JPH02131397A - パルスモータの回転制御装置 - 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１ 本発明は、パルスモータないしはステッピングモータ（
以下、「パルスモータ」という）の現在回転位雪をフィ
ードバックするためのパルスモータの回転制御装置に関
し、例えば建設機械用ディ一ゼルエンジンのガバナモー
タに適用して好適なパルスモータの回転制御装置に関す
る．〔従来の技術〕 一般に、油圧クレーン、油圧ショベル等の建設機械は、
動力源としてディーゼルエンジンを搭載し、該ディーゼ
ルエンジンによって油圧ボンブを駆動している． このため、従来の建設機械は運転室にコントロールレバ
ーを設け、該コントロールレバーとエンジンのガバナ機
構との間をコントロールケーブル，リンクロッド等で接
続し、エンジン制御を行なっていた．しかし、コントロ
ールレバーとガバナ機構との間をコントロールケーブル
，リンクロッド等で機械的に連結する場合には、機械的
抵抗が大きいために、大きな操作力を必要とする欠点が
ある． このような欠点を改良し、ガバナ機構を電気的に遠隔操
作するために、エンジンの近傍にはガバナ調節用のパル
スモータを設けると共に、該バルスモータまたはガバナ
機構の回転位置を検出する検出装置を設け、一方運転室
には操作スイッチ等からなる回転数指令装置と、マイク
ロコンピュータ等からなる演算装置とを設け、該演算装
置は指令装置からの指令信号と検出装置からの位置検出
信号とに基づき、両信号の差が零となるようにパルスモ
ータをフィードバック制御し、もってガバナ機構の制御
レバーを指令値に対応して傾転させるようになっている
． このようなガバナ機構用パルスモータの回転数制御装置
として、従来第５図に示すものが知られている． 第５図において、１は建設機械に搭載されたディーゼル
エンジン（以下、「エンジン」という）で、該エンジン
１にはガバナ機構２が設けられ、該ガバナ機構２には制
御レバー２Ａを有し、該制御レバー２Ａの増速Ｈ、減速
Ｌ方向の傾転量に応じてエンジン１の回転数を調節する
ようになっている．なお、２Ｂ，２Ｂは制御レバー２Ａ
のストッパである． ３はエンジン１の近傍に設けられた正逆回転可能なパル
スモータで、該パルスモータ３の出力軸にはレバー３Ａ
が取付けられ、該レバー３Ａはリンク４を介して制御レ
バー２Ａと連結されている．なお、前記パルスモータ３
は停止信号が入力され、回転が停止しても、制御レバー
２Ａを設定信号に応じた傾転角に保持させ、エンジン１
を定速回転することができる， ５は同じくエンジンｌの近傍に設けられた検出装置で、
該検出装置５はロークリエンコーダ等の回転角センサが
用いられる．そして、その回転軸にはレバー５Ａが取付
けられ、該レバー５Ａはリンク６を介して制御レバー２
Ａと連結され、傾転位置に応じた検出信号を出力する． ７は建設機械の運転室に設けられた回転数指令装置で、
該指令装置７はエンジン１の増速，減速方向の回転数を
設定するためのもので、例えばアップダウンスイッチ、
ボテンショメー夕等と連動したロータリスイッチ等が用
いられる．そして、前記回転数指令装置７はスイッチの
操作量に応じた増速指令信号，減速指令信号を出力する
．８は同じく運転室内に設けられたコントロールユニッ
トで、該コントロールユニット８内には演算装置９、駆
動回路１０が内蔵されている．ここで、前記演算装置９
は例えばＣＰＵ，ＭＰＵ等からなる処理回路、ＲＯＭ，
ＲＡＭ等からなる記憶回路、入出力制御回路を含むマイ
クロコンピュータとして構成されている．そして、前記
演算装置９の入力側は信号１ｉ１１を介して検出装置５
と接続されると共に、信号線１２を介して回転数指令装
置７と接続され，出力側は信号線１３を介して駆動回路
１０と接続されている．また、前記駆動回路１０は信号
線１４を介してパルスモータ３と接続されている． ここで、前記演算装置９は回転数指令装置７から入力さ
れる増速指令信号または減速指令信号とを受け、パルス
モータ３が４相モータである場合は、駆動回路１０に対
してＡ，τ，Ｂ，Ｔ信号からなる駆動信号を出力する第
１の機能と、記憶回路（例えば、ＲＡＭ）とソフトウエ
アによって実現されるアップダウンカウンタ９Ａを内蔵
し、検出装置５から入力される検出信号と、回転数指令
装置７から入力される指令信号との差をカウントする第
２の機能と、前記アップダウンカウンタ９Ａによって両
信号に差があるときには、その差が零となるように駆動
回路１０に補正用の駆動信号を出力し、バルスモータ３
をフィードバック制御する第３の機能とを有している． さらに、前記駆動回路１０は例えば複数個のパワートラ
ンジスタによって構成され、演算装置９から出力された
駆動信号Ａ，Ａ，Ｂ，Ｂを受けて各パワートランジスタ
が導通，遮断することによって信号変換し、これに応じ
た駆動パルスＡ，Ｋ，Ｂ，Ｔをパルスモータ３に出力し
、該パルスモータ３の各相のコイルを励磁し、回転駆動
するものである． 従来技術はこのように構成されるが、回転数指令装置７
を操作し、エンジン回転数を所望の値に設定すると、こ
の指令信号は演算装置９に出力され、該演算装置９は指
令信号量に応じた駆動信号を駆動回路１０に出力する．
この結果、駆動回路１０は駆動信号に基づく駆動パルス
信号をバルスモータ３に出力し、該パルスモータ３を正
転または逆転駆動する． このようにパルスモータ３が正，逆回転すると、その回
転はリンク４を介してガバナ機構２の制御レバー２Ａに
伝えられ、該制御レバー２Ａは増速Ｈ、または減速し方
向に傾転じ、その傾転置に応じてエンジン１を回転する
． 一方、前記制御レバー２Ａの傾転位置はリンク６を介し
て検出装置５に伝えられ、該検出装置５は傾転位置を検
出し、検出信号を演算装置９に出力する．この結果、前
記演算装置９はアップダウンカウンタ９Ａによって検出
装置５から入力される検出信号と回転数指令装置７によ
る指令信号との差をカウントし、両信号に差があるとき
にはその差が零となるように駆動回路１０に支持信号を
出力する．これにより、駆動回路１０によってバルスモ
ータ３が回転し、制御レバー２Ａを設定値通りの傾転位
置に保持せしめ、もって高精度なフィードバック制御を
行なう． ［発明が解決しようとする課題］ 然るに、上記従来技術によるものは、制御レバー２Ａの
傾転位置、即ちパルスモータ３の回転位置を検出する検
出装置５を設け、一方演算装置９内にはアップダウンカ
ウンタ９Ａの他に、検出装置５からの検出信号を記憶す
る記憶エリアを実現する必要がある． このため、エンジン１の近傍に検出装置５，リンク６等
を設け、信号！ｓ１１を介して演算装置９と接続する必
要があり、部品点数が増加し、特に検出装置５として回
転角センサを設ける都合上、価格的に高価となるという
欠点がある．また、信号線１１はエンジン１近傍に配線
されるから、点火プラグ等によるノイズの影響を受けや
すいという欠点がある． 一方、検出装置５からの検出信号は演算装置９内の記憶
エリアに一旦格納し、アップダウンカウンタ９Ａに出力
する構成としなくてはならない．このため、演算装置９
が何らかの理由で暴走したときには、記憶エリア内に格
納したパルスモータ３の現在位置が消失してしまうこと
がある．このような場合、パルスモータ３を規定位置ま
で戻すと共に、エンジン１を停止し、初めからエンジン
１の始動制御をやり直さなくてはならないという問題点
がある。

本発明はこのような従来技術の欠点に鑑みなされたもの
で、パルスモータの回転位置を検出する検出装置を廃止
すると共に、演算装置の故障等に対してもパルスモータ
の現在位置の記憶を確保しつるようにしたパルスモータ
の回転制御装置を提供することを目的とする． 【課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、パルスモータと
、該パルスモータを回転駆動すべき駆動信号を出力する
演算装置と、該演算装置からの駆動信号に基づいて前記
パルスモータに駆動パルスを出力し、該パルスモータな
駆動する駆動回路とからなるパルスモータの回転制御装
置において、前記演算装置から入力される駆動信号また
は前記駆動回路から入力される駆動パルスをカウントし
、当該カウント値をモータ位置信号として前記演算装置
に出力するカウンタを設けたことを特徴とする． 〔作用１ このように構成することにより、パルスカウンタは演算
装置から入力される駆動信号または駆動回路から人力さ
れる駆動パルスをカウントすることにより、パルスモー
タの現在の回転位置を検知すると共に、そのカウント値
を記憶する．これにより、演算装置は外部からの指令信
号と、カウンタ内のカウント値によるモータ位置信号と
から、パルスモータをフィードバック制御し、高精度な
位置決めを行なう． 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図を参照しつ
つ、詳細に述べる． なお、実施例において従来技術と同一構成要素には同一
符合を付し、その説明を省略する．また、本発明におい
ては、従来技術による検出装置５、リンク６、信号線１
１等は設けられておらず、また演算装置９内には検出装
置５からの検出信号を記憶するエリアも必要としない．
まず、第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示
す． 同図において、２１は運転室に設けられた本実施例のコ
ントロールユニットで、該コントロールユニット２１は
従来技術と同様の演算装置９、駆動回路１０を備えてい
る．他に、演算装置９に対して外付けのカウンタ２２を
備え、該カウンタ２２の入力側は信号線２３を介して信
号線１３のうち駆動信号Ａ，Ｅを出力するＡ信号線，Ｂ
信号線と接続され、出力側は信号線２４を介して演算装
置９と接続されている． 然るに、前記カウンタ２２は例えばアップダウンカウン
タによって構成され、アップ信号が入力されることによ
って加算動作を行ないダウン信号が入力されることによ
って減算動作を行ない、そのカウント値をバルスモータ
３の現在位置を表わすモータ位置信号として演算装置９
に出力する．ここで、前記アップ信号、ダウン信号につ
いてであるが、これらは演算装置９から出力される駆動
信号Ａ，Ａ，Ｂ，Ｂのうち、Ａ信号とＢ信号との関係か
ら得ることができる．即ち、第２図に示す如《、Ａ信号
がＢ信号に先行して立上がっているときにはバルスモー
タ３は正転しているから、Ａ信号がｒＨＪ状態でＢ信号
の立上りを検出してワンショット信号を出力すれば、当
該ワンショット信号がアップ信号となる．逆に、第３図
に示す如く、Ｂ信号がＡ信号に先行して立上っていると
きにはパルスモータ３は逆転しているから、Ｂ信号が「
Ｈ」状態でＡ信号の立上りからダウン信号が得られる． 本実施例はこのように構成されるが次にその作動につい
て述べる． 回転数指令装置７を操作し、エンジン１に減速指令した
ものとすると、演算装置９、駆動回路１０を介してバル
スモータ３を正転し、ガバナ機構２の制御レバー２Ａを
増速Ｈ側に傾転じ、エンジン１を所望の回転数とする。

このとき、演算装置９から出力される駆動信号Ａ，■，
Ｂ，ＢのうちＡ信号とＢ信号が信号線２３を介してカウ
ンタ２２に入力されるから、該カウンタ２２は第２図に
示す処理によってアップ信号を導出し、当該アップ信号
によって加算動作を行ない、そのカウント値をモータ位
置信号として信号線２４から演算装置９に出力する．こ
の結果、従来技術と同様に、前記演算装置９はアップグ
ウンカウンタ９Ａによって回転数指令装置７からの指令
信号とカウンタ２２からのモータ位置信号との差が零と
なるように、パルスモータ３をフィードバック制御し、
指令値通りの回転数とする． 一方、回転数指令装置７を操作し、エンジン１に減速指
令したものとすると、演算装置９、駆動回路１０を介し
てパルスモータ３を逆転し、ガバナ機横２の制御レバー
２Ａを減速Ｌ側に傾転じ、エンジン１を所定値に減速せ
しめる。このとき、演算装置９から出力される駆動信号
Ａ３Ｎ，Ｂ，■のうち、Ａ信号とＢ信号が信号線２３を
介してカウンタ２２に入力されるから、該カウンタ２２
は第３図に示す処理によってダウン信号を導出し、当該
ダウン信号によって前回の増速時のカウント値に対して
減算動作を行ない、新たなカウント値をモータ位置信号
として演算装置９に出力する．この結果、演算装置９は
アップダウンカウンタ９Ａによって回転数指令装置７か
らの指令信号とカウンタ２２からのモータ位置信号との
差が零となるように、パルスモータ３をフィードバック
制御し、指令値通りの減速回転数とする。

かくして、本実施例によれば、従来技術のように検出装
置５を用いてモーク位置ないし制御レバー２Ａの傾転位
置を検出するのではなく、コントロールユニット２１内
にカウンタ２２を設け、演算装置９からの駆動信号を利
用してモータの回転位置を検出するものであるから、カ
ウンタ２２のみを設ければよく、検出装置５、リンク６
、信号線１１等を不要とでき、低廉に製造しつる。また
、カウンタ２２は演算装置９に対して外付けされるから
、外乱等によって該演算装置９が瞬時暴走しても、現在
のモータ位置を確実に記憶することができ、エンジン１
の角始動処理等を不要としうる．さらに、カウンタ２２
はコントロール二二・νト２１内に配設されるから、エ
ンジン１のノイズの影響を受けることがなく、しかも該
カウンタ２２はエンジンキーをＯＦＦにする都度リセッ
トすることができるから、高精度な位置検出が可能とな
る． 次に、第４図は本発明の第２の実施例を示す．なお、第
１の実施例と同一構成要素には同一符合を付し、その説
明を省略する． 然るに、本実施例の特徴は、カウンク２２の入力側を、
信号線２３′を介して信号線１４のうち、駆動パルスＡ
，Ｂを出力するＡ信号線，Ｂ信号線と接続したことにあ
る． 本実施例はこのように構成されるが、演算装置９から出
力される駆動信号Ａ，ＸＩＢＩπと、駆動回路ｌＯから
出力される駆動パルスＡ，Ａ，Ｂ，Ｔとは一対一の関係
にある。この結果、カウンタ２２の入力側を信号線１４
と接続し、駆動パルスＡ，Ｂを用いて第２図．第３図と
同様のアップ信号，ダウン信号を導出したとしても、第
１の実施例と同様の作動を行なわせることができる．な
お、各実施例では本発明に係るパルスモータの回転制御
装置として、エンジンのガバナモータ回転制御装置を例
示したが、産業用ロボット、工作機械等、パルスモーク
を用いる機器には広く適用しうるものである．また、パ
ルスモータ３として４相モータを例示したが、２相モー
タその他の多相モータでもよい．また、カウンタ２２は
Ａ信号とＢ信号を利用してアップ信号とダウン信号を導
出したが、λ信号，Ｔ信号を利用してもよい．さらに、
カウンタ２２はアップダウンカウンタから構成したが、
加算カウンタと減算カウンタとの組合せによって構成し
てもよい。

［発明の効果］ 本発明に係るパルスモータの回転制御装置は以上詳細に
述べた如くであって、演算装置゜または駆動回路から入
力される信号を利用してモータ位置をカウントし、モー
タ位置信号として演算装置に出力し、フィードバック制
御を行なわせる構成としたから、パルスモータの回転位
置を検出する検出装置等が不要となり、部品点数を削減
し、低廉に製造しつると共に、前記カウンタは演算装置
に対して外付けの構成としうるから、演算装置内のプロ
グラム、記憶エリア等を簡略化しつるばかりでなく、該
演算装置の故障等に対してもモータ位置を記憶保持する
ことができる等の効果を奏する．

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　パルスモータと、該パルスモータを回転駆動すべき駆
   動信号を出力する演算装置と、該演算装置からの駆動信
   号に基づいて前記パルスモータに駆動パルスを出力し、
   該パルスモータを駆動する駆動回路とからなるパルスモ
   ータの回転制御装置において、前記演算装置から入力さ
   れる駆動信号または前記駆動回路から入力される駆動パ
   ルスをカウントし、当該カウント値をモータ位置信号と
   して前記演算装置に出力するカウンタを設けたことを特
   徴とするパルスモータの回転制御装置。