JPS5869500A - ステツプ・モ−タの電力消費を減少する方法および該方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ステップ・モータに供給される各駆動、ｏル
スの持続期間を、該ステップ・モータによって駆動され
る負荷に自動的に適合することにより、ステップ・モー
タの電力消費を減少するための方法に関する。 本発明はまた、上記方法を実施するための時計用のステ
ップ・モータの制御装置にも関する。 ステップ・モータの電力消費を減少するために既に数多
の方法が提案されている。 例えば、フランス国特許第２２００６７５号明細書には
、モータによって駆動される負荷を測定し、モータ駆動
・ξルスがモータの巻線に印加さＫる時に該巻線を流れ
る電流を測定し、そして該電流が最小値を越支た時にモ
ータ駆動パルスを遮断もしくは中断することが提案され
ている。 しかしながら、このような電流の最小値の検出は、妨害
信号が電流の測定信号に重畳され得ると言う理由から正
確なものではない。そのために上記の公知の方法の信頼
性は低い。特に成る種のモータや、モータによって駆動
される負荷が犬ぎい場合には、上記の最小値が存在しな
くなって、そのために上記の公知の方法が実施−不可能
になる場合がある。 したがって、本発明の目的は、有らゆる型のモータに適
宜適用することができ、モータ駆動・ξルスの長さもし
くは持続期間をモータによって駆動される負荷に適合す
ることを可能にする信頼性の高い方法を提供することに
ある。 本発明による方法は、各モータ駆動・ξルスの持続中に
、複数の要素中断期間を設けてこの要素中断期間中に電
源を巻線から切離し、そして該中断期間中に回転子の運
動によりモータの巻線に誘起される電圧の変化を表わす
量を測定することにある。 回転子の回転によりモータの巻線に誘起される。電圧Ｕ
ｉは、該回転子の速度の関数であり、そして該回転子の
時間の関数としての回転速度はモータによって駆動され
る負荷に依存する。 したがって、モータ駆動・ξルスの始端から出発して回
転子の運動により誘起される電圧の挙動を測定すること
によって上記負荷を求めることが可能である。 回転子の回転中、この誘起電圧Ｕ１はモータ負荷が小さ
いか大きいかに従がい異なった挙動で増大して最大値に
達し、次いで減少する。モータ負荷が小さい場合には、
この誘起電圧は、モータ負荷が大きい場合よりも、駆動
・ξルスの始端により接□近゛した時点（複数）で増加
し減少する。 この誘起電圧が予め適当に選択された値Ｕ・Ｓ に達する時点ｔ１を検出し、そしてモータ駆動ノξルス
の始端とこの時点ｔ１　との間で経過する時間の経過を
測定することにより、誘起電圧の変化したがってまたモ
ータによって駆動される負荷の瞬時値の測定量が得られ
る。この測定はモータ巻線への駆動パルスの印加と同時
に行なわれるので、上記負荷の瞬時値の関数として該印
加・セルスの持続期間を制御することが可能となり、こ
のようにして直接的適合が実現される。 本発明者は、回転子が正しくそのステップを終末するこ
とを保証しつつ、モータの最小電力消費を可能にするモ
ータ駆動・ξルスの最適持続期間は、モータ駆動ノξル
スの始端と時点ｔ１　との間で経過する時間Ｔｄの経過
を測定して、モータ駆動・ξルスの全持続期間に対し値
Ｔ。、ｔ＝λＴｄ＋△（但し、λおよび△は各種のモー
タに対して実験的に求められた定数であって同じ電気的
および磁気的特性を有するモータに対し有効に妥当する
）を計算することにより求めることができることを見出
したのである。 以下添付図面を参照し本発明の幾つかの実施例に関し詳
細に説明し、本発明の特徴およθ利点を一層明らかにす
る。 第１図はステップ・モータの等価鼎路を示す。 モータの巻線は、抵抗が零でインダクタンスＬを有する
巻線１および該モータの巻線の抵抗に等しい値Ｒを有す
る抵抗器２によって表わされている。２極永久磁石で記
号的に示されている回転子１ａは、固定子（図示せず）
を介して巻ｌ（ｉ、２）に磁気結合されている。運動に
より誘起される電圧、即ち回転子の回転によってモータ
の巻線内に誘起される電圧は、第１図において電源３で
表わされている。この誘起電圧の値はＵｉで示されてい
る。 モータの給電々源は、内部抵抗が零の電源４と、モータ
に給電を行なう実際の電源の内部抵抗に等しい値Ｒ＊の
抵抗器５によって表わされており、該電源４の起電力は
Ｖによって表わされている。 最後に、第１図の等価回路において、モータの制御回路
は、モータの巻線（１，２）Ｋ対ｆる電源（４，５）の
持続および切離しに用いられる第１の断続器６ならびに
上記巻線を短絡したりあるいは短絡を解除するのに用い
られる第２の断続器７によって表わされている。 一般に、モータの動作に関与する電流および電圧は次の
関係式によって与えられる。 ｄｉ。 Ｕ　　　＝　Ｒ＠　　ｉ　　＋　Ｌ−＋　　Ｕ・−４、
・　　　　　　（”） 上式中、Ｕｍはモータの端子電圧であり、ｌはその巻線
内を流れる電流である。断続器６が閉じられておって断
続器７が開いている時には、この電圧ＵｍはＶ　　Ｒ＊
・１に等しい。駆動・ξルスの中断もしくは休止期間中
、断続器６は開かれ、断続器７は閉ざされる。したがっ
て、実際の場合にそうであるように断続器７の内部抵抗
を無視することができるとすれば・、電圧ＵＩＴｌは零
である。したがって、中断期間中、上式（１）は次のよ
うに書き改めることができる。 −Ｕ・＝Ｒ＠ｉ　＋Ｌ−・・・・・・（２）’　　　　
　　　　　ｄｔ この中断期間が、巻線の時定数τ−Ｌ／Ｒよりも可成り
短かい持続時間Ｔ１を有している場合には、ｉ　：　Ｉ
　８でかつｄｉ　／　ｄｔ＝　（Ｉｂ−Ｉａ）／Ｔｌ　
　とすることができる。ここでＩａおよびＩｂ”は各中
断期間の開始点および鞠時点における電流Ｉの値である
。 上の条件下で、ＬをＲ・τで置換すると、式（２）は次
のように書き改めることができる。 もしくは　　　　　　　　　　　　　　　↓上゛式（３
）から明らかなように、回転子の回転によりモータの巻
線に誘起される電圧Ｕｉは各中断期間毎に、即ち給電電
源が巻線から離され、そして該巻線が短絡される各周期
毎に中断期間の各々の開始時点および終時点における電
流の値■８およびよりを測定することによって求めるこ
とができる。この場合、量Ｒ，ＴＩおよびτは既知であ
る。 実際上は、時点Ｔ１を求めるために、電圧Ｕ・！ 自体を測定してそれを閾値電圧Ｕ１．と比較する必要は
ない。例えば、上式（３）の項（Ｉａ・（τ−Ｔ１）／
τ−Ｉｂ）の値を求めてこの値を基準値β−Ｕ１５・１
／Ｒ−Ｔｌ／τと比較するだけで充分である。 項（Ｉ８・（τ−ＴＩ）／τ−１ｂ）　　の値の決定は
、測定周期の開始時点における電流Ｉ　の値を測定して
メモ・りに記憶し、この測定値に定数α−（τ−Ｔ１）
／τ（この定数は、τおよびＴＩが既知であるので既知
であ゛る）を乗じて記憶し、測定周期の終時点で電流■
ｂを測定し、そして差（α弓、−Ｉｂ）を算出すること
により行なうことができる。 次いでこの差は、値βと比較され、そしてこの比較結果
から（α・Ｉ、　−Ｉ、）＞βであることが判明すると
信号が発生される。この信号は、電圧Ｕｉが閾値電圧Ｕ
１５に等しいがまたはそれよりも大きくなったことを表
わし、したがってまた時点ｔ１が達せられたことあるい
は過ぎたことを表示する。 時点ｔ１の測定に電車っては、電流Ｉａを測定して上記
のように積α・■８を計算し、差（α・Ｉａ−β）を計
算し、中断期間の終時に巻線内を流れている電流Ｉｂを
測定し、そしてこの電流■ｂを差（α・Ｉａ−β）と比
較することも可能である。この場合、電流よりがこの差
（α−Ｉ３−β）に等しいかまたはそれより小さい時に
は、電圧用は基準電圧Ｕ、５に等しいかまたはそれより
も大きいことになる。 上に述べた考察は、電流Ｉａおよびよりの値の代りに持
続時間Ｔ１　よりも短かい持続時間Ｔ１′を有する測定
期間の開始時点ある−・は終時点の測定された２つの電
流らおよびＩ（を値を用い、かつ自明なように値Ｔ１の
代りに値ＴＩ’を用いて計算および比較を行なう場合に
も妥当することは理解されるであろう。 上記のようないろいろな計算および比較を行なうために
、中断または測定期間の終時点でのデータをもとめるこ
とは必ずしも必要ではない。 上記のような計算および比較を永続的に行なうために、
永続的に中断または測定期間もしくは周期の始まり後に
巻線を流れる電流■を測定してこの電流値を電流Ｉｂの
代りに用いることも可能である。 以下に述べる実施例にお（・ては、各種の電流Ｉａ、Ｉ
ｂおよびｉは、駆動パルスの中断もしくは休止期間中、
モータの巻線に直列に接続される測定抵抗にそれぞれ発
生される電圧Ｕａ、ＵｂおよびＵの値によつ１て測定さ
れる。この場合、自明なように、上は述べた（・ろいろ
な計算は、これら電流を表わししかもこれら電流に比例
する電圧に関して行なわれる。また因子βはこの場合、
因子β′−Ｕｉｓ・Ｒｍ／Ｒ−Ｔｌ／τ　で置換えられ
、ここでＲｍは測定抵抗の値である。上に述べた条件下
では式（３）は次のようになる。　−第２図に単なる例
として示される時計装置は、時間基準信号Ｈな発生する
回路８を有している。 この時間基準信号Ｈは、例えば、１６３８４１１ｚに等
しい周波数を有している。この回路８は、水晶発振器と
、第１の２分割段（除数２０割算回路）とから形成され
ておって、その出力は分周回路９０入力端に接続されて
いる。該分周回路９は時間ベース信号Ｈから出発して、
特に１／２Ｈｚに等しい周波数の信号Ｉ、Ｉ　Ｈｚに等
しく・周波数の信号Ｊおよび６４Ｈｚに等しい周波数の
信号Ｋを含むいろいろな周期信号を発生する働きをなす
。 第２図の時計装置はさらに、・ξルス信号整形回路１５
を有しており、該・ξルス信号整形回路１５の出力端に
は、信号Ｊが状態「１」に遷移する毎に、言い換□゛′
えるならば、毎秒、状態「月に遷移する・ぐルス列から
なる信号２が発生する（第２ａ図Ｃ参照）。信号２の・
ξルスは、後述する計算回路２６によって発生される信
号Ｎに応答して状態「Ｏ」になる。したがって信号Ｎが
現われる時点が信号２の・ぐルスの持続期間を決定する
。 ・ξルス信号整形回路１５はまた、パルス２と同時に状
態「１」に移る・ぐルスであって例えば７．８ミリ秒の
固定の持続期間を有しているパルスから形成される補助
信号０を発生する。 信号２が状態「１」になる毎に、駆動回路１２は、モー
タ１１の巻線１１ａにモータ駆動ノξルスを発生する。 この巻線１１ａの端子電圧は、第２８図ｇにおいてＵｍ
で示されている。各モータ駆動・ξルス中、巻線１１ａ
に供給されるエネルギは、電源１０によ２て発生される
。 モータ駆動・ξルスの極性は、交互に、１間状態「０」
および状態Ｉｌｌを取る信号工の状態によって決定され
る。 駆動回路１２は、さらに、モータ駆動ノξルスが、高い
周波数を有するノ゛ξルスからなる信号Ｍに応答して裁
断即ちチョップされるように作動する。例えば、信号Ｍ
が状態ｒｌＪになる毎に、駆動回路１２は電源１０と巻
線１１ａとの接続を中断して、該巻線１１ａを短絡する
。この中断期間中、回路１２はその出力端１２ａに、巻
線１１ａを流れる電流に比例する電流を発生する。この
電圧は、回転子の回転によって巻線１１ａに誘起される
電圧Ｕ１が基準値Ｕｉｓに達する時点ｔ１を求めるため
に、後述する測定回路１６によって利用される。 時点ｔ１で、この測定回路１６はその出力端１６ｅに信
号Ｐを発生する。この信号Ｐは時点ｔ２に信号Ｎを発生
するために計算回路２６によって用いられる信号である
。この計算回路２６（その例に関しては後述する）、は
、時点ｔ２がモータ駆動・ξルスの始端から、（λ・Ｔ
ｄ＋へ）に等しい時間だけ離れるように動作せしめられ
る。 ここでλおよび△は上述したように、実験的に求められ
る定数である。したがって、この時間は、モータ駆動・
ξルスの最適持続時間に等しい。 信号Ｎは信号２を状態「０」にリセットするので、この
信号ｚしたがってまたモータ駆動・ξルスは、この最適
持続期間に等しい持続期間を有することになる。 信号Ｍは回路１３によって発生される。この回路１３の
１実施例に関しては追って詳述する。 この信号Ｍの各パルスの持続期間ならびにノ々ルスを別
つ休止持続期間は、メモリ１４の内容によって決定され
る。 第３図は、第２図に示した装置の誘起電圧Ｕ１の測定回
路１６の第１番目の実施例を示す回路図である。この回
路１６は、回路１２から、巻１１１ａを流れる電流に比
例する電圧を受ける入力端子１６ａと、１端がアース１
９に接続され他端１８ａが伝達ゲート２０を介して入力
端子１６ａに接続されると共に演算増幅器２１の非反転
入力端に接続されているコンデンサ１８を有している。 該演算増幅器２１の出力端は直接その反転入力端に接続
されている。ゲート２０の制御電極は、Ｔ型フリップ・
フロップ２２の出力端Ｑに接続されている。該Ｔ型フリ
ツゾ・クロック２２のクロック入力端Ｔは、入力端１６
ｃを介して信号Ｍを受け、そしてリセット入力端Ｒは入
力端１６ｄを介して信号Ｈな受ける。 計算回路２３は、増幅器２１の出力端とアースとの間で
直列に接続された２つの抵抗２３１および２３２から形
成される分圧器と、差動増幅器２３３とを有しており、
該差動増幅器２１３の非反転入力端は抵抗２３１と２３
２との接続点に接続されている。回路２３はさらに、増
幅器２３３の出力端と電圧発生器２４との間に直列に接
続された２つの抵抗２３４および２３５を有している。 増幅器２３３０反転入力端は抵抗２３４と２３５との接
続点に接続さ庇ている。 増幅器２゛３３の出力端は、別の差動増幅器２５の非反
転入力端に接続されており、該差動増幅器２５の反転入
力端は伝達ゲー）２０ａを介して端子１６ａに接続され
ている。このゲート２０ａの制御電極はＴ型のフリップ
・フロップ２２ａの出力端Ｑに接続されている。該フリ
ップ・フロップ２２ａのクロック入力端Ｔ４まイイ・９
−夕２２ｂを介して信号Ｍを受け、そして入力端Ｒは信
号Ｈな受ける。 増幅器２５の出力が測定回路１６の出力１６ｅとなる。 第３図に示した回路の動作は次の通りである。 各中断もしくは休止期間（周期）の開始時に信号Ｍが状
態「１」に遷移する時点で、フ１フツプ゛フロツゾ２２
の出力Ｑは状態「１」となり、それによってゲート２０
は開かれる。同様にして、約３０マイクロ秒強遅延して
信号Ｈが状態［１コになると、フリップ・フロップ２２
の出力Ｑ＆ま状態「０」となり、ゲート２０は再び阻止
される。ゲート２０が開いている間、コンデンサ１８は
、この時点で巻線１１ａを流れて（・る電、流Ｉａに比
例する電圧Ｕａまで充電する。この電圧Ｕａは増幅器２
１を介して、抵抗器２３１および２３２からなる分圧器
に印加される。これらの抵抗器の値は、増幅器２３３の
非反転入力端に印加される電圧がα・Ｕａ（ここでα

【
ま既述のよτ−τ１ うに□に等い）に等しくなる、即ち該電圧τ がα・■　に比例するように選択される。 抵抗２３４および２３５ならびに発生器２４によって供
給される電圧は、増幅器２３３の出力端にα・Ｕａ−β
′（ここでβ′は既述のようにＵｉｓ・Ｒｍ／ＲＩＩＴ
１／τに等しい）に等しい電圧を発生するように選択さ
れる。 中断期間もしくは周期の経時に、信号Ｍは状態「０」と
なり、フリップ・フロップ２２．　ａの出・′力Ｑは約
３０秒間状態「１」になる。したがってこの時点で巻線
１１ａを流れる電流Ｉｂに比例する電圧Ｕｂは増幅器２
５０反転入力端に印加され、該増幅器２５はこの電圧を
、増幅器２３３の出力端に現われている電圧（α・Ｕａ
−β′）と比較する。上記電圧Ｕｂが後者の電圧（α・
Ｕ−β′）より大きい限り、増幅器２５の出力は状態「
０」に留まる。電圧Ｕｂが電圧（α・Ｕａ−β′）より
小さい時には、増幅器２５の出力端には、状態１−１」
に移る信号Ｐが発生され、このことは、回転子の回転に
よって巻線内に誘起される電圧Ｕ　が閾値電圧Ｕ１５を
越えたことを■ 意味する。増幅器２５の出力の状態「１」への遷移が、
時点ｔ１を表わす。 第３ａ図は、誘起電圧Ｕ　の測定回路１６の第２の実施
例を示す回路図である。この回路の回路素子１８，２０
．２０ａ、２１．２２゜２２ａ、２２ｂ、２４，２３１
および２３２は、第３図で、同じ参照記号で示した要素
と同じ素子であって、同じ仕方で動作する。 抵抗２３１および２３２の接続点に現われる信号α−Ｕ
ａは増幅器２３３′の非反転入力端に印加される。２つ
の抵抗２３４′および２３５′はゲート２０ａと増幅器
２３３′の出力端との間で直列に接続されている。これ
ら２つの抵抗の接続点は、増幅器２３３′の反転入力端
に接続されている。増幅器２３３′の出力端は増幅器２
５′非反転入力端に接続されており、そして該増幅器２
５′の反転入力端は電圧発生器２４の出力端に接続され
ている。増幅器２５′の出力端がこの事例では測定回路
１６の出力端１６ｅを構成する。 抵抗２３４′および２３５′は、増幅器２３３′の出力
が（α・Ｕａ−Ｕｂ）に等しい電圧を発生するように選
択されている。増幅器２５′はこの電圧を発生器２４に
よって供給される電圧β′と比較する。増幅器２５′の
出力は、電圧（α−ＵａＵｂ）が電圧！を越える時、言
い換えるならば、新たに、回転子の回転によって巻線に
誘起される電圧Ｕ・が閾値電圧Ｕｉ、を越える時に状態
ｒｌＪに遷移する信号Ｐを発生する。 既に前に述べたように、既述の差の計算ならびに比較を
行なうために中断期間の長時を取扱う必要はない。ゲー
ト２０ａ、フリップ・クロック２２ａおよびインバータ
２２ｂは第３図および第３ａ図の回路から省略すること
ができる。 その場合には、回路１６０入力端１６ａは直接増幅器２
５０反転入力端ならびに抵抗２３５′に接続される。こ
の場合には、計算および比較は、中断期間の開始後巻線
内を流れる電流１により測定抵抗に発生される電圧Ｕに
関してだけ行なわれることになる。信号Ｐはその場合、
電圧Ｕが電圧（α・Ｕａ−β′）より低くなるがもしく
は電圧（α・Ｕａ−ｕ）が電圧Ｉを越えると直ちに発生
される。 第４図は、第２図に示した計算回路２６の１実施例を示
す。この実施例において、回路２６はプレセレクト型の
可逆計数器２７を備えており、この計数器２７はそれぞ
れ、読出し専用メモリ２８の出力端Ｍｌ　、Ｍ２　、Ｍ
３およびＭ４に接続されているプレセレクト端子ＰＩ、
Ｐ２゜Ｐ３およびＰ４を有している。計数器２７はイン
・々−タ２９を介して信号０を受けるプレセレクト（予
備選択）指令入力端ＰＥを有している。 計数器２７のクロック入力端ＣＬはナンド・ゲート３０
の出力端に接続されている。該ナンド・ゲート３０はそ
れぞれナンド・グー）３１および３２の出力端に接続さ
れた２つの入力端を有している。回路２６はさらに、信
号Ｈに応答してそれぞれ周波数ｆ１およびｆ２を有する
２つの信号ＱｌおよびＱ２を供給する分周回路３３を備
えている。信号Ｑ１はゲート３１の入力端の１つに印加
され、他方、信号Ｑ２はゲート３２の入力端の１つに印
加される。ゲート３１の第２の入力端はＴ型フリップ・
クロックの出力端Ｑに接続されており、該フリップ・フ
ロ、ツブ３４のクロック入力端Ｔは回路２６０入力端２
６ａに接続されている。ゲート３２の第２の入力端はフ
リップ・フロップ３４の出力端Ｑに接続されている。計
数器２７の計数刃出指令入力端Ｕ／Ｄはフリップ・フロ
ップ３４の出力端ｄに接続されている。 計数器２７はまた、一致出力端Ｃを備えており、この出
力端Ｃの状態は該計数器の内容が値零に達した時に短か
い期間状態「１」に遷移する。この出力端ＣはＴ型フリ
ップ・クロック３５のクロック入力端Ｔに接続されてお
り、そして該フリップ・フロップ３５の出力端Ｑが回路
２６の出力端２６ｂを構成する。またフリップ・フロッ
プ３５のリセット入力端ＲはＴ型フリッゾ・フロップ１
０１の出力端Ｑに接続されている。 このフリップ・フロップ１０１はそのクロック入力端Ｔ
に信号Ｏを受けかつそのリセット入力端Ｒに信号Ｈを受
ける。計数器２７の出力端Ｃも、フリップ・クロック３
４のリセット入力端、Ｒに接続されている。 第４ａ図は第４図に示した回路２６の動作を説明する図
である。 モータ駆動・ぐルス間で、信号０は状態「０」にあり、
そして計数器２７の入力端ＰＥは状態「ｌ」にある。計
数器２７は、したがって、Ｎ。 によって表わされているメモリ２８の内容に対応する状
態でブロック（阻止）される。時点Ｔ。 でモータ駆動・ξルスの立上りと一致すると、信号Ｏは
状態「１」に遷移し、計数器２７０入力ＰＥは状態「０
」となり、カ＜シて計数器２７は解放されて通常の方向
で、状態Ｎｏから出発しゲート３０から発生されるパル
スの計数を開始する。この計数は周波数ｆｌで行なわれ
る。 電圧Ｕ、が値Ｕｉ、に達する時点ｔ、で、入力端２６ａ
は状態Ｉｌｌに遷移し、フリップ・フロップ３４の出力
端ＱおよびＱはそれぞれ状態「１」および状態「０」に
なる。計数器２７の指令人力Ｕ／Ｄも状態「０」に遷移
する。この時点から出発して、計数器２７は減分計数器
としての動作をなす。この減分計数は周波数ｆ２で行わ
れる。計数器２７の内容が零になった時点ｔ２で、該計
数器２７の出力Ｃは短時間状態「１」になって、フリッ
プ・フロップ３５を状態「１」にセットし、その結果状
態「０」であった出力Ｑは状態「１」に遷移する。 同時に、フリップ・フロップ３４の出力Ｑおよび司もそ
れぞれ状態「０」もしくは「１」になる。、ｏルス０の
長時に、計数器２７の入力ＰＥは′状態「１」になる。 この計数器２７の内容は従がってメモリ２８内の固定値
をとり、そして信号０が再び状態「１」になるまでこの
値に留まる。 フリップ・フロップ３５の出力Ｑは、各モータ駆動パル
スの立上りで、信号０に応答してクリップ・フロップ１
０１の出力端Ｑに現われる状態「１」により状態「０」
にリセットされる。 この状態「１」は、信号Ｈが状態「１」になる約３０マ
イクロ秒後にクリヤされる。 第４ａ図を参照するに、モータ駆動・ξルスの立上り時
点ｔ。と回路２６の出力端２６ｂに信号Ｎが現われる時
点ｔ２との間で経過する時間Ｔと、時点ｔ。およびｔｌ
との間で経過する時間Ｔｄとの関係は次式で表わされる
。 上式中ｆｌおよびｆ２は分周回路３３の出力端Ｑ１およ
びＱ２から供給される。信号の周波数であり、そしてＮ
Ｏはメモリ２３内に記憶されている数、言い換えるなら
ば時点ｔ。で計数器２７に保持されている数である。 上記式と既述の弐Ｔ　−λＴｄ→へ（ここでλ′ｐｔ および△はモータの各型について実験的に求められた定
数である）との比較から、ｆｌ　、　ｆ２およびＮｏの
値を、モータ駆動・ξルスの立上り時点と信号Ｎが現わ
れる時点との間で経過する時間Ｔが常にモータ駆動パル
スの最適持続期間Ｔ。、ｔに等しくなるように選択する
゛ことができる。 第５図は、第２図の回路１２および１５の１実施例を示
す。回路１５はこの実施例の場合、Ｔ型のフリップ・ク
ロックから形成されており、これらクリップ・フロップ
のクロック入力端ＴはＩ　Ｈｚの周波数を有する第２図
に示した゛分周器９により発生される信号Ｊを受ける。 クリップ・クロック３８のリセット入力端Ｒは、やはり
分周器９により供給され、周波数６４Ｈｚを有する信号
Ｋを受ける。このフリップ・フロップ３８の出力Ｑは、
したがって、信号Ｊが状態「】」になる時点で１秒毎に
状態「１」となり、そして信号Ｋが状態「１、」となる
時に約７．８　ミＩＪ秒遅れて再び状態「０」になる。 フリップ・フロップ３９のリセット入力端Ｒは、第２図
の計算回路２６からの信号りを受ける。このクリップ・
クロック３９の出力端Ｑはしたがって信号Ｊが状態「１
」になる時に状態「１」となり、そして回路２６が先に
述べたようにして決定される時点ｔ２に信号Ｎを発生す
る時に再び状態「０」となる。このようにして、フリッ
プ・クロック３９のこの出力端Ｑはモータ駆動・ξルス
の最適持続期間に等しい持続期間を有する信号２を発生
する。 第２図に示した回路１２は、この実施例の場合、４つの
アントゲート４３１ないし４３４．２つのオア・ゲート
４３５および４３６ならびに２つのインノミ−夕４３７
および４３８から形成される論理もしくは結合回路４３
を備えている。 モータの巻線１１ａは、電源１０の端子子Ｖとアースと
の間に従来公知の仕方で接続されている４つの伝達ゲー
ト４，４ないし４７からなる回路に接続されている。 ２つの他の伝達ゲート４８および４９が、巻線１１ａの
各端を抵抗１７の第１の端子に接続している。該抵抗１
７の他の端子はアースに接続されている。この抵抗１７
の第１の端子も第２図に示した回路１６の入力端１６ａ
に接続されている。この抵抗１７が、先に述べた測定抵
抗を構成する。 ゲート４４ないし４９の制御電極は、結合回路４３の出
力端に接続されており、該回路４３の入力端はそれぞれ
信号Ｉ、ＺおよびＭを受ける。この結合回路に関しては
詳述する必要はないであろうが、第５３図ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ　、ｊから明らかなように、次
のように動作する。 信号２が状態ｒＯＪにある時、言い換えるならば、モー
タ駆動・ξシフ間では、信号ＩおよびＭの状態の如何に
係わらず、ゲート４４ないし４９の指令もしくは制御電
極は全べて状態「０」にある。したがって、これらゲー
ト４４ないし４９は阻止状態にあり、巻線１１ａは電源
から分離されている。。 信号２が状態「ｌ」にある時、言い換えるならばモータ
駆動・ξルス持続期間中でしかも信号Ｍが状態「０」に
ある時には、信号Ｉが状態「０」であるとゲート４４お
よび４６は導通し他の全べてのゲートは阻止状態になり
、そして信号Ｉが状態「１」にある場合にはゲート４５
および４７は導通状態にあり他の全べてのゲートは阻止
状態にある。したがって電源１０は、ゲート４４および
４６または４５および４７を介して巻線１１ａに接続さ
れ、電流が矢印ｘｌｂで示す方向またはその逆の方向で
巻線１１ａ内を流れる。この状態は、個々のノξルス持
続期間中の中断期間の間に現われる状況である。 信号２が状態「ｌ」にあり、しかも信号Ｍも状態「１」
にある場合には、ゲート４７および４８または４６およ
び４９が信号■の状態「０」または「１」に従がって導
通状態になり、他の全べてのゲートは阻止状態となる。 したがって電源は巻線１１ａから切離され、そして巻線
１１ａを通る電流は抵抗１７を流れて、該抵抗１７に電
圧降下を発生し、この電圧降下分に相当する電圧が測定
回路１６の入力端に印加される。 この状況は、モータ駆動・ξルスの中断期間中に現われ
る状況である。 第６図は、第２図の示した装置における回路１３および
１４の実施例を示す回路図である。 回路１３は、２つのプレセレクト型可逆計数器１３１お
よび１３２からなる。これら計数器１３１および１３２
の計数方向の指令入力端Ｕ／Ｄは永久的に状態「１」に
ある。これら計数器１３１および１３２はしたがって減
分計数器としての働きをなす。Ｐｉ　で表わされている
プレセレクト（予備選択）端子は、それぞれ、２つのメ
モＩＪ　１４１およびｔ４２ｓｉで表わした出力端に接
続されている。なお、これら２つのメモリ１４１および
１４２は、第２図の回路におけるメモリ１４を構成する
ものである。これらメモ１Ｊ１４）および１−４２は例
えば読出し専用メモリとすることができる。 計数器１３１および１３２のクロック入力端ＣＬは双方
共に、信号Ｈな発生する発振器８（第２図参照）の出力
端に接続されている。 計数器１３１および１３２は、それぞれ、その内容が零
に等しくなる都度短かい・ξルスを発生する電数出力端
Ｃを有している。これら一致出力端Ｃは、オア・ゲート
１３３の入力端に接続されており、そして該オア・ゲー
ト１３３の出力端はＴ型フリツ、プ・クロック１３４の
クロック入力端Ｔに接続されている。このフリップ・フ
ロップ１３４の出力端Ｑは計数器１３１のプレセレクト
指令入力端ＰＥに接続されており、かつインバータ１３
５を介して計数器１３２のプレセレクト入力端ＰＥに接
続されている。フリップ・フロップ１３４のこの出力端
Ｑも回路１．３の出力端１３ａに接続されている。次に
、第６図の回路の動作に関し第６ａ図ａ、ｂ、ｃ、ｄ、
ｅ。 ｆを参照し説明することにする。 フリップ・フロップ１３４の出力Ｑが「０」状態にある
時には、回路１３２の入力端ＰＥは状態「１」にある。 この計数器１３２の内容は従がって、メモリ１４２の内
容に対応する状態を通る。またこの計数器１３２は、こ
の状態にブロックされたままに留まる。このことは第ｔ
ｉａ図ｅ［Ｎ１４２で示されている。 計数器１３１０入力端ＰＥは、逆に、状態「０」にあり
、そしてこの計数器１３１は信号、Ｈの・ξルスを減分
する。該計数器１３１の内容が値零に達すると、その出
力端Ｃは１つの・９ルスを発年し、この・ξルスはゲー
ト１３３を介してフリップ・フロップ１３４０入力端Ｔ
に伝達される。このフリップ・フロップ１３４０出力Ｑ
ならびに計数器１３１の入力ＰＥは状態１”ＩＪに遷移
する。したがって計数器１３１の内容は、メモリ１４１
の内容に対応する状態をとり、そしてこの計数器１３１
はこの状態にブロックされる。このことは第６３図Ｃに
Ｎ１４１で示されている。同時に計数器１３２０入力Ｐ
Ｅは状態「０」に遷移する。この計数器１３２は信号Ｈ
のパルスの減分を開始する。該計数器１３２の内容が値
零に達すると、その出力端Ｃに１つメツξルスが発生さ
れ、この・ξルスはゲート１３３を介してフリップ・フ
ロップ１３４の入力端Ｔに伝達される。該フリップ・フ
ロップ１３４の出力Ｑは再び状態「０」となり、上に述
べたプロセスが再び開始される。 したがって、信号Ｈの周波数ならびにメモリ１４１およ
び１４２の内容に依存する期間中、信号Ｍを発生するフ
リップ・フロップ１３４の。 出力Ｑは交互に状態ｒＯＪおよび「１」をとる。 信号Ｍが状態「１」である期間に等しいモータ駆動・ぐ
ルスの中断期間の持続時間ならびに信号Ｍが状態「０」
にある持続時間に等しい中断期間を分離する要素・ぐル
スの持続期間は、互いに独立に決定することができる。 これらの持続期間を決定する仕方は周知の任意のもので
あってよい。なお、これら期間の求め方は、電源１０の
電圧またはモータによって駆動される機械的負荷のよう
な・ξラメータならびに他の全べての）ξラメータの関
数として固定または変更し得るものである。。

【図面の簡単な説明】

第１図はステップ・モータの慨然等価回路図、第２図は
本発明の１実施例による制御装置の回路略図、第２ａ図
ａ　、ｂ　、ｃ　、ｄ　、ｅ　、ｆ　、ｇは第２図の回
路において測定される幾つかの信号の波形図、第３図お
よび第３ａ図は第２図に示した装置の１部の本発明の２
つの実施例による回路構成を示す回路図、第４図は第２
図の装置の第２の部分の本発明の実施例による詳細な回
路構成を示す回路図、第４ａ図は第４図の回路に設けら
Ｊしている計数器２７の計数状態を時間の関数として示
すグラフ、第５図は第２図に示（７た装置の第３の部分
の本発明の実施例による詳細な構成を示す回路図、第５
ａ図ａ＋ｂ＋ｃ＋Ｌｅ、’＋ｇ＋ｈ、’＋Ｊはモータ巻
線を流れる電流ならびに第５図の回路の異なった回路点
で測定された信号を示す信号波形図、第６図は第２図の
装置の第４の部分の詳細な構成を示す回路図、そして第
６ａ図ａ。 ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは第６図の回路のいろいろな回路点
で測定した信号を時間の関数として示す波形図である。 １．１ｌａ−・・モータ巻線、２，５．１７゜２３１　
、２３２　、２３４　、２３５−・・抵抗器、１ａ−回
転子、３゜４，５．１０・・・電源、６．７・・・断続
器、８・・・発振器、９・・・分周回路、１１・・・モ
ータ、１２・・・駆動回路、１４，２３，２８，１４１
，１４２　　・・・メモリ、１５・・・・・・パルス信
号整形回路、１６・・・測定回路、１８コンデンサ、１
９・・・アース、２０．２０ａ、４４，４５，４６゜４
７．４８．４９　　・・・伝達ゲート、２１・・・演算
増幅器、２２．３４，３５，３８，３９，１０１，１３
４　　・・・フリップ・フロップ、２３．２６・・・計
算回路、２４・・・電圧発生器、３０．３１．３２　・
・・ナンド・ゲート、３３・・・分周回路、４３・・・
結合回路、４３１．．４３２，４３３，４３４・・・ゲ
ート、１３３．４３５，４３６・・・オア・ゲートＦＩ
Ｇ、１ ＦＩＧ、２ａ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、６ａ ｆ）　Ｃ１３２−す−一−７←−」−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、値（Ｒ）の抵抗および値（Ｌ）のインダクタンスを
   有する巻線と、該巻線に磁気的に結合された回転子とを
   有するステップ・モータの電力消費を減少するために、
   前記回転子を１ステップ回転すべき都度１つのモータ駆
   動・ξルスを発生し、該回転子の回転中、該回転子によ
   って駆動される機械的負荷を検出し、そして前記機械的
   負荷に応じて前記モータ駆動パルスの持続期間を制御す
   ることを含む方法において、さらに、持続時間（Ｔ１）
   の中断期間によって分離された要素Ａレス列から前記モ
   ータ駆動・ξルスを形成し、そして前記中断期間中前記
   回転子の回転により前記巻線に誘起される電圧の変化を
   表わす量を測定することにより前記機械的負荷を求める
   ことを特徴とするステップ・モータの電力消費を減少す
   る方法。 ２　各中断期間中、巻線を実質高に短絡して該巻線を流
   れる電流により値（Ｒｍ、）の測定抵抗に発生される電
   圧を測定することにより誘起電圧の変化を表わす量を測
   定し、第１の時点で該電圧の値を゛記憶し、該記憶され
   た値とτ 定数因子との積を形成し、前記積と測定電圧との差を形
   成し、該差をＵ−Ｒｍ／Ｒ−Ｔｌ／τ（ｓ 但し、Ｕｉ５は予め定められた基準電圧）に等しい第２
   の定数因子と比較し、モータ駆動・ξルスの立上りと、
   前記差が前記第２の因子に等しくなるかまたは吐第２の
   因子を越える時点との間で経過する時間で、前記誘起電
   圧の変化を表わすようにした特許請求の範囲第１項記載
   のステップ・モータの電力消費を減少する方法。 ３、　各中断期間中、巻線を実質的に短絡し、該巻線を
   流れる電流によって値（Ｒｍ）の測定抵抗に発生される
   電圧を測定することにょ゛り誘起電圧の変化を表わす量
   を測定し、第１の時点で前記電圧の値を記憶し、□（但
   し、τ τ−Ｌ／Ｒ）に等しい第１の因子と前記記憶された値の
   積を形成し、前記積とＩＬ＋＋Ｒｍ／ｓ ＴＩ／τ（但し、Ｕ１５は予め定められた基準電圧）に
   等しい第２の因子との差を形成し、そして数差を測定電
   圧と比較し、モータ・駆動・ξルスの立上りと、前記測
   定電圧が前記差に等しくなるかまたは数差より小さくな
   る時点との間で・経過する時間で、前記誘起電圧の変化
   を表わすようにした特許請求の範囲第１項記載のステッ
   プ・モータの電力消費を減少する方法。 ４、各中断期間中、巻線を実質的に短絡し、持続時間（
   Ｔ１’）の期間によって分離される第１の時の時点およ
   び第２の時点で、前記巻線を流れる電流により値（Ｒｍ
   ）の測定抵抗に発生される第１および第２の電圧を測定
   することによって、誘起電圧の変化を表わす量を測定し
   、その場合に（τ−ＴＩ’）／τ（但し、τ−Ｌ／Ｒ）
   に等しい第１の因子と前記第１の電圧の靜を発生し、核
   種と前記第２の電圧との差を形成し、数差をＵｉｓ＠Ｒ
   ｍ／ＲｅＴ１’／τ（但し、Ｕｉ５は予め定められた基
   準電圧）に等しい一定の第２の因子と比較し、以ってモ
   ータ駆動・ξルスの始端と、前記差が前記第２の因子に
   等しくなるがまたは該第２の因子を越える時点との間で
   経過する時間で、前記誘電圧の変化を表わすようにした
   特許請求の範囲第１項記載のステップ・モータの電力消
   費を減少する方法。 ５、各中断期間中、巻線を実質的に短絡し、持続時間（
   ＴＩ’）の期間で分離された第１の時点お、よび第２の
   時点で巻線に流・れる電流により、値（Ｒｍ）の測定抵
   抗に発生される第１および第２の電圧を測定することに
   よって誘起電圧の変化を表わ″す量を測定し、その場合
   に、（τ−Ｔ１’）／τ（但し、τ−Ｌ／Ｒ）に等しｔ
   ・第１の因子と前記第１の電圧との積を求め、核種とＵ
   ｉ、＊Ｒｍ／Ｒ＠Ｔｌ’／Ｔ　　（但し、Ｕｉｓは予め
   定められた基準電圧）に等しい第２の因子との差を求め
   て、数差を前記第２の電圧と比較し、以ってモータ駆動
   ・ξルスの始端と、前記第２の電圧が前記差に等しくな
   るかまたは数差よりも小さくなる時点との間、で経過す
   る時間で、前記誘起電圧の変化を表わすようにした特許
   請求の範囲第１項記載のステップ・モータの電力消費を
   減少する方法。 ６　第１および第２の時点がそれぞれ、各中断期間の始
   端と終端に一致する４許請求の範囲第４項または第５項
   記載のステップ・モータの電力消費を減少する方法。 ７、　値（Ｒ）および（Ｌ）のイン、ダクタンスを有す
   る巻線と、該巻線に磁気的に結合された回転子を有する
   ステップ・モータな制御するために、前記回転子を１ス
   テップ回転すべき都度指令信号を発生するための手段と
   、該指令信号に応答して前記巻線にモータ駆動・ξルス
   を印加するための手段と、前記回転子により駆動される
   機械的負荷を検出するための手段と、該機械的負荷に前
   記モータ駆動・ξルスの持続期間を適合させるための手
   段とを有する装置において、さらに、テヨツゾ信号を発
   生するための手段と、□該チョップ信号に応答して持続
   時間（Ｔ１）の中断期間中、前記モータ駆動パルスを中
   断するための手段とを有し、前記機械的負荷を検出する
   ための手段が、前記チョップ信号に応答して前記中断期
   間中、前記回転子の回転により前記巻線に誘起される電
   圧の変化を表わす量を測定するための手段を備えて℃・
   ることを特徴とするステップ・モータの制御装置。 ８　チョップ信号に応答して巻線を実質的に短絡するた
   めの手段と、中断期間中巻線を流れる電流を表わす測定
   ′電圧を発生するために、値（Ｒｍ）の測定抵抗を有す
   る手段を備え、誘起電圧の変化を表わす量を測定するた
   めの手段が、第１の時点で測定電圧の値を記憶するため
   の手段と、該記憶された値と（τ−ＴＩ）／τ（但し、
   τ−Ｌ／Ｒ）に等しい第１の因子との積を求める手段と
   、核種と測定電圧との差を形成する手段と、数差を、Ｕ
   Ｉ５・Ｒｍ　／Ｒ・Ｔ１／τ（但し、ＵＩ、は予め定め
   られた基準電圧）に等しい一定の第２の因子と比較する
   た・めの手段とを備え、前記駆動パルスの始端と１前記
   差が前記第２の因子に等しくなるがまたは該第２の因子
   より大きくなる時点との間で経過する時間で、誘起電圧
   の変化を表わすようにした特許請求の範囲第７項記載の
   ステップ・モータの制御装置。 ９　チョップ信号に応答して巻線を実質的に短絡するた
   めの手段と、中断期間中巻線を流れる電流を表わす測定
   電圧を発生するための値（Ｒｍ）の測定抵抗を含む手段
   とを備え、誘起電圧の変化を表わす量を測定するための
   手段が、第１の時点で測定電圧の値を記憶するための手
   段と、（τ−Ｔ１）／τ（但し、τ−Ｌ／Ｒ）に等しい
   第１の因子と前記記憶された値との積を形成するための
   手段と、前記積とＵｉ５ＩＩＲｍ／ＲＩＩＴｌ／τ（但
   し、Ｕｉｓは予め定められた基準電圧）に等しい一定の
   第２の因子との差を形成するための手段と、数差を測定
   電圧と比較するための手段とを備えており、モータ駆動
   ・ξルスの始端と前記測定電圧が前記差に等しくなるか
   または数差より小さくな、る時点との間で経過する時間
   で、前記誘起電圧の変化を表わすようにした特許請求の
   範囲第７項記載のステップ・モータの制御装置。 １０、チョップ信号に応答して巻線を実質的に短絡する
   ための手段と、時間（Ｔ１つだけ分離された第１の時点
   および第２の時点で巻線を流れる電流により発生される
   第１のおよび第２の電圧を測定するための値（Ｒｍ）の
   ｉ１１定抵抗を含む手段と、該第１の電圧と（τ−Ｔ１
   ′）／τ（但し、τ−Ｌ／Ｒ）に等しい第１の因子との
   積を形成するための手段と、核種と前記第２の電圧との
   蚤を形成するための手段と、数差をＵＩ５　’　Ｒｒｎ
   ／　Ｒ＠　Ｔ　１’／　τ（但し、Ｕｉｓは予め定めら
   れた基準電圧）に等しい一定の第２の因子と比較するた
   めの手段とを備え、モータ駆動・ξルスの始端と前記差
   が前記第２の因子に等しくなるかまたは該第２の因子よ
   り太き（なる時点との間で経過する時間で、前記誘起電
   圧の変化を表わすようにした特許請求の範囲第７項記載
   のステップ・モ′−夕の制御装置。 １１、　　チョップ信号に応答して巻線を実質的に短絡
   するための手段と、時間（Ｔｌ’）だけ分離された第１
   および第２の時点で巻線に流れる電流により発生される
   第１および第２の電圧を測定するための値（Ｒｍ）を２
   有する測定抵抗を含む手段と、前記第１の電圧と（τ−
   ＴＩ’）／τ（但し、τ−Ｌ／Ｒ）に等しい第１の因子
   との積を形成するための手段と、核種とＵＩ５・Ｒｍ／
   　Ｒ＊　Ｔ　＋’、／　ｒ　（但し、Ｕｉｓは予め定め
   られた基準電圧）に等しい一定の第２の因子との差を形
   成するための手段と、数差を前記第２の電圧と比較する
   ための手段とを備え、モータ駆動・Ｑルスの始端と前記
   第２の電圧が前記差に等しくなるかまたは数差よりも小
   さくなる時点との間で経過する時間で、前記誘起電圧の
   変化を表わすようにした特許請求の範囲第７項記載のス
   テップ・モータの制御装置。 １２、　　前記第１および第２の時点がそれぞれ各中断
   期間の始端および終端を一致する特許請求の範囲第１０
   項または第１１項記載のステップ・モータの制御装置。