JPS6225898A

JPS6225898A - モ−タ用制御装置

Info

Publication number: JPS6225898A
Application number: JP61164527A
Authority: JP
Inventors: マウロ・スキャヴォン
Original assignee: MARERI OOTORONIKA SpA
Current assignee: MARERI OOTORONIKA SpA
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1986-07-12
Publication date: 1987-02-03
Also published as: DE3623517A1; CH668337A5; GB2177823A; ES2001241A6; IT1182511B; US4740737A; FR2584881A1; GB8616855D0; FR2584881B1; IT8567644A0

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】筐！上囚机里分野本発明は供給バッテリーに使用される相接続のための共
通の電極端子を有する単極型ステップモータ用特に自動
車において使用するための制御装置に関する。

発明の目的この発明はステップモータの相補相　（ｃｏｍｐｒｅ−
ｍｅｎｔａｒｙ　　ｐｈａｓｅｓ）に対する回路装置で
あって、この装置は相捕的な論理信号の第１と第２の入力端子と、モータの
１つの相ならびにこの１つの相に対する相補相にそれぞ
れ接続されるとともに、上記入力端子に印加される信号
に応じて、それぞれ接続されたモータの相における電流
を開閉する第１の状態と第２の状態とに切り換えられる
ように構成された第１と第２のオンオフ制御スイッチ装
置とを備えている。

この発明の主題は上述の型式の制御回路であって、モー
タの相の６対に対して、ある時点において、駆動されているモータの相を流れる
電流を表す信号を出力する上記第１と第２のスイッチに
接続されたセンサと、一定の参照信号を出力する信号発生手段と、信号発生手
段とセンサとに接続され、センサの出力信号と参照信号
との間の差が最小となるように、上記駆動期間中におい
て制御スイッチ装置を通して流れる電流を比較し制御す
る手段とを備えている。

更にその装置は、モータが停止する場合に励磁されてい
る二つの相において循環電流を低減させる制御装置を備
えている。

これらの制御装置は論理型作動信号用の他の入力と、そ
の入力と発生手段に接続され、モータが停止する場合に
励磁される相に連動したスイッチ装置における循環電流
を低減させるために作動時に調節及び比較装置によって
照合信号を調節するように構成された制御回路を備えて
いる。

本発明にかかる制御装置の更なる特徴と利点は非限定の
ものとして示した実施例によって添付図面を参照しつつ
行なう以下の詳細な説明から明らかになる。

実施例第１図は本発明にかかる制御回路の部分ブロック回路図
である、そして第２図は第１図の制御回路の詳細な部分
回路図である。

第１図に関して、２組の相Ａ、λ−とＢ、Ｂと直流電源
Ｖａ’に接続された共通の電極端子を有する単極型ステ
ップモータがＳＭで示されている。モータＳＭは、例え
ば自動車のエンジンのキャブレーク−での絞り弁の位置
を制御するために使われ、そしてこの説明では、電圧Ｖ
Ｂは自動車のバッテリによって印加された電圧である。

高容量コンデンサＣ８は、放射干渉を制限するために電
源Ｖａとアースとの間に接続されている。

本発明にかかる制御回路に出力０１．　Ｏｒ　、　Ｏｔ
　、σ。

はモータＳＭの相に順番に接続されてい、る。この回路
は相補（コンプリメンタリ）論理型の制御信号を受信す
るために例えば入力１１が低レベル信号を受信するとき
、入力″Ｖ１はハイレベル信号を受信するように２組の
相補的な入力Ｉ　３．　Ｉ　ｌ＋　Ｉ　ｔ、Ｌをもって
いる。

制御回路はＩＬＣで示され、またその機能が以下に説明
されるロジック型制御信号を受信するようにされた他の
入力令もっている。制御回路の入力は、電子制御・操作
ユニット例えばマイクロプロセッサに接続されるように
なっている。入力ＩＬＣの説明から一時離れて、制御回
路は入力■１．王、。

■３９丁、と出力Ｏ１２己、　Ｏｔ　、　Ｏを間におい
て同じ構造をもつ４つの回路枝を有している。この構造
は入力Ｉ、と出力Ｏ８間の枝について単独で説明する。

入力抵抗Ｒ３にＮＰＮ）ランジスタＴ、のベースが接続
され、そのエミッタが例えばダーリントン型のパワート
ランジスタＤ、に接続されている。

トランジスタＤ１のベースとアース間は抵抗Ｒ１が接続
されている。トランジスタＤ１のコレクタはリサイクル
ダイオードｄのアノードに接続されたステップモータの
相Ａに接続されている。トランジスタＤＩのコレクタと
アース間はコンデンサＣ１が接続されている。

抵抗Ｒ３は入力１．と直流電源Ｖｓ間に接続されている
。一方は、他の３つの入力を制°御回路の他の３つの出
力に接続している回路枝の内容として用いられた第１図
についての説明である。

ＭＮ）／ノ＋−Ｌ’１．ｆｔＪ＋、ｌ　　ＬＪ＋Ｊｌｌ
−ＭａＬ側ｍ持器Ｒ６を介して電源Ｖａに接続されてい
る。トランジスタＤ　ｒ　、　Ｄ　ｒとＤ　＊　、　Ｄ
　＊のエミッタはそれぞれ共に接続されそしてそれぞれ
のシャント抵抗Ｓ、とＳ、を介してアースに接続されて
いる。これらの抵抗器は適当な金属膜型で非常に小さな
抵抗をもっているものが好ましい。

アースされていない端子ＳｌとＳ、は２つの調節回路１
．２の第１入力１ａ、２ａに接続されている。

これらの回路の第２人カ１ｂ；２ｂには、一定電圧の照
合信号を発生するための回路３の出力が接続されている
。この回路はその入力が入力ＩＬＣに接続している制御
回路４の出力に接続している。

調節回路ｌと２は同じ内部構造、例えば、回路１に関す
る第２図で示されるような構造をもっている。この後者
は集積差動増幅器ＩＣ１例えばＬＭ２９０４回路などを
含んでいる。差動増幅器ＩＣの反転入力は抵抗器Ｒ６を
介して抵抗器Ｓ、に接続されている。反転入力と出力間
は直列接続されたコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ６で接続さ
れている。

コンデンサＣ３が非反転入力λアース間に培鉢六れてい
る。

回路ｌと２のそれぞれの出力は、抵抗器Ｒ７を通してト
ランジスタＴ　Ｉ、Ｔ　ｒ　；　Ｔ　ｔ　、　Ｔ　ｔの
コレクタに接続されている。

第２図に示される回路３は、電源Ｖｓとアース間に抵抗
分圧器を含んでおり、この分圧器は互いに直列した３つ
の抵抗器Ｒｓ　、　ＲｅとＲＩＧを含んでいる。抵抗Ｒ
ＩＧと並列にさらに望ましくは調節可能な抵抗器Ｒ８が
配置されている。これは回路３の出力を表す。

制御回路４は、抵抗器Ｒ１１を通して入力ＩＬＣにベー
スを接続したＮＰＮ型のトランジスタＴ、を含み、その
エミッタはアースに接続され、そのコレクタは好ましく
は調節可能な抵抗器Ｒ１３を通して抵抗Ｒ０とＲ８の共
通端子に接続されている。

ＩＬｃと電源Ｖｓ間に接続された抵抗器はＲ１４で示さ
れている。

上記制御回路は以下のように動作する。

入力■１と■、は同じレベルｌにあり、入力！１とＴ、
は同じレベル０にあると仮定する。この状態でトランジ
スタＴ１とＴ、とそれゆえトランジスタＤ、とり、は導
通しており、相ＡとＢは作動している。　この状態でモ
ータは停止している。もしＩＬＣも同じレベルｌにあれ
ばトランジスタＴ、は導通しており、回路３がＩＣの非
反転入力に与える電圧が小さくて差動増幅器ｔＣによる
出力電圧もまた小さくてトランジスタＴ、、Ｔ２とＤ　
、Ｄ　２が適度に導通性がある。このようにして、小さ
な電流がモータの作動中の相ＡとＢにおいて循環し、そ
の結果モ′−夕における浪費電力の制限と電源Ｖｅによ
る充電電流の吸収作用を制限するという二重の利点が得
られる。

モータを操作することが必要となると、入力ＩＬＣはレ
ベル０に移されトランジスタＤ３を不作動にせねばなら
ない。その結果、回路３によって差動増幅器ＩＣの非反
転入力に与えられる照合電圧は高められて後者による出
力電圧が対応して増加する。

その結果、トランジスタＴ１とＴ、に流れる電流が増大
する。コンデンサＣ１はモータの作動相での低電流運転
と高電流運転間でのスイッチングを徐々に行なわせる。

もし入力！、とＩ、がそれぞれ同時にレベルＯとレベル
ｌに変化するならばトランジスタＴ１とＤＩは不作動に
なり、トランジスタ丁、とＤｒは導通状態となる。その
結果電流はもはや相Ａを通過せずに相Ａが作動する。

相補的入力１．，１．とＩ　！、　Ｉ　ｔに印加された
信号によって制御回路とこのステップモータＳＭは上述
と同様に作動する。

モータのそれぞれの動作相において抵抗Ｓ１とＳ、で電
圧降下は、それぞれの抵抗器が関係し合っているところ
のモータの二つの相の一方で電流循環が起こっているこ
とを表わしている。例えばもしこの電流がバッテリＶａ
の充電での降下の結果として、降下しがちで・あるなら
ば、差動増幅器ＩＣの反転入力で与えられた電圧は降下
し、そのとき伝導状態にあるトランジスタＴ又はＴに供
給された電圧における増大が起こり、この電圧はそれら
を伝導状態にして、作動相における電流流出での増加を
引き起こす。この増加は°バッテリＶａの放電による電
流の減少に対して補正する。

制御回路はこのようにしてモータが一定電流で作動する
ことを可能にしている。定電流制御はステップ周波数を
可能にし、そのことは、−組のコイル又は相における電
流の逆転時間を最適にしている。この電流が一定である
ならば最高に迅速なスイッチングを行なえるということ
が実際に起こる。上記回路は英語の専門語で“ｒｕｌｌ
　　５ｔｅｐ（フルステップ）”、“ｈ’ａｌｆ　　５
ｔｅｐ（ハーフステップ）“、そして“ｏ’ｎｅ　　ｐ
ｈａｓｅ　　ｏｎ（１相オン）”として知られている３
つの古典的な様式にモータの相の操作を可能にしている
。

金属模型分路抵抗器によって構成される電流センサの使
用は特に便利である。事実これらの抵抗器は非常に安価
で温度変化に対して安定性の良い回路の形成を可能にし
た。

調節回路ｌにおいて、集合ＩＣの反転入力と出力間にお
けるフィードバック網でのコンデンサＣ１はどんな発振
動も弱めることを可能にした。

電流低減用の制御回路４はモータＳＭが停止した状態を
保たねばならないときはいつも入力Ｉ　ＬＣで回路ｌに
よって作動している。すでに記述した利点に加え、電流
における低減はモータのどんな望ましくない動きをも安
全に避けることを可能にし、最後のトランジスタＤとＤ
における浪費電力を押さえることを可能にした。

抵抗器Ｒ４は、パワートランジスタのスイッチがオンか
らオフに切り換えられるとき電流を再循環させる。コン
デンサＣＩは電磁干渉から回路を保護することに加えて
最終トランジスタにおけるピーク電圧を再循環ダイオー
ドｄがまだ伝導状態になっていないときオンとオフの間
でのスイッチ切換の第１例において制限する。これらの
コンデンサはこのようにして特別に安価な低速型の再循
環ダイオードの使用を可能にした。

上述した実施例に限定されることなく、この発明を具体
化するに際して発明の範囲から外れることなく種々の変
形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御回路の部分ブロック回路図で
ある。第２図は第亀図の制御回路の詳細な部分回路図である。Ａ、Ａ：Ｂ、Ｂ・・・相、ＳＭ・・・モータ、Ｃｏ、　ＣＩ、　Ｃｔ、　Ｃ−−コンデンサ、Ｖ　ａ　
、Ｖ　ａ’　、Ｖｓ−電源、０１、０１．　Ｏｔ　、　Ｏｔ・・・出力、ｌａ、２ａ
、１ｂ；２ｂ、Ｉ　＋、Ｉ＋、Ｉｔ、Ｉｚ−入力、■Ｌ
ｃ・・制御回路入力、Ｄ　、　Ｔ　、　Ｄ　Ｉ、　Ｄ　ｔ　、　Ｔ　１．　Ｔ
　ｔ　、　Ｔ　＋　、　Ｔ　！　、　Ｔ　３・・・トラ
ンジスタ、ｄ・・・ダイオード、Ｓ、Ｒ・・・抵抗、ＩＣ・・・増幅器、Ｓ、、Ｓ、・・・センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電源（Ｖ＿Ｂ）に接続される相（Ａ，■，Ｂ，■
）用の共通端子を有する単極ステップモータ（ＳＭ）用
の制御装置であって該モータの相補相（Ａ，■；Ｂ，■
）毎に相補的な論理信号用の第１と第２の入力端子（Ｉ
＿１，■＿１；Ｉ＿２，■＿２）と、モータの１つの相
（Ａ，Ｂ）ならびにこの１つの相（■；■）に対する相
補相にそれぞれ接続されるとともに、上記入力端子（Ｉ
＿１，■＿１，；Ｉ＿２，■＿２）に印加される信号に
応じて、それぞれ接続されたモータの相における電流を
開閉する第１の状態と第２の状態とに切り換えられるよ
うに構成された第１と第２のオンオフ制御スイッチ装置
（Ｄ＿１，■＿１；Ｄ＿２，■＿２）と、モータ（ＳＭ）の相の各対（Ａ，■；Ｂ．■）に対して
、ある時点において、駆動されているモータの相を流れる
電流を表す信号を出力する上記第１と第２のスイッチ（
Ｄ＿１，■＿１；Ｄ＿２，■＿２）に接続されたセンサ
（Ｓ＿１；Ｓ＿２）と、一定の参照信号を出力する信号発生手段（３）と、信号
発生手段（３）とセンサ（Ｓ＿１；Ｓ＿２）とに接続さ
れ、センサの出力信号と参照信号との間の差が最小とな
るように、上記駆動期間中において制御スイッチ装置（
Ｄ＿１，■＿１；Ｄ＿２，■＿２）を通して流れる電流
を比較し制御する手段（１；２）とを備えたことを特徴
とするモータ用制御装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の制御装置において、
発生手段（３）が、モータ（ＳＭ）の２組の相（Ａ，■
；Ｂ，■）に関連した調節及び比較手段（１，２）に同
じ照合信号を出力するものである制御装置。
（３）特許請求の範囲第１項記載の制御装置において、
モータ（ＳＭ）が停止した状態において駆動される２組
の相（Ａ，Ｂ；■，■）において循環電流を低減させる
ための制御手段（Ｉ＿Ｌ＿Ｃ；４）を有する制御装置。
（４）特許請求の範囲第３項記載の制御装置において、
制御手段が論理型作動信号用後続入力（Ｉ＿Ｌ＿Ｃ）と
後続入力（Ｉ＿Ｌ＿Ｃ）と発生手段（３）に接続され、
モータ（ＳＭ）が停止するときに駆動される相（Ａ，Ｂ
；■，■）に連動したスイッチ装置（Ｄ＿１，Ｄ＿２；
■，■）において循環電流の低減を、調節及び比較手段
（１，２）によって起こさせるために照合信号に加減す
るように作動時に構成された制御回路（４）を有する制
御装置。
（５）特許請求の範囲のいずれかに記載された制御装置
においてそれぞれの該センサが金属抵抗器（Ｓ＿１；Ｓ
＿２）を有している制御装置。
（６）特許請求の範囲のいずれかに記載された制御装置
において、モータ（ＳＭ）のそれぞれの相（Ａ，■；Ｂ
，■）のために、該相（Ａ，■；Ｂ，■）に接続可能な
コレクタを有し相補相に連動するパワートランジスタ（
Ｄ＿１，■；Ｄ＿２，■）とを備え、それぞれのパワー
トランジスタ（Ｄ＿１，■；Ｄ＿２，■）のコレクタは
循環ダイオード（ｄ）に接続されており、すべてのパワ
ートランジスタ（Ｄ＿１，■；Ｄ＿２，■）の循環ダイ
オード（ｄ）は単一抵抗器（Ｂ＿４）によってバッテリ
（Ｖ＿Ｂ）に接続されている制御装置。
（７）特許請求の範囲第６項記載の装置において、コン
デンサ（Ｃ＿１）がそれぞれのパワートランジスタ（Ｄ
＿１，■；Ｄ＿２，■）とアース間に接続されている制
御装置。
（８）特許請求の範囲のいずれかに記載された制御装置
において、それぞれの組の相補相（Ａ，■；Ｂ，■）の
ために、調節及び比較手段が、センサ（Ｓ＿１，Ｓ＿２
）に接続された第１入力（１＿ａ，２＿ａ）と発生手段
（３）に接続された第２入力（１ｂ）を有する差動増幅
器（ＩＣ）を備えている制御装置。
（９）特許請求の範囲第８項に記載の制御装置において
、発生手段（３）が安定電圧供給（Ｖｓ）と回路のアー
ス間において抵抗電圧分圧器（Ｒ＿８〜Ｒ＿１＿１）を
有する制御装置。
（１０）特許請求の範囲第８項及び第９項のいずれかに
記載の制御装置において、第２入力（１ｂ：２ｂ）とア
ース間に並列に配置された差動増幅器（ＩＣ）の分圧器
（Ｒ＿６〜Ｒ＿１＿１）と第２入力（１ｂ；２ｂ）間に
接続されている制御装置。
（１１）特許請求の範囲第８項記載の制御装置において
、差動増幅器（ＩＣ）が、第１入力（１ａ）と出力間に
おいてコンデンサ（Ｃ＿２）を備えたフィードバック網
を有する制御装置。
（１２）特許請求の範囲第４項から第１１項までのいず
れかに記載の制御装置において、照合信号によって想定
される２つの値を独立に調節するための手段（Ｒ＿１＿
３，；Ｒ＿１＿１）を有する制御装置。
（１３）特許請求の範囲第４項から第９項までのいずれ
かに記載の制御装置において、制御回路（４）が別の制
御入力（ＩＬＣ）と接続されたベースと抵抗分圧器（Ｒ
＿８〜Ｒ＿１＿１）の中間端子に接続されたコレクタと
を有するトランジスタ（Ｔ＿３）を備えている制御装置
。