(57)【要約】【課題】簡易な回路構成でコイル電流の波形歪みの低減を実現することが可能なモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】設定電圧を出力するマイクロステップデコーダ１１、コイル電圧を出力するスイッチ部４０、５０、設定電圧とコイル電圧とを比較し結果を出力する比較部１６、１７、設定電圧が一定の間あるいは上昇した場合コイル電流が設定電流より低い間は充電モード、コイル電流が設定電流に到達した後、第１の期間第１の減衰モード、設定電圧がステップ状に下降したとき第２の期間より高速にコイル電流を減衰させる第２の減衰モードとするようにコイル電流を制御する制御信号を出力する制御部１０、制御信号を与えられて前記コイルを駆動するための駆動信号を生成して出力する出力ドライバ２０、３０を備える。【選択図】図１
2008278617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動を制御する装置において、
設定電圧を生成して出力するマイクロステップデコーダと、
駆動信号を与えられて前記モータのコイルにコイル電流を供給すると共に、前記コイル電流に対応するコイル電圧を検知して出力するスイッチ部と、
前記設定電圧と前記コイル電圧とを比較し、その比較結果を出力する比較部と、
前記設定電圧と前記比較結果とを与えられ、前記設定電圧が一定の間あるいは上昇した場合、前記コイル電流が前記設定電流より低い間は前記コイル電流が前記設定電流に到達するまで増加させる充電モードとし、前記コイル電流が前記設定電流に到達した後、第１の期間、前記コイル電流を減衰させる第１の減衰モードとし、
前記設定電圧がステップ状に下降したとき、第２の期間、前記第１の減衰モードより高速に前記コイル電流を減衰させる第２の減衰モードとするように、前記コイル電流を制御する制御信号を出力する制御部と、
前記制御信号を与えられて、前記モータの駆動を行うための前記駆動信号を出力する出力ドライバと、
を備えることを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
モータの駆動を制御する装置において、
設定電圧を生成して出力するマイクロステップデコーダと、
駆動信号を与えられて前記モータのコイルにコイル電流を供給すると共に、前記コイル電流に対応するコイル電圧を検知して出力するスイッチ部と、
前記設定電圧と前記コイル電圧とを比較し、その比較結果を出力する比較部と、
前記比較結果を与えられ、クロックを所定数計数を行った計数結果を出力するタイマと、
前記設定電圧、前記比較結果、前記計数結果を与えられ、前記設定電圧が一定の間あるいは上昇した場合、前記コイル電流が前記設定電流より低い間は前記コイル電流が前記設定電流に到達するまで増加させる充電モードとし、前記コイル電流が前記設定電流に到達した後、前記計数結果に基づく第１の期間、前記コイル電流を減衰させる第１の減衰モードとし、
前記設定電圧がステップ状に下降したとき、前記計数結果に基づく第２の期間、前記第１の減衰モードより高速に前記コイル電流を減衰させる第２の減衰モードとするように、前記コイル電流を制御する制御信号を出力する制御部と、
前記制御信号を与えられて、前記モータの駆動を行うための前記駆動信号を出力する出力ドライバと、
を備えることを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記スイッチ部は、
電源端子にソースが接続された第１のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ又はドレインが接続された第１のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタと、前記第１のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン又は前記第１のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタのソースにドレインが接続され、接地端子にソースが接続された第２のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタと、
前記第１のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ又は前記第１のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタと、第２のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタとに対して並列に、前記電源端子にソースが接続された第２のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ又はドレインが接続された第３のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタと、前記第２のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン又は前記第３のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタのソースにドレインが接続され、接地端子にソースが接続された第４のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタとを備え、
前記第１のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン又は前記第１のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタのソースと第２のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレインとの接続点に前記コイルの一方の端子が接続され、前記第２のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン又は前記第３のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタのソースと第４のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレインとの接続点に前記コイルの他方の端子が接続されており、
前記制御部は、前記充電モードにおいて、前記第１のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ又は前記第１のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ、前記第３のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタをオンさせ、前記第２のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタをオフさせて、前記コイルの一方の端子を前記電源端子に、他方の端子を前記接地端子に接続して第１の方向に前記コイル電流を供給してエネルギを蓄積させ、
前記第１の減衰モードにおいて、前記第２のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ、前記第４のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタをオンさせ、前記第１のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ又は前記第１のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタをオフさせて、前記コイルの一方の端子を前記接地端子に、前記他方の端子を前記接地端子に接続して前記コイルに蓄積されたエネルギを消失させ、
前記第２の減衰モードにおいて、前記第２のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ又は前記第３のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタをオンさせ、前記第１のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ又は前記第１のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ、前記第４のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタをオフさせて、前記コイルの一方の端子を前記接地端子に、前記他方の端子を前記電源端子に接続して第２の方向に前記コイルに電流を流して前記コイルに蓄積されたエネルギを前記電源端子に回生するように、前記制御信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、さらに、前記充電モードと前記第１の減衰モードとの間に、前記第４のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタをオンさせ、前記第１のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ又は前記第１のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタをオフさせるモードを有することを特徴とする請求項３記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記第２の期間は前記第１の期間より短いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータの駆動制御装置において、波形歪み低減機能が無い場合、モータが高速で回転するにつれて、コイル電流の上限値としての設定電流が切り替わるとこれにコイル電流が追随できずにコイル電流の波形に歪みが生じる。その結果、モータの回転中に振動や騒音が発生していた。
【０００３】
これを解決するために、コイル電流を減じる際に低速減衰モードと高速減衰モードとを有するモータ駆動制御装置が用いられるようになった。しかし、従来の装置では、コイル電流のチョッピング波形１周期内に低速減衰モードと高速減衰モードの両方が常時存在するため、高速で減衰させた後に再度充電する必要が生じ電流損失を招いて効率的でなかった。また、回路構成が複雑であり、コストの増加を招いていた。
【０００４】
従来のモータ駆動制御技術を開示した文献名を以下に記載する。
【特許文献１】特開２００５−１８４８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑み、簡易な回路構成でコイル電流の波形歪みの低減を実現することが可能なモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によるモータ駆動制御装置は、設定電圧を生成して出力するマイクロステップデコーダと、駆動信号を与えられて前記モータのコイルにコイル電流を供給すると共に、前記コイル電流に対応するコイル電圧を検知して出力するスイッチ部と、前記設定電圧と前記コイル電圧とを比較し、その比較結果を出力する比較部と、前記設定電圧と前記比較結果とを与えられ、前記設定電圧が一定の間あるいは上昇した場合、前記コイル電流が前記設定電流より低い間は前記コイル電流が前記設定電流に到達するまで増加させる充電モードとし、前記コイル電流が前記設定電流に到達した後、第１の期間、前記コイル電流を減衰させる第１の減衰モードとし、前記設定電圧がステップ状に下降したとき、第２の期間、前記第１の減衰モードより高速に前記コイル電流を減衰させる第２の減衰モードとするように、前記コイル電流を制御する制御信号を出力する制御部と、前記制御信号を与えられて、前記モータの駆動を行うための前記駆動信号を出力する出力ドライバとを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の一態様によるモータ駆動制御装置は、設定電圧を生成して出力するマイクロステップデコーダと、駆動信号を与えられて前記モータのコイルにコイル電流を供給すると共に、前記コイル電流に対応するコイル電圧を検知して出力するスイッチ部と、前記設定電圧と前記コイル電圧とを比較し、その比較結果を出力する比較部と、前記比較結果を与えられ、クロックを所定数計数を行った計数結果を出力するタイマと、前記設定電圧、前記比較結果、前記計数結果を与えられ、前記設定電圧が一定の間あるいは上昇した場合、前記コイル電流が前記設定電流より低い間は前記コイル電流が前記設定電流に到達するまで増加させる充電モードとし、前記コイル電流が前記設定電流に到達した後、前記計数結果に基づく第１の期間、前記コイル電流を減衰させる第１の減衰モードとし、前記設定電圧がステップ状に下降したとき、前記計数結果に基づく第２の期間、前記第１の減衰モードより高速に前記コイル電流を減衰させる第２の減衰モードとするように、前記コイル電流を制御する制御信号を出力する制御部と、前記制御信号を与えられて、前記モータの駆動を行うための前記駆動信号を出力する出力ドライバとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のモータ駆動制御装置によれば、簡易な回路構成によりコイル電流の波形歪みを低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
本実施の形態によるモータ駆動制御装置の回路構成を図１に示す。この制御装置は、ステッピングモータＳＴＭの駆動を制御するものであり、ロジック制御部１０、出力ドライバ２０及び３０、スイッチ部４０及び５０を備え、ステッピングモータＳＴＭのコイルＬ１及びＬ１１に流すＡ相のコイル電流Ｌ１とＢ相のコイル電流Ｌ１１とを制御する。
【００１１】
ロジック制御部１０は、マイクロステップデコーダ１１、制御部１３及び１５、比較部１６及び１７を有する。マイクロステップデコーダ１１は、外部クロックＣＫを与えられて制御部１３、１５、比較部１６、１７の動作の制御を開始する。そして、制御部１３及び１５、比較部１６及び１７に、それぞれ後述する設定電圧Ｖrefを与える。比較部１６、１７は、スイッチ部４０、５０から検出された電圧ＶRFと、設定電圧Ｖrefとを比較し、その結果を制御部１３、１５にそれぞれ出力する。制御部１３、１５は、比較結果に基づいて、Ａ相、Ｂ相毎に充電モード、高速減衰モード、低速減衰モードを切り替えるための制御信号を出力する。
【００１２】
ここで、充電モードではコイルＬ１、Ｌ１１にエネルギを蓄積させ、低速減衰モードでは蓄積されたエネルギを自然に消失させ、高速減衰モードでは電源側に回生させるようにそれぞれ動作する。
【００１３】
出力ドライバ２０、３０は、それぞれ制御信号を与えられてＡ相、Ｂ相毎に駆動信号を生成して出力する。
【００１４】
スイッチ部４０、５０は、駆動信号を与えられ、Ａ相のコイルＬ１、Ｂ相のコイルＬ１１に流すコイル電流ＩＡ、ＩＢをそれぞれ生成して供給する。
【００１５】
スイッチ部４０は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ３、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ２及びＱ４、抵抗Ｒ１を有する。スイッチ部５０は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ１１及びＱ１３、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ１２及びＱ１４、抵抗Ｒ１１を有する。ここで、抵抗Ｒ１、Ｒ１１は抵抗値ＲNFを有する。
【００１６】
図２に、本実施の形態におけるモード切替処理を行うときの処理の手順を示す。
【００１７】
ステップＳ１０として、外部クロックＣＫがロジック制御部１０におけるマイクロステップデコーダ１１に入力され、動作が開始される。
【００１８】
ステップＳ１２として、充電モードが実行される。
【００１９】
ステップＳ１４において、チョッピング波形の最後の１周期内において、設定電流の下降の切替があったか否かを制御部１３及び１５が後述するように判断する。
【００２０】
ここで、チョッピングとはコイル電流ＩＡ、ＩＢの充放電現象をいうものとする。図６を用いて後述するように、コイル電流ＩＡ、ＩＢが上限値としての設定電流Ｖref／ＲNFを超えないように充放電を行うことをチョッピング制御と称し、これにより、一定値を維持することが可能となる。
【００２１】
設定電流Ｖref／ＲNFがステップ状に下降した場合は、この比較結果を与えられた制御部１３、１５がステップＳ１６において高速減衰モードを実行し、下降しない場合はステップＳ１８において低速減衰モードを実行する。
【００２２】
高速減衰モード又は低速減衰モードを実行した後、ステップＳ１２へ戻る。高速減衰モードあるいは低速減衰モードは、所定の時間、例えば所定のクロック数に到達した時点で終了し、充電モードに切り替わる。
【００２３】
ここで、図３（ａ）にＡ相のコイルＬ１に流すコイル電流ＩＡの波形を示し、図３（ｂ）にＢ相のコイルＬ１１に流すコイル電流ＩＢの波形を示す。コイル電流ＩＡとコイル電流ＩＢとは、９０度位相がずれた関係にある。これらの電流波形はステップ状に変化しており、マイクロステップデコーダ１１からの制御により疑似正弦波としての形状を有するように設定される。
【００２４】
図４に、コイル電流ＩＡ、ＩＢの上限値に相当し、マイクロステップデコーダ１１から比較部１６、１７に出力される設定電圧Ｖrefと、スイッチ部４０、５０から出力される電圧ＶRFの波形を示す。電圧ＶRFは、図１に示されたトランジスタＱ２及びＱ４のソースと抵抗Ｒ１との接続点、トランジスタＱ１２及びＱ１４のソースと抵抗Ｒ１１との接続点からそれぞれ出力される電圧である。ここで、スイッチ部４０、５０は、コイルＬ１、Ｌ１１に流れる電流ＩＡ、ＩＢに対応した電圧ＶRFを検知して出力する機能も有する。
【００２５】
図４に示されたように、設定電圧Ｖrefが水平な値を維持する期間であっても、電圧ＶRFは充放電を繰り返すため凹凸形状を有する。この電圧ＶRFが設定電圧Ｖrefを超えないようにチョッピング制御が行われる。
【００２６】
図５に、設定電圧Ｖrefと電圧ＶRFの波形、並びに設定電圧Ｖrefに対応した電流値である設定電流Ｖref／ＲNFとコイル電流ＩＡ、ＩＢとを拡大して示す。電圧ＶRF、コイル電流ＩＡ、ＩＢは充電モード、減衰モードを周期的に繰り返すことにより凹凸形状を有する。
【００２７】
ここで、内部クロックＣＫは、比較部１６および１７内、あるいはロジック制御部１０内に設けられた図示されていないクロック発生器ＯＳＣからの出力を与えられて、例えば制御部１３及び１５がパルス状の波形に成形することで得ることができる。この内部クロックＣＫに同期して、チョッピング制御が行われる。
【００２８】
充電モードにおいて、電圧ＶRFが設定電圧Ｖrefに到達すると、コイル電流ＩＡ、ＩＢが設定電流Ｖref／ＲNFに到達し、減衰モードに移行する。内部クロックＣＫの例えば４個のパルスの上昇エッジまで減衰モードが挿入された後、再度充電モードへ移行する。
【００２９】
図６に、チョッピング制御が実行されているときの各信号の波形を示す。先ず、チョッピング開始により、電圧ＶRFが設定電圧Ｖrefに到達するまで、即ちコイル電流ＩＡ、ＩＢが設定電流Ｖref／ＲNFに到達するまで上昇していく。
【００３０】
コイル電流ＩＡ、ＩＢが設定電流Ｖref／ＲNFに到達し、電圧ＶRFが設定電圧Ｖrefに到達すると、このことを比較部１６、１７が検出して制御部１３、１５に通知し、チョップオフ、即ち低速減衰モードへ移行する。この後、内部クロックＣＫの４個目の上昇エッジまでの期間がチョップオフ期間となる。さらにその後、内部クロックＣＬの２個目の上昇エッジまでの期間がチョップオン期間、即ち充電モードとなる。
【００３１】
ここで、パルスのカウントは、例えば制御部１３、１５が内蔵するオフタイマカウンタにより行われる。そして、オフタイマカウンタからの出力に基づき、制御部１３、１５において駆動信号を生成して出力ドライバ１０、２０に出力する。
【００３２】
図７（ａ）〜図７（ｂ）に、Ａ相のコイルＬ１に電流を流すスイッチ部４０における回路構成、及び期間ｔ１〜ｔ５におけるそれぞれの動作を示す。Ｂ相に関しては、Ａ相と９０度位相がずれる点を除いて同様であり説明を省略する。
【００３３】
ここで、「Ｍ」はモータに含まれるコイルＬ１を示すものとし、またトランジスタ記号が「○」で囲まれたものはオン状態にあり、囲まれていないものはオフ状態にあるものとする。
【００３４】
制御部１３から駆動信号を与えられた出力ドライバ２０により、期間ｔ１においてトランジスタＱ１、Ｑ４がオンでＱ２、Ｑ３がオフ、期間ｔ２においてトランジスタＱ４がオンでＱ１〜Ｑ３がオフ、期間ｔ３においてトランジスタＱ２、Ｑ４がオンでＱ１、Ｑ３がオフ、期間ｔ４において期間ｔ２と同様にトランジスタＱ４がオンでＱ１〜Ｑ３がオフ、期間ｔ５において期間ｔ１と同様にトランジスタＱ１、Ｑ４がオンでＱ２、Ｑ３がオフとなるようにオン／オフが制御される。
【００３５】
ここで、期間ｔ１及びｔ４がチョップオン、即ち充電モード、期間ｔ３がチョップオフ、即ち低速減衰モードの期間に対応し、期間ｔ１とｔ３との間のｔ２、期間ｔ３とｔ５との間のｔ４はモード切り替わり時に挿入されたデッドタイムに相当する。このデッドタイムは、電源端子と接地端子との間に直列接続されたトランジスタＱ１及びＱ２、あるいはＱ３及びＱ４が同時にオンする期間が存在することにより、過大な電流が流れて回路素子に損傷を与えないように挿入されるものであり、例えば２００（ｎｓｅｃ）程度に設定される。
【００３６】
また、トランジスタＱ１のドレインとＱ２のドレインとの接続点における出力電圧をＯＵＴ１、トランジスタＱ３のドレインとＱ４のドレインとの接続点における出力電圧をＯＵＴ２とし、出力電圧ＯＵＴ１の波形を図８に示す。図８に示されたように、期間ｔ１ではハイレベル、期間ｔ２では接地電圧ＧＮＤより低いレベル、期間ｔ３では期間ｔ２より高いが接地電圧ＧＮＤより低いレベル、期間ｔ４では期間ｔ２と同じレベル、期間ｔ５では期間ｔ１と同じハイレベルにある。期間ｔ１及びｔ５がチョップオン（充電モード）、期間ｔ３がチョップオフ（低速減衰モード）、期間ｔ２がチョップオンからオフへ切り替わる期間、期間ｔ４がチョップオフからオンへ切り替わる期間である。
【００３７】
チョップオンとなる期間ｔ１及びｔ５では、図７（ａ）、（ｅ）に示されたように、トランジスタＱ１及びＱ４がオンすることでコイルＬ１にはハイレベルの出力電圧ＯＵＴ１が印加され、電源端子、トランジスタＱ１、コイルＬ１、トランジスタＱ４、接地端子へ電流が流れる。
【００３８】
チョップオフの期間ｔ３では、図７（ｃ）に示されたように、トランジスタＱ２及びＱ４がオンすることでコイルＬ１の両端は接地電圧に接続され、電流は供給されない。
【００３９】
デッドタイムとなる期間ｔ２及びｔ４では、図７（ｂ）、（ｄ）に示されたように、トランジスタＱ４がオンすることでコイルＬ１の一方の端子は回路に寄生するダイオードを介して接地され、他方の端子はトランジスタＱ４を介して接地されるので、電流は供給されない。
【００４０】
ここで、トランジスタＱ２をオンしないのは、期間ｔ１においてトランジスタＱ１がオンしているので、期間ｔ１から期間ｔ３へ移行する際にトランジスタＱ１及びＱ２が共にオンして貫通電流が発生することを防止するためである。同様に、期間ｔ５においてトランジスタＱ１がオンするため、期間ｔ３から期間ｔ５へ移行する際にトランジスタＱ１及びＱ２が共にオンして貫通電流が発生することを防止するために、トランジスタＱ２をオフさせている。
【００４１】
上述したように、図５に示された動作状態では、設定電圧Ｖref、設定電流Ｖref／ＲNFは一定レベルを維持している。この場合は、比較部１６、１７において電圧ＶRFを設定電圧Ｖrefと比較し、これによりコイル電流ＩＡ、ＩＢと設定電流Ｖref／ＲNFとを比較して、コイル電流ＩＡ、ＩＢが設定電流Ｖref／ＲNFより小さい場合到達するまで充電モードが持続し、到達直後に低速減衰モードに移行する。低速減衰モードに移行してから、内部クロックＣＫの４個目の上昇エッジに同期して充電モードに移行し、電圧ＶRFが設定電圧Ｖrefに到達するまで、即ちコイル電流ＩＡ、ＩＢが設定電流Ｖref／ＲNFに到達するまで持続する。
【００４２】
これに対し、設定電圧Ｖrefがステップ状に下降した場合、これにより設定電流Ｖref／ＲNFがステップ状に下降した場合における電圧ＶRF、コイル電流ＩＡ、ＩＢの変化を図９に示す。マイクロステップデコーダ１１から与えられた設定電圧Ｖrefがステップ状に下降すると、制御部１３、１５はこの切り替わり時においてのみ、１回分高速減衰モードに移行する。
【００４３】
高速減衰モードは、２個目の内部クロックＣＫの立ち上がりエッジまでの間継続され、その後充電モードに移行する。高速減衰モード後の充電モードは、内部クロックパルスＣＫの１パルスの幅だけ持続され、この後低速減衰モードへ移行する。
【００４４】
低速減衰モードに入った後、４個目の内部クロックＣＫの立ち上がりエッジに同期して充電モードに移行する。低速減衰モードの後、充電モードに移行する。この充電モードは、電圧ＶRFが設定電圧Ｖrefに到達するまで、即ちコイル電流ＩＡ、ＩＢが設定電流Ｖref／ＲNFに到達するまで持続する。ここで、各モードの長さは任意に設定することができる。また、高速減衰モードと低速減衰モードの時間も任意に設定できるが、相対的に高速減衰モードが低速減衰モードより時間が短い方が望ましい。
【００４５】
図７（ｃ）を用いて低速充電モードにおける回路動作を説明したが、高速充電モードにおける回路動作は図１０に示されたとおりである。トランジスタＱ２、Ｑ３がオンし、トランジスタＱ１、Ｑ４がオフ状態にある。低速減衰モードでは、充電モードにおいてコイルＬ１に蓄積されたエネルギを自然に消失させる状態にある。低速減衰モードから上述したように高速減衰モードに移行すると、接地端子からトランジスタＱ２、コイルＬ１、トランジスタＱ３、電源端子へ向かって電流が流れ、コイルＬ１に蓄積されたエネルギが電源端子へ回生される。これにより、コイル電流ＩＡ、ＩＢがより高速に設定電流Ｖref／ＲNFに近づいて、電流波形の歪みを軽減することができる。
【００４６】
このように本実施の形態では、コイル電流の波形の歪みが特に大きい特定箇所のみに高速減衰モードを配して電流波形の改善を実現している。即ち、設定電圧Ｖrefが一定の場合は充電モード及び低速減衰モードのみとし、コイル電流波形の歪みが特に大きくなり易い設定電圧Ｖref、即ち設定電流Ｖref／ＲNFがステップ状に下降するときにおいてのみ高速減衰モードを挿入する。
【００４７】
ここで、高速減衰モードを挿入するタイミングは、設定電圧Ｖref、即ち設定電流Ｖref／ＲNFがステップ状に下降したときというように簡易な設定とすることにより、回路の簡易化を実現している。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、簡易な回路構成でコイル電流ＩＡ、ＩＢの波形の歪みを改善し電流損失を低減させることが可能である。
【００４９】
次に、本発明の他の実施の形態によるモータ駆動制御装置について、図１１を用いて説明する。この実施の形態では、図１に示された上記実施の形態によるものと比較し、ロジック制御部５０の構成が異なる。他の構成は図１に示された構成と同等であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
このロジック制御部５０は、マイクロステップデコーダ５１、制御部５３及び５５、比較器６３及び６５、タイマ６４及び６６、基準電圧発生部６１、クロック発生器６２を有する。
【００５１】
基準電圧発生部６１から基準電圧が生成されて、マイクロステップデコーダ５１に出力される。マイクロステップデコーダ５１は、与えられた基準電圧を用いて、設定電流Ｖrefを生成して制御部５３及び５５、比較器６３及び６５に与える。
【００５２】
クロック発生器（ＯＳＣ）６２から、図５、図６、図９においてＯＳＣ出力として示された波形が出力され、これを与えられたタイマ６４、６６が成形して内部クロックＣＫを生成し、また比較器６３、６５から与えられた比較結果に基づいて所定パルスの計数を行った結果を制御部５３、５５に出力する。
【００５３】
設定電圧Ｖrefが比較器６３、６５に与えられ、さらにスイッチ部４０、５０から取り出された電圧ＶRFが比較器６３、６５にそれぞれ出力される。比較器６３、６５において電圧ＶRFと設定電圧Ｖrefとが比較された結果が制御部５３、５５と、タイマ６４、６６とに出力される。
【００５４】
制御部５３、５５には、マイクロステップデコーダ１１からの設定電圧Ｖrefと、タイマ６４、６６からの計数結果と、比較器６３、６５からの比較結果と、
と、タイマ６４、６６からの内部クロックＣＫとが出力される。
【００５５】
制御部５３、５５において、比較器６３、６５からの比較結果に基づき、電圧ＶRFが設定電圧Ｖrefに満たない間は充電モードを維持し、電圧ＶRFが設定電圧Ｖrefに到達した時点で低速減衰モードに移行し、タイマ６４、６６からの計数結果に基づいて内部クロックＣＫのパルス数が所定値に到達した時点で充電モードに移行するように駆動信号を生成する。
【００５６】
さらに、マイクロステップデコーダ１１から与えられた設定電圧Ｖrefが上記実施の形態と同様にステップ状に下降した場合には、制御部５３、５５において高速減衰モードに移行し、内部クロックＣＫのパルス数が所定値に到達した時点で充電モードに移行するように駆動信号を生成する。
【００５７】
この実施の形態においても図１に示された実施の形態と同様に、設定電圧Ｖrefがステップ状に下降した時点のみにおいて高速減衰モードを挿入することにより、簡易な回路構成でコイル電流ＩＡ、ＩＢの波形の歪みを改善し、電流損失を低減させることができる。
【００５８】
図１２に、低速減衰モードのみを有する比較例１における設定電流のステップ状の上昇時と、ステップ状の下降時におけるコイル電流の波形の変化を拡大して示す。充電モードと低速モードとが交互に繰り返えすことで、コイル電流の波形が設定電流に追従しようと変化する。しかし、設定電流が特にステップ状に下降した時は、コイル電流との間の乖離が大きくなり、波形の歪みが増大する。
【００５９】
図１３に、低速減衰モード及び高速減衰モードを常時組み合わせた混合減衰モードを有する比較例２におけるコイル電流の波形を示す。
【００６０】
設定電流がステップ状に上昇する時、及び下降する時のいずれにおいても、充電モード、低速減衰モード、高速減衰モードが組み合わせており、コイル電流の波形の歪みは小さいが回路構成が複雑化する。
【００６１】
これに対し本実施の形態では、図１４に示されたように、設定電流がステップ状に下降する時にのみ高速減衰モードが加わることで、比較例１よりコイル電流の波形の歪みが減少する。また、比較例２より回路構成を簡素化して電流損失を減少させることが可能である。
【００６２】
さらに本実施の形態によれば、各モードの期間を適切に設定することにより、比較例２よりもさらに波形の歪みを減少することも可能である。
【００６３】
比較例２によれば、図１５に示されたように、常時、充電モード、低速モード、高速減衰モードがそれぞれ固定した期間で組み合わされる。このため、設定電流が大きくステップ状に下降した時には、コイル電流がその変化に追従できずに歪むことが避けられない場合がある。また、設定電流が一定の場合には、高速減衰モードが存在するため不必要に波形を歪ませる原因ともなっている。
【００６４】
これに対し本実施の形態によれば、図１６に示されたように、設定電流Ｖref／ＲNFが大きくステップ状に下降した時にのみ高速減衰モードに移行することで、コイル電流ＩＡ、ＩＢの波形の歪みをより低減することができる。また、設定電流Ｖref／ＲNFが一定の場合には、充電モードと低速減衰モードとを用いることで、設定電流Ｖref／ＲNFとコイル電流ＩＡ、ＩＢとの乖離が最小限に抑えられる。
【００６５】
上述した実施の形態は一例であって、本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。例えば、図１、図１１に示された回路構成では、コイルＬ１、Ｌ２にコイル電流ＩＡ、ＩＢを流す際にスイッチ部４０、５０における電圧を取り出し、この電圧と設定電圧Ｖrefとを比較し設定電圧Ｖrefを超えないようにチョッピング制御することにより、結果的にコイル電流ＩＡ、ＩＢが設定電流Ｖref／ＲNFを超えないように制御している。しかし、コイル電流ＩＡ、ＩＢと設定電流Ｖref／ＲNFとを直接比較してチョッピング制御を行ってもよい。
【００６６】
図１７に、本発明のさらに他の実施の形態によるモータ駆動制御装置におけるスイッチ部の構成を示す。図１、図１１に示された実施の形態におけるスイッチ部４０は、二つのＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴＱ１及びＱ３、二つのＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ２及びＱ４を備え、スイッチ部５０は、二つのＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴＱ１１及びＱ１３、二つのＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ１２及びＱ１４を備えている。しかし、図１７に示されたように、それぞれのスイッチ部４０、５０が、４つのＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ２１〜Ｑ２４を備えることもできる。他のコイルＬ２１、抵抗Ｒ２１の接続関係については、図１，図１１に示されたコイルＬ１又はＬ１１、抵抗Ｒ１又はＲ１１と同様である。この場合も、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ２１〜Ｑ２４を、図１、図１１に示された実施の形態と同様にスイッチング制御することで、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態のモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】同モータ駆動制御装置における制御動作を示すフローチャート。
【図３】同モータ駆動制御装置におけるコイル電流の波形を示すグラフ。
【図４】同モータ駆動制御装置における充電モードから放電モードへ切り替わるときのコイル電流の波形を示すグラフ。
【図５】同モータ駆動制御装置における設定電流とコイル電流とを対比して示したグラフ。
【図６】同モータ駆動制御装置におけるコイル電流の充電モードと放電モードとの波形を示したグラフ。
【図７】同モータ駆動制御装置における回路動作を示す説明図。
【図８】同モータ駆動制御装置における出力電圧の波形を示したグラフ。
【図９】同モータ駆動制御装置において低速減衰モードから高速減衰モードへ切り替わるときのコイル電流の変化を示すグラフ。
【図１０】同モータ駆動制御装置の高速減衰モードと低速減衰モードとにおける回路動作とコイル電流の波形を示す説明図。
【図１１】本発明の他の実施の形態のモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１２】比較例１によるモータ駆動制御装置における設定電流及びコイル電流の波形を示した説明図。
【図１３】比較例２によるモータ駆動制御装置における設定電流及びコイル電流の波形を示した説明図。
【図１４】上記実施の形態によるモータ駆動制御装置における設定電流及びコイル電流の波形を示した説明図。
【図１５】比較例２によるモータ駆動制御装置における設定電流及びコイル電流の波形を拡大して示した説明図。
【図１６】上記実施の形態によるモータ駆動制御装置における設定電流及びコイル電流の波形を拡大して示した説明図。
【図１７】本発明のさらに他の実施の形態のモータ駆動制御装置におけるスイッチ部の構成を示した回路図。
【符号の説明】
【００６８】
１０  ロジック制御部
１１  マイクロステップデコーダ
１３、１５  制御部
１６、１７  比較部
２０、３０  出力ドライバ
４０、５０  スイッチ部
Ｌ１、Ｌ１１  コイル
ＳＴＭ  ステッピングモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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