JP7707520B2 - Gaming machine and method for controlling gaming machine - Google Patents
Gaming machine and method for controlling gaming machineInfo
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Description
本発明は3相直流モータを用いた遊技機に関する。 The present invention relates to an amusement machine that uses a three-phase DC motor.
従来、回胴遊技機において、回転するリールの高精度な位置停止が必要なため、リールの回転を制御するためのモータとしてステッピングモータが用いられることが一般的であった。一方、近年、遊技者の興趣を高めるためにリールの駆動速度を速くすることを目的として、リールの回転を制御するためのモータとして直流モータを使用することが検討されている。 In the past, in slot machines, it was necessary to stop the rotating reels at a highly accurate position, so stepping motors were generally used as motors to control the rotation of the reels. However, in recent years, the use of DC motors as motors to control the rotation of the reels has been considered, with the aim of increasing the reel drive speed to increase the interest of players.
リールの回転を制御するためのモータとして直流モータを使用する技術の一例として、特許文献1に開示されている技術が挙げられる。特許文献1に開示されている技術においては、直流モータを用いたリールの高精度な位置停止に、ロータリーエンコーダを用いている。 One example of a technique that uses a DC motor as a motor to control the rotation of a reel is the technique disclosed in Patent Document 1. In the technique disclosed in Patent Document 1, a rotary encoder is used to stop the reel at a highly accurate position using a DC motor.
特許文献1に示すように、直流モータでの高精度な位置決めには高価な外付けのロータリーエンコーダが必要になり、コストアップを招いてしまう。そこで、リールの回転を制御するためのモータとしての3相直流モータと、3相直流モータの位置検出および励磁相の切り替えを行うホールIC(Integrated Circuit:集積回路)とを用いることが考えられる。 As shown in Patent Document 1, highly accurate positioning with a DC motor requires an expensive external rotary encoder, which increases costs. Therefore, it is possible to use a three-phase DC motor as a motor to control the rotation of the reel, and a Hall IC (Integrated Circuit) to detect the position of the three-phase DC motor and switch the excitation phase.
しかしながら、一般的な3相直流モータおよび複数のホールICの組み合わせでは、特にホールIC間の正確な位置制御が困難であるため、停止位置精度が従来のステッピングモータと比較して劣る部分がある。 However, when using a typical three-phase DC motor and multiple Hall ICs, accurate position control, especially between the Hall ICs, is difficult, and the stopping position accuracy is inferior to that of conventional stepping motors.
そこで、本発明の一態様は、3相直流モータにおいて、高精度な停止位置の制御をすることを目的とする。 Therefore, one aspect of the present invention aims to control the stopping position of a three-phase DC motor with high precision.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る遊技機は、リールと、前記リールを回転させる3相直流モータと、前記3相直流モータを制御するモータ制御装置とを備えている遊技機であって、前記モータ制御装置は、3相直流モータの回転の制動時に、前記3相直流モータの回転速度および前記3相直流モータの回転停止までの残りパルス数に基づいて、前記3相直流モータの回転停止位置の調整を開始するか否かを判定する調整開始判定部と、前記調整開始判定部が前記調整を開始すると判定したとき、前記3相直流モータを所望の回転停止位置にて停止させるための、前記3相直流モータの各相の励磁による回転制御を行う停止制御部と、を備えており、前記停止制御部は、前記3相直流モータの回転状態を監視する回転状態監視部の出力信号を、予め用意された少なくとも1つのテーブルを参照して変換して得られた信号に基づいて、前記回転制御を行う。 In order to solve the above problems, a gaming machine according to one aspect of the present invention is a gaming machine that includes a reel, a three-phase DC motor that rotates the reel, and a motor control device that controls the three-phase DC motor. The motor control device includes an adjustment start determination unit that determines whether to start adjusting the rotation stop position of the three-phase DC motor based on the rotation speed of the three-phase DC motor and the number of pulses remaining until the rotation of the three-phase DC motor stops when the rotation of the three-phase DC motor is braked, and a stop control unit that performs rotation control by exciting each phase of the three-phase DC motor to stop the three-phase DC motor at a desired rotation stop position when the adjustment start determination unit determines that the adjustment should be started, and the stop control unit performs the rotation control based on a signal obtained by converting the output signal of a rotation state monitoring unit that monitors the rotation state of the three-phase DC motor by referring to at least one table prepared in advance.
上記の構成によれば、遊技機は、停止位置近傍で停止位置の調整を開始することができ、停止位置の調整のために、3相直流モータの制御方法を変更することができるモータ制御装置を備える。3相直流モータの制御方法を変更することで、ホールICによる検出結果が変化しない間において、微細な停止位置の調整が可能になる。従って、3相直流モータにおいて、高精度な停止位置の制御をすることができる。 According to the above configuration, the gaming machine is equipped with a motor control device that can start adjusting the stop position near the stop position and can change the control method of the three-phase DC motor to adjust the stop position. By changing the control method of the three-phase DC motor, it becomes possible to finely adjust the stop position while the detection result of the Hall IC does not change. Therefore, the stop position of the three-phase DC motor can be controlled with high precision.
前記3相直流モータの回転が正転であるときに前記停止制御部が参照するテーブルと、前記3相直流モータの回転が逆転であるときに前記停止制御部が参照するテーブルとが異なっていてもよい。 The table that the stop control unit refers to when the three-phase DC motor rotates in the forward direction may be different from the table that the stop control unit refers to when the three-phase DC motor rotates in the reverse direction.
上記の構成によれば、停止位置の調整のために用いるテーブルは複数あってもよく、回転方向に応じて適当なテーブルを用いてもよい。 According to the above configuration, multiple tables may be used to adjust the stop position, and an appropriate table may be used depending on the direction of rotation.
前記調整開始判定部は、前記残りパルス数を前記停止制御部に通知し、前記停止制御部は、前記残りパルス数に応じた回転量分だけ、前記3相直流モータの回転を進めてもよい。 The adjustment start determination unit may notify the stop control unit of the remaining number of pulses, and the stop control unit may advance the rotation of the three-phase DC motor by an amount of rotation corresponding to the remaining number of pulses.
上記の構成によれば、残りパルス数がある状況で停止した場合でも、残りパルス数に対応する回転量分3相直流モータの回転を進めることができ、当初の停止位置で停止することができる。 With the above configuration, even if the motor stops when there are still pulses remaining, the three-phase DC motor can continue to rotate by an amount corresponding to the number of remaining pulses, and can be stopped at the original stop position.
本発明の一態様に係る遊技機の制御方法は、リールと、前記リールを回転させる3相直流モータとを備えている遊技機の制御方法であって、前記3相直流モータを制御するモータ制御工程を含んでおり、前記モータ制御工程は、3相直流モータの回転の制動時に、前記3相直流モータの回転速度および前記3相直流モータの回転停止までの残りパルス数に基づいて、前記3相直流モータの回転停止位置の調整を開始するか否かを判定する調整開始判定工程と、前記調整開始判定工程にて前記調整を開始すると判定したとき、前記3相直流モータを所望の回転停止位置にて停止させるための、前記3相直流モータの各相の励磁による回転制御を行う停止制御工程と、を含んでおり、前記停止制御工程にて、前記3相直流モータの回転状態を監視する回転状態監視部の出力信号を、予め用意された少なくとも1つのテーブルを参照して変換して得られた信号に基づいて、前記回転制御を行う。 A method for controlling a gaming machine according to one aspect of the present invention is a method for controlling a gaming machine that includes a reel and a three-phase DC motor that rotates the reel, and includes a motor control step for controlling the three-phase DC motor. The motor control step includes an adjustment start determination step for determining whether or not to start adjusting the rotation stop position of the three-phase DC motor based on the rotation speed of the three-phase DC motor and the number of pulses remaining until the rotation of the three-phase DC motor stops when braking the rotation of the three-phase DC motor, and a stop control step for performing rotation control by exciting each phase of the three-phase DC motor to stop the three-phase DC motor at a desired rotation stop position when it is determined in the adjustment start determination step that the adjustment should be started. In the stop control step, the rotation control is performed based on a signal obtained by converting an output signal of a rotation state monitoring unit that monitors the rotation state of the three-phase DC motor by referring to at least one table prepared in advance.
本発明の各態様に係るモータ制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記モータ制御装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより前記モータ制御装置をコンピュータにて実現させるモータ制御装置のモータ制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The motor control device according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. In this case, the motor control program of the motor control device that realizes the motor control device by making the computer operate as each part (software element) of the motor control device, and the computer-readable recording medium on which it is recorded, also fall within the scope of the present invention.
本発明の一態様によれば、3相直流モータにおいて、ホールICの信号を用いて高精度な位置停止が可能である。 According to one aspect of the present invention, a three-phase DC motor can be stopped at a highly accurate position using a Hall IC signal.
〔実施形態1〕
以下、実施形態1のモータ制御装置について説明する。説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、簡潔化のため、公知技術と同様の事項についても、説明を適宜省略する。
[Embodiment 1]
The motor control device of the first embodiment will be described below. For convenience of explanation, the same reference numerals will be given to the members having the same functions as those described in the first embodiment in the following embodiments, and the explanations thereof will not be repeated. For simplicity, the explanations of matters similar to those in the publicly known technology will also be omitted as appropriate.
§1 適用例
3相直流モータにおいて、回転角度の検出にホールICを用いることが一般的であるが、このホールICの検出結果が変わらない区間では、正確な停止位置の制御が困難である。そこで、停止位置にて3相直流モータが回転し制動していた場合、ホールICによって定まったコイルではなく、予定した停止位置に停止できるように保持トルクを生み出すコイルを励磁することで、停止位置を高精度に制御できる。保持トルクを生み出すコイルは、ホールICの状態と回転方向によって一意に定まる。
§1 Application example In three-phase DC motors, a Hall IC is generally used to detect the rotation angle, but in the section where the detection result of this Hall IC does not change, it is difficult to accurately control the stopping position. Therefore, when a three-phase DC motor rotates and brakes at a stopping position, the stopping position can be controlled with high precision by exciting a coil that generates a holding torque so that the motor can stop at the planned stopping position, rather than the coil determined by the Hall IC. The coil that generates the holding torque is uniquely determined by the state of the Hall IC and the direction of rotation.
§2 構成例
図1は、実施形態1に係る3相直流モータ制御装置1の要部の構成を示すブロック図である。図2は、実施形態1に係る3相直流モータ50の要部の構成を示す概念図である。
§2 Configuration Example Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a main part of a three-phase DC motor control device 1 according to embodiment 1. Fig. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of a main part of a three-phase DC motor 50 according to embodiment 1.
3相直流モータ制御システム100は、マイコン20と、モータ制御装置1と、モータドライバ30と、3相直流モータ50と、を備える。 The three-phase DC motor control system 100 includes a microcontroller 20, a motor control device 1, a motor driver 30, and a three-phase DC motor 50.
(3相直流モータ50の構成)
3相直流モータ50は、コイル51と、ホールIC52と、永久磁石53と、フランジ54と、を備える。コイル51は回転しないステータである。ホールIC52は、3相直流モータ50の回転に対して固定されたものである。ここでは、コイル51およびホールIC52を、3相直流モータ50の回転に対して固定された固定部材55と総称する。対して、永久磁石53およびフランジ54は、回転するロータ56である。
(Configuration of Three-Phase DC Motor 50)
The three-phase DC motor 50 includes a coil 51, a Hall IC 52, a permanent magnet 53, and a flange 54. The coil 51 is a stator that does not rotate. The Hall IC 52 is fixed with respect to the rotation of the three-phase DC motor 50. Here, the coil 51 and the Hall IC 52 are collectively referred to as a fixed member 55 that is fixed with respect to the rotation of the three-phase DC motor 50. In contrast, the permanent magnet 53 and the flange 54 are a rotor 56 that rotates.
コイル51は、U相に対応するコイル51aと、V相に対応するコイル51bと、W相に対応する51cとによって構成される。コイル51a・51b・51cの一点は互いに接続されたコモン端子であり、他点はモータ制御装置1のモータドライバ30にそれぞれ接続されている。 The coil 51 is composed of coil 51a corresponding to the U phase, coil 51b corresponding to the V phase, and coil 51c corresponding to the W phase. One point of the coils 51a, 51b, and 51c is a common terminal that is connected to each other, and the other points are each connected to the motor driver 30 of the motor control device 1.
ホールIC52は、コイル51cとコイル51aとの間にあるホールIC52aと、コイル51aとコイル51bとの間にあるホールIC52bと、コイル51bとコイル51cとの間にあるホールIC53cとによって構成される。ホールIC52a・52b・52cは近傍にある永久磁石53の磁極を検出するセンサである。 The Hall IC 52 is composed of a Hall IC 52a between coils 51c and 51a, a Hall IC 52b between coils 51a and 51b, and a Hall IC 53c between coils 51b and 51c. Hall ICs 52a, 52b, and 52c are sensors that detect the magnetic poles of nearby permanent magnets 53.
ロータ56が回転することで、ホールIC52が検出する永久磁石53の組み合わせが変わることで3相直流モータ50の回転角度を検出する。そのため、ホールICの検出結果が変わらない区間では3相直流モータ50の正確な回転角度がわからない。具体的には、コイル51が3個で永久磁石53が4個の場合では、ホールIC52の検出結果は、1回転を12分割しているため、同じ検出結果の区間が30°あることになる。 As the rotor 56 rotates, the combination of permanent magnets 53 detected by the Hall IC 52 changes, thereby detecting the rotation angle of the three-phase DC motor 50. Therefore, in sections where the detection result of the Hall IC does not change, the exact rotation angle of the three-phase DC motor 50 cannot be determined. Specifically, when there are three coils 51 and four permanent magnets 53, the detection result of the Hall IC 52 divides one rotation into 12 parts, so there is a 30° section where the same detection result is obtained.
この検出結果を1段階変化させる単位を1パルスと呼び、3相直流モータ50の回転回数および回転角度を表す単位とする。 The unit that changes the detection result by one step is called one pulse, which is the unit used to express the number of rotations and the rotation angle of the three-phase DC motor 50.
永久磁石53は、磁界がN極である53aおよび53cと、磁界がS極である53bおよび53dから構成される。永久磁石53は、53a・53b・53c・53dの順に円環状に配置されたリングであり、ホールIC52の直上に永久磁石53が配置され、ロータ56は固定部材55の外周を回転する。 The permanent magnets 53 are composed of 53a and 53c whose magnetic fields are N poles, and 53b and 53d whose magnetic fields are S poles. The permanent magnets 53 are rings arranged in the order of 53a, 53b, 53c, and 53d in a circular shape. The permanent magnets 53 are arranged directly above the Hall IC 52, and the rotor 56 rotates around the outer periphery of the fixed member 55.
フランジ54は、3相直流モータ50が回転する物体を固定する部材である。例えば、ロータ56で回転させる、回胴遊技機の回転するロールを固定する。 The flange 54 is a member that secures an object rotated by the three-phase DC motor 50. For example, it secures the reel of a reel machine that is rotated by the rotor 56.
例えば、コイル51aからコイル51bに向かって電流を流すことにより、コイル51aの磁界はS極に、コイル51bの磁界はN極に帯磁したとする。帯磁した磁界に釣り合う形で、永久磁石53が動く。次に、コイル51bからコイル51cに向かって電流を流すことにより、コイル51bの磁界はS極に、コイル51cの磁界はN極に帯磁したとする。再び、帯磁した磁界に釣り合う形で永久磁石53が動く。順次、これをくりかえすことにより、永久磁石53がコイル51の周辺を回転する。すなわち、ロータ56が固定部材55を中心に回転する。このように、コイル51のUVW相のうち2極に電流を流すことで、3相直流モータ50を回転させることができる。 For example, suppose that by passing a current from coil 51a to coil 51b, the magnetic field of coil 51a is magnetized to the south pole, and the magnetic field of coil 51b is magnetized to the north pole. Permanent magnet 53 moves in a manner that balances the magnetized magnetic field. Next, suppose that by passing a current from coil 51b to coil 51c, the magnetic field of coil 51b is magnetized to the south pole, and the magnetic field of coil 51c is magnetized to the north pole. Once again, permanent magnet 53 moves in a manner that balances the magnetized magnetic field. By repeating this process in sequence, permanent magnet 53 rotates around coil 51. In other words, rotor 56 rotates around fixed member 55. In this way, three-phase DC motor 50 can be rotated by passing a current through two poles of the UVW phases of coil 51.
3相直流モータ50は負荷57を駆動する。負荷57は、回胴遊技機の回転するロール、減速機、他の任意の負荷でもよい。 The three-phase DC motor 50 drives a load 57. The load 57 may be a rotating reel of a slot machine, a reducer, or any other load.
原点センサ58は、負荷57の一回転を検出するセンサであり、負荷57が実際に出力する角度の原点を定めるセンサである。原点センサ58の原理としては、例えば、フォトセンサで負荷57の原点を検出することが考えられる。この場合、負荷57側に遮光フラグを設け、原点センサ58のセンサ部は固定し、当該遮光フラグによって遮光および透光することで、負荷57の原点を検出することが考えられる。原点センサ58は、マイコン20および、モータ制御装置1に原点信号を出力する。モータ制御装置1は入力された原点信号により、現在位置を原点位置としてゼロリセットすることができ、上位機器であるマイコン20からの指令を原点位置からの距離として停止位置を処理して、動作することができる。 The origin sensor 58 is a sensor that detects one rotation of the load 57 and determines the origin of the angle that the load 57 actually outputs. The principle of the origin sensor 58 is, for example, to detect the origin of the load 57 with a photosensor. In this case, a light-shielding flag is provided on the load 57 side, the sensor part of the origin sensor 58 is fixed, and the origin of the load 57 is detected by blocking and transmitting light with the light-shielding flag. The origin sensor 58 outputs an origin signal to the microcomputer 20 and the motor control device 1. The motor control device 1 can reset the current position to zero as the origin position by the input origin signal, and can process the stop position as a distance from the origin position and operate according to a command from the microcomputer 20, which is a higher-level device.
(3相直流モータ制御装置1の構成)
モータ制御装置1は、パルス信号生成部11と、センサインタフェース部12と、制動開始判定部13と、ホールIC信号切替部15(停止制御部)と、PWM(Pulse width modulation)信号出力部16と、記憶部40と、を備える。制動開始判定部13は、調整開始判定部14をも備える。
(Configuration of Three-Phase DC Motor Control Device 1)
The motor control device 1 includes a pulse signal generating unit 11, a sensor interface unit 12, a braking start determination unit 13, a Hall IC signal switching unit 15 (stop control unit), a PWM (Pulse Width Modulation) signal output unit 16, and a storage unit 40. The braking start determination unit 13 also includes an adjustment start determination unit 14.
マイコン20は、モータ制御装置1の上位装置にあたり、モータ制御装置1に3相直流モータ50の回転速度および停止位置を、パルス信号生成部11に出力する。例えば、停止位置としては、3相直流モータ50の回転回数および回転角度を指定してもよい。 The microcomputer 20 is a higher-level device of the motor control device 1, and outputs the rotation speed and stop position of the three-phase DC motor 50 to the pulse signal generating unit 11 of the motor control device 1. For example, the number of rotations and the rotation angle of the three-phase DC motor 50 may be specified as the stop position.
記憶部40は、モータ制御装置1の制御に用いるデータ及びプログラムを記憶する。記憶部40は、速度テーブルと、変換テーブルと、を記憶する。 The memory unit 40 stores data and programs used to control the motor control device 1. The memory unit 40 stores a speed table and a conversion table.
パルス信号生成部11は、入力された3相直流モータ50の回転速度および停止位置から、3相直流モータの駆動パルスを生成する。駆動パルスは、制動開始判定部13およびPWM信号出力部16に出力する。また、3相直流モータ50が停止するまでの生成パルス数を決定する。 The pulse signal generating unit 11 generates a drive pulse for the three-phase DC motor from the input rotation speed and stop position of the three-phase DC motor 50. The drive pulse is output to the braking start determining unit 13 and the PWM signal output unit 16. It also determines the number of pulses to be generated until the three-phase DC motor 50 stops.
センサインタフェース部12は、UVW相のそれぞれのホールIC52の検出結果であるHu/Hv/Hwを取得し、制動開始判定部13およびホールIC信号切替部15にHu/Hv/Hwを出力する。センサインタフェース部12は、ホールIC52が検出した永久磁石53の磁極がN極である場合Hとし、S極である場合Lとする。UVW相のそれぞれのホールIC52の検出結果から、ロータ56の回転角度を取得することができる。 The sensor interface unit 12 acquires the detection results Hu/Hv/Hw of the Hall ICs 52 of the U, V and W phases, and outputs Hu/Hv/Hw to the braking start determination unit 13 and the Hall IC signal switching unit 15. The sensor interface unit 12 outputs H when the magnetic pole of the permanent magnet 53 detected by the Hall IC 52 is a north pole, and L when it is a south pole. The rotation angle of the rotor 56 can be acquired from the detection results of the Hall ICs 52 of the U, V and W phases.
図3は、3相直流モータ50がCW回転およびCCW回転する場合におけるホールIC52の出力を示すタイミングチャートである。図3に示すように、UVW相のそれぞれのホールICの検出結果であるHu/Hv/Hwは、それぞれ位相が120°ずれた矩形波となる。 Figure 3 is a timing chart showing the output of the Hall IC 52 when the three-phase DC motor 50 rotates in the CW and CCW directions. As shown in Figure 3, the detection results Hu/Hv/Hw of the Hall ICs for the UVW phases are square waves that are 120° out of phase with each other.
制動開始判定部13は、3相直流モータ50に制動をかけるか否かを判定する。制動開始判定部13は、回転停止までの残りパルス数が、予め記憶部40に記憶されている速度テーブルに記載の3相直流モータ50の現在回転速度の制動に要するパルス数未満の場合、3相直流モータ50に制動をかける。ここで、回転停止までの残りパルス数は、生成パルス数から、停止動作を開始してからの移動済みパルス数(入力済みの駆動パルス数)を減算したものである。制動開始判定部13は、制動中かを示す制動中信号をPWM信号出力部16に出力する。 The braking start determination unit 13 determines whether or not to brake the three-phase DC motor 50. The braking start determination unit 13 brakes the three-phase DC motor 50 when the number of pulses remaining until the rotation stops is less than the number of pulses required to brake the current rotation speed of the three-phase DC motor 50 described in the speed table stored in advance in the storage unit 40. Here, the number of pulses remaining until the rotation stops is the number of generated pulses minus the number of pulses already moved since the start of the stopping operation (the number of drive pulses already input). The braking start determination unit 13 outputs a braking in progress signal indicating whether braking is in progress to the PWM signal output unit 16.
調整開始判定部14は、3相直流モータ50の現在回転速度、および回転停止までの残りパルス数から、通常モードと調整モードの動作モードの切り替えを行う。通常モードは、3相直流モータ50を正常に回転させている場合および制動を行っている場合に取る動作モードである。対して、調整モードは、3相直流モータ50が制動し、停止する時に、3相直流モータ50への励磁方法を切り換え、停止位置を微調整し、現在位置の保持を行う動作モードである。調整開始判定部14は、動作モードおよび残りパルス数をホールIC信号切替部15に出力し、動作モードをPWM信号出力部16に出力する。 The adjustment start determination unit 14 switches between the normal mode and the adjustment mode based on the current rotation speed of the three-phase DC motor 50 and the number of pulses remaining until rotation stops. The normal mode is an operation mode that is taken when the three-phase DC motor 50 is rotating normally and when braking is being performed. In contrast, the adjustment mode is an operation mode that switches the excitation method for the three-phase DC motor 50 when the three-phase DC motor 50 is braked and stopped, fine-tunes the stop position, and holds the current position. The adjustment start determination unit 14 outputs the operation mode and the number of remaining pulses to the Hall IC signal switching unit 15, and outputs the operation mode to the PWM signal output unit 16.
ホールIC信号切替部15は、調整開始判定部14から入力された動作モードに従い、センサインタフェース部12から入力されたHu/Hv/Hwを用いて、3相直流モータ50を駆動する位相を選択する。 The Hall IC signal switching unit 15 selects the phase for driving the three-phase DC motor 50 using the Hu/Hv/Hw input from the sensor interface unit 12 according to the operation mode input from the adjustment start determination unit 14.
通常モードの場合、ホールIC信号切替部15は、Hu/Hv/Hwを、そのままモータドライバ30に出力する。対して、調整モードの場合、ホールIC信号切替部15は、入力されたHu/Hv/Hwを、記憶部40にあらかじめ記憶されている変換テーブルに従い変換し、変換後のHu/Hv/Hwをモータドライバ30に出力する。変換テーブルの詳細に関しては後述する。 In normal mode, the Hall IC signal switching unit 15 outputs Hu/Hv/Hw directly to the motor driver 30. In contrast, in adjustment mode, the Hall IC signal switching unit 15 converts the input Hu/Hv/Hw according to a conversion table pre-stored in the storage unit 40, and outputs the converted Hu/Hv/Hw to the motor driver 30. Details of the conversion table will be described later.
PWM信号出力部16は、駆動パルスと、制動中信号と、調整モードとから、モータドライバ30にPWM信号を出力する。出力するPWM信号のデューティ比は、入力した信号に依存する。制動中信号または調整モードの場合は、記憶部40にあらかじめ記憶された固定値をデューティ比とする。制動中信号および調整モードは両立しない。 The PWM signal output unit 16 outputs a PWM signal to the motor driver 30 based on the drive pulse, the braking signal, and the adjustment mode. The duty ratio of the output PWM signal depends on the input signal. In the case of the braking signal or the adjustment mode, the duty ratio is a fixed value stored in advance in the memory unit 40. The braking signal and the adjustment mode are incompatible.
また、通常モードで制動中信号がでていない場合、駆動パルスを基にして、デューティ比を定める。すなわち、駆動パルスのパルス速度を算出し、記憶部40に記憶されている速度テーブルを参照し、予め定められたPWMのデューティ比を選択する。 In addition, when the braking signal is not being output in normal mode, the duty ratio is determined based on the drive pulse. That is, the pulse speed of the drive pulse is calculated, and a speed table stored in the memory unit 40 is referenced to select a predetermined PWM duty ratio.
モータドライバ30は、3相直流モータ50を駆動するために、コイル51a/51b/51cがそれぞれ接続されている。Hu/Hv/Hwに従い、順にコイル51のUVW相を入力されたPWM信号でもって励磁する。 The motor driver 30 is connected to coils 51a, 51b, and 51c to drive the three-phase DC motor 50. The motor driver 30 excites the UVW phases of the coil 51 in order with the input PWM signal according to Hu, Hv, and Hw.
図4は、入力されたホールIC52の信号に対するコイル51のUVW相の電圧を示す。ここで、電圧としては、ハイインピーダンスを表すHi-zと、PWM信号出力部16によるPWMを入力するPWMと、VDD(Voltage drain)との3種類をとる。CW回転およびCCW回転の回転方向の違いによって、電圧も異なる。 Figure 4 shows the voltages of the UVW phases of the coil 51 in response to the input signal of the Hall IC 52. Here, there are three types of voltage: Hi-z, which represents high impedance; PWM, which inputs the PWM signal from the PWM signal output unit 16; and VDD (voltage drain). The voltages differ depending on the direction of rotation, whether CW or CCW.
VDDが印加されたコイル52からPWMが印加されたコイル52に対して、PWMでの電位が0Vの時に電流が流れ、2極のコイル52に磁界が発生する。図5は、CW回転におけるコイル51の励磁による磁界および、ロータの回転角度を表す図である。ここで、図4および図5における、同じNoはお互いに対応づく。図5に示すように、コイル51の励磁を図4に従って励磁することで、3相直流モータ50は回転する。CCW回転においても、図5と位相が異なるがほぼ同様の図が導出できる。 When the potential in PWM is 0V, current flows from coil 52 to which VDD is applied to coil 52 to which PWM is applied, and a magnetic field is generated in the two-pole coil 52. Figure 5 is a diagram showing the magnetic field and rotor rotation angle caused by excitation of coil 51 in CW rotation. Here, the same numbers in Figures 4 and 5 correspond to each other. As shown in Figure 5, three-phase DC motor 50 rotates by exciting coil 51 according to Figure 4. Although the phase is different from that in Figure 5, an almost similar diagram can be derived for CCW rotation.
(変換テーブル)
図6は、ホールIC信号切替部における変換テーブルを示す図である。変換テーブルは、回転方向により異なるテーブルを用い、CW回転のものとCCW回転のものがある。
(Conversion table)
6 is a diagram showing a conversion table in the Hall IC signal switching unit 100. Different conversion tables are used depending on the direction of rotation, and there are tables for CW rotation and CCW rotation.
図4および図5に示すように、通常モードでは、コイル51を励磁する位相を変更することで3相直流モータ50を回転させるが、調整モードでは、変換テーブルを用いることによって、コイル51と永久磁石53(ロータ56)とが引き合う位置関係になるように、コイル51を励磁する。すなわち、調整モードでは特定の回転位置での保持トルクを作り出している。 As shown in Figures 4 and 5, in normal mode, the three-phase DC motor 50 is rotated by changing the phase at which the coil 51 is excited, but in adjustment mode, a conversion table is used to excite the coil 51 so that the coil 51 and the permanent magnet 53 (rotor 56) are in a positional relationship in which they attract each other. In other words, in adjustment mode, a holding torque is created at a specific rotation position.
また、調整モードにおいては、ホールIC信号切替部15は、回転停止までの残りパルス数がゼロではない場合、現在位置から残りパルス数分だけ現在の回転を進めた位置での保持トルクを出力する励磁関係となるHu/Hv/Hwをモータドライバ30に出力する。 In addition, in the adjustment mode, if the number of remaining pulses until the rotation stops is not zero, the Hall IC signal switching unit 15 outputs to the motor driver 30 Hu/Hv/Hw, which is the excitation relationship that outputs a holding torque at a position advanced by the number of remaining pulses from the current position.
§3 動作例
図7は、実施形態1に係る3相直流モータ制御装置1の動作を示すフローチャートである。
§3 Operation Example FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the three-phase DC motor control device 1 according to the first embodiment.
S11において、動作モードを通常モードとして停止処理を開始する。 In S11, the operation mode is set to normal mode and the shutdown process is started.
S12において、パルス信号生成部11は、3相直流モータ50が停止するまでの生成パルス数を、マイコン20から取得した停止位置を基に決定する。 In S12, the pulse signal generating unit 11 determines the number of pulses to be generated until the three-phase DC motor 50 stops based on the stop position obtained from the microcomputer 20.
S13において、センサインタフェース部12は、ホールIC52によって、3相直流モータ50の現在位置を検出し、現在回転速度を算出する。 In S13, the sensor interface unit 12 detects the current position of the three-phase DC motor 50 using the Hall IC 52 and calculates the current rotation speed.
S14において、制動開始判定部13は、残りパルス数が、速度テーブルを参照し、3相直流モータ50の現在回転速度の制動に要するパルス数未満かを判断する。すなわち、現在位置から制動を開始して停止位置にてちょうど減速できるかを判断する。ここで、残りパルス数は、回転停止までのパルス数を意味し、生成パルス数から、停止動作を開始してからの移動済みパルス数を減算したものである。 In S14, the braking start determination unit 13 refers to the speed table and determines whether the remaining number of pulses is less than the number of pulses required to brake the current rotation speed of the three-phase DC motor 50. In other words, it determines whether braking can be started from the current position and decelerated exactly at the stop position. Here, the remaining number of pulses means the number of pulses until the rotation stops, and is the number of generated pulses minus the number of pulses that have been moved since the start of the stopping operation.
S14においてNoの場合(制動を開始しない場合)、S15に遷移し、3相直流モータ50の回転を継続する。S15において、PWM信号出力部16は、駆動パルスを基にマイコン20から指定された速度に対応するPWM信号をモータドライバ30に出力する。 If the answer is No in S14 (braking is not to be started), the process transitions to S15, and the three-phase DC motor 50 continues to rotate. In S15, the PWM signal output unit 16 outputs a PWM signal corresponding to the speed specified by the microcomputer 20 based on the drive pulse to the motor driver 30.
S16において、モータドライバ30は、ホールIC52の検出結果(Hu・Hv・Hw)に基づき、コイル51を励磁し、3相直流モータ50の回転を継続させる。その後、S13に遷移し、S14の条件が成立するまでループする。 In S16, the motor driver 30 excites the coil 51 based on the detection results (Hu, Hv, Hw) of the Hall IC 52 to continue rotating the three-phase DC motor 50. Then, the process transitions to S13 and loops until the condition in S14 is met.
S14においてYesの場合(制動を開始する場合)、S17に遷移し、制動停止を開始する。S17において、制動開始判定部13は、制動中の信号をPWM信号出力部16に出力する。PWM信号出力部16は、モータドライバ30に制動用の固定PWM信号を出力する。 If S14 is Yes (braking is to be started), the process transitions to S17, and braking stop is started. In S17, the braking start determination unit 13 outputs a signal indicating that braking is in progress to the PWM signal output unit 16. The PWM signal output unit 16 outputs a fixed PWM signal for braking to the motor driver 30.
S18において、モータドライバ30は、ホールIC52の検出結果(Hu・Hv・Hw)に基づき、コイル51を励磁し、3相直流モータ50を制動させる。 In S18, the motor driver 30 excites the coil 51 based on the detection results (Hu, Hv, Hw) of the Hall IC 52, and brakes the three-phase DC motor 50.
S19において、停止判定処理を行い停止する。 In S19, the stop determination process is performed and the device is stopped.
(停止処理の概要)
図8は、実施形態1に係る3相直流モータ制御装置1の停止判定処理を示すフローチャートである。図9は、実施形態1に係る3相直流モータ制御装置1の停止動作における、現在速度とコイル51への印加電圧を示す概要図である。
(Summary of the suspension process)
Fig. 8 is a flowchart showing the stop determination process of the three-phase DC motor control device 1 according to embodiment 1. Fig. 9 is a schematic diagram showing the current speed and the voltage applied to the coil 51 in the stop operation of the three-phase DC motor control device 1 according to embodiment 1.
回転停止までの残りパルス数および3相直流モータ50の回転速度によって、異なる停止処理を行う。 Different stopping processes are performed depending on the number of pulses remaining until rotation stops and the rotation speed of the three-phase DC motor 50.
S21において、3相直流モータ50の現在速度がゼロかどうかを判断する。 In S21, it is determined whether the current speed of the three-phase DC motor 50 is zero.
S21においてNoの場合(3相直流モータ50が回転している場合)、S22に遷移する。S22において、回転停止までの残りパルス数がゼロであるかどうかを判断する。 If the answer is No in S21 (if the three-phase DC motor 50 is rotating), the process transitions to S22. In S22, it is determined whether the number of pulses remaining until the rotation stops is zero.
S22においてNoの場合(残りパルス数がゼロでない場合)、S21に戻り、S21もしくはS22の条件が満たされるまでループする。 If the answer is No in S22 (if the number of remaining pulses is not zero), return to S21 and loop until the condition of S21 or S22 is met.
(停止処理1)
まず、停止位置で制動し停止する場合の停止処理1を示す。
(Stopping process 1)
First, a stop process 1 for braking and stopping at a stop position will be shown.
S21においてYesの場合(3相直流モータ50が停止している場合)、S23に遷移する。S23において、回転停止までの残りパルス数がゼロであるかどうかを判断する。 If the answer is Yes in S21 (if the three-phase DC motor 50 is stopped), the process transitions to S23. In S23, it is determined whether the number of pulses remaining until rotation stops is zero.
S23においてYesの場合(残りパルス数がゼロの場合)、S24に遷移する。S24において、調整開始判定部14は、調整モードを出力する。 If S23 is Yes (if the number of remaining pulses is zero), the process transitions to S24. In S24, the adjustment start determination unit 14 outputs the adjustment mode.
S25において、PWM信号出力部16が停止保持電圧の固定値をモータドライバ30にPWM出力する。 In S25, the PWM signal output unit 16 outputs a fixed value of the stop hold voltage to the motor driver 30 in a PWM manner.
S26において、モータドライバ30は、ホールIC52の検出結果(Hu/Hv/Hw)における調整モードにおいて、コイル51を所定の時間励磁し、3相直流モータ50を微調整する。調整モードにより、停止位置が所望の位置で停止させることができる。所定の時間経過後、励磁を解く。 In S26, the motor driver 30 excites the coil 51 for a predetermined time in an adjustment mode based on the detection result (Hu/Hv/Hw) of the Hall IC 52, and fine-tunes the three-phase DC motor 50. The adjustment mode allows the motor to stop at a desired position. After the predetermined time has elapsed, the excitation is released.
停止処理1では、図9における回転速度グラフ71および印加電圧グラフ72の場合であり、制動を開始してから徐々に減速し、停止位置で予定通りに停止した場合を示すグラフである。時刻t1までは、一定速度で回転しており、この間コイル51には正の電圧が印加される。時刻t1からt2にかけては、制動中であり、予め定められた一定の負の電圧が印加される。時刻t2において回転が停止する。時刻t2からt3にかけては、停止保持期間であり、予め定められた一定の正の電圧が印加される。 Stop process 1 corresponds to rotation speed graph 71 and applied voltage graph 72 in Figure 9, and is a graph showing a case in which braking begins, followed by gradual deceleration and stopping at the stop position as planned. Up until time t1, the motor rotates at a constant speed, during which time a positive voltage is applied to coil 51. From time t1 to t2, braking is in progress, and a predetermined constant negative voltage is applied. At time t2, rotation stops. From time t2 to t3, a stop hold period occurs, during which a predetermined constant positive voltage is applied.
例えば、CW回転でNo1で停止すべく通常モードで制動し、No1で停止した場合、残りパルス数がゼロであり、停止処理1となり調整モードに移行する。この場合、現在位置がNo1なため、ホールIC52の検出結果はHu/Hv/Hw=H/L/Hであるため、ホールIC信号切替部15によって、Hu/Hv/Hw=L/H/Hに変換される。そのため、モータドライバ30は、U相がVDDで、V相がHi-zで、W相がPWMで励磁され、No1の停止位置で停止する。 For example, when braking in normal mode to stop at No. 1 with CW rotation and stopping at No. 1, the number of remaining pulses is zero, stop processing 1 is performed, and adjustment mode is entered. In this case, since the current position is No. 1, the detection result of the Hall IC 52 is Hu/Hv/Hw = H/L/H, which is converted to Hu/Hv/Hw = L/H/H by the Hall IC signal switching unit 15. Therefore, the motor driver 30 excites the U phase with VDD, the V phase with Hi-z, and the W phase with PWM, and stops at the stop position of No. 1.
(停止処理2)
次に、停止位置までに制動できずに停止する場合の停止処理2を示す。
(Stopping process 2)
Next, a stop process 2 will be described for the case where braking is not possible until the vehicle reaches the stop position.
S22においてYesの場合(残りパルス数がゼロの場合)、S31に遷移する。S31において、調整開始判定部14は、調整モードを出力する。 If S22 is Yes (if the number of remaining pulses is zero), the process transitions to S31. In S31, the adjustment start determination unit 14 outputs the adjustment mode.
その後、S25に遷移し、停止保持期間だけ調整モードでコイル51を励磁し、停止処理を終了する。 Then, the process transitions to S25, where coil 51 is excited in adjustment mode for the stop hold period, and the stop process ends.
停止処理2では、図9における回転速度グラフ73および印加電圧グラフ72の場合であり、制動を開始してから徐々に減速するが、停止位置で減速しきらず回転速度がある場合を示すグラフである。時刻t1までは、一定速度で回転しており、この間コイル51には正の電圧が印加される。時刻t1からt2にかけては、制動中であり、予め定められた一定の負の電圧が印加される。時刻t2において回転が停止する。時刻t2からt3にかけては、停止保持期間であり、予め定められた一定の正の電圧が印加される。 In stop process 2, which corresponds to rotation speed graph 73 and applied voltage graph 72 in FIG. 9, the graph shows a case in which the rotation speed gradually decreases after braking begins, but the rotation speed is not fully decreased at the stop position. Up until time t1, the rotation speed is constant, and a positive voltage is applied to coil 51 during this time. From time t1 to t2, braking is in progress, and a predetermined constant negative voltage is applied. At time t2, the rotation stops. From time t2 to t3, a stop holding period occurs, and a predetermined constant positive voltage is applied.
例えば、CW回転でNo1で停止すべく通常モードで制動しても、No1で停止しなかった場合、残りパルス数がゼロであり、停止処理2となり調整モードに移行する。この場合、現在位置がNo1なため、ホールIC52の検出結果はHu/Hv/Hw=H/L/Hであるため、ホールIC信号切替部15によって、Hu/Hv/Hw=L/H/Hに変換される。そのため、モータドライバ30は、U相がVDDで、V相がHi-zで、W相がPWMで励磁され、No1の停止位置で停止する。 For example, if braking is performed in normal mode to stop the motor at No. 1 with CW rotation, but the motor does not stop at No. 1, the number of remaining pulses is zero, stop process 2 is performed, and the motor moves to adjustment mode. In this case, since the current position is No. 1, the detection result of the Hall IC 52 is Hu/Hv/Hw=H/L/H, which is converted to Hu/Hv/Hw=L/H/H by the Hall IC signal switching unit 15. Therefore, the motor driver 30 excites the U phase with VDD, the V phase with Hi-z, and the W phase with PWM, and stops the motor at the stop position of No. 1.
(停止処理3)
さらに、停止位置前に制動し停止する場合の停止処理3を示す。
(Stopping process 3)
Further, a stop process 3 in which braking is applied and the vehicle is stopped before the stop position is shown.
S23において、Noの場合(残りパルス数がゼロではない場合)、S32に遷移する。S32において、調整開始判定部14は、調整モードを出力する。 If the answer is No in S23 (if the number of remaining pulses is not zero), the process transitions to S32. In S32, the adjustment start determination unit 14 outputs the adjustment mode.
S33において、残りパルス数を、生成パルス数から、停止動作を開始してからの移動済みパルス数を減算したものとする。 In S33, the number of remaining pulses is calculated by subtracting the number of pulses that have been moved since the start of the stopping operation from the number of generated pulses.
S34において、PWM信号出力部16が停止保持電圧の固定値をモータドライバ30にPWM出力する。 In S34, the PWM signal output unit 16 outputs a fixed value of the stop hold voltage to the motor driver 30 in a PWM manner.
S35において、ホールIC信号切替部15は、現在の回転角度でのホールIC52の検出結果(Hu/Hv/Hw)に対し、残りパルス数分現在の回転を進めた場合での、調整モードにおけるHu/Hv/Hwを求め、モータドライバ30に出力する。モータドライバ30は入力されたHu/Hv/Hwに従いコイル51を励磁し所定停止位置まで移動させる。 In S35, the Hall IC signal switching unit 15 calculates the Hu/Hv/Hw in the adjustment mode when the current rotation is advanced by the remaining number of pulses based on the detection result (Hu/Hv/Hw) of the Hall IC 52 at the current rotation angle, and outputs it to the motor driver 30. The motor driver 30 excites the coil 51 according to the input Hu/Hv/Hw, and moves it to the specified stop position.
その後、S25に遷移し、停止保持期間だけ調整モードでコイル51を励磁し、停止処理を終了する。 Then, the process transitions to S25, where coil 51 is excited in adjustment mode for the stop hold period, and the stop process ends.
停止処理3では、図9における回転速度グラフ74および印加電圧グラフ75の場合であり、制動を開始してから徐々に減速し、停止位置より手前で減速した場合を示すグラフである。時刻t1までは、一定速度で回転しており、この間コイル51には正の電圧が印加される。時刻t1からt4にかけては、制動中であり、予め定められた一定の負の電圧が印加され、時刻t4で一度、回転が停止する。時刻t4からt2にかけては、予定した停止位置で再度停止できるように、再度回転を開始し、時刻t2で予定した停止位置に到達し停止する。この間、予め定められた一定の正の電圧が印加される。時刻t2からt3にかけては、停止保持期間であり、予め定められた一定の正の電圧が印加される。 In stop process 3, which corresponds to rotation speed graph 74 and applied voltage graph 75 in FIG. 9, the graph shows a case in which braking is started, followed by gradual deceleration, and deceleration just before the stop position. Until time t1, the motor rotates at a constant speed, and a positive voltage is applied to coil 51 during this time. From time t1 to t4, braking is in progress, a predetermined constant negative voltage is applied, and rotation stops once at time t4. From time t4 to t2, rotation starts again so that the motor can be stopped again at the planned stop position, and at time t2, the motor reaches the planned stop position and stops. During this time, a predetermined constant positive voltage is applied. From time t2 to t3, a stop holding period occurs, during which a predetermined constant positive voltage is applied.
例えば、CW回転でNo1で停止すべく通常モードで制動して、手前のNo6で停止してしまった場合、残りパルス数が1であり、停止処理3となり調整モードに移行する。この場合、現在位置がNo6なため、ホールIC52の検出結果はHu/Hv/Hw=L/L/Hであるが、ホールIC信号切替部15によって、Hu/Hv/Hwは、残りパルス数分進めた位相(No1相当)での調整モードにおける位相変換を行ったHu/Hv/Hw=L/H/Hに変換される。そのため、モータドライバ30は、U相がVDDで、V相がHi-zで、W相がPWMで励磁され、No1の停止位置で停止する。 For example, if braking is performed in normal mode to stop at No. 1 with CW rotation, and the motor ends up stopping at No. 6, there will be one pulse remaining, and the motor will enter stop processing 3 and transition to adjustment mode. In this case, since the current position is No. 6, the detection result of the Hall IC 52 is Hu/Hv/Hw = L/L/H, but the Hall IC signal switching unit 15 converts Hu/Hv/Hw to Hu/Hv/Hw = L/H/H, which is a phase conversion in adjustment mode at a phase advanced by the number of remaining pulses (corresponding to No. 1). Therefore, the motor driver 30 excites the U phase with VDD, the V phase with Hi-z, and the W phase with PWM, and stops the motor at the stop position of No. 1.
§4 作用・効果
本実施形態の制御システム100は、調整開始判定部において、3相直流モータ50の回転速度および、3相直流モータの停止位置までの残りパルス数によって、動作モードを通常モードから調整モードに切り替えることができる。
§4 Function and Effects In the control system 100 of this embodiment, the adjustment start determination unit can switch the operation mode from the normal mode to the adjustment mode based on the rotation speed of the three-phase DC motor 50 and the number of pulses remaining until the three-phase DC motor stops.
停止制御部において、調整モードでは、停止位置を微調整できるように、コイル51への励磁方法を通常モードから変更することができる。 In the stop control unit, in adjustment mode, the excitation method for coil 51 can be changed from the normal mode so that the stop position can be fine-tuned.
具体的には、ホールIC52によって導出された現在の回転角度に基づいたコイル51を励磁するのではなく、変換テーブルによって導出されたコイル51を励磁することができる。すなわち、変換テーブルを介すことで、回転時と異なる位相での励磁をコイル51に行うことができ、残りパルス数がゼロになった停止直前での位置決めトルクおよび保持トルクを生成することができる。 Specifically, rather than exciting the coil 51 based on the current rotation angle derived by the Hall IC 52, it is possible to excite the coil 51 based on the conversion table. In other words, by using the conversion table, it is possible to excite the coil 51 with a phase different from that during rotation, and it is possible to generate a positioning torque and a holding torque just before stopping when the remaining number of pulses becomes zero.
変換テーブルは3相直流モータ50の現在の回転方向を逆回転するトルクを生み出し、保持トルクを生成するが、CW回転(正転)とCCW回転(逆転)で異なる変換テーブルを用いる必要がある。 The conversion table generates a torque that reverses the current direction of rotation of the three-phase DC motor 50 and generates a holding torque, but different conversion tables must be used for CW rotation (forward rotation) and CCW rotation (reverse rotation).
また、停止位置よりも早く制動し、一度停止してしまった場合でも、当初の停止位置で停止するために、調整モードにて再度回転させ、当初の停止位置にて停止して、保持トルクをかけて保持させることができる。 In addition, even if the brakes are applied earlier than the stopping position and the motor stops once, it can be rotated again in adjustment mode to stop the motor at the original stopping position, and then a holding torque can be applied to hold the motor in place.
(付記事項)
図10は、参考例に係る3相直流モータ50の回転方向の違いによる停止位置の違いを表す図である。
(Additional Notes)
FIG. 10 is a diagram showing the difference in the stop position depending on the difference in the rotation direction of the three-phase DC motor 50 according to the reference example.
No2が目標とする停止位置の場合に関して示す。CW回転でNo1からNo2に回転する時に、ホールICの状態から停止位置に到達したと判定するパターン1と、CCW回転でNo3からNo2に回転する時に、ホールICの状態から停止位置に到達したと判定するパターン2がある。図10に示すように、パターン1では停止位置91に停止し、パターン2では、停止位置92に停止し、回転方向によってホールICの状態が変わらないが、停止位置が変わる場合が発生する。 This shows the case where No. 2 is the target stop position. When rotating from No. 1 to No. 2 in a CW rotation, there is pattern 1 where it is determined from the state of the Hall IC that the stop position has been reached, and when rotating from No. 3 to No. 2 in a CCW rotation, there is pattern 2 where it is determined from the state of the Hall IC that the stop position has been reached. As shown in Figure 10, in pattern 1, it stops at stop position 91, and in pattern 2, it stops at stop position 92; the state of the Hall IC does not change depending on the direction of rotation, but there are cases where the stop position does change.
これは、図6の変換テーブルに従い保持電圧をコイル51に励磁するため、パターン1では、U相がHi-zであり、V相がVDDであり、W相がPWMとなり、V相からW相に電流が流れ、V相がS極、W相がN極となり、ロータ56と引き合った位置(図10におけるNo2-cw)で停止する。対して、パターン2では、U相がPWMであり、V相がVDDであり、W相がHi-zとなり、V相からU相に電流が流れ、V相がS極、U相がN極となり、ロータ56と引き合った位置(図10におけるNo2-ccw)で停止する。残りパルス数が同じであっても、回転方向によって、コイル51の励磁方法が異なり、磁界が変わるため、コイル51とロータ56とが引き合う状況も異なる為、停止位置も異なることになる。 In this case, the coil 51 is excited with the holding voltage according to the conversion table in FIG. 6, so in pattern 1, the U phase is Hi-z, the V phase is VDD, and the W phase is PWM, current flows from the V phase to the W phase, the V phase becomes the S pole, the W phase becomes the N pole, and the rotor 56 is stopped at a position where they are attracted to each other (No2-cw in FIG. 10). In contrast, in pattern 2, the U phase is PWM, the V phase is VDD, the W phase is Hi-z, current flows from the V phase to the U phase, the V phase becomes the S pole, the U phase becomes the N pole, and the rotor 56 is stopped at a position where they are attracted to each other (No2-ccw in FIG. 10). Even if the number of remaining pulses is the same, the excitation method of the coil 51 differs depending on the direction of rotation, and the magnetic field changes, so the situation in which the coil 51 and the rotor 56 are attracted to each other also differs, and the stop position also differs.
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention are described below.
§1 適用例
回胴遊技機(遊技機)において、回転するリール(リール)の停止位置の精度が悪い場合、リールの図柄がずれて停止することがある。この場合、遊技者の興趣を著しく損なうことに繋がる。
§1 Application Examples In a slot machine, if the stopping position of the reel is not precise, the reel patterns may stop out of alignment. This can lead to a significant loss of interest for the player.
そこで、リールの回転に3相直流モータを用いることで、回胴遊技機のリールの停止位置を制御することができ、遊技者の興趣を損なわない。 Therefore, by using a three-phase DC motor to rotate the reels, the stopping positions of the reels on the slot machine can be controlled, without spoiling the interest of the player.
§2 構成例
図11は、実施形態2に係る回胴遊技機60の要部の構成を示すブロック図である。図12は、実施形態2に係る回胴遊技機60の要部の構成を示す概念図である。
§2 Configuration Example Fig. 11 is a block diagram showing the configuration of the main parts of the reel gaming machine 60 according to the embodiment 2. Fig. 12 is a conceptual diagram showing the configuration of the main parts of the reel gaming machine 60 according to the embodiment 2.
回胴遊技機60は、メダル投入口61と、スタートレバー62と、ストップボタン63と、ドラムユニット64と、メダル排出口65と、遊技機制御部81と、遊技機取得部83と、を備える。 The reel game machine 60 includes a medal insertion slot 61, a start lever 62, a stop button 63, a drum unit 64, a medal ejection slot 65, a game machine control unit 81, and a game machine acquisition unit 83.
ドラムユニット84は、3個の回転するリール64a~64cによって構成されている。また、各リールは、それぞれ3相直流モータ50およびモータ制御装置1を一つずつ備える。ドラムユニット64を構成するリールの数は、3個に限定されず、少なくとも1つあればよい。メダル投入口61と、スタートレバー62と、ストップボタン63と、メダル排出口65と、はまとめて遊技機操作部82とする。 The drum unit 84 is composed of three rotating reels 64a to 64c. Each reel is equipped with a three-phase DC motor 50 and a motor control device 1. The number of reels constituting the drum unit 64 is not limited to three, and at least one reel is sufficient. The medal insertion port 61, start lever 62, stop button 63, and medal ejection port 65 are collectively referred to as the gaming machine operation section 82.
メダル投入口61にメダルを投入することで、回胴遊技機60を動作できるようになる。動作回数はメダルの投入枚数によって定まっている。 By inserting medals into the medal insertion slot 61, the reel game machine 60 can be operated. The number of operations is determined by the number of medals inserted.
スタートレバー62を操作することで、ドラムユニット64内の各リール64a~64cが回転を始める。 By operating the start lever 62, each reel 64a to 64c in the drum unit 64 begins to rotate.
ストップボタン63は、ドラムユニット64のリールの数設けられている。ここでは、ストップボタンは3個であり、63a~63cとする。ストップボタン63aを押下することでリール64aの回転が停止し、ストップボタン63bを押下することでリール64bの回転が停止し、ストップボタン63cを押下することでリール64cの回転が停止する。 The number of stop buttons 63 provided is the same as the number of reels on the drum unit 64. Here, there are three stop buttons, 63a to 63c. Pressing stop button 63a stops the rotation of reel 64a, pressing stop button 63b stops the rotation of reel 64b, and pressing stop button 63c stops the rotation of reel 64c.
リール64a~64cは、回胴遊技機60の遊技結果を決定するリールである。リールには外周に複数の図柄が印刷されている。リール64a~64cは、それぞれ3相直流モータ50にて個別に回転できるようになっている。3相直流モータ50とリール64a~64cの間には、減速機があっても構わない。 The reels 64a to 64c are the reels that determine the game outcome of the slot machine 60. A number of symbols are printed on the outer circumference of the reels. The reels 64a to 64c can each be rotated individually by the three-phase DC motor 50. There may be a reducer between the three-phase DC motor 50 and the reels 64a to 64c.
メダル排出口65は、未使用のメダルを排出する専用の口である。 The medal ejection port 65 is a dedicated port for ejecting unused medals.
遊技機制御部81は、回胴遊技機60の各部を統括して制御する。入力された遊技者の捜査結果を受けて、モータ制御装置1を制御する。 The gaming machine control unit 81 controls each part of the slot machine 60. It controls the motor control device 1 based on the input player search results.
遊技機操作部82は、回胴遊技機60を遊技者が操作する部位である。メダルの投入/排出およびリールの操作を行うことができる。 The gaming machine operation section 82 is the part where the player operates the slot machine 60. It allows the player to insert/remove medals and operate the reels.
遊技機取得部83は、遊技機操作部82による遊技者の回胴遊技機60への操作を取得する。取得した操作内容は、遊技機制御部81に出力する。 The gaming machine acquisition unit 83 acquires the operation of the player on the reel gaming machine 60 by the gaming machine operation unit 82. The acquired operation details are output to the gaming machine control unit 81.
§3 動作例
遊技機制御部81によって、回胴遊技機60は次の制御を行う。
§3 Operation Example The gaming machine control unit 81 controls the reel gaming machine 60 as follows.
遊技者が、メダル投入口61にメダルを投入し、スタートレバー62を操作することで、リール64a~64cが回転を開始する。ストップボタン63a~63cを押下することで、対応したリールは回転を停止する。遊技者が遊技を終える時に、未使用メダルをメダル排出口65から排出し回収する。 When a player inserts a medal into the medal insertion slot 61 and operates the start lever 62, the reels 64a to 64c begin to spin. When a player presses a stop button 63a to 63c, the corresponding reel stops spinning. When the player finishes playing, unused medals are ejected from the medal ejection slot 65 and collected.
モータ制御装置1が調整モードで動作せず通常モードのみで動作する場合、制動停止後、停止保持電圧が出力されないため、図13に示すようリールの停止位置がずれること(図13における64bおよび64cの状況)がある。ここで、図13は、実施形態2に係る停止時のドラムユニット64の参考図である。このような場合、リール64a~64cの停止位置がずれているため、遊技者の興趣を著しく損なうことが考えられる。 When the motor control device 1 does not operate in adjustment mode but operates only in normal mode, the stop holding voltage is not output after braking to a stop, so the stopping positions of the reels may shift as shown in Figure 13 (situations 64b and 64c in Figure 13). Here, Figure 13 is a reference diagram of the drum unit 64 at a stop in embodiment 2. In such a case, the stopping positions of the reels 64a to 64c are shifted, which is likely to significantly reduce the player's interest.
対して、調整モードで停止保持電圧が出力される場合、停止時に図13の状態にはならず、各リールが所定の停止位置すなわち図柄が所定の位置(図13における64aの状況)で停止する。そのため、遊技者の興趣を損なわない。 In contrast, when the stop hold voltage is output in the adjustment mode, the reels do not stop in the state shown in FIG. 13, and each reel stops in a predetermined stopping position, i.e., the symbols stop in a predetermined position (the state of 64a in FIG. 13). This does not spoil the interest of the player.
§4 作用・効果
リール64a~64cに設けられた3相直流モータ50の制御をモータ制御装置1で行うことで、調整モードによって、ホールIC52の検出結果が変わらない区間においても、停止位置を限定することができる。そのため、複数のリール64a~64cがお互いの図柄がずれた停止位置で停止することなく、停止させることができ、遊技者の興趣を損なわない。
§4 Function and Effect By controlling the three-phase DC motor 50 provided on the reels 64a to 64c with the motor control device 1, the stop positions can be limited even in sections where the detection results of the Hall IC 52 do not change depending on the adjustment mode. Therefore, the multiple reels 64a to 64c can be stopped without stopping at stop positions where the patterns are offset from each other, and the interest of the player is not lost.
(付記事項)
なお、回胴遊技機60は、メインリールとしてのリール64a~64cに加え、サブリールをさらに備えていてもよい。サブリールとは、遊技者の興趣を高めるために、遊技者の視覚、聴覚または感覚に訴える演出を行うために、メインリールとは別に回胴遊技機60に設けられているものである。
(Additional Notes)
The gaming machine 60 may further include sub-reels in addition to the reels 64a to 64c as main reels. The sub-reels are provided in the gaming machine 60 separately from the main reels in order to provide effects that appeal to the player's sight, hearing, or senses in order to enhance the player's interest.
そして、サブリールを備えた回胴遊技機60においては、当該サブリールの回転に用いられる3相直流モータ50と、この3相直流モータ50を制御するためのモータ制御装置1をさらに備えていることが好ましい。サブリールに対応する3相直流モータ50およびモータ制御装置1の機能は、各リール64a~64cに対応する3相直流モータ50およびモータ制御装置1の機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。 In addition, it is preferable that the gaming machine 60 equipped with a sub reel further includes a three-phase DC motor 50 used to rotate the sub reel, and a motor control device 1 for controlling the three-phase DC motor 50. The functions of the three-phase DC motor 50 and motor control device 1 corresponding to the sub reel are similar to the functions of the three-phase DC motor 50 and motor control device 1 corresponding to each of the reels 64a to 64c, so a detailed description will be omitted.
〔ソフトウェアによる実現例〕
モータ制御装置1の制御ブロック(特に調整開始判定部14およびホールIC信号切替部15)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Software implementation example]
The control blocks of the motor control device 1 (particularly the adjustment start determination unit 14 and the Hall IC signal switching unit 15) may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software.
後者の場合、モータ制御装置1は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば1つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the motor control device 1 includes a computer that executes the instructions of a program, which is software that realizes each function. The computer includes, for example, one or more processors, and a computer-readable recording medium that stores the program. The object of the present invention is achieved by the processor reading the program from the recording medium and executing it in the computer. The processor can be, for example, a CPU (Central Processing Unit). The recording medium can be a "non-transient tangible medium," such as a ROM (Read Only Memory), tape, disk, card, semiconductor memory, programmable logic circuit, etc. The computer can also include a RAM (Random Access Memory) that expands the program. The program can be supplied to the computer via any transmission medium (such as a communication network or broadcast waves) that can transmit the program. One aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program is embodied by electronic transmission.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
1 モータ制御装置
12 センサインタフェース部(回転状態監視部)
14 調整開始判定部
15 ホールIC信号切替部(停止制御部)
50 3相直流モータ
60 回胴遊技機(遊技機)
64a~64c リール
1 Motor control device 12 Sensor interface unit (rotation state monitoring unit)
14 Adjustment start determination unit 15 Hall IC signal switching unit (stop control unit)
50 Three-phase DC motor 60 Slot machine (gaming machine)
64a to 64c Reels
Claims (6)
前記リールを回転させる3相直流モータと、
前記3相直流モータを制御するモータ制御装置と、を備えている遊技機であって、
前記モータ制御装置は、
3相直流モータの回転の制動時に、前記3相直流モータの回転速度および前記3相直流モータの回転停止までの残りパルス数に基づいて、前記3相直流モータの回転停止位置の調整を開始するか否かを判定する調整開始判定部と、
前記3相直流モータの回転速度がゼロになり、前記3相直流モータの回転停止までの残りパルス数がゼロであることに基づいて、前記調整開始判定部が前記調整を開始すると判定したとき、前記3相直流モータを所望の回転停止位置にて停止させるための、前記3相直流モータの各相の励磁による回転制御を行う停止制御部と、を備えており、
前記停止制御部は、前記3相直流モータの回転状態を監視する回転状態監視部の出力信号を、予め用意された少なくとも1つのテーブルを参照して変換して得られた信号に基づいて、前記回転制御を行う遊技機。 Reel and
A three-phase DC motor that rotates the reel;
A motor control device for controlling the three-phase DC motor,
The motor control device includes:
an adjustment start determination unit that determines whether or not to start adjustment of a rotation stop position of the three-phase DC motor based on a rotation speed of the three-phase DC motor and a remaining number of pulses until the rotation of the three-phase DC motor stops when braking the rotation of the three-phase DC motor;
a stop control unit that performs rotation control by exciting each phase of the three-phase DC motor to stop the three-phase DC motor at a desired rotation stop position when the adjustment start determination unit determines to start the adjustment based on the fact that the rotation speed of the three-phase DC motor becomes zero and the number of pulses remaining until the rotation stop of the three-phase DC motor is zero,
The stop control unit of this gaming machine performs the rotation control based on a signal obtained by converting the output signal of a rotation state monitoring unit that monitors the rotation state of the three-phase DC motor by referring to at least one table prepared in advance.
前記停止制御部は、前記残りパルス数に応じた回転量分だけ、前記3相直流モータの回転を進める請求項1または2に記載の遊技機。 The adjustment start determination unit notifies the stop control unit of the remaining number of pulses,
3. The gaming machine according to claim 1, wherein the stop control unit causes the three-phase DC motor to rotate by an amount corresponding to the number of remaining pulses.
前記リールを回転させる3相直流モータと、を備えている遊技機の制御方法であって、
前記3相直流モータを制御するモータ制御工程を含んでおり、
前記モータ制御工程は、
3相直流モータの回転の制動時に、前記3相直流モータの回転速度および前記3相直流モータの回転停止までの残りパルス数に基づいて、前記3相直流モータの回転停止位置の調整を開始するか否かを判定する調整開始判定工程と、
前記3相直流モータの回転速度がゼロになり、前記3相直流モータの回転停止までの残りパルス数がゼロであることに基づいて、前記調整開始判定工程にて前記調整を開始すると判定したとき、前記3相直流モータを所望の回転停止位置にて停止させるための、前記3相直流モータの各相の励磁による回転制御を行う停止制御工程と、を含んでおり、
前記停止制御工程にて、前記3相直流モータの回転状態を監視する回転状態監視部の出力信号を、予め用意された少なくとも1つのテーブルを参照して変換して得られた信号に基づいて、前記回転制御を行う遊技機の制御方法。 Reel and
A method for controlling a gaming machine including a three-phase DC motor for rotating the reel, comprising:
A motor control step of controlling the three-phase DC motor is included.
The motor control step includes:
an adjustment start determination step of determining whether or not to start adjustment of a rotation stop position of the three-phase DC motor based on a rotation speed of the three-phase DC motor and a remaining number of pulses until the rotation of the three-phase DC motor stops when braking the rotation of the three-phase DC motor;
a stop control step of performing rotation control by exciting each phase of the three-phase DC motor to stop the three-phase DC motor at a desired rotation stop position when the adjustment start determination step determines that the adjustment should be started based on the rotation speed of the three-phase DC motor becoming zero and the number of pulses remaining until the rotation stop of the three-phase DC motor being zero,
A control method for a gaming machine, in which in the stop control process, the rotation control is performed based on a signal obtained by converting an output signal from a rotation state monitoring unit that monitors the rotation state of the three-phase DC motor by referring to at least one table prepared in advance.
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