JPS61236397A - ステツピングモ−タの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野コ 本発明は、ステッピングモータの駆動回路に関し、さら
に詳しくはステッピングモータの起動性能に優れた駆動
回路に関する。

「従来技術」 第３図は、ステッピングモータの入力パルス周波数とト
ルクの関係を表わす特性曲線で、従来よく知られている
ものである。この第３図から分かるように、入力パルス
周波数を低くしなければ大きなトルクは得られない。

そこで、大きなトルクを必要とする起動時にはステッピ
ングモータへの入力パルス周波数を低くしておき、起動
したのち徐々に入力パルス周波数を上げて所望の回転速
度まで増速することが従来一般に行われている。第４図
はこの様子を示すものである。

「従来技術の問題点」 ステッピングモータの起動のために入力パルス周波数を
低いところから徐々に高くしていく周波数漸増機能を有
す必要があることから、従来のステッピングモータの駆
動回路の構成は複雑になるという問題がある。また応答
の迅速性に欠けるという問題もある。

「発明の目的」 本発明の目的とするところは、上記周波数漸増機能に依
らずにステッピングモータの起動性能を向上可能として
、その構成を簡単化すると共に、応答（’ｌを向上でき
るようにしたステッピングモータの駆動回路を提供する
ことにある。

「発明の構成」 本発明のステッピングモータの駆動回路は、ステッピン
グモータの巻線への励磁電流の最大値を大小に切り換え
て制限しつる励磁電流制限回路と、ステッピングモータ
の回転子を停止状態から回転させ始める時には前記励磁
電流回路を大電流側に切り換えると共に回転子が回転状
態となれば前記励磁電流制限回路を小電流側に切り換え
る切換制御手段とを具備したことを構成上の特徴とする
ものである。

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて本発明を更に詳しく説
明する。ここに第１１！ｌは本発明の一実施例のステッ
ピングモータの駆動回路の構成説明図、第２図は同装置
の起動時のタイムチャート、第３図はステッピングモー
タのトルク−人力パルス周波数特性図、第４図は従来の
ステッピングモータの起動制御を説明する説明図である
。なおこれにより本発明が限定されるものではない。

第り図においてステッピングモータの駆動回路１は、励
磁電流制限回路２．制御回路３．スイッチング回路４か
らなっており、ステッピングモータＳを駆動するもので
ある。

ステッピングモータＳは４相ＰＭ型ステフピングモータ
であるが、これに限定されるものではなく、例えばハイ
ブリッドＰＭ型、ＶＲ型などにも本発明を適用すること
ができる。

励磁電流制限回路２は、電流制限抵抗２１とその電流制
限抵抗２１を短絡するトランジスタ２２とからなってい
る。このような励磁電流制限回路２は４相の巻線の２相
ずつに対応して２回路設けられている。

制御回路３は、マイクロプロセッサ３１．センサ３２及
びインターフェース３３．３４からなっている。センサ
３２は自動車のステアリング角度を検出するいわゆるス
テアリングセンサであり、マイクロプロセッサ３１はそ
のステアリング角度に応じてステッピングモータＳを角
度変位させるものである。

ステッピングモータＳは自動車の後輪の操舵を行うもの
で、結局のところ、第１図に示すシステムは４輪操舵自
動車の後輪の操舵角を前輪の操舵角に追従させる制御を
行うシステムである。

このような用途ではステアリングホイールをドライバー
が操作するのに追従してステッピングモータＳを迅速に
駆動しなければならず、また頻繁に停止と回転が行われ
るため、従来のような周波数漸増機能によるステッピン
グモータＳの起動制御を行ない難いのである。

マイクロプロセッサ３１は、ステアリングホイールが回
されてステアリング角度が変わると、それに応じてイン
ターフェイス３４のボートＰ、〜ＰＧをオンオフし、ス
テッピングモータＳを追従させる。またステアリングホ
イールが一定位置に保たれてステアリング角度が一定で
あるときは、その角度に応じた角度を保つようにステッ
ピングモータＳを停止させるべくポートＰ１〜ＰＧのオ
ンオフ状態を保持するのである。

スイッチング回路４は、トランジスタ４１をオンオフす
ることによりステッピングモータＳの巻線への励磁電流
の導通をオンオフするものであり、ステッピングモータ
Ｓの４相の巻線のそれぞれに対応して設けられている。

次にこのステッピングモータの駆動回路１の動作を説明
するが、説明の都合上励磁方式は１相励磁方式とする。

なお、２相励磁や１−２相励磁方式についても本発明を
適用できることは言うまでもない。

いまステアリングホイールがある角度に保たれており、
その角度はステッピングモータＳのＡ−Ｃ２巻線に励磁
電流を流した時の回転子の角度に対応するものとすれば
、このときマイクロプロセッサ３１は第２図の「停止」
に対応するボー）Ｐ＋〜ＰＧの状態を出力している。す
なわちポートＰ＋のみがオンであり、ボートＰ２〜Ｐ６
はオフである。そこで、Ａ−Ｃ，ｉ線だけに励磁電流が
供給されるが、その電流値は、励磁電流制限回路２の電
流制限抵抗２１の抵抗値Ｒと巻線の抵抗値ｒの和で規定
され、供給電圧をＶとするならば、Ｖ／（Ｒ＋ｒ）とな
る。

さて、ステアリングホイールがドライバーによって回さ
れたとすると、ステアリングセンサ３２で検出されるス
テアリング角度が変わるため、これに応じてステッピン
グモータＳを回転させるべく、マイクロプロセンサ３１
はステッピングモータＳを起動する。

ステッピングモータＳを回転させるべき方向に対応した
巻線の励磁順序がｂ−ｃ２巻線、　　ａ−Ｃ１巻線、Ｂ
−Ｃ２巻線の順であるとするならば、第２図の「起動」
　「回転」に対応して示されているように、ポートＰ２
．Ｐ３．Ｐ４の順にオンパルスが加えられ、これが繰り
返される。

ところで、マイクロプロセッサ３１は、ポートｐ、％Ｐ
うの状態が所定時間以上一定であることを認識してパル
スモータＳが停止状態にあると判断している。そこで、
次にポートＰ１〜Ｐ、の状態を変える時がステッピング
モータＳを起動する時であると判定する。そして、この
判定を行ったときは、ステッピングモータＳの回転の起
動時に励磁する第１番目の巻線に対応する励磁電流制限
回路２のトランジスタ２２をオンとする。すなわち、こ
の例では、ステッピングモータＳの起動の第１番目に励
磁される巻線は、ｂ−ｃ２巻線であるため、それに対応
してポー）ＰＧが短時間オンとされる。

このため、電流制限抵抗Ｒが短絡され、ｂ−ｃ。

巻線に最初に流れる励磁電流はＶ／ｒということになる
。トルクは励磁電流の二乗に比例するため、通常の回転
時のトルクの（１＋Ｒ／ｒ）の二乗倍大きいトルクが発
生することになる。したがって周波数漸増機能を用いな
くても大きなトルクでステッピングモータＳを起動する
ことができる。

またこのため、応答性を向上できるのである。

ポートＰＧは短時間てオフに戻され、その後は通常の励
磁電流が供給される。そこでステッピングモータＳの巻
線が過度の励磁電流により損傷を受けるということもな
いのである。

他の実施例としてはマイクロプロセッサ３Ｉおよびイン
ターフェース３４に変えてロジック回路により、励磁電
流制限回路２のオンオフを制御するようにしたものが挙
げられる。

本発明は、起動時のみならず、反転時のように大きなト
ルクを瞬間的に必要とする用途にも適用できるものであ
る。

「発明の効果」 本発明によれば、ステッピングモータの巻線への励磁電
流の最大値を大小に切り換えて制限しうる励磁電流制限
回路と、ステ、ピングモータの回転子を停止状態から回
転させ始める時には前記励磁電流回路を大電流側に切り
換えると共に回転子が＠転状態となれば前記＃磁電流制
限回路を小電流側に切り換える切換制御手段とを具備し
たことを特徴とするステッピングモータの駆動回路が提
供され、これにより周波数漸増機能によらずにステッピ
ングモータの起動トルクを太き（できるから、構成を簡
単化できるとともに応答性を改善することができる。

なお、本発明を通用すると共に、従来公知の周波数漸増
機能を併用してもよい、この場合には、短時間に所望の
値まで周波数を増加することができるから、応答性を改
善できる効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のステッピングモータの駆動
回路の構成説明図、第２図は同装置の起動時のタイムチ
ャート、第３図はステッピングモータのトルク−人力パ
ルス周波数特性図、第４図は従来のステッピングモータ
の起動制御を説明する説明図である。 （符号の説明） １・・・ステッピングモータの駆動回路２・・・励磁電
流１ｔＪＪｌｌ！回路 ３・・・制御回路 ４・・・スイッチング回路 ２１・・・励磁電流制限抵抗 ２２・・・トランジスタ Ｓ・・・ステッピングモータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステッピングモータの巻線への励磁電流の最大値
   を大小に切り換えて制限しうる励磁電流制限回路と、ス
   テッピングモータの回転子を停止状態から回転させ始め
   る時には前記励磁電流回路を大電流側に切り換えると共
   に回転子が回転状態となれば前記励磁電流制限回路を小
   電流側に切り換える切換制御手段とを具備したことを特
   徴とするステッピングモータの駆動回路。