JP6816733B2 - Motor drive system - Google Patents
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Description
本開示はモータを駆動するシステムに関する。 The present disclosure relates to a system for driving a motor.
下掲の特許文献1には、ステッピングモータおよびそれを駆動する駆動手段の故障を検出する技術が紹介されている。当該技術では、ステッピングモータの巻線と駆動手段との接点毎のレベルを正常時のレベルと比較して、故障が検出される。
特許文献1では上記レベルについてハイレベル、ローレベルを区別している。他方、駆動手段に流れる電流に基づいた判断は開示されていない。
本開示では、ステッピングモータの励磁コイルへの励磁電流の供給/遮断を行なうドライバに流れる電流に基づいて、故障判断を行なう。 In the present disclosure, failure determination is performed based on the current flowing through the driver that supplies / cuts the exciting current to the exciting coil of the stepping motor.
本開示のモータ駆動システム(100)は、ドライバ(2)と、検出器(4)と、制御回路(1)とを備える。前記ドライバ(2)は、ステッピングモータ(3)における複数の励磁コイル(31,32,33,34)毎に励磁電流(I1,I2,I3,I4)の供給/遮断を行なう。前記検出器(4)は、前記ドライバに流れる電流であるドライバ電流(Id)を検出する。前記制御回路(1)は、前記ドライバに対して前記励磁電流の供給/遮断を制御する信号である駆動制御信号(EV_1,EV_2,EV_3,EV_4)を出力し、前記検出器による検出の結果(EV_AN)を入力し、前記駆動制御信号が前記ドライバに対して前記励磁コイルの全てにおいて前記励磁電流を遮断させる制御を行なう場合に前記ドライバ電流の電流値が正の第1閾値(TH1)よりも大きいとき、前記ドライバに故障があると判断する。
そしてその第1の態様では、前記励磁コイルの一つのみにおいて前記励磁電流を供給させる制御を行なう場合に前記電流値が正の第3閾値(TH3)よりも小さい期間が所定期間(Δt)続くとき、前記制御回路は前記ステッピングモータに開放故障があると判断する。
The motor drive system (100) of the present disclosure includes a driver (2), a detector (4), and a control circuit (1) . Before SL driver (2) performs supply / shutoff of the plurality of excitation coils (31, 32, 33, 34) each to the exciting current (I1, I2, I3, I4) in the stepping motor (3). The detector (4) detects a driver current (Id), which is a current flowing through the driver. The control circuit (1) outputs a drive control signal (EV_1, EV_2, EV_3, EV_4) which is a signal for controlling the supply / cutoff of the exciting current to the driver, and the result of detection by the detector ( When EV_AN) is input and the drive control signal controls the driver to cut off the exciting current in all of the exciting coils, the current value of the driver current is greater than the positive first threshold value (TH1). When it is large, it is determined that the driver has a failure.
Then, in the first aspect, when the exciting current is controlled to be supplied by only one of the exciting coils, the period in which the current value is smaller than the positive third threshold value (TH3) continues for a predetermined period (Δt). At that time, the control circuit determines that the stepping motor has an open failure.
その第2の態様では、前記駆動制御信号が前記ドライバに対して前記励磁コイルの少なくとも一つにおいて前記励磁電流を供給させる制御を行なう場合に前記電流値が正の第2閾値(TH2)よりも大きいとき、前記制御回路は前記ステッピングモータに短絡故障があると判断する。 In the second aspect , when the drive control signal controls the driver to supply the exciting current in at least one of the exciting coils, the current value is larger than the positive second threshold value (TH2). When it is large, the control circuit determines that the stepping motor has a short circuit failure.
その第3の態様は上記第2の態様であって、前記励磁コイルの一つのみにおいて前記励磁電流を供給させる制御を行なう場合に前記電流値が正の第3閾値(TH3)よりも小さい期間が所定期間(Δt)続くとき、前記制御回路は前記ステッピングモータに開放故障があると判断する。 As a third aspect is a top Symbol second aspect, the current value is smaller than the positive third threshold (TH3) in the case of performing control to supply the exciting current only in one of the exciting coil When the period continues for a predetermined period (Δt), the control circuit determines that the stepping motor has an open failure.
その第4の態様は上記第2の態様であって、前記励磁コイルの少なくとも一つにおいて前記励磁電流を供給させる前記制御を行なう場合に、前記励磁電流は前記ステッピングモータを回転させない。 The fourth aspect is the second aspect, in which the exciting current does not rotate the stepping motor when the control for supplying the exciting current is performed in at least one of the exciting coils.
その第5の態様は上記第1の態様または第3の態様であって、前記励磁コイルの一つのみにおいて前記励磁電流を供給させる前記制御を行なう場合に、前記励磁電流は前記ステッピングモータを回転させない。第1の態様、第3の態様、第5の態様において例えば、前記所定期間は前記励磁コイルの一つに前記励磁電流を供給させるための期間よりも短い。
The fifth aspect is the first aspect or the third aspect, and when the control for supplying the exciting current is performed by only one of the exciting coils, the exciting current rotates the stepping motor. I won't let you. In the first aspect, the third aspect, and the fifth aspect, for example, the predetermined period is shorter than the period for supplying the exciting current to one of the exciting coils.
その第6の態様は上記第1の態様から第5の態様のいずれかであって、前記駆動制御信号が前記ドライバに対して前記ステッピングモータを回転させるパターンを有する場合に前記電流値が正の第4閾値(TH4)よりも大きいとき、前記制御回路は前記ステッピングモータに短絡故障があると判断する。 The sixth aspect is any one of the first to fifth aspects, and the current value is positive when the drive control signal has a pattern for rotating the stepping motor with respect to the driver. When it is larger than the fourth threshold value (TH4), the control circuit determines that the stepping motor has a short-circuit failure.
その第7の態様は上記第1の態様から第6の態様のいずれかであって、前記ドライバの故障、前記ステッピングモータの開放故障、前記ステッピングモータの短絡故障のいずれかがあると判断された後、前記制御回路は前記ドライバに対して前記励磁コイルの全てにおいて前記励磁電流を遮断させる制御を行なう。 The seventh aspect is any of the first to sixth aspects, and it is determined that there is any one of the driver failure, the stepping motor opening failure, and the stepping motor short-circuit failure. After that, the control circuit controls the driver to cut off the exciting current in all of the exciting coils.
例えば上記第1の態様から第7の態様のいずれかにおいて、前記ドライバは前記励磁コイルに対応して設けられるドライバ素子の複数(21,22,23,24)を有する。そして互いに対応する前記ドライバ素子と前記励磁コイルとは直流電源(5)に対して直列に接続される。前記ドライバ電流は、全ての前記励磁コイルについての前記励磁電流の総和である。 For example, in any of the first to seventh aspects, the driver has a plurality of driver elements (21, 22, 23, 24) provided corresponding to the exciting coil. Then, the corresponding driver element and the exciting coil are connected in series with respect to the DC power supply (5). The driver current is the sum of the exciting currents for all the exciting coils.
本開示のモータ駆動システムは、ステッピングモータの励磁コイルへの励磁電流の供給/遮断を行なうドライバに流れる電流に基づいて、故障判断を行なう。 The motor drive system of the present disclosure determines a failure based on the current flowing through the driver that supplies / cuts the exciting current to the exciting coil of the stepping motor.
<基本的な構成の例示>
図1はモータ駆動システム100の構成を励磁するブロック図である。モータ駆動システム100はステッピングモータ3を駆動する。モータ駆動システム100は制御回路1、ドライバ2、検出器4を備える。
<Example of basic configuration>
FIG. 1 is a block diagram for exciting the configuration of the
ステッピングモータ3において複数の励磁コイルが設けられる。ここではステッピングモータ3はA相電流、B相電流によって駆動される二相のステッピングモータが例示される。例えば励磁コイル31,32,33,34は、それぞれA相、B相、Aバー相、Bバー相の励磁コイルである。ドライバ2は励磁コイル31,32,33,34毎に励磁電流I1,I2,I3,I4の供給/遮断を行なう。検出器4はドライバ2に流れる電流であるドライバ電流Idを検出する。ドライバ電流Idは全ての励磁コイル31,32,33,34についての励磁電流I1,I2,I3,I4の総和である。
A plurality of exciting coils are provided in the stepping
例えばドライバ2は、励磁コイル31,32,33,34に対応して設けられる、ドライバ素子21,22,23,24を有する。以下、表現の簡単のために数字1,2,3,4を代表する記号「k」を導入する。ドライバ素子2kには励磁電流Ikが流れる。ドライバ素子2kと励磁コイル3kとは互いに対応し、直流電源5に対して直列に接続される。例えば全ての励磁コイル3kの一端は共通して第1電源端51に接続され、ドライバ素子2kの一端は励磁コイル3kの他端と接続され、全てのドライバ素子2kの他端は励磁コイル3kとは反対側で検出器4を介して第2電源端52に接続される。第1電源端51と第2電源端52とは直流電源5に接続される。ここでは第1電源端51の電位が第2電源端52の電位よりも高い場合が例示される。
For example, the
制御回路1は、ドライバ2に対して駆動制御信号EV_1,EV_2,EV_3,EV_4を出力する。これら駆動制御信号EV_kは、それぞれ励磁電流Ikの供給/遮断を制御する信号である。制御回路1は、検出器4による検出の結果(以下「検出結果」と称す)EV_ANを入力する。検出結果EV_ANはドライバ電流Idの電流値に対応した値を有する。例えば、図1に例示されるように、検出器4が抵抗素子で実現される場合には、検出結果EV_ANは当該抵抗素子における電圧降下として得られるアナログ値である。
The
図2はドライバ素子2kの構成を例示する回路図である。ドライバ素子2kはトランジスタQ、ダイオードD1、抵抗R10,R11を有する。抵抗R10,R11はトランジスタQに対して、駆動制御信号EV_kに基づいたベースバイアスを印加するバイアス回路を形成する。具体的には、抵抗R10の一端には駆動制御信号EV_kが与えられ、その他端にはトランジスタQのベースが接続される。抵抗R11はトランジスタQのベースとエミッタとの間に接続される。トランジスタQのエミッタは検出器4を介して第2電源端52に接続され、ドライバ素子2kの上述の他端として機能する。トランジスタQは例えばnpn型トランジスタであって、そのコレクタがダイオードD1のアノードに接続される。ダイオードD1のカソードには第2電源端52の電位よりも高い電位を供給する電位端20が接続される。トランジスタQのコレクタは励磁コイル3kの他端にも接続され、ドライバ素子2kの上述の一端として機能する。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the configuration of the
駆動制御信号EV_kが二値論理“H”に相当する電位(以下「“H”論理電位」と仮称)を採れば、トランジスタQがオンし、励磁電流IkがトランジスタQを経由して検出器4へ流入する。つまり、このとき、ドライバ素子2kは励磁コイル3kに対して励磁電流Ikの供給を行なう。
If the drive control signal EV_k takes a potential corresponding to the binary logic “H” (hereinafter tentatively referred to as ““ H ”logic potential”), the transistor Q is turned on and the exciting current Ik passes through the transistor Q to the
駆動制御信号EV_kが二値論理“L”に相当する電位(以下「“L”論理電位」と仮称)を採れば、トランジスタQがオフし、励磁電流IkはトランジスタQに流れず、よって検出器4へも流れない。つまり、このとき、ドライバ素子2kは励磁コイル3kに対して励磁電流Ikの遮断を行なう。
If the drive control signal EV_k takes a potential corresponding to the binary logic “L” (hereinafter tentatively referred to as ““ L ”logic potential”), the transistor Q is turned off and the exciting current Ik does not flow to the transistor Q, and thus the detector. It doesn't flow to 4. That is, at this time, the
<第1動作>
駆動制御信号EV_kが全ての励磁電流Ikを遮断させる制御を行なう場合、ドライバ2が正常であれば、励磁電流Ikの総和であるドライバ電流Idは流れない。つまり、ドライバ電流Ibの電流値が正の閾値以下であれば、ドライバ2に短絡故障がないと判断することができる。換言すれば、ドライバ2に短絡故障がないと判断するための、ドライバ電流Ibの電流値の上限として、正の閾値を設定することができる。
<First operation>
When the drive control signal EV_k controls to cut off all the exciting currents Ik, if the
更に換言すれば、駆動制御信号EV_kが全ての励磁電流Ikを遮断させる制御を行なう場合、ドライバ電流Ibの電流値が正の閾値よりも大きいとき、ドライバ2に短絡故障があると判断される。かかる判断は制御回路1において行なわれる。かかる判断を第1動作と仮称する。
In other words, when the drive control signal EV_k controls to cut off all the exciting currents Ik, it is determined that the
図3は第1動作を説明するグラフであり、ドライバ2に短絡故障があると判断される場合の駆動制御信号EV_kおよび検出結果EV_ANの波形を示す。ここでは上述の閾値が、検出結果EV_ANにおいて正の閾値TH1として表される場合が例示される。例えば検出器4が抵抗値Rの抵抗素子で実現され、ドライバ電流Ibについての上記閾値が値Ib1である場合、TH1=R×Ib1の関係がある。
FIG. 3 is a graph for explaining the first operation, and shows the waveforms of the drive control signal EV_k and the detection result EV_AN when it is determined that the
図3では全ての駆動制御信号EV_kが“L”論理電位を採ることを、破線の基準線上に、駆動制御信号EV_kの波形(実線)が一致することで示している。また閾値TH1は鎖線で示され、破線を基準線とした検出結果EV_ANの波形(実線)が、閾値TH1よりも大きいことが示されている。これは、全ての駆動制御信号EV_kが全ての励磁電流Ikを遮断させる制御を行なっているにも拘らず、ドライバ電流Ibが不適切に流れていることに相当する。よって制御回路1はドライバ2において短絡故障があると判断する。
In FIG. 3, it is shown that all the drive control signals EV_k take the “L” logical potential by matching the waveforms (solid lines) of the drive control signals EV_k on the broken line reference line. Further, the threshold value TH1 is indicated by a chain line, and it is shown that the waveform (solid line) of the detection result EV_AN with the broken line as the reference line is larger than the threshold value TH1. This corresponds to the improper flow of the driver current Ib even though all the drive control signals EV_k control to cut off all the exciting currents Ik. Therefore, the
図4は第1動作の処理を例示するフローチャートである。当該フローチャートは他の処理の割り込み処理として採用することができる。この場合、当該フローチャートは他の処理を実行している途中で発生する、第1動作を開始させる割り込み処理によって当該フローチャートが開始する。そして当該フローチャートの終了によって、処理は割り込み前の処理に復帰する。 FIG. 4 is a flowchart illustrating the processing of the first operation. The flowchart can be adopted as interrupt processing for other processing. In this case, the flowchart is started by an interrupt process that starts the first operation, which occurs while executing other processes. Then, upon termination of the flowchart, the processing returns to the processing before the interrupt.
当該フローチャートではまず、ステップS11において、全ての駆動制御信号EV_kが“L”論理電位を採る。その後、ステップS12において検出結果EV_ANが閾値TH1よりも大きいか否かが判断される。当該判断結果が否定的であれば(検出結果EV_ANが閾値TH1以下の場合:図4において“No”で示される分岐)、第1動作の処理は終了し、処理は割り込み前の処理に復帰する。 In the flowchart, first, in step S11, all the drive control signals EV_k take the “L” logical potential. Then, in step S12, it is determined whether or not the detection result EV_AN is larger than the threshold value TH1. If the judgment result is negative (when the detection result EV_AN is equal to or less than the threshold value TH1: branch indicated by "No" in FIG. 4), the processing of the first operation ends, and the processing returns to the processing before the interrupt. ..
ステップS12の判断結果が肯定的であれば(検出結果EV_ANが閾値TH1よりも大きい場合:図3で例示される場合:図4において“Yes”で示される分岐)、ステップS13においてドライバ2には短絡故障が存在すると判断され、第1動作の処理は終了し、処理は割り込み前の処理に復帰する。
If the determination result in step S12 is affirmative (when the detection result EV_AN is larger than the threshold value TH1: when illustrated in FIG. 3: the branch indicated by “Yes” in FIG. 4), the
このようにして、図4で示されたフローチャートを用いて、図3を用いて説明された第1動作が実現される。 In this way, using the flowchart shown in FIG. 4, the first operation described with reference to FIG. 3 is realized.
<第2動作>
駆動制御信号EV_kがドライバ2に対し、励磁コイル3kの少なくとも一つにおいて励磁電流Ikを供給させる制御を行なう場合を検討する。この場合、例えば励磁コイル34において短絡故障があれば、励磁電流I4が過電流となる。よってドライバ電流Ibの電流値が正の閾値よりも大きいとき、励磁コイル3kの少なくとも一つにおいて短絡故障があると、ひいてはステッピングモータ3に短絡故障があると判断することができる。かかる判断は制御回路1において行なわれる。かかる判断を第2動作と仮称する。
<Second operation>
Consider a case where the drive control signal EV_k controls the
第2動作の閾値として、いずれの励磁コイル3kにも短絡故障がないと判断するための、ドライバ電流Ibの電流値の上限を採用することができる。例えば、駆動制御信号EV_kがドライバ2に対し、励磁コイル3kのn個(本開示ではn=1,2,3,4)において励磁電流Ikを供給させる制御を行なう場合、当該閾値としては励磁電流Ikの上限値のn倍の値を設定することができる。
As the threshold value of the second operation, the upper limit of the current value of the driver current Ib for determining that there is no short-circuit failure in any of the
図5は第2動作を説明するグラフであり、励磁コイル31,32,33には故障がなく励磁コイル34のみに短絡故障があると判断される場合の駆動制御信号EV_kおよび検出結果EV_ANの波形を示す。ここでは駆動制御信号EV_kがドライバ2に対し、励磁コイル3kの一つのみにおいて励磁電流Ikを供給させる制御を行なう場合が例示される。また第2動作の閾値が、検出結果EV_ANにおいて正の閾値TH2として表される場合が例示される。例えば検出器4が抵抗値Rの抵抗素子で実現され、励磁電流Ikの1つ分についての上記閾値が値Ib2である場合、TH2=R×Ib2の関係がある。
FIG. 5 is a graph for explaining the second operation, and waveforms of the drive control signal EV_k and the detection result EV_AN when it is determined that the
図5では駆動制御信号EV_1,EV_3,EV_2,EV_4が“H”論理電位を、この順にかつ排他的に採る場合が例示される。具体的には駆動制御信号EV_1,EV_2,EV_3,EV_4の採る電位は、時刻t1〜t2においてそれぞれ“H”,“L”,“L”,“L”に相当し、時刻t3〜t2においてそれぞれ“L”,“L”,“H”,“L”に相当し、時刻t2〜t4においてそれぞれ“L”,“H”,“L”,“L”に相当し、時刻t4〜t5においてそれぞれ“L”,“L”,“L”,“H”に相当する。 FIG. 5 illustrates a case where the drive control signals EV_1, EV_3, EV_2, and EV_4 take "H" logical potentials in this order and exclusively. Specifically, the potentials taken by the drive control signals EV_1, EV_2, EV_3, and EV_4 correspond to "H", "L", "L", and "L" at times t1 to t2, respectively, and at times t3 to t2, respectively. Corresponds to "L", "L", "H", "L", corresponds to "L", "H", "L", "L" at time t2 to t4, respectively, and corresponds to time t4 to t5, respectively. Corresponds to "L", "L", "L", "H".
時刻t1以前では全ての駆動制御信号EV_kは“L”論理電位を採る場合が例示されており、検出結果EV_ANの波形は時刻t1から励磁電流I1を反映して、傾斜を伴って上昇する。かかる傾斜は励磁コイル31が有する誘導性成分に起因する。
Before the time t1, all the drive control signals EV_k take the “L” logical potential, and the waveform of the detection result EV_AN rises with a gradient from the time t1 reflecting the exciting current I1. This inclination is due to the inductive component of the
励磁コイル31,32,33には故障がないので、検出結果EV_ANの波形は上述の傾斜を除けば時刻t1〜t4において平坦となる。これは通常、全ての励磁電流Ikは定常状態において等しいからである。
Since there is no failure in the
しかし励磁コイル34における短絡故障に起因して、検出結果EV_ANの波形は時刻t4において上昇し、時刻t5には閾値TH2を超える。これはドライバ電流Ibが過電流となったことを表すので、更なる電流値の超過を回避すべく、駆動制御信号EV_4の採る電位は、時刻t5において“H”論理電位から“L”論理電位に遷移する。検出結果EV_ANの波形が時刻t4以前において閾値TH2を超えた場合にも、その後は全ての駆動制御信号EV_kは“L”論理電位を採る。かかる駆動制御信号EV_kの制御も制御回路1によって行なわれる。
However, due to the short-circuit failure in the
なお、励磁コイル34において短絡故障が発生していたとしても、駆動制御信号EV_4が“H”論理電位を採る時間が短ければ、検出結果EV_ANの波形は時刻t4において上昇するものの、閾値TH2を超えないまま、駆動制御信号EV_4が“L”論理電位へ遷移することもあり得る。この観点から、本実施の形態において駆動制御信号EV_kが“H”論理電位を採る期間は、短絡故障が発生しているときに検出結果EV_ANの波形が上昇する傾斜を考慮して充分に長い時間を有することが望ましい。
Even if a short-circuit failure occurs in the
また、短絡故障の検出という観点からは、駆動制御信号EV_kが“H”論理電位を排他的に採る順序は不問である。しかしながら、ここでは励磁コイル31,32,33,34は、それぞれA相、B相、Aバー相、Bバー相の励磁コイルとして例示されているので、故障の有無が不明なままステッピングモータ3を回転させることを避けることが望ましい。この観点では、ステッピングモータ3で1相励磁も2相励磁も発生しないことが望ましい。上述の駆動制御信号EV_kが“H”論理電位を排他的に採る順序は、1相励磁も2相励磁も発生させない。
Further, from the viewpoint of detecting a short circuit failure, the order in which the drive control signal EV_k exclusively takes the “H” logical potential does not matter. However, since the
図6は第2動作の処理を例示するフローチャートである。当該フローチャートも、第1動作のフローチャートと同様に、他の処理の割り込み処理として採用することができる。 FIG. 6 is a flowchart illustrating the processing of the second operation. Similar to the flowchart of the first operation, the flowchart can also be adopted as interrupt processing for other processing.
当該フローチャートではまず、ステップS21において、少なくとも一つの駆動制御信号EV_kが“H”論理電位を採る。図5に即して言えば、時刻t1〜t2において駆動制御信号EV_1が“H”論理電位を採り、駆動制御信号EV_2,EV_3,EV_4が“L”論理電位を採る。その後、ステップS22において検出結果EV_ANが閾値TH2よりも大きいか否かが判断される。図5に即して言えば、時刻t1〜t3において検出結果EV_ANは閾値TH2よりも小さく、よってステップS22の判断結果は否定的である。よって図6において“No”で示されるステップS22からの分岐に従って、処理はステップS24に進む。ステップS24では、第2動作の開始後、全ての駆動制御信号EV_kが少なくとも一度は“H”論理電位を採ったか否かが判断される。これは全ての励磁コイル31,32,33,34において短絡故障の有無を判断することが望ましいからである。
In the flowchart, first, in step S21, at least one drive control signal EV_k takes an “H” logical potential. According to FIG. 5, at time t1 to t2, the drive control signal EV_1 takes an “H” logical potential, and the drive control signals EV_2, EV_3, and EV_4 take an “L” logical potential. Then, in step S22, it is determined whether or not the detection result EV_AN is larger than the threshold value TH2. According to FIG. 5, the detection result EV_AN is smaller than the threshold value TH2 at times t1 to t3, and therefore the determination result in step S22 is negative. Therefore, the process proceeds to step S24 according to the branch from step S22 indicated by “No” in FIG. In step S24, it is determined whether or not all the drive control signals EV_k have taken the “H” logical potential at least once after the start of the second operation. This is because it is desirable to determine the presence or absence of a short-circuit failure in all the
図5に即して言えば、時刻t3よりも前の時点ではまだ駆動制御信号EV_2,EV_3,EV_4が“H”論理電位を採っておらず、ステップS24の判断結果は否定的となる。よって図6において“No”で示されるステップS24からの分岐に従って、処理はステップS21に戻る。ステップS21では、上述のようにステッピングモータ3を回転させないようなパターンで、駆動制御信号EV_kが“H”論理電位を採ることが望ましい。
According to FIG. 5, the drive control signals EV_2, EV_3, and EV_4 have not yet taken the "H" logical potential at the time before the time t3, and the determination result in step S24 is negative. Therefore, the process returns to step S21 according to the branch from step S24 indicated by “No” in FIG. In step S21, it is desirable that the drive control signal EV_k takes an “H” logical potential in a pattern that does not rotate the stepping
図5に即して言えば、時刻t1の後、時刻t5に至る前には、ステップS22の判断結果は否定的である。しかし時刻t5に至ってステップS22の判断結果が肯定的となり(検出結果EV_ANが閾値TH2よりも大きい:図6において“Yes”で示されるステップS22からの分岐)、処理はステップS23へ進む。ステップS23においてステッピングモータ3には短絡故障が存在すると判断される。このようにして、図6で示されたフローチャートを用いて、図5を用いて説明された第2動作が実現される。
According to FIG. 5, the determination result in step S22 is negative after the time t1 and before the time t5 is reached. However, at time t5, the determination result in step S22 becomes affirmative (detection result EV_AN is larger than the threshold value TH2: branching from step S22 indicated by “Yes” in FIG. 6), and the process proceeds to step S23. In step S23, it is determined that the stepping
更なる電流値の超過を回避すべく、ステップS23の後、処理はステップS25に進み、ステップS25において全ての駆動制御信号EV_kが“L”論理電位を採ることが望ましい。 In order to avoid further excess of the current value, it is desirable that after step S23, the process proceeds to step S25, and in step S25 all the drive control signals EV_k take an “L” logical potential.
上述の例示では、駆動制御信号EV_kが“H”論理電位を排他的に採る場合を説明した。駆動制御信号EV_kのn個が“H”論理電位を並行して採る場合、閾値TH2(あるいは値Ib2)をそのn個に応じて決定することができる。あるいは駆動制御信号EV_kの全てが“H”論理電位を並行して採る場合におけるドライバ電流Ibの許容値を値Ib2に設定してもよい。通常、一つの励磁コイルにおいてのみ短絡故障が発生しても、これによる過電流は、かかる許容値を超えるからである。 In the above example, the case where the drive control signal EV_k exclusively takes the “H” logical potential has been described. When n of the drive control signals EV_k take "H" logical potentials in parallel, the threshold TH2 (or the value Ib2) can be determined according to the n. Alternatively, the permissible value of the driver current Ib when all of the drive control signals EV_k take "H" logical potentials in parallel may be set to the value Ib2. This is because, even if a short-circuit failure occurs in only one exciting coil, the overcurrent caused by the short-circuit failure usually exceeds such an allowable value.
<第3動作>
駆動制御信号EV_kがドライバ2に対し、励磁コイル3kの一つのみにおいて励磁電流Ikを供給させる制御を行なう場合を検討する。この場合、例えば励磁コイル34において開放故障があれば、励磁電流I4が流れない。よってドライバ電流Ibの電流値が正の閾値よりも小さいとき、励磁コイル3kの少なくとも一つにおいて開放故障があると、ひいてはステッピングモータ3に開放故障があると判断することができる。かかる判断は制御回路1において行なわれる。かかる判断を第3動作と仮称する。
<Third operation>
Consider a case where the drive control signal EV_k controls the
第3動作の閾値として、いずれの励磁コイル3kにも開放故障がないと判断するための、ドライバ電流Ibの電流値の下限よりも小さな正の値を採用することができる。例えば、正常な励磁コイル3kの一つのみにおいて流れる励磁電流Ikの下限よりも小さな正の値を採用することができる。他方、ノイズによって開放故障であると判断することを回避する観点からは、第3動作の閾値はノイズによって発生し得るドライバ電流Ibの値よりも大きく設定することが望ましい。
As the threshold value of the third operation, a positive value smaller than the lower limit of the current value of the driver current Ib can be adopted to determine that there is no open failure in any of the
図7は第3動作を説明するグラフであり、励磁コイル31,32,33には故障がなく励磁コイル34のみに開放故障があると判断される場合の駆動制御信号EV_kおよび検出結果EV_ANの波形を示す。ここでは第3動作の閾値が、検出結果EV_ANにおいて正の閾値TH3として表される場合が例示される。例えば検出器4が抵抗値Rの抵抗素子で実現され、励磁電流Ikの1つ分についての上記閾値が値Ib3である場合、TH3=R×Ib3の関係がある。
FIG. 7 is a graph for explaining the third operation, and is a waveform of the drive control signal EV_k and the detection result EV_AN when it is determined that the
図7でも図5と同様に、駆動制御信号EV_1,EV_3,EV_2,EV_4が“H”論理電位を、この順にかつ排他的に採る場合が例示される。 In FIG. 7, as in FIG. 5, a case where the drive control signals EV_1, EV_3, EV_2, and EV_4 take the “H” logical potential in this order and exclusively is exemplified.
時刻t1以前では全ての駆動制御信号EV_kは“L”論理電位を採る場合が例示されており、図5と同様に、検出結果EV_ANの波形は時刻t1から傾斜を伴って上昇する。よって開放故障があると判断するためには、ドライバ電流Ibの電流値が正の閾値よりも小さい期間が所定期間で続くことを要件とすることが望ましい。 The case where all the drive control signals EV_k take the “L” logical potential is exemplified before the time t1, and the waveform of the detection result EV_AN rises with a gradient from the time t1 as in FIG. Therefore, in order to determine that there is an open failure, it is desirable that the period in which the current value of the driver current Ib is smaller than the positive threshold value continues for a predetermined period.
励磁コイル31,32,33には故障がないので、検出結果EV_ANの波形は上述の傾斜を除けば時刻t1〜t4において平坦となる。しかし励磁コイル34における開放故障に起因して、検出結果EV_ANの波形は時刻t4において、急激に低下して閾値TH3を下回る。そして検出結果EV_ANが閾値TH3を下回る状態が所定期間Δtで続けば、ステッピングモータ3に開放故障があると判断される。よって時刻(t4+Δt)において、駆動制御信号EV_4は“H”論理電位から“L”論理電位に遷移する。検出結果EV_ANの波形が時刻t4以前において閾値TH3を所定期間Δtで下回る場合にも、その後は全ての駆動制御信号EV_kは“L”論理電位を採る。かかる駆動制御信号EV_kの制御も制御回路1によって行なわれる。
Since there is no failure in the
なお、励磁コイル34において開放故障が発生していたとしても、駆動制御信号EV_4が“H”論理電位を採る時間が短ければ、検出結果EV_ANの波形は時刻t4において閾値TH3よりも小さいものの、その状態が所定期間Δtで維持されないこともあり得る。よって判断の精度を上げる観点で、所定期間Δtは、駆動制御信号EV_kが“H”論理電位を採るために設定される期間よりも短いことが望ましい。
Even if an open failure occurs in the
図8は第3動作の処理を例示するフローチャートである。当該フローチャートも、第1動作のフローチャートと同様に、他の処理の割り込み処理として採用することができる。 FIG. 8 is a flowchart illustrating the processing of the third operation. Similar to the flowchart of the first operation, the flowchart can also be adopted as interrupt processing for other processing.
当該フローチャートではまず、ステップS31において、一つの駆動制御信号EV_kのみが順次に“H”論理電位を採る。図7に即して言えば、時刻t1〜t3において駆動制御信号EV_1が“H”論理電位を採り、駆動制御信号EV_2,EV_3,EV_4が“L”論理電位を採る。その後、ステップS32において検出結果EV_ANが閾値TH3よりも小さいか否かが判断される。図7に即して言えば、時刻t1〜t3において検出結果EV_ANは閾値TH3よりも大きく、よってステップS32の判断結果は否定的である。よって図8において“No”で示されるステップS32からの分岐に従って、処理はステップS34に進む。ステップS34では、第3動作の開始後、全ての駆動制御信号EV_kが少なくとも一度は“H”論理電位を採ったか否かが判断される。これは全ての励磁コイル31,32,33,34において開放故障の有無を判断することが望ましいからである。
In the flowchart, first, in step S31, only one drive control signal EV_k sequentially takes the “H” logical potential. According to FIG. 7, at time t1 to t3, the drive control signal EV_1 takes an “H” logical potential, and the drive control signals EV_2, EV_3, and EV_4 take an “L” logical potential. Then, in step S32, it is determined whether or not the detection result EV_AN is smaller than the threshold value TH3. According to FIG. 7, the detection result EV_AN is larger than the threshold value TH3 at times t1 to t3, and therefore the determination result in step S32 is negative. Therefore, the process proceeds to step S34 according to the branch from step S32 indicated by “No” in FIG. In step S34, it is determined whether or not all the drive control signals EV_k have taken the “H” logical potential at least once after the start of the third operation. This is because it is desirable to determine the presence or absence of an open failure in all the
図7に即して言えば、時刻t3よりも前の時点ではまだ駆動制御信号EV_2,EV_3,EV_4が“H”論理電位を採っておらず、ステップS34の判断結果は否定的となる。よって図8において“No”で示されるステップS34からの分岐に従って、処理はステップS31に戻る。ステップS31では、上述のようにステッピングモータ3を回転させないようなパターンで、駆動制御信号EV_kが“H”論理電位を採ることが望ましい。
According to FIG. 7, the drive control signals EV_2, EV_3, and EV_4 have not yet taken the "H" logical potential at the time before the time t3, and the determination result in step S34 is negative. Therefore, the process returns to step S31 according to the branch from step S34 indicated by “No” in FIG. In step S31, it is desirable that the drive control signal EV_k takes an “H” logical potential in a pattern that does not rotate the stepping
図7に即して言えば、時刻t1の後、時刻t4に至る前には、ステップS32の判断結果は否定的である。しかし時刻t4に至ってステップS32の判断結果が肯定的となり(検出結果EV_ANが閾値TH3よりも小さい:図8において“Yes”で示されるステップS32からの分岐)、処理はステップS33へ進む。ステップS33においてステッピングモータ3には開放故障が存在すると判断される。このようにして、図8で示されたフローチャートを用いて、図7を用いて説明された第3動作が実現される。
According to FIG. 7, the determination result in step S32 is negative after the time t1 and before the time t4. However, at time t4, the determination result in step S32 becomes affirmative (detection result EV_AN is smaller than the threshold value TH3: branching from step S32 indicated by “Yes” in FIG. 8), and the process proceeds to step S33. In step S33, it is determined that the stepping
図8では、ステップS33の後、処理はステップS35に進み、ステップS35において全ての駆動制御信号EV_kが“L”論理電位を採るフローが例示されている。開放故障であっても、ステッピングモータ3に故障があると判断されていれば、これを駆動しないことが望ましいからである。同様の観点で、第1動作においてドライバ2に故障があると判断された場合でも、全ての駆動制御信号EV_kが“L”論理電位を採ることが望ましい。
In FIG. 8, after step S33, the process proceeds to step S35, and in step S35, a flow in which all the drive control signals EV_k take an “L” logical potential is illustrated. This is because it is desirable not to drive the stepping
<第4動作>
駆動制御信号EV_kが、ドライバ2に対してステッピングモータ3を回転させるパターンを有する場合を検討する。ここではステッピングモータ3に2相励磁を行なって回転させる場合を説明するが、1−2相励磁を行なって回転させる場合も同様に説明できる。ここではステッピングモータ3が正常に回転した後、励磁コイル32において短絡故障が発生した場合を説明する。
<Fourth operation>
Consider the case where the drive control signal EV_k has a pattern for rotating the stepping
励磁コイル32において短絡故障が発生すると励磁電流I2が過電流となる。よってドライバ電流Ibの電流値が正の閾値よりも大きいとき、励磁コイル3kの少なくとも一つにおいて短絡故障があると、ひいてはステッピングモータ3に短絡故障があると判断することができる。かかる判断は制御回路1において行なわれる。かかる判断は第2動作と同様であるが、ステッピングモータ3が正常に回転した後のかかる判断を第4動作と仮称する。
When a short-circuit failure occurs in the
第4動作の閾値として、いずれの励磁コイル3kにも短絡故障がないと判断するための、ドライバ電流Ibの電流値の上限を採用することができる。例えば、2相励磁では、駆動制御信号EV_kがドライバ2に対し、励磁コイル3kの2個において励磁電流Ikを供給させる制御を行なうので、当該閾値としては励磁電流Ikの上限値の2つ分の値を設定することができる。
As the threshold value of the fourth operation, the upper limit of the current value of the driver current Ib for determining that there is no short-circuit failure in any of the
図9は第4動作を説明するグラフであり、駆動制御信号EV_kおよび検出結果EV_ANの波形を示す。第4動作の閾値は、検出結果EV_ANにおいて正の閾値TH4として表される場合が例示される。例えば検出器4が抵抗値Rの抵抗素子で実現され、励磁電流Ikの上限値の2つ分の値が値Ib4である場合、TH4=R×Ib4の関係がある。
FIG. 9 is a graph for explaining the fourth operation, and shows the waveforms of the drive control signal EV_k and the detection result EV_AN. The case where the threshold value of the fourth operation is represented as a positive threshold value TH4 in the detection result EV_AN is exemplified. For example, when the
ここでは駆動制御信号EV_kがドライバ2に対し、ステッピングモータ3に対して2相励磁を行わせるパターンを有する。具体的には駆動制御信号EV_1,EV_2,EV_3,EV_4が、この順に“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移し、駆動制御信号EV_1が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移する時点で駆動制御信号EV_3が“H”論理電位から“L”論理電位へ遷移し、駆動制御信号EV_2が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移する時点で駆動制御信号EV_4が“H”論理電位から“L”論理電位へ遷移し、駆動制御信号EV_3が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移する時点で駆動制御信号EV_1が“H”論理電位から“L”論理電位へ遷移し、駆動制御信号EV_4が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移する時点で駆動制御信号EV_2が“H”論理電位から“L”論理電位へ遷移するパターンが例示されている。但し,ステッピングモータ3を回転させる当初(ここでは時刻10〜t40)は上記パターンは厳密には発生しない。
Here, the drive control signal EV_k has a pattern in which the
時刻t10以前では全ての駆動制御信号EV_kは“L”論理電位を採る場合が例示されており、ドライバ電流Ibは流れない(図9において検出結果EV_ANは、基準線となる破線と一致)。時刻t10において駆動制御信号EV_1が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移すると、励磁電流I1を反映して、検出結果EV_ANは傾斜を伴って上昇する。その後、時刻t20において駆動制御信号EV_2が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移すると、励磁電流I1,I2の和を反映して、検出結果EV_ANは傾斜を伴って更に上昇する。 Before the time t10, the case where all the drive control signals EV_k take the “L” logical potential is exemplified, and the driver current Ib does not flow (in FIG. 9, the detection result EV_AN coincides with the broken line serving as the reference line). When the drive control signal EV_1 transitions from the “L” logical potential to the “H” logical potential at time t10, the detection result EV_AN rises with an inclination, reflecting the exciting current I1. After that, when the drive control signal EV_2 transitions from the “L” logical potential to the “H” logical potential at time t20, the detection result EV_AN further rises with an inclination, reflecting the sum of the exciting currents I1 and I2.
時刻t30において駆動制御信号EV_3が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移し、駆動制御信号EV_1が“H”論理電位から“L”論理電位へ遷移すると、ドライバ電流Ibは励磁電流I2,I3の和となる。また時刻t40において駆動制御信号EV_4が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移し、駆動制御信号EV_2が“H”論理電位から“L”論理電位へ遷移すると、ドライバ電流Ibは励磁電流I3,I4の和となる。通常、全ての励磁電流Ikは定常状態において等しいので、故障が発生しなければ検出結果EV_ANの波形は時刻t30以降において平坦となる。 When the drive control signal EV_3 transitions from the "L" logical potential to the "H" logical potential at time t30 and the drive control signal EV_1 transitions from the "H" logical potential to the "L" logical potential, the driver current Ib becomes the exciting current I2. , I3. When the drive control signal EV_4 transitions from the "L" logical potential to the "H" logical potential at time t40 and the drive control signal EV_2 transitions from the "H" logical potential to the "L" logical potential, the driver current Ib becomes the exciting current. It is the sum of I3 and I4. Normally, all exciting currents Ik are equal in the steady state, so if no failure occurs, the waveform of the detection result EV_AN becomes flat after time t30.
図9では、時刻t40以降、暫時は2相励磁によってステッピングモータ3が回転するが、回転中に励磁コイル32に短絡故障が発生した場合が示される。時刻t49において駆動制御信号EV_2が“L”論理電位から“H”論理電位へ遷移すると、励磁コイル32の短絡故障に起因して、検出結果EV_ANの波形は時刻t49において上昇し、時刻t59には閾値TH4を超える。これはドライバ電流Ibが過電流となったことを表すので、更なる電流値の超過を回避すべく、全ての駆動制御信号EV_kは“L”論理電位を採る。かかる駆動制御信号EV_kの制御も制御回路1によって行なわれる。
FIG. 9 shows a case where the stepping
図10は第4動作の処理を例示するフローチャートである。当該フローチャートも、第1動作のフローチャートと同様に、他の処理の割り込み処理として採用することができる。しかし、第4動作はステッピングモータ3を回転させる処理を行なっており、当該回転のための処理に含まれる短絡故障の判断である、と考えることもできる。
FIG. 10 is a flowchart illustrating the processing of the fourth operation. Similar to the flowchart of the first operation, the flowchart can also be adopted as interrupt processing for other processing. However, it can be considered that the fourth operation is a process of rotating the stepping
当該フローチャートではまず、ステップS41において、ステッピングモータ3を回転させるパターンで、駆動制御信号EV_kを遷移させる。図9に即して言えば、当該パターンはステッピングモータ3に2相励磁を与える。いずれか一つの駆動制御信号EV_kについて遷移があれば、処理がステップS42に進む。ステップS42において検出結果EV_ANが閾値TH4よりも大きいか否かが判断される。図9に即して言えば、時刻t10においてステップS41によって駆動制御信号EV_1の波形は“L”論理電位から“H”論理電位へと遷移し、ステップS42が実行される。
In the flowchart, first, in step S41, the drive control signal EV_k is changed in a pattern of rotating the stepping
時刻t10〜t20において検出結果EV_ANは閾値TH4よりも大きく、よってステップS42の判断結果は否定的である。よって図10において“No”で示されるステップS42からの分岐に従って、処理はステップS41に戻る。そして図9に即して言えば、時刻t20においてステップS41によって駆動制御信号EV_2の波形は“L”論理電位から“H”論理電位へと遷移し、再びステップS42が実行される。 At time t10 to t20, the detection result EV_AN is larger than the threshold value TH4, and therefore the determination result in step S42 is negative. Therefore, the process returns to step S41 according to the branch from step S42 indicated by "No" in FIG. Then, according to FIG. 9, at time t20, the waveform of the drive control signal EV_2 is changed from the “L” logical potential to the “H” logical potential by step S41, and step S42 is executed again.
このようにしてステップS41,S42が繰り返し実行され、ある時点でステップS42の判断結果が肯定的となる場合を説明する。図9に即して言えば、時刻t49でステップS41によって駆動制御信号EV_2の波形は“L”論理電位から“H”論理電位へと遷移し、ステップS42が実行されると、時刻59において検出結果EV_ANが閾値TH4を超える。よってステップS42の判断結果が肯定的となり(検出結果EV_ANが閾値TH4よりも大きい:図10において“Yes”で示されるステップS42からの分岐)、処理はステップS43へ進む。ステップS43においてステッピングモータ3には短絡故障が存在すると判断される。このようにして、図10で示されたフローチャートを用いて、図9を用いて説明された第4動作が実現される。
A case where steps S41 and S42 are repeatedly executed in this way and the determination result of step S42 becomes positive at a certain point will be described. According to FIG. 9, the waveform of the drive control signal EV_2 is changed from the “L” logical potential to the “H” logical potential by step S41 at time t49, and when step S42 is executed, it is detected at time 59. Result EV_AN exceeds the threshold TH4. Therefore, the determination result in step S42 becomes affirmative (the detection result EV_AN is larger than the threshold value TH4: the branch from step S42 indicated by “Yes” in FIG. 10), and the process proceeds to step S43. In step S43, it is determined that the stepping
更なる電流値の超過を回避すべく、ステップS43の後、処理はステップS44に進み、ステップS44において全ての駆動制御信号EV_kが“L”論理電位を採ることが望ましい。 In order to avoid further excess of the current value, it is desirable that the process proceeds to step S44 after step S43, and in step S44 all the drive control signals EV_k take an “L” logical potential.
上記第1〜第4動作は独立して実行することができる。例えばステッピングモータ3を稼働する前に第1動作、第2動作、第3動作の少なくとも一つを実行し、ステッピングモータ3を稼働する際に第4動作を実行することができる。もちろん、第1動作においてドライバ2に短絡故障があると判断された場合、第2動作においてステッピングモータ3に短絡故障があると判断された場合、第3動作においてステッピングモータ3に開放故障があると判断された場合には、第4動作を行なわなくてもよい。
The first to fourth operations can be executed independently. For example, at least one of the first operation, the second operation, and the third operation can be executed before the stepping
例えば第2動作と第3動作を並行して実行してもよい。この場合、第2動作において採用される駆動制御信号EV_kは、第3動作と同様に、一つのみ順次に“H”論理電位となる。図6および図8に即してみれば、第2動作で採用されるステップS21として、第3動作で採用されるステップS31を採用する。またステップS24とステップS34とを兼用し、ステップS25とステップS35とを兼用することもできる。 For example, the second operation and the third operation may be executed in parallel. In this case, only one drive control signal EV_k adopted in the second operation sequentially becomes the “H” logical potential as in the third operation. According to FIGS. 6 and 8, step S31 adopted in the third operation is adopted as step S21 adopted in the second operation. Further, step S24 and step S34 can be combined, and steps S25 and S35 can also be used.
第3動作で導入した所定期間Δtを第1動作、第2動作、第4動作において導入してもよい。かかる導入はこれらの動作においてノイズ等に由来する誤判断を低減する観点で望ましい。例えば第1動作について言えば、ステップS12において検出結果EV_ANが閾値TH1よりも大きい期間が所定期間Δtで維持されればドライバ2に短絡故障があると判断(ステップS13)してもよい。例えば第2動作について言えば、ステップS22において検出結果EV_ANが閾値TH2よりも大きい期間が所定期間Δtで維持されれば、ステッピングモータ3に短絡故障が存在すると判断(ステップS23)してもよい。例えば第4動作について言えば、ステップS42において検出結果EV_ANが閾値TH4よりも大きい期間が所定期間Δtで維持されればステッピングモータ3に短絡故障が存在すると判断(ステップS43)してもよい。
The predetermined period Δt introduced in the third operation may be introduced in the first operation, the second operation, and the fourth operation. Such introduction is desirable from the viewpoint of reducing erroneous judgment due to noise or the like in these operations. For example, regarding the first operation, if the period in which the detection result EV_AN is larger than the threshold value TH1 is maintained in the predetermined period Δt in step S12, it may be determined that the
上述のように駆動制御信号EV_kを出力し、検出結果EV_ANを入力し、第1〜第4動作を行なう制御回路1は、マイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成することができる。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理のステップ(換言すれば手順)を実行する。例えば図4、図6、図8、図10の各ステップは当該マイクロコンピュータで実行される。
As described above, the
上記記憶装置は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ(EPROM(Erasable Programmable ROM)等)などの各種記憶装置の1つまたは複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御回路1はこれに限らず、制御回路1によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段または各種機能の一部または全部をハードウェアで実現しても構わない。
The storage device can be configured by one or more of various storage devices such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a rewritable non-volatile memory (EPROM (Erasable Programmable ROM), etc.). .. The storage device stores various information, data, and the like, stores a program executed by a microcomputer, and provides a work area for executing the program. It should be noted that the microcomputer can be grasped as functioning as various means corresponding to each processing step described in the program, or can be grasped as realizing various functions corresponding to each processing step. Further, the
図11はステッピングモータ3を利用した冷凍回路9を例示するブロック図である。冷凍回路9は圧縮機91、熱交換器92,94、膨張弁93を備える。不図示の冷媒が圧縮機91によって圧縮され、熱交換器92によって蒸発し、膨張弁93によって膨張し、熱交換器94によって凝縮する。図中の白矢印は冷媒が循環する方向を示す。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a refrigeration circuit 9 using the stepping
膨張弁93は電磁弁であって、制御回路1で制御されるステッピングモータ3によってその開度が調整される。
The
モータ駆動システム100は、ドライバ2と、検出器4と、制御回路1とを備える。そしてドライバ2は、ステッピングモータ3における複数の励磁コイル31,32,33,34毎に励磁電流I1,I2,I3,I4の供給/遮断を行なう。検出器4は、ドライバに流れる電流であるドライバ電流Idを検出する。
The
制御回路1は、
(i)励磁電流Ikの供給/遮断を制御する信号である駆動制御信号EV_kをドライバ2に対して出力し、
(ii)検出器4による検出結果EV_ANを入力し、
(iii)駆動制御信号EV_kがドライバ2に対して励磁コイル3kの全てにおいて励磁電流Ikを遮断させる制御を行なう場合に検出結果EV_ANが正の閾値TH1よりも大きいとき、ドライバ2に故障があると判断する。
The
(i) The drive control signal EV_k, which is a signal for controlling the supply / cutoff of the exciting current Ik, is output to the
(ii) Input the detection result EV_AN by the
(iii) When the drive control signal EV_k controls the
このような構成、機能、作用により、ドライバ2に流れるドライバ電流Idに基づいて、故障判断が行なわれる。
With such a configuration, function, and action, failure determination is performed based on the driver current Id flowing through the
望ましくは、駆動制御信号EV_1kがドライバ2に対して励磁コイル3kの少なくとも一つにおいて励磁電流Ikを供給させる制御を行なう場合に、検出結果EV_ANが正の閾値TH2よりも大きいとき、制御回路1はステッピングモータ3に短絡故障があると判断する。望ましくは当該制御における励磁電流Ikはステッピングモータ3を回転させない。故障の有無が不明なままステッピングモータ3を回転させることを避けるためである。
Desirably, when the drive control signal EV_1k controls the
あるいは、励磁コイル3kの一つのみにおいて励磁電流Ikを供給させる制御を行なう場合に、検出結果EV_ANが正の閾値TH3よりも小さい期間が所定期間Δt続くとき、制御回路1はステッピングモータ3に開放故障があると判断する。望ましくは当該制御における励磁電流Ikはステッピングモータ3を回転させない。故障の有無が不明なままステッピングモータ3を回転させることを避けるためである。判断の精度を上げる観点では、所定期間Δtは励磁コイル3kの一つに励磁電流Ikを供給させるための期間よりも短いことが望ましい。
Alternatively, when controlling to supply the exciting current Ik with only one of the
また、駆動制御信号EV_kがドライバ2に対してステッピングモータ3を回転させるパターンを有する場合に、検出結果EV_ANが閾値TH4よりも大きいとき、制御回路1はステッピングモータ3に短絡故障があると判断してもよい。
Further, when the drive control signal EV_k has a pattern for rotating the stepping
ドライバ2の故障、ステッピングモータ3の開放故障、ステッピングモータ3の短絡故障のいずれかがあると判断された後、制御回路1はドライバ2に対して励磁コイル3kの全てにおいて励磁電流Ikを遮断させる制御を行なうことが望ましい。例えば短絡故障が発生しているとき、かかる制御で更なる電流値の超過を回避するためである。
After it is determined that there is a failure of the
例えばドライバ2は励磁コイル3kに対応して設けられるドライバ素子21,22,23,24を有する。そして互いに対応するドライバ素子2kと励磁コイル3kとは直流電源5に対して直列に接続される。ドライバ電流Idは、全ての励磁コイル3kについての励磁電流Ikの総和である。
For example, the
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。上述の各種の実施形態および変形例は相互に組み合わせることができる。 Although the embodiments have been described above, it will be understood that various modifications of the embodiments and details are possible without departing from the purpose and scope of the claims. The various embodiments and modifications described above can be combined with each other.
1 制御回路
2 ドライバ
3 ステッピングモータ
4 検出器
5 直流電源
21,22,23,24 ドライバ素子
31,32,33,34 励磁コイル
100 モータ駆動システム
EV_1,EV_2,EV_3,EV_4 駆動制御信号
EV_AN 検出結果
I1,I2,I3,I4 励磁電流
Id ドライバ電流
TH1,TH2,TH3,TH4 閾値
Δt 所定期間
1
Claims (9)
前記ドライバに流れる電流であるドライバ電流(Id)を検出する検出器(4)と、
前記励磁電流の供給/遮断を制御する信号である駆動制御信号(EV_1,EV_2,EV_3,EV_4)を前記ドライバに対して出力し、前記検出器による検出の結果(EV_AN)を入力し、前記駆動制御信号が前記ドライバに対して前記励磁コイルの全てにおいて前記励磁電流を遮断させる制御を行なう場合に前記ドライバ電流の電流値が正の第1閾値(TH1)よりも大きいとき、前記ドライバに故障があると判断する制御回路(1)と
を備え、
前記励磁コイルの一つのみにおいて前記励磁電流を供給させる制御を行なう場合に前記電流値が正の第3閾値(TH3)よりも小さい期間が所定期間(Δt)続くとき、前記制御回路は前記ステッピングモータに開放故障があると判断するモータ駆動システム(100)。 A driver (2) that supplies / cuts an exciting current (I1, I2, I3, I4) for each of a plurality of exciting coils (31, 32, 33, 34) in the stepping motor (3).
A detector (4) that detects the driver current (Id), which is the current flowing through the driver, and
A drive control signal (EV_1, EV_2, EV_3, EV_4), which is a signal for controlling the supply / cutoff of the exciting current, is output to the driver, a detection result (EV_AN) by the detector is input, and the drive is performed. When the control signal controls the driver to cut off the exciting current in all of the exciting coils, when the current value of the driver current is larger than the positive first threshold value (TH1), the driver fails. It is equipped with a control circuit (1) that determines that it exists .
When the exciting current is controlled to be supplied by only one of the exciting coils and the current value is smaller than the positive third threshold value (TH3) for a predetermined period (Δt), the control circuit performs the stepping. motor drive system that determines that there is an open fault in the motor (100).
前記ドライバに流れる電流であるドライバ電流(Id)を検出する検出器(4)と、
前記励磁電流の供給/遮断を制御する信号である駆動制御信号(EV_1,EV_2,EV_3,EV_4)を前記ドライバに対して出力し、前記検出器による検出の結果(EV_AN)を入力し、前記駆動制御信号が前記ドライバに対して前記励磁コイルの全てにおいて前記励磁電流を遮断させる制御を行なう場合に前記ドライバ電流の電流値が正の第1閾値(TH1)よりも大きいとき、前記ドライバに故障があると判断する制御回路(1)と
を備え、
前記駆動制御信号が前記ドライバに対して前記励磁コイルの少なくとも一つにおいて前記励磁電流を供給させる制御を行なう場合に前記電流値が正の第2閾値(TH2)よりも大きいとき、前記制御回路は前記ステッピングモータに短絡故障があると判断するモータ駆動システム(100)。 A driver (2) that supplies / cuts an exciting current (I1, I2, I3, I4) for each of a plurality of exciting coils (31, 32, 33, 34) in the stepping motor (3).
A detector (4) that detects the driver current (Id), which is the current flowing through the driver, and
A drive control signal (EV_1, EV_2, EV_3, EV_4), which is a signal for controlling the supply / cutoff of the exciting current, is output to the driver, a detection result (EV_AN) by the detector is input, and the drive is performed. When the control signal controls the driver to cut off the exciting current in all of the exciting coils, when the current value of the driver current is larger than the positive first threshold value (TH1), the driver fails. With the control circuit (1) that determines that there is
With
When the drive control signal controls the driver to supply the exciting current in at least one of the exciting coils, when the current value is larger than a positive second threshold value (TH2), the control circuit is used. the makes the chromophore at the distal end over motor drive system be determined that there is a short circuit fault to the stepping motor (100).
互いに対応する前記ドライバ素子と前記励磁コイルとは直流電源(5)に対して直列に接続され、
前記ドライバ電流は、全ての前記励磁コイルについての前記励磁電流の総和である、請求項1から請求項8のいずれか一つに記載のモータ駆動システム。 The driver has a plurality of driver elements (21, 22, 23, 24) provided corresponding to the exciting coil.
The corresponding driver element and the exciting coil are connected in series with respect to the DC power supply (5).
The motor drive system according to any one of claims 1 to 8, wherein the driver current is the sum of the exciting currents of all the exciting coils.
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