JPH0775385A - ステッピングモータ制御装置 - Google Patents

ステッピングモータ制御装置

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JPH0775385A
JPH0775385A JP21989393A JP21989393A JPH0775385A JP H0775385 A JPH0775385 A JP H0775385A JP 21989393 A JP21989393 A JP 21989393A JP 21989393 A JP21989393 A JP 21989393A JP H0775385 A JPH0775385 A JP H0775385A
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JP
Japan
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current
frequency
stepping motor
turn
control signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP21989393A
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English (en)
Inventor
Shogo Imada
昭吾 今田
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流駆動ステッピングモータの制御装置にお
いて、出力段のターンオン・ターンオフ時間を確保し、
かつ出力段の負荷を小さいものとしながら、設定電流の
精度を高くする。 【構成】 ステッピングモータ1の制御装置5におい
て、電流制御信号の周波数を可変とする手段9、および
高い電流精度が要求されるときに、前記周波数可変手段
の周波数を高くする手段11を設ける。あるいは、デュー
ティ比に応じて前記周波数可変手段を変化させる手段を
設ける。高い電流精度が要求されるとき、電流制御信号
の周期Tが小さくされ、位置精度が高くなる。デューテ
ィ比が上限値または下限値に近くなったとき、周期Tが
大きくされ、ターンオン・ターンオフ時間が確保され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電流駆動ステッピング
モータの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電流駆動ステッピングモータの駆動回路
を図2に示す。電源3(+B)とグランドGNDの間
に、FET1〜FET4のブリッジ回路からなる出力段
2が組まれ、ブリッジ回路の出力側にステッピングモー
タ1の巻線11が接続される。なお、図においては、巻
線11は1相分のみを示して、他の相の回路の図示は省
略している。出力段2を構成する各FET1〜FET4
のゲートには、CPU5からバッファ4を介して、図3
に示す電流制御信号と相切替信号が入力される。
【0003】CPU5には、外部から、目標位置7およ
び運転パターン8が指示入力される。CPU5では、こ
れらの指示入力とステッピングモータ1の現ステップと
から、ステッピングモータ1の回転方向、回転速度等を
決定して、各FET1〜FET4に電流制御信号と相切
替信号を出力する。図3に電流制御信号と相切替信号の
例を示す。
【0004】期間t1において、FET4にその期間中
オンとなる相切替信号が入力され、FET1に周期T
(周波数の逆数)の間オンとオフが繰り返される電流制
御信号が入力される。また、続く期間t2において
は、FET3にその期間中オンとなる相切替信号が入
力され、FET2に周期Tの間オンとオフが繰り返され
る電流制御信号が入力される。以上のステップが順次
繰り返されることにより、ステッピングモータ1が回転
をしていく。
【0005】電流制御信号とステッピングモータ1の巻
線11に流れる電流の関係を図4に示す。巻線11に流
れる電流値Iは、オン時間と周期Tの比すなわちデュー
ティ比により決まり、周期Tとは無関係である。また、
図4aは電流制御信号の周期Tが小さい場合を示し、図
4bは周期Tが大きい場合を示す。また、図5に巻線1
1の励磁パターンの例を示す。図5bは、巻線A,Bに
定電流Iを順次供給するもので、モータのステップは、
磁極ごとの大きいステップとなる。図5aは、巻線A,
Bの電流を多分割化し、電流値をI1,I2,I3と多
段階に変化させたもので、モータのステップを磁極間に
多数設定でき、より精密な位置調整を可能とするもので
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したステッピ
ングモータ1の制御装置においては、図4に示すよう
に、電流制御信号の周期Tは、小さく設定する程、設定
電流の精度を高くすることができる。しかしながら、周
期Tを小さくしすぎると出力段2のFETのターンオン
時間またはターンオフ時間を確保することが困難とな
り、また、オン・オフ頻度が高くなるため、出力段2の
負荷が増加することとなる。
【0007】したがって、従来のステッピングモータ1
の駆動回路においては、出力段2のターンオン・ターン
オフ時間が確保でき、かつ出力段2に対して過重な負荷
とならない範囲で、周期Tを適当な値に設定していた。
しかしながら、このように周期Tを設定すると、設定電
流の精度が十分に得られず、ステッピングモータ1の位
置制御も正確に行えなかった。
【0008】本発明は、電流駆動ステッピングモータの
制御装置において、出力段のターンオン・ターンオフ時
間を確保し、かつ出力段の負荷を小さいものとしなが
ら、設定電流の精度を高くすることを目的とするもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電流制御信号の周波数すなわち周期Tを
可変のものとする。そして、電流精度を高くする必要が
あるときは周期Tを通常の制御を行っているときよりも
小さくする。また、デューティ比が上限に近い値または
下限に近い値となったときは、逆に周期Tを大きくす
る。
【0010】この制御を実現するため、本発明は、電流
駆動ステッピングモータの制御装置において、電流制御
信号の周波数を可変とする手段、および高い電流精度が
要求されるときに、前記周波数可変手段の周波数を高く
する手段を設ける。あるいは、デューティ比に応じて前
記周波数可変手段を変化させる手段を設ける。
【0011】
【作用】上記手段によれば、正確な位置制御を行うとき
のように、高い電流精度が要求されるときには、前記周
期可変手段は周期Tを、通常時の周期Tよりも小さくす
る。このとき、周期Tを小さくすることにより、出力段
の負荷は増加するが、このような動作が行われるのはス
テッピングモータの制御期間の一部であるから、出力段
に対して過重な負荷となることはない。
【0012】また、デューティ比が上限値または下限値
に近くなったとき、例えば10%以下または90%以上
となるときには、周期Tを大きくする。これにより、デ
ューティ比が10%以下で、ターンオン時間が非常に短
くなる場合でも、ターンオン時間を十分にとることがで
きる。また、デューティ比が90%以上で、ターンオフ
時間が非常に短くなる場合でも、ターンオフ時間を十分
にとることができる。
【0013】
【実施例】本発明を車両のスロットルバルブの開度を調
節するステッピングモータの制御装置に適用した例につ
いて、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施例の
ブロック図を示す。始めに、ブロックの構成について説
明する。
【0014】電源3とステッピングモータ1の間に出力
段2が挿入される。出力段2には、バッファ4を介して
CPU5から制御信号が入力される。この出力段2の内
容あるいは電流制御信号、相切替信号については、すで
に図2〜図5を用いて説明ずみであるので、それを参照
されたい。CPU5の制御部6には、外部より、ステッ
ピングモータ1の目標位置の指示入力7と運転パターン
の指示入力8が入力される。運転パターンは、例えば、
「スローアップ、スローダウン」のように、目標位置ま
でのステップの進み方を指示するものである。
【0015】制御部6は、入力された目標位置、運転パ
ターンと内部に記憶された現在位置から回転方向、差の
ステップ数および巻線11の励磁パターンを決定する。
巻線11の励磁パターンは、図5に示すようないくつか
のパターンが用意されている。ステッピングモータの回
転途中のように位置の精度を必要としないときは、図5
bに示すような簡単なパターンが使用され、目標位置近
辺になると図5aに示すような多分割されたパターンが
使用される。
【0016】制御部6は、決定された励磁パターンによ
り決まる電流値IまたはI1 ,I2,I3 を励磁シーケ
ンサ9に出力する。また同時に、制御部6は、前記差の
ステップ数および電流制御指令におけるデューティ比を
周波数決定手段10に出力する。周波数決定手段10
は、前記差のステップ数からステッピングモータ1が目
標位置に近づいたことを検出すると、励磁シーケンサ9
に対して、電流制御信号の周波数を高く、すなわち周期
Tを小さくすることを指令する。また、デューティ比が
10%以下または90%以上となった時は、電流制御信
号の周波数を低く、すなわち周期Tを大きくすることを
指令する。
【0017】励磁シーケンサ9は、制御部6からの指令
により出力段2の各FETを所定の順序で動作させる。
また、励磁シーケンサ9は、FETのターンオン・ター
ンオフ時間の周期Tの逆数の周波数を変更する周波数可
変手段を有している。本実施例においては、周波数は、
大、中、小の3段階に切り換えられる。次に、以上説明
した制御装置の動作を説明する。
【0018】今、車両のアイドリング時にアクセルが踏
み込まれると、その踏み込み量に応じた目標位置が目標
位置指示入力7から制御部6に入力される。また、スロ
ットルバルブの運転パターンとしてスローアップ・スロ
ーダウンが運転パターン指示入力8から入力される。制
御部6は、目標位置と現在位置から差のステップ数を計
算し、運転パターンと差のステップ数から、ステッピン
グモータ1の速度、回転方向および巻線11の励磁パタ
ーンが決められる。この励磁パターンにより、その時点
における各巻線11に流す電流値が決められる。
【0019】この電流値が励磁シーケンサ9に入力され
る。励磁シーケンサ9は、この電流値に応じたデューテ
ィ比で、出力段2の各FETに対して電流制御信号およ
び相切替信号を出力する。通常時には、電流制御信号の
周期Tは、前記3段階の中間の値が選ばれている。電流
制御信号のデューティ比が10%以下、または90%以
上となる電流値が選択される場合、デューティ比10%
以下のときのターンオン時間およびデューティ比90%
以上のときのターンオフ時間は、非常に短くなり、ター
ンオン・ターンオフに必要な時間が確保できなくなる。
このため、このようなデューティ比が検出されたとき、
周波数決定手段10は、励磁シーケンサ9に対して、電
流制御信号の周波数を低くする指示を出す。これによ
り、電流制御信号の周期Tが大きくなり、十分なターン
オン・ターンオフ時間が確保される。
【0020】また、ステップが進行して目標位置に近く
なると、周波数決定手段10は、差のステップ数から目
標位置が近くなったことを検出し、励磁シーケンサ9に
対して、電流制御信号の周波数を高くする指示を出す。
これにより、電流制御信号の周期Tが、図4bに示す状
態から図4aに示すように小さくなり、設定電流の精度
およびステッピングモータ1の位置の精度を高くする。
したがって、目標位置での位置制御の精度を向上させる
ことができる。
【0021】なお、以上の実施例においては、電流の精
度を高めるときを、ステッピングモータが目標位置また
はその近辺にあるときとしているが、電流の精度を高め
るときは、このようなときに限定されるものではない。
ステッピングモータの制御を行う過程において、位置の
精度を高めたいところで任意に電流精度を高くすること
ができるものである。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、電流駆動ステッピング
モータの制御装置において、出力段のターンオン・ター
ンオフ時間を確保し、かつ出力段の負荷を小さいものと
しながら、設定電流の精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図。
【図2】ステッピングモータの駆動回路図。
【図3】図2の出力段に供給される電流制御信号と相切
替信号を示す波形図。
【図4】図2の電流制御信号とモータ電流との関係を示
す波形図。
【図5】図2の巻線の励磁パターンを示す波形図。
【符号の説明】
1…ステッピングモータ 2…出力段 3…電源 5…CPU 6…制御部 7…目標位置指示入力 8…運転パターン指示入力 9…励磁シーケンサ 10…周波数決定手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流駆動ステッピングモータの制御装置
    において、電流制御信号の周波数を可変とする手段、お
    よび高い電流精度が要求されるときに、前記周波数可変
    手段の周波数を高くする手段を設けたことを特徴とする
    ステッピングモータ制御装置。
  2. 【請求項2】 電流駆動ステッピングモータの制御装置
    において、電流制御信号の周波数を可変とする手段、お
    よびデューティ比に応じて前記周波数可変手段を変化さ
    せる手段を設けたことを特徴とするステッピングモータ
    制御装置。
JP21989393A 1993-09-03 1993-09-03 ステッピングモータ制御装置 Pending JPH0775385A (ja)

Priority Applications (1)

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JP21989393A JPH0775385A (ja) 1993-09-03 1993-09-03 ステッピングモータ制御装置

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JP21989393A JPH0775385A (ja) 1993-09-03 1993-09-03 ステッピングモータ制御装置

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JPH0775385A true JPH0775385A (ja) 1995-03-17

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ID=16742697

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JP21989393A Pending JPH0775385A (ja) 1993-09-03 1993-09-03 ステッピングモータ制御装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017509886A (ja) * 2014-03-17 2017-04-06 アトランティック・イナーシャル・システムズ・リミテッドAtlantic Inertial Systems Limited 加速度計
JP2017518518A (ja) * 2014-06-06 2017-07-06 アトランティック・イナーシャル・システムズ・リミテッドAtlantic Inertial Systems Limited 加速度計

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030107