JPS623679B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステツプモータの特に反転時における
最大瞬時逆転可能周波数を高めるステツプモータ
の駆動方法に関する。

従来、ステツプモータはその反転に際して、例
えば第１図に示すように、第３相、第４相の励磁
状態において反転信号が入ると、相励磁を第３
相、第４相から第２相、第３相に直ちに切換えて
いるが、この場合、ロータには第３相、第４相励
磁にともなう回転方向の慣性力が作用しているこ
ともあつて、この反転時の最大瞬時逆転可能周波
数は一般的に反転前の周波数の1/2程度と大きく
低下し、これが原因で例えば、正転・逆転を頻繁
に繰返えす自動車の空燃比制御に用いられるステ
ツプモータにおいては、その応答性が低下して空
燃比制御の追従性を悪くする他、ステツプモータ
の駆動回路が複雑になる等の欠点があつた。

本発明の目的は反転信号によるステツプモータ
の反転時に、ステツプモータ特有の振動減衰特性
によつて発生する反転方向慣性力を利用するステ
ツプモータの駆動方法を提供することによつて、
前記従来の欠点を除去することにある。

次に、本発明の一実施例の構成を第２図〜第５
図によつて説明する。

第２図はステツプモータの駆動回路であつて、
同回路は、演算増巾器OP１の非反転入力端子に
抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１のCRフイルタ１を介
して入力された反転信号に対応した電圧を演算増
巾器OP１の反転入力端子に接続された抵抗Ｒ
２，Ｒ３の基準電圧設定回路２の基準電圧と比較
する正転・逆転判定回路３と、正転・逆転の反転
信号入力の度に抵抗Ｒ４，Ｒ５、コンデンサＣ
２，Ｃ３、インバータINT１、ナンドゲート
NAND１のトリガパルス発生回路４から発生する
トリガパルスによつて、抵抗Ｒ６、コンデンサＣ
４、インバータINT２、INT３、ノアゲートNOR
１の単安定マルチバイブレータ５からそのパルス
巾によつて定まる一定時間、この場合、第４図に
示すステツプモータ特有の振動減衰特性によつて
ステツプモータのロータに反転信号入力前の相励
磁による回転と反対方向の回転力（慣性力）が生
ずるに要する一定時間の例えばロータ外径10〜25
mmにおいて４〜８ｍsec間出力を発生させる相励
磁固定時間形成回路６と、該回路６からの「Ｌ」
出力による一定時間クロツクパルスの発生を停止
させる抵抗Ｒ７，Ｒ８、コンデンサＣ５、ナンド
ゲードNAND２，NAND３のクロツクパルス発生
器７と、前記正転・逆転判定回路３からの出力を
アツプ・ダウン端子に入力させかつ前記クロツク
パルス発生器７からのパルスをクロツク端子に入
力させる分配励磁回路８とのそれぞれからなる。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、ステツプモータの１パルス入力信号に対
する１ステツプ変位（１ステツプ応答）について
見た場合、１ステツプ応答のロータの変位角と経
過時間の関係は、ステツプモータにPM型、ロー
タ外径10mm、４相24極のものを用い、励磁方法を
２相励磁とすると、第４図のようになり、ロータ
の運動は第４図のＯ→ｔ１間において安定位置の
15゜を通り越した状態で１パルス入力信号の回転
方向（時計方向）に回転し、ｔ１→ｔ２間におい
て最初は安定位置へ戻ろうとして反時計方向に回
転しながら安定位置を通り越すとともにこの運動
を繰返して減衰する。

従つて、反転信号によつてロータを瞬時反転さ
せる場合、第４図のＯ→ｔ１間で反転信号を入力
させてロータを反転させるためには、ロータの時
計方向慣性力に打勝つてロータを反時計方向に回
転させなければならないが、第４図のｔ１→ｔ２
間でロータを反転させるときは反転方向と同一方
向に慣性力が作用していることから、ロータは反
時計方向慣性力の助力で無理なく速く反転できる
ことがわかる。

そこで、反転信号によるロータの瞬時反転時
に、反転信号直前の相励磁を、ロータに反転方向
の慣性力が生ずるに要する一定時間固定する。

即ち、第２図において、分配励磁回路８のアツ
プ・ダウン端子に正転・逆転判定回路３からの反
転信号が入力されても、この反転信号入力時にお
ける単安定マルチバイブレータ５からの「Ｌ」出
力によつて、クロツクパルス発生器７からのクロ
ツクパルス出力が、ロータに反転方向の慣性力が
生ずるに要する一定時間固定し、例えば、第３図
に示すように、第３相と第４相の励磁状態におい
て反転信号が入力されると、この相励磁状態が、
ロータに反転方向の慣性力が生ずるに要する一定
時間固定した後、クロツクパルスが発生して第２
相と第３相が励磁される。

この駆動方法での最大瞬時逆転周波数を、前記
同様のPM型、ロータ外径10mm、４相、24ステツ
プのステツプモータの２相励磁の実測結果によれ
ば、第５図のように、最大瞬時逆転可能周波数
は、固定励磁停止時間を設けることにより100〜
200PPS（Hz）向上し、特に前記仕様のステツプ
モータの場合、４〜８ｍsecの固定励磁停止時間
を設けることにより、ステツプモータの能力を最
大に引き出すことができ、同様に、PM型、ロー
タ外径14mm、20mm、25mm、４相、24ステツプのス
テツプモータにおいても、４〜８ｍsecの固定励
磁停止時間を設けることによつて、最大瞬時逆転
可能周波数がほぼ前記同様に向上することが確認
された。

次に、本発明の効果について説明する。

本発明は正転・逆転指令信号とクロツクパルス
周波数に対応して発生される分配励磁回路からの
ステツプモータ駆動用相励磁出力によつてステツ
プモータを正転・逆転駆動する際に、ステツプモ
ータの反転動作を円滑にしてステツプモータの応
答性を向上させるため前記正転・逆転指令信号が
反転することによるステツプモータの反転駆動時
において、反転信号入力直前の相励磁を、前記ス
テツプモータのロータに反動による反転方向慣性
力が生ずるに要する所定時間固定するとともに、
前記所定時間経過後の前記ロータに対する反転方
向慣性力作用時に前記反転信号によるステツプモ
ータ駆動用相励磁出力を前記分配励磁回路から発
生させて前記ステツプモータを反転駆動するステ
ツプモータの駆動方法にある。

これによつて、本発明はステツプモータの最大
瞬時逆転可能周波数を大巾に高めることができる
とともに、反転後の累積応答時間が速くなつて、
例えば、この駆動方法を用いた場合の自動車用空
燃比制御の制御特性を著しく向上させることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の実施例の相励磁シーケンスを示
す動作線図、第２図は本発明の一実施例の気回路
図、第３図はその相励磁シーケンスを示す動作線
図、第４図と第５図はその動作特性図であつて、
第４図中のτｏは遅れ時間を示す。 ３…正転・逆転判定回路、４…トリガパルス発
生回路、５…単安定マルチバイブレータ、６…相
励磁固定時間形成回路、７…クロツクパルス発生
器、８…分配励磁回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 正転・逆転指令信号とクロツクパルス周波数
   に対応して発生される分配励磁回路からのステツ
   プモータ駆動用相励磁出力によつてステツプモー
   タを正転・逆転駆動する際に、ステツプモータの
   反転動作を円滑にしてステツプモータの応答性を
   向上させるため前記正転・逆転指令信号が反転す
   ることによるステツプモータの反転駆動時におい
   て、反転信号入力直前の相励磁を、前記ステツプ
   モータのロータに反動による反転方向慣性力が生
   ずるに要する一定時間固定するとともに、前記一
   定時間経過後の前記ロータに対する反転方向慣性
   力作用時に前記反転信号によるステツプモータ駆
   動用相励磁出力を前記分配励磁回路から発生させ
   て前記ステツプモータを反転駆動することを特徴
   とするステツプモータの駆動方法。