JP7390621B2 - ステッピングモータ異常検知装置 - Google Patents
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Description
以下、図1~5を用いて、実施の形態1を説明する。
[1-1-1.異常検知装置の構成]
図1は、実施の形態1にかかるステッピングモータ異常検知装置100の構成を示すブロック図である。ステッピングモータ4はステッピングモータ駆動部3に接続され、電流レベル検出部2を介して電源部1へと接続される。また、電流レベル検出部2は、判定部5にも接続され、判定部5とステッピングモータ駆動部3は、制御部6によって制御される。
定閾値設定部51、第2の判定閾値設定部52で設定される。
図2は、電流レベル検出部2の構成を示すブロック図である。
以上のように構成されたステッピングモータ異常検知装置100について、その動作を以下説明する。ステッピングモータ異常検知装置100は、ステッピングモータ4が駆動中の電流レベルを瞬時電流レベル検出部21で取得し、電源インピーダンス推定部23で推定された電源インピーダンスによりこの電流レベルを補正し、予め設定された判定閾値と比較をすることによりステッピングモータの異常の有無を判定する。以下、それぞれの動作について詳細に説明する。
電流レベル検出部2は、電流レベルを検出するタイミング情報を保持しており、このタイミング情報に基づき、ステッピングモータ駆動中の所定のタイミングにおける電流レベルを取得する。具体的には、制御部6によってステッピングモータ駆動部3が駆動し、駆動中に瞬時電流レベル検出部21によって取得された電流レベルをアナログ・デジタル変換部40にてデジタル値へ変換する。デジタル値を取得するタイミングは任意に指定することができ、ステッピングモータ4の駆動中であることに限られる。デジタル値を取得する回数は1回に限らず、複数回取得して平均することでノイズ等による誤判定を防止することができる。
図4は、ステッピングモータを遮断弁の駆動に用いた場合の駆動中の電流レベルの変化を電源インピーダンスの違いで示す図で、ステッピングモータ駆動部3がタイミングAでONし、遮断弁が全開状態から遮断し全閉状態となり、ステッピングモータ4の回転が止まった後にステッピングモータ駆動部3がタイミングBでOFFになるまでの電流レベルの変化を表している。なお、図4において、電流レベルは前述のデジタル値である。
するリチウム電池が温度変化や電池容量の減少によって内部インピーダンスが大きくなり、より多くの電流が流れていることが確認できる。
図3は、図2の判定部5における異常判定方法を説明するためのフローチャートである。
い。
以上のように、本実施の形態において、ステッピングモータ異常検知装置100は、電源部1と、電流レベル検出部2と、ステッピングモータ駆動部3と、判定部5と、を備える。電流レベル検出部2は、電源部1からステッピングモータ駆動部3に流れる瞬時電流レベルを検出し、積分を行い、電源インピーダンスを推定する。判定部5は、電源インピーダンス値を用いて前記積分値を補正し、予め定められた閾値と比較する。
2 電流レベル検出部
3 ステッピングモータ駆動部
4 ステッピングモータ
5 判定部
6 制御部
20 抵抗
30 抵抗
31 コンデンサー
40 アナログ・デジタル変換部
100 ステッピングモータ異常検知装置
Claims (8)
- ステッピングモータを駆動する駆動パルスを出力するステッピングモータ駆動部と、
前記ステッピングモータ駆動部に電源を供給する電源部と、
前記ステッピングモータ駆動部に流れる電流を検出する電流レベル検出部と、
前記電流レベル検出部で検出した電流レベルと、前記ステッピングモータが正常に動作する場合の電流レベルに基づいて予め定めた判定閾値と比較して、前記ステッピングモータが正常な動作状態にあるか否か判定する判定部と、
を備え、
前記電流レベル検出部は、前記電源部の電源インピーダンスを推定する電源インピーダンス推定部を有し、前記推定した電源インピーダンスに基づいて前記判定閾値あるいは前記電流レベルを補正することを特徴とするステッピングモータ異常検知装置。 - 前記判定部は、前記判定閾値として前記ステッピングモータが断線状態にあると判定する為の第1の判定閾値を有する、請求項1記載のステッピングモータ異常検知装置。
- 前記判定部は、前記判定閾値として前記ステッピングモータが固着状態にあると判定する為の第2の判定閾値を有する、請求項1記載のステッピングモータ異常検知装置。
- 前記電流レベル検出部は、瞬時電流を積分する積分部で構成されたことを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のステッピングモータ異常検知装置。
- 前記電流レベル検出部は、前記電源部と前記ステッピングモータ駆動部との間に抵抗を挿入し、前記積分部は前記抵抗と前記ステッピングモータ駆動部の接続点の信号を、抵抗を介してコンデンサーで積分する構成とした、請求項4記載のステッピングモータ異常検知装置。
- 前記電流レベル検出部は、前記電流レベルを電流レベルに応じたデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換部を有することを特徴とした、請求項1から5のいずれか1項に記載のステッピングモータ異常検知装置。
- 前記電源インピーダンス推定部は、前記ステッピングモータ駆動部の動作ON時と動作OFFでの前記電源部の出力電圧差が大きいほど前記電源インピーダンスが大きいと推定することを特徴とした、請求項1から6のいずれか1項に記載のステッピングモータ異常検知装置。
- 前記ステッピングモータ駆動部の動作ON時と動作OFFでの前記電源部の出力電圧差は、前記ステッピングモータ駆動部が動作ONから動作OFFに変化後の前記電源部の出力電圧と前記積分部の出力の比を用いたことを特徴とした、請求項7記載のステッピングモータ異常検知装置。
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