(57)【要約】【課題】大きな脱調が生じていても初期化動作終了までの時間を短縮し、しかも、脱調が生じていない場合であっても被駆動部材とストッパとが当接したり、離れたりを繰り返すことがないステッパモータ用回転制御装置及びステッパモータ装置を提供する。【解決手段】片１ｄがストッパ１ｅに向かうように、ステッパモータ１を逆回転させる初期化動作中、ＣＰＵ３ａ−１は、回転開始から一定期間、低速度でステッパモータ１を回転させる低速回転処理を行う。一定期間終了後、ステッパモータ１の回転を高速度まで加速させる加速回転処理を行い、高速度でステッパモータを回転させる高速回転処理を行う。【選択図】      図１
2004215470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッパモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように、前記ステッパモータを回転させる初期化回転手段と、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記ストッパに当接したことを検出する当接検出手段と、前記当接検出手段の当接検出に応じて、前記初期化回転手段による回転を停止させる回転停止手段とを備えたステッパモータ用回転制御装置において、
前記初期化回転手段は、当該初期化回転手段による回転開始から一定期間、低速度で前記ステッパモータを回転させる低速回転手段と、前記一定期間終了後、前記ステッパモータの回転を高速度まで加速させる加速回転手段と、前記高速度で前記ステッパモータを回転させる高速回転手段とを有する
ことを特徴とするステッパモータ用回転制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のステッパモータ用回転制御装置であって、
前記初期化回転手段は、複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号を出力することにより、前記ステッパモータを回転させ、
前記当接検出手段は、前記複数の励磁ステップの何れかを検出励磁ステップとし、前記検出励磁ステップに制御される毎に、前記検出を行うとき、
前記加速回転手段は、前記検出励磁ステップの制御終了後から、次の検出励磁ステップに制御するまでの間に、加速する
ことを特徴とするステッパモータ用回転制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のステッパモータ用回転制御装置であって、
前記初期化回転手段は、複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号を出力することにより、前記ステッパモータを回転させ、
前記当接検出手段は、前記複数の励磁ステップの何れかを検出励磁ステップとし、前記検出励磁ステップに制御される毎に、前記検出を行うとき、
前記低速回転手段は、前記検出励磁ステップに制御される時間が、当該検出励磁ステップに規定された励磁状態に制御したとき、前記ステッパモータに発生する振動が収束するまでの時間に相当するような、前記励磁信号を出力する
ことを特徴とするステッパモータ用回転制御装置。
【請求項４】
ステッパモータと、該ステッパモータの回転に連動する被駆動部材と、該被駆動部材を機械的に停止させるストッパと、前記被駆動部材が前記ストッパに向かうように、前記ステッパモータを回転させる初期化回転手段と、前記ステッパモータの回転により誘導電圧が生じる検出コイルと、前記検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記ストッパに当接したことを検出する当接検出手段と、前記当接検出手段の検出に応じて、前記初期化回転手段による前記ステッパモータの回転を停止させる回転停止手段とを備えたステッパモータ装置であって、
前記初期化回転手段は、当該初期化回転手段による回転開始から一定期間、低速度で前記ステッパモータを回転させる低速回転手段と、前記一定期間終了後、前記ステッパモータの回転を高速まで加速させる加速回転手段と、前記高速度で前記ステッパモータを回転させる高速回転手段とを有する
ことを特徴とするステッパモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステッパモータ用回転制御装置及びステッパモータ装置に係わり、特に、ステッパモータの回転を制御するステッパモータ用回転制御装置及びステッパモータと、該ステッパモータの回転を制御するステッパモータ用回転制御装置を備えたステッパモータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ステッパモータを用いた車両用指示装置として、図６に示す構成のものが知られている。同図において、指示装置は、ステッパモータ１と、このステッパモータ１により駆動される指針２と、ステッパモータ１の回転を制御するステッパモータ用回転制御装置３（以下、単に回転制御装置３と略記する。）とを備えている。上述したステッパモータ１は、２つの励磁コイル１ａ１及び１ａ２と、ＮＳ極が交互に３極づつ着磁され、励磁コイル１ａ１及び１ａ２の励磁状態の変化に追従して回転する回転子１ｂと、回転子１ｂの駆動力を指針２に伝えるギア１ｃとを備えている。
【０００３】
さらに、ステッパモータ１は、指針２側のギア１ｃの裏側に設けられ、回転子１ｂの回転動作に連動する被駆動部材としての片１ｄと、上記励磁コイル１ａ１及び１ａ２、回転子１ｂ、ギア１ｃ及び片１ｄを収容する図示しない収容ケースに設けられ、片１ｄとの当接により、回転子１ｂの回転を機械的に停止させるストッパ１ｅとを備えている。
【０００４】
なお、片１ｄがストッパ１ｅに向かうように、ステッパモータ１を回転させることを逆回転、逆回転中の指針２の回転方向を逆回転方向Ｙ１とする。これに対して、片１ｄがストッパ１ｅから離れるように、ステッパモータ１を回転させることを正回転、正回転中の指針２の回転方向を正回転方向Ｙ２とする。また、ストッパ１ｅは、片１ｄと当接したとき、指針２が文字板上の計測値０の目盛上を指示するように設けられている。
【０００５】
上記回転制御装置３は、指針２の現位置θ′と、目標位置θとの差分である移動量（θ−θ′）に応じて、回転子１ｂを回転させる。これにより、指針２が移動量（θ−θ′）分、移動して目標位置θを指示するようになる。上記目標位置θは、各種センサが計測した計測値に基づき算出された角度データθｉが入力される毎に、当該角度データθｉに更新される。なお、上記角度データθｉは、計測値０のとき、初期位置０°が算出され、計測値が増加するに従って、増加するデータである。
【０００６】
ところで、上記指示装置は、車両の振動あるいは雑音が重畳している角度データθｉの入力等の原因により、指針２が本来移動すべき移動量（θ−θ′）と、実際の移動量とが異なる脱調を起こしてしまうことがある。
【０００７】
そして、この脱調が繰り返されると、指針２が指示する計測値と、各種センサが計測した計測値との間で誤差が生じ、指示装置は正確な指示を行うことができなくなってしまう。そこで、このような問題を解決するため、回転制御装置３は、例えば、電源が投入される毎に、初期化動作を行っている。
【０００８】
次に、この初期化動作について説明する。初期化動作において、回転制御装置３は、片１ｄがストッパ１ｅ側に向かうように、ステッパモータ１を逆回転させる。逆回転させた結果、片１ｄがストッパ１ｅに当接し、指針２が文字板上の計測値０の目盛上である初期位置に到達したと判断すると、回転制御装置３は、ステッパモータ１の回転を電気的に停止する。
【０００９】
なお、上記当接検出は、例えば、回転子１ｂの近くに設けた検出コイルに発生する誘導電圧の有無に基づき判断する。すなわち、検出コイルに誘導電圧が発生したときは、回転子１ｂが回転中であり、片１ｄがストッパ１ｅに当接していないと判断することができる。一方、検出コイルに誘導電圧が発生していないときは、回転子１ｂが、片１ｄとストッパ１ｅとの当接により、機械的に停止されたと判断することができる。また、上記検出コイルとして、ステッパモータ１の逆回転中、無励磁に制御された励磁コイル１ａ１及び１ａ２を流用することも特許文献１に記載されている。
【００１０】
以上の初期化動作を行うことにより、現位置θ′が初期位置０°であると認識しているとき、指針２も実際に初期位置である計測値０の目盛上を指示することとなるため、指針２が指示する計測値と、各種センサが計測した計測値との間の誤差をリセットすることができた。
【００１１】
ところで、検出コイルに高い誘導電圧を発生させるには、ステッパモータ１を高速度に回転させる必要がある。しかしながら、停止状態のステッパモータ１をいきなり高速度に回転させても、ステッパモータ１に生じている静摩擦により、回転が安定しない。そこで、高速度まで徐々に加速する加速期間を設け、ステッパモータ１が高速度まで加速された後に、誘導電圧の検出を行う必要があった。
【００１２】
しかしながら、この加速期間は、電気的に１８０〜２７０°必要であり、この時、指針２は、例えば、１．６°〜２．４°動くことになる。このため、脱調が生じていなかったり、また、脱調が生じていてもほんのわずかである場合、この加速度期間中、片１ｄがストッパ１ｅに当接したり、離れたりを繰り返し、これに起因して指針２が計測値０の目盛上で往復動作を繰り返し見栄えが悪い。
【００１３】
そこで、加速期間を設ける必要のない低速度でも高い誘導電圧を発生させるようにするため、以下に述べるようにステッパモータ１の回転を制御していた。つまり、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を変化させた後、回転子１ｂの振動が停止するまで、次の励磁状態に変化させないように、ステッパモータ１の回転を制御していた。上述した振動が生じている間は誘導電圧も発生し続けるため、この間の誘導電圧の絶対値を積分したり、平均したりすることにより、低速度で回転させても高い誘導電圧を得ることができる。
【００１４】
しかしながら、低速度でステッパモータ１を回転させると、大きな脱調が生じている場合、片１ｄをストッパ１ｅ位置まで駆動させるまでの時間が長くなり、初期化動作終了までの時間がかかるという問題があった。
【００１５】
【特許文献１】
特開平５−２６４２９０号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、大きな脱調が生じていても初期化動作終了までの時間を短くすることができ、しかも、脱調が生じていない場合であっても被駆動部材とストッパとが当接したり、離れたりを繰り返すことがないステッパモータ用回転制御装置及びステッパモータ装置を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、ステッパモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように、前記ステッパモータを回転させる初期化回転手段と、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記ストッパに当接したことを検出する当接検出手段と、前記当接検出手段の当接検出に応じて、前記初期化回転手段による回転を停止させる回転停止手段とを備えたステッパモータ用回転制御装置において、前記初期化回転手段は、当該初期化回転手段による回転開始から一定期間、低速度で前記ステッパモータを回転させる低速回転手段と、前記一定期間終了後、前記ステッパモータの回転を高速度まで加速させる加速回転手段と、前記高速度で前記ステッパモータを回転させる高速回転手段とを有することを特徴とするステッパモータ用回転制御装置に存する。
【００１８】
請求項４記載の発明は、ステッパモータと、該ステッパモータの回転に連動する被駆動部材と、該被駆動部材を機械的に停止させるストッパと、前記被駆動部材が前記ストッパに向かうように、前記ステッパモータを回転させる初期化回転手段と、前記ステッパモータの回転により誘導電圧が生じる検出コイルと、前記検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記ストッパに当接したことを検出する当接検出手段と、前記当接検出手段の検出に応じて、前記初期化回転手段による前記ステッパモータの回転を停止させる回転停止手段とを備えたステッパモータ装置であって、前記初期化回転手段は、当該初期化回転手段による回転開始から一定期間、低速度で前記ステッパモータを回転させる低速回転手段と、前記一定期間終了後、前記ステッパモータの回転を高速まで加速させる加速回転手段と、前記高速度で前記ステッパモータを回転させる高速回転手段とを有することを特徴とするステッパモータ装置に存する。
【００１９】
請求項１及び４記載の発明によれば、初期化回転手段が、ステッパモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように、ステッパモータを回転させる。回転停止手段が、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、被駆動部材がストッパに当接したことが検出されたとき、初期化回転手段による回転を停止させる。初期化回転手段において、低速回転手段が、回転開始から一定期間、低速度でステッパモータを回転させる。加速回転手段が、一定期間終了後、ステッパモータの回転を高速度まで加速させる。高速回転手段が、高速度でステッパモータを回転させる。
【００２０】
従って、大きな脱調が生じている場合、回転開始から一定期間及び加速期間経過後に、高速度で回転させて、脱調をキャンセルすることができる。一方、脱調が生じていなかったり、生じていてもほんのわずかである場合、ステッパモータを加速させる前である、低速度回転中に、当接が検出され、回転を停止することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のステッパモータ用回転制御装置であって、前記初期化回転手段は、複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号を出力することにより、前記ステッパモータを回転させ、前記当接検出手段は、前記複数の励磁ステップの何れかを検出励磁ステップとし、前記検出励磁ステップに制御される毎に、前記検出を行うとき、前記加速回転手段は、前記検出励磁ステップの制御終了後から、次の検出励磁ステップに制御するまでの間に、加速することを特徴とするステッパモータ用回転制御装置に存する。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、初期化回転手段が、複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号を出力することにより、ステッパモータを回転させる。当接検出手段が、複数の励磁ステップの何れかを検出励磁ステップとし、検出励磁ステップに制御される毎に、検出を行う。低速回転手段が、検出励磁ステップの制御終了後から、次の検出励磁ステップに制御するまでの間に、加速する。従って、加速期間終了直後に、誘導電圧の有無に基づき、当接検出を行うことができる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のステッパモータ用回転制御装置であって、前記初期化回転手段は、複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号を出力することにより、前記ステッパモータを回転させ、前記当接検出手段は、前記複数の励磁ステップの何れかを検出励磁ステップとし、前記検出励磁ステップに制御される毎に、前記検出を行うとき、前記低速回転手段は、前記検出励磁ステップに制御される時間が、当該検出励磁ステップに規定された励磁状態に制御したとき、前記ステッパモータに発生する振動が収束するまでの時間に相当するような、前記励磁信号を出力することを特徴とするステッパモータ用回転制御装置に存する。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、初期化回転手段が、複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号を出力することにより、ステッパモータを回転させる。当接検出手段が、複数の励磁ステップの何れかを検出励磁ステップとし、検出励磁ステップに制御される毎に、検出を行う。検出励磁ステップに制御される時間は、その検出励磁ステップに規定された励磁状態に制御したとき、ステッパモータに発生する振動が収束するまでの時間に相当する。従って、振動が生じている間は誘導電圧も発生し続けるため、この間の誘導電圧の絶対値を積分したり、平均したりすることにより、低速度で回転させても高い誘導電圧を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のステッパモータ用回転制御装置を組み込んだ指示装置（＝ステッパモータ装置に相当）の一実施の形態を示す図である。同図において、指示装置は、上述した従来で説明したように、ステッパモータ１と、このステッパモータ１により駆動される指針２と、ステッパモータ１の回転を制御するステッパモータ用回転制御装置（以下、単に回転制御装置３と略記する。）とを備えている。
【００２６】
上述したステッパモータ１は、２つの励磁コイル１ａ１及び１ａ２と、ＮＳ極が交互に３極づつ着磁され、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に追従して回転する回転子１ｂと、回転子１ｂの駆動力を指針２に伝えるギア１ｃとを備えている。
【００２７】
ステッパモータ１はさらに、指針２側のギア１ｃの裏側に設けられ、回転子１ｂの回転駆動に連動する被駆動部材としての片１ｄと、上記励磁コイル１ａ１及び１ａ２、回転子１ｂ、ギア１ｃ及び片１ｄを収容する図示しない収容ケースに設けられ、片１ｄとの当接により、回転子１ｂの回転を機械的に停止させるストッパ１ｅとを備えている。
【００２８】
なお、片１ｄがストッパ１ｅに向かうように、ステッパモータ１を回転させることを逆回転、逆回転中の指針２の回転方向を逆回転方向Ｙ１とする。これに対して、片１ｄがストッパ１ｅから離れるように、ステッパモータ１を回転させることを正回転、正回転中の指針２の回転方向を正回転方向Ｙ２とする。また、ストッパ１ｅは、片１ｄと当接したとき、指針２が文字板上の計測値０の目盛上を指示するように設けられている。
【００２９】
次に、回転制御装置３の構成について説明する。回転制御装置３は、励磁コイル１ａ１、１ａ２に接続されているマイクロコンピュータ３ａ（以下、μＣＯＭ３ａ）を備えている。μＣＯＭ３ａは、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）３ａ−１と、ＣＰＵ３ａ−１が行う処理プログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３ａ−２と、ＣＰＵ３ａ−１での各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ３ａ−３とを備えている。
【００３０】
上述したμＣＯＭ３ａは、複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号を励磁コイル１ａ１、１ａ２に供給することにより、ステッパモータ１の回転を制御している。
【００３１】
また、回転制御装置３において、励磁コイル１ａ１のｂ側は、スイッチＳＷ１を介して、μＣＯＭ３ａに接続されている。このスイッチＳＷ１は、上述したμＣＯＭ３ａによって、オンオフ制御が行われている。一方、励磁コイル１ａ１のａ側は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１から構成される積分回路を介して、μＣＯＭ３ａに接続される。これにより、μＣＯＭ３ａには、スイッチＳＷ１をオフしたときに、励磁コイル１ａ１に発生する誘導電圧の積分値が供給される。
【００３２】
さらに、励磁コイル１ａ２のｂ側は、スイッチＳＷ２を介して、μＣＯＭ３ａに接続されている。このスイッチＳＷ２は、上述したμＣＯＭ３ａによって、オンオフ制御が行われている。一方、励磁コイル１ａ２のａ側は、抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２から構成される積分回路を介して、μＣＯＭ３ａに接続される。これにより、μＣＯＭ３ａには、スイッチＳＷ２をオフしたときに、励磁コイル１ａ２に発生する誘導電圧の積分値が供給される。
【００３３】
上述した構成の指示装置の動作について、図２に示すＣＰＵ３ａ−１の処理手順を示すフローチャートを参照して以下説明する。
ＣＰＵ３ａ−１は、例えば、図示しないバッテリ電源の投入によって動作を開始し、図示しない初期ステップにおいて、μＣＯＭ３ａ内のＲＡＭ３ａ−３に形成した各種のエリアの初期設定を行う。
【００３４】
その後、ＣＰＵ３ａ−１は、初期化回転手段として働き、ステッパモータ１を逆回転させて脱調をリセットする初期化動作を行う（ステップＳ１）。そして、初期化動作終了後、ＩＧスイッチ（図示せず）がオン状態であれば（ステップＳ２でＹ）、ＣＰＵ３ａ−１は、角度データθｉの入力に応じて、ステッパモータ１を回転させる通常動作を行う（ステップＳ３）。そして、この通常動作は、ドライバーによりＩＧスイッチがオフ操作されると終了して、エンドに進む。
【００３５】
これに対して、初期化動作終了後、ＩＧスイッチがオフ状態であれば（ステップＳ２でＮ）、ＣＰＵ３ａ−１は、予め定めた初期励磁ステップまでステッパモータ１を正回転させた後（ステップＳ４）、エンドに進む。
【００３６】
上述した初期動作において、ＣＰＵ３ａ−１は、まず、低速回転手段として働き、ステッパモータ１を低速度で逆回転させる低速回転処理を行う。この低速回転処理におけるＣＰＵ３ａ−１の処理手順を図３のフローチャート及び図４のタイムチャートを参照して以下説明する。まず、ＣＰＵ３ａ−１は、図４に示すような、励磁ステップ▲３▼→▲２▼→▲１▼→▲７▼→▲５▼から構成される励磁信号を低速度で出力して（図３のステップＳ１１、Ｓ１５）、ステッパモータ１を逆回転させる。
【００３７】
なお、励磁ステップ▲２▼で片１ｄがストッパ１ｅに当接して、検出コイルとしての励磁コイル１ａ１又は１ａ２に発生する誘導電圧が下がり始め、励磁ステップ▲７▼又は▲５▼で完全に誘導電圧が発生しなくなるように、片１ｄ及びストッパ１ｅはステッパモータ１内に組み込まれている。
【００３８】
そして、上述した励磁ステップ▲７▼の制御時間Ｔ１は、非当接状態において、励磁ステップ▲１▼から励磁ステップ▲７▼に制御したときから、ステッパモータ１に発生する振動が収束するまでの時間にほぼ相当する。上述した振動が生じている間は誘導電圧も発生し続けるため、この間の誘導電圧の絶対値を積分したり、平均したりすることにより、低速度で回転させても高い誘導電圧を得ることができる。
【００３９】
しかも、振動の収束時間は、非当接時より当接時の方が短いため、このような時間に制御時間Ｔ１を設定すれば、この間検出した誘導電圧の積分値には、当接時と非当接時とで大きな差が発生する。一方、励磁ステップ▲５▼の制御時間Ｔ２は、当接時、誘導電圧が完全に発生していないため、制御時間Ｔ１より短く成っているが、制御時間Ｔ１と同一の制御時間でもよい。
【００４０】
そこで、上記励磁ステップ▲７▼及び▲５▼を検出励磁ステップとし、ＣＰＵ３ａ−１は、励磁ステップ▲７▼及び▲５▼に制御されている間に、励磁コイル１ａ１又は１ａ２の両端電圧を検出する電圧検出処理を行う（ステップＳ１２、１６）。
【００４１】
励磁ステップ▲７▼に制御されているときの電圧検出処理において（ステップＳ１２）、ＣＰＵ３ａ−１は、無励磁に制御されている励磁コイル１ａ１のｂ側に設けたスイッチＳＷ１を開制御して、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１から構成される積分回路によって、励磁コイル１ａ１の両端電圧を積分させる。そして、励磁ステップ▲７▼の制御終了と同時に、上記両端電圧の積分値を取り込む。
【００４２】
一方、励磁ステップ▲５▼に制御されているときは、無励磁となっている励磁コイル１ａ２のｂ側にスイッチＳＷ２を開制御して、抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２から構成される積分回路によって、励磁コイル１ａ２の両端電圧を積分させる。そして、励磁ステップ▲５▼の制御終了と同時に、上記両端電圧の積分値を取り込む。
【００４３】
そして、ＣＰＵ３ａ−１は、当接検出手段として働き、上述した取り込んだ両端電圧の積分値に基づき、誘導電圧の有無を判断し、誘導電圧の有無に応じて、片１ｄがストッパ１ｅに当接したか否かを判断する（ステップＳ１３、Ｓ１７）。
【００４４】
ストッパ１ｅに当接していれば（ステップＳ１３でＹ、ステップＳ１７でＮ）、回転停止手段として働き、当接を検出した励磁ステップを保持して（ステップＳ１４）、ステッパモータ１の逆回転を停止した後、初期化動作を終了して、図２のステップＳ２に戻る。これに対して、励磁ステップ▲７▼でも励磁ステップ▲５▼でも当接が検出できなければ（ステップＳ１７でＮ）、加速回転処理を行う。
【００４５】
加速回転処理において、ＣＰＵ３ａ−１は、加速回転手段として働き、励磁ステップ▲４▼→▲３▼→▲２▼→▲１▼→▲８▼の順で構成され、かつ、図４に示すように、制御時間が徐々に短くなる励磁信号を出力する。これにより、ステッパモータ１の回転を高速度まで加速する。
【００４６】
加速処理終了後、ＣＰＵ３ａ−１は、高速回転手段として働き、高速回転処理を行う。次に、高速度回転処理におけるＣＰＵ３ａ−１の処理手順を、図４のタイムチャート及び図５のフローチャートを参照して以下説明する。高速回転処理において、ＣＰＵ３ａ−１は、図４に示すように、励磁ステップ▲７▼→▲６▼→▲５▼→▲４▼→▲３▼→▲２▼→▲１▼→▲８▼で１電気サイクルが構成される励磁信号を高速度で出力する（図５のステップＳ１８、Ｓ２４、Ｓ２８）。そして、低速回転処理と同様に、励磁ステップ▲７▼及び▲５▼を検出励磁ステップとし、ＣＰＵ３ａ−１は、励磁ステップ▲７▼及び▲５▼に制御されている間に、電圧検出処理を行う（ステップＳ１９、２５）。
【００４７】
このときは高速度にステッパモータ１が回転しているため、ステッパモータ１の回転に応じて高い誘導電圧が励磁コイル１ａ１、１ａ２に生じる。電圧検出処理を行った結果、誘導電圧が生じていなければ、当接していると判断し（ステップＳ２０でＹ又はＳ２６でＹ）、直ちにステップＳ２１に進む。そして、ステップＳ２１において、ＣＰＵ３ａ−１は、当接を検出した励磁ステップに保持して、ステッパモータ１の逆回転を停止した後、初期化動作を終了して図２のステップＳ２に進む。
【００４８】
これに対して、誘導電圧が生じていて、当接していないと判断した場合（ステップＳ２０でＮ、Ｓ２６でＮ）、ＣＰＵ３ａ−１は、次に、初期化動作で行ったステッパモータ１の逆回転角が最大振れ角θｍａｘ以上行われたか否かを判断する（ステップＳ２２、ステップＳ２７）。最大振れ角θｍａｘ以上であれば（ステップＳ２２でＹ、Ｓ２７でＹ）、ＣＰＵ３ａ−１は、励磁信号の出力を直ちに停止した後（ステップＳ２３）、初期化動作を終了して図２のステップＳ２に進む。
【００４９】
これに対して、励磁ステップ▲７▼でも励磁ステップ▲５▼でも当接が検出されず、しかも、逆回転角度が最大振れ角θｍａｘより小さければ（ステップＳ２７でＮ）、ステップＳ２８に進み、高速度の逆回転が繰り返される。以上のことから明らかなように、ＣＰＵ３ａ−１は、ステップＳ２０、Ｓ２６において当接検出手段として働き、ステップＳ２１において回転停止手段として働く。また、低速回転処理が行われている期間が、請求項中の一定期間に相当する。
【００５０】
上述した指示装置によれば、大きな脱調が生じている場合、逆回転開始から低速回転処理及び加速期間経過後に、ステッパモータ１を高速度で回転させて、脱調をキャンセルすることができる。一方、脱調が生じていなかったり、生じていてもほんのわずかである場合、ステッパモータ１を加速させる前の低速度回転中に、当接が検出され、回転を停止することができる。このため、大きな脱調が生じていても初期化動作終了までの時間を短くすることができ、しかも、脱調が生じていない場合であっても片１ｄとストッパ１ｅとが当接したり、離れたりを繰り返すことがない。
【００５１】
また、加速回転処理は、検出励磁ステップである励磁ステップ▲５▼の制御終了後から、次の検出励磁ステップである励磁ステップ▲７▼に制御するまでの間に行われている。これにより、加速回転処理終了後、すぐに誘導電圧の有無に基づき、当接検出を行うことができる。
【００５２】
なお、上述した実施形態では、励磁ステップは、１電気サイクルを８分割するハーフステップで説明している。しかしながら、励磁ステップはハーフステップに限らず、１電気サイクルを８分割以上にするマイクロステップとしてもよい。
【００５３】
さらに、上述した実施形態では、高速回転処理において、検出励磁ステップ▲７▼と検出励磁ステップ▲５▼との間に、励磁ステップ▲６▼が設けられている。しかしながら、この励磁ステップ▲６▼を省略して、励磁ステップ▲７▼→▲５▼の順に励磁信号を出力することも考えられる。この場合、励磁ステップ▲７▼及び▲５▼に制御する時間は、励磁ステップ▲６▼が挿入されている場合の２倍に設定する必要がある。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び４記載の発明によれば、大きな脱調が生じている場合、回転開始から一定期間及び加速期間経過後に、高速度で回転させて、脱調をキャンセルすることができるので、大きな脱調が生じていても初期化動作終了までの時間を短くすることができる。一方、脱調が生じていなかったり、生じていてもほんのわずかである場合、ステッパモータを加速させる前である、低速度回転中に、当接が検出され、回転を停止することができるので、脱調が生じていない場合であっても被駆動部材とストッパとが当接したり、離れたりを繰り返すことがないステッパモータ用回転制御装置及びステッパモータ装置を得ることができる。
【００５５】
請求項２記載の発明によれば、加速期間終了直後に、誘導電圧の有無に基づき、当接検出を行うことができるステッパモータ用回転制御装置を得ることができる。
【００５６】
請求項３記載の発明によれば、振動が生じている間は誘導電圧も発生し続けるため、この間の誘導電圧の絶対値を積分したり、平均したりすることにより、低速度で回転させても高い誘導電圧を得ることができるので、正確に当接を検出することができるステッパモータ用回転制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステッパモータ用回路制御装置を組み込んだ指示装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１の指示装置を構成するＣＰＵ３ａ−１の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】低速回転処理におけるＣＰＵ３ａ−１の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】初期化動作における励磁ステップと、励磁ステップに対する励磁コイル１ａ１及び１ａ２の励磁状態とのタイムチャートである。
【図５】高速回転処理におけるＣＰＵ３ａ−１の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】従来のステッパモータ装置としての車両用指示装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１        ステッパモータ
１ｄ      片（被駆動部材）
１ｅ      ストッパ
３ａ−１  ＣＰＵ（初期化回転手段、当接検出手段、回転停止手段、高速回転手段、加速回転手段、低速回転手段）
【図１】
2004215470.tif 000003
【図２】
2004215470.tif 000004
【図３】
2004215470.tif 000005
【図４】
2004215470.tif 000006
【図５】
2004215470.tif 000007
【図６】
2004215470.tif 000008