WO2024247083A1 - Control device, valve device, program, storage medium for storing program, and control method - Google Patents
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- H02P29/40—Regulating or controlling the amount of current drawn or delivered by the motor for controlling the mechanical load
Definitions
- the present disclosure relates to a control device and control method for performing position control processing of a motor, a valve device equipped with such a control device, a program executed by a computer of such a control device, and a storage medium for storing the program.
- the control device is a control device configured to perform an origin setting process that controls a motor so that a movable part of an electric device driven by the motor is further pressed against a stopper while in contact with the stopper, thereby setting the origin position of the motor, and a position control process that controls the rotational position of the motor relative to the origin position, and is equipped with a current setting unit configured to change the drive current to the motor in the origin setting process so that the drive current to the motor is smaller than the drive current to the motor in the position control process.
- a program causes a computer of a control device for an electric device using a motor as a drive source to function as an origin setting unit configured to set an origin position of the motor by controlling the motor of the control device so that a movable part of the electric device is further pressed against a stopper while in contact with the stopper, a position control unit configured to control the rotational position of the motor relative to the origin position, and a current setting unit configured to change the drive current so that the drive current when the origin setting unit controls the motor is smaller than the drive current when the position control unit controls the motor.
- a control method is a control method that performs an origin setting process for controlling a motor so that a movable part of an electric device driven by the motor is further pressed against a stopper while in contact with the stopper, thereby setting the origin position of the motor, and a position control process for controlling the rotational position of the motor relative to the origin position, in which the drive current to the motor in the origin setting process is changed so that it is smaller than the drive current to the motor in the position control process.
- FIG. 1 is a side cross-sectional view of a flow control valve according to a first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a circuit diagram of the control device.
- FIG. 3 is a conceptual diagram of the excitation pattern.
- FIG. 4 is a flowchart of the program.
- FIG. 5A is a conceptual diagram of an excitation pattern
- FIG. 5B is a conceptual diagram of a current control pulse signal
- FIG. 5C is a conceptual diagram of an on/off control signal.
- FIG. 6 is a block diagram of the control circuit.
- FIG. 7 is a block diagram of the control circuit.
- FIG. 8 is a block diagram of the origin setting unit.
- FIG. 9 is a block diagram of the position control unit.
- FIG. 10 is a circuit diagram of a control device according to a second embodiment.
- FIG. 11 is a flowchart of the program.
- FIG. 12 is a flowchart of a program according to the third embodiment.
- FIG. 13 is
- a valve device 10 according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figures 1 to 9.
- the valve device 10 includes a flow control valve 11 as an electrically-driven device, and a control device 30A that controls the flow control valve 11.
- a motor 12 that is the drive source of the flow control valve 11 is, for example, a stepping motor, and has a male screw portion 14N and a female screw portion 20N that screw together on a central shaft 14 of a rotor 13 and a base portion 20 that rotatably supports the central shaft 14.
- a valve body 18, which will be described below, moves linearly as the rotor 13 rotates.
- a central hole 14A is formed at one end of the central shaft 14, into which the base end of a needle-shaped valve body 18 is fitted in a slidable but non-removable manner.
- a compression coil spring 18S housed within the central hole 14A biases the valve body 18 in the direction protruding from the central shaft 14.
- the base portion 20 is formed with a first hole 21A that extends coaxially with the central shaft 14, and a second hole 21B that communicates with the first hole 21A from the side, and an L-shaped flow path 21 is formed through the first hole 21A and the second hole 21B, allowing fluid to pass through.
- the first hole 21A is also formed with a valve hole 22 by narrowing a portion away from the second hole 21B.
- the valve body 18 moves linearly toward and away from the valve hole 22, changing the opening of the valve hole 22 and changing the flow rate of the fluid passing through the flow path 21. When the valve body 18 comes into contact with a valve seat 23, which is part of the inner surface of the valve hole 22, the valve hole 22 is closed.
- a spiral guide 19G which is made of a wire wound in a spiral shape, is fixed to the end of the central shaft 14 opposite the valve body 18 so as to be rotatable together with the central shaft 14.
- a stopper 19A which is made of a wire wound in a spiral shape with a larger diameter than the spiral guide 19G and shorter than the spiral guide 19G, is screwed onto the outer surface of the spiral guide 19G.
- a pair of stopper abutment parts 19S1, 19S2 are provided on both ends of the spiral guide 19G, and the stopper 19A abuts against the pair of stopper abutment parts 19S1, 19S2 to prevent it from coming off the spiral guide 19G.
- a rotation restriction bar 90A extends parallel to the central shaft 14 from one end of the rotor case 90 that houses the rotor 13 of the motor 12, and is disposed to the side of the spiral guide 19G, with a part of the stopper 19A abutting against the rotation restriction bar 90A.
- the rotation limiting mechanism 19K which includes the screw guide 19G, the stopper 19A, and the rotation restriction bar 90A, moves the stopper 19A linearly along the rotation restriction bar 90A as the rotor 13 rotates.
- the stopper 19A abuts against one of the stopper abutment portions 19S1, and the rotor 13 is positioned at one end of the rotatable range.
- the stopper 19A abuts against the other stopper abutment portion 19S2, and the rotor 13 is positioned at the other end of the rotatable range of the rotor 13.
- the rotatable range of the rotor 13 is stored in the memory 36B, which will be described later, as the maximum rotatable angle ⁇ max of the rotor 13.
- one end position of the rotatable range of the rotor 13, which is positioned by the stopper abutment portion 19S1 is set as the origin position for controlling the rotational position of the rotor 13 (i.e., for controlling the position of the motor 12) by the control device 30A described below. Also, at one end position of the rotor 13, i.e., the origin position, the valve body 18 abuts against the valve seat 23, and the compression coil spring 18S is in a slightly deflected state.
- the stopper abutment portion 19S1 that positions the rotor 13 at the origin position is provided inside the motor 12, but it may be provided outside the motor 12.
- the rotor 13 may be positioned at the origin position by the valve body 18 abutting against the valve seat 23 as a stopper.
- the valve body 18 is fixed to the central shaft 14 so that it cannot slide.
- the valve body 18 when the rotor 13 is placed at the origin position, the valve body 18 abuts against the valve seat 23 to fully close the valve hole 22, but when the rotor 13 is placed at the origin position, the valve body 18 may be slightly separated from the valve seat 23 to allow a small amount of fluid to pass through the valve hole 22.
- the control device 30A includes a drive circuit 33 for driving the motor 12, and a control circuit 36 for controlling the drive circuit 33.
- the drive circuit 33 the configuration of the motor 12 described above will be explained in more detail.
- the motor 12 is a claw-pole stepping motor having a permanent magnet 13M (see FIG. 1) in the rotor 13 and two-phase coils 91, 92 in the stator 93.
- the drive circuit 33 is wired to the coils 91 and 92 in, for example, a unipolar type, and has four switches 31A, 31a, 32B, and 32b, with one coil 91 being divided into coils A and a, and the other coil 92 being divided into coils B and b.
- the switches 31A, 31a, 32B, and 32b correspond one-to-one to the coils A, a, B, and b, and when any switch is turned on, a drive current is passed through the corresponding coil.
- the control circuit 36 includes a CPU 36A and a memory 36B, which is a computer-readable storage medium that stores information.
- An excitation pattern P for rotating the rotor 13 is stored in the memory 36B, an example of which is shown in FIG. 3.
- the excitation pattern P is composed of excitation patterns PA, Pa, PB, and Pb for the coils A, a, B, and b, and in the figure, the horizontal axis represents time and the number of steps.
- one rotation of the electrical angle of the rotor 13 is divided into four steps ST, and each time the step ST is switched in the direction of the time axis in FIG.
- step ST is switched in the opposite direction to the direction of the time axis in FIG. 3, and the rotor 13 is rotated and driven in the valve opening direction.
- the execution time of each step ST of the excitation pattern (hereinafter referred to as the "step width") can be arbitrarily changed, thereby arbitrarily changing the rotation speed and rotation acceleration of the rotor 13.
- the number of steps constituting the excitation pattern can be arbitrarily changed, thereby arbitrarily changing the rotation angle of the rotor 13.
- the memory 36B stores the program PG1 shown in FIG. 4.
- This program PG1 is executed, for example, when the control device 30A is powered on.
- the program PG1 is executed, first, the target rotation speed ⁇ x is set to a first rotation speed ⁇ 1 that has been set in advance (S11), and the target rotation acceleration ⁇ x is set to a rotation acceleration speed ⁇ 0 that has been set in advance (S12).
- a preset first drive current I1 is set as the target drive current Ix to be applied to the coils A, a, B, and b (S13).
- the target drive current Ix is used to control the drive current when driving the motor 12 in the origin setting process (S14) described below, and since this control is performed by PWM control, the first drive current I1 set as the target drive current Ix and the second drive current I2 described below are set at a duty ratio.
- the second drive current I2 is set to 100%, and the first drive current I1 is set to a smaller duty ratio. More specifically, the first drive current I1 is set to a value equivalent to the actual measured value of the minimum drive current required for the rotor 13 to rotate against frictional resistance, etc., for example.
- the origin setting process (S14) is executed.
- the origin setting excitation patterns PA, Pa, PB, Pb (see FIG. 5A) for rotating the rotor 13 in the valve closing direction by the target rotation angle ⁇ x obtained by adding the previously set additional rotation angle ⁇ a to the maximum rotatable angle ⁇ max are generated, and a current control pulse signal Y1 with a constant period t sufficiently smaller than the step width T of the origin setting excitation patterns PA, Pa, PB, Pb is generated (see FIG. 5B).
- the step length of each of the origin setting excitation patterns PA, Pa, PB, Pb is set to the length at which the rotor 13 is rotated at the aforementioned target rotation speed ⁇ x and target rotation acceleration ⁇ x, and the duty ratio of the fine pulse signal is set to the duty ratio of the aforementioned first target drive current Ix.
- the origin setting excitation patterns PA, Pa, PB, Pb are stepped, and only when the origin setting excitation patterns PA, Pa, PB, Pb are in the ON state, the current control pulse signal Y1 is output as the ON/OFF control signals ZA, Za, ZB, Zb (see FIG. 5C) for the switches 31A, 31a, 32B, 32b.
- the sound generated when the motor 12 repeatedly steps out and back out may be louder than the sound generated when the rotor 13 is operating without stepping out.
- the drive current passed through the motor 12 (specifically, coils A, a, B, b) in the origin setting process (S14) is PWM controlled to be a drive current with the duty ratio of the current control pulse signal Y1 described above, and is kept smaller than the drive current passed through the motor 12 in the position control process (S17) described next, and the output torque of the motor 12 is also kept low. This reduces the sound caused by the motor 12 stepping out and back out during the origin setting process (S14).
- the excitation state of coils A, a, B, and b is maintained at the excitation state of the final step.
- the rotational position of rotor 13 at this time is set as the origin position.
- the current rotational position of rotor 13 is updated and stored in memory 36B as the "number of steps away from the origin position.” This allows the origin position to be identified from the current rotational position updated and stored in memory 36B. In other words, the origin position is set by storing the current rotational position of rotor 13 in memory 36B.
- the target rotation speed ⁇ x is set to a second rotation speed ⁇ 2 that is greater than the first rotation speed ⁇ 1 (S15), and the target drive current Ix is set to a second drive current I2 that is greater than the first drive current I1 (S16).
- the second drive current I2 is set to, for example, 100%, when the second drive current I2 is set to the target drive current Ix, PWM control of the drive current of the motor 12 is not actually performed.
- the position control process (S17) is executed.
- the control device 30A waits until command data is given from outside the control device 30A.
- the command data is given, for example, as a target valve opening degree or a target flow rate of the flow control valve 11.
- the memory 36B also stores a data table that associates the command data with the target rotational position of the rotor 13. Then, in the position control process (S17), when command data is given, the target rotational position corresponding to the command data is determined based on the data table.
- excitation patterns PA, Pa, PB, Pb for rotating the rotor 13 to the target rotational position at the target rotational speed ⁇ x and the target rotational acceleration ⁇ x are given to each switch 31A, 31a, 32B, 32b as on-off control signals ZA, Za, ZB, Zb.
- the motor 12 is driven with a larger drive current and at a faster rotation speed than during the origin setting process, and the flow control valve 11 reaches the target valve opening according to the command data. Then, the position control process (S17) is executed every time command data is received, and flow control is performed by the flow control valve 11.
- a stepping motor has the characteristic that the lower the rotation speed of the rotor 13, the greater the output torque.
- the output torque is smaller during origin setting processing, when the rotation speed of the rotor 13 is lower than during position control processing.
- the CPU 36A When executing the above program PG1, the CPU 36A functions as the speed setting unit 41, acceleration setting unit 42, current setting unit 43, rotation angle setting unit 44, first pulse signal generating unit 45, second pulse signal generating unit 46, AND circuit 47, execution control unit 49, etc., shown in the block diagram of FIG. 6.
- the speed setting unit 41 sets the first or second rotation speed ⁇ 1, ⁇ 2 to the target rotation speed ⁇ x
- the acceleration setting unit 42 sets the rotation acceleration ⁇ 0 to the target rotation acceleration ⁇ x.
- the rotation angle setting unit 44 determines the target rotation angle ⁇ x from command data from the outside and a data table.
- the execution control unit 49 determines whether to give the first pulse signal generating unit 45 the target rotation angle ⁇ x determined by the rotation angle setting unit 44 or the target rotation angle ⁇ x determined from the maximum rotatable angle ⁇ max and the additional rotation angle ⁇ a.
- the current setting unit 43 sets the target drive current Ix to either the first drive current I1 or the second drive current I2.
- the first pulse signal generating unit 45 acquires data on the target rotation speed ⁇ x, the target rotation acceleration ⁇ x, and the target rotation angle ⁇ x, generates excitation pattern pulse signals XA, Xa, XB, and Xb for setting the origin, and outputs them separately to the multiple AND circuits 47.
- the first pulse signal generating unit 45 generates excitation pattern pulse signals XA, Xa, XB, and Xb based on command data, and outputs them separately to the multiple AND circuits 47.
- the second pulse signal generating unit 46 acquires the target drive current Ix, generates a current control pulse signal Y1 with a duty ratio according to the target drive current Ix, and outputs it to the multiple AND circuits 47.
- the multiple AND circuits 47 then perform AND processing on the excitation pattern pulse signals XA, Xa, XB, and Xb and the current control pulse signal Y1 to generate on/off control signals ZA, Za, ZB, and Zb, and output them to the switches 31A, 31a, 32B, and 32b.
- the first pulse signal generating unit 45 when the first pulse signal generating unit 45 receives the target rotation angle ⁇ x determined from the command data, it becomes a position control unit 52 for performing position control, and when the first pulse signal generating unit 45 receives the target rotation angle ⁇ x determined from the maximum rotatable angle ⁇ max and the additional rotation angle ⁇ a, it becomes an origin setting unit 51 for performing an origin setting process. Also, when performing position control, the duty ratio of PWM control becomes 100%, and since PWM control is not actually performed, the CPU 36A when executing the above program PG1 can also be shown in the block diagrams of Figures 7 to 9.
- the drive current to the motor 12 in the origin setting process (S14) is changed so that it is smaller than the drive current to the motor 12 in the position control process (S17), thereby reducing the noise during the origin setting process compared to the conventional case in which the motor 12 is driven with the same drive current during the position control process and the origin setting process.
- the drive current to the motor 12 in the origin setting process (S14) is set to the minimum required magnitude for rotating the rotor 13, the noise during the origin setting process can be minimized.
- the rotation speed of the motor 12 in the origin setting process (S14) is slower than the rotation speed of the motor 12 in the position control process (S17), this also reduces the noise during the origin setting process.
- the configuration of this embodiment reduces the noise generated during the origin setting process compared to the conventional method in which the motor 12 is driven with the same drive current and the same rotational speed during the position control process and the origin setting process, thereby meeting the demand for quietness.
- the drive current to the motor 12 in the origin setting process (S14) is actually measured and determined for each flow control valve 11 in order to set the minimum required magnitude, but if the drive current to the motor 12 in the origin setting process (S14) is smaller than the drive current to the motor 12 in the position control process (S17), the drive current to the motor 12 in the origin setting process (S14) may be determined uniformly for multiple flow control valves 11 without actually measuring. Also, in this embodiment, the rotation speed of the motor 12 when performing the origin setting process (S14) is slower than the rotation speed of the motor 12 when performing the position control process (S17), but the rotation speed of the motor 12 may be the same in the origin setting process (S14) and the position control process (S17).
- FIG. 10 and FIG. 11 This embodiment is shown in FIG. 10 and FIG. 11, and differs from the first embodiment in the configuration of a drive circuit 33 of a control device 30A and in a program PG2.
- the terminals of the coils A, a, B, and b that are not connected to the corresponding switches 31A, 31a, 32B, and 32b are commonly connected from the power supply 34, and a selection switch 35 and first and second resistors R1 and R2 as current reducing elements are connected between the common connection part and the power supply 34.
- the selection switch 35 selectively connects the first and second resistors R1 and R2 between the power supply 34 and the coils A, a, B, and b.
- the first resistor R1 has a larger resistance value than the second resistor R2, and the current that can pass through is narrowed. In other words, the drive current flowing through the coils A, a, B, and b is smaller when the first resistor R1 is connected to the power supply 34 than when the second resistor R2 is connected to the power supply 34.
- the selection switch 35 is set so that the first resistor R1 is connected to the power supply device 34 (S20). Then, in the origin setting process (S14), the current control pulse signal Y1 is not generated, and the origin setting excitation patterns PA, Pa, PB, Pb (see FIG. 5A) are applied to the switches 31A, 31a, 32B, 32b as on/off control signals ZA, Za, ZB, Zb. Also, when the origin setting process (S14) is completed, instead of step S16 of the program PG1 of the first embodiment, the selection switch 35 is switched so that the second resistor R2 is connected to the power supply device 34 (S21).
- the current setting unit 35K is composed of the selection switch 35 and the first and second resistors R1 and R2, and similar to the configuration of the first embodiment, the sound generated during the origin setting process is reduced compared to the conventional configuration, making it possible to meet the demands for high quietness.
- the output voltage of the power supply device 34 may be switched between the first and second output voltages.
- FIG. 12 and 13 This embodiment is shown in Figures 12 and 13, and the program PG3 is different from that of the first embodiment.
- the program PG3 is executed immediately after the power supply to the control device 30A is turned on, and is interrupted and terminated at the timing when a predetermined time (e.g., 12 hours, 24 hours, etc.) has elapsed since the power supply was turned on, and is executed from the beginning.
- a predetermined time e.g., 12 hours, 24 hours, etc.
- the information on the current position of the rotor 13 which is updated and stored in the memory 36B, is reset (i.e., erased) when the power supply to the control device 30A is stopped, but is maintained without being reset when the interruption of the program PG3 is ended.
- a preset value ⁇ 0 is set for the target rotation acceleration ⁇ x (S30). Then, it is checked whether the origin setting process has been completed (S31). Specifically, for example, it is checked whether the origin setting process has been completed by checking whether information on the current position of the rotor 13 is stored in memory 36B.
- the first rotation speed ⁇ 1 is set as the target rotation speed ⁇ x (S41), and the first drive current I1 is set as the target drive current Ix (S42), and then the same origin setting process (S43) as the origin setting process (S14) described in the first embodiment is performed.
- the second rotation speed ⁇ 2 is set to the target rotation speed ⁇ x (S32), the second drive current I2 is set to the target drive current Ix (S33), and then the position control process for returning to the origin (S34) is performed.
- the first rotation speed ⁇ 1 is set to the target rotation speed ⁇ x (S35), the first drive current I1 is set to the target drive current Ix (S36), and then the origin setting process for updating (S37) is performed.
- the first rotation speed ⁇ 1 is smaller than the second rotation speed ⁇ 2, and the first drive current I1 is smaller than the second drive current I2. This is the same as in the first embodiment.
- the same process as the position control process (S17) described in the first embodiment is performed to move the rotor 13 to the origin position.
- the origin setting process for updating (S37) is the same as the origin setting process (S14) described in the first embodiment except that the target rotation angle ⁇ x for rotating the rotor 13 in the valve closing direction is set to an additional rotation angle ⁇ a.
- the second rotation speed ⁇ 2 is set to the target rotation speed ⁇ x (S38), and the second drive current I2 is set to the target drive current Ix (S39), and then the same position control process (S40) as the position control process (S17) described in the first embodiment is performed.
- CPU 36A When executing step S31 of program PG3, CPU 36A functions as discrimination unit 48 in the block diagram shown in FIG. 13, and checks whether there is information on the current position of rotor 13 to be updated and stored in memory 36B.
- discrimination unit 48 determines that there is information on the current position, the discrimination result is received by execution control unit 49, which controls whether first pulse signal generation unit 45 functions as origin setting unit 51 or position control unit 52.
- the configuration of this embodiment makes it possible to reliably move the rotor 13 to the origin position before performing the origin setting process, even if a large resistance is encountered during the process of moving the rotor 13 from a position away from the origin position to the origin position. More specifically, for example, when a fluid is flowing through the flow path 21 in the flow control valve 11, it is assumed that the valve body 18 will encounter a large fluid resistance before moving to the origin position, and in such a case, the configuration of this embodiment is effective.
- the target rotation speed ⁇ x may be fixed to a constant value.
- the electrically-powered device having the motor 12 controlled by the control device 30A is the flow control valve 11, but is not limited to this and may be, for example, a printer, a toy, or the like.
- the motor 12 in the above embodiment was a PM type stepping motor with a permanent magnet 13M in the rotor 13, but is not limited to this.
- it may be a variable reluctance type with a gear-shaped iron core in the rotor 13, or a hybrid type in which both a permanent magnet and a gear-shaped iron core are used in the rotor 13.
- the motor 12 in the above embodiment was also a claw-pole type stepping motor with multiple phase coils 91, 92 arranged in the direction of the rotation axis on the stator side, but it may also be a structure with multiple teeth arranged in the circumferential direction on the stator side, with coils wound around each tooth.
- the motor does not have to be a stepping motor, and may be, for example, a servo motor with a resolver as a rotation sensor.
- the drive circuit 33 that drives the motor 12 is not limited to the unipolar wiring illustrated in the above embodiment, but may be bipolar.
- the excitation pattern was full-step excitation in which the voltage applied to the coils 91 and 92 was constant, but it may be half-step excitation or micro-step excitation in which the applied voltage is divided into multiple steps. Furthermore, it was multi-layer excitation in which multiple phase coils were excited simultaneously, but it may be single-layer excitation.
- the drive current to the motor 12 may be changed between the origin setting process and the position control process by performing PWM control as in the above embodiment, or it may be changed by means other than the PWM control described in the second embodiment.
- the rotational acceleration is constant between the origin setting process and the position control process, but the rotational acceleration may be different.
- a control device (30A) configured to perform an origin setting process (S14, S37, S43) for controlling a motor (12) to set an origin position of the motor (12) so that a movable part (19S1) of an electric device (11) using a motor (12) as a driving source is further pressed against a stopper (19A) while in contact with the stopper (19A), and a position control process (S17, S34, S40) for controlling the rotational position of the motor (12) relative to the origin position, the control device (30A) including a current setting unit (35K, 43) configured to change the drive current to the motor (12) in the origin setting process (S14, S37, S43) so that it is smaller than the drive current to the motor (12) in the position control process (S17, S34, S40).
- the control device (30A) configured to perform a preliminary position control process (S34) for matching the rotational position of the motor (12) to the origin position before the origin setting process (S14, S37, S43) is performed.
- the control device (30A) includes: a discrimination unit (48) configured to discriminate whether the origin position has been set or not; and an execution control unit (49) configured to, if the origin position has been set, perform a preliminary position control process (S34) to match the rotational position of the motor (12) with the origin position before the origin setting process (S37) is performed, while, if the origin position has not been set, control the execution of the preliminary position control process (S34) so that the preliminary position control process (S34) is not performed before the origin setting process (S43).
- a discrimination unit (48) configured to discriminate whether the origin position has been set or not
- an execution control unit (49) configured to, if the origin position has been set, perform a preliminary position control process (S34) to match the rotational position of the motor (12) with the origin position before the origin setting process (S37) is performed, while, if the origin position has not been set, control the execution of the preliminary position control process (S34) so that the preliminary position control process (S34) is not
- control device (30A) according to any one of features 1 to 3, further comprising a speed setting unit (41) configured to make the rotational speed of the motor (12) in the origin setting process (S14, S37, S43) smaller than the rotational speed of the motor (12) in the position control process (S17, S34, S40).
- the motor (12) is provided with a rotation limiting mechanism (19K) that limits the rotatable range of the rotor to multiple rotations, and the stopper (19A) is provided as part of the rotation limiting mechanism (19K).
- the programs (PG1 to PG3) cause a computer (36A) of a control device (30A) for an electric device (11) using a motor (12) as a drive source to function as an origin setting unit (51) configured to control the motor (12) of the control device (30A) to set an origin position of the motor (12) so that a movable part (19S1) of the electric device (11) is further pressed against a stopper (19A) while in contact with the stopper (19A), a position control unit (52) configured to control the rotational position of the motor (12) relative to the origin position, and a current setting unit (35K, 43) configured to change the drive current so that the drive current when the origin setting unit (51) controls the motor (12) is smaller than the drive current when the position control unit (52) controls the motor (12).
- an origin setting unit (51) configured to control the motor (12) of the control device (30A) to set an origin position of the motor (12) so that a movable part (19S1) of the electric device (11) is further pressed against a stopper (19A) while
- the program (PG3) described in feature 10 causes the computer (36A) to function as an execution control unit (49) configured to control the start-up of the position control unit (52) so that the position control unit (52) is started before the start-up of the origin setting unit (51) to match the rotational position of the motor (12) to the origin position.
- the program (PG3) described in feature 10 causes the computer (36A) to function as a discrimination unit (48) configured to discriminate whether the origin position has been set or not, and an execution control unit (49) configured to, if the origin position has been set, start the position control unit (52) before starting the origin setting unit (51) to make the rotational position of the motor (12) coincide with the origin position, while, if the origin position has not been set, control the start of the position control unit (52) so that the position control unit (52) is not started before starting the origin setting unit (51).
- a control method that performs an origin setting process (S14, S37, S43) for setting an origin position of the motor (12) by controlling the motor (12) so that a movable part (19S1) of an electric device (11) using a motor (12) as a drive source is further pressed against a stopper (19A) while in contact with the stopper, and a position control process (S17, S34, S40) for controlling the rotational position of the motor (12) relative to the origin position, the control method changing a drive current to the motor (12) in the origin setting process (S14, S37, S43) so that the drive current to the motor (12) is smaller than the drive current to the motor (12) in the position control process (S17, S34, S40).
- a control method according to any one of features 16 to 18, in which a first drive current (I1), which is the minimum drive current required to rotate the rotor of the motor (12), is actually measured and stored, and in the origin setting process (S14), the first drive current (I1) is applied to the motor (12).
- a first drive current (I1) which is the minimum drive current required to rotate the rotor of the motor (12)
- S14 origin setting process
- the control device of feature 1 the program of feature 10, the storage medium of feature 15, and the control method of feature 16, the drive current to the motor in the origin setting process is changed so that it is smaller than the drive current to the motor in the position control process, thereby reducing the noise during the origin setting process compared to the conventional method in which the motor was driven with the same drive current during the position control process and the origin setting process.
- the valve device of feature 9 which controls a flow control valve with this control device, can meet the demand for quietness when used in an air conditioning system.
- control device of features 2 and 3 the program of features 11 and 12, and the control method of features 17 and 18 allow the robot to reliably move to the origin position and then perform the origin setting process, even if a large resistance is applied during the movement from a position away from the origin position to the origin position.
- the rotation speed of the motor in the origin setting process is lower than the rotation speed of the motor in the position control process, so that the sound generated during the origin setting process is reduced compared to the conventional method in which the motor was driven at the same rotation speed during the position control process and the origin setting process.
- the program of feature 14, and the control method of feature 20 if the rotation speed of the motor in the origin setting process is made the same as or faster than the rotation speed of the motor in the position control process, the origin setting process can be performed quickly.
- the drive current to the motor in the origin setting process is set to an individual value for each electric device, so it is possible to accommodate the drive current to the motor that varies from one electric device to another.
- the origin setting process can be performed with the minimum drive current required to drive the motor of each electric device, and the noise during the origin setting process can be kept to a minimum.
- Valve device 11 Flow control valve (electric device) 12 Motor 14S Origin setting process 16S Position control process 18 Valve body 19A Stopper 19K Rotation limiting mechanism 23 Valve seat 30A Control device 35K, 43 Current setting section 36A CPU (computer) 36B memory 41 speed setting section 43 current setting section 48 discrimination section 49 execution control section 51 origin setting section 52 position control section PG1 to PG3 programs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
Description
本開示は、モータの位置制御処理を行う制御装置及び制御方法と、そのような制御装置を備える弁装置と、そのような制御装置のコンピュータに実行されるプログラム及びそのプログラムを記憶する記憶媒体とに関する。 The present disclosure relates to a control device and control method for performing position control processing of a motor, a valve device equipped with such a control device, a program executed by a computer of such a control device, and a storage medium for storing the program.
従来、この種の制御装置として、位置制御処理に利用する原点位置を設定するための原点設定処理を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。その原点設定処理では、モータを駆動源とする電動装置の可動部がストッパに当接した状態で更に押し付けられるようにモータが制御されてから、モータの現在位置が原点位置として設定される。 Conventionally, as this type of control device, there is known one that performs an origin setting process to set the origin position used in the position control process (see, for example, Patent Document 1). In this origin setting process, the motor is controlled so that the movable part of the electric device, which uses the motor as a drive source, is further pressed against the stopper while in contact with it, and then the current position of the motor is set as the origin position.
しかしながら、上述した原点設定処理時の音が騒音であると認識されることがあり、その音を低減する技術の開発が求められている。 However, the sound generated during the origin setting process described above can be perceived as noise, and there is a demand for the development of technology to reduce this noise.
本開示の一態様に係る制御装置は、モータを駆動源とする電動装置の可動部がストッパに当接した状態で更に押し付けられるように前記モータを制御して前記モータの原点位置を設定する原点設定処理と、前記原点位置に対する前記モータの回転位置を制御する位置制御処理とを行うよう構成される制御装置であって、前記原点設定処理における前記モータへの駆動電流が、前記位置制御処理における前記モータへの駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更するよう構成される電流設定部を備える制御装置である。 The control device according to one aspect of the present disclosure is a control device configured to perform an origin setting process that controls a motor so that a movable part of an electric device driven by the motor is further pressed against a stopper while in contact with the stopper, thereby setting the origin position of the motor, and a position control process that controls the rotational position of the motor relative to the origin position, and is equipped with a current setting unit configured to change the drive current to the motor in the origin setting process so that the drive current to the motor is smaller than the drive current to the motor in the position control process.
本開示の一態様に係るプログラムは、モータを駆動源とする電動装置用の制御装置のコンピュータを、前記電動装置の可動部がストッパに当接した状態で更に押し付けられるように前記制御装置の前記モータを制御して前記モータの原点位置を設定するよう構成される原点設定部と、前記原点位置に対する前記モータの回転位置を制御するよう構成される位置制御部と、前記原点設定部が前記モータを制御するときの駆動電流が、前記位置制御部が前記モータを制御するときの駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更するよう構成される電流設定部と、として機能させるプログラムである。 A program according to one aspect of the present disclosure causes a computer of a control device for an electric device using a motor as a drive source to function as an origin setting unit configured to set an origin position of the motor by controlling the motor of the control device so that a movable part of the electric device is further pressed against a stopper while in contact with the stopper, a position control unit configured to control the rotational position of the motor relative to the origin position, and a current setting unit configured to change the drive current so that the drive current when the origin setting unit controls the motor is smaller than the drive current when the position control unit controls the motor.
本開示の一態様に係る制御方法は、モータを駆動源とする電動装置の可動部がストッパに当接した状態で更に押し付けられるように前記モータを制御して前記モータの原点位置を設定する原点設定処理と、前記原点位置に対する前記モータの回転位置を制御する位置制御処理とを行う制御方法において、前記原点設定処理における前記モータへの駆動電流が、前記位置制御処理における前記モータへの駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更する制御方法である。 A control method according to one aspect of the present disclosure is a control method that performs an origin setting process for controlling a motor so that a movable part of an electric device driven by the motor is further pressed against a stopper while in contact with the stopper, thereby setting the origin position of the motor, and a position control process for controlling the rotational position of the motor relative to the origin position, in which the drive current to the motor in the origin setting process is changed so that it is smaller than the drive current to the motor in the position control process.
[第1実施形態]
図1~図9を参照して本開示に係る第1実施形態の弁装置10について説明する。この弁装置10は、電動装置としての流量制御弁11と、流量制御弁11を制御する制御装置30Aとを備える。流量制御弁11の駆動源であるモータ12は、例えば、ステッピングモータであって、そのロータ13の中心シャフト14と、それを回転可能に支持するベース部20とに、互いに螺合する雄螺子部14Nと雌螺子部20Nとを有している。これにより、ロータ13の回転に伴って次述する弁体18が直線移動する。
[First embodiment]
A
中心シャフト14の一端部には、中心孔14Aが形成され、そこにはニードル形の弁体18の基端部がスライド可能かつ抜け止めされた状態に嵌合している。そして、中心孔14A内に収容された圧縮コイルバネ18Sにて弁体18が中心シャフト14から突出する側に付勢されている。
A
ベース部20には、中心シャフト14の同軸上に延びる第1孔21Aと、第1孔21Aに側方から連通する第2孔21Bとが形成され、これら第1孔21Aと第2孔21Bとから流体が通過可能なL形の流路21が形成されている。また、第1孔21Aには、第2孔21Bから離れた部分が絞られて弁孔22が形成されている。そして、弁体18が、弁孔22に接近及び離間するように直線移動して弁孔22の開度が変わり、流路21を通過する流体の流量が変更される。また、弁体18が弁孔22の内面の一部である弁座23に当接すると、弁孔22が閉塞される。
The
中心シャフト14のうち弁体18と反対側の端部には、線材を螺旋状に巻回してなる螺旋ガイド19Gが一体回転可能に固定され、その螺旋ガイド19Gの外側面には、線材を螺旋ガイド19Gより大径の螺旋状で螺旋ガイド19Gより短く巻回してなるストッパ19Aが螺合している。また、螺旋ガイド19Gの両端部には、1対のストッパ当接部19S1,19S2が備えられ、ストッパ19Aは、それら1対のストッパ当接部19S1,19S2と当接することで螺旋ガイド19Gから離脱しないようになっている。さらには、モータ12のうちロータ13を収容するロータケース90の一端部からは中心シャフト14と平行に回転規制バー90Aが延びていて、螺旋ガイド19Gの側方に配置され、ストッパ19Aの一部が回転規制バー90Aに当接している。これら螺旋ガイド19Gとストッパ19Aと回転規制バー90Aとを含んでなる回転制限機構19Kにより、ロータ13の回転に伴ってストッパ19Aが回転規制バー90Aに沿って直線移動する。そして、ロータ13が一方に回転すると、図1に示すように、ストッパ19Aが一方のストッパ当接部19S1に当接してロータ13が回動可能範囲の一端位置に位置決めされ、その一端位置から他方向に複数回転すると、ストッパ19Aが他方のストッパ当接部19S2に当接してロータ13がロータ13の回動可能範囲の他端位置に位置決めされる。なお、ロータ13の回転可能範囲は、ロータ13の最大回転可能角θmaxとして後述するメモリ36Bに記憶されている。
A
本実施形態の流量制御弁11では、ロータ13が、ストッパ当接部19S1により位置決めされる回動可能範囲の一端位置が、次述する制御装置30Aによりロータ13の回転位置を制御するための(即ち、モータ12を位置制御するための)原点位置に設定される。また、そのロータ13の一端位置、即ち、原点位置では、弁体18が弁座23に当接し、圧縮コイルバネ18Sが僅かに撓んだ状態になる。
In the
なお、本実施形態では、ロータ13を原点位置に位置決めするストッパ当接部19S1は、モータ12内に備えられていたが、モータ12外に備えられていてもよい。例えば、弁体18が、ストッパとして弁座23に当接することでロータ13が原点位置に位置決めされる構成としてもよい。その場合は、弁体18が中心シャフト14に対してスライド不能に固定されていることが好ましい。また、本実施形態では、ロータ13が原点位置に配置されときに、弁体18が弁座23に当接して弁孔22が全閉されるようになっているが、ロータ13が原点位置に配置されるときに、弁体18が弁座23から僅かに離れて、弁孔22を僅かに流体が通過可能になっていてもよい。
In this embodiment, the stopper abutment portion 19S1 that positions the
図2に示すように、制御装置30Aには、モータ12を駆動するための駆動回路33と、駆動回路33を制御する制御回路36とが含まれている。駆動回路33の構成を説明するために、前述したモータ12の構成をより具体的に説明すると、このモータ12は、例えば、図1に示すように、ロータ13に永久磁石13M(図1参照)を備え、ステータ93に2相のコイル91,92を有するクローポール型のステッピングモータである。
2, the
図2に示すように、駆動回路33は、コイル91,92に対して、例えば、ユニポーラ型に結線されていて、4つのスイッチ31A,31a,32B,32bを有し、一方のコイル91がコイルA,aとに分けられ、他方のコイル92がコイルB,bとに分けられている。そして、スイッチ31A,31a,32B,32bと、コイルA,a,B,bとが1対1に対応し、何れかのスイッチがオンされるとそれに対応するコイルに駆動電流が通電される。
As shown in FIG. 2, the
制御回路36には、CPU36Aと、情報を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であるメモリ36Bとが備えられている。メモリ36Bには、ロータ13を回転させるための励磁パターンPが記憶され、その一例が図3に示されている。同図に示すように励磁パターンPは、コイルA,a,B,b毎の励磁パターンPA,Pa,PB,Pbからなり、同図では、横軸が時間を意味すると共にステップの数を意味している。そして、この一例の励磁パターンは、ロータ13の電気角の1回転が4つのステップSTに分けられ、ステップSTが図3の時間軸が進む方向に切り替わる毎にコイルA,a,B,bの励磁・非励磁の組み合わせが切り替わって、ロータ13が閉弁方向に電気角の1/4回転分ずつ回転駆動される。また、図3における時間軸が進む方向とは逆にステップSTが切り替わることで、ロータ13が開弁方向に回転駆動される。また、励磁パターンの各ステップSTの実行時間(以下、「ステップ幅」という)が任意に変更されることで、ロータ13の回転速度・回転加速度が任意に変更される。さらには、励磁パターンを構成するステップ数が任意に変更されることで、ロータ13の回転角度が任意に変更される。
The
メモリ36Bには、図4に示されたプログラムPG1が記憶されている。このプログラムPG1は、例えば、制御装置30Aに対して電源が投入されると実行され、プログラムPG1が実行されると、先ずは目標回転速度ωxに、予め設定されている第1の回転速度ω1がセットされ(S11)、目標回転加速度μxに、予め設定されている回転加速速度μ0がセットされる(S12)。
The
次いで、コイルA,a,B,bに通電される目標駆動電流Ixとして、予め設定されている第1の駆動電流I1がセットされる(S13)。ここで、目標駆動電流Ixは、次述の原点設定処理(S14)でモータ12を駆動する際の駆動電流を制御するためのものであり、その制御はPWM制御により行われるので、目標駆動電流Ixにセットされる第1の駆動電流I1及び後述の第2の駆動電流I2は、Duty比で設定されている。また、第2の駆動電流I2は、100%に設定され、第1の駆動電流I1はそれより小さいDuty比に設定されている。より具体的には、第1の駆動電流I1は、例えば、ロータ13が摩擦抵抗等に抗して回転するための最低限必要な駆動電流を実測により求めて、その実測値に相当する値に設定されている。
Next, a preset first drive current I1 is set as the target drive current Ix to be applied to the coils A, a, B, and b (S13). The target drive current Ix is used to control the drive current when driving the
次いで、原点設定処理(S14)が実行される。原点設定処理(S14)が実行されると、前述の最大回転可能角θmaxに予め設定されている追加回転角θaを加えた目標回転角θxだけロータ13を閉弁方向に回転させるための原点設定用励磁パターンPA,Pa,PB,Pb(図5A参照)と、その原点設定用励磁パターンPA,Pa,PB,Pbのステップ幅Tに比べて十分に小さい一定周期tの電流制御用パルス信号Y1とが生成される(図5B参照)。このとき、原点設定用励磁パターンPA,Pa,PB,Pbの各ステップ長は、前述した目標回転速度ωx及び目標回転加速度μxでロータ13が回転駆動される長さとされ、微細パルス信号のDuty比は、前述した第1の目標駆動電流IxのDuty比とされる。そして、原点設定用励磁パターンPA,Pa,PB,Pbがステップ送りされ、その原点設定用励磁パターンPA,Pa,PB,Pbがオン状態になっているときのみに電流制御用パルス信号Y1が、スイッチ31A,31a,32B,32bに対するオンオフ制御信号ZA,Za,ZB,Zb(図5C参照)として出力される。
Next, the origin setting process (S14) is executed. When the origin setting process (S14) is executed, the origin setting excitation patterns PA, Pa, PB, Pb (see FIG. 5A) for rotating the
上記オンオフ制御信号ZA,Za,ZB,Zbによりスイッチ31A,31a,32B,32bがオンオフされると、ロータ13が目標回転角θxだけ閉弁方向に回転させるように、コイルA,a,B,bの励磁状態が切り替わる。しかしながら、ロータ13の回転角が目標回転角θxに到達する前にストッパ19Aとストッパ当接部19S1とが当接してロータ13が回転不能になり、その後も、コイルA,a,B,bの励磁状態が、ロータ13を閉弁方向に回転させるように切り替わるので、ストッパ19Aとストッパ当接部19S1とが押し付けられた状態でモータ12は脱調と復調とを繰り返す。
When the
ここで、モータ12が脱調と復調とを繰り返すときの音は、脱調することなくロータ13が動作しているときの音に比べて大きくなる場合がある。しかしながら、プログラムPG1では、原点設定処理(S14)においてモータ12(詳細には、コイルA,a,B,b)に通電される駆動電流は、上述した電流制御用パルス信号Y1のDuty比の駆動電流となるようにPWM制御されて、次述する位置制御処理(S17)でモータ12に通電される駆動電流より小さく抑えられ、モータ12の出力トルクも抑えられる。これにより、原点設定処理(S14)におけるモータ12の脱調と復調とに起因する音が軽減される。
Here, the sound generated when the
前述したオンオフ制御信号が、原点設定用励磁パターンPA,Pa,PB,Pbの最後のステップ分まで送出されると、コイルA,a,B,bの励磁状態は、最後のステップの励磁状態に保持される。このときのロータ13の回転位置が、原点位置として設定される。そして、ロータ13が回転駆動される度に、ロータ13の現在の回転位置が、「原点位置から離れたステップ数」としてメモリ36Bに更新記憶されていく。これにより、メモリ36Bに更新記憶される現在の回転位置から原点位置が特定される。即ち、メモリ36Bにロータ13の現在の回転位置が記憶されていることで、原点位置が設定されていることになる。
When the on/off control signals described above have been sent out up to the final step of the origin setting excitation patterns PA, Pa, PB, and Pb, the excitation state of coils A, a, B, and b is maintained at the excitation state of the final step. The rotational position of
原点設定処理(S14)の実行が終了すると、目標回転速度ωxに、第1の回転速度ω1より大きな第2の回転速度ω2がセットされると共に(S15)、目標駆動電流Ixに第1の駆動電流I1より大きい第2の駆動電流I2がセットされる(S16)。本実施形態では、第2の駆動電流I2は例えば100%に設定されているので、第2の駆動電流I2が目標駆動電流Ixにセットされている場合には、モータ12の駆動電流に対するPWM制御は実質的には行われない。
When the execution of the origin setting process (S14) is completed, the target rotation speed ωx is set to a second rotation speed ω2 that is greater than the first rotation speed ω1 (S15), and the target drive current Ix is set to a second drive current I2 that is greater than the first drive current I1 (S16). In this embodiment, since the second drive current I2 is set to, for example, 100%, when the second drive current I2 is set to the target drive current Ix, PWM control of the drive current of the
次いで、位置制御処理(S17)が実行される。位置制御処理(S17)が実行されると、例えば、制御装置30Aの外部から指令データが付与されるまで待機する。ここで、指令データは、例えば、流量制御弁11の目標弁開度や目標流量として付与される。また、メモリ36Bには、指令データとロータ13の目標回転位置とを対応させたデータテーブルが記憶されている。そして、位置制御処理(S17)では、指令データが付与されると、データテーブルに基づいて指令データに対応する目標回転位置が決定される。そして、ロータ13の現在の回転位置と目標回転位置とから、ロータ13を目標回転位置まで、目標回転速度ωx及び目標回転加速度μxで回転させるための励磁パターンPA,Pa,PB,Pbがオンオフ制御信号ZA,Za,ZB,Zbとして各スイッチ31A,31a,32B,32bに付与される。
Next, the position control process (S17) is executed. When the position control process (S17) is executed, the
これにより、モータ12は、原点設定処理の時より、大きな駆動電流で駆動されると共に、早い回転速度になるように駆動されて、流量制御弁11が指令データに応じた目標弁開度になる。そして、位置制御処理(S17)が司令データを受ける度に実行されることで、流量制御弁11による流量制御が行われる。
As a result, the
なお、ステッピングモータの特性として、ロータ13の回転速度が低いほど出力トルクが大きくなるという特性があるが、本実施形態のプログラムPG1における目標駆動電流Ixにセットされる第1の駆動電流I1と第2の駆動電流I2の差により、位置制御処理時よりロータ13の回転速度が低い原点設定処理時の方が、出力トルクは小さくなる。
Note that a stepping motor has the characteristic that the lower the rotation speed of the
上記プログラムPG1を実行するときのCPU36Aは、図6のブロック図で示した速度設定部41、加速度設定部42、電流設定部43、回転角設定部44、第1パルス信号生成部45、第2パルス信号生成部46、AND回路47、実行制御部49等として機能する。速度設定部41は、目標回転速度ωxに第1又は第2の回転速度ω1,ω2をセットし、加速度設定部42は、目標回転加速度μxに回転加速度μ0をセットする。回転角設定部44は、外部からの指令データとデータテーブルとから目標回転角θxを決定する。そして、実行制御部49が電源投入情報に基づいて、回転角設定部44が決定した目標回転角θxか、最大回転可能角θmaxと追加回転角θaとから定まる目標回転角θxかの何れを第1パルス信号生成部45に付与するかが決定される。
When executing the above program PG1, the
電流設定部43は、目標駆動電流Ixに、第1の駆動電流I1か第2の駆動電流I2かの何れかをセットする。第1パルス信号生成部45は、制御装置30Aの電源投入直後は、目標回転速度ωx、目標回転加速度μx、目標回転角θxの各データを取得して、原点設定用の励磁パターン用パルス信号XA,Xa,XB,Xbを生成して複数のAND回路47に分けて出力する。そして、その後は、第1パルス信号生成部45は、指令データに基づいて励磁パターン用パルス信号XA,Xa,XB,Xbを生成して、複数のAND回路47に分けて出力する。
The
第2パルス信号生成部46は、目標駆動電流Ixを取得し、目標駆動電流Ixに応じたDuty比の電流制御用パルス信号Y1を生成して複数のAND回路47に出力する。そして、複数のAND回路47が、励磁パターン用パルス信号XA,Xa,XB,Xbと電流制御用パルス信号Y1とをアンド処理してオンオフ制御信号ZA,Za,ZB,Zbを生成し、スイッチ31A,31a,32B,32bへと出力する。
The second pulse
ここで、指令データから決定される目標回転角θxを受けるときの第1パルス信号生成部45は、位置制御を行うための位置制御部52となり、最大回転可能角θmaxと追加回転角θaとから定まる目標回転角θxを受けるときの第1パルス信号生成部45は、原点設定処理を行うための原点設定部51になる。また、位置制御を行うときには、PWM制御のDuty比が100%となり、実質的にPWM制御は行わないので、上記プログラムPG1を実行するときのCPU36Aは、図7~図9のブロック図で示すこともできる。
Here, when the first pulse
本実施形態の構成に関する説明は以上である。本実施形態の制御装置30A、プログラムPG1及び流量制御弁11の制御方法によれば、上述したように原点設定処理(S14)におけるモータ12への駆動電流が、位置制御処理(S17)におけるモータ12への駆動電流より小さくなるように駆動電流が変更されことで、位置制御処理時と原点設定処理時とで同じ駆動電流でモータ12が駆動されていた従来に比べて原点設定処理時の音が低減される。しかも、原点設定処理(S14)におけるモータ12への駆動電流はロータ13を回転させるための最低限必要な大きさに設定されているので、原点設定処理時の音を最小限に抑えることができる。また、原点設定処理(S14)におけるモータ12の回転速度の方が、位置制御処理(S17)におけるモータ12の回転速度より遅いので、このことによっても、原点設定処理時の音が低減される。
The configuration of this embodiment has been described above. According to the
以上により、本実施形態の構成によれば、位置制御処理時と原点設定処理時とで同じ駆動電流でかつ同じ回転速度でモータ12が駆動されていた従来に比べて原点設定処理時の音が低減され、静粛性の要請に応えることができる。
As described above, the configuration of this embodiment reduces the noise generated during the origin setting process compared to the conventional method in which the
なお、本実施形態では、原点設定処理(S14)におけるモータ12への駆動電流は、最低限必要な大きさ設定するために実測して流量制御弁11毎に定めていたが、原点設定処理(S14)におけるモータ12への駆動電流が、位置制御処理(S17)におけるモータ12への駆動電流より小さければ、実測せずに原点設定処理(S14)におけるモータ12への駆動電流を複数の流量制御弁11の間で一律に定めてもよい。また、本実施形態では、原点設定処理(S14)を行う際のモータ12の回転速度の方が、位置制御処理(S17)を行う際のモータ12の回転速度より遅かったが、原点設定処理(S14)と位置制御処理(S17)とでモータ12の回転速度が同じであってもよい。
In this embodiment, the drive current to the
[第2実施形態]
本実施形態は、図10及ぶ図11に示されており、制御装置30Aの駆動回路33の構成とプログラムPG2とが第1実施形態と異なる。
[Second embodiment]
This embodiment is shown in FIG. 10 and FIG. 11, and differs from the first embodiment in the configuration of a
図10に示すように、駆動回路33には、電源装置34からコイルA,a,B,bは、それらに対応するスイッチ31A,31a,32B,32bが接続されていない側の端末が共通接続されて、その共通接続部分と電源装置34との間には、選択スイッチ35と減流素子としての第1及び第2の抵抗R1,R2とが接続されている。そして、選択スイッチ35により第1と第2の抵抗R1,R2が択一的に電源装置34とコイルA,a,B,bとの間に接続されるようになっている。また、第1の抵抗R1は、第2の抵抗R2より抵抗値が大きく、通過し得る電流が絞られる。即ち、コイルA,a,B,bに通電される駆動電流は、第1の抵抗R1が電源装置34に接続された場合の方が、第2の抵抗R2が電源装置34に接続された場合より小さくなる。
As shown in FIG. 10, in the
図11に示すように、本実施形態のプログラムPG2では、第1実施形態のプログラムPG1のステップS13の代わりに、第1の抵抗R1が電源装置34に接続されるように選択スイッチ35がセットされる(S20)。そして、原点設定処理(S14)では、電流制御用パルス信号Y1は生成されず、原点設定用励磁パターンPA,Pa,PB,Pb(図5A参照)がオンオフ制御信号ZA,Za,ZB,Zbとして各スイッチ31A,31a,32B,32bに付与される。また、原点設定処理(S14)が終了したら、第1実施形態のプログラムPG1のステップS16の代わりに、第2の抵抗R2が電源装置34に接続されるように選択スイッチ35が切り替えられる(S21)。
As shown in FIG. 11, in the program PG2 of this embodiment, instead of step S13 of the program PG1 of the first embodiment, the
このように、本実施形態では選択スイッチ35と第1と第2の抵抗R1,R2とから電流設定部35Kが構成され、第1実施形態の構成と同様に、従来に比べて原点設定処理時の音が低減され、高い静粛性を要請される場合に、その要請に応えることができる。
In this way, in this embodiment, the
なお、本実施形態の変形例として、第1と第2の抵抗R1,R2を選択的に切り替える構成の代わりに、電源装置34の出力電圧が第1と第2の出力電圧に切り替わるようにしてもよい。そのような構成でも、同様に効果が得られる。
As a modification of this embodiment, instead of selectively switching between the first and second resistors R1 and R2, the output voltage of the
[第3実施形態]
本実施形態は、図12及び図13に示されており、第1実施形態に対してプログラムPG3が異なる。また、プログラムPG3は、制御装置30Aへの電源投入直後に実行される他、電源投入後から所定の時間(例えば、12時間、24時間等)が経過するタイミング毎に割り込み終了されて、最初から実行されるようになっている。さらには、メモリ36Bに更新記憶されるロータ13の現在位置の情報は、制御装置30Aへの給電停止ではリセットされるが(即ち、消去されるが)、プログラムPG3の割り込み終了ではリセットされずに維持されるようになっている。
[Third embodiment]
This embodiment is shown in Figures 12 and 13, and the program PG3 is different from that of the first embodiment. The program PG3 is executed immediately after the power supply to the
プログラムPG3が実行されると、目標回転加速度μxに、予め設定されている設定値μ0がセットされる(S30)。そして、原点設定処理が完了済みであるか否かがチェックされる(S31)。具体的には、例えば、ロータ13の現在位置の情報がメモリ36Bに記憶されているかにより、原点設定処理が完了済みであるか否かがチェックされる。
When program PG3 is executed, a preset value μ0 is set for the target rotation acceleration μx (S30). Then, it is checked whether the origin setting process has been completed (S31). Specifically, for example, it is checked whether the origin setting process has been completed by checking whether information on the current position of the
そして、原点設定処理が完了済みでない場合は(S31でNO)、目標回転速度ωxに第1の回転速度ω1がセットされると共に(S41)、目標駆動電流Ixに第1の駆動電流I1がセットされてから(S42)、第1実施形態で説明した原点設定処理(S14)と同じ原点設定処理(S43)が行われる。 If the origin setting process has not been completed (NO in S31), the first rotation speed ω1 is set as the target rotation speed ωx (S41), and the first drive current I1 is set as the target drive current Ix (S42), and then the same origin setting process (S43) as the origin setting process (S14) described in the first embodiment is performed.
一方、原点設定処理が完了済みである場合は(S31でYES)、目標回転速度ωxに第2の回転速度ω2がセットされると共に(S32)、目標駆動電流Ixに第2の駆動電流I2がセットされてから(S33)、原点復帰用の位置制御処理(S34)が行われる。そして、その後、目標回転速度ωxに第1の回転速度ω1がセットされると共に(S35)、目標駆動電流Ixに第1の駆動電流I1がセットされてから(S36)、更新用の原点設定処理(S37)が行われる。ここで、第1の回転速度ω1は第2の回転速度ω2より小さく、また、第1の駆動電流I1は、第2の駆動電流I2より小さくなっている。この点に関しては、第1実施形態と同じである。 On the other hand, if the origin setting process has been completed (YES in S31), the second rotation speed ω2 is set to the target rotation speed ωx (S32), the second drive current I2 is set to the target drive current Ix (S33), and then the position control process for returning to the origin (S34) is performed. Then, the first rotation speed ω1 is set to the target rotation speed ωx (S35), the first drive current I1 is set to the target drive current Ix (S36), and then the origin setting process for updating (S37) is performed. Here, the first rotation speed ω1 is smaller than the second rotation speed ω2, and the first drive current I1 is smaller than the second drive current I2. This is the same as in the first embodiment.
また、原点復帰用の位置制御処理(S34)では、第1実施形態で説明した位置制御処理(S17)と同様の処理を行ってロータ13を原点位置まで移動させる。さらに、更新用の原点設定処理(S37)は、第1実施形態で説明した原点設定処理(S14)に対し、ロータ13を閉弁方向に回転させる目標回転角θxが追加回転角θaがセットことのみが相違し、それ以外は同じになっている。
In addition, in the position control process for returning to the origin (S34), the same process as the position control process (S17) described in the first embodiment is performed to move the
これにより、タイミングでプログラムPG3が、制御装置30Aの電源投入直後に実行された後、再度、実行された場合には、原点位置まで通常の位置制御時の回転速度及び駆動電流でロータ13が回転駆動されて原点位置まで移動した後、通常の位置制御時より小さい回転速度及び駆動電流でロータ13がさらに同方向に回転駆動するようにコイルA,a,B,bが励磁されてストッパ19Aとストッパ当接部19S1とが押し付けられる。その後、ロータ13の回転位置が原点位置としてメモリ36Bに記憶される。
As a result, when program PG3 is executed immediately after powering on
原点設定処理(S43)か、更新用の原点設定処理(S37)かの何れかが終了すると、目標回転速度ωxに第2の回転速度ω2がセットされると共に(S38)、目標駆動電流Ixに第2の駆動電流I2がセットされてから(S39)、第1実施形態で説明した位置制御処理(S17)と同じ位置制御処理(S40)が行われる。 When either the origin setting process (S43) or the update origin setting process (S37) is completed, the second rotation speed ω2 is set to the target rotation speed ωx (S38), and the second drive current I2 is set to the target drive current Ix (S39), and then the same position control process (S40) as the position control process (S17) described in the first embodiment is performed.
なお、プログラムPG3の前記ステップS31を実行しているのときCPU36Aは、図13に示されたブロック図の判別部48として機能して、メモリ36Bに更新記憶されるロータ13の現在位置の情報があるか否かをチェックする。そして、判別部48が現在位置の情報があると判別したときに、その判別結果を実行制御部49が受けて、第1パルス信号生成部45を原点設定部51として機能させるか、位置制御部52として機能させるかを制御する。
When executing step S31 of program PG3,
本実施形態の構成によれば、ロータ13を原点位置から離れた位置から原点位置に移動するまでの間に大きな抵抗がかかる場合でも、確実に原点位置に移動してから原点設定処理を行うことができる。より具体的には、例えば、流量制御弁11において流路21を流体が流れているときに、原点位置に移動するまでに弁体18が大きな流体抵抗を受ける場合が想定され、そのような場合に、本実施形態の構成が有効になる。
The configuration of this embodiment makes it possible to reliably move the
なお、本実施形態では、目標駆動電流Ixだけでなく、目標回転速度ωxも切り替えていたが、目標回転速度ωxは一定の値に固定されていてもよい。 In this embodiment, not only the target drive current Ix but also the target rotation speed ωx is switched, but the target rotation speed ωx may be fixed to a constant value.
[他の実施形態]
前記実施形態で制御装置30Aにて制御されるモータ12を有する電動装置は、流量制御弁11であったが、これに限定されるものではなく、例えば、プリンタや玩具等であってもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the electrically-powered device having the
前記実施形態のモータ12は、ロータ13に永久磁石13Mを備えたPM型のステッピングモータであったが、これに限定されるものではなく、例えば、ロータ13に歯車状の鉄心を備えたバリアブルリラクタンス型でもよいし、ロータ13に、永久磁石と歯車状の鉄心の両方が採用されたハイブリッド型であってもよい。また、前記実施形態のモータ12は、ステータ側に複数相のコイル91,92が回転軸方向に並ぶクローポール型のステッピングモータでもあったが、ステータ側の周方向に並ぶ複数のティースを備えて、各ティースにコイルが巻回された構造であってもよい。また、原点位置の設定を要するモータであればステッピングモータでなくてもよく、例えば、回転センサとしてレゾルバを備えたサーボモータであってもよい。
The
モータ12がステッピングモータである場合、そのモータ12を駆動する駆動回路33は、前記実施形態で例示したユニポーラ型の結線に限定されるものではなく、バイポーラ型に結線されていてもよい。また、励磁パターンは、コイル91,92への印加電圧が一定であるフルステップ励磁であったが、印加電圧を複数段階に分けたハーフステップ励磁、マイクロステップ励磁であってもよい。さらには、複数相のコイルが同時に励磁される多層励磁であったが、単層励磁であってもよい。そして、上記した変形例においても、上記実施形態のようにPWM制御を行ってモータ12への駆動電流を、原点設定処理と位置制御処理とで変更してもよいし、第2実施形態で説明したPWM制御以外の手段により変更してもよい。
When the
前記実施形態では、原点設定処理と位置制御処理とで回転加速度は一定であったが、回転加速度を相違させてもよい。 In the above embodiment, the rotational acceleration is constant between the origin setting process and the position control process, but the rotational acceleration may be different.
<付記>
以下、上記実施形態から抽出される特徴群について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお、以下では、理解の容易のため、上記実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、これら特徴群は、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。
<Additional Notes>
The following describes the feature groups extracted from the above-described embodiments, while indicating their effects, etc., as necessary. Note that, in the following, for ease of understanding, the corresponding configurations in the above-described embodiments are appropriately indicated in parentheses, etc., but these feature groups are not limited to the specific configurations indicated in parentheses, etc.
[特徴1]
モータ(12)を駆動源とする電動装置(11)の可動部(19S1)がストッパ(19A)に当接した状態で更に押し付けられるように前記モータ(12)を制御して前記モータ(12)の原点位置を設定する原点設定処理(S14,S37,S43)と、前記原点位置に対する前記モータ(12)の回転位置を制御する位置制御処理(S17,S34,S40)とを行うよう構成される制御装置(30A)であって、前記原点設定処理(S14,S37,S43)における前記モータ(12)への駆動電流が、前記位置制御処理(S17,S34,S40)における前記モータ(12)への駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更するよう構成される電流設定部(35K,43)を備える制御装置(30A)。
[Feature 1]
A control device (30A) configured to perform an origin setting process (S14, S37, S43) for controlling a motor (12) to set an origin position of the motor (12) so that a movable part (19S1) of an electric device (11) using a motor (12) as a driving source is further pressed against a stopper (19A) while in contact with the stopper (19A), and a position control process (S17, S34, S40) for controlling the rotational position of the motor (12) relative to the origin position, the control device (30A) including a current setting unit (35K, 43) configured to change the drive current to the motor (12) in the origin setting process (S14, S37, S43) so that it is smaller than the drive current to the motor (12) in the position control process (S17, S34, S40).
[特徴2]
前記原点設定処理(S14,S37,S43)が行われる前に、前記モータ(12)の回転位置を前記原点位置に一致させる事前の前記位置制御処理(S34)を行うよう構成される特徴1に記載の制御装置(30A)。
[Feature 2]
The control device (30A) according to
[特徴3]
前記原点位置が設定済みであるか未設定であるかを判別するよう構成される判別部(48)と、前記原点位置が設定済みである場合には、前記原点設定処理(S37)が行われる前に、前記モータ(12)の回転位置を前記原点位置に一致させる事前の前記位置制御処理(S34)が行われるよう構成される一方、前記原点位置が未設定である場合には、前記原点設定処理(S43)が行われる前に、前記事前の位置制御処理(S34)が行わないように前記事前の位置制御処理(S34)の実行を制御するよう構成される実行制御部(49)と、を備える特徴1に記載の制御装置(30A)。
[Feature 3]
The control device (30A) according to
[特徴4]
前記原点設定処理(S14,S37,S43)における前記モータ(12)の回転速度を、前記位置制御処理(S17,S34,S40)における前記モータ(12)の回転速度より小さくするよう構成される速度設定部(41)を備える特徴1から3の何れか1の特徴に記載の制御装置(30A)。
[Feature 4]
The control device (30A) according to any one of
[特徴5]
前記原点設定処理(S14,S37,S43)における前記モータ(12)の回転速度と、前記位置制御処理(S17,S34,S40)における前記モータ(12)の回転速度とを同じにするよう構成される特徴1から3の何れか1の特徴に記載の制御装置(30A)。
[Feature 5]
A control device (30A) described in any one of
[特徴6]
前記原点設定処理(S14,S37,S43)における前記モータ(12)への駆動電流は、前記電動装置(11)毎に個別の大きさに設定されている特徴1から5の何れか1の特徴に記載の制御装置(30A)。
[Feature 6]
The control device (30A) according to any one of
[特徴7]
前記モータ(12)には、ロータの回動可能範囲を複数回転に制限する回転制限機構(19K)が備えられ、前記ストッパ(19A)は、前記回転制限機構(19K)の一部として備えられている特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制御装置(30A)。
[Feature 7]
The motor (12) is provided with a rotation limiting mechanism (19K) that limits the rotatable range of the rotor to multiple rotations, and the stopper (19A) is provided as part of the rotation limiting mechanism (19K). A control device (30A) described in any one of
[特徴8]
前記電動装置(11)は流量制御弁(11)であり、前記可動部(19S1)は前記流量制御弁(11)の弁体(18)であり、前記ストッパ(19A)は前記流量制御弁(11)の弁座(23)である特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制御装置(30A)。
[Feature 8]
The control device (30A) according to any one of
[特徴9]
特徴1から8の何れか1の特徴に記載の制御装置(30A)と、前記制御装置(30A)によって制御される流量制御弁(11)とを備える弁装置(10)。
[Feature 9]
A valve device (10) comprising: a control device (30A) according to any one of
[特徴10]
モータ(12)を駆動源とする電動装置(11)用の制御装置(30A)のコンピュータ(36A)を、前記電動装置(11)の可動部(19S1)がストッパ(19A)に当接した状態で更に押し付けられるように前記制御装置(30A)の前記モータ(12)を制御して前記モータ(12)の原点位置を設定するよう構成される原点設定部(51)と、前記原点位置に対する前記モータ(12)の回転位置を制御するよう構成される位置制御部(52)と、前記原点設定部(51)が前記モータ(12)を制御するときの駆動電流が、前記位置制御部(52)が前記モータ(12)を制御するときの駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更するよう構成される電流設定部(35K,43)と、として機能させるプログラム(PG1~PG3)。
[Feature 10]
The programs (PG1 to PG3) cause a computer (36A) of a control device (30A) for an electric device (11) using a motor (12) as a drive source to function as an origin setting unit (51) configured to control the motor (12) of the control device (30A) to set an origin position of the motor (12) so that a movable part (19S1) of the electric device (11) is further pressed against a stopper (19A) while in contact with the stopper (19A), a position control unit (52) configured to control the rotational position of the motor (12) relative to the origin position, and a current setting unit (35K, 43) configured to change the drive current so that the drive current when the origin setting unit (51) controls the motor (12) is smaller than the drive current when the position control unit (52) controls the motor (12).
[特徴11]
前記コンピュータ(36A)を、前記原点設定部(51)の起動前に、前記位置制御部(52)が起動して前記モータ(12)の回転位置を前記原点位置に一致させるように前記位置制御部(52)の起動を制御するよう構成される実行制御部(49)として機能させる特徴10に記載のプログラム(PG3)。
[Feature 11]
The program (PG3) described in
[特徴12]
前記コンピュータ(36A)を、前記原点位置が設定済みであるか未設定であるかを判別するよう構成される判別部(48)と、前記原点位置が設定済みである場合には、前記原点設定部(51)の起動前に、前記位置制御部(52)が起動して前記モータ(12)の回転位置を前記原点位置に一致させるよう構成される一方、前記原点位置が未設定である場合には、前記原点設定部(51)の起動前に前記位置制御部(52)が起動しないように前記位置制御部(52)の起動を制御するよう構成される実行制御部(49)と、として機能させる特徴10に記載のプログラム(PG3)。
[Feature 12]
The program (PG3) described in
[特徴13]
前記コンピュータ(36A)を、前記原点設定部(51)に制御される前記モータ(12)の回転速度を、前記位置制御部(52)に制御される前記モータ(12)の回転速度より小さくするよう構成される速度設定部(41)として機能させる特徴10から12の何れか1の特徴に記載のプログラム(PG3,PG3)。
[Feature 13]
A program (PG3, PG3) described in any one of
[特徴14]
前記コンピュータ(36A)を、前記原点設定部(51)に制御される前記モータ(12)の回転速度と、前記位置制御部(52)に制御される前記モータ(12)の回転速度とが同じになるようにするよう構成される速度設定部(41)として機能させる特徴10から12の何れか1の特徴に記載のプログラム(PG1)。
[Feature 14]
A program (PG1) described in any one of
[特徴15]
特徴10から14の何れか1の特徴に記載のプログラム(PG1)を記憶する記憶媒体(36B)。
[Feature 15]
A storage medium (36B) that stores the program (PG1) according to any one of
[特徴16]
モータ(12)を駆動源とする電動装置(11)の可動部(19S1)がストッパ(19A)に当接した状態で更に押し付けられるように前記モータ(12)を制御して前記モータ(12)の原点位置を設定する原点設定処理(S14,S37,S43)と、前記原点位置に対する前記モータ(12)の回転位置を制御する位置制御処理(S17,S34,S40)とを行う制御方法において、前記原点設定処理(S14,S37,S43)における前記モータ(12)への駆動電流が、前記位置制御処理(S17,S34,S40)における前記モータ(12)への駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更する制御方法。
[Feature 16]
A control method that performs an origin setting process (S14, S37, S43) for setting an origin position of the motor (12) by controlling the motor (12) so that a movable part (19S1) of an electric device (11) using a motor (12) as a drive source is further pressed against a stopper (19A) while in contact with the stopper, and a position control process (S17, S34, S40) for controlling the rotational position of the motor (12) relative to the origin position, the control method changing a drive current to the motor (12) in the origin setting process (S14, S37, S43) so that the drive current to the motor (12) is smaller than the drive current to the motor (12) in the position control process (S17, S34, S40).
[特徴17]
前記原点設定処理(S37)が行われる前に、前記モータ(12)の回転位置を前記原点位置に一致させるための事前の前記位置制御処理(S34)を行う特徴16に記載の制御方法。
[Feature 17]
17. The control method according to feature 16, further comprising: performing a preliminary position control process (S34) for matching the rotational position of the motor (12) with the origin position before the origin setting process (S37) is performed.
[特徴18]
前記原点位置が設定済みであるか未設定であるかを判別し、前記原点位置が設定済みである場合には、前記原点設定処理(S37)が行われる前に、前記モータ(12)の回転位置を前記原点位置に一致させるための事前の前記位置制御処理(S34)を行う一方、前記原点位置が未設定である場合には、前記原点設定処理(S43)が行われる前に、前記事前の位置制御処理(S34)を行わない特徴16に記載の制御方法。
[Feature 18]
The control method according to feature 16, further comprising: determining whether the origin position has been set or not; and, if the origin position has been set, performing a preliminary position control process (S34) for matching the rotational position of the motor (12) to the origin position before performing the origin setting process (S37); whereas, if the origin position has not been set, not performing the preliminary position control process (S34) before performing the origin setting process (S43).
[特徴19]
前記モータ(12)のロータを回転させるために最低限必要な前記駆動電流である第1駆動電流(I1)を実測して記憶しておき、前記原点設定処理(S14)では、前記第1駆動電流(I1)を前記モータ(12)に付与する特徴16から18の何れか1の特徴に記載の制御方法。
[Feature 19]
A control method according to any one of features 16 to 18, in which a first drive current (I1), which is the minimum drive current required to rotate the rotor of the motor (12), is actually measured and stored, and in the origin setting process (S14), the first drive current (I1) is applied to the motor (12).
[特徴20]
前記原点設定処理(S14,S37,S43)における前記モータ(12)の回転速度を、前記位置制御処理(S17,S34,S40)における前記モータ(12)の回転速度より小さくする特徴16から19の何れか1の特徴に記載の制御方法。
[Feature 20]
20. The control method according to any one of features 16 to 19, wherein the rotation speed of the motor (12) in the origin setting process (S14, S37, S43) is set to be smaller than the rotation speed of the motor (12) in the position control process (S17, S34, S40).
[特徴21]
前記原点設定処理(S14)における前記モータ(12)の回転速度と、前記位置制御処理(S17)における前記モータ(12)の回転速度とを同じにする特徴16から19の何れか1の特徴に記載の制御方法。
[Feature 21]
20. The control method according to any one of features 16 to 19, wherein the rotation speed of the motor (12) in the origin setting process (S14) is made the same as the rotation speed of the motor (12) in the position control process (S17).
上記特徴1の制御装置、特徴10のプログラム、特徴15の記憶媒体及び特徴16の制御方法によれば、原点設定処理におけるモータへの駆動電流が、位置制御処理におけるモータへの駆動電流より小さくなるように駆動電流が変更されることで、位置制御処理時と原点設定処理時とで同じ駆動電流でモータが駆動されていた従来に比べて原点設定処理時の音が低減される。また、この制御装置で流量制御弁を制御する特徴9の弁装置によれば、空調装置に利用された場合に、静粛性の要請に応えることができる。
According to the control device of
上記特徴2,3の制御装置、特徴11,12のプログラム及び特徴17,18の制御方法によれば、原点位置から離れた位置から原点位置に移動するまでの間に、大きな抵抗がかかる場合でも、確実に原点位置に移動してから原点設定処理を行うことができる。
The control device of features 2 and 3, the program of
上記特徴4の制御装置、特徴13のプログラム及び特徴20の制御方法によれば、原点設定処理におけるモータの回転速度が、位置制御処理におけるモータの回転速度より小さいことで、位置制御処理時と原点設定処理時とで同じ回転速度でモータが駆動されていた従来に比べて原点設定処理時の音が低減される。なお、特徴5の制御装置、特徴14のプログラム及び特徴20の制御方法のように、原点設定処理におけるモータの回転速度を位置制御処理におけるモータの回転速度とを同じにするか、或いは、速くすれば、原点設定処理を迅速に行うことができる。
According to the control device of feature 4, the program of
上記特徴6の制御装置では、原点設定処理におけるモータへの駆動電流が、電動装置毎に個別の大きさに設定されているから、電動装置毎にばらつくモータへの駆動電流に対応することができる。そして、特徴19の制御方法のように、各電動装置のモータにとって駆動するために最低限必要な駆動電流で原点設定処理を行うことができ、原点設定処理時の音を最小限に抑えることができる。 In the control device of feature 6 above, the drive current to the motor in the origin setting process is set to an individual value for each electric device, so it is possible to accommodate the drive current to the motor that varies from one electric device to another. And, as with the control method of feature 19, the origin setting process can be performed with the minimum drive current required to drive the motor of each electric device, and the noise during the origin setting process can be kept to a minimum.
なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。 Note that although specific examples of the technology included in the scope of the claims are disclosed in this specification and drawings, the technology described in the claims is not limited to these specific examples, but includes various modifications and variations of the specific examples, as well as parts of the specific examples taken separately.
10 弁装置
11 流量制御弁(電動装置)
12 モータ
14S 原点設定処理
16S 位置制御処理
18 弁体
19A ストッパ
19K 回転制限機構
23 弁座
30A 制御装置
35K,43 電流設定部
36A CPU(コンピュータ)
36B メモリ
41 速度設定部
43 電流設定部
48 判別部
49 実行制御部
51 原点設定部
52 位置制御部
PG1~PG3 プログラム
10
12 Motor 14S Origin setting process 16S
Claims (21)
前記原点設定処理における前記モータへの駆動電流が、前記位置制御処理における前記モータへの駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更するよう構成される電流設定部を備える制御装置。 A control device configured to perform an origin setting process for setting an origin position of the motor by controlling the motor so that a movable part of an electric device driven by the motor is further pressed against a stopper while in contact with the stopper, and a position control process for controlling a rotational position of the motor with respect to the origin position,
A control device comprising: a current setting unit configured to change a drive current to the motor in the origin setting process so that the drive current to the motor in the position control process is smaller than the drive current to the motor in the origin setting process.
前記原点位置が設定済みである場合には、前記原点設定処理が行われる前に、前記モータの回転位置を前記原点位置に一致させる事前の前記位置制御処理が行われるよう構成される一方、前記原点位置が未設定である場合には、前記原点設定処理が行われる前に、前記事前の位置制御処理が行わないように前記事前の位置制御処理の実行を制御するよう構成される実行制御部と、を備える請求項1に記載の制御装置。 A determination unit configured to determine whether the origin position has been set or not;
2. The control device according to claim 1, further comprising: an execution control unit configured to, when the origin position has already been set, perform a preliminary position control process to match the rotational position of the motor to the origin position before the origin setting process is performed, while, when the origin position has not been set, control the execution of the preliminary position control process so that the preliminary position control process is not performed before the origin setting process is performed.
前記制御装置によって制御される流量制御弁とを備える弁装置。 A control device according to any one of claims 1 to 8;
a flow control valve controlled by the control device.
前記電動装置の可動部がストッパに当接した状態で更に押し付けられるように前記制御装置の前記モータを制御して前記モータの原点位置を設定するよう構成される原点設定部と、
前記原点位置に対する前記モータの回転位置を制御するよう構成される位置制御部と、
前記原点設定部が前記モータを制御するときの駆動電流が、前記位置制御部が前記モータを制御するときの駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更するよう構成される電流設定部と、
として機能させるプログラム。 A computer of a control device for an electric device using a motor as a drive source,
an origin setting unit configured to control the motor of the control device so that the movable part of the electric device is further pressed against a stopper while in contact with the stopper, thereby setting an origin position of the motor;
a position control unit configured to control a rotational position of the motor relative to the origin position;
a current setting unit configured to change the drive current so that a drive current when the origin setting unit controls the motor is smaller than a drive current when the position control unit controls the motor;
A program that functions as a
前記原点設定部の起動前に、前記位置制御部が起動して前記モータの回転位置を前記原点位置に一致させるように前記位置制御部の起動を制御するよう構成される実行制御部として機能させる請求項10に記載のプログラム。 The computer,
The program according to claim 10, which functions as an execution control unit configured to control the start-up of the position control unit so that the position control unit is started before the start-up of the origin setting unit and the rotational position of the motor coincides with the origin position.
前記原点位置が設定済みであるか未設定であるかを判別するよう構成される判別部と、
前記原点位置が設定済みである場合には、前記原点設定部の起動前に、前記位置制御部が起動して前記モータの回転位置を前記原点位置に一致させるよう構成される一方、前記原点位置が未設定である場合には、前記原点設定部の起動前に前記位置制御部が起動しないように前記位置制御部の起動を制御するよう構成される実行制御部と、
として機能させる請求項10に記載のプログラム。 The computer,
A determination unit configured to determine whether the origin position has been set or not;
an execution control unit configured to, when the origin position has already been set, start the position control unit before starting the origin setting unit to make the rotational position of the motor coincide with the origin position, and, when the origin position has not yet been set, control the start of the position control unit so that the position control unit is not started before starting the origin setting unit;
The program according to claim 10,
前記原点設定部に制御される前記モータの回転速度を、前記位置制御部に制御される前記モータの回転速度より小さくするよう構成される回転速度設定部として機能させる請求項10から12の何れか1の請求項に記載のプログラム。 The computer,
The program according to any one of claims 10 to 12, which functions as a rotational speed setting unit configured to make the rotational speed of the motor controlled by the origin setting unit smaller than the rotational speed of the motor controlled by the position control unit.
前記原点設定部に制御される前記モータの回転速度と、前記位置制御部に制御される前記モータの回転速度とが同じになるように制御するよう構成される回転速度制御部として機能させる請求項10から12の何れか1の請求項に記載のプログラム。 The computer,
The program according to any one of claims 10 to 12, which functions as a rotational speed control unit configured to control the rotational speed of the motor controlled by the origin setting unit so that the rotational speed of the motor controlled by the position control unit is the same as the rotational speed of the motor controlled by the position control unit.
前記原点設定処理における前記モータへの駆動電流が、前記位置制御処理における前記モータへの駆動電流より小さくなるように前記駆動電流を変更する制御方法。 A control method comprising: an origin setting process for setting an origin position of the motor by controlling the motor so that a movable part of an electric device driven by the motor is further pressed against a stopper while in contact with the stopper; and a position control process for controlling a rotational position of the motor relative to the origin position,
A control method for changing a drive current to the motor in the origin setting process so that the drive current to the motor in the position control process is smaller than the drive current to the motor in the origin setting process.
前記原点位置が設定済みである場合には、前記原点設定処理が行われる前に、前記モータの回転位置を前記原点位置に一致させるための事前の前記位置制御処理を行う一方、前記原点位置が未設定である場合には、前記原点設定処理が行われる前に、前記事前の位置制御処理を行わない請求項16に記載の制御方法。 determining whether the origin position has been set or not;
17. The control method according to claim 16, wherein, when the origin position has already been set, a preliminary position control process is performed before the origin setting process is performed to match the rotational position of the motor to the origin position, whereas, when the origin position has not been set, the preliminary position control process is not performed before the origin setting process is performed.
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08223991A (en) | 1995-02-09 | 1996-08-30 | Unisia Jecs Corp | Driving method of stepping motor |
| JPH09117194A (en) | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Unisia Jecs Corp | Driving method of stepping motor |
| JP2004234806A (en) | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Toshiba Corp | Head unload control method and disk storage device |
| JP2005141878A (en) | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Ricoh Co Ltd | Optical pickup feeding device, optical pickup feeding method, program thereof, and information recording medium in optical disc apparatus |
| JP2008101815A (en) | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | refrigerator |
| JP2009166598A (en) | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | Variable transmission ratio steering device |
| WO2019146744A1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | 株式会社デンソー | Motor control device, integrated valve device, and heat exchanger |
| JP2019170142A (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社デンソー | Motor control device, integrated valve device, and heat exchanger |
| WO2021200204A1 (en) * | 2020-04-01 | 2021-10-07 | 株式会社デンソー | Motor control device |
| JP2022141089A (en) | 2021-03-15 | 2022-09-29 | 株式会社テージーケー | Motor-driven valve control device |
-
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08223991A (en) | 1995-02-09 | 1996-08-30 | Unisia Jecs Corp | Driving method of stepping motor |
| JPH09117194A (en) | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Unisia Jecs Corp | Driving method of stepping motor |
| JP2004234806A (en) | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Toshiba Corp | Head unload control method and disk storage device |
| JP2005141878A (en) | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Ricoh Co Ltd | Optical pickup feeding device, optical pickup feeding method, program thereof, and information recording medium in optical disc apparatus |
| JP2008101815A (en) | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | refrigerator |
| JP2009166598A (en) | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | Variable transmission ratio steering device |
| WO2019146744A1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | 株式会社デンソー | Motor control device, integrated valve device, and heat exchanger |
| JP2019170142A (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社デンソー | Motor control device, integrated valve device, and heat exchanger |
| WO2021200204A1 (en) * | 2020-04-01 | 2021-10-07 | 株式会社デンソー | Motor control device |
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