JPH0937594A - ステッピングモータ制御方式 - Google Patents
ステッピングモータ制御方式Info
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- JPH0937594A JPH0937594A JP18717295A JP18717295A JPH0937594A JP H0937594 A JPH0937594 A JP H0937594A JP 18717295 A JP18717295 A JP 18717295A JP 18717295 A JP18717295 A JP 18717295A JP H0937594 A JPH0937594 A JP H0937594A
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- stepping motor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、モータの駆動に応じて最適なデュ
ーティ比データを選択するようにしたステッピングモー
タ制御方式を提供しようとするものである。 【解決手段】 本発明は、デューティ設定可能な複数の
パルス発生手段によって生成されるパルスによりステッ
ピングモータの各相をパルス幅変調駆動するステッピン
グモータ制御方式において、タイマー機能によって決定
されるタイミング毎に前記パルスのデューティ比を格納
手段のデューティ比データに基づいて設定することによ
り、ステッピングモータ駆動の１ステップ内でパルスの
デューティ比を変化させるとともに、ステッピングモー
タの同一相の同一駆動速度でデューティ比データをモー
タの正転方向と逆転方向で異ならしめ、モータの駆動に
応じて最適なデューティ比データを選択するものであ
る。
ーティ比データを選択するようにしたステッピングモー
タ制御方式を提供しようとするものである。 【解決手段】 本発明は、デューティ設定可能な複数の
パルス発生手段によって生成されるパルスによりステッ
ピングモータの各相をパルス幅変調駆動するステッピン
グモータ制御方式において、タイマー機能によって決定
されるタイミング毎に前記パルスのデューティ比を格納
手段のデューティ比データに基づいて設定することによ
り、ステッピングモータ駆動の１ステップ内でパルスの
デューティ比を変化させるとともに、ステッピングモー
タの同一相の同一駆動速度でデューティ比データをモー
タの正転方向と逆転方向で異ならしめ、モータの駆動に
応じて最適なデューティ比データを選択するものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タの制御方式に係わり、特に複数の駆動モードを持つ場
合、すなわちスローアップダウン等の手段により駆動す
る場合や複数の速度での定速運転を行う場合のステッピ
ングモータの制御方式に関する。
タの制御方式に係わり、特に複数の駆動モードを持つ場
合、すなわちスローアップダウン等の手段により駆動す
る場合や複数の速度での定速運転を行う場合のステッピ
ングモータの制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から知られているステッピングモー
タの駆動方式として代表的なものに定電圧駆動方式があ
る。この方式は回路構成が簡単でありコスト的にも最も
安価であることから広く使用されている。一方、高速回
転に対応させるための駆動方式として定電流駆動方式が
知られている。これはモータ巻き線に流れる電流値を検
出し、設定した電流値になるように検出された電流に応
じてトランジスタなどのスイッチング素子を駆動するも
のである。前者の定電圧方式によるステッピングモータ
駆動回路ではステッピングモータの駆動周期が高くなる
とモータ巻き線のインダクタンスにより電流の立ち上が
りが遅くなりトルク減少を招くため高速回転ができない
と言った欠点がある。また、定電流方式においてはモー
タの高速回転は実現できる反面、電流検出機能等が必要
になるため回路が複雑となりコストが高くなると言う欠
点がある。一般にステッピングモータは回転数が高くな
るほどトルクが減少する。その為高速回転時に必要なト
ルクが得られるように電流値を設定すると、低速回転時
には過剰トルクにより、モータが振動し、騒音が発生し
やすいと言った問題がある。これらを解決し、安価で低
騒音な駆動を可能とたモータ駆動方式として特開平６−
５４５９０号公報に示す駆動方式が出願人より提案され
ている。これはデューティ設定可能な複数のパルス発生
手段と前記パルス発生手段によって生成されるパルスに
よってステッピングモータの各相をパルス幅変調駆動す
る手段とを供え、ステッピングモータ駆動の１ステップ
内で前記パルスのデューティ比を変化させ、オープンル
ープながら一般の定電圧駆動よりも高速、低振動にモー
タを回転させ、また低電流駆動方式よりも単純で安価な
回路構成を実現した駆動方式である。
タの駆動方式として代表的なものに定電圧駆動方式があ
る。この方式は回路構成が簡単でありコスト的にも最も
安価であることから広く使用されている。一方、高速回
転に対応させるための駆動方式として定電流駆動方式が
知られている。これはモータ巻き線に流れる電流値を検
出し、設定した電流値になるように検出された電流に応
じてトランジスタなどのスイッチング素子を駆動するも
のである。前者の定電圧方式によるステッピングモータ
駆動回路ではステッピングモータの駆動周期が高くなる
とモータ巻き線のインダクタンスにより電流の立ち上が
りが遅くなりトルク減少を招くため高速回転ができない
と言った欠点がある。また、定電流方式においてはモー
タの高速回転は実現できる反面、電流検出機能等が必要
になるため回路が複雑となりコストが高くなると言う欠
点がある。一般にステッピングモータは回転数が高くな
るほどトルクが減少する。その為高速回転時に必要なト
ルクが得られるように電流値を設定すると、低速回転時
には過剰トルクにより、モータが振動し、騒音が発生し
やすいと言った問題がある。これらを解決し、安価で低
騒音な駆動を可能とたモータ駆動方式として特開平６−
５４５９０号公報に示す駆動方式が出願人より提案され
ている。これはデューティ設定可能な複数のパルス発生
手段と前記パルス発生手段によって生成されるパルスに
よってステッピングモータの各相をパルス幅変調駆動す
る手段とを供え、ステッピングモータ駆動の１ステップ
内で前記パルスのデューティ比を変化させ、オープンル
ープながら一般の定電圧駆動よりも高速、低振動にモー
タを回転させ、また低電流駆動方式よりも単純で安価な
回路構成を実現した駆動方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような駆動方式に
おいても、モータ内の他相の励磁状態によるコイル電流
の立ち上がり特性差、すなわち回転方向による最適デュ
ーティの偏差や、ドライバー特性の非対称性によるバイ
ボーラモータの電流方向による特性の差などから、必ず
しも所望の電流値が得られずモータが振動し騒音が発生
してしまうと言う問題があった。
おいても、モータ内の他相の励磁状態によるコイル電流
の立ち上がり特性差、すなわち回転方向による最適デュ
ーティの偏差や、ドライバー特性の非対称性によるバイ
ボーラモータの電流方向による特性の差などから、必ず
しも所望の電流値が得られずモータが振動し騒音が発生
してしまうと言う問題があった。
【０００４】また各相内でのデューティ変化のタイミン
グ分割数を相の長さすなわち回転速度によらず一定にし
ていたために回転速度によってはコイル電流を理想化す
ることができずに振動の原因となる場合があった。
グ分割数を相の長さすなわち回転速度によらず一定にし
ていたために回転速度によってはコイル電流を理想化す
ることができずに振動の原因となる場合があった。
【０００５】本発明の目的は、上記欠点を解決しようと
するもので、モータの駆動に応じて最適なデューティ比
データを選択使用するようにしたステッピングモータ制
御方式を提供しようとするものである。
するもので、モータの駆動に応じて最適なデューティ比
データを選択使用するようにしたステッピングモータ制
御方式を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明によれば、デューティ設定可能な複数のパル
ス発生手段と該パルス発生手段によって生成されるパル
スによりステッピングモータの各相をパルス幅変調駆動
する手段と複数のデューティ比データを格納する手段と
タイマー機能を有するステッピングモータ制御方式にお
いて、前記タイマー機能によって決定されるタイミング
毎に前記パルスのデューティ比を前記デューティ比デー
タに基づいて説定することにより、ステッピングモータ
駆動の１ステップ内で前記パルスのデューティ比を変化
させるとともに、ステッピングモータの同一相の同一駆
動速度でデューティ比データをモータの正転方向と逆転
方向で異ならしめ、モータの駆動に応じて最適なデュー
ティ比データを選択するものである。また、ステッピン
グモータの各相毎に前記複数のデューティ比データがそ
れぞれ独立して設定されるものである。
めに本発明によれば、デューティ設定可能な複数のパル
ス発生手段と該パルス発生手段によって生成されるパル
スによりステッピングモータの各相をパルス幅変調駆動
する手段と複数のデューティ比データを格納する手段と
タイマー機能を有するステッピングモータ制御方式にお
いて、前記タイマー機能によって決定されるタイミング
毎に前記パルスのデューティ比を前記デューティ比デー
タに基づいて説定することにより、ステッピングモータ
駆動の１ステップ内で前記パルスのデューティ比を変化
させるとともに、ステッピングモータの同一相の同一駆
動速度でデューティ比データをモータの正転方向と逆転
方向で異ならしめ、モータの駆動に応じて最適なデュー
ティ比データを選択するものである。また、ステッピン
グモータの各相毎に前記複数のデューティ比データがそ
れぞれ独立して設定されるものである。
【０００７】更に、上記のようなステッピングモータ制
御方式において、ステッピングモータの同一相の同一駆
動速度で用いるデューティ比データを正方向電流駆動時
と逆方向電流駆動時とで異ならしめ、モータの駆動に応
じて最適なデューティ比データを選択するものである。
御方式において、ステッピングモータの同一相の同一駆
動速度で用いるデューティ比データを正方向電流駆動時
と逆方向電流駆動時とで異ならしめ、モータの駆動に応
じて最適なデューティ比データを選択するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【０００９】（実施例１）図１乃至図４により本発明の
１実施例を説明する。図１はステッピングモータ駆動回
路の制御回路を示すもので、図１において、１はモータ
の制御を行うマイクロコントローラ、２はマイクロコン
トローラに内蔵され、周波数とデューティ比を設定可能
なパルス信号Ｅ、Ｆを出力するパルス幅変調ユニット
（以下ＰＷＭユニットと呼ぶ）、３はマイクロコントロ
ーラ１に内蔵され、コード化されたステッピングモータ
駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを出力する出力ポート、８はマ
イクロコントローラ１に内蔵されたプログラム可能なタ
イマユニット、９はモータ４の駆動速度やＰＷＭデュー
ティ比等のデータを格納したＲＯＭであり、そのデータ
はマイクロコントローラ１によって読み出される。
１実施例を説明する。図１はステッピングモータ駆動回
路の制御回路を示すもので、図１において、１はモータ
の制御を行うマイクロコントローラ、２はマイクロコン
トローラに内蔵され、周波数とデューティ比を設定可能
なパルス信号Ｅ、Ｆを出力するパルス幅変調ユニット
（以下ＰＷＭユニットと呼ぶ）、３はマイクロコントロ
ーラ１に内蔵され、コード化されたステッピングモータ
駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを出力する出力ポート、８はマ
イクロコントローラ１に内蔵されたプログラム可能なタ
イマユニット、９はモータ４の駆動速度やＰＷＭデュー
ティ比等のデータを格納したＲＯＭであり、そのデータ
はマイクロコントローラ１によって読み出される。
【００１０】図２はステッピングモータ駆動回路を示す
もので、この図２において、４はバイポーラ接続された
２相ステッピングモータ、４1及び４2は２相ステッピン
グモータ４のコイル巻き線、５1a、５2a、５3a、５4a及
び５1b、５2b、５3b、５4bはパルス信号Ｅ、Ｆによって
ステッピングモータ４のコイル巻き線４1及び４2に流れ
る電流を制御するとともに駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄによ
って相励磁と電流選択を行うトランジスタ、６1a、
６2a、６3a、６4a及び６1b、６2b、６3b、６4bは駆動信
号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとパルス信号Ｅ、Ｆとの論理演算を行
うアンド回路、７1a、７2a、７3a、７4a及び７1b、
７2b、７3b、７4bはトランジスタ５1a、５2a、５3a、５
4a及び５1b、５2b、５3b、５4bがオフした時に電流を流
す経路を作るフライホイールダイオードである。本実施
例では図２に示すようにステッピングモータ４のコイル
巻き線、４1及び４2に電流を流すための２組の駆動回路
が同一集積回路上に対称に構成されている。駆動信号Ａ
とＣ及びＢとＤは各々反転の関係にあるため、駆動信号
Ａ、ＢまたはＣ、Ｄの２線でも制御可能である。
もので、この図２において、４はバイポーラ接続された
２相ステッピングモータ、４1及び４2は２相ステッピン
グモータ４のコイル巻き線、５1a、５2a、５3a、５4a及
び５1b、５2b、５3b、５4bはパルス信号Ｅ、Ｆによって
ステッピングモータ４のコイル巻き線４1及び４2に流れ
る電流を制御するとともに駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄによ
って相励磁と電流選択を行うトランジスタ、６1a、
６2a、６3a、６4a及び６1b、６2b、６3b、６4bは駆動信
号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとパルス信号Ｅ、Ｆとの論理演算を行
うアンド回路、７1a、７2a、７3a、７4a及び７1b、
７2b、７3b、７4bはトランジスタ５1a、５2a、５3a、５
4a及び５1b、５2b、５3b、５4bがオフした時に電流を流
す経路を作るフライホイールダイオードである。本実施
例では図２に示すようにステッピングモータ４のコイル
巻き線、４1及び４2に電流を流すための２組の駆動回路
が同一集積回路上に対称に構成されている。駆動信号Ａ
とＣ及びＢとＤは各々反転の関係にあるため、駆動信号
Ａ、ＢまたはＣ、Ｄの２線でも制御可能である。
【００１１】次に上記構成の動作を説明する。
【００１２】駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはモータ４のコイ
ル巻き線４1及び４2に流れる電流の方向を選択するため
の信号であり、これらの駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとパル
ス信号Ｅ、Ｆとでアンド回路７1a、７2a、７3a、７4a及
び７1b、７2b、７3b、７4bにより論理演算を行い、その
演算出力がトランジスタ５1a、５2a、５3a、５4a及び５
1b、５2b、５3b、５4bがオン／オフ制御してモータ４の
コイル巻き線４1及び４2に電流を流すものである。この
駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを変化させるタイミングすなわ
ち相の駆動順序及びステップ時間はマイクロコントロー
ラ１がタイマユニット８を用いて決定する。駆動順序を
選択することによりモータ４の回転方向を決定し、ま
た、ステップ時間を調整することにより加速、減速、定
速駆動等の各モードの制御が行われる。
ル巻き線４1及び４2に流れる電流の方向を選択するため
の信号であり、これらの駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとパル
ス信号Ｅ、Ｆとでアンド回路７1a、７2a、７3a、７4a及
び７1b、７2b、７3b、７4bにより論理演算を行い、その
演算出力がトランジスタ５1a、５2a、５3a、５4a及び５
1b、５2b、５3b、５4bがオン／オフ制御してモータ４の
コイル巻き線４1及び４2に電流を流すものである。この
駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを変化させるタイミングすなわ
ち相の駆動順序及びステップ時間はマイクロコントロー
ラ１がタイマユニット８を用いて決定する。駆動順序を
選択することによりモータ４の回転方向を決定し、ま
た、ステップ時間を調整することにより加速、減速、定
速駆動等の各モードの制御が行われる。
【００１３】またマイクロコントローラ１はＰＷＭユニ
ット２にパルス波形Ｅ，Ｆを出力させる。これらのパル
スは一定の周波数で、速度によって一定のタイミングご
とにあらかじめ定められたデューティでパルス出力され
るように設定される。デューティ比を変化させるタイミ
ングもマイクロコントローラ１がタイマーユニット８を
用いて決定する。駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとパルス信号
Ｅ、Ｆとでトランジスタ５1a、５2a、５3a、５4a及び５
1b、５2b、５3b、５4bがオン／オフ制御してモータ４の
コイル巻き線４1及び４2に電流を供給し、これを繰り返
すことによりモータ４の巻き線４1及び４2に流す電流を
パルス信号Ｅ，Ｆのデューティ比によって制御すること
ができる。
ット２にパルス波形Ｅ，Ｆを出力させる。これらのパル
スは一定の周波数で、速度によって一定のタイミングご
とにあらかじめ定められたデューティでパルス出力され
るように設定される。デューティ比を変化させるタイミ
ングもマイクロコントローラ１がタイマーユニット８を
用いて決定する。駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとパルス信号
Ｅ、Ｆとでトランジスタ５1a、５2a、５3a、５4a及び５
1b、５2b、５3b、５4bがオン／オフ制御してモータ４の
コイル巻き線４1及び４2に電流を供給し、これを繰り返
すことによりモータ４の巻き線４1及び４2に流す電流を
パルス信号Ｅ，Ｆのデューティ比によって制御すること
ができる。
【００１４】ＲＯＭ９に格納されたＰＷＭデューティの
データの１例を図３−１、３−２に示す。上列の数字１
から８及び９から１６は便宜的に付けられたＲＯＭアド
レスであり、下列の数値は各アドレスに格納されたＰＷ
Ｍデューティ比を示す。
データの１例を図３−１、３−２に示す。上列の数字１
から８及び９から１６は便宜的に付けられたＲＯＭアド
レスであり、下列の数値は各アドレスに格納されたＰＷ
Ｍデューティ比を示す。
【００１５】図３−１、３−２のＰＷＭデューティ比デ
ータに基づくモータ駆動波形を図４−１、４−２に示
す。ここでのパルス信号Ｅ，Ｆは実際のパルス波形では
なく、パルスのデューティ比をその信号レベルによって
表現している。此処で図４−１はモータを正方向に回転
させる場合の駆動波形であり、図４−２は反対方向に回
転させる場合の駆動波形である。
ータに基づくモータ駆動波形を図４−１、４−２に示
す。ここでのパルス信号Ｅ，Ｆは実際のパルス波形では
なく、パルスのデューティ比をその信号レベルによって
表現している。此処で図４−１はモータを正方向に回転
させる場合の駆動波形であり、図４−２は反対方向に回
転させる場合の駆動波形である。
【００１６】図４−１においてマイクロコントローラ１
は駆動信号Ａ，Ｃを変化させると共にＲＯＭ９のアドレ
ス９に格納された値５０に従って、ＰＷＭパルス出力を
５０％に設定する。その後、ステップ周期の１／４の時
間が経過したらＲＯＭ９のアドレス１０に格納された数
値７０に従ってＰＷＭデューティ比を７０％に設定す
る。以後同様にして順次ＲＯＭ９からアドレス９からア
ドレス１６に格納されたＰＷＭデータを読み出しデュー
ティ比を設定していく。
は駆動信号Ａ，Ｃを変化させると共にＲＯＭ９のアドレ
ス９に格納された値５０に従って、ＰＷＭパルス出力を
５０％に設定する。その後、ステップ周期の１／４の時
間が経過したらＲＯＭ９のアドレス１０に格納された数
値７０に従ってＰＷＭデューティ比を７０％に設定す
る。以後同様にして順次ＲＯＭ９からアドレス９からア
ドレス１６に格納されたＰＷＭデータを読み出しデュー
ティ比を設定していく。
【００１７】パルス信号Ｆについては、同じく図４−１
に示したように同様の手順でパルス信号Ｅとは９０度位
相のずれた値を設定するが、ＲＯＭ９の異なるアドレス
に格納された異なるデータを使用する。本実施例ではパ
ルス信号ＥよりもＰＷＭデューティ比で各々１０パーセ
ント低く設定されたアドレス１からアドレス８の値を使
用している。
に示したように同様の手順でパルス信号Ｅとは９０度位
相のずれた値を設定するが、ＲＯＭ９の異なるアドレス
に格納された異なるデータを使用する。本実施例ではパ
ルス信号ＥよりもＰＷＭデューティ比で各々１０パーセ
ント低く設定されたアドレス１からアドレス８の値を使
用している。
【００１８】モータ４の流れる電流はモータ巻き線
４1，４2のインダクタンスと逆起電力さらには他の巻き
線電流の影響を受けるために、一般にＰＷＭデューティ
比とモータ電流は比例しないが、これらの影響を予め補
正したデューティ比データをＲＯＭ９に格納しておくこ
とにより電流波形を正弦波状に制御することが可能であ
る。
４1，４2のインダクタンスと逆起電力さらには他の巻き
線電流の影響を受けるために、一般にＰＷＭデューティ
比とモータ電流は比例しないが、これらの影響を予め補
正したデューティ比データをＲＯＭ９に格納しておくこ
とにより電流波形を正弦波状に制御することが可能であ
る。
【００１９】ここでパルス信号Ｅとパルス信号Ｆで使用
するＰＷＭデューティ比が異なるのは駆動信号Ａ，Ｃ及
びパルス信号Ｅによって制御するコイル巻き線４1と、
駆動信号Ｂ，Ｄ及びパルス信号Ｆによって制御するコイ
ル巻き線４2がお互いの影響によって実際の駆動時に異
なる電流特性を持つためである。
するＰＷＭデューティ比が異なるのは駆動信号Ａ，Ｃ及
びパルス信号Ｅによって制御するコイル巻き線４1と、
駆動信号Ｂ，Ｄ及びパルス信号Ｆによって制御するコイ
ル巻き線４2がお互いの影響によって実際の駆動時に異
なる電流特性を持つためである。
【００２０】一方のモータコイルに電流を流し始める瞬
間を例にとって考えて見ると、そのときの他方のコイル
電流の状態によって、インダクタンスは変化し電流特性
に影響を与える。
間を例にとって考えて見ると、そのときの他方のコイル
電流の状態によって、インダクタンスは変化し電流特性
に影響を与える。
【００２１】図４に示したようにモータの回転方向で駆
動信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの駆動順は反対の関係になる。
動信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの駆動順は反対の関係になる。
【００２２】正方向への回転の時、駆動信号Ａ，Ｃから
９０度遅れて駆動信号Ｂ，Ｄが駆動される。反対に逆転
時には、駆動信号Ａ，Ｃより９０度進んで駆動信号Ｂ，
Ｄが駆動される。
９０度遅れて駆動信号Ｂ，Ｄが駆動される。反対に逆転
時には、駆動信号Ａ，Ｃより９０度進んで駆動信号Ｂ，
Ｄが駆動される。
【００２３】以上の理由からコイルの電流特性も正転時
と逆転時では反対の関係になる。正転時を例にとって説
明するとモータコイル巻き線４1＋方向の電流を流し始
めようとする時、もう一方のコイル巻き線４2には−方
向の最大電流が流れている。このためコイル巻き線４2
には電流が流し込みにくい、反対にコイル巻き線４2に
＋方向の電流を流し始めようとする時にはコイル巻き線
４1にも＋方向の電流が流れているために電流の阻害要
因にはならない。以上の理由によって、正転時に流しに
くいコイル巻き線４1に対してはＰＷＭデューティ比の
大きい制御信号を加えることで双方の実際のコイル電流
値が同じになるように補正している。
と逆転時では反対の関係になる。正転時を例にとって説
明するとモータコイル巻き線４1＋方向の電流を流し始
めようとする時、もう一方のコイル巻き線４2には−方
向の最大電流が流れている。このためコイル巻き線４2
には電流が流し込みにくい、反対にコイル巻き線４2に
＋方向の電流を流し始めようとする時にはコイル巻き線
４1にも＋方向の電流が流れているために電流の阻害要
因にはならない。以上の理由によって、正転時に流しに
くいコイル巻き線４1に対してはＰＷＭデューティ比の
大きい制御信号を加えることで双方の実際のコイル電流
値が同じになるように補正している。
【００２４】また逆転時には、コイル電流の位相関係が
上記とは反対になるため図４−２に示すようにパルス信
号Ｆ側にＲＯＭ９のアドレス９からアドレス１６に格納
されたデューティ比データを適応する事でコイル巻き線
４2側に対してＰＷＭデューティ比の大きな信号を加
え、反対に、パルス信号Ｅ側にアドレス１からアドレス
８に格納されたデューティ比データを使用している。
上記とは反対になるため図４−２に示すようにパルス信
号Ｆ側にＲＯＭ９のアドレス９からアドレス１６に格納
されたデューティ比データを適応する事でコイル巻き線
４2側に対してＰＷＭデューティ比の大きな信号を加
え、反対に、パルス信号Ｅ側にアドレス１からアドレス
８に格納されたデューティ比データを使用している。
【００２５】（実施例２）実施例１ではモータの回転方
向による電流特性の補正を行う為に、回転方向によって
各々異なるＰＷＭデューティ比によって制御を行ってい
た。
向による電流特性の補正を行う為に、回転方向によって
各々異なるＰＷＭデューティ比によって制御を行ってい
た。
【００２６】しかし実際の回路では、その他駆動条件に
影響を与える要素として、駆動トランジスタの特性偏差
による電流特性の違いが挙げられる。実施例２では実施
例１と同様な構成において、モータ駆動ドライバーＩＣ
の特性差をＰＷＭデューティ比によって補正した例を示
す。
影響を与える要素として、駆動トランジスタの特性偏差
による電流特性の違いが挙げられる。実施例２では実施
例１と同様な構成において、モータ駆動ドライバーＩＣ
の特性差をＰＷＭデューティ比によって補正した例を示
す。
【００２７】図２においてドライバー回路の説明を行
う。ハイブリッド接続された２相ステッピングモータ４
のコイル巻き線４1及び４2はそれぞれ対象に構成された
集積回路内部の回路ブロックに接続されている。駆動信
号Ａ，Ｃ及びパルス信号Ｅによってコントロールされる
巻き線４1に接続された回路ブロックと駆動信号Ｂ，Ｄ
及びパルス信号Ｆによってコントロールされる巻き線４
2に接続された回路ブロックは全く同一であるため片側
の回路について説明を行う。
う。ハイブリッド接続された２相ステッピングモータ４
のコイル巻き線４1及び４2はそれぞれ対象に構成された
集積回路内部の回路ブロックに接続されている。駆動信
号Ａ，Ｃ及びパルス信号Ｅによってコントロールされる
巻き線４1に接続された回路ブロックと駆動信号Ｂ，Ｄ
及びパルス信号Ｆによってコントロールされる巻き線４
2に接続された回路ブロックは全く同一であるため片側
の回路について説明を行う。
【００２８】駆動信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びパルス信号
Ｅ，Ｆを図４−１または図４−２のように変化させるこ
とで、ステッピングモータ４の回転速度や方向をコント
ロールすることは実施例１で説明したが、そのときのド
ライバー回路の動作について説明する。
Ｅ，Ｆを図４−１または図４−２のように変化させるこ
とで、ステッピングモータ４の回転速度や方向をコント
ロールすることは実施例１で説明したが、そのときのド
ライバー回路の動作について説明する。
【００２９】駆動信号Ｂが“Ｈ”、駆動信号Ｄが“Ｌ”
になると、トランジスタ５2bと５3bに接続されたアンド
回路６2bと６3bの片側の入力が“Ｈ”レベルとなり、パ
ルス信号Ｆの“Ｈ”レベル間のトランジスタ５2bと５3b
がオンする。この間接続されたコイル巻き線４2に正方
向の電流が流れる。反対に駆動信号Ｂが“Ｌ”、駆動信
号Ｄが“Ｈ”になると、トランジスタ５1bと５4bがオン
する事で同じコイル巻き線４2に反対方向の電流が流れ
る回路構成となっている。
になると、トランジスタ５2bと５3bに接続されたアンド
回路６2bと６3bの片側の入力が“Ｈ”レベルとなり、パ
ルス信号Ｆの“Ｈ”レベル間のトランジスタ５2bと５3b
がオンする。この間接続されたコイル巻き線４2に正方
向の電流が流れる。反対に駆動信号Ｂが“Ｌ”、駆動信
号Ｄが“Ｈ”になると、トランジスタ５1bと５4bがオン
する事で同じコイル巻き線４2に反対方向の電流が流れ
る回路構成となっている。
【００３０】ところが、ドライバー集積回路は内部配線
長やトランジスタの配置の関係でトランジスタ５の動作
タイミングに一定の特性差が発生している。トランジス
タ５2bと５3bの組み合わせはトランジスタ５1bと５4bの
組み合わせよりも若干周波数特性が良く動作が速い。特
に立ち上がり特性においてその差が顕著である。図６は
入力パルス幅に対する出力応答特性を示す。ここでＯＵ
Ｔ３はトランジスタ５1bと５4bがオンしたときのアウト
プット特性で本実施例では逆方向電流時、ＯＵＴ４はト
ランジスタ５2bと５3bがオンしたときのアウトプット特
性で順方向電流時である。
長やトランジスタの配置の関係でトランジスタ５の動作
タイミングに一定の特性差が発生している。トランジス
タ５2bと５3bの組み合わせはトランジスタ５1bと５4bの
組み合わせよりも若干周波数特性が良く動作が速い。特
に立ち上がり特性においてその差が顕著である。図６は
入力パルス幅に対する出力応答特性を示す。ここでＯＵ
Ｔ３はトランジスタ５1bと５4bがオンしたときのアウト
プット特性で本実施例では逆方向電流時、ＯＵＴ４はト
ランジスタ５2bと５3bがオンしたときのアウトプット特
性で順方向電流時である。
【００３１】この図から明らかなように、パルス信号
Ｅ，Ｆによって与えられるＰＷＭデューティ比が同じで
あっても実際に回路をオンしている時間に偏差を生じて
しまう。その結果、同一のコイル巻き線に対し電流方向
によってその電流値に偏差を生じると言う現象を招き、
振動、騒音の原因となる。仮に同じＰＷＭデューティ比
を与えた場合ＯＵＴ３すなわちトランジスタ５1b順方向
電流の方が、騒音トランジスタの応答が早いため、結果
的にオン時間が短くなり、電流は少なくなる。
Ｅ，Ｆによって与えられるＰＷＭデューティ比が同じで
あっても実際に回路をオンしている時間に偏差を生じて
しまう。その結果、同一のコイル巻き線に対し電流方向
によってその電流値に偏差を生じると言う現象を招き、
振動、騒音の原因となる。仮に同じＰＷＭデューティ比
を与えた場合ＯＵＴ３すなわちトランジスタ５1b順方向
電流の方が、騒音トランジスタの応答が早いため、結果
的にオン時間が短くなり、電流は少なくなる。
【００３２】本実施例の集積回路においては、先に説明
したように内部回路が対称配置されているため、コイル
巻き線４1と４2に接続された各々の回路で同様な傾向を
持つ。
したように内部回路が対称配置されているため、コイル
巻き線４1と４2に接続された各々の回路で同様な傾向を
持つ。
【００３３】そこで図５に示すように、ＲＯＭ９から引
き出すＰＷＭデューティ比データを電流の方向で選択
し、順方向時にはＲＯＭ９のアドレス９からアドレス１
６に格納された大きなデューティのデータを用い、逆方
向時にはアドレス１からアドレス８に格納されたデータ
を用いる。このようにして前記ドライバーの持つ偏差を
補正している。
き出すＰＷＭデューティ比データを電流の方向で選択
し、順方向時にはＲＯＭ９のアドレス９からアドレス１
６に格納された大きなデューティのデータを用い、逆方
向時にはアドレス１からアドレス８に格納されたデータ
を用いる。このようにして前記ドライバーの持つ偏差を
補正している。
【００３４】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、タ
イマー機能によって決定されるタイミング毎にパルスの
デューティ比データに基づいて設定することにより、ス
テッピングモータ駆動の１ステップ内でパルスのデュー
ティ比を変化させるとともに、ステッピングモータの同
一相の同一駆動速度でデューティ比データをモータの正
転方向で異ならしめ、モータの駆動に応じて最適なデュ
ーティ比データを選択することができるものであるか
ら、回転方向の特性の差から生じるモータの振動や騒音
の問題を解決できる。また、ステッピングモータの各相
毎に複数のデューティ比データがそれぞれ独立して設定
されるものであるから、モータの各相間の特性の差から
生じる問題も解決できるものである。
イマー機能によって決定されるタイミング毎にパルスの
デューティ比データに基づいて設定することにより、ス
テッピングモータ駆動の１ステップ内でパルスのデュー
ティ比を変化させるとともに、ステッピングモータの同
一相の同一駆動速度でデューティ比データをモータの正
転方向で異ならしめ、モータの駆動に応じて最適なデュ
ーティ比データを選択することができるものであるか
ら、回転方向の特性の差から生じるモータの振動や騒音
の問題を解決できる。また、ステッピングモータの各相
毎に複数のデューティ比データがそれぞれ独立して設定
されるものであるから、モータの各相間の特性の差から
生じる問題も解決できるものである。
【００３５】更に、ステッピングモータの同一相の同一
駆動速度用いるデューティ比データを正方向電流駆動時
と逆方向電流駆動時とで異ならしめ、モータの駆動に応
じて最適なデューティ比データ選択するものであるか
ら、駆動回路が傾向的に持つ特性についても補正するこ
とができる。このように本発明によれば、回路的に特に
特別な手段を講じることなく、駆動回路の偏差を補正で
きるものである。
駆動速度用いるデューティ比データを正方向電流駆動時
と逆方向電流駆動時とで異ならしめ、モータの駆動に応
じて最適なデューティ比データ選択するものであるか
ら、駆動回路が傾向的に持つ特性についても補正するこ
とができる。このように本発明によれば、回路的に特に
特別な手段を講じることなく、駆動回路の偏差を補正で
きるものである。
【図１】本発明の第１の実施例を示すステッピングモー
タ駆動回路の制御回路図である。
タ駆動回路の制御回路図である。
【図２】図１の制御回路により制御されるモータ駆動回
路の回路図である。
路の回路図である。
【図３】（１）は図１のＲＯＭに格納されたＰＷＭデュ
ーティ比データの第１の例を示す図である。（２）は図
１のＲＯＭに格納されたＰＷＭデューティ比データの第
２の例を示す図である。
ーティ比データの第１の例を示す図である。（２）は図
１のＲＯＭに格納されたＰＷＭデューティ比データの第
２の例を示す図である。
【図４】（１）は図３−１、図３−２に示すＰＷＭデュ
ーティ比データに基づくモータ逆転時の駆動波形図であ
る。（２）は図３−１、図３−２に示すＰＷＭデューテ
ィ比データに基づくモータ正転時の駆動波形図である。
ーティ比データに基づくモータ逆転時の駆動波形図であ
る。（２）は図３−１、図３−２に示すＰＷＭデューテ
ィ比データに基づくモータ正転時の駆動波形図である。
【図５】ＰＷＭデューティ比データを電流の方向で選択
して示すモータの駆動波形図である。
して示すモータの駆動波形図である。
【図６】入力パルス幅に対する出力応答特性図である。
１ マスクロコントローラ ２ パルス幅変調ユニット ３ マスクロコントローラ１に内蔵される出力ポート ４ ２相ステッピングモータ ４1，４2 ２相ステッピングモータ４のコイル巻き線 ５1a、５2a、５3a、５4a、５1b、５2b、５3b、５4b ト
ランジスタ ６1a、６2a、６3a、６4a、６1b、６2b、６3b、６4b ア
ンド回路 ７1a、７2a、７3a、７4a、７1b、７2b、７3b、７4b フ
ライホイールダイオード ８ タイマユニット ９ ＲＯＭ
ランジスタ ６1a、６2a、６3a、６4a、６1b、６2b、６3b、６4b ア
ンド回路 ７1a、７2a、７3a、７4a、７1b、７2b、７3b、７4b フ
ライホイールダイオード ８ タイマユニット ９ ＲＯＭ
Claims (4)
- 【請求項１】 デューティ設定可能な複数のパルス発生
手段と該パルス発生手段によって生成されたパルスによ
りステッピングモータの各相をパルス幅変調駆動する手
段と複数のデューティ比データを格納する手段とタイマ
ー機能を有するステッピングモータ制御方式において、
前記タイマー機能によって決定されるタイミング毎に前
記パルスのデューティ比を前記デューティ比データに基
づいて説定することにより、ステッピングモータ駆動の
１ステップ内で前記パルスのデューティ比を変化させる
とともに、ステッピングモータの同一相の同一駆動速度
でデューティ比データをモータの正転方向と逆転方向で
異ならしめ、モータの駆動に応じて最適なデューティ比
データを選択することを特徴とするステッピングモータ
制御方式。 - 【請求項２】 請求項１に記載のステッピングモータ制
御方式において、前記ステッピングモータの各相毎に前
記複数のデューティ比データがそれぞれ独立して設定さ
れることを特徴とするステッピングモータ制御方式。 - 【請求項３】 請求項１に記載のステッピングモータ制
御方式において、前記モータの正転方向と逆転方向で異
なるデューティ比データは所定の関係に設定されること
を特徴とするステッピングモータ制御方式。 - 【請求項４】 デューティ設定可能な複数のパルス発生
手段と該パルス発生手段によって生成されるパルスによ
りステッピングモータの各相をパルス幅変調駆動する手
段と複数のデューティ比データを格納する手段とタイマ
ー機能を有するステッピングモータ制御方式において、
前記タイマー機能によって決定されるタイミング毎に前
記パルスのデューティ比を前記デューティ比データに基
づいて説定することにより、ステッピングモータ駆動の
１ステップ内で前記パルスのデューティ比を変化させる
とともに、ステッピングモータの同一相の同一駆動速度
で用いるデューティ比データを正方向電流駆動時と逆方
向電流駆動時とで異ならしめ、モータの駆動に応じて最
適なデューティ比データを選択することを特徴とするス
テッピングモータ制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18717295A JP3368105B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | ステッピングモータ制御装置及びステッピングモータ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18717295A JP3368105B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | ステッピングモータ制御装置及びステッピングモータ制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0937594A true JPH0937594A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3368105B2 JP3368105B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=16201375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18717295A Expired - Fee Related JP3368105B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | ステッピングモータ制御装置及びステッピングモータ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368105B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390206B1 (ko) * | 2001-07-05 | 2003-07-04 | 안준혁 | 마이크로 스텝핑모터의 구동장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6879820B2 (ja) | 2017-05-15 | 2021-06-02 | 株式会社 東京ウエルズ | ステッピングモータ駆動装置およびステッピングモータ駆動方法 |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP18717295A patent/JP3368105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390206B1 (ko) * | 2001-07-05 | 2003-07-04 | 안준혁 | 마이크로 스텝핑모터의 구동장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3368105B2 (ja) | 2003-01-20 |
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