリに対する書き込みに時間がかかる等の場合には、当
該所定情報の書き込みを完了しないうちに上記放電によ
り電圧が所定値より下がって書き込み不能となってしま
い、その結果再度電源スイッチを投入した場合に、ミシ
ンが正常に作動しないといった問題があった。

【０００５】ここで、放電回路による放電時間を上記所
定情報の書き込み完了時間以上に充分にとって（安全率
を加味してかなり長い時間となる）、上記所定情報の書
き込み完了を保証する方法も考えられるが、電源遮断後
も長い時間上記平滑コンデンサに電荷が蓄積されること
から、修理等のメンテナンス等を行う場合に、放電完了
まで作業を待たなければならず、作業性が悪いといった
問題がある。

【０００６】そこで本発明は、電源遮断から電源部に充
電された電荷の放電完了までの時間を短くしつつ、所定
の情報を記憶手段に完全に書き込みできるモータ制御装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のモータ制御装置は、モータを駆動する電源
部と、所定の情報を読み出し・書き込み可能とした記憶
手段と、放電指令を受けて前記電源部に充電された電荷
を放電する放電回路と、電源遮断を検出する電源遮断検
出手段と、この電源遮断検出手段により電源遮断が検出
されたら、前記記憶手段に前記所定の情報の書き込みを
行い、この書き込みが実質完了を保証する時期に、前記
放電回路に放電指令を与える制御手段と、を具備した。

【０００８】このような構成を有する本発明のモータ制
御装置によれば、電源遮断検出手段によって電源遮断が
検出されると、制御手段によって記憶手段に対して所定
の情報の書き込みがなされ、この書き込みが完了した後
に直ちに放電回路に放電指令が与えられ、放電回路によ
って、モータを駆動する電源部に充電された電荷が放電
される。従って、電源遮断から放電完了までの時間が短
くされつつ、所定の情報が記憶手段に完全に書き込みさ
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本実施形態のモータ制御装置は、図
４に示されるような外観形状を有する例えば自動停針装
置付き工業用ミシンに適用されている。すなわち、当該
ミシンは概略、図４に示されるように、ミシン本体１
３、ミシンを駆動するミシンモータ１２、このミシンモ
ータ１２に対する電源の供給・停止を行う電源スイッチ
１５、ミシン１３に対しての各種設定を行う操作パネル
１０、ミシンモータ１２の駆動速度等を踏み込みにより
制御し得る操作ペダル１４及びモータ制御装置の主要部
等を収納した電装ボックス１１等を備えている。

【００１０】上記モータ制御装置を具体的に表したのが
図１である。同図において、符号１は１００Ｖまたは２
００Ｖの交流電源を示しており、この交流電源１には電
源スイッチ１５が接続され、この電源スイッチ１５に
は、コイル及びコンデンサから構成されたノイズ低減用
のフィルタ２が接続されている。このフィルタ２には、
ダイオードから構成された整流回路３が接続されてお
り、この整流回路３には平滑コンデンサ４が接続されて
いる。

【００１１】そして、これら交流電源１、電源スイッチ
１５、フィルタ２、整流回路３、平滑コンデンサ４によ
り、モータ１２を駆動する電源部としての所謂主回路電
源５が構成されている。

【００１２】上記平滑コンデンサ４には、放電回路６が
接続されている。この放電回路６は、ｎｐｎトランジス
タＴＲ１及び放電抵抗Ｒ１から構成されており、トラン
ジスタＴＲ１のコレクタと上記平滑コンデンサ４の一方
の端子との間に放電抵抗Ｒ１が接続されている。

【００１３】さらに、平滑コンデンサ４には、複数（６
個）のｎｐｎトランジスタから構成された所謂インバー
タ回路（モータドライバ；パワートランジスタ）７が接
続されており、このインバータ回路７には、３本の動力
線を介してモータ１２が接続されている。

【００１４】上記平滑コンデンサ４にはまた、上記変換
された直流電圧を例えば＋５Ｖ等の制御電圧に変換する
制御電源変換手段としてのＤＣ／ＤＣコンバータ８が接
続されており、このＤＣ／ＤＣコンバータ８には、ＣＰ
Ｕ（マイクロコンピューター）９や、上記操作パネル１
０から設定された各種設定値を含むミシンの設定データ
（所定の情報）を読み出し・書き込み可能とした記憶手
段としての例えば不揮発性メモリ２３や、制御動作手順
をプログラム及び固定データの形で格納するＲＯＭ２４
が接続されている。

【００１５】上記フィルタ２にはまた、電源遮断検出手
段２１が接続されている。この電源遮断検出手段２１
は、ダイオード、抵抗及びコンパレータ２０から構成さ
れており、該コンパレータ２０の一方の入力端子に供給
電源側からの電圧が入力され、他方の入力端子に基準電
圧が入力されるように接続されている。この基準電圧
は、電源が遮断された時に、供給電源側からの電圧との
比較によりコンパレータ２０からオン信号が出力される
値に設定されている。

【００１６】このコンパレータ２０の出力には、電源の
１次側と２次側を絶縁するためのフォトカプラＰＨ１の
入力側発光ダイオードのアノード側が接続され、カソー
ド側は１次側グランドに接続されている。

【００１７】一方、フォトカプラＰＨ１の出力側フォト
トランジスタのコレクタは、前記ＣＰＵ９の入力ポート
９ａに接続され、前記フォトトランジスタのエミッタ
は、２次側グランドに接続されている。

【００１８】ＣＰＵ９は、各種信号を入力する上記入力
ポート９ａと、演算結果を出力する出力ポート９ｂと、
データを一時保存するＲＡＭ９ｃと、外部へ入出力双方
向信号を入出力可能な入出力ポート９ｄと、各種演算処
理を行う中央演算処理部９ｅから構成されている。

【００１９】上記入力ポート９ａには、前記フォトカプ
ラＰＨ１の出力側フォトトランジスタの他に、上記操作
パネル１０と、ミシンの針位置を検出する針位置検出器
１６と、上記ミシンモータ１２の速度を検出するために
モータに内蔵されモータ１回転当たり複数のパルスを発
生するモータエンコーダ１７及び上記操作ペダル１４が
接続されている。

【００２０】さらに、ＣＰＵ９の出力ポート９ｂには、
上記インバータ回路７と、ミシンの返し縫い機構や糸切
り機構及び押え上げ機構等の各種機構（不図示）を動作
させるためのミシンの各種ソレノイド１９の駆動回路１
８が接続されている。また、入出力ポート９ｄには、上
記不揮発性メモリ２３及び上記ＲＯＭ２４が接続されて
いる。

【００２１】次に、操作パネル１０について図５に基づ
いて説明する。操作パネル１０は、図５に示すように、
複数種のパターンの中から所望のパターン選択するパタ
ーン選択部１９と、選択されたパターンの各縫製部分の
針数を設定する針数設定部２５と、から構成されてい
る。

【００２２】パターン選択部１９は、各パターンを示す
表示と、選択されたパターンを特定するために設けられ
た選択パターン表示ランプ２６と、押す毎にパターンが
順次切り替わって行くように機能するパターン選択スイ
ッチ２７より構成されている。

【００２３】また、針数設定部２５は、設定針数を表示
する針数表示用ＬＥＤ２８と、設定針数を増減させて変
更し得る針数設定スイッチ２９によって構成されてい
る。そして、これらの設定情報は、ミシンの設定データ
としてＲＡＭ９ｃに一時保存される。

【００２４】上記ＣＰＵ９は、制御指令をインバータ回
路７及びソレノイド駆動回路１８に出力し、ミシン動作
を制御するように構成されている。上記ＣＰＵ９はま
た、上記フォトカプラＰＨ１の出力からオン信号（電源
遮断信号）を入力ポート９ａを通して受けると、上記入
出力ポート９ｄを通して上記不揮発性メモリ２３に、Ｒ
ＡＭ９ｃに保存されているミシンの設定データ（所定の
情報）の書き込みを行い、この書き込みが完了したら上
記出力ポート９ｂより信号（完了指令）を出力するよう
に構成されている。このＣＰＵ９はまた、電源スイッチ
１５が投入されてＤＣ／ＤＣコンバータ８により制御電
圧が供給されると、不揮発性メモリ２３に書き込み記憶
されているミシンの設定データ（所定の情報）を読み出
して、インバータ回路７等に出力し、ミシン制御を行う
ように構成されている。

【００２５】前記完了指令を出力する出力ポート９ｂに
は、電源の２次側と１次側を絶縁するためのフォトカプ
ラＰＨ２の入力側発光ダイオードのアノード側が接続さ
れ、カソード側は２次側グランドに接続されている。

【００２６】そして、上記フォトカプラＰＨ２の出力側
フォトトランジスタのコレクタは、抵抗Ｒ２に接続され
ている。この抵抗Ｒ２は、放電回路６のトランジスタＴ
Ｒ１のベースにベース電流を供給するために設けられて
おり、他方の端子はモータ駆動電源側に接続されてい
る。また、前記フォトカプラＰＨ２の出力側フォトトラ
ンジスタのエミッタは、前述の放電回路６のトランジス
タＴＲ１のベースに接続されている。

【００２７】次に、このように構成されたモータ制御装
置の制御動作について、上記ＲＯＭ２４に記憶されてい
るプログラムに従って説明する。図２は本発明により実
行される制御動作手順を表したフロー図である。

【００２８】先ず、電源スイッチ１５が投入されると
（ステップ１）、交流電源１からの交流電圧は、当該電
源スイッチ１５を介し、フィルタ２を介することにより
ノイズが低減される。このノイズが低減された交流電圧
は、整流回路３及び平滑コンデンサ４により直流電圧に
変換され、この直流電圧は、インバータ回路７に供給さ
れる。

【００２９】上記整流回路３及び平滑コンデンサ４によ
り変換された直流電圧はまた、ＤＣ／ＤＣコンバータ８
により、例えば＋５Ｖの制御電圧に変換されて、ＣＰＵ
９、ＲＯＭ２４及び不揮発性メモリ２３に供給される。
すなわち、ＣＰＵ９、ＲＯＭ２４及び不揮発性メモリ２
３が動作可能状態となる。このようにして、電源スイッ
チ１５の投入により制御電圧がＣＰＵ９に供給される
と、当該ＣＰＵ９が、不揮発性メモリ２３に記憶されて
いるミシンの設定データ（所定の情報）を読み出す（ス
テップ２）。

【００３０】このミシンの設定データ（所定の情報）
は、ＣＰＵ９のＲＡＭ９ｃに展開される。ＣＰＵ９は、
この後、ペダル信号検出器１４の信号を監視し、ペダル
信号検出器１４よりミシン起動信号及びモータ駆動速度
指令信号が入力されると、インバータ回路７にモータ駆
動信号を出力し、当該インバータ回路７からの電流出力
によりモータ１２が回転する。モータ１２が回転する
と、ＣＰＵ９は、モータエンコーダ１７から出力される
モータエンコーダ信号に基づいて、インバータ回路７に
出力するパルス幅を制御して（所謂ＰＷＭ制御）、指令
速度に従った速度でモータ１２を制御する。この時、Ｃ
ＰＵ９はまた、操作パネル１０で現在選択されているパ
ターンに設定されている針数を、ＲＡＭ９ｃからミシン
の設定データ（所定の情報）として読み出し、針位置検
出器１６からミシンの１回転に１パルス出力される針位
置信号を計数し、この計数値と前記設定針数とを比較し
て、選択されたパターン縫いが行われるように、上記イ
ンバータ回路７及びミシンソレノイド駆動回路１８に制
御信号を出力しながら、モータ１２及びミシン１３を制
御し、通常の縫製が行われる（ステップ３）。

【００３１】そして、ステップ４において、停電または
電源スイッチ１５のオフ等の電源遮断が生じているか否
かを判定し、電源遮断が生じていない場合にはステップ
３にリターンする。

【００３２】ここで、停電または電源スイッチ１５のオ
フ等の電源遮断が生じると、この電源遮断は、電源遮断
検出手段２１のコンパレータ２０からオン信号が出力さ
れることにより検出される。そして、コンパレータ２０
からオン信号が出力されると、フォトカプラＰＨ１の出
力トランジスタがオンとなって、フォトカプラＰＨ１の
コレクタから、図３（Ｃ）に示されるように、オン信号
（電源遮断信号）がＣＰＵ９の入力ポート９ａに入力さ
れる。ＣＰＵ９は、このオン信号（電源遮断信号）の入
力により電源遮断が生じていると判断する。

【００３３】次に、ステップ５に進み、ステップ５にお
いて、ＣＰＵ９が、図３（Ｅ）に示されるように、平滑
コンデンサ４により保たれる電圧によって、不揮発性メ
モリ２３に現在のＲＡＭ９ｃに保持されたミシンの設定
データ（所定の情報；ミシンオペレータが操作パネル１
０を操作して設定値を変更することがあるので電源スイ
ッチ１５投入時の情報とは異なっている場合がある）の
書き込みを行い、この書き込みの完了を待って（ステッ
プ６）、出力ポート９ｂより完了指令を出力する（ステ
ップ７）。

【００３４】ステップ７にて出力した完了指令により、
フォトカプラＰＨ２の出力トランジスタがオンとなっ
て、オン信号が放電回路６のトランジスタＴＲ１のベー
スに供給され、トランジスタＴＲ１が、図３（Ｄ）に示
されるように、オンとなる。

【００３５】すると、平滑コンデンサ４に充電されてい
る電荷が、放電回路６の放電抵抗Ｒ１により短時間に放
電される（図３（Ａ）参照）。この平滑コンデンサ４に
充電されている電荷の放電に従って、図３（Ｂ）に示さ
れるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の機能が停止する
と共に、トランジスタＴＲ１が、図３（Ｄ）に示される
ように、オフとなる。

【００３６】ステップ８では、放電は開始されているが
未だＣＰＵ９へ電源が供給されている間に、電源スイッ
チ１５が再投入されたか否かを、上述したステップ１乃
至２で説明したのと同様な要領でＣＰＵ９が判断して再
投入を待ち、再投入された場合にはステップ２にリター
ンし、以降は上述したのと同様な動作となる。また、再
投入信号の入力がなく電源遮断状態が続けば、ＣＰＵ９
への電源が遮断され、プログラムが終了する。

【００３７】因に、従来技術におけるモータ制御装置の
動作タイミングを表したのが図３（ａ）〜（ｅ）であ
る。従来技術では、前述したように、停電または電源ス
イッチのオフ等の電源遮断が生じたら、図３（ｃ）に示
されるように、電源遮断信号がオンとなり、ＣＰＵが、
図３（ｅ）に示されるように、不揮発性メモリに現在の
所定の情報の書き込みを行うと同時に、放電回路のトラ
ンジスタＴＲ１が、図３（ｄ）に示されるように、オン
となり、平滑コンデンサに充電されている電荷が、図３
（ａ）に示されるように、直ちに放電され、この平滑コ
ンデンサに充電されている電荷の放電に従って、図３
（ｂ）に示されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータの機能
が停止するため、図３（ｅ）に示されるように、不揮発
性メモリに対する書き込みを完了しないうちに、上記放
電により書き込み不能となってしまう。

【００３８】そこで、放電回路の放電抵抗Ｒ１の抵抗値
を大きくして、図３（ａ）の破線に示されるように、平
滑コンデンサに充電されている電荷の放電時間を長く
し、上記所定情報の書き込み完了を保証するようにする
と、電源遮断後も長い時間平滑コンデンサに電荷が蓄積
されることから、メンテナンス等を行う場合に、放電完
了まで作業を待たなければならない。

【００３９】しかしながら、本実施形態においては、上
述したように、電源遮断検出手段２１によって電源遮断
を検出すると、前述の制御動作によって不揮発性メモリ
２３に対して所定の情報の書き込みを行い、この書き込
みが完了した後に直ちに放電回路６に放電指令を与え、
放電回路６によって、モータ１２を駆動する電源部５に
充電された電荷、すなわち平滑コンデンサ４に充電され
た電荷を急速に放電するようにしているため、電源遮断
から放電完了までの時間を短くしつつ、所定の情報を不
揮発性メモリ２３に完全に書き込みできるようになって
いる。

【００４０】特に、放電回路６の放電抵抗Ｒ１の抵抗値
を小さくすれば、より短時間で放電を行うことができ、
上述した効果を一層高めることができる。

【００４１】以上本発明者によってなされた発明を各実
施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記各実
施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもな
く、例えば、上記実施形態においては、ＣＰＵ９によっ
て、不揮発性メモリ２３に対する所定の情報の書き込み
が完了した後に放電回路６に放電指令を与えるようにし
ているが、ＣＰＵ９以外の例えばデジタル回路等で、所
定の情報の書き込み完了を検出して放電回路６に放電指
令を与えるようにすることも可能である。

【００４２】また、不揮発性メモリ２３に対する所定の
情報の書き込みが完了する直前に、タイマー等を用いて
放電回路６に放電指令を与えるようにしても、上述した
のと略同様な効果を得ることができる。

【００４３】なお、以上の説明では、本発明の実施形態
を自動停針装置付き工業用ミシンのモータ及びミシンの
制御に適用し、不揮発性メモリに書き込まれる情報を針
数設定データとしたが、この発明はこれに限定されるも
のではなく、所定の情報は別途設定されるモータの最大
回転数やその他の情報であっても勿論適用可能である。
また、他の種類のミシンモータ制御装置に対しても適用
可能であり、さらにはミシン以外のモータ制御装置にも
適用可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のモータ制御
装置は、電源遮断検出手段によって電源遮断を検出する
と、制御手段によって記憶手段に対して所定の情報の書
き込みを行い、この書き込みが完了した後に直ちに放電
回路に放電指令を与え、放電回路によって、モータを駆
動する電源部に充電された電荷を放電し、電源遮断から
放電完了までの時間を短くしつつ、所定の情報を記憶手
段に完全に書き込みし得るように構成したものであるか
ら、再度電源スイッチを投入した場合にミシンを正常に
作動でき、装置の信頼性を向上することが可能となると
共に、メンテナンス等の作業を直ちに行うことができ、
作業性を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるモータ制御装置を
表した構成図である。

【図２】図１中のＲＯＭに記憶されている制御動作手順
を表したフロー図である。

【図３】同上モータ制御装置の動作タイミングを従来技
術と比較して表したタイミングチャートである。

【図４】同上モータ制御装置を適用したミシンを表した
概略外観斜視図である。

【図５】操作パネルを表した正面構成図である。

【符号の説明】

５ 電源部 ６ 放電回路 ９ 制御手段 １２ モータ ２１ 電源遮断検出手段 ２３ 記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｇ０６Ｆ 1/00 ３３４Ｃ 5/41 ３０２ ３４１Ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを駆動する電源部と、 所定の情報を読み出し・書き込み可能とした記憶手段
   と、 放電指令を受けて前記電源部に充電された電荷を放電す
   る放電回路と、 電源遮断を検出する電源遮断検出手段と、 この電源遮断検出手段により電源遮断が検出されたら、
   前記記憶手段に前記所定の情報の書き込みを行い、この
   書き込みが実質完了を保証する時期に、前記放電回路に
   放電指令を与える制御手段と、 を具備したモータ制御装置。