KR20150119242A - 모터 구동 장치 - Google Patents

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KR20150119242A
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마사미 아이우라
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아사히 가세이 일렉트로닉스 가부시끼가이샤
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Abstract

코일에 흐르는 전류를 0으로 할 때까지의 시간이 길다. 모터 구동 장치는, 모터의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 모터 구동 장치로서, 상기 코일에 흐르는 전류와 입력되는 제어 전류를 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 비교 결과에 따라, 구동 상태, 회생 상태 및 제동 상태 중 어느 하나의 동작 상태를 선택하는 동작 선택부와, 상기 코일에 전류를 흘리는 통전 모드 및 상기 코일에 흘리는 전류를 정지시키는 정지 모드를 포함하는 전류 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하고, 상기 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하면, 상기 동작 선택부가 선택한 동작 상태에서 상기 코일을 구동하고, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하면, 상기 제동 상태에서 상기 코일을 구동하는 구동부와, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호의 개시 또는 상기 제어 전류가 0인 기간의 개시를 제어하는 설정부를 구비한다.

Description

모터 구동 장치{MOTOR DRIVE DEVICE}
본 발명은 모터 구동 장치에 관한 것이다.
스테핑 모터 등의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 모터 구동 장치로서, 전류의 흐름을 전환하는 동안에 전류를 코일에서 순환시켜서, 코일에 흘리는 전류를 정지시키는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2008-72876호 공보
그러나, 상술한 장치에서는, 코일의 전류를 정지시킬 경우, 코일과 전원을 차단하여 코일에서 전류를 순환시킴으로써, 코일에 흐르는 전류를 감쇠시키므로, 코일에 흐르는 전류를 0으로 할 때까지의 시간이 길다고 하는 과제가 있다.
본 발명의 제1 형태에 있어서는, 모터의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 모터 구동 장치로서, 상기 코일에 흐르는 전류와 입력되는 제어 전류를 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 비교 결과에 따라, 구동 상태, 회생 상태 및 제동 상태 중 어느 하나의 동작 상태를 선택하는 동작 선택부와, 상기 코일에 전류를 흘리는 통전 모드 및 상기 코일에 흘리는 전류를 정지시키는 정지 모드를 포함하는 전류 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하고, 상기 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하면, 상기 동작 선택부가 선택한 동작 상태에서 상기 코일을 구동하고, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하면, 상기 제동 상태에서 상기 코일을 구동하는 구동부와, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호의 개시 또는 상기 제어 전류가 0인 기간의 개시를 제어하는 설정부를 구비하는 모터 구동 장치를 제공한다.
또한, 상기 발명의 내용은, 본 발명의 필요한 특징의 모두를 열거한 것이 아니다. 또한, 이 특징군의 서브 콤비네이션도 또한 발명이 될 수 있다.
도 1은 모터 구동 장치(10)의 전체 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 제어부(26)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 설정부(14)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 설정부(14)가 출력하는 지정 신호 MS와, 제어 전류의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 통전 모드의 정방향 모드에서의 전류 경로를 설명하는 도면이다.
도 6은 정방향 모드 후의 정지 모드에서의 전류 경로를 설명하는 도면이다.
도 7은 통전 모드의 역방향 모드에서의 전류 경로를 설명하는 도면이다.
도 8은 역방향 모드 후의 정지 모드에서의 전류 경로를 설명하는 도면이다.
도 9는 통전 모드에서의 타이밍도이다.
도 10은 정지 모드에서의 타이밍도이다.
도 11은 전류 모드와, 코일(90)에 흐르는 전류의 관계를 도시하는 도면이다.
도 12는 모터 구동 장치(60)의 전체 구성을 설명하는 도면이다.
도 13은 설정부(62)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 14는 정지 모드에서의 타이밍도이다.
도 15는 전류 모드와, 코일(90)에 흐르는 전류의 관계를 도시하는 도면이다.
도 16은 모터 구동 장치(70)의 전체 구성을 설명하는 도면이다.
도 17은 전류 모드와, 코일(90)에 흐르는 전류의 관계를 도시하는 도면이다.
이하, 발명의 실시 형태를 통하여 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시 형태는 청구범위에 관한 발명을 한정하는 것이 아니다. 또한, 실시 형태 중에서 설명되어 있는 특징의 조합의 모두가 발명의 해결 수단에 필수라고는 한정하지 않는다.
<실시 형태 1>
도 1은, 모터 구동 장치(10)의 전체 구성을 설명하는 도면이다. 모터 구동 장치(10)는 스테핑 모터 등의 구동용의 코일(90)에 흐르는 전류를 제어한다. 여기서 모터는 복수의 코일(90)을 갖지만, 도 1에 있어서는, 설명의 편의상, 대표로서 1개의 코일(90)만을 기재한다. 모터 구동 장치(10)는 코일(90)에 전류를 흘리는 통전 모드 및 코일(90)에 흘리는 전류를 정지시키는 정지 모드를 포함하는 전류 모드를 지정하는 지정 신호 MSO를 받아서 취하여, 코일(90)의 전류를 제어한다. 여기서, 모터 구동 장치(10)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 지연시킴으로써 정지 모드의 지정을 받은 후에도, 잠시 동안 통전 모드를 계속하게 함으로써, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력하고 나서 전류를 정지시킬 때까지의 시간을 단축시킨다.
모터 구동 장치(10)는 클럭 출력부(12)와, 설정부(14)와, D/A 컨버터(16)와, 비교부(18)와, 설정부(14)와, H 브리지 회로(22)와, 감지 저항(24)과, 제어부(26)를 구비한다.
클럭 출력부(12)는 제어부(26)와 접속되어 있다. 클럭 출력부(12)는 제어부(26)에 대하여 모터 구동 장치(10)를 제어하는 클럭 CLK를 출력한다.
설정부(14)는 D/A 컨버터(16)와 접속되어 있다. 설정부(14)는 제어 전류값 DIN을 D/A 컨버터(16)에 출력한다. 제어 전류값 DIN은, 코일(90)에 흘리는 전류의 디지털값으로서, 어느 동작 상태로 할 지를 판단하기 위한 값이다.
D/A 컨버터(16)는 비교부(18)와 접속되어 있다. D/A 컨버터(16)는 설정부(14)로부터 출력된 제어 전류값 DIN에 대응하는 제어 전압 CV를 아날로그 변환하고, 비교부(18)의 비반전 입력에 출력한다. 아날로그 변환된 제어 전류값 DIN에 대응하는 제어 전압 CV는, 일례로서, 일정 속도로 회전시키는 경우, sin파 또는 cos파에 따라 시간 변화한다.
설정부(14)는 제어부(26)와 접속되어 있다. 설정부(14)는 전류 모드를 지정하는 지정 신호 MSO를 출력한다. 전류 모드는, 정방향 모드 및 역방향 모드를 갖는 통전 모드와, 정지 모드를 포함한다. 통전 모드는, 코일(90)에 전류를 흘리는 모드이다. 정지 모드는, 코일(90)에 흐르는 전류를 정지시키는 모드이다.
비교부(18)의 반전 입력은 감지 저항(24)에 접속되어 있다. 비교부(18)는 D/A 컨버터(16)에 의해 아날로그 변환되어서 비반전 입력에 입력된 제어 전류값 DIN에 대응하는 제어 전압 CV 및 감지 저항(24)에 흐르는 감지 전류에 대응하는 감지 전압 SV를 비교한다. 바꾸어 말하면, 비교부(18)는 제어 전류의 크기와, 감지 전류의 크기를 비교한다. 또한, 감지 전류는, 코일(90)에 흐르는 전류와 동일한 전류이다. 비교부(18)의 출력측은 제어부(26)에 접속되어 있다. 비교부(18)는 제어 전류와, 감지 전류의 비교 결과 CR을 제어부(26)에 출력한다. 비교 결과 CR은, 제어 전류보다 감지 전류가 큰 경우, 하이레벨이 되고, 제어 전류보다 감지 전류가 작은 경우, 로우레벨이 된다.
H 브리지 회로(22)는 스위치로서 기능하는 4개의 트랜지스터 Tr1, Tr2, Tr3 및 Tr4를 갖는다. 트랜지스터 Tr1, Tr2, Tr3 및 Tr4의 온저항은, 일례로서, 수백mΩ이다. 한편, 코일(90)의 저항은, 수백mΩ부터 수Ω이다. 트랜지스터 Tr1의 드레인은 전원에 접속되어 있다. 따라서, 트랜지스터 Tr1, Tr2의 드레인에는, 전원 전압 VDD가 인가된다. 트랜지스터 Tr1의 소스는 코일(90)의 일단부에 접속되어 있다. 트랜지스터 Tr2의 드레인은 전원에 접속되어 있다. 따라서, 트랜지스터 Tr2의 드레인에는, 전원 전압 VDD가 인가된다. 트랜지스터 Tr2의 소스는 코일(90)의 타단부에 접속되어 있다. 트랜지스터 Tr3의 드레인은 코일(90)의 일단부 및 트랜지스터 Tr1의 드레인에 접속되어 있다. 트랜지스터 Tr3의 소스는 감지 저항(24)의 일단부에 접속되어 있다. 트랜지스터 Tr4의 드레인은 코일(90)의 타단부 및 트랜지스터 Tr2의 소스에 접속되어 있다. 트랜지스터 Tr4의 소스는 감지 저항(24)의 일단부에 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터 Tr1, Tr2, Tr3 및 Tr4에 병렬 접속되어 있는 다이오드 Di1, Di2, Di3, Di4는, 구조상 형성되는 기생 다이오드이다.
감지 저항(24)의 타단부는, 기준 전위에 접지되어 있다. 감지 저항(24)의 일단부는, H 브리지 회로(22)의 트랜지스터 Tr3, Tr4의 소스 및 비교부(18)의 반전 입력에 접속되어 있다. 따라서, 비교부(18)의 반전 입력에는, 코일(90)에 흐르는 전류와 동일한 감지 전류에 대응하는 감지 전압 SV가 입력된다.
제어부(26)는 클럭 출력부(12)로부터 출력된 클럭 CLK, 비교부(18)로부터 입력된 비교 결과 CR 및 전류 모드의 지정 신호에 기초하여, 트랜지스터 Tr1, Tr2, Tr3 및 Tr4의 온/오프를 전환하는 제어 신호 SC1, SC2, SC3, SC4를 출력한다. 이에 의해, 제어부(26)는 코일(90)에 흐르는 전류의 값 및 방향을 제어한다.
도 2는, 제어부(26)의 구성을 설명하는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(26)는 동작 선택부(30)와, 구동부(34)를 갖는다.
동작 선택부(30)의 입력측은, 비교부(18)의 출력측 및 클럭 출력부(12)의 출력측에 접속되어 있다. 또한, 동작 선택부(30)의 출력측은, 구동부(34)의 입력측과 접속되어 있다. 동작 선택부(30)는 비교부(18)의 비교 결과 CR에 따라, 구동 상태(Charge Drive 상태), 회생 상태(Fast Decay 상태) 및 제동 상태(Slow Decay 상태 또는 Brake 상태) 중의 어느 한 동작 상태를 선택하고, 선택 결과를 구동부(34)에 출력한다. 구동 상태는, 전원으로부터 코일(90)에 전류를 공급한다. 회생 상태는, 코일(90)로부터 전원에 전류를 회생하여, 전원을 충전한다. 또한, 회생 상태는, 전원 대신에, 캐패시터에 충전해도 된다. 제동 상태는, 전류를 코일(90)을 포함하는 전류 경로에서 순환시킨다.
동작 선택부(30)는 원샷부(40)와, SR 래치부(42)와, NOT 회로(44)와, D-FF부(46)와, AND 회로(48)를 갖는다.
원샷부(40)는 클럭 CLK를 취득한다. 원샷부(40)는 취득한 클럭 CLK의 상승 펄스보다도 짧은 상승 펄스를 포함하는 블랭킹 펄스 BP를, SR 래치부(42) 및 NOT 회로(44)에 출력한다.
SR 래치부(42)의 Set 포트는 비교부(18)에 접속되어 있다. SR 래치부(42)의 Set 포트는 비교부(18)로부터 비교 결과 CR을 취득한다. SR 래치부(42)의 Reset 포트는 원샷부(40)에 접속되어 있다. SR 래치부(42)의 Reset 포트는 원샷부(40)로부터 블랭킹 펄스 BP를 취득한다. SR 래치부(42)는 리셋 우선이다. 따라서, SR 래치부(42)는 블랭킹 펄스 BP가 하이레벨인 경우, 로우레벨의 래치 출력 LO를 출력한다. 한편, SR 래치부(42)는 비교 결과 CR이 하이레벨이고, 블랭킹 펄스 BP가 로우레벨인 경우, 하이레벨의 래치 출력 LO를 출력한다. SR 래치부(42)는 비교 결과 CR 및 블랭킹 펄스 BP가 모두 로우레벨인 경우, 구동부(34)에 출력하고 있는 래치 출력 LO의 레벨을 유지한다.
NOT 회로(44)는 원샷부(40)에 접속되어 있다. NOT 회로(44)는 원샷부(40)로부터의 블랭킹 펄스 BP를 취득한다. NOT 회로(44)는 취득한 블랭킹 펄스 BP를 반전시킨 반전 블랭킹 펄스 ABP를 D-FF부(46) 및 AND 회로(48)에 출력한다.
D-FF부(46)의 데이터 포트(=D 포트)는 비교부(18)에 접속되어 있다. D-FF부(46)의 데이터 포트는, 비교부(18)로부터 비교 결과 CR을 취득한다. D-FF부(46)의 클럭 포트(=CK 포트)는 NOT 회로(44)에 접속되어 있다. D-FF부(46)의 클럭 포트는 NOT 회로(44)로부터 반전 블랭킹 펄스 ABP를 취득한다. D-FF부(46)는 반전 블랭킹 펄스 ABP의 상승, 즉, 블랭킹 펄스 BP의 하강에 있어서의 비교 결과 CR을 FF 출력 FF로서 출력하고, 다음 반전 블랭킹 펄스 ABP의 상승까지 유지한다.
AND 회로(48)는 D-FF부(46) 및 NOT 회로(44)에 접속되어 있다. AND 회로(48)는 D-FF부(46)로부터 FF 출력 FF 및 NOT 회로(44)로부터 반전 블랭킹 펄스 ABP를 취득하고, 논리곱을 출력한다. 즉, AND 회로(48)는 FF 출력 FF 및 반전 블랭킹 펄스 ABP의 양쪽이 하이레벨인 경우, 하이레벨인 Fast 출력 FO를 구동부(34)에 출력한다. AND 회로(48)는 FF 출력 FF 및 반전 블랭킹 펄스 ABP 중 어느 한쪽이 로우레벨인 경우, 로우레벨의 Fast 출력 FO를 구동부(34)에 출력한다.
동작 선택부(30)는 래치 출력 LO의 하이레벨 및 로우레벨과, Fast 출력 FO의 하이레벨 및 로우레벨의 4개의 조합을 동작 상태의 선택 결과로서 구동부(34)에 출력한다. 여기서, 래치 출력 LO가 로우레벨인 경우, 동작 선택부(30)의 출력은 구동 상태를 의미하고 있다. 래치 출력 LO가 하이레벨이고, Fast 출력 FO가 하이레벨인 경우, 동작 선택부(30)의 출력은 회생 상태를 의미하고 있다. 래치 출력 LO가 하이레벨이고, Fast 출력 FO가 로우레벨인 경우, 동작 선택부(30)의 출력은, 제동 상태를 의미하고 있다.
구동부(34)는 코일(90)에 전류를 흘리는 통전 모드 및 코일(90)에 흘리는 전류를 정지시키는 정지 모드를 포함하는 전류 모드를 지정하는 지정 신호 MSO를 수취한다. 구동부(34)는 통전 모드를 지정하는 지정 신호 MSO를 수취하면, 동작 선택부(30)가 선택한 동작 상태에서 코일(90)을 구동한다. 구동부(34)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MSO를 수취하면, 제동 상태에서 코일(90)을 구동한다.
도 3은, 설정부(14)의 구성을 설명하는 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 설정부(14)는 지시부(36)와, 지연 제어부(32)를 갖는다.
지시부(36)는 제어 전류가 0이 된 경우, 지정 신호 MS와는 별도로 정지 모드를 지연시키는 정지 신호 SS를 출력한다. 지시부(36)는 제어 전류가 0이 되면, 하이레벨인 정지 신호 SS를 출력한다.
지연 제어부(32)는 지시부(36)와 접속되어 있다. 지연 제어부(32)는 전류 모드 중 통전 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 수취하고 있는 동안, 지정 신호 MS를 지연시키지 않고, 구동부(34)에 출력한다. 지연 제어부(32)는 전류 모드 중 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 수취한 경우, 구동부(34)에 대한 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 지연시킨다.
지연 제어부(32)는 D-FF부(50)와, 지연부(52)와, NOT 회로(54)와, AND 회로(56)와, 스위치(58)를 갖는다.
D-FF부(50)의 데이터 포트(=D 포트)는 지시부(36)에 접속되어 있다. D-FF부(50)의 데이터 포트는, 지시부(36)로부터 지정 신호 MS를 취득한다. D-FF부(50)의 클럭 포트(=CLK 포트)는 지시부(36)에 접속되어 있다. D-FF부(50)의 클럭 포트는 지시부(36)로부터 정지 신호 SS를 취득한다. D-FF부(50)의 출력 포트는 스위치(58)에 접속되어 있다. D-FF부(50)의 출력 포트는 클럭 포트에 입력되는 정지 신호 SS의 상승에 있어서의 데이터 포트의 입력을 유지하고, 스위치(58)에 출력한다. 여기서, 정지 신호 SS는, 제어 전류가 0이 된 경우, 상승하므로, D-FF부(50)는 항상, 통전 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 스위치(58)에 출력한다.
지연부(52)는 지시부(36)와 접속되어 있다. 지연부(52)는 지시부(36)로부터 정지 신호 SS를 취득한다. 지연부(52)는 정지 신호 SS를 미리 정해진 지연 시간 Δt 동안 지연시킨 지연 신호 DS를 NOT 회로(54)에 출력한다. 지연 시간 Δt는, 제어 전류를 0으로 해야 할 시간, 즉, 정지 신호 SS가 로우레벨인 시간보다도 짧다. 지연 시간 Δt는, 일례로서, 코일(90)에 흐르는 전류를 회생 상태에 의해 0으로 할 수 있는 시간이다. 또한, 지연 시간 Δt는, 코일(90)에 흐르는 전류를 회생 상태에 의해 0으로 할 수 있는 시간에 대하여 짧은 것 보다도 긴 편이 바람직하다.
NOT 회로(54)는 지연부(52)에 접속되어 있다. NOT 회로(54)는 지연부(52)가 지연시킨 지연 신호 DS를 취득한다. NOT 회로(54)는 지연 신호 DS를 반전시킨 반전 지연 신호 ADS를 출력한다.
AND 회로(56)는 지시부(36) 및 NOT 회로(54)와 접속되어 있다. AND 회로(56)는 설정부(14)로부터 정지 신호 SS를 취득하고, NOT 회로(54)로부터 반전 지연 신호 ADS를 취득하고, 이 논리곱을 출력한다. AND 회로(56)는 정지 신호 SS 및 반전 지연 신호 ADS가 모두 하이레벨인 경우, 하이레벨의 전환 신호 CS를 출력한다. 따라서, AND 회로(56)는 정지 신호 SS를 취득하고 나서, 지연 시간 Δt 동안, 하이레벨의 전환 신호 CS를 출력하고, 그 이외의 시간은 로우레벨의 전환 신호 CS를 출력한다.
스위치(58)는 AND 회로(56)와 접속되어 있다. 스위치(58)는 AND 회로(56)로부터 전환 신호 CS를 취득한다. 스위치(58)는 전환 신호 CS에 따라, 구동부(34)의 접속처를, 지시부(36)와, D-FF부(50) 사이에서 전환한다. 스위치(58)는 하이레벨의 전환 신호 CS를 취득하면, D-FF부(50)의 출력 포트와 구동부(34)를 접속한다. 스위치(58)는 로우레벨의 전환 신호 CS를 취득하면, 지시부(36)와 구동부(34)를 접속한다. 따라서, 스위치(58)는 정지 신호 SS가 입력되고 나서, 지연 시간 Δt 동안 구동부(34)를 D-FF부(50)에 접속하고, 그 이외의 시간은 구동부(34)를 지시부(36)에 접속한다. 이에 의해, 지연 제어부(32)는 정지 신호 SS가 입력되고 나서 지연 시간 Δt 동안 D-FF부(50)가 유지하고 있는 통전 모드의 지정 신호를 구동부(34)에 출력하고, 정지 신호 SS가 입력되고 나서 지연 시간 Δt의 경과 후, 정지 모드의 지정 신호를 구동부(34)에 출력한다. 이 결과, 지연 제어부(32)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 지연 시간 Δt 동안 지연시키고 나서, 구동부(34)에 출력한다.
도 4는, 설정부(14)가 출력하는 지정 신호 MS와, 제어 전류의 관계를 도시하는 도면이다. 도 4의 횡축은 시간이다. 도 4의 상단은, 설정부(14)가 출력하는 지정 신호 MS를 도시한다. 도 4의 하단은 설정부(14)가 출력하는 제어 전류를 도시한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 설정부(14)는 제어 전류가 0이 아닐 경우, 통전 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력한다. 설정부(14)는 제어 전류가 0인 동안, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력한다.
도 5는, 통전 모드의 정방향 모드에서의 전류 경로를 설명하는 도면이다. 통전 모드의 정방향 모드는, 구동 상태와, 회생 상태와, 제동 상태를 포함한다. 구동 상태에서는, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr1 및 Tr4를 온 상태로 하고, 트랜지스터 Tr2 및 Tr3을 오프 상태로 한다. 이에 의해, 구동 상태에서는, 전류는, 전원으로부터 트랜지스터 Tr1, 코일(90), 트랜지스터 Tr4, 감지 저항(24)의 순서로 전류 경로 CP11에 흐른다. 구동 상태에서는, 코일(90)에 흐르는 전류가, 감지 저항(24)에 흐르므로, 코일(90)에 흐르는 전류를 감지 저항(24)의 전압으로부터 측정할 수 있다. 회생 상태에서는, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr3 및 Tr2를 온 상태로 하고, 트랜지스터 Tr1 및 Tr4를 오프 상태로 한다. 이 회생 상태에서는, 전류는, 감지 저항(24), 트랜지스터 Tr3, 코일(90), 트랜지스터 Tr2의 순서로 전류 경로 CP12a에 흐른다. 또한, 회생 상태에서는, 구동부(34)가 트랜지스터 Tr3을 온 상태로 하고, 트랜지스터 Tr2를 오프 상태로 해도 된다. 이 회생 상태에서는, 전류는, 감지 저항(24), 트랜지스터 Tr3, 코일(90), 트랜지스터 Tr2의 기생 다이오드 Di2의 순서로 전류 경로 CP12b에 흐른다. 이에 의해, 회생 상태에서는, 코일(90)에 흐르는 전류가 급속하게 감소한다. 또한, 회생 상태에 있어서, 전류는, 모터 등의 가열을 억제하는 관점에서, 저항이 작은 트랜지스터 Tr2를 포함하는 전류 경로 CP12a로 흘리는 것이 바람직하다. 제동 상태에서는, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr3 및 Tr4를 온 상태로 하고, 트랜지스터 Tr1 및 Tr2를 오프 상태로 한다. 이에 의해, 제동 상태에서는, 전류는, 트랜지스터 Tr3, 코일(90), 트랜지스터 Tr4의 순서로 전류 경로 CP13에 흐른다. 이에 의해, 제동 상태에서는, 코일(90)에 흐르는 전류가 순환에 수반하는 손실에 의해 천천히 감소한다.
도 6은, 정방향 모드 후의 정지 모드에서의 전류 경로를 설명하는 도면이다. 정지 모드는 제동 상태를 포함한다. 제동 상태에서는, 트랜지스터 Tr3, Tr4가 온 상태로 된다. 이에 의해, 전류는, 트랜지스터 Tr3, 코일(90), 트랜지스터 Tr4의 순서로 전류 경로 CP13에 흐른다. 이에 의해, 제동 상태에서는, 코일(90)에 흐르는 전류가 서서히 감소해서 0이 된다.
도 7은, 통전 모드의 역방향 모드에서의 전류 경로를 설명하는 도면이다. 또한, 역방향 모드는, 정방향 모드에서 정방향으로 전류를 흘린 후, 모터 회전 방향을 유지하고, 정방향 모드와 동일한 방향으로 모터를 회전시키는 경우에 있어서, 코일(90)에 흐르는 전류가 정방향 모드와 역방향이 되는 모드이다. 통전 모드의 역방향 모드는, 구동 상태와, 회생 상태와, 제동 상태를 포함한다. 구동 상태에서는, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr2, Tr3을 온 상태로 한다. 이에 의해, 구동 상태에서는, 전류는, 전원으로부터 트랜지스터 Tr2, 코일(90), 트랜지스터 Tr3, 감지 저항(24)의 순서로 전류 경로 CP21에 흐른다. 회생 상태에서는, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr1, Tr4를 온 상태로 한다. 이 회생 상태에서는, 전류는, 감지 저항(24), 트랜지스터 Tr4, 코일(90), 트랜지스터 Tr1의 순서로 전류 경로 CP22a에 흐른다. 또한, 회생 상태에서는, 구동부(34)가 트랜지스터 Tr4를 온 상태로 하고, 트랜지스터 Tr1을 오프 상태로 해도 된다. 이 회생 상태에서는, 전류는, 감지 저항(24), 트랜지스터 Tr4, 코일(90), 트랜지스터 Tr1의 기생 다이오드 Di1의 순서로 전류 경로 CP22b에 흐른다. 제동 상태에서는, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr3, Tr4를 온 상태로 한다. 이에 의해, 제동 상태에서는, 전류는, 트랜지스터 Tr4, 코일(90), 트랜지스터 Tr3의 순서로 전류 경로 CP23에 흐른다.
도 8은, 역방향 모드 후의 정지 모드에서의 전류 경로를 설명하는 도면이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 정지 모드는, 제동 상태를 포함한다. 제동 상태에서는, 트랜지스터 Tr3, Tr4가 온 상태로 된다. 이에 의해, 전류는, 트랜지스터 Tr4, 코일(90), 트랜지스터 Tr3의 순서로 전류 경로 CP23에 흐른다.
도 9는, 통전 모드에서의 타이밍도이다. 또한, 도 9에 도시하는 통전 모드는, 정방향 모드이다. 도 9의 최상단은, 동작 상태 중, 구동 상태, 회생 상태, 제동 상태 중 어느 하나의 동작 상태를 도시한다. 위로부터 2단째는, 클럭 출력부(12)가 출력하는 클럭 CLK를 도시한다. 위로부터 3단째는, 원샷부(40)가 출력하는 블랭킹 펄스 BP를 도시한다. 위로부터 4단째는, 실선으로 나타내는 감지 저항(24)에 흐르는 감지 전류(실선), 설정부(14)가 출력하는 제어 전류값에 대응하는 제어 전류(굵은 점선)를 도시한다. 또한, 위로부터 4단째는, 회생 상태에서 코일(90)에 흐르는 회생 전류(일점쇄선), 제동 상태에서 코일(90)에 흐르는 제동 전류(이점쇄선)를 도시한다. 위로부터 5단째는, 비교부(18)가 출력하는 비교 결과 CR을 도시한다. 위로부터 6단째는, SR 래치부(42)가 출력하는 래치 출력 LO를 도시한다. 위로부터 7단째는, AND 회로(48)가 출력하는 Fast 출력 FO를 도시한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 클럭 출력부(12)가 클럭 CLK를 출력하면, 클럭 CLK의 상승에 맞춰서, 원샷부(40)가 클럭 CLK의 하이레벨보다도 짧은 하이레벨을 갖는 블랭킹 펄스 BP를 출력한다.
블랭킹 펄스 BP가 하이레벨의 상태인 시각 t1부터 t2의 사이는, SR 래치부(42)는 로우레벨의 래치 출력 LO를 출력한다. 이에 의해, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr1부터 Tr4를 구동 상태에서 구동한다. 이 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 전류가, 코일(90)을 포함하는 전류 경로 CP11을 따라 흐른다. 이에 의해, 감지 저항(24)의 전압에 의해 코일(90)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
여기서, 블랭킹 펄스 BP가 하이레벨을 종료한 시각 t2 이후에도, 래치 출력 LO가 로우레벨을 유지하는 것은, 블랭킹 펄스 BP가 하이레벨인 동안, 구동 상태로 하여 전류를 흘려도, 감지 전류가 제어 전류보다도 작은 상태였던 것을 나타낸다. 이 경우, 구동부(34)는 블랭킹 펄스 BP의 하이레벨 종료 후에도, 트랜지스터 Tr1부터 Tr4를 구동 상태로 제어하고, 코일(90)에 전류를 흘린다.
이 후, 시각 t3에서는, 구동 상태에 따라 증가한 감지 전류가 제어 전류 이상이 되고, SR 래치부(42)의 Set 포트가 취득하는 비교 결과 CR이 하이레벨이 된다. 시각 t3에서는, SR 래치부(42)의 Reset 포트가 취득하는 블랭킹 펄스 BP가 로우레벨이므로, SR 래치부(42)는 하이레벨의 래치 출력 LO를 출력한다. 또한, 시각 t3에서는, AND 회로(48)는 로우레벨의 Fast 출력 FO를 출력하고 있으므로, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr1부터 Tr4를 제동 상태에서 구동한다. 이와 같이, 구동부(34)는 클럭 CLK와는 비동기로 구동 상태로부터 제동 상태로 전환된다. 이 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 전류가, 코일(90)을 포함하는 전류 경로 CP13을 따라 흐른다. 이에 의해, 제어 전류 이상이 된 감지 전류가 서서히 감소한다. 이 후, 다음 블랭킹 펄스 BP가 SR 래치부(42)에 입력되는 시각 t4까지, 래치 출력 LO가 하이레벨로 유지되고, Fast 출력 FO가 로우레벨로 유지되므로, 구동부(34)는 제동 상태를 유지한다. 또한, 제동 상태에서는 감지 전류를 계측할 수 없으므로, 감지 전류는 0이 된다.
시각 t4에 있어서, SR 래치부(42)의 Reset 포트가 블랭킹 펄스 BP를 취득하면, 래치 출력 LO가 리셋되어서 로우레벨이 된다. 이에 의해, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr1부터 Tr4를 구동 상태에서 구동한다.
시각 t5에 있어서, 반전 블랭킹 펄스 ABP가 상승하면, 즉, 블랭킹 펄스 BP가 하강하면, D-FF부(46)가 데이터 포트에 입력되고 있는 하이레벨의 비교 결과 CR을 FF 출력 FF로서 AND 회로(48)에 출력한다. 또한, 비교 결과 CR은, 시각 t5로부터 미소 시간 동안 하이레벨을 유지한다. 또한, 시각 t5에서는, 반전 블랭킹 펄스 ABP는 하이레벨이므로, AND 회로(48)는 하이레벨인 Fast 출력 FO를 출력한다. 이에 의해, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr1부터 Tr4를 회생 상태로 제어한다. 이 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 전류가, 코일(90)을 포함하는 전류 경로 CP12a을 따라 흐른다. 또한, 구동부(34)는 전류를 전류 경로 CP12b를 따라 흘리도록 제어해도 된다.
여기서, 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 감지 전류가 제어 전류보다도 큰 시각 t5 이후, 구동부(34)가 회생 상태에서 제어함으로써, 코일의 전류 감소를 크게 할 수 있다. 이에 의해, 구동부(34)는 신속히 코일의 전류를 제어 전류 이하로 할 수 있다. 한편, 이점쇄선으로 도시한 바와 같이, 감지 전류가 제어 전류보다도 큰 시각 t5 이후, 구동부(34)가 제동 상태에서 제어한 경우, 코일의 전류 감소가 작으므로, 코일의 전류를 제어 전류 이하로 할 때까지의 시간이 길어진다.
이 후, 시각 t7에 있어서, 구동부(34)는 블랭킹 펄스 BP의 상승과 함께, 래치 출력 LO가 로우레벨로 리셋되어서, 구동 상태로 제어한다. 이어서, 반전 블랭킹 펄스 ABP가 하강하는 시각 t8에 있어서, 비교 결과 CR이 로우레벨이므로, 래치 출력 LO가 로우레벨로 유지된다. 이에 의해, 구동부(34)는 블랭킹 펄스 BP가 로우레벨이 된 후에도, 구동 상태를 유지한다. 이 결과, 코일의 전류가 서서히 증가한다.
시각 t9에 있어서, 감지 전류가 제어 전류 이상이 되면 비교 결과 CR이 하이레벨이 되고, 래치 출력 LO가 하이레벨로 세트되므로, 구동부(34)는 트랜지스터 Tr1부터 Tr4를 제동 상태로 제어한다.
이 후, 통전 모드에서는, 상술한 제어가 반복된다.
도 10은, 정지 모드에서의 타이밍도이다. 도 10의 최상단은, 제어 전류를 도시한다. 위로부터 2단째는, 지시부(36)가 출력하는 지정 신호 MS를 도시한다. 위로부터 3단째는, 지시부(36)가 출력하는 정지 신호 SS를 도시한다. 위로부터 4단째는, 지연부(52)가 출력하는 지연 신호 DS를 도시한다. 위로부터 5단째는, NOT 회로(54)가 출력하는 반전 지연 신호 ADS를 도시한다. 위로부터 6단째는, AND 회로(56)가 출력하는 전환 신호 CS를 도시한다. 위로부터 7단째는, 설정부(14)가 출력하는 지정 신호 MSO를 도시한다.
제어 전류가 0이 될 때까지, 정지 신호 SS는 로우레벨이므로, AND 회로(56)는 로우레벨의 전환 신호 CS를 출력한다. 이에 의해, 스위치(58)는 지시부(36)와, 구동부(34)를 직접 접속한다. 따라서, 제어 전류가 0이 될 때까지, 지시부(36)는 구동부(34)에 직접 지정 신호 MS를 출력한다.
지시부(36)는 제어 전류가 0이 되면, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력함과 함께, 도 10의 위로부터 3단째에 도시한 바와 같이, 하이레벨인 정지 신호 SS를 D-FF부(50)의 클럭 포트에 출력한다. 정지 신호 SS가 상승할 때는, 아직, D-FF부(50)의 데이터 포트에 통전 모드를 지정하는 지정 신호 MS가 입력되고 있으므로, D-FF부(50)는 정지 신호 SS의 상승 이후, 유지하고 있는 통전 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력한다.
지연부(52)는 지시부(36)로부터 정지 신호 SS를 취득하면, 도 10의 위로부터 4단째에 도시한 바와 같이, 그 정지 신호 SS를 지연 시간 Δt 지연시킨 지연 신호 DS를 NOT 회로(54)에 출력한다. NOT 회로(54)는 지연부(52)로부터 지연 신호 DS를 취득하면, 도 10의 위로부터 5단째에 도시한 바와 같이, 지연 신호 DS를 반전시킨 반전 지연 신호 ADS를 AND 회로(56)의 한쪽 입력에 입력한다. AND 회로(56)의 다른 쪽 입력은, 지시부(36)로부터 직접, 정지 신호 SS를 취득한다. 따라서, AND 회로(56)의 양쪽 입력은, 정지 신호 SS가 하이레벨로 되고 나서 지연 시간 Δt 동안 하이레벨로 된다. 따라서, AND 회로(56)의 출력이, 정지 신호 SS가 하이레벨로 되고 나서 지연 시간 Δt 동안 하이레벨로 된다. 이에 의해, 스위치(58)가 지연 시간 Δt 동안 구동부(34)와 D-FF부(50)를 접속한다.
이에 의해, 제어 전류가 0이 되고, 지시부(36)가 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력해도, 구동부(34)는 D-FF부(50)가 유지하여 출력하고 있는 지정 신호 MS이며, 정지 모드의 지정 전의 통전 모드를 지정하는 지정 신호 MS의 취득을 지연 시간 Δt 동안 계속한다. 따라서, 구동부(34)는 정지 모드의 지정 전에 지정되어 있는 통전 모드를 계속하여 코일(90)을 구동하므로, 예를 들어, 도 5에 도시하는 구동 상태, 회생 상태, 제동 상태 중 어느 하나에 의해 코일(90)의 전류를 제어한다. 특히, 제어 전류가 0이므로, 구동부(34)는 지연 시간 Δt가 경과할 때까지 회생 상태에서 제어한다. 이에 의해, 구동부(34)는 코일(90)에 흐르는 전류를 급속하게 0에 근접시킬 수 있다.
지연 시간 Δt가 경과하면, 지연부(52)가 하이레벨인 지연 신호 DS를 출력하므로, NOT 회로(54)는 로우레벨의 반전 지연 신호 ADS를 출력한다. 이에 의해, AND 회로(56)의 한쪽 입력이 로우레벨이 되므로, AND 회로(56)는 로우레벨의 전환 신호 CS를 출력한다. 따라서, 스위치(58)가 지시부(36)와 구동부(34)를 직접 접속하므로, 구동부(34)는 지시부(36)가 출력하는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 취득한다. 이에 의해, 구동부(34)는 통전 모드로부터 정지 모드로 전환되므로, 도 6에 도시하는 제동 상태에 따라 코일(90)의 전류를 제어한다. 이 후, 구동부(34)는 지시부(36)가 출력하는 지정 신호 MS를 지연하지 않고 취득하므로, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS의 종료도 지연하지 않고 취득한다. 이에 의해, 구동부(34)는 지시부(36)가 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 종료하면, 정지 모드를 지연하지 않고 종료한다.
도 11은, 전류 모드와, 코일(90)에 흐르는 전류의 관계를 도시하는 도면이다. 도 11의 최상단은, 지시부(36)가 출력하는 제어 전류를 도시한다. 위로부터 2단째는, 지시부(36)가 출력하는 지정 신호 MS를 도시한다. 위로부터 3단째는, 구동부(34)가 취득하는 지정 신호 MS를 도시한다. 위로부터 4단째는, 본 실시 형태에 의한 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 지연시킨 경우의 코일(90)에 흐르는 전류를 도시한다. 위로부터 5단째는, 본 실시 형태와 비교하기 위해서, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 지연시키지 않았던 경우의 코일(90)에 흐르는 전류를 도시한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 제어 전류가 0이 되면, 지시부(36)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력하는데, 구동부(34)는 지연 시간 Δt 경과하고 나서 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 취득한다. 따라서, 구동부(34)는 제어 전류가 0이 되고 나서 지연 시간 Δt가 경과할 때까지, 통전 모드의 회생 상태에서 코일(90)에 전류를 흘린다. 이에 의해, 도 11의 위로부터 4단째에 도시한 바와 같이, 구동부(34)는 신속히 코일의 전류를 0으로 할 수 있다.
한편, 구동부(34)가 지시부(36)가 출력한 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 지연하지 않고 취득하면, 제어 전류가 0으로 됨과 동시에, 통전 모드로부터 정지 모드로 전환된다. 따라서, 정지 모드에서는, 제동 상태에서 코일(90)에 전류를 흘리므로, 본 실시 형태와 같이 정지 모드를 지연시킨 경우에 비하여, 코일(90)에 흐르는 전류를 0으로 할 때까지의 시간이, 지연시키는 경우에 비하여 시간 T 길어진다.
또한, 지연 시간 Δt가 긴 경우, 지연 시간 Δt 내에 있어서의 회생 상태에서 흐르는 회생 전류의 경로를 도 5의 CP12a 또는 도 7의 CP22a로 하면, 코일 전류가 역류하여, 마이너스가 되는 경우가 있다. 따라서, 구동부(34)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하면, 지연 시간 Δt 내에 선택되는 회생 상태에 있어서 회생 전류의 경로의 이외의 트랜지스터를 오프로 하고, 회생 전류의 경로의 전원측의 트랜지스터를 오프로 하고, 회생 전류의 경로의 전원측의 트랜지스터에 병렬 접속된 기생 다이오드로써 회생 전류의 경로의 일부를 이루는 회생 상태로 하면 된다. 예를 들어, 정방향 모드에서 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 후의 회생 상태에서는, 회생 전류의 경로의 이외의 트랜지스터 Tr1, Tr4를 오프로 하고, 트랜지스터 Tr3을 온으로 함과 함께, 회생 전류의 경로의 전원측의 트랜지스터 Tr2를 오프로 하고, 회생 전류의 경로의 전원측의 트랜지스터 Tr2에 병렬 접속된 기생 다이오드 Di2로써 회생 전류의 경로의 일부를 이루는 회생 상태로 하면 된다.
한편, 구동부(34)는 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우에 선택되는 회생 상태에 있어서, 회생 전류의 경로의 모든 트랜지스터를 온으로 하고, 회생 전류의 경로의 이외의 트랜지스터를 오프로 하는 회생 상태로 하면 된다. 예를 들어, 정방향 모드에서 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우에 선택되는 회생 상태에서는, 회생 전류의 경로의 모든 트랜지스터 Tr2, Tr3을 온으로 하고, 회생 전류의 경로의 이외의 트랜지스터 Tr1, Tr4를 오프로 하는 회생 상태로 하면 된다.
또한, 구동부(34)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우, 지연 시간 Δt 내에 선택되는 회생 상태에 있어서 흐르는 회생 전류의 경로의 전원과 반대측의 트랜지스터를 오프로 하고, 회생 전류의 경로의 전원과 반대측의 트랜지스터에 병렬 접속된 다이오드로써 회생 전류의 경로의 일부를 이루는 회생 상태로 하고, 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우에 선택되는 회생 상태에 있어서, 회생 전류의 경로의 전원과 반대측의 트랜지스터를 온으로 하여 회생 상태로 해도 된다. 또한, 전원과 반대측의 트랜지스터는, 일례로서, 코일(90)을 사이에 두고 전원과 반대측의 트랜지스터이다. 예를 들어, 구동부(34)는 정방향 모드에서 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 후의 회생 상태에서는, 트랜지스터 Tr2를 온으로 함과 함께, 지연 시간 Δt 내에 선택되는 회생 상태에 있어서 흐르는 회생 전류의 경로의 전원과 반대측의 트랜지스터 Tr3을 오프로 하여, 회생 전류의 경로의 전원과 반대측의 트랜지스터 Tr3에 병렬 접속된 기생 다이오드 Di3로써 회생 전류의 경로의 일부를 이루는 회생 상태로 하면 된다. 또한, 구동부(34)는 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우에 선택되는 회생 상태에 있어서, 회생 전류의 경로의 전원과 반대측의 트랜지스터 Tr3 및 트랜지스터 Tr2를 온으로 하여 회생 상태로 해도 된다.
이에 의해, 지연 시간 Δt 내에 선택되는 회생 상태에 있어서, 예를 들어, 회생 전류의 경로가 각각 CP12b, CP22b가 되므로, 트랜지스터 Tr1, Tr2의 기생 다이오드 Di1, Di2를 통하여 전류를 회생시킬 수 있다. 이 결과, 모터 구동 장치(10)는 역류를 방지할 수 있다. 또한, 지연 시간 Δt의 기간은 회생 상태의 전류 경로를 CP12b, CP22b로 하고, 지연 시간 Δt 이외에, 예를 들어, 통전 모드에서의 회생 상태의 전류 경로를 CP12a, CP22a로 함으로써, 지연 시간 Δt의 기간의 역류를 방지하고, 또한 지연 시간 Δt 이외의 기간의 회생 시의 전력 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 여기에서 말하는 트랜지스터는, 스위치의 일례이다.
<실시 형태 2>
도 12는, 모터 구동 장치(60)의 전체 구성을 설명하는 도면이다. 모터 구동 장치(60)는 스테핑 모터 등의 구동용의 코일(90)에 흐르는 전류를 제어한다. 여기서 모터는, 복수의 코일(90)을 갖지만, 도 12에 있어서는, 설명의 편의상, 대표로서 1개의 코일(90)만을 기재한다. 모터 구동 장치(60)는 코일(90)에 전류를 흘리는 통전 모드 및 코일(90)에 흘리는 전류를 정지시키는 정지 모드를 포함하는 전류 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받아서 취하여, 코일(90)의 전류를 제어한다. 여기서, 모터 구동 장치(60)는 제어 전류값 DIN을 소정 시간 빠르게 함으로써, 정지 모드의 지정을 받기 전에, 제어 전류를 0으로 함으로써, 전류를 정지시킬 때까지의 시간을 단축시킨다.
설정부(62)는 D/A 컨버터(16)와 접속되어 있다. 설정부(62)는 제어 전류값 DINO를 D/A 컨버터(16)에 출력한다. 제어 전류값 DINO는, 코일(90)에 흘리는 전류의 디지털값으로서, 어느 동작 상태로 할 지를 판단하기 위한 값이다.
또한, 설정부(62)는 제어부(26)와 접속되어 있다. 설정부(62)는 전류 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력한다. 전류 모드는, 정방향 모드 및 역방향 모드를 갖는 통전 모드와, 정지 모드를 포함한다. 통전 모드는, 코일(90)에 전류를 흘리는 모드이다. 정지 모드는, 코일(90)에 흐르는 전류를 정지시키는 모드이다.
도 13은, 설정부(62)의 구성을 설명하는 도면이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 설정부(62)는 지시부(36)와, 시프트부(64)를 갖는다.
지시부(36)는 제어 전류가 0이 되기 전에, 제어 전류값 DIN과는 별도로 제어 전류값 DIN을 빠르게 하는 시프트 신호 FS를 출력한다. 지시부(36)는 제어 전류가 0이 되기 전에, 하이레벨인 시프트 신호 FS를 출력한다.
시프트부(64)는 지시부(36)와 접속되어 있다. 시프트부(64)는 0이 아닌 제어 전류값 DIN을 수취하고 있는 동안, 제어 전류값 DIN을 빠르게 하지 않고, D/A 컨버터(16)에 출력한다. 시프트부(64)는 0의 제어 전류를 수취하기 직전에, 제어 전류값 DIN을 빠르게 한다.
시프트부(64)는 지시부(36)와 접속되어 있다. 시프트부(64)는 지시부(36)로부터 시프트 신호 FS를 취득한다. 시프트부(64)는 제어 전류값 DIN의 0이 되는 구간이 미리 정해진 조기 시간 Δt만큼 빨리 0이 되는 제어 전류값 DINO를 D/A 컨버터(16)에 출력한다. 바꾸어 말하면, 시프트부(64)는 제어 전류가 0인 기간의 개시를 빠르게 한다. 또한, 시프트부(64)는 제어 전류가 0인 기간의 종료를 빠르게 하지 않는다. 조기 시간 Δt는, 제어 전류를 0으로 해야 할 시간보다도 짧다. 조기 시간 Δt는, 일례로서, 코일(90)에 흐르는 전류를 회생 상태에 의해 0으로 할 수 있는 시간이다. 또한, 조기 시간 Δt는, 코일(90)에 흐르는 전류를 회생 상태에 의해 0으로 할 수 있는 시간에 대하여 짧은 것 보다도 긴 편이 바람직하다. 시프트부(64)는 제어 전류가 0인 기간의 개시를 빠르게 하는 조기 시간 Δt를 변화시켜도 된다.
이 결과, 설정부(62)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS보다도 조기 시간 Δt 전에 제어 전류를 0으로 한 제어 전류값 DINO를 D/A 컨버터(16)에 출력한다.
도 14는, 정지 모드에서의 타이밍도이다. 도 14의 최상단은, 제어 전류를 도시한다. 위로부터 2단째는, 지시부(36)가 출력하는 지정 신호 MS를 도시한다. 위로부터 3단째는, 지시부(36)가 출력하는 시프트 신호 FS를 도시한다. 위로부터 4단째는, 시프트부(64)가 출력하는 제어 전류를 도시한다.
제어 전류가 0이 되기 직전까지, 시프트 신호 FS는 로우레벨이다. 따라서, 시프트부(64)는 도 14의 위로부터 4단째에 도시한 바와 같이, D/A 컨버터(16)에 직접 제어 전류값 DIN을 출력한다.
제어 전류가 0이 되는 것보다 조기 시간 Δt 전이 되면, 시프트 신호 FS는 하이레벨이 된다. 구동부측 제어 전류가 0이 되는 시간은, 도 14의 위로부터 1단째에 도시하는 제어 전류보다도 조기 시간 Δt만큼 시프트된다. 따라서, 도 14의 위로부터 4단째에 도시한 바와 같이, 시프트부(64)는 D/A 컨버터(16)에 0의 구동부측 제어 전류를 출력한다.
지시부(36)는 제어 전류가 0이 되면, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력한다. 따라서, 시프트부(64)는 도 14의 위로부터 4단째에 도시한 바와 같이, D/A 컨버터(16)에 제어 전류를 직접 구동부측 제어 전류로서 출력한다.
이에 의해, 제어 전류값 DIN이 0이 되고, 지시부(36)가 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력하는 것보다도 조기 시간 Δt만큼 빨리 제어 전류가 0이 되는 제어 전류값 DINO를 D/A 컨버터(16)에 출력한다. 따라서, 구동부(34)는 정지 모드의 지정 전에 제어 전류를 0으로 하여 코일(90)을 구동하므로, 예를 들어, 도 5에 도시하는 구동 상태, 회생 상태, 제동 상태 중 어느 하나에 의해 코일(90)의 전류를 제어한다. 특히, 제어 전류가 0이므로, 구동부(34)는 조기 시간 Δt 동안에는, 회생 상태에서 제어한다. 이에 의해, 구동부(34)는 코일(90)에 흐르는 전류를 급속하게 0에 근접시킬 수 있다.
조기 시간 Δt가 경과하면, 구동부(34)는 지시부(36)가 출력하는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 취득한다. 이에 의해, 구동부(34)는 통전 모드로부터 정지 모드로 전환되므로, 도 6에 도시하는 제동 상태에 따라 코일(90)의 전류를 제어한다. 이 후, 구동부(34)는 지시부(36)가 출력하는 지정 신호 MS를 취득하므로, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS의 종료도 취득한다. 이에 의해, 구동부(34)는 지시부(36)가 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 종료하면, 정지 모드를 종료한다.
도 15는, 전류 모드와, 코일(90)에 흐르는 전류의 관계를 도시하는 도면이다. 도 15의 최상단은, 지시부(36)가 출력하는 제어 전류를 도시한다. 위로부터 2단째는, 시프트부(64)가 출력하는 구동부측의 제어 전류를 도시한다. 위로부터 3단째는, 지시부(36)가 출력하는 지정 신호 MS를 도시한다. 위로부터 4단째는, 본 실시 형태에 의한 제어 전류가 0이 되는 구간을 시프트시킨 경우의 코일(90)에 흐르는 전류를 도시한다. 위로부터 5단째는, 본 실시 형태와 비교하기 위해서, 제어 전류가 0이 되는 구간을 시프트시키지 않았던 경우의 코일(90)에 흐르는 전류를 도시한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 제어 전류가 0이 되면, 지시부(36)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력하는데, 시프트부(64)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력하는 것보다 조기 시간 Δt 전에, 0이 되는 것 같은 제어 전류를 취득한다. 따라서, 구동부(34)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력하는 것보다 조기 시간 Δt 전에, 제어 전류가 0이 되고, 통전 모드의 회생 상태에서 코일(90)에 전류를 흘린다. 이에 의해, 도 15 위로부터 4단째에 도시한 바와 같이, 구동부(34)는 신속히 코일의 전류를 0으로 할 수 있다.
한편, 구동부(34)가 지시부(36)가 출력한 제어 전류를 시프트하지 않고 취득하면, 제어 전류가 0으로 됨과 동시에, 통전 모드로부터 정지 모드로 전환된다. 따라서, 정지 모드에서는, 제동 상태에서 코일(90)에 전류를 흘리므로, 본 실시 형태와 같이 제어 전류를 시프트시킨 경우에 비하여, 코일(90)에 흐르는 전류를 0으로 할 때까지의 시간이, 지연시키는 경우에 비하여 시간 T 길어진다.
<실시 형태 3>
도 16은, 모터 구동 장치(70)의 전체 구성을 설명하는 도면이다. 모터 구동 장치(70), 스테핑 모터 등의 구동용의 코일(90)에 흐르는 전류를 제어한다. 여기서 모터는 복수의 코일(90)을 갖지만, 도 16에 있어서는, 설명의 편의상, 대표로서 1개의 코일(90)만을 기재한다. 모터 구동 장치(70)는 코일(90)에 전류를 흘리는 통전 모드 및 코일(90)에 흘리는 전류를 정지시키는 정지 모드를 포함하는 전류 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받아서 취하여, 코일(90)의 전류를 제어한다. 여기서, 모터 구동 장치(70)는 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받음으로써, 잠시 동안 통전 모드를 계속하게 함으로써, 전류를 정지시킬 때까지의 시간을 단축시킨다. 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받는다란, 정방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받거나 또는 역방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 정방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받는 것을 포함한다.
마이크로컴퓨터(72)는, D/A 컨버터(16)와 접속되어 있다. 마이크로컴퓨터(72)는 제어 전류값 DIN을 D/A 컨버터(16)에 출력한다. 제어 전류값 DIN은, 코일(90)에 흘리는 전류의 디지털값으로서, 어느 동작 상태로 할 지를 판단하기 위한 값이다.
또한, 마이크로컴퓨터(72)는 제어부(26)와 접속되어 있다. 마이크로컴퓨터(72)는 전류 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력한다. 전류 모드는, 정방향 모드 및 역방향 모드를 갖는 통전 모드와, 정지 모드를 포함한다. 통전 모드는, 코일(90)에 전류를 흘리는 모드이다. 정지 모드는, 코일(90)에 흐르는 전류를 정지시키는 모드이다.
마이크로컴퓨터(72)는 미리 설정된 설정 시간에 기초하여, 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정한다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(72)는 정방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정한다. 또는 마이크로컴퓨터(72)는 역방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 정방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정한다. 또한, 마이크로컴퓨터(72)는 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정하는 설정 시간을 변화시켜도 된다.
도 17은, 전류 모드와, 코일(90)에 흐르는 전류의 관계를 도시하는 도면이다. 도 17의 최상단은, 마이크로컴퓨터(72)가 출력하는 제어 전류를 도시한다. 위로부터 2단째는, 본 실시 형태와 비교하기 위해서, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받지 않았던 경우의 마이크로컴퓨터(72)가 출력하는 지정 신호 MS를 도시한다. 위로부터 3단째는, 구동부(34)가 취득하는 지정 신호 MS를 도시한다. 위로부터 4단째는, 본 실시 형태에 의한 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 경우의 코일(90)에 흐르는 전류를 도시한다. 위로부터 5단째는, 본 실시 형태와 비교하기 위해서, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받지 않았던 경우의 코일(90)에 흐르는 전류를 도시한다.
도 17에 도시한 바와 같이, 제어 전류가 0이 되면, 마이크로컴퓨터(72)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 출력하기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정한다. 이에 의해, 구동부(34)는 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 취득한다. 따라서, 구동부(34)는 제어 전류가 0이 되고 나서 설정 시간 Δt가 경과할 때까지, 통전 모드의 회생 상태 또는 구동 상태에서 코일(90)에 전류를 흘린다. 이에 의해, 도 17 위로부터 4단째에 도시한 바와 같이, 구동부(34)는 신속히 코일의 전류를 0으로 할 수 있다.
한편, 구동부(34)가 마이크로컴퓨터(72)가 출력한 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 역의 통전 모드를 추가 설정하지 않고 취득하면, 제어 전류가 0으로 됨과 동시에, 통전 모드로부터 정지 모드로 전환된다. 따라서, 정지 모드에서는, 제동 상태에서 코일(90)에 전류를 흘리므로, 본 실시 형태와 같이 정지 모드를 지연시킨 경우에 비하여, 코일(90)에 흐르는 전류를 0으로 할 때까지의 시간이, 지연시키는 경우에 비하여 시간 T 길어진다.
상술한 실시 형태의 각 구성의 기능, 접속 관계, 개수 등의 수치는, 적절히 변경해도 된다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 미리 정해진 지연 시간 Δt에 의해, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS의 개시를 지연시켰지만, 지연 제어부(32)는 지연 시간 Δt를 변화시켜도 된다. 예를 들어, 지연 제어부(32)는 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 접수했을 때의 코일(90)에 흐르는 전류, 즉, 감지 저항(24)에 흐르는 전류에 기초하여, 지연 시간 Δt를 설정해도 된다. 구체적으로는, 지연 제어부(32)는 코일(90)에 흐르는 전류가 클수록, 지연 시간 Δt를 길게 하면 된다. 또한, 지연 제어부(32)는 지연 시간 Δt 동안에, 코일(90)에 흐르는 전류, 즉, 감지 저항(24)에 흐르는 전류가 기준 전류 이하가 되면, 지연 시간 Δt를 종료시켜도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 코일(90)에 흐르는 전류를 0으로 하는 제어를 대상으로 하여 설명했지만, 모터의 회전을 정지시키는 경우의 제어에 대하여 상술한 실시 형태를 적용해도 된다.
이상, 본 발명을 실시 형태를 사용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 기재된 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에, 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능한 것이 당업자에게 명확하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 청구범위의 기재로부터 명확하다.
청구범위, 명세서 및 도면 중에 있어서 나타낸 장치, 시스템, 프로그램 및 방법에 있어서의 동작, 수순, 스텝 및 단계 등의 각 처리의 실행 순서는, 특별히 「보다 전에」, 「앞서」 등으로 명시하고 있지 않고, 또한, 전의 처리 출력을 후의 처리에서 사용하는 것이 아닌 한, 임의의 순서로 실현할 수 있는 것에 유의해야 한다. 청구범위, 명세서 및 도면 중의 동작 플로우에 대해서, 편의상 「먼저,」, 「이어서,」 등을 사용하여 설명했다고 해도, 이 순으로 실시하는 것이 필수적인 것을 의미하는 것은 아니다.
10, 60, 70: 모터 구동 장치
12: 클럭 출력부
14, 62: 설정부
16: D/A 컨버터
18: 비교부
22: H 브리지 회로
24: 감지 저항
26: 제어부
30: 동작 선택부
32: 지연 제어부
34: 구동부
36: 지시부
40: 원샷부
42: SR 래치부
44: NOT 회로
46: D-FF부
48: AND 회로
50: D-FF부
52: 지연부
54: NOT 회로
56: AND 회로
58: 스위치
64: 시프트부
72: 마이크로컴퓨터
90: 코일

Claims (22)

  1. 모터의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 모터 구동 장치로서,
    상기 코일에 흐르는 전류와 입력되는 제어 전류를 비교하는 비교부와,
    상기 비교부의 비교 결과에 따라, 구동 상태, 회생 상태 및 제동 상태 중 어느 하나의 동작 상태를 선택하는 동작 선택부와,
    상기 코일에 전류를 흘리는 통전 모드 및 상기 코일에 흘리는 전류를 정지시키는 정지 모드를 포함하는 전류 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하고, 상기 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하면, 상기 동작 선택부가 선택한 동작 상태에서 상기 코일을 구동하고, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취하면, 상기 제동 상태에서 상기 코일을 구동하는 구동부와,
    상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호의 개시 또는 상기 제어 전류가 0인 기간의 개시를 제어하는 설정부
    를 구비하는 모터 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 설정부는, 상기 전류 모드 중 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우, 상기 구동부에 대한 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호의 개시를 지연시키는 지연 제어부
    를 구비하는
    모터 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 통전 모드는, 상기 코일에 정방향의 전류를 흘리는 정방향 모드 및 상기 코일에 상기 정방향과 역방향의 전류를 흘리는 역방향 모드를 포함하는
    모터 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 지연 제어부가, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 접수하여 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 지연시키고 있는 동안, 상기 구동부는, 상기 정지 모드의 지정 전에 지정되어 있는 상기 전류 모드에서 상기 코일을 구동하는
    모터 구동 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연 제어부는, 상기 정지 모드의 종료를 지연시키지 않는
    모터 구동 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연 제어부는, 미리 정해진 지연 시간에 기초하여, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호의 개시를 지연시키는
    모터 구동 장치.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연 제어부는, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호의 개시를 지연시키는 지연 시간을 변화시키는
    모터 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 지연 제어부는, 상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 접수했을 때의 상기 코일에 흐르는 전류에 기초하여 상기 지연 시간을 설정하는
    모터 구동 장치.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우, 상기 지연 시간 내에 선택되는 상기 회생 상태에 있어서 흐르는 회생 전류의 경로의 전원측의 스위치를 오프로 하고, 상기 회생 전류의 경로의 전원측의 상기 스위치에 병렬 접속된 다이오드로써 상기 회생 전류의 경로의 일부를 이루는 회생 상태로 하고,
    상기 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우에 선택되는 상기 회생 상태에 있어서, 상기 회생 전류의 경로의 상기 전원측의 상기 스위치를 온으로 하여 상기 회생 상태로 하는
    모터 구동 장치.
  10. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 정지 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우, 상기 지연 시간 내에 선택되는 상기 회생 상태에 있어서 흐르는 회생 전류의 경로의 전원과 반대측의 스위치를 오프로 하고, 상기 회생 전류의 경로의 전원과 반대측의 상기 스위치에 병렬 접속된 다이오드로써 상기 회생 전류의 경로의 일부를 이루는 회생 상태로 하고,
    상기 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 수취한 경우에 선택되는 상기 회생 상태에 있어서, 상기 회생 전류의 경로의 상기 전원과 반대측의 상기 스위치를 온으로 하여 상기 회생 상태로 하는
    모터 구동 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 설정부는, 상기 제어 전류가 0인 기간의 개시를 빠르게 하는 시프트부
    를 구비하는
    모터 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 통전 모드는, 상기 코일에 정방향의 전류를 흘리는 정방향 모드 및 상기 코일에 상기 정방향과 역방향의 전류를 흘리는 역방향 모드를 포함하는
    모터 구동 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 시프트부가, 상기 제어 전류가 0인 기간의 개시를 빠르게 한 기간, 상기 구동부는, 상기 정지 모드의 지정 전에 지정되어 있는 상기 전류 모드에서 상기 코일을 구동하는
    모터 구동 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시프트부는, 상기 제어 전류가 0인 기간의 종료를 빠르게 하지 않는
    모터 구동 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시프트부는, 미리 정해진 조기 시간에 기초하여, 상기 제어 전류가 0인 기간의 개시를 빠르게 하는
    모터 구동 장치.
  16. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시프트부는, 상기 제어 전류가 0인 기간의 개시를 빠르게 하는 조기 시간을 변화시키는
    모터 구동 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 설정부는 마이크로컴퓨터이며, 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정하는
    모터 구동 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 통전 모드는, 상기 코일에 정방향의 전류를 흘리는 정방향 모드 및 상기 코일에 상기 정방향과 역방향의 전류를 흘리는 역방향 모드를 포함하는
    모터 구동 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 설정부는, 정방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정하는
    모터 구동 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 설정부는, 역방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 정방향 모드의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정하는
    모터 구동 장치.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정부는, 미리 정해진 설정 시간에 기초하여, 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정하는
    모터 구동 장치.
  22. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정부는, 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 받은 후에, 정지 모드를 지정하는 지정 신호 MS를 받기 전에, 역의 통전 모드를 지정하는 지정 신호를 설정하는 설정 시간을 변화시키는
    모터 구동 장치.
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