JP6641785B2 - Motor overload abnormality detection device, motor drive control device, image forming apparatus, and motor overload abnormality detection method - Google Patents
Motor overload abnormality detection device, motor drive control device, image forming apparatus, and motor overload abnormality detection method Download PDFInfo
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Description
この発明は、モータ過負荷異常検出装置、モータ駆動制御装置、画像形成装置、およびモータ過負荷異常検出方法に関する。 The present invention relates to a motor overload abnormality detection device, a motor drive control device, an image forming apparatus, and a motor overload abnormality detection method.
各種機器の駆動源としてモータが多用されている。モータは巻線温度の上昇に注意して使用しなければならない。モータ使用条件が想定使用条件の範囲外となり、過負荷状態になった場合は、巻線温度が上昇してモータが破損したり、安全規格上の温度規格を超える恐れがあることが知られている。 Motors are frequently used as driving sources for various devices. The motor must be used with care for the winding temperature rise. If the motor operating conditions are out of the range of the expected operating conditions and the motor is overloaded, it is known that the winding temperature will rise and the motor may be damaged, or the temperature may exceed the safety standard. I have.
この問題に対処するため、モータの過負荷状態を検知して、モータの運転を停止したり、モータ駆動電圧のデューティを下げて実質的なモータ駆動電流を減少させることなどが行われている。
例えば、特許文献１には、モータが過負荷状態であると判定した場合は、モータの回転速度を所定の速度に低下させ、さらに危険な過電流状態と判定した場合には、所定の時間モータの回転を停止させることが開示されている。
In order to cope with this problem, the operation of the motor is stopped by detecting an overload state of the motor, the duty of the motor driving voltage is reduced, and the substantial motor driving current is reduced.
For example, in Patent Document 1, when it is determined that the motor is in an overload state, the rotation speed of the motor is reduced to a predetermined speed, and when it is determined that the motor is in a more dangerous overcurrent state, the motor is stopped for a predetermined time. It is disclosed that the rotation of is stopped.
しかしながら、このような従来の方法では、モータの過負荷検知を巻線温度の上昇を抑制するために行う場合に、モータの駆動電流やモータへの電圧指示値がある閾値を超えたところで運転を停止したり、モータ駆動電流の制限を行っていた。そのため、モータの実際の巻線温度が温度規格を満足できない状態になる前に、異常として検知してしまうという問題があった。
ユーザが機器を使用できないダウンタイムを低減するためには、動作可能な範囲のぎりぎりまでモータの運転を継続することが望ましい。しかし、過負荷を検知してすぐにモータを停止したり、必要以上にモータ駆動電流を制限することにより、ダウンタイムが長くなる状況になっていた。
However, in such a conventional method, when the overload detection of the motor is performed to suppress an increase in the winding temperature, the operation is performed when the drive current of the motor or the voltage instruction value to the motor exceeds a certain threshold value. The motor was stopped or the motor drive current was limited. Therefore, there is a problem that the motor is detected as abnormal before the actual winding temperature of the motor does not satisfy the temperature standard.
In order to reduce downtime when the user cannot use the device, it is desirable to continue the operation of the motor as far as possible within the operable range. However, the downtime is prolonged by stopping the motor immediately after detecting the overload or by unnecessarily restricting the motor drive current.
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、モータが破損したり温度規格値を超えないように異常検知を行いつつ、使用可能条件の限界付近までモータの駆動を継続できるようにして、モータ使用機器のダウンタイムを短くすることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and continues to drive the motor to near the limit of the usable condition while detecting an abnormality so that the motor is not damaged or exceeds the temperature specification value. An object of the present invention is to reduce downtime of equipment using a motor by making it possible.
この発明によるモータ過負荷異常検出装置は上記の目的を達成するため、モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値に基づいてモータの過負荷異常を検出し、その検出結果に応じたモータ駆動指示値を出力するモータ過負荷異常検出装置であって、
上記モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動指示値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、その移動平均値算出手段が算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手段と、その判定手段が過負荷異常なしと判定した場合は、上記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、上記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は上記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手段とを有し、その指示値切替手段は、上記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、上記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後そのカウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は上記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a motor overload abnormality detecting device according to the present invention detects a motor overload abnormality based on a motor drive instruction value calculated according to a motor rotation speed, and responds to the detection result. A motor overload abnormality detection device that outputs a motor drive instruction value,
A moving average value for acquiring a motor drive instruction value calculated according to the rotation speed of the motor for each section of a fixed time and calculating a moving average value of the motor drive instruction value for a predetermined number of sections including the latest section. Calculating means, comparing the moving average value calculated by the moving average value calculating means with a preset threshold value to determine the presence or absence of an overload abnormality, and determining that the overload abnormality does not occur. In this case, a motor drive instruction value corresponding to the motor drive instruction value calculated according to the rotation speed of the motor is output. If the determination means determines that there is an overload abnormality, the output motor drive instruction value is output. possess the indicated value switching means for switching the zero or the computed value lower than the motor driving instruction value, the instruction value switching means, when said determination means determines an overload there is an abnormality, the motor can be stopped motor If not, the motor drive instruction value corresponding to the motor drive instruction value calculated according to the rotation speed of the motor is output, and the number of sections where the state is continued is counted, and the motor stop timing is determined. After that, the motor drive instruction value to be output is switched to zero or a value lower than the calculated motor drive instruction value only for the counted number of sections .
この発明によれば、モータが破損したり温度規格値を超えないように異常検知を行いつつ、使用可能条件の限界付近までモータの駆動を継続できるようにして、モータ使用機器のダウンタイムを短くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while performing abnormality detection so that a motor may not be damaged or a temperature specification value is not exceeded, the drive of a motor can be continued to the vicinity of the limit of usable conditions, and the downtime of the motor using equipment is shortened can do.
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔画像形成装置の実施形態〕
図１は、この発明によるモータ駆動制御装置によって駆動されるモータを備えた画像形成装置の一実施形態の概略構成を示す全体図である。
この画像形成装置は、カラー複写機、スキャナ装置、カラープリンタ等の複数の機能を実現するデジタル複合機であり、画像形成部（プリンタ部）１、給紙部２、画像読取部（スキャナ部）３，および自動原稿給送装置（「ＡＤＦ」と略称する）４等からなる。
画像形成部１の一方の側面には排紙トレイ５が、他方の側面には手差し原稿を挿入するための手差しトレイ６が設けられている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[Embodiment of image forming apparatus]
FIG. 1 is an overall view showing a schematic configuration of an embodiment of an image forming apparatus provided with a motor driven by a motor drive control device according to the present invention.
This image forming apparatus is a digital multifunction peripheral that realizes a plurality of functions such as a color copier, a scanner, and a color printer, and includes an image forming unit (printer unit) 1, a paper feeding unit 2, an image reading unit (scanner unit). 3 and an automatic document feeder (abbreviated as "ADF") 4 and the like.
A paper discharge tray 5 is provided on one side of the image forming unit 1, and a manual feed tray 6 for inserting a manual feed document is provided on the other side.
画像形成部１内には、カラー画像を形成するための４組の作像ユニットからなる作像部１０と、画像書き込みユニット１４、中間転写ベルト１５、位置決めローラ対１６、二次転写ローラ１７、搬送ベルト１８、および定着装置１９等が設けられている。
作像部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成するための４組の作像ユニットが、中間転写体である中間転写ベルト１５の移動方向に沿って配置されている。その各作像ユニットは、感光体ドラム１１とその周囲に配置された帯電ローラ１２及び現像器１３等によって構成されている。
各色用の作像ユニットは、現像器１３に収納されているトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと相違しているだけである。
An image forming unit 10 including four image forming units for forming a color image, an image writing unit 14, an intermediate transfer belt 15, a pair of positioning rollers 16, a secondary transfer roller 17, A transport belt 18, a fixing device 19, and the like are provided.
The image forming unit 10 includes four intermediate image forming units for forming four color toner images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk). The transfer belt 15 is disposed along the moving direction. Each of the image forming units includes a photosensitive drum 11 and a charging roller 12 and a developing device 13 arranged around the photosensitive drum 11.
The image forming unit for each color differs only in the color of the toner stored in the developing device 13 from yellow, magenta, cyan, and black.
給紙部２には、４種類のサイズや向きの転写紙（記録媒体、用紙）を収納するための４段の給紙カセット２０と、その各給紙カセット２０に収納された転写紙のいずれかを、順次繰り出して画像形成部１へ搬送する給紙・搬送機構２１が設けられている。
その給紙・搬送機構２１には、それぞれモータによって回転駆動される給紙ローラや搬送ローラが多数設けられている。
The paper supply unit 2 includes a four-stage paper cassette 20 for storing transfer papers (recording media and paper) of four types and sizes, and a transfer paper housed in each paper cassette 20. A paper feed / transport mechanism 21 is provided for sequentially feeding the paper and transporting the paper to the image forming section 1.
The paper feed / transport mechanism 21 is provided with a number of paper feed rollers and transport rollers, each of which is driven to rotate by a motor.
この画像形成装置の内部には、画像形成動作等をシーケンス制御するコントローラ及び各部に電源を供給する電源装置等も備えている。また、各感光体ドラム１１、中間転写ベルト１５の駆動ローラ、位置決めローラ対１６、搬送ベルト１８の駆動ローラ、定着装置１９内の各ローラ、給紙・搬送機構２１の給紙ローラや搬送ローラ等を駆動する各モータ及びそのモータ駆動制御回路も設けられている。
この画像形成装置の外部の見易い位置に、ユーザが各種機能の選択や動作指示等を入力したり、装置の状態、例えば後述する過負荷異常やモータ強制停止などが表示される操作パネルが設けられている。
The image forming apparatus also includes a controller for performing sequence control of an image forming operation and the like, a power supply for supplying power to each unit, and the like. Further, each photosensitive drum 11, a driving roller for the intermediate transfer belt 15, a pair of positioning rollers 16, a driving roller for the transport belt 18, each roller in the fixing device 19, a paper feed roller and a transport roller for the paper feed / transport mechanism 21, etc. And a motor drive control circuit for driving each motor.
At an easily visible position outside the image forming apparatus, there is provided an operation panel on which a user inputs selection of various functions, operation instructions, and the like, and displays a state of the apparatus, for example, an overload abnormality or a forced motor stop described later. ing.
ここで、この画像形成装置を複写機として機能させる場合の動作を簡単に説明する。
ユーザが複写したい原稿をＡＤＦ４にセットするか、ＡＤＦ４を開いて画像読取部３のコンタクトガラス上に原稿を載置して、ＡＤＦ４を閉じた後、操作パネルのスタートボタンを押すと、この画像形成装置が複写動作を開始する。
Here, the operation when the image forming apparatus functions as a copying machine will be briefly described.
When the user sets a document to be copied on the ADF 4 or opens the ADF 4 and places the document on the contact glass of the image reading unit 3, closes the ADF 4 and presses a start button on the operation panel, the image formation is started. The apparatus starts a copying operation.
ＡＤＦ４に原稿がセットされている場合は、その原稿をＡＤＦ４が１枚ずつ画像読取部３の原稿読取位置を通して搬送する。そして、画像読取部３がその原稿に光を照射しながら走査して、原稿からの反射光により、その画像をカラー読み取り用のＣＣＤラインセンサによって読み取る。コンタクトガラス上に原稿が載置された場合は、画像読取部３がその原稿に光を照射しながら走査して、同様にその原稿の画像を読み取る。 When a document is set on the ADF 4, the ADF 4 conveys the document one by one through the document reading position of the image reading unit 3. Then, the image reading section 3 scans the document while irradiating the document with light, and reads the image by a CCD line sensor for color reading by reflected light from the document. When a document is placed on the contact glass, the image reading unit 3 scans the document while irradiating the document with light, and similarly reads the image of the document.
ＣＣＤラインセンサによって読み取った画像データは、画像読取部３の画像処理ユニットでスキャナγ補正、ＲＧＢ３色からＹＭＣＢｋ４色への色変換、画像分離、階調補正処理等の画像処理がなされた後、画像形成部１の画像書き込みユニット１４へ送られる。
画像書き込みユニット１４では、ＹＭＣＢｋ４色の画像データに応じて各色用のＬＤ（レーザーダイオード）の駆動を変調する。
The image data read by the CCD line sensor is subjected to image processing such as scanner γ correction, color conversion from three colors of RGB to four colors of YMCBk, image separation, and gradation correction by an image processing unit of the image reading unit 3. It is sent to the image writing unit 14 of the forming section 1.
The image writing unit 14 modulates the driving of the LD (laser diode) for each color according to the image data of the four colors YMCBk.
作像部１０の各色用の作像ユニットは、各感光体ドラム１１が図１で左回転しながら、その外周面が帯電ローラ１２によって一様に帯電され、画像書き込みユニット１４のＬＤから照射されるレーザービームによって露光走査され、静電潜像が書き込まれる。
その静電潜像が、各現像器１３によって各色のトナーが付着されて顕像化され、各感光体ドラム１１の外周面に各色のトナー像が形成される。その各色のトナー像が所定のタイミングで、一次転写部において中間転写ベルト１５上に順次重ねて転写され、フルカラーのトナー像が形成される。
The outer peripheral surface of the image forming unit for each color of the image forming unit 10 is uniformly charged by the charging roller 12 while the respective photosensitive drums 11 rotate leftward in FIG. Exposure scan is performed by a laser beam, and an electrostatic latent image is written.
The electrostatic latent image is visualized by attaching the toner of each color by each developing unit 13, and a toner image of each color is formed on the outer peripheral surface of each photosensitive drum 11. The toner images of the respective colors are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer section at a predetermined timing, so that a full-color toner image is formed.
その間に、原稿の大きさに応じて選択された転写紙が、給紙部２の給紙カセット２０のいずれかから、給紙・搬送機構２１によって画像形成部１へ搬送され、その転写紙の先端が位置決めローラ対１６に到達した状態で停止される。
そして、中間転写ベルト１５上のフルカラーのトナー像が二次転写ローラ１７と対向する二次転写部に到達するタイミングに合わせて、位置決めローラ対１６を起動させて転写紙を二次転写部へ送り込み、フルカラーのトナー像をその転写紙に一括転写する。
In the meantime, the transfer paper selected according to the size of the document is conveyed to the image forming unit 1 from one of the paper supply cassettes 20 of the paper supply unit 2 by the paper supply / conveyance mechanism 21 and the transfer paper of the transfer paper is selected. It is stopped in a state where the tip has reached the positioning roller pair 16.
Then, at the timing when the full-color toner image on the intermediate transfer belt 15 reaches the secondary transfer portion facing the secondary transfer roller 17, the positioning roller pair 16 is activated to feed the transfer paper to the secondary transfer portion. And collectively transfer the full-color toner image onto the transfer paper.
フルカラーのトナー像が転写された転写紙は、搬送ベルト１８によって定着装置１９へ送られ、そこで定着ローラと加圧ローラによってトナー像が熱定着された後、排紙トレイ５上へ排紙される。
白黒画像を形成する場合は、画像形成部１は作像部１０のブラック用の作像ユニットのみを動作させて、白黒画像を形成する。
The transfer paper on which the full-color toner image has been transferred is sent to a fixing device 19 by a transport belt 18, where the toner image is thermally fixed by a fixing roller and a pressure roller, and then discharged onto a discharge tray 5. .
When forming a black and white image, the image forming section 1 operates only the black image forming unit of the image forming section 10 to form a black and white image.
この画像形成装置をプリンタとして機能させる場合は、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信される印刷データをこの画像形成装置で受信して、その印刷データに基づいて画像形成部１が、上述と同様にカラー画像又は白黒画像を作成する。
この画像形成装置をスキャナとして動作させる場合は、画像読取部３とＡＤＦ４のみを動作させて、原稿の画像を読み取って、その画像データを内部のメモリに記憶し、必要に応じて外部のパーソナルコンピュータ等のホスト装置へ送信する。
When the image forming apparatus functions as a printer, print data transmitted from a host device such as a personal computer is received by the image forming apparatus, and based on the print data, the image forming unit 1 operates in the same manner as described above. Create a color or black and white image.
When operating this image forming apparatus as a scanner, only the image reading unit 3 and the ADF 4 are operated to read an image of a document, store the image data in an internal memory, and, if necessary, use an external personal computer. Etc. to the host device.
図２は、図１に示した画像形成装置内の給紙・搬送機構２１における搬送ローラとその駆動部の一例を示す斜視図である。
図２に示す搬送ローラ２５は、モータ２２の回転力が小歯車２３と平歯車２４の噛み合いによって伝達されて、矢示Ａ方向に回転される。この搬送ローラ２５と平行に、且つ互いの外周面が一部接触するように従動ローラ２６が回転自在に設けられている。その搬送ローラ２５と従動ローラ２６とのニップ部で記録媒体である転写紙Ｐを挟んで、矢示Ｂ方向へ搬送する。
給紙・搬送機構２１には、このような搬送ローラ２５が多数設けられており、その各搬送ローラ２５を駆動するモータ２２は、この発明による後述するモータ駆動制御装置によって駆動制御される。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a transport roller and a drive unit thereof in the paper feed / transport mechanism 21 in the image forming apparatus shown in FIG.
2, the rotational force of the motor 22 is transmitted by the meshing of the small gear 23 and the spur gear 24, and is rotated in the arrow A direction. A driven roller 26 is rotatably provided in parallel with the transport roller 25 so that the outer peripheral surfaces thereof partially contact each other. The transfer paper P, which is a recording medium, is sandwiched between the nip portion between the transport roller 25 and the driven roller 26, and is transported in the direction of arrow B.
The paper feed / transport mechanism 21 is provided with a large number of such transport rollers 25, and the motor 22 for driving each of the transport rollers 25 is driven and controlled by a motor drive control device described later according to the present invention.
この発明を適用する画像形成装置は、上記実施形態に示したカラー複合機に限らず、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の単機能の画像形成装置でもよいし、モノクロの画像形成装置でもよい。カラーの場合も、フルカラーでなくてもよいし、タンデム方式や中間転写方式に限るものでもない。
また、以下に説明するこの発明によるモータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置は、画像形成装置に限らず、モータによって回転駆動される部材を備えた各種の装置に適用可能である。
The image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to the color MFP described in the above embodiment, but may be a single-function image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a monochrome image forming apparatus. Also in the case of color, the color need not be full color, and the invention is not limited to the tandem system or the intermediate transfer system.
Further, the motor overload abnormality detection device and the motor drive control device according to the present invention described below are applicable not only to the image forming apparatus but also to various apparatuses having members driven and rotated by a motor.
〔モータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置の構成例〕
図３は、この発明によるモータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
このモータ駆動制御装置は、モータＭの回転速度を検出する速度検出手段であるエンコーダ３５と、モータ制御部３２及びそのモータ制御部３２に制御されてモータＭを駆動するモータ駆動回路３３とを備えている。そのモータ制御部３２とモータ駆動回路３３とによって、モータ駆動制御ユニット３１を構成している。
[Configuration example of motor overload abnormality detection device and motor drive control device]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a motor overload abnormality detection device and a motor drive control device according to the present invention.
The motor drive control device includes an encoder 35 that is a speed detection unit that detects a rotation speed of the motor M, a motor control unit 32, and a motor drive circuit 33 that drives the motor M under the control of the motor control unit 32. ing. The motor control unit 31 is constituted by the motor control unit 32 and the motor drive circuit 33.
この実施形態のモータ制御部３２には、指示値演算部３６とＰＷＭ変換部３７及びモータ過負荷異常検出部４０が設けられ、モータ過負荷異常検出部４０は、移動平均値算出部４１、判定部４２、および指示値切替部４３を有している。このモータ過負荷異常検出部４０が、この発明によるモータ過負荷異常検出装置の一実施形態である。
そして、モータＭは、例えば図２に示した搬送ローラ２５を回転駆動するモータ２２である。
The motor control unit 32 of this embodiment includes an instruction value calculation unit 36, a PWM conversion unit 37, and a motor overload abnormality detection unit 40. The motor overload abnormality detection unit 40 includes a moving average value calculation unit 41, And a command value switching unit 43. The motor overload abnormality detection section 40 is an embodiment of the motor overload abnormality detection device according to the present invention.
The motor M is, for example, the motor 22 that rotationally drives the transport roller 25 shown in FIG.
メイン制御部３０は、モータ駆動制御ユニット３１によってモータＭを起動・停止（ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ）させると共に、このモータ駆動制御ユニット３１及びモータＭを搭載した画像形成装置全体の制御を行う制御部（コントローラ）である。
メイン制御部３０からモータ駆動制御ユニット３１のモータ制御部３２に起動信号（モータＳＴＡＲＴ信号）が送られると、モータ制御部３２がモータＭの起動を開始する。
モータＭの起動後は、エンコーダ３５によってモータＭの現在の回転速度を検出して、モータ制御部３２へフィードバックする。
The main control unit 30 starts and stops (START / STOP) the motor M by the motor drive control unit 31 and controls the entire image forming apparatus including the motor drive control unit 31 and the motor M (controller). ).
When a start signal (motor START signal) is sent from the main control unit 30 to the motor control unit 32 of the motor drive control unit 31, the motor control unit 32 starts starting the motor M.
After the activation of the motor M, the current rotational speed of the motor M is detected by the encoder 35 and is fed back to the motor control unit 32.
そのフィードバックされた回転速度を、指示値演算部３６が目標速度と比較し、目標速度より遅い場合はトルク指示値を増加し、目標速度より速い場合はトルク指示値を減少するように、トルク指示値を演算して出力する。そのトルク指示値はモータ駆動指示値であり、モータＭへの電圧指示値に相当する。目標速度は、モータ制御部３２に保存しているか、もしくはメイン制御部３０から指示される。
モータ制御部にモータ過負荷異常検出部を設けていない一般的なモータ駆動制御回路の場合は、指示値演算部３６が出力するトルク指示値（又は電圧指示値）がそのままＰＷＭ変換部３７に入力され、ＰＷＭ指示値に変換される。
The instruction value calculation unit 36 compares the fed-back rotation speed with the target speed, and increases the torque instruction value when the rotation speed is lower than the target speed, and decreases the torque instruction value when the rotation speed is higher than the target speed. Calculate and output the value. The torque instruction value is a motor drive instruction value, and corresponds to a voltage instruction value for the motor M. The target speed is stored in the motor control unit 32 or instructed by the main control unit 30.
In the case of a general motor drive control circuit in which the motor control unit does not include the motor overload abnormality detection unit, the torque instruction value (or the voltage instruction value) output from the instruction value calculation unit 36 is directly input to the PWM conversion unit 37. Is converted to a PWM instruction value.
そして、モータ駆動制御ユニット３１内のモータ駆動回路３３の６個のドライバ（図示の例出はＦＥＴ）Ｓ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦを、そのＰＷＭ指示値で制御することにより、モータＭの巻線であるステータコイルに三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の駆動電圧が与えられる。それによって、ステータコイルの２相ずつに順次駆動電流が流れ、モータＭが回転する。
そのモータＭの回転速度を、エンコーダ３５が検出してモータ制御部３２へフィードバックする。このようにして、モータＭの実際の回転速度に応じてモータの駆動電圧が変化し、フィードバック制御が行われ、モータＭを一定の目標速度で回転させる。モータ駆動回路３３の各ドライバはバイポーラトランジスタでもよい。
By controlling ON / OFF of the six drivers (FETs in the illustrated example) S1 to S6 of the motor drive circuit 33 in the motor drive control unit 31 with the PWM instruction values, the winding of the motor M is controlled. , A three-phase (U, V, W phase) drive voltage is applied to the stator coil. As a result, a drive current sequentially flows through the two phases of the stator coil, and the motor M rotates.
The rotation speed of the motor M is detected by the encoder 35 and fed back to the motor control unit 32. In this manner, the drive voltage of the motor M changes according to the actual rotation speed of the motor M, feedback control is performed, and the motor M is rotated at a constant target speed. Each driver of the motor drive circuit 33 may be a bipolar transistor.
このモータ駆動回路３３は、インバータ回路とも称され、直流電源ＶDDとアースとの間に、２個ずつ直列接続したドライバＳ１とＳ２、Ｓ３とＳ４、Ｓ５とＳ６の３組を並列に接続している。そして、それぞれ２個のドライバの接続点を、モータＭのスター接続された３本の各ステータコイルの開放端に接続している。Ｒ１は、モータ駆動回路３３とアースとの間に介挿された保護抵抗である。 This motor drive circuit 33 is also called an inverter circuit, and connects three sets of drivers S1 and S2, S3 and S4, S5 and S6, which are connected in series two by two, between a DC power supply VDD and the ground in parallel. I have. The connection points of the two drivers are connected to the open ends of the three star-connected stator coils of the motor M, respectively. R1 is a protection resistor inserted between the motor drive circuit 33 and the ground.
このように、速度検出手段であるエンコーダ３５によってモータＭの回転速度を検知し、その回転速度が一定の目標速度になるように制御するモータ駆動制御装置において、負荷が大きくなって回転速度が遅くなった場合は、モータ駆動指示値を大きくする。それによって、モータＭに流す駆動電流を増やすことになるが、モータ駆動指示値（トルク指示値又は電圧指示値）を大きくし過ぎると、モータＭの巻き線温度が上昇し、モータが発煙や破損したりする場合がある。それを防止するために、モータの過負荷状態を検出してモータ駆動指示値を制限し、駆動電流の増加を制限する手段を設ける必要がある。 As described above, in the motor drive control device in which the rotation speed of the motor M is detected by the encoder 35 serving as the speed detection means and the rotation speed is controlled to be a constant target speed, the rotation speed is reduced due to a large load. If this happens, increase the motor drive instruction value. As a result, the drive current flowing through the motor M is increased. However, if the motor drive instruction value (torque instruction value or voltage instruction value) is too large, the winding temperature of the motor M rises, and the motor smokes or breaks. Or you may. In order to prevent this, it is necessary to provide a means for detecting an overload state of the motor, limiting the motor drive instruction value, and limiting an increase in drive current.
この実施形態のモータ駆動制御装置では、そのためにモータ制御部３２にモータ過負荷異常検出部４０を設けている。
このモータ過負荷異常検出部４０は、モータの巻線温度を、モータＭの回転速度の検出値に応じて演算されるモータ駆動指示値（トルク指示値又は電圧指示値）の一定時間の区間ごとの演算値の移動平均値に基づいて推定し、モータ過負荷異常の有無を判定する。そして、モータ過負荷異常と判定した場合には、次の区間だけモータの駆動を停止するか駆動電流を低下させる。それによって、必要以上にモータを停止させたり、間欠時間を長くすることを防止し、使用可能条件の限界付近までモータを駆動できるようにする。
In the motor drive control device of this embodiment, a motor overload abnormality detection unit 40 is provided in the motor control unit 32 for that purpose.
The motor overload abnormality detection unit 40 detects the motor winding temperature for each fixed time section of a motor drive instruction value (torque instruction value or voltage instruction value) calculated according to the detected value of the rotation speed of the motor M. Is estimated on the basis of the moving average value of the calculated value, and the presence or absence of a motor overload abnormality is determined. When it is determined that the motor is overloaded, the motor is stopped or the drive current is reduced only in the next section. This prevents the motor from stopping unnecessarily or increasing the intermittent time, so that the motor can be driven to near the limit of the usable condition.
そこで、このモータ過負荷異常検出部４０の機能について、さらに詳細に説明する。
モータＭの回転速度に基いて、指示値演算部３６が算出したトルク指示値をモータ過負荷異常検出部４０へ入力して過負荷の判定を行い、その判定結果によって、電圧指示値を切り替えてＰＷＭ変換部３７へ出力する。前述したように、トルク指示値と電圧指示値はいずれもモータ駆動指示値であって対応しており、いずれでもよい。以下の説明では、モータ過負荷異常検出部４０に入力するモータ駆動指示値をトルク指示値とし、モータ過負荷異常検出部４０から出力するモータ駆動指示値を電圧指示値として区別して説明する。
Therefore, the function of the motor overload abnormality detection unit 40 will be described in more detail.
Based on the rotation speed of the motor M, the torque instruction value calculated by the instruction value calculation unit 36 is input to the motor overload abnormality detection unit 40 to determine overload, and the voltage instruction value is switched based on the determination result. Output to the PWM converter 37. As described above, the torque command value and the voltage command value are both motor drive command values and correspond to each other. In the following description, the motor drive instruction value input to the motor overload abnormality detection unit 40 will be referred to as a torque instruction value, and the motor drive instruction value output from the motor overload abnormality detection unit 40 will be distinguished as a voltage instruction value.
そのモータ過負荷異常検出部４０には、移動平均値算出部４１と判定部４２と指示値切替部４３とが設けられている。移動平均値算出部４１は移動平均値算出手段、判定部４２は判定手段、指示値切替部４３は指示値切替手段である。
移動平均値算出部４１は、指示値演算部３６の演算結果であるトルク指示値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間までの予め設定した区間数でのトルク指示値の移動平均値を演算する。その詳細については後述する。
判定部４２は、移動平均値算出部４１が算出したトルク指示値の移動平均値と、予め設定した閾値とを比較して過負荷異常の有無を判定する。その閾値についても後述する。
The motor overload abnormality detection unit 40 includes a moving average value calculation unit 41, a determination unit 42, and an instruction value switching unit 43. The moving average value calculation unit 41 is a moving average value calculation unit, the determination unit 42 is a determination unit, and the instruction value switching unit 43 is an instruction value switching unit.
The moving average value calculation unit 41 obtains a torque instruction value, which is a calculation result of the instruction value calculation unit 36, for each section of a fixed time, and calculates a moving average value of the torque instruction value for a preset number of sections up to the latest section. Is calculated. The details will be described later.
The determination unit 42 compares the moving average value of the torque instruction value calculated by the moving average value calculation unit 41 with a preset threshold to determine whether there is an overload abnormality. The threshold value will also be described later.
指示値切替部４３は、判定部４２が過負荷異常なしと判定した場合は、指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値をそのまま出力し、過負荷異常ありと判定した場合は電圧指示値を例えばゼロ（０）に切り替えて出力する。しかし、ゼロに切り替えずに、指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値の例えば１／２にするなど所定の比率で低下させたり、上記電圧指示値より低い一定の小さい値に切り替えたりしてもよい。
また、判定部４２が異常ありと判定した場合は、メイン制御部３０へ過負荷異常が発生したことを通知することもできる。
When the determination unit 42 determines that there is no overload abnormality, the instruction value switching unit 43 outputs the voltage instruction value corresponding to the torque instruction value input from the instruction value calculation unit 36 as it is, and determines that there is an overload abnormality. In this case, the voltage instruction value is switched to, for example, zero (0) and output. However, without switching to zero, the voltage command value corresponding to the torque command value input from the command value calculation unit 36 is reduced at a predetermined ratio such as, for example, １ ／, or a constant value lower than the voltage command value. You may switch to a smaller value.
When the determination unit 42 determines that there is an abnormality, the main control unit 30 can be notified that an overload abnormality has occurred.
モータ過負荷異常検出部４０の指示値切替部４３から出力される電圧指示値がＰＷＭ変換部３７に入力し、ＰＷＭ指示値に変換される。そのＰＷＭ指示値によって、モータ駆動回路３３の６個のドライバＳ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦを制御して、モータＭを駆動する。
なお、この実施形態ではメイン制御部３０とモータ制御部３２が分離して構成されており、それぞれＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンビュータを備えている。しかし、メイン制御部３０とモータ制御部３２を、同じマイクロコンビュータ（ＣＰＵ）で動作する一体の制御部として構成してもよい。
また、ＰＷＭ変換部３７は、モータ過負荷異常検出部４０の指示値切替部４３から出力される電圧指示値に応じてモータ駆動回路３３を制御する手段である。この手段はＰＷＭ変換部に限るものではなく、ＰＦＭ変換部でもよいし、その他の変換回路でもよい。
The voltage command value output from the command value switching unit 43 of the motor overload abnormality detection unit 40 is input to the PWM conversion unit 37 and is converted into a PWM command value. The motor M is driven by controlling ON / OFF of the six drivers S1 to S6 of the motor drive circuit 33 according to the PWM instruction value.
In this embodiment, the main control unit 30 and the motor control unit 32 are configured separately, and each has a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. However, the main control unit 30 and the motor control unit 32 may be configured as an integrated control unit that operates on the same microcomputer (CPU).
The PWM conversion unit 37 is a unit that controls the motor drive circuit 33 according to the voltage instruction value output from the instruction value switching unit 43 of the motor overload abnormality detection unit 40. This means is not limited to the PWM conversion unit, but may be a PFM conversion unit or another conversion circuit.
図４は、この発明によるモータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置の他の実施形態の構成を示すブロック図である。
この図４に示すモータ駆動制御装置が、図３に示したモータ駆動制御装置と相違するのは、モータＭの駆動電流を検出するモータ駆動電流検出手段３８を備えており、そのモータ駆動電流の検出値もモータ過負荷異常検出部４０′に入力している点である。この実施形態では、図３における保護抵抗Ｒ１をモータ駆動電流検出手段３８に兼用している。その抵抗Ｒ１に流れる電流値に比例して発生する電圧を、モータ駆動電流の検出値（モータ駆動電流値）として、モータ制御部３２のモータ過負荷異常検出部４０′に入力する。
このモータ過負荷異常検出部４０′が、この実施形態におけるモータ過負荷異常検出装置である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of another embodiment of the motor overload abnormality detection device and the motor drive control device according to the present invention.
The motor drive control device shown in FIG. 4 is different from the motor drive control device shown in FIG. 3 in that the motor drive control device includes a motor drive current detection unit 38 for detecting the drive current of the motor M. This is the point that the detected value is also input to the motor overload abnormality detecting section 40 '. In this embodiment, the protection resistor R1 in FIG. The voltage generated in proportion to the value of the current flowing through the resistor R1 is input to the motor overload abnormality detection unit 40 'of the motor control unit 32 as the detection value of the motor drive current (motor drive current value).
The motor overload abnormality detection section 40 'is the motor overload abnormality detection device in this embodiment.
そして、このモータ過負荷異常検出部４０′の移動平均値算出部４１′は、モータ駆動電流検出手段３８によって検出されるモータ駆動電流値をＡ／Ｄ変換して一定区間（時間）ごとに取り込んで保存する。そして、最新の区間までの予め設定された区間数でのモータ駆動電流値の移動平均値を演算する。
また、判定部４２′は、移動平均値算出部４１′が算出したモータ駆動電流の移動平均値と、予め設定した閾値とを比較して過負荷異常の有無を判定する。
The moving average value calculation unit 41 'of the motor overload abnormality detection unit 40' A / D converts the motor drive current value detected by the motor drive current detection unit 38 and captures the value at regular intervals (time intervals). To save. Then, a moving average value of the motor drive current value in a preset number of sections up to the latest section is calculated.
The determining unit 42 'determines whether there is an overload abnormality by comparing the moving average value of the motor drive current calculated by the moving average value calculating unit 41' with a preset threshold value.
指示値切替部４３は、判定部４２′が過負荷異常なしと判定した場合は、指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値をそのまま出力し、異常ありと判定した場合は電圧指示値を例えばゼロ（０）に切り替えて出力する。その他の切り替え例も、図３におけるモータ過負荷異常検出部４０の指示値切替部４３について説明したのと同様である。その他の変更例についても同様である。
図４におけるモータ駆動制御ユニット３１及びモータ制御部３２は、図３に示したモータ駆動制御ユニット３１及びモータ制御部３２とはその構成が幾分異なることになるが、同様な機能を果すので便宜上同一の符号を付している。
When the determination unit 42 'determines that there is no overload abnormality, the instruction value switching unit 43 outputs the voltage instruction value corresponding to the torque instruction value input from the instruction value calculation unit 36 as it is, and determines that there is an abnormality. In this case, the voltage indication value is switched to, for example, zero (0) and output. Other switching examples are the same as those described for the instruction value switching unit 43 of the motor overload abnormality detection unit 40 in FIG. The same applies to other modified examples.
Although the configuration of the motor drive control unit 31 and the motor control unit 32 in FIG. 4 is slightly different from the configuration of the motor drive control unit 31 and the motor control unit 32 shown in FIG. The same reference numerals are given.
〔モータ過負荷異常検出部の動作例〕
以下に、図３に示したモータ過負荷異常検出部４０の動作例について、図５以降の各図によって説明する。
図５は、一定のトルク指示値を与えたときのモータの巻線温度上昇の推移を示す線図である。図５における横軸はモータ起動時からの経過時間、縦軸はトルク指示値（電圧指示値）及び巻線の温度を示している。
[Operation example of motor overload abnormality detection unit]
Hereinafter, an operation example of the motor overload abnormality detection unit 40 illustrated in FIG. 3 will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing a transition of the winding temperature rise of the motor when a fixed torque instruction value is given. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the elapsed time from the start of the motor, and the vertical axis indicates the torque instruction value (voltage instruction value) and the winding temperature.
この例では、太線で示す一定のトルク指示値Ａを図３に示したＰＷＭ変換部３７に与え続けている。このときの巻線の温度上昇は曲線で示すような上昇カーブとなり、最終的にＸ℃で一定になる。
これは、一般的な温度上昇の式１からも明らかである。
〔式１〕
温度上昇＝熱輸送量（熱流量）［Ｗ］・Ｒ・｛１−ｅｘｐ｛−ｔ／（ＲＣ）｝｝
（Ｒ：熱抵抗（℃／Ｗ） Ｃ：熱容量（Ｊ／℃） ｔ：時間（Ｓ））
In this example, a constant torque instruction value A shown by a thick line is continuously given to the PWM conversion unit 37 shown in FIG. The temperature rise of the winding at this time becomes a rising curve as shown by the curve, and finally becomes constant at X ° C.
This is also evident from Equation 1 for general temperature rise.
[Equation 1]
Temperature rise = heat transport amount (heat flow rate) [W] · R · {1-exp} -t / (RC)}
(R: thermal resistance (° C / W) C: thermal capacity (J / ° C) t: time (S))
上記の式１で現わされる温度上昇の特性を簡単に説明する。
モータの巻線温度が低いときは周囲温度との温度差が小さいため、周囲に放出される熱流が小さいので巻線温度がどんどん上昇していく。しかし、巻線温度の上昇に伴って周囲温度との温度差が大きくなり、周囲に放出される熱流が大きくなるため、最終的に巻線に与えられる熱量と周囲に放出される熱量とが平衡するところで、巻線温度は一定になる。
The characteristic of the temperature rise expressed by the above equation 1 will be briefly described.
When the winding temperature of the motor is low, the temperature difference from the ambient temperature is small, and the heat flow released to the surroundings is small, so that the winding temperature rises steadily. However, as the temperature of the windings rises, the temperature difference from the ambient temperature increases and the heat flow released to the surroundings increases, so the amount of heat finally given to the windings and the amount of heat released to the surroundings are balanced. At this point, the winding temperature becomes constant.
図６は、この発明において使用する閾値とトルク平均値等のパラメータを説明するための線図である。横軸はモータ起動時からの経過時間、縦軸はトルク指示値（電圧指示値）の区間ごとの平均値であるトルク平均値（電圧平均値）及び巻線の温度を示している。
図６のＡは、通常使用条件の最大負荷でのトルク平均値である。このトルク平均値Ａが継続した場合に、式１に基づいてモータの巻線温度が最終的に一定となる温度をＺ℃とする。一方、安全規格の規格値や巻線の仕様等により、絶対に超えてはならない温度をＷ℃とする。
FIG. 6 is a diagram for explaining parameters such as a threshold value and a torque average value used in the present invention. The horizontal axis indicates the elapsed time from the start of the motor, and the vertical axis indicates the torque average value (voltage average value), which is the average value of the torque instruction value (voltage instruction value) for each section, and the winding temperature.
FIG. 6A shows the average torque value at the maximum load under the normal use condition. When the torque average value A continues, the temperature at which the winding temperature of the motor becomes finally constant is defined as Z ° C. based on Equation 1. On the other hand, the temperature that must not be exceeded is W ° C. due to safety standard values, winding specifications, and the like.
ここで、この発明の前提となるトルク平均値の閾値Ａ、Ｂ、温度Ｗ℃、トルク指示値の平均値ΔＵについて説明する。
まず、ΔＴの時間内でＺ℃からＷ℃に到達しない範囲に閾値Ｂを設定する。この状態は通常使用条件の最大負荷でのトルク指示値Ａ（閾値Ａ）を超えた値であり、平均的に閾値Ｂを超えている場合は過負荷状態を示すことになる。
各ΔＴの区間内においては、その区間内のトルク指示値を累積して累積数で割ることにより、トルク指示値の平均値であるトルク平均値ΔＵ（ΔＵ１，ΔＵ２，ΔＵ３，・・・・・・，ΔＵｍ，ΔＵｍ＋１，・・・・・）を取得する。
Here, the threshold values A and B of the average torque value, the temperature W ° C., and the average value ΔU of the torque instruction value, which are premise of the present invention, will be described.
First, the threshold value B is set in a range where the temperature does not reach W ° C. from Z ° C. within the time ΔT. This state is a value exceeding the torque instruction value A (threshold value A) at the maximum load under the normal use condition, and if it exceeds the threshold value B on average, it indicates an overload state.
In each section of ΔT, the torque instruction value in the section is accumulated and divided by the cumulative number to obtain a torque average value ΔU (ΔU1, ΔU2, ΔU3,...) Which is the average value of the torque instruction values. , ΔUm, ΔUm + 1,...).
各区間データにおいて、トルク指示値の瞬時値を取らずΔＴの区間平均値を取る理由は、モータへの電圧指示値に相当するトルク指示値は瞬時的なばらつきが大きく、瞬時値では負荷の状態を正しく判定できない恐れがあるためである。
また、巻線温度がＺ℃の状態から、区間内のトルク指示値の平均値であるトルク平均値ΔＵが閾値Ｂとなる状況が継続した場合に、温度がＷ℃になるまでの時間を予め導出しておく。
熱流量、熱抵抗、熱容量が分かっている場合は、前述の式１からその時間ｔを求められる。それらのパラメータが分かっていない場合は、温度測定によりその時間ｔを求めておく。
The reason for taking the section average value of ΔT without taking the instantaneous value of the torque command value in each section data is that the torque command value corresponding to the voltage command value to the motor has a large instantaneous variation, May not be determined correctly.
Further, when the situation where the torque average value ΔU, which is the average value of the torque instruction values in the section, becomes the threshold value B from the state where the winding temperature is Z ° C. continues, the time until the temperature becomes W ° C. is set in advance. Derived.
When the heat flow rate, the heat resistance, and the heat capacity are known, the time t can be obtained from the above equation (1). If those parameters are not known, the time t is obtained by temperature measurement.
図７は、図３に示したモータ過負荷異常検出部４０による動作例を説明するための線図であり、トルク平均値（電圧平均値）ΔＵと巻線温度の推移を示す。
これは、図３に示したモータ制御部３２のモータ過負荷異常検出部４０において、以下の演算及び判定を行う。
まず、モータ過負荷異常検出部４０が図６で説明したトルク平均値（電圧平均値）ΔＵを取得する。そのトルク平均値ΔＵの取得は、移動平均値算出部４１によってなされる。
FIG. 7 is a diagram for explaining an operation example of the motor overload abnormality detecting section 40 shown in FIG. 3, and shows a transition of the torque average value (voltage average value) ΔU and the winding temperature.
This is performed by the motor overload abnormality detection section 40 of the motor control section 32 shown in FIG.
First, the motor overload abnormality detection unit 40 acquires the torque average value (voltage average value) ΔU described in FIG. The acquisition of the torque average value ΔU is performed by the moving average value calculation unit 41.
モータＭの起動時から、図３に示した速度検出手段であるエンコーダ３５によって検出されるモータＭの回転速度に基づいて、指示値演算部３６がモータＭに対するトルク指示値を演算してモータ過負荷異常検出部４０に入力させる。そのトルク指示値を、移動平均値算出部４１が受け取って、時間ΔＴ毎にその区間でのトルク指示値の平均値であるトルク平均値ΔＵを算出し、それを各区間用の格納バッファに順次格納していく。 From the start of the motor M, the instruction value calculation unit 36 calculates a torque instruction value for the motor M based on the rotation speed of the motor M detected by the encoder 35 as the speed detection means shown in FIG. It is input to the load abnormality detection unit 40. The moving average value calculation unit 41 receives the torque instruction value, calculates a torque average value ΔU which is an average value of the torque instruction values in the section at each time ΔT, and sequentially stores the calculated torque average value in a storage buffer for each section. Store.
そして、その格納バッファに格納した平均値ΔＵの移動平均値を算出する。例えば、最新区間のトルク平均値の取得データがΔＵｍのとき、その最新区間までの所定数の区間分の移動平均を求める。ここでは、４区間分の移動平均値を求める場合の例を示し、（ΔＵｍ＋ΔＵｍ−1＋ΔＵｍ−２＋Ｕｍ−３）／４で移動平均値Ｕｍを算出する。
その算出ごとに、判定部４２が移動平均値Ｕｍ＋αと閾値Ｂを比較して、過負荷による異常の有無を判定する。
Then, a moving average value of the average value ΔU stored in the storage buffer is calculated. For example, when the acquired data of the torque average value in the latest section is ΔUm, a moving average for a predetermined number of sections up to the latest section is obtained. Here, an example in which a moving average value for four sections is obtained is shown, and the moving average value Um is calculated by (ΔUm + ΔUm−1 + ΔUm−2 + Um−3) / 4.
For each calculation, the determination unit 42 compares the moving average value Um + α with the threshold B to determine whether there is an abnormality due to overload.
その判定部４２が、移動平均値Ｕｍ＋αが閾値Ｂを超えていない（過負荷異常なし）と判定した場合は、指示値切替部４３が指示値演算部３６から入力するトルク指示値に対応する電圧指示値をそのまま出力する。判定部４２が、移動平均値Ｕｍ＋αが閾値Ｂを超えた（過負荷異常あり）と判定した場合は、電圧指示値を０に切り替て出力する。すなわち、次のΔＴ時間の区間は、間欠区間としてモータＭを停止させる。 When the determination unit 42 determines that the moving average value Um + α does not exceed the threshold value B (there is no overload abnormality), the voltage corresponding to the torque instruction value input from the instruction value calculation unit 36 by the instruction value switching unit 43 Directly outputs the indicated value. When the determination unit 42 determines that the moving average value Um + α has exceeded the threshold value B (there is an overload abnormality), the voltage instruction value is switched to 0 and output. That is, the motor M is stopped as an intermittent section in the next section of the ΔT time.
そして、停止している期間のΔＴも含めて引き続き、４区間分ずつのトルク平均値の移動平均値（Ｕｍ＋１，Ｕｍ＋２，Ｕｍ＋３，・・・・）を算出し、移動平均値Ｕｍ＋αが閾値Ｂを下回ったら、再び電圧指示値を出力してモータＭを駆動させる。
図７の場合は移動平均値Ｕｍ＋１、Ｕｍ＋４、Ｕｍ＋６が閾値Ｂを超えた状態となっており、次の区間でモータを停止させている。
Then, the moving average value (Um + 1, Um + 2, Um + 3,...) Of the torque average value for each of the four sections is calculated continuously, including ΔT during the stopped period, and the moving average value Um + α is set to the threshold value B. When the voltage falls below the threshold value, the voltage instruction value is output again to drive the motor M.
In the case of FIG. 7, the moving average values Um + 1, Um + 4, and Um + 6 exceed the threshold value B, and the motor is stopped in the next section.
このようにすることによって、巻線温度は図７に実線の曲線で示す鋸歯波状に推移し、移動平均値が閾値Ｂを超えた状態でも、巻線温度が規格値及び仕様を超えない範囲でモータの駆動を継続させることができる。点線の曲線は、トルク平均値が閾値Ｂを維持した場合の巻線温度の上昇カーブを示している。
詳細な制御処理は、図８及び図９のフローチャートによって説明する。
By doing so, the winding temperature changes in a saw-tooth waveform indicated by the solid curve in FIG. 7, and even when the moving average value exceeds the threshold value B, the winding temperature does not exceed the standard value and the specification. The driving of the motor can be continued. The dotted line curve shows a winding temperature rise curve when the torque average value maintains the threshold value B.
The detailed control process will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
〔図７の動作を実現するためのフローチャートの説明〕
図８及び図９は、図７に示した動作を実現するための図３におけるモータ過負荷異常検出部４０による処理のフローチャートである。図８はメインルーチン、図９は図８におけるステップＳ２（過負荷判定処理）のサブルーチンである。
このフローチャートに示す処理は、図３に示したモータ制御部３２が備えているマイクロコンピュータを、モータ過負荷異常検出部４０の移動平均値算出部４１、判定部４２及び指示値切替部４３として機能させるためのプログラムによる処理である。以下の説明では、そのマイクロコンピュータを「ＣＰＵ」と略称する。
[Explanation of flowchart for realizing operation of FIG. 7]
8 and 9 are flowcharts of processing by the motor overload abnormality detection unit 40 in FIG. 3 for realizing the operation shown in FIG. FIG. 8 is a main routine, and FIG. 9 is a subroutine of step S2 (overload determination processing) in FIG.
The processing shown in this flowchart functions as a moving average value calculation unit 41, a determination unit 42, and an instruction value switching unit 43 of the motor overload abnormality detection unit 40 by using the microcomputer provided in the motor control unit 32 shown in FIG. This is a process by a program for causing the program to execute. In the following description, the microcomputer is abbreviated as “CPU”.
画像形成装置の電源が投入されると、ＣＰＵは図８のメインルーチンの処理を開始し、まずステップＳ１でモータ起動中か否かを判断する。これは、図３に示したメイン制御部３０からモータ制御部３２にモータ起動（ＳＴＡＲＴ）信号が入力されてモータＭを起動しているか、モータ停止（ＳＴＯＰ）信号が入力されてモータＭを停止するかを判断する。
モータ制御部３２によるモータ起動処理については、従来と同様であるので説明は省略する。そして、ＣＰＵがステップＳ１でモータ起動中と判断すると、ステップＳ２で図９に示す過負荷判定処理を実行する。
When the power of the image forming apparatus is turned on, the CPU starts the processing of the main routine in FIG. 8, and first determines in step S1 whether the motor is being started. This is because a motor start (START) signal is input from the main control unit 30 to the motor control unit 32 shown in FIG. 3 to start the motor M, or a motor stop (STOP) signal is input to stop the motor M. Judge whether to do.
The motor start-up process by the motor control unit 32 is the same as the conventional one, so that the description is omitted. When the CPU determines in step S1 that the motor is being started, the CPU executes an overload determination process shown in FIG. 9 in step S2.
この過負荷判定処理では、ＣＰＵはまずステップＳ２０１で、Ｔａ＝Ｔｘ（時間ΔＴが経過した）か否かを判断する。Ｔａは、図７に示した各区間の時間ΔＴを計測するための時間計測カウンタのカウント値であり、Ｔｘは１区間の時間ΔＴに相当するカウント値（Ｔｘ＝ΔＴ）である。
始めは当然Ｔａ＝Ｔｘにはなっていないので、ＣＰＵはＮＯと判断してステップＳ２０２へ進み、指示値演算部３６から入力するトルク指示値の累積値Ｕａ（最初は０）に今回のトルク指示値を加算して、新たな累積値Ｕａとする。その後、ステップＳ２０３で、時間計測カウンタをカウントアップし、カウント値Ｔａを＋１して、ステップＳ２０１へ戻る。ＣＰＵがステップＳ２０１でＴａ＝Ｔｘと判断するまで、このＳ２０２，Ｓ２０３の処理を繰り返して、毎回のトルク指示値を１区間分累積加算していく。
In this overload determination processing, the CPU first determines in step S201 whether or not Ta = Tx (time ΔT has elapsed). Ta is a count value of a time measurement counter for measuring the time ΔT of each section shown in FIG. 7, and Tx is a count value (Tx = ΔT) corresponding to the time ΔT of one section.
At first, Ta = Tx is not satisfied, so the CPU determines NO and proceeds to step S202, in which the accumulated torque Ua (initially 0) of the torque command value input from the command value calculation unit 36 is set to the current torque command. The values are added to form a new accumulated value Ua. Then, in step S203, the time measurement counter is counted up, the count value Ta is incremented by 1, and the process returns to step S201. Until the CPU determines in step S201 that Ta = Tx, the processes in S202 and S203 are repeated, and the torque instruction value for each time is cumulatively added for one section.
ＣＰＵがステップＳ２０１でＴａ＝Ｔｘと判断すると、１区間の時間ΔＴが経過したので、ステップＳ２０４へ進み、ΔＵ＝Ｕａ／Ｔｘを演算する。この演算は、トルク指示値の累積値Ｕａをこの区間の時間ΔＴに相当するカウント値Ｔｘで除して、この区間のトルク平均値ΔＵを求めることである。
そして、ＣＰＵはステップＳ２０５で、ステップＳ２０４で求めたトルク平均値ΔＵを格納バッファΔＵｍに格納し、ステップＳ２０６で格納バッファカウンタをカウントアップし、そのカウント値ｍをｍ＋１にする。
When the CPU determines in step S201 that Ta = Tx, the time ΔT of one section has elapsed, so the flow proceeds to step S204 to calculate ΔU = Ua / Tx. This calculation is to divide the cumulative value Ua of the torque instruction value by the count value Tx corresponding to the time ΔT of this section to obtain an average torque value ΔU of this section.
Then, in step S205, the CPU stores the torque average value ΔU obtained in step S204 in the storage buffer ΔUm, and in step S206, counts up the storage buffer counter, and sets the count value m to m + 1.
次に、ＣＰＵはステップＳ２０７で、今回の区間を含む所定区間分の格納バッファに格納したトルク指示値の平均値ΔＵの移動平均値を算出する。その区間数は装置の設計時に予め決めてメモリに設定しておく。
例えば、最新の格納バッファに格納した今回のトルク平均値をΔＵｍとして、それまでの４区間分の移動平均値を求める場合は、ステップＳ２０７に括弧書きで示すように、
（ΔＵｍ＋ΔＵｍ−１＋ΔＵｍ−２＋ΔＵｍ−３）／４
の演算によってトルク平均値ΔＵの移動平均値Ｕｍを算出する。
Next, in step S207, the CPU calculates a moving average value of the average value ΔU of the torque instruction values stored in the storage buffer for the predetermined section including the current section. The number of sections is determined in advance at the time of designing the apparatus and set in a memory.
For example, if the current torque average value stored in the latest storage buffer is ΔUm and the moving average value for the four sections up to that is determined, as shown in parentheses in step S207,
(ΔUm + ΔUm−1 + ΔUm−2 + ΔUm−3) / 4
To calculate the moving average value Um of the torque average value ΔU.
なお、モータ起動直後の初期段階における移動平均値は、４区間移動平均の場合次の演算によって求める。
最初の１区間では他の３区間は０として（ΔＵｍ＋０＋０＋０）／４、２区間目では２つ前と３つ前の区間は０として（ΔＵｍ＋ΔＵｍ−１＋０＋０）／４の演算を行う。３区間目では３つ前の区間は０として（ΔＵｍ＋ΔＵｍ−１＋ΔＵｍ−２＋０）／４の演算を行う。このように、モータ起動前の区間はトルク平均値を「０」として演算する。
ここまでが、図３における移動平均値算出部４１の機能又は手順に相当する処理である。
The moving average value in the initial stage immediately after the motor is started is obtained by the following calculation in the case of the four-section moving average.
In the first section, the other three sections are set to 0, and (ΔUm + 0 + 0 + 0) / 4 is calculated. In the third section, the calculation of (ΔUm + ΔUm−1 + ΔUm−2 + 0) / 4 is performed assuming that the third section is 0. As described above, in the section before the motor is started, the calculation is performed with the torque average value set to “0”.
The processing up to this point corresponds to the function or procedure of the moving average value calculation unit 41 in FIG.
その後、ＣＰＵはステップＳ２０８で、今回算出した移動平均値Ｕｍが図７に示した閾値Ｂを超えたか否かを判断する。その結果、ＣＰＵが移動平均値Ｕｍが閾値Ｂを超えた（過負荷異常あり）と判断すると、ステップＳ２０９で間欠停止中フラグをセットする。また、ＣＰＵが移動平均値Ｕｍが閾値Ｂを超えていない（過負荷異常なし）と判断すると、ステップＳ２１０で間欠停止中フラグをクリアする。
このステップＳ２０８〜Ｓ２１０の処理が、図３に示した判定部４２の機能又は手順に相当する処理である。
Thereafter, in step S208, the CPU determines whether or not the moving average value Um calculated this time has exceeded the threshold value B shown in FIG. As a result, when the CPU determines that the moving average value Um has exceeded the threshold value B (there is an overload abnormality), the CPU sets an intermittent stop flag in step S209. If the CPU determines that the moving average value Um does not exceed the threshold value B (no overload abnormality), the CPU clears the intermittent stop flag in step S210.
The processing of steps S208 to S210 is processing corresponding to the function or procedure of the determination unit 42 shown in FIG.
そして、いずれの場合も次のステップＳ２１１で、時間計測カウンタのカウント値Ｔａ及びトルク指示値の累積値Ｕａを０にクリアして、図８のメインルーチンへリターンする。
なお、トルク平均値ΔＵの移動平均をとる区間数（時間）は、負荷の最悪条件でも移動平均値算出中にモータＭの巻線温度が、図７に示したＺ℃からＷ℃に到達しない範囲で設定する。
この移動平均値を算出するための区間数は、予め設定しておくが、その後変更可能にしてもよい。例えば、画像形成装置の使用後に、設置条件や使用状況等に応じてサービスマンが変更できるようにしてもよい。
In any case, in the next step S211, the count value Ta of the time measurement counter and the accumulated value Ua of the torque instruction value are cleared to 0, and the process returns to the main routine of FIG.
The number of sections (time) in which the moving average of the torque average value ΔU is obtained is such that the winding temperature of the motor M does not reach W ° C. from Z ° C. shown in FIG. Set in the range.
The number of sections for calculating the moving average value is set in advance, but may be changed thereafter. For example, after the image forming apparatus is used, a service person may be able to change the setting according to installation conditions, usage conditions, and the like.
ＣＰＵが図８のフローチャートの処理にリターンすると、ステップＳ３で間欠停止中フラグがセットされているか否かを判断する。その結果、間欠停止中フラグがセットされていたら、ステップＳ４でモータへの電圧指示値を、指示値演算部３６からのトルク指示値に関わらず０にセットする。間欠停止中フラグがセットされていない場合は、ステップＳ５でモータへの電圧指示値として、指示値演算部３６からのトルク指示値に対応する値をセットする。このステップＳ３〜Ｓ５の処理が、図３に示した指示値切替部４３の機能又は手順に相当する処理である。 When the CPU returns to the process of the flowchart of FIG. 8, it is determined in step S3 whether the intermittent stop flag is set. As a result, if the intermittent stop flag is set, the voltage instruction value to the motor is set to 0 regardless of the torque instruction value from the instruction value calculation unit 36 in step S4. If the intermittent stop flag is not set, a value corresponding to the torque command value from the command value calculation unit 36 is set as the voltage command value to the motor in step S5. The processing of steps S3 to S5 is processing corresponding to the function or procedure of the instruction value switching unit 43 shown in FIG.
ＣＰＵがステップＳ１でモータ起動中でない（停止中）と判断した場合は、ステップＳ６で間欠停止中フラグをクリアする。さらに、ステップＳ７で時間計測カウンタのカウント値Ｔａ及びトルク指示値の累積値Ｕａを０にクリアし、ステップＳ８でバッファΔＵｍ等をすべて０にクリアする。
ＣＰＵは、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ８の処理を行った後、ステップＳ１へ戻って上述した処理を繰り返す。
If the CPU determines in step S1 that the motor is not being started (stopped), the intermittent stop flag is cleared in step S6. Further, in step S7, the count value Ta of the time measurement counter and the accumulated value Ua of the torque instruction value are cleared to 0, and in step S8, all buffers ΔUm and the like are cleared to 0.
After performing the processing of steps S4, S5, and S8, the CPU returns to step S1 and repeats the processing described above.
このようにして、ＣＰＵがセットした電圧指示値をモータ過負荷異常検出部４０の指示値切替部４３からＰＷＭ変換部３７へ出力し、そこでＰＷＭ指示値に変換してモータ駆動回路３３を制御し、モータＭを駆動する。
それによって、図７によって説明した動作を実現でき、温度の規格値及び仕様を超えない範囲で、使用可能条件の限界付近までモータの駆動を継続させることができるようになる。
In this way, the voltage instruction value set by the CPU is output from the instruction value switching unit 43 of the motor overload abnormality detection unit 40 to the PWM conversion unit 37, where it is converted into a PWM instruction value to control the motor drive circuit 33. , And drives the motor M.
As a result, the operation described with reference to FIG. 7 can be realized, and the drive of the motor can be continued to near the limit of the usable condition within a range not exceeding the standard value and the specification of the temperature.
〔モータ過負荷異常検出部の他の動作例〕
図３に示したモータ過負荷異常検出部による他の動作例を図１０〜図１２によって説明する。
前述の動作例では、所定区間数のトルク平均値の移動平均値Ｕｍ＋αが閾値Ｂを超えたら、次の区間のモータへの電圧指示値を０に設定して間欠停止区間としていた。しかし、このモータ駆動制御装置で駆動制御しているモータの使用状況によっては、すぐに間欠停止できない場合も考えられる。例えば、画像形成装置の搬送ローラを回転させるモータの場合、その搬送ローラが現に転写紙を搬送中であるときには、間欠停止させることはできない。
[Other operation examples of the motor overload abnormality detection unit]
Another operation example of the motor overload abnormality detecting section shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS.
In the above-described operation example, when the moving average value Um + α of the torque average value in the predetermined section number exceeds the threshold value B, the voltage instruction value to the motor in the next section is set to 0 and the intermittent stop section is set. However, depending on the condition of use of the motor whose drive is controlled by the motor drive control device, it may be possible that the motor cannot be stopped intermittently immediately. For example, in the case of a motor that rotates the transport roller of the image forming apparatus, the intermittent stop cannot be performed when the transport roller is currently transporting the transfer sheet.
このような場合には、モータＭを停止してもよいタイミング（例えば、モータＭが図２に示した搬送ローラを回転駆動する場合、その搬送ローラが転写紙を搬送中でなくなった後）までモータＭの駆動を継続させる。その後、モータＭへの電圧指示値を０に設定して、規格値を超えない温度まで間欠的に停止させる。このようにすることによって、巻線温度の規格値及び製品仕様を満足させつつ、モータＭを使用している装置を異常停止させずに、限界付近まで動作を継続させることが可能になり、画像形成装置のダウンタイムを短くすることができる。
なお、モータＭが画像形成装置における転写紙（用紙ともいう）の搬送に係わる部材を駆動する場合、その停止可能なタイミングを、機内から用紙搬出後、もしくは機内で用紙を一時的に停止させることができる退避位置まで搬送させた後などにするとよい。
In such a case, until the timing when the motor M may be stopped (for example, when the motor M drives and rotates the transport roller shown in FIG. 2, after the transport roller stops transporting the transfer paper), The driving of the motor M is continued. Thereafter, the voltage instruction value to the motor M is set to 0, and the motor M is intermittently stopped until the temperature does not exceed the standard value. By doing so, it becomes possible to continue the operation near the limit without abnormally stopping the device using the motor M while satisfying the specification value of the winding temperature and the product specification. Downtime of the forming apparatus can be reduced.
When the motor M drives a member related to the transfer of transfer paper (also referred to as paper) in the image forming apparatus, the timing at which it can be stopped is determined by temporarily stopping the paper after the paper is carried out from the machine or inside the machine. This may be performed after the sheet is conveyed to a retreat position where the sheet can be removed.
図１０は、その動作例を説明するための図７と同様な線図である。
図７によって説明した動作例の場合は、時間ΔＴの区間ごとのトルク指示値の平均値であるトルク平均値の４区間分の移動平均値Ｕｍが閾値Ｂを超えると、常に次の区間は電圧指示値を０にしてモータＭを間欠停止させた。
それと同様に制御すると、図１０では移動平均値がＵｍ＋１で閾値Ｂを超えるため、次の斜線を施して示す区間は電圧指示値を０にしてモータＭを間欠停止させることになる。
しかし、その区間が「停止禁止タイミング」であるため、図３における指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に応じた電圧指示値にして、モータＭの駆動を継続する。
FIG. 10 is a diagram similar to FIG. 7 for explaining the operation example.
In the case of the operation example described with reference to FIG. 7, when the moving average value Um of four sections of the torque average value, which is the average value of the torque instruction value for each section of the time ΔT, exceeds the threshold B, the voltage in the next section is always the voltage. The indicated value was set to 0 and the motor M was stopped intermittently.
If the control is performed in the same manner, the moving average value exceeds the threshold value B at Um + 1 in FIG. 10, so that the voltage indicated value is set to 0 and the motor M is intermittently stopped in the next shaded section.
However, since that section is the “stop prohibition timing”, the driving of the motor M is continued with a voltage command value corresponding to the torque command value input from the command value calculating unit 36 in FIG.
その後、「停止可能タイミング」となった区間でモータＭへの電圧指示値を０にする。図１０の例では、「停止可能タイミング」になるまでに移動平均値が３回（Ｕｍ＋１、Ｕｍ＋２、Ｕｍ＋３）閾値Ｂを超えていたが、「停止禁止タイミング」であったため電圧指示値を０にできなかった。そのため、その区間数（３区間）に亘ってモータへの電圧指示値を０にする。その後、移動平均値Ｕｍ＋６が閾値Ｂを超えなくなり、電圧指示値を指示値演算部３６から入力されるトルク指示値に応じた通常の値に復帰させ、モータＭを駆動する。
それによって、モータＭの巻線温度は図１０に実線に示す鋸歯波状に推移し、移動平均値が閾値Ｂを超えた状態でも、巻線温度が規格値及び仕様を超えない範囲でモータの駆動を継続させることができる。点線の曲線は、トルク平均値が閾値Ｂを維持した場合の巻線温度の上昇カーブを示している。
Thereafter, the voltage instruction value to the motor M is set to 0 in the section where the “stoppable timing” is reached. In the example of FIG. 10, the moving average value exceeds the threshold B three times (Um + 1, Um + 2, Um + 3) before the “stoppable timing” is reached. could not. Therefore, the voltage instruction value to the motor is set to 0 over the number of sections (three sections). Thereafter, the moving average value Um + 6 does not exceed the threshold value B, the voltage instruction value is returned to a normal value corresponding to the torque instruction value input from the instruction value calculation unit 36, and the motor M is driven.
As a result, the winding temperature of the motor M changes in a sawtooth waveform shown by a solid line in FIG. 10, and even when the moving average value exceeds the threshold value B, the driving temperature of the motor does not exceed the standard value and the specification. Can be continued. The dotted line curve shows a winding temperature rise curve when the torque average value maintains the threshold value B.
〔図１０の動作を実現するためのフローチャートの説明〕
図１１は、図１０に示した動作を実現するための図３におけるモータ過負荷異常検出部４０による処理のメインルーチンのフローチャートであり、図１２は、図１１におけるステップＳ２′（過負荷判定処理）のサブルーチンのフローチャートである。
このフローチャートに示す処理も、図３に示したモータ制御部３２が備えているマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を、モータ過負荷異常検出部４０の移動平均値算出部４１、判定部４２及び指示値切替部４３として機能させるためのプログラムによる処理である。
図１１及び図１２において、図８及び図９と同じ判断又は処理を行うステップには同じステップ符号を付し、それらの説明は簡単にするか省略する。
[Explanation of flowchart for realizing operation of FIG. 10]
FIG. 11 is a flowchart of a main routine of a process performed by the motor overload abnormality detecting section 40 in FIG. 3 for realizing the operation shown in FIG. 10, and FIG. 12 is a flowchart showing step S2 '(overload determination process) in FIG. It is a flowchart of a subroutine of ()).
The processing shown in this flowchart also includes a microcomputer (CPU) provided in the motor control unit 32 shown in FIG. 3 using the moving average value calculation unit 41, the determination unit 42, and the indicated value switching unit of the motor overload abnormality detection unit 40. This is a process performed by a program for functioning as a program 43.
In FIGS. 11 and 12, steps for performing the same determination or processing as in FIGS. 8 and 9 are denoted by the same step numbers, and descriptions thereof will be simplified or omitted.
ＣＰＵが図１１に示すフローチャートの処理を開始し、ステップＳ１でモータ起動中と判断すると、ステップＳ２′で図１２のサブルーチンに示す過負荷判定処理を行う。
そのステップＳ２０１〜Ｓ２０８の判断及び処理は、図９のサブルーチンの場合と同じである。図９では、ＣＰＵがステップＳ２０８の判断で今回の移動平均値Ｕｍが閾値Ｂを超えたと判断したら、次のステップＳ２０９で間欠停止中フラグをセットしていた。
When the CPU starts the processing of the flowchart shown in FIG. 11, and determines in step S1 that the motor is being started, it performs an overload determination processing shown in a subroutine of FIG. 12 in step S2 '.
The determination and processing in steps S201 to S208 are the same as those in the subroutine of FIG. In FIG. 9, if the CPU determines in step S208 that the current moving average value Um has exceeded the threshold value B, the CPU sets the intermittent stop flag in the next step S209.
しかし、図１２の場合は、ＣＰＵはまずステップＳ２２１で、間欠停止をキャンセルする区間の数Ｎｃをカウントする間欠停止キャンセル数カウンタをカウントアップし、Ｎｃを＋１する。最初はＮｃは０であるからＮｃ＝１にする。
その後、ＣＰＵはステップＳ２２２で、モータ停止可能タイミングか否かを判断し、停止可能タイミングであれば、ステップＳ２０９へ進んで間欠停止中フラグをセットする。
そして、次のステップＳ２１１で、時間計測カウンタのカウント値Ｔａ及びトルク指示値の累積値Ｕａを０にクリアして、図１１のメインルーチンへリターンする。
However, in the case of FIG. 12, first, in step S221, the CPU counts up an intermittent stop cancellation number counter that counts the number Nc of sections in which intermittent stop is canceled, and increments Nc by +1. Initially, Nc is 0, so Nc = 1.
Thereafter, in step S222, the CPU determines whether it is the motor stoppable timing or not. If the motor stoppable timing is reached, the CPU proceeds to step S209 and sets the intermittent stop flag.
Then, in the next step S211, the count value Ta of the time measurement counter and the accumulated value Ua of the torque instruction value are cleared to 0, and the process returns to the main routine of FIG.
ＣＰＵがステップＳ２２２でモータ停止可能タイミングではない（モータ停止禁止タイミングである）と判断した場合は、ステップＳ２２３へ進む。そこでは間欠停止キャンセル数カウンタのカウント数Ｎｃが、予め設定した最大値Ｎmaxを超えた（Ｎｃ＞Ｎmax）かどうかを判断する。その結果、Ｎｃ＞Ｎmax であると判断した場合は、ステップＳ２２４でモータ強制停止フラグをセットして、図１１のメインルーチンへリターンする。
ＣＰＵがステップＳ２２３で、Ｎｃ＞Ｎmax ではない（Ｎｃ≦Ｎmax ）と判断すると、ステップＳ２１１で、時間計測カウンタのカウント値Ｔａ及びトルク指示値の累積値Ｕａを０にクリアして、図１１のメインルーチンへリターンする。
If the CPU determines in step S222 that it is not the motor stop enable timing (the motor stop prohibition timing), the process proceeds to step S223. Here, it is determined whether or not the count number Nc of the intermittent stop cancellation number counter has exceeded a preset maximum value Nmax (Nc> Nmax). As a result, if it is determined that Nc> Nmax, the motor forcible stop flag is set in step S224, and the process returns to the main routine of FIG.
When the CPU determines in step S223 that Nc> Nmax is not satisfied (Nc ≦ Nmax), in step S211, the count value Ta of the time measurement counter and the accumulated value Ua of the torque instruction value are cleared to 0, and the main routine of FIG. Return to routine.
ＣＰＵはメインルーチンへリターンすると、ステップＳ９でモータ強制停止フラグがセットされているか否かを判断する。その結果、モータ強制停止フラグがセットされていれば、ステップＳ１０でモータを強制停止させ、モータ強制停止を図３におけるメイン制御部３０へ通知（異常通知）して、このフローチャートの処理を終了する。
モータ強制停止がメイン制御部３０に通知されると、メイン制御部３０は、操作パネルに「モータ強制停止」の文字やマークを表示したり、警報音を発生したりして、ユーザにそれを知らせることができる。
When returning to the main routine, the CPU determines in step S9 whether the motor forced stop flag is set. As a result, if the motor forcible stop flag is set, the motor is forcibly stopped in step S10, the motor forcible stop is notified to the main control unit 30 in FIG. 3 (abnormal notification), and the processing of this flowchart is ended. .
When the main control unit 30 is notified of the motor forcible stop, the main control unit 30 displays characters or a mark of “motor forcible stop” on the operation panel, generates an alarm sound, and notifies the user of it. I can let you know.
このようにするのは、システム的にモータ停止禁止タイミングであっても、モータを止めないままでいると、温度規格もしくは巻線の部品仕様を越える状況が発生する恐れがあるので、それを防止するためである。図１２のステップＳ２２３で使用する間欠停止キャンセル数カウンタのカウント数Ｎｃ（間欠停止をキャンセルする区間の数）の最大値Ｎmax は、巻線温度が図１０に示したＷ℃を超えない範囲のカウント値を、予め温度試験を行って求めておく。 Even if it is the motor stop prohibition timing in the system, if the motor is not stopped, the situation that exceeds the temperature standard or the specification of the winding parts may occur. To do that. The maximum value Nmax of the count Nc (the number of sections for canceling the intermittent stop) of the intermittent stop cancel number counter used in step S223 of FIG. 12 is a count within a range where the winding temperature does not exceed W ° C. shown in FIG. The value is determined in advance by performing a temperature test.
ＣＰＵがステップＳ９でモータ強制停止フラグがセットされていないと判断した場合は、次にステップＳ３で間欠停止中フラグがセットされているか否かを判断する。そして、セットされていれば、ステップＳ４で電圧指示値を０にセットし、ステップＳ１１で間欠停止キャンセル数カウンタをカウントダウンし、そのカウント数ＮｃをＮｃ−１にする。
その後、ＣＰＵはステップＳ１２でＮｃ＝０か否かを判断し、Ｎｃ＝０であればステップＳ１３で間欠停止中フラグをクリアした後、ステップＳ１２でＮｃ＝０でなければそのまま、ステップＳ１へ戻って上述した処理を繰り返す。
If the CPU determines in step S9 that the motor forced stop flag has not been set, then it determines in step S3 whether the intermittent stop flag has been set. If it is set, the voltage indication value is set to 0 in step S4, the intermittent stop cancel number counter is counted down in step S11, and the count number Nc is set to Nc-1.
Thereafter, the CPU determines in step S12 whether or not Nc = 0. If Nc = 0, the CPU clears the intermittent stop flag in step S13. If not in step S12, the CPU returns to step S1 without change. The above-described processing is repeated.
ＣＰＵがステップＳ３で間欠停止中フラグがセットされていないと判断した場合は、ステップＳ５でモータへの電圧指示値として、指示値演算部３６からのトルク指示値に対応する値をセットする。そして、ステップＳ１へ戻って上述した処理を繰り返す。
ＣＰＵがステップＳ１でモータ起動中ではないと判断すると、ステップＳ１４で間欠停止キャンセル数カウンタをクリア（Ｎｃ＝０）し、その後、図８の場合と同様にステップＳ６〜Ｓ８の各クリア処理を行った後、ステップＳ１へ戻る。
こうすることによって、図１２のステップＳ２２１で間欠停止キャンセル数カウンタのカウント数Ｎｃがカウントアップされた区間数だけの時間、モータ停止可能タイミング範囲でモータの電圧指示値を０にセットし、モータを間欠停止させることができる。
If the CPU determines that the intermittent stop flag is not set in step S3, the CPU sets a value corresponding to the torque instruction value from the instruction value calculation unit 36 as the voltage instruction value to the motor in step S5. Then, the process returns to step S1 to repeat the above-described processing.
If the CPU determines in step S1 that the motor is not running, it clears the intermittent stop cancellation number counter (Nc = 0) in step S14, and then performs each of the clearing processes in steps S6 to S8 as in the case of FIG. After that, the process returns to step S1.
By doing so, the motor voltage indication value is set to 0 within the motor stoppable timing range for a time corresponding to the number of sections in which the count number Nc of the intermittent stop cancellation number counter is counted up in step S221 in FIG. Can be intermittently stopped.
この動作例においても、間欠停止中フラグがセットされているときに、電圧指示値を０にセットせずに、図３の指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値の例えば１／２にするなど所定の比率で低下させた値をセットしてもよい。あるいは、入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値より低い一定の小さい値をセットして、出力する電圧指示値を切り替えるようにしてもよい。その場合のフラグは、「間欠停止中フラグ」と云うよりは「指示値低下中フラグ」とでも称した方がよい。 Also in this operation example, when the intermittent stop flag is set, the voltage indication value corresponding to the torque indication value input from the indication value calculation unit 36 in FIG. For example, a value reduced at a predetermined ratio such as 1/2 may be set. Alternatively, the output voltage instruction value may be switched by setting a fixed small value lower than the voltage instruction value corresponding to the input torque instruction value. In this case, the flag may be referred to as an "indicated value decreasing flag" rather than an "intermittent stop flag".
〔過負荷状態通知機能を追加したフローチャートの説明〕
次に、上述した各動作例に、過負荷状態をメイン制御部３０へ通知するための処理を追加した動作例を、図１３及び図１４によって説明する。
図１３は、図８に示したモータ過負荷異常検出動作に過負荷状態を通知するための処理を追加したメインルーチンのフローチャートであり、図８のステップＳ４の後に、網掛けを施して示したステップＳ１５とＳ１６を追加しただけである。
[Explanation of flowchart with added overload status notification function]
Next, an operation example in which a process for notifying the main control unit 30 of the overload state is added to each of the above-described operation examples will be described with reference to FIGS.
FIG. 13 is a flowchart of a main routine in which a process for notifying an overload state is added to the motor overload abnormality detection operation shown in FIG. 8, and is shaded after step S4 in FIG. Only steps S15 and S16 are added.
この動作例では、ステップＳ３で間欠停止中フラグがセットされていて、ＣＰＵがステップＳ４で電圧指示値を０にセットしたとき、次のステップＳ１５で、モータ起動後初めての間欠動作か否かを判断する。その結果、モータ起動後初めての間欠動作であると判断すると、ステップＳ１６で過負荷状態であることを、図３のメイン制御部３０へ通知（異常通知）してステップＳ１へ戻る。
それによって、メイン制御部３０は、操作パネルに「過負荷状態」又は「モータ間欠動作中」等の文字やマークを表示したり、警告音を発生するなどして、ユーザにそれを知らせることができる。
ＣＰＵがステップＳ１５で、モータ起動後初めての間欠動作ではないと判断した場合は、そのままステップＳ１へ戻る。
In this operation example, when the intermittent stop flag is set in step S3 and the CPU sets the voltage instruction value to 0 in step S4, in the next step S15, it is determined whether or not the first intermittent operation after the motor is started. to decide. As a result, if it is determined that the operation is the first intermittent operation after the motor is started, the overload state is notified to the main control unit 30 in FIG. 3 (abnormal notification) in step S16, and the process returns to step S1.
Thus, the main control unit 30 can display characters or marks such as “overload state” or “motor intermittent operation” on the operation panel, generate a warning sound, and notify the user of it. it can.
When the CPU determines in step S15 that the operation is not the first intermittent operation after the motor is started, the process returns to step S1.
図１４は、図１１に示したモータ過負荷異常検出動作に過負荷状態を通知するための処理を追加したメインルーチンのフローチャートであり、図１１のステップＳ４とステップＳ１１の間に、網掛けを施して示したステップＳ１５とＳ１６を追加しただけである。そのステップＳ１５の判断とステップＳ１６の処理は、上述した図１３のステップＳ１５，Ｓ１６と同じである。 FIG. 14 is a flowchart of a main routine in which a process for notifying an overload state has been added to the motor overload abnormality detection operation shown in FIG. 11, and hatching is performed between step S4 and step S11 in FIG. Only the steps S15 and S16 shown are added. The determination in step S15 and the processing in step S16 are the same as steps S15 and S16 in FIG. 13 described above.
過負荷状態を検出した場合は、モータを搭載しているシステム（この実施形態では画像形成装置）のメンテナンスが必要な状況と考えられる。そのため、過負荷状態を検知してモータが間欠動作を開始した場合に、それをユーザに通知することによって、モータがまだ動作可能な間欠動作を行っている間に、ユーザあるいはサービス担当者が修理の準備を行うことが可能になる。それによって、ダウンタイムの一層の低減を図ることができる。 When the overload state is detected, it is considered that maintenance of the system equipped with the motor (the image forming apparatus in this embodiment) is required. Therefore, when an overload condition is detected and the motor starts intermittent operation, the user is notified of it and the user or service person can perform repair while the motor is still performing intermittent operation. Preparations can be made. Thereby, downtime can be further reduced.
〔図４のモータ過負荷異常検出部の動作〕
図４に示した他の実施形態のモータ駆動制御装置におけるモータ過負荷異常検出部４０′による動作も、上述した図３に示した実施形態のモータ駆動制御装置におけるモータ過負荷異常検出部４０の動作と殆ど同じである。
上述した実施形態の動作と異なる点は、図４の説明で述べたように、モータＭの駆動電流を検出するモータ駆動電流検出手段３８を備えており、そのモータ駆動電流の検出値をモータ過負荷異常検出部４０′に入力している点である。
[Operation of the motor overload abnormality detection unit in FIG. 4]
The operation of the motor overload abnormality detection unit 40 'in the motor drive control device of the other embodiment shown in FIG. 4 is also performed by the motor overload abnormality detection unit 40 in the motor drive control device of the embodiment shown in FIG. Operation is almost the same.
The difference from the operation of the above-described embodiment is that, as described in the description of FIG. 4, the motor driving current detecting means 38 for detecting the driving current of the motor M is provided, and the detected value of the motor driving current is transmitted to the motor. This is the point of input to the load abnormality detection unit 40 '.
そして、モータ過負荷異常検出部４０′の移動平均値算出部４１′は、モータ駆動電流検出手段３８によって検出されるモータ駆動電流値をＡ／Ｄ変換して短い周期で連続的に取り込み、その１区間（所定時間）ごとの平均値を算出して保存する。そして、最新の区間までの予め設定した区間数でのモータ駆動電流値の移動平均値を算出する。
判定部４２′は、移動平均値算出部４１′が算出したモータ駆動電流の移動平均値と、予め設定した閾値とを比較して過負荷異常の有無を判定する。
The moving average value calculating section 41 'of the motor overload abnormality detecting section 40' A / D converts the motor driving current value detected by the motor driving current detecting means 38 and continuously captures the value in a short cycle. An average value for each section (predetermined time) is calculated and stored. Then, a moving average value of the motor drive current value in a preset number of sections up to the latest section is calculated.
The determination unit 42 'determines whether there is an overload abnormality by comparing the moving average value of the motor drive current calculated by the moving average value calculation unit 41' with a preset threshold value.
指示値切替部４３は、判定部４２′が過負荷異常なしと判定した場合は、指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値をそのまま出力する。判定部４２′が過負荷異常ありと判定した場合は、指示値切替部４３は、電圧指示値を例えばゼロ（０）又は入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値よりかなり低い値に切り替えて出力する。 When the determination unit 42 ′ determines that there is no overload abnormality, the instruction value switching unit 43 outputs the voltage instruction value corresponding to the torque instruction value input from the instruction value calculation unit 36 as it is. When the determination unit 42 'determines that there is an overload abnormality, the instruction value switching unit 43 switches the voltage instruction value to, for example, zero (0) or a value significantly lower than the voltage instruction value corresponding to the input torque instruction value. Output.
したがって、この実施形態の動作を説明する場合は、図５における「トルク指示値（電圧指示値）」を「モータ駆動電流値」とし、図６、図７及び図１０における「トルク平均値（電圧平均値）」を「モータ駆動電流平均値」とする。したがって、図７及び図１０におけるΔＵは各区間ごとの「モータ駆動電流平均値」、Ｕｍは最新の区間を含むそれまでの所定数の区間（実施形態では４区間）のモータ駆動電流平均値の移動平均値である。 Therefore, when describing the operation of this embodiment, the “torque instruction value (voltage instruction value)” in FIG. 5 is set as the “motor drive current value”, and the “torque average value (voltage)” in FIGS. 6, 7 and 10 is used. Average value) is referred to as “motor drive current average value”. Therefore, ΔU in FIGS. 7 and 10 is the “motor drive current average value” for each section, and Um is the motor drive current average value for a predetermined number of sections up to and including the latest section (four sections in the embodiment). It is a moving average value.
図４におけるモータ制御部３２のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を、モータ過負荷異常検出部４０′の各部として機能させるためのプログラムのフローチャートも、図８と図９、あるいは図１１と図１２の各フローチャートと同様である。また、図８に代えて図１３、図１１に代えて図１４の各フローチャートにしてもよい。
但し、これらの図において、ΔＵとＵｍについては上述のとおりとする。図９及び図１２のステップＳ２０２におけるＵａは、時間ΔＴの区間内のモータ駆動電流値の累積加算値であり、「今回のトルク指示値」は「今回のモータ駆動電流値」とする。また、ステップＳ２０８でモータ駆動電流の今回の移動平均値と比較する閾値Ｂは、モータ駆動電流の平均値及び移動平均値の閾値であり、図６、図７等に示したΔＴの時間内でＺ℃からＷ℃に到達しない範囲に設定する。
The flowchart of a program for causing the microcomputer (CPU) of the motor control unit 32 in FIG. 4 to function as each unit of the motor overload abnormality detection unit 40 'is also shown in each of the flowcharts of FIGS. 8 and 9 or FIGS. Is the same as Further, each flowchart of FIG. 13 may be replaced with FIG. 13 and each flowchart of FIG. 14 may be replaced with FIG.
However, in these figures, ΔU and Um are as described above. Ua in step S202 in FIGS. 9 and 12 is a cumulative addition value of the motor drive current values in the section of time ΔT, and “current torque instruction value” is “current motor drive current value”. Further, the threshold value B to be compared with the current moving average value of the motor drive current in step S208 is a threshold value of the average value and the moving average value of the motor drive current, and within the time ΔT shown in FIGS. The temperature is set in a range that does not reach Z ° C to W ° C.
〔モータ過負荷異常検出方法〕
この発明によるモータ過負荷異常検出方法は、モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値あるいは実際のモータ駆動電流値に基づいてモータの過負荷異常を検出し、その検出結果に応じたモータ駆動指示値を出力する方法である。
その実施形態は、上述したモータ過負荷異常検出部４０又は４０′の各部が実行する移動平均値算出手順、判定手順、および指示値切替手順を有している。その各手順は、モータ制御部３１のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）が、前述した各フローチャートで説明したように実行する。
モータ駆動電流値に基づいてモータの過負荷異常を検出する場合は、上述した図４に示したモータ駆動制御装置におけるモータ過負荷異常検出部４０′の各部による動作手順を有し、各フローチャートについて上述のように一部変更する。
[Motor overload abnormality detection method]
A motor overload abnormality detection method according to the present invention detects a motor overload abnormality based on a motor drive instruction value or an actual motor drive current value calculated according to the rotation speed of the motor, and responds to the detection result. This is a method of outputting a motor drive instruction value.
The embodiment has a moving average value calculation procedure, a determination procedure, and an instruction value switching procedure executed by each unit of the above-described motor overload abnormality detection unit 40 or 40 '. Each procedure is executed by the microcomputer (CPU) of the motor control unit 31 as described in each flowchart described above.
When detecting an overload abnormality of the motor based on the motor drive current value, the operation procedure by each unit of the motor overload abnormality detection unit 40 'in the motor drive control device shown in FIG. Partially modified as described above.
〔補足説明〕
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されないことは言うまでもない。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能である。
[Supplemental explanation]
The embodiment of the present invention has been described above, but the specific configuration of each unit and the content of processing in the embodiment are not limited to those described therein.
Further, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is not limited at all except having the technical features described in each claim of the claims.
Furthermore, the configuration examples, operation examples, modification examples, and the like of the embodiment described above may be appropriately changed, added, or partially deleted, and may be implemented in any combination as long as they do not conflict with each other. is there.
１：画像形成部 ２：給紙部 ３：画像読取部（スキャナ部）
４：自動原稿給送装置（ＡＤＦ） ５：排紙トレイ ６：手差しトレイ
１０：作像部 １１：感光体ドラム １２：帯電ローラ １３：現像器
１４：画像書き込みユニット １５：中間転写ベルト １６：位置決めローラ対
１７：二次転写ローラ １８：搬送ベルト １９：定着装置
２０：給紙カセット ２１：給紙・搬送機構 ２２：モータ ２３：小歯車
２４：平歯車 ２５：搬送ローラ ２６：従動ローラ
３０：メイン制御部 ３１：モータ駆動制御ユニット ３２：モータ制御部
３３：モータ駆動回路 ３５：エンコーダ（速度検知手段） ３６：指示値演算部
３７：ＰＷＭ変換部 ３８：モータ駆動電流検出手段
４０，４０′：モータ過負荷異常検出部 ４１，４１′：移動平均値算出部
４２，４２′：判定部 ４３：指示値切替部
Ｍ：モータ Ｐ：転写紙（記録媒体）
1: Image forming unit 2: Paper feeding unit 3: Image reading unit (scanner unit)
4: automatic document feeder (ADF) 5: paper discharge tray 6: manual feed tray 10: image forming unit 11: photosensitive drum 12: charging roller 13: developing unit
14: Image writing unit 15: Intermediate transfer belt 16: Positioning roller pair
17: Secondary transfer roller 18: Conveying belt 19: Fixing device 20: Paper feed cassette 21: Paper feed / transport mechanism 22: Motor 23: Small gear
24: spur gear 25: transport roller 26: driven roller
30: Main control unit 31: Motor drive control unit 32: Motor control unit 33: Motor drive circuit 35: Encoder (speed detection unit) 36: Instruction value calculation unit 37: PWM conversion unit 38: Motor drive current detection unit 40, 40 ': Motor overload abnormality detecting units 41, 41': moving average value calculating units 42, 42 ': determining unit 43: indicated value switching unit M: motor P: transfer paper (recording medium)
Claims (12)
前記モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動指示値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
該移動平均値算出手段が算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手段と、
該判定手段が過負荷異常なしと判定した場合は、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手段とを有し、
該指示値切替手段は、前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後前記カウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。 A motor overload abnormality detection device that detects an overload abnormality of a motor based on a motor drive instruction value calculated according to a rotation speed of the motor, and outputs a motor drive instruction value according to the detection result,
A moving average value for acquiring a motor drive instruction value calculated in accordance with the rotation speed of the motor for each section of a fixed time, and calculating a moving average value of the motor drive instruction value for a predetermined number of sections including the latest section. Calculating means;
Comparing the moving average value calculated by the moving average value calculation means with a preset threshold value, and determining means for determining the presence or absence of an overload abnormality;
If the determining means determines that there is no overload abnormality, a motor driving instruction value corresponding to the motor driving instruction value calculated according to the rotation speed of the motor is output, and the determining means determines that there is an overload abnormality. the case, possess the indicated value switching means for switching the motor driving instruction value output to zero or the computed value lower than the motor driving instruction value,
The instruction value switching means, when the determination means determines that there is an overload abnormality, and when it is not the motor stoppable timing, a motor drive instruction value calculated according to the rotation speed of the motor. Outputs the drive instruction value, counts the number of sections in which the state continues, and sets the motor drive instruction value to be output to zero or the calculated motor only for the counted number of sections after the motor stoppable timing. A motor overload abnormality detection device characterized by switching to a value lower than a drive instruction value .
値を一定時間の区間ごとにその平均値を算出して取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動指示値の平均値の移動平均値を算出することを特徴とする請求項１に記載のモータ過負荷異常検出装置。 The moving average value calculating means calculates and obtains a motor drive instruction value calculated in accordance with the rotation speed of the motor for each section of a predetermined time, and obtains the motor drive instruction value for a predetermined number of sections including the latest section. The motor overload abnormality detecting device according to claim 1, wherein a moving average value of the average value of the motor drive instruction value is calculated.
前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合にモータ停止可能タイミングでなかった区間数が予め設定した区間数を超えた場合には、前記モータを強制停止する手段を設けたことを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。 When the determination unit determines that there is an overload abnormality, a unit for forcibly stopping the motor is provided if the number of sections not at the motor stoppable timing exceeds a preset number of sections. Motor overload abnormality detection device.
前記モータ駆動電流値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動電流値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
該移動平均値算出手段が算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手段と、
該判定手段が過負荷異常なしと判定した場合は、モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手段とを有し、
該指示値切替手段は、前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後前記カウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。 A motor overload abnormality detection device that detects an overload abnormality of a motor based on a motor drive current value and outputs a motor drive instruction value according to the detection result,
A moving average value calculating unit that obtains the motor drive current value for each section of a fixed time, and calculates a moving average value of the motor drive current value for a predetermined number of sections including the latest section;
Comparing the moving average value calculated by the moving average value calculation means with a preset threshold value, and determining means for determining the presence or absence of an overload abnormality;
If the determining means determines that there is no overload abnormality, a motor drive instruction value corresponding to the motor drive instruction value calculated according to the rotation speed of the motor is output, and the determining means determines that there is an overload abnormality. If, possess the indicated value switching means for switching the motor driving instruction value output to zero or the computed value lower than the motor driving instruction value,
The instruction value switching means, when the determination means determines that there is an overload abnormality, and when it is not the motor stoppable timing, a motor drive instruction value calculated according to the rotation speed of the motor. Outputs the drive instruction value, counts the number of sections in which the state continues, and sets the motor drive instruction value to be output to zero or the calculated motor only for the counted number of sections after the motor stoppable timing. A motor overload abnormality detection device characterized by switching to a value lower than a drive instruction value .
前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合にモータ停止可能タイミングでなかった区間数が予め設定した区間数を超えた場合には、前記モータを強制停止する手段を設けたことを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。 The motor overload abnormality detection device according to claim 4 or 5 ,
When the determination unit determines that there is an overload abnormality, a unit for forcibly stopping the motor is provided if the number of sections not at the motor stoppable timing exceeds a preset number of sections. Motor overload abnormality detection device.
前記指示値切替手段が、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に初めて切り替えた場合に、過負荷状態であることを通知する手段を設けたことを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。 The motor overload abnormality detection device according to any one of claims 1 to 6,
When the instruction value switching means switches the output motor drive instruction value to zero or a value lower than the calculated motor drive instruction value for the first time, there is provided means for notifying that an overload state has occurred. Motor overload abnormality detection device.
前記モータの駆動制御を行うモータ制御部と、
該モータ制御部に制御されて前記モータを駆動するモータ駆動回路とを備え、
前記モータ制御部が、
前記速度検出手段によって検出される前記モータの回転速度に基づいて、モータ駆動指示値を演算する指示値演算部と、
請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ過負荷異常検出装置と、
該モータ過負荷異常検出装置の前記指示値切替手段から出力するモータ駆動指示値に応じて前記モータ駆動回路を制御する手段とを有することを特徴とするモータ駆動制御装置。 Speed detection means for detecting the rotation speed of the motor,
A motor control unit that performs drive control of the motor,
A motor drive circuit that drives the motor under the control of the motor control unit,
The motor control unit,
An instruction value calculation unit that calculates a motor drive instruction value based on the rotation speed of the motor detected by the speed detection unit;
A motor overload abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3 ,
Means for controlling the motor drive circuit in accordance with a motor drive instruction value output from the instruction value switching means of the motor overload abnormality detection device.
前記モータの駆動制御を行うモータ制御部と、
該モータ制御部に制御されて前記モータを駆動するモータ駆動回路と、
前記モータの駆動電流を検出するモータ駆動電流検出手段とを備え、
前記モータ制御部が、
前記速度検出手段によって検出される前記モータの回転速度に基づいて、モータ駆動指示値を演算する指示値演算部と、
請求項４から６のいずれか一項に記載のモータ過負荷異常検出装置と、
該モータ過負荷異常検出装置の前記指示値切替手段から出力するモータ駆動指示値に応じて前記モータ駆動回路を制御する手段とを有することを特徴とするモータ駆動制御装置。 Speed detection means for detecting the rotation speed of the motor,
A motor control unit that performs drive control of the motor,
A motor drive circuit that drives the motor under the control of the motor control unit;
Motor drive current detection means for detecting the drive current of the motor,
The motor control unit,
An instruction value calculation unit that calculates a motor drive instruction value based on the rotation speed of the motor detected by the speed detection unit;
A motor overload abnormality detection device according to any one of claims 4 to 6 ,
Means for controlling the motor drive circuit in accordance with a motor drive instruction value output from the instruction value switching means of the motor overload abnormality detection device.
前記モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動指示値の移動平均値を算出する移動平均値算出手順と、
該移動平均値算出手順で算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手順と、
該判定手順で過負荷異常なしと判定した場合は、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、前記判定手順で過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手順とを有し、
該指示値切替手順では、前記判定手順で過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後前記カウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とするモータ過負荷異常検出方法。 A motor overload abnormality detection method for detecting a motor overload abnormality based on a motor drive instruction value calculated according to a motor rotation speed and outputting a motor drive instruction value according to the detection result,
A moving average value for acquiring a motor drive instruction value calculated in accordance with the rotation speed of the motor for each section of a fixed time, and calculating a moving average value of the motor drive instruction value for a predetermined number of sections including the latest section. Calculation procedure,
By comparing a predetermined threshold value and the moving average value calculated in the moving average value calculating procedure, a determination procedure whether the abnormal overload,
If it is determined in the determination procedure that there is no overload abnormality, a motor drive instruction value corresponding to the motor drive instruction value calculated according to the rotation speed of the motor is output, and it is determined that there is an overload abnormality in the determination procedure. the case, possess the indicated value switching procedure for switching the motor driving instruction value output to zero or the computed value lower than the motor driving instruction value,
In the instruction value switching procedure, when it is determined that there is an overload abnormality in the determination procedure, and when it is not the motor stoppable timing, a motor driving instruction value calculated according to the rotation speed of the motor is used. Outputs the drive instruction value, counts the number of sections in which the state continues, and sets the motor drive instruction value to be output to zero or the calculated motor only for the counted number of sections after the motor stoppable timing. A method for detecting a motor overload abnormality, characterized by switching to a value lower than a drive instruction value .
前記モータ駆動電流値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動電流値の移動平均値を算出する移動平均値算出手順と、
該移動平均値算出手順で算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手順と、
該判定手順で過負荷異常なしと判定した場合は、モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、前記判定手順で過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手順とを有し、
該指示値切替手順では、前記判定手順で過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後前記カウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とするモータ過負荷異常検出方法。 A motor overload abnormality detection method for detecting a motor overload abnormality based on a motor drive current value and outputting a motor drive instruction value according to the detection result,
A moving average value calculating step of obtaining the motor drive current value for each section of a fixed time, and calculating a moving average value of the motor drive current value for a predetermined number of sections including the latest section;
A comparing step of comparing the moving average value calculated in the moving average value calculation procedure with a preset threshold value, and determining a presence or absence of an overload abnormality;
When it is determined that there is no overload abnormality in the determination procedure, a motor drive instruction value corresponding to the motor drive instruction value calculated according to the rotation speed of the motor is output, and it is determined that there is an overload abnormality in the determination procedure. If, possess the indicated value switching procedure for switching the motor driving instruction value output to zero or the computed value lower than the motor driving instruction value,
In the instruction value switching procedure, when it is determined that there is an overload abnormality in the determination procedure, and when it is not the motor stoppable timing, a motor driving instruction value calculated according to the rotation speed of the motor is used. Outputs the drive instruction value, counts the number of sections in which the state continues, and sets the motor drive instruction value to be output to zero or the calculated motor only for the counted number of sections after the motor stoppable timing. A method for detecting a motor overload abnormality, characterized by switching to a value lower than a drive instruction value .
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Family Cites Families (6)
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