JP3352517B2 - Driving device for stepping motor - Google Patents
Driving device for stepping motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータの駆
動装置に係わり、特に目標位置が時間的に変化するステ
ッピングモータの駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for a stepping motor, and more particularly to a driving device for a stepping motor whose target position changes with time.
【0002】[0002]
【従来の技術】ステッピングモータは、開ループ制御が
可能であること、あるいはディジタル制御装置で直接制
御可能であること等の理由からいわゆる位置決め制御の
アクチュエータとして広く使用されている。このステッ
ピングモータは急加速、急減速を行うと脱調が発生する
おそれがあるため、いわゆる台形状駆動とする必要があ
る。2. Description of the Related Art A stepping motor is widely used as a so-called positioning control actuator because open-loop control is possible or it can be directly controlled by a digital controller. If the stepping motor is rapidly accelerated or decelerated, step-out may occur.
【0003】即ち目標ステップが印加されると、初期駆
動周波数から最高駆動周波数まで時間とともに加速、一
定時間最高駆動周波数で駆動し、その後最高周波数から
初期駆動周波数まで時間とともに減速する。従って台形
状駆動されている時間目標ステップは一定に維持されて
いることが必要である。That is, when the target step is applied, the motor is accelerated with time from the initial drive frequency to the maximum drive frequency, driven at the maximum drive frequency for a certain time, and then decelerated from the maximum frequency to the initial drive frequency with time. Therefore, it is necessary that the time target step of the trapezoidal drive is kept constant.
【0004】しかしながらステッピングモータを自動車
のスロットル弁駆動用のアクチュエータとして使用した
場合にはアクセルペダルの踏み込み量に対応してスロッ
トル弁を駆動する必要があるが、アクセルペダルは人間
が操作するものであるため踏み込み量は絶えず変化す
る。従って台形状駆動を適用した場合には目標ステップ
に到達しないうちに目標ステップ自体が変化してしまう
ため、不必要な加減速が発生する。However, when a stepping motor is used as an actuator for driving a throttle valve of an automobile, it is necessary to drive the throttle valve in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal, but the accelerator pedal is operated by a human. Therefore, the amount of depression changes constantly. Therefore, when the trapezoidal drive is applied, the target step itself changes before the target step is reached, and unnecessary acceleration / deceleration occurs.
【0005】この加減速を抑制するためには、目標ステ
ップを与えるアクセルペダルの踏み込み量を短い時間間
隔毎に読み込むことが考えられる。即ち一般的には4ミ
リ秒毎の読み込みを、例えば1ミリ秒毎に読み込むこと
とすれば速度変動の度合を改善することが可能となる。In order to suppress this acceleration / deceleration, it is conceivable to read the depression amount of the accelerator pedal for giving the target step at short time intervals. That is, in general, if the reading is performed every 4 milliseconds, for example, every 1 millisecond, the degree of the speed fluctuation can be improved.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら読み込み
時間を短縮するためには処理時間の短い制御装置を使用
する必要があるが、制御装置が高価となることは避ける
ことができない。本発明は上記課題に鑑みなされたもの
であって、処理時間の短い制御装置を使用することなく
速度変動を抑制することのできるステッピングモータの
駆動装置を提供することを目的とする。However, in order to reduce the reading time, it is necessary to use a control device having a short processing time, but it is unavoidable that the control device becomes expensive. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a driving device for a stepping motor capable of suppressing speed fluctuation without using a control device having a short processing time.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明にかかるステッピ
ングモータの駆動装置は、ステッピングモータの目標位
置を与える目標位置発生手段と、目標位置発生手段で発
生された目標位置とステッピングモータの現在位置との
差の絶対値を1以下の所定倍することにより駆動ステッ
プ数を決定する駆動ステップ決定手段と、駆動ステップ
決定手段によって決定された駆動ステップと前回のスピ
ードレベルに基づいて今回のスピードレベルを決定しこ
のスピードレベルに従ってステッピングモータを駆動す
る制御信号を発生する制御信号発生手段と、制御信号発
生手段で発生された制御信号に基づいてステッピングモ
ータを駆動する駆動手段と、を具備する。SUMMARY OF THE INVENTION A stepping motor driving apparatus according to the present invention includes a target position generating means for providing a target position of a stepping motor, a target position generated by the target position generating means, and a current position of the stepping motor. a driving step determination means for determining the number of drive steps by predetermined times the absolute value of 1 or less of the difference between the drive step
The drive step determined by the determination means and the previous
Determine the current speed level based on the
Control signal generating means for generating a control signal for driving the stepping motor in accordance with the speed level , and driving means for driving the stepping motor based on the control signal generated by the control signal generating means.
【0008】[0008]
【作用】本発明にかかるステッピングモータの駆動装置
にあっては、目標位置と現在位置との差の1以下の所定
値倍を駆動ステップとしてステッピングモータを駆動す
ることによりステッピングモータの速度変動が抑制され
る。In the stepping motor driving apparatus according to the present invention, the speed fluctuation of the stepping motor is suppressed by driving the stepping motor by setting the driving step at a predetermined value multiple of 1 or less of the difference between the target position and the current position. Is done.
【0009】[0009]
【実施例】図1は本発明にかかるステッピングモータの
駆動装置を適用した自動車のスロットル制御システムの
構成図である。アクセルペダル11の踏み込み量を検出
するアクセルセンサ12の出力は制御部13に入力さ
れ、制御部13から出力される制御信号は駆動部14で
電力増幅されてステッピングモータ15に入力される。FIG. 1 is a block diagram of a throttle control system for an automobile to which a stepping motor driving device according to the present invention is applied. The output of the accelerator sensor 12 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 11 is input to the control unit 13, and the control signal output from the control unit 13 is power-amplified by the drive unit 14 and input to the stepping motor 15.
【0010】ステッピングモータ15は吸気管に設置さ
れるスロットル弁16を駆動し、開度センサ17はスロ
ットル弁16の開度を検出して制御部に送る。なおアク
セルセンサ12は目標位置発生手段を構成する。制御部
13は、例えばマイクロコンピュータシステムとして構
成され、バス131を中心としてCPU132、メモリ
133、入力インターフェイス134および出力インタ
ーフェイス135からなる。A stepping motor 15 drives a throttle valve 16 installed in an intake pipe, and an opening sensor 17 detects the opening of the throttle valve 16 and sends it to a control unit. Note that the accelerator sensor 12 constitutes a target position generating means. The control unit 13 is configured as, for example, a microcomputer system, and includes a CPU 132, a memory 133, an input interface 134, and an output interface 135 centering on a bus 131.
【0011】アクセルセンサ12および開度センサ17
は入力インターフェイス134に接続され、駆動部14
は出力インターフェイス135に接続されている。な
お、開度センサで検出されるスロットル弁開度は制御部
13の異常診断に使用されるものである。図2はCPU
132で実行される駆動ステップ決定ルーチンであっ
て、例えば4ミリ秒である一定時間毎に実行される。Accelerator sensor 12 and opening sensor 17
Is connected to the input interface 134 and the driving unit 14
Are connected to the output interface 135. The throttle valve opening detected by the opening sensor is used for abnormality diagnosis of the control unit 13. Figure 2 shows the CPU
A drive step determination routine executed at 132 is executed at regular intervals of, for example, 4 milliseconds.
【0012】ステップ21においてアクセルセンサ12
で検出されるアクセルペダル11の踏み込み量Acを読
み込む。ステップ22において踏み込み量Acの関数と
して目標ステップTSTEPを算出する。即ち、次式に
より目標ステップTSTEPを算出する。In step 21, the accelerator sensor 12
The depression amount Ac of the accelerator pedal 11 detected in step (1) is read. In step 22, a target step TSTEP is calculated as a function of the depression amount Ac. That is, the target step TSTEP is calculated by the following equation.
【0013】 TSTEP = f(Ac) (1) ステップ23においてメモリ133に記憶されているス
テッピングモータ15の現在ステップASTEPとの差
の絶対値に、1以下の所定値(例えば0.5)を乗算し
て駆動ステップDLSTEPを決定してこのルーチンを
終了する。即ち、次式により駆動ステップDLSTEP
を決定する。TSTEP = f (Ac) (1) In step 23, the absolute value of the difference from the current step ASTEP of the stepping motor 15 stored in the memory 133 is multiplied by a predetermined value of 1 or less (for example, 0.5). Then, the drive step DLSTEP is determined, and this routine ends. That is, the driving step DLSTEP is calculated by the following equation
To determine.
【0014】 DLSTEP = |TSTEP−ASTEP|×0.5 (2) 図3はCPU132で実行される制御信号発生ルーチン
のフローチャートであって、後述するスピードレベルに
対応して定められるパルス間隔T毎に実行される。ステ
ップ301で、現在のスピードレベルを表すインデック
スMSPDが“0”であるか否かを判定し、肯定判定さ
れれば現在ステッピングモータは停止状態にあるものと
してステップ302に進み、減速過程にあることを表す
フラグDECを“0”にセットしてステップ303に進
む。DLSTEP = | TSTEP−ASTEP | × 0.5 (2) FIG. 3 is a flowchart of a control signal generation routine executed by the CPU 132. The control signal generation routine is performed at every pulse interval T determined according to a speed level described later. Be executed. In step 301, it is determined whether or not the index MSPD representing the current speed level is "0". If the determination is affirmative, the process proceeds to step 302 assuming that the stepping motor is in a stopped state, and that the motor is in a deceleration process. Is set to "0", and the routine proceeds to step 303.
【0015】ステップ303において、反転要求が有る
か否かを判定し、肯定判定されればステップ304にお
いて駆動モードを反転してステップ306に進む。ステ
ップ301で否定判定された場合は、ステッピングモー
タは現在動作状態にあるものとしてステップ305に進
み、駆動ステップ決定ルーチンで演算された駆動ステッ
プDLSTEPが“0”であるか否かを判定する。At step 303, it is determined whether or not there is an inversion request. If the determination is affirmative, the driving mode is inverted at step 304 and the routine proceeds to step 306. If a negative determination is made in step 301, the process proceeds to step 305 assuming that the stepping motor is currently operating, and determines whether or not the drive step DLSTEP calculated in the drive step determination routine is "0".
【0016】ステップ305で否定判定された場合は、
ステッピングモータ動作中としてステップ306に進
む。なおステップ303で否定判定された場合はステッ
プ304を経由せず、直接ステップ306に進む。ステ
ップ306でフラグDECが“1”であるか否か、即ち
減速過程にあるか否かを判断する。If a negative determination is made in step 305,
The process proceeds to step 306 as the stepping motor is being operated. If a negative determination is made in step 303, the process directly proceeds to step 306 without passing through step 304. In step 306, it is determined whether or not the flag DEC is "1", that is, whether or not the vehicle is in a deceleration process.
【0017】ステップ306で否定判定されれば、即ち
減速過程になければ、ステップ307に進み駆動ステッ
プDLSTEPとスピードレベルMSPDとを比較す
る。ステップ306で肯定判定された場合、即ち減速過
程にある場合は直接ステップ308に進み、スピードレ
ベルMSPDを“1”レベルデクレメントする。これは
一度減速モードとなった場合には速度が“0”レベルに
なるまで加速モードに移行することを防止するためであ
る。If a negative determination is made in step 306, that is, if the vehicle is not in the deceleration process, the flow advances to step 307 to compare the driving step DLSTEP with the speed level MSPD. If an affirmative determination is made in step 306, that is, if the vehicle is in a deceleration process, the process directly proceeds to step 308, where the speed level MSPD is decremented by "1" level. This is to prevent a transition to the acceleration mode until the speed reaches the “0” level once in the deceleration mode.
【0018】次にステップ309に進みフラグDECを
“1”にセットしてステップ311に進む。なおステッ
プ307で負と判定された場合もステップ308に進
む。ステップ307で正と判定された場合はステップ3
10に進み、スピードレベルMSPDを“1”レベルイ
ンクリメントしてステップ311に進む。Next, the routine proceeds to step 309, where the flag DEC is set to "1", and the routine proceeds to step 311. Note that the process also proceeds to step 308 when it is determined to be negative in step 307. If it is determined to be positive in step 307, step 3
Proceeding to 10, the speed level MSPD is incremented by "1" level and proceeding to step 311.
【0019】なおステップ305で肯定判定された場
合、およびステップ307で“0”と判定された場合は
直接ステップ311に進む。ステップ311では次回の
準備処理を行ってこのルーチンを終了する。図4はステ
ップ311で実行される駆動処理の詳細であって、ステ
ップ3111において、ステッピングモータ駆動制御信
号を出力し、ステップ3112でスピードレベルMSP
Dの関数としてパルス間隔Tを決定する。If the determination in step 305 is affirmative, and if the determination in step 307 is "0", the flow directly proceeds to step 311. In step 311, the next preparation processing is performed, and this routine ends. FIG. 4 shows the details of the drive processing executed in step 311. In step 3111, a stepping motor drive control signal is output, and in step 3112 the speed level MSP is output.
Determine the pulse interval T as a function of D.
【0020】即ち次式によりパルス間隔Tを決定する。 T = g(MSDP) (3) 一般的にスピードレベルMSPDを+1および−1移動
して実行することによりステッピングモータが台形状駆
動できるようにMSPDに対するTを設定する。That is, the pulse interval T is determined by the following equation. T = g (MSDP) (3) Generally, T is set for the MSPD so that the stepping motor can be trapezoidally driven by executing the speed level MSPD by moving it by +1 and -1.
【0021】Tは、モータ性能およびマイクロコンピュ
ータの処理能力により決定する。従って次の目標ステッ
プ位置が決定されるまで駆動ステップは一定に維持され
るため、一度駆動ステップに相当するスピードレベルに
まで到達すると、次の目標ステップ位置が決定されるま
ではそのスピードレベルを維持する。ステップ3113
においてステッピングモータの回転方向を判定する。T is determined by the motor performance and the processing capability of the microcomputer. Therefore, the drive step is kept constant until the next target step position is determined, so once reaching the speed level corresponding to the drive step, the speed level is maintained until the next target step position is determined. I do. Step 3113
In, the rotation direction of the stepping motor is determined.
【0022】回転方向が正転であればステップ3114
に進み、現在ステップASTEPを“1”インクリメン
トしてこの処理を終了する。回転方向が逆点であればス
テップ3115に進み、現在ステップASTEPを
“1”デクレメントしてこの処理を終了する。図5は本
発明にかかるステッピングモータの駆動装置による動作
説明図であって、(イ)はステップ位置を表し、(ロ)
はスピードレベルを表す。If the rotation direction is forward rotation, step 3114
Then, the current step ASTEPE is incremented by "1", and this processing ends. If the rotation direction is the reverse point, the flow advances to step 3115 to decrement the current step ASTEP by "1", and ends this processing. FIGS. 5A and 5B are explanatory views of the operation of the stepping motor driving device according to the present invention, wherein FIG.
Represents the speed level.
【0023】即ち、縦軸は(イ)ではステップ位置、
(ロ)ではスピードレベルを、横軸は時間を示す。また
一点鎖線は目標ステップTSTEPを、実線はステッピ
ングモータの現在ステップを表す。なお破線は従来の駆
動装置によって駆動した場合を表す。本発明にかかるス
テッピングモータの駆動装置によれば、目標ステップと
現在ステップとの差の1以下の所定倍である駆動ステッ
プに応じてスピードレベルが決定されるため、従来の駆
動装置によって駆動した場合よりも小となる。That is, the vertical axis is the step position in (a),
(B) shows the speed level, and the horizontal axis shows time. The dashed line indicates the target step TSTEP, and the solid line indicates the current step of the stepping motor. Note that the broken line represents the case of driving by a conventional driving device. According to the driving device for a stepping motor according to the present invention, the speed level is determined according to the driving step that is a predetermined multiple of 1 or less of the difference between the target step and the current step. Smaller than
【0024】従って本発明による駆動装置を使用した場
合には、目標ステップ更新間隔(例えば4ミリ秒)毎に
目標ステップと現在ステップとが一致することは保証さ
れないが、駆動速度の変動は抑制される。本発明にかか
るステッピングモータの駆動装置を自動車のスロットル
制御システムに適用した場合には、目標ステップを与え
るアクセルペダル踏み込み量自体目標ステップ更新間隔
に比較して十分長い時間間隔で時間的に絶えず変化して
いるものであり、目標ステップ更新間隔毎に目標ステッ
プと現在ステップとが一致しないことは、自動車の運転
上支障をおよぼすものではない。Therefore, when the driving device according to the present invention is used, it is not guaranteed that the target step and the current step coincide with each other at the target step update interval (for example, 4 milliseconds), but the fluctuation of the driving speed is suppressed. You. When the driving device for a stepping motor according to the present invention is applied to a throttle control system of an automobile, the depression amount of an accelerator pedal for providing a target step itself changes constantly in time at a sufficiently long time interval as compared with the target step update interval. The fact that the target step does not match the current step at each target step update interval does not hinder the operation of the vehicle.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明にかかるステッピングモータの駆
動装置によれば、処理時間の短い制御装置を使用するこ
となく、即ち制御装置の性能を向上させることなく、駆
動の際の速度変動を抑制することが可能となる。According to the driving apparatus for a stepping motor according to the present invention, the speed fluctuation at the time of driving is suppressed without using a control device having a short processing time, that is, without improving the performance of the control device. It becomes possible.
【図1】図1はスロットル制御システムの構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of a throttle control system.
【図2】図2は駆動ステップ決定ルーチンのフローチャ
ートである。FIG. 2 is a flowchart of a drive step determination routine.
【図3】図3は制御信号発生ルーチンのフローチャート
である。FIG. 3 is a flowchart of a control signal generation routine.
【図4】図4は駆動処理の詳細図である。FIG. 4 is a detailed diagram of a driving process.
【図5】図5は本発明にかかる駆動装置による動作説明
図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation by the driving device according to the present invention.
11…アクセルペダル 12…アクセルセンサ 13…制御部 14…駆動部 15…ステッピングモータ 16…スロットル弁 17…開度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Accelerator pedal 12 ... Accelerator sensor 13 ... Control part 14 ... Drive part 15 ... Stepping motor 16 ... Throttle valve 17 ... Opening degree sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 8/00 G05D 3/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 8/00 G05D 3/12
Claims (1)
目標位置発生手段と、 前記目標位置発生手段で発生された目標位置とステッピ
ングモータの現在位置との差の絶対値を1以下の所定倍
することにより駆動ステップ数を決定する駆動ステップ
決定手段と、前記駆動ステップ決定手段によって決定された駆動ステ
ップと前回のスピードレベルに基づいて今回のスピード
レベルを決定し、このスピードレベル に従ってステッピ
ングモータを駆動する制御信号を発生する制御信号発生
手段と、 前記制御信号発生手段で発生された制御信号に基づいて
ステッピングモータを駆動する駆動手段と、を具備する
ステッピングモータの駆動装置。1. A target position generating means for providing a target position of a stepping motor, and by multiplying the absolute value of the difference between the target position generated by the target position generating means and the current position of the stepping motor by a predetermined value of 1 or less. Driving step determining means for determining the number of driving steps; and a driving step determined by the driving step determining means.
Current speed based on the speed and previous speed level
Control signal generating means for determining a level and generating a control signal for driving the stepping motor according to the speed level ; and driving means for driving the stepping motor based on the control signal generated by the control signal generating means. Stepping motor drive device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30527093A JP3352517B2 (en) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | Driving device for stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30527093A JP3352517B2 (en) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | Driving device for stepping motor |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07163196A JPH07163196A (en) | 1995-06-23 |
JP3352517B2 true JP3352517B2 (en) | 2002-12-03 |
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1993
- 1993-12-06 JP JP30527093A patent/JP3352517B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH07163196A (en) | 1995-06-23 |
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