JPH01303081A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、機械的負荷である可動部材に動作制限範囲が
あり、可動部材の動作を、検出装置によりパルス出力に
変換し、１１動部材か動作制限に達して動けなくなった
状態を、パルス出力か所定の時間だけ無いことにより検
出し、駆動装置への入力を停止する制御装置に関する。

「従来の技術」 例えばモータの回転力をキア系を介して負荷に伝える通
常の駆動系において、負荷の可動部材の動作範囲に制限
がある場合、その制限に達した時、制限部材やモータを
破損しないために、制限に可動部材か達したことを検出
する必要がある。

第４図は可動部材か直動する場合をモテル的に示したも
のであって、モータ軸に取付けられた歯車１の回転は可
動部材であるラック２の左右の直線運動に変換される。

そしてラック２の端点はそれぞれ制限部材３，４により
動作範囲か制限されている。

また第５１Ａは可動部材か回動する場合をモテル的に示
したものであって、可動部材は回転鏡筒５てあり、モー
タ軸に数句りられた歯車６か回転鏡筒５に固設された外
歯歯車部５ａに噛合して回転鏡筒５か回転し、図示省略
した制限部材か回転鏡筒５の一部に当接して回転を制限
するようになっている。

そして、第６図に示すように、可動部材の動きを検出す
るため、モータ軸に固設した円板７の周辺にスリッｌへ
穴７ａ、７ａ・・・を連設し、フォトインタラプタ８に
より回転を検出するエンコータ９を設け、モータ軸の回
転を検出するようになっている。フォトインタラプタ８
はフオｌ〜タイオートとフ才１−１〜ランシスタより成
っていて、ツー４１〜トランジスタからは円板７のスリ
ッｌ−穴７ａか通過するたひにパルスか出力される。

第４図において可動部材はラック２であるか、これか制
限部材３に当って更に力を加え続ければ、制限部材３，
４やモータを破損する恐れがある。通常このような駆動
系をサーボする場合は可動部材の動きを常時監視して、
動きのないことを検出すると駆動を停止する措置かとら
れる。

その原理は第７図に示すとおりてあり、可動部材か終端
に達したことを検出する方法の一例を示している。（ａ
）はフ才）へインタラプタｈからのフィー１ヘハツクパ
ルスである。（ｂ）は国外の検出回路のタイマによる出
力を示している。ここてはこのタイマは増算型のタイマ
とし、発振回路からの基準クロックを計数した出力であ
るカウンｌ〜値は増加してゆくものである。

可動部材か終端に達したことを検出するため、フィーｌ
−ハックパルス（ａ）か人力されるたびにカラン１〜値
（ｂ）をセロにリセツ１へする。設定時間以」ニフィー
１ヘハ・ンクバルス（ａ）か入力されないと、タイマの
カウント値か別に定めた所定の時間に対応する比較値に
達し、タイマから信号（Ｃ）か発生して終端であること
を検出する（以下、この所定の時間なタイム７９１〜時
間と言い、終端であることを検出することをタイムアラ
ｌ−と称することがある）。

すなわち、タイマの比較値は可動部材か動作制限に達し
て動けなくなった状態のパルス出力を検出するためのタ
イム７９１〜時間ｔｃに相当し、この時間内にフィー１
〜ハツクパルスか出力されればそのたびにカラン１へ値
はセロクリアされるのてタイムアウト信号（ｃ）は出力
されないか、パルスかこの期間内に来ない時は、タイム
アラ１へ偶号（ｃ）か出力され、これにより制御回路は
終端の検出を行って、モータの給電の停止なとの必要な
処置を行う。

例えはカメラにおいて、光学系保持筒を回転させて合焦
させるオー１−フォーカス制御系ては、通常は測距か正
しく行われていれば、レンズは被写体に合焦するように
サーボするか、測距能力か充分てはないために、低コン
トラスｌ〜や低照度の被写体や、特異なパターンを持っ
た被写体に対しては誤測距することもあり、その場合に
ばレンズか光学的な無限遠位置や最短撮影距離よりも更
に駆動されようとする場合がある。

またレンズの最短撮影距離より手前にある被写体に対し
合焦させようとするとレンズはやはり最短撮影距離より
手前にレンズを駆動しようとずる。しかし、撮影レンス
は通常、無限位置あるいは最短撮影距離位置に機械的な
ストッパを設けて、その制限を越えては動かないように
なっているため、このような場合には第４　ｌｆｆ１ま
たは第５し１のモテルで説明したように、駆動部材か制
限にぶつかることになる。

つまり、このようなオーｌ−フォーカスのサーボ系は、
前述の「回転力をキア系な介して負荷に伝える駆動系に
おいて可動部材の動作範囲に制限のある場合」の典型例
である。オー１〜フオーカスの駆動において、無限や至
近の制限に駆動部材か当る場合としては前述のケースの
他、合焦状態検出装置か測距不能と判断とした場合に、
レンスを強制的に撮影範囲全域に渡って動かし、いずれ
かの位置て測距可能となる場合があるかをテス１〜する
、いわゆるスキャンモートがある。

いずれの場合も、制限に駆動か達した場合にはフォトイ
ンタラプタからのパルスか出力されないため、これを検
出して駆動を停止する措置かとられるのか通常である。

現実には、モータの回転速度は負荷の変動や給電、電圧
によって変化し、起動時あるいは、一端停止して際起動
する反転時のように、駆動を開始した直後にはモータの
起動特性のため定常的な回転速度に達するまてに時間を
必要とするため、パルス検出のためのタイムアウト時間
を一律に設定することか困難である。そのため、これら
の条件を考慮して、誤って終端検出をしないようにタイ
ム７９１〜時間を充分長くとるようにしなければならな
い。

「発明か解決しようとする課題」 しかし、このように単一にして長めに設定された時間て
は、真に負荷か終端に達した時に、ずばや〈モーターへ
の供電を停止てきず、そのため機械的なストレスを多く
与えてしまい、場合によっては機械的な破壊の原因とな
り、また機械的な作動感も好ましくないという欠点かあ
った。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたちのて
、負荷の変動や給電電圧の大きさ、モータ起動時などの
実際の駆動状ｊＥに応して終端検出のだめのタイム７９
１〜時間を極力短く設定することにより」−記のような
問題を解決することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 」−記目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、 ■　＠械的負荷である可動部材に動作制限範囲があり、
可動部材の動作を、検出装置によりパルス出力に変換し
、可動部材か動作制限に達して動けなくなった状態を、
パルス出力か所定の時間だけ無いことにより検出し、駆
動装置への入力を停止する制御装置において、 この所定の時間な、駆動装置の起動時には駆動系の特性
に応じた充分な時間を設定し、可動部材の作動か定常状
態に達するに従い、起動時等に設定した期間より段階的
に短くなる複数の所定の時間を設定し、動作制限に可動
部材か達したことを高速に検出できるようにしたことを
特徴とする制御装置。

２、特許請求の範囲第１項記載の制御装置において、駆
動装置の起動時におりる所定の時間として、あらかじめ
設定したものを複数個用意し、起動時に所定の時間を前
記複数個の内から順次連続的に設定することを特徴とす
る制御装置。

３　特許請求の範囲第１項記載の制御装置において、所
定の時間は、駆動系の動作状ｆｍに応して次第に短くな
るよう設定することを特徴とする制御装置。

４　機械的負荷である可動部材に動作制限範囲があり、
可動部材の動作を、検出装置によりパルス出力に変換し
、可動部材か動作制限に達して動けなくなった状態を、
パルス出力がある所定の時間だけ無いことにより検出し
、駆動装置への入力を停止する制御装置に４３いて、 可動部材の作動がほぼ定常状態に達した時、可動部材か
動作制限に達して動けなくなった状態のパルス出力を検
出するための所定の時間は、パルスか入力されるごとに
それ以前のパルス周期を基に適度な安全率を乗じて算出
された時間に再設定することを＃徴とするルｊ御装芒に
存する。

「作用」 第１項の発明では、駆動装置の起動時には、タイムアウ
ト時間として駆動系の特性に応じた十分な所定の時間か
設定されているのて、駆動を開始した直後におりるモー
タの起動特性によりパルス出力の周期か長くなっても、
誤動作することなくタイムアラ１〜を検出てきる。

起動後に可動部材の作動か定常状態に達したときはパル
ス出力の周期は短くなる。これに対し所定の時間も短く
なり、高速にタイムアラ１〜を検出することかできる。

可動部材か制限に達したことを短時間て検出てきるため
、モータや機構部品に無理なスｌ−レスを加える時間か
短くて済む。

第２項の発明では、所定の時間は複数個用意されていて
、起動時等にはこのうちの長いものかタイムアウト時間
として設定され、定常時には短いものか設定され、起動
時等には適切にタイムアウトか検出され、定常時には速
やかにタイムアラ１〜か検出される。

第３項の発明では、所定の面間は駆動系の動作状態に応
じた長さになり、起動時等には長時間かタイム７９１〜
時間として設定され、定常時には短時間か設定され、起
動時等には適切にタイムアウトか検出され、定常時には
速やかにタイムアラ１〜か検出される。

第４項の発明ては、可動部材の作動がほぼ定常状ｍ；に
達した時、所定の時間は、パルスか入力されるごとにそ
れ以前のパルス周期を基に適度な安全率を乗じて算出さ
れた時間に再設定され、常に最適の時間になっていて、
きわめて速やかにタイムアラ１へか検出される。

「実施例」 以下、７面に基づき本発明の各種実施例を説明する。

第１図は本発明の原理構成を示す回路フロック図てあり
、制御装首１０は制御回路１１と、パルスカウンタ１２
と、タイマ］３と、アントケ−１〜１４とを備えて構成
されている。

可動部材の動作をパルス出力に変換する検出装置２ 置く図示省略）からのフィー１〜ハツクパルスはパルス
カウンタ１２に入力されると共に、制御回路１１と、タ
イムアラ）へ時間検出用のタイマ１３のクリア入力にア
ントゲート１４を介して入力されている。

制御回路１１とパルスカウンタ１２とは、可動部材から
のフィーｌ−ハックパルスのカウンｌ〜値とそのクリア
入力とを入出力するよう接続され、制御回路器とタイマ
１３とは、クロックパルスおよび該クロックパルスのカ
ラン１〜値との比較値か制御回路１１からタイマ１３に
出力するよう接続されている。

本発明の第１実施例を第２図の信号（ａ）。

（ｂ）により説明する。

信号（ａ）は駆動源および可動部材側からのフィー１〜
ハツクパルスであり、信号（ｂ）はクロックパルスのカ
ウント値を示している。

千−夕駆動後の一定時間１（］の間は、クロックパルス
のカラン１へ値と比較ずへ〈制御回路１１より出力され
るタイマ比較値ｈｌは高レベルに設定されており、それ
により、クロックパルスのカウント値か鋸歯状波の傾刺
部を立ち」二がって増加する時間を長くし、終端検出の
だめの所定の時間であるタイム７９１〜時間を比較的長
く設定するようになっている。

時間Ｌｄを経過後は、制御回路１１はタイマ比較値１１
２を低レベルにし、駆動系か定常状態になったものとし
て、比較的短いタイムアウト時間になるよう再設定しで
ある。

次に第１実施例の作用を説明する。

時間ｔｄの計時は制御回路１１内部の別のタイマて行わ
れ、時間ｔｄか経過した時には制御回路１１からパルス
タイムアウト時間検出用のタイマ１３をセロクリアする
と同時に、比較値ｈ２か再設定される。タイムアウト時
間検出はタイマ１３の比較値とカウント値か一致した時
に一致信号か制御回路１１に入力されることにより検出
され、制御回路１１はモータへの通電をオフして駆動を
中止する。

信号（ｂ）の鋸歯状の波形に示すように、タイマ１３に
よるクロックパルスのカラン１へ値か増加し、このカラ
ン１−値は信じ−（ａ）のパルスか人力されるたひにセ
ロクリアされる。

もし可動部利か制限に達して停止し、パルスか入力され
ないままだと、カウント値はタイマ比較値１＋］に達し
、タイマ１３から一致信号か制御回路１１に出力される
。この一致信号か出力されるまでの時間はタイマ比較イ
メ目１１か高レベルである分ｊεり長い所定の時間であ
る。

制御回路１１はこれにより可動部材か機械的な終端に達
したことを検出する。

時間ｊ、ｄを経過後は、制御回路１１からのタイマ比較
値ｈ２ば低レベルであるのて、タイマ１３から一致信号
か出力されるまての所定の時間は短いものとなり、駆動
系か定常状態になったときは比較的短いタイムアウト時
間となって速やかに可動部材の停止か検出される。

本発明の第２実施例を第２図の信号（ａ）。

（Ｃ）により説明する。

第２実施例ては、タイマ比較値の設定の段階を多くし、
時間ｔｃｌ、と時間ｔｄ２の２段階に分り、タイマ比較
値をｈ３〜ｈ５と変化させて定常状態に達するようにし
、タイム７９１〜時間を徐々に短くした点である。もち
ろん、さらにこれを多段階としてもよい。各段階の時間
ばあらかじめ設定した所定の時間である。

次に第２実施例の作用を説明する。

モータの起動後はパルスの検出時間を先ず時間ｔｄ、て
最も高レベルのタイマ比較値ｈ３を基準としてタイムア
ラｌ−か検出され、タイムアウト時間は最も長くなって
いる。

次いて時間Ｌｄ２て中程度のレベルのタイマ比較値ｈ４
を基準としてタイムアウトか検出され、タイム７９１〜
時間は次の定常状態より長いか前記のものより短くなっ
ている。

次の定常状態では、低レベルの比較値ｈ５か基準となる
のて、タイムアウト時間は短く、速やかに可動部材の停
止か検出される。

第２実施例てはタイマ１３の比較値の設定か複数回とな
り複雑てはあるか、タイムアラ１−時間をきめ細かく変
化させて円滑な移行を図ることかてき、結果的に定常時
の終端検出時間をより短くてきる利点がある。

第３図は本発明の第３実施例の場合の信号タイミン外図
である。

第３実施例は、駆動系か定常走行状態になったときの、
パルス検出タイム７９１〜時間の設定をパルスの周期に
よって動的に再設定してゆくものである。これば第２図
（ｂ）の時間ｔｄ以降あるいは（ｃ）の時間ｔｄ、＋ｔ
ｄ、、以降に適用されるものである。

フィードバックパルスか入力される毎のその時刻と前回
のパルスか入力された時刻との差かパルスの周期ｔｐて
あって、周期ｔｐは刻々と変化する。

この周期ｔｐに適当な安全率Ｋを乗した時間に−ｔｐか
タイムアウトを検出するための所定の時間てあり、これ
に応じたタイマ比較値か常時再設定されるものである。

Ｋとしては例えば３〜５程度か設定される。

次に第３実施例の作用を説明する。

制御回路１１はフィードバックパルスか入力されるたび
にその時刻と前回のパルスか入力された時刻との差より
パルスの周期ｔ　ｐｆ！：算出する。

さらに、この周期ｔｐに適当な安全率にを乗した時間に
−Ｌｐを算出し、これをフィードバックパルスのタイム
アウト時間とし、このタイムアウト時間に応じたクロッ
クパルスのカウント値にしてタイマ比較値としてタイマ
１３に出力して再セットする。つまり制御回路１１はフ
ィードバックパルスか入力されることにタイマ比較値を
次々に再設定してゆく。

このようにすると、機械的負荷や電源電圧の変動てパル
スのスビーｌ〜か変化しても、制御回路１１か自動的に
これを検出して、可動部材の終端検出のための適当な検
出時間かタイマ１３に設定される。

第３１’２１（ａ）、（ｂ）はフィーｌ−ハックパルス
周期か短い時のタイマ１３とタイマ比較値の変化の様子
である。

フィー１−ハックパルスの周期は変動しており、フィー
ドバックパルス入力の負のエツジがあるたびにタイマ１
３の比較値か少しづつ変化している。

第３図（ｃ）、（ｄ）はパルス周期か長い時の同様のＩ
Ａである。

パルス入力のたびにタイマ比較値か再設定されるのはも
ちろんであるか、（ｂ）に比へ（ｄ）のタイマ比較値の
レヘルは全体に高くなっている。

なお、説明てはタイマ比較値の計算には直前のパルスと
の周期のみに安全率を乗じて求めたか、安定性を考慮し
て、複数個のパルス周期を平均して用いていもよい。

例えば４回分のパルス周期のデータを記憶しておき、新
しいパルスか来るたひに測定された周期を一番古いもの
と入れかえてゆき、タイマ比較値はそれらの平均、つま
り過去の４回のパルス周期の平均値を求いて、タイマ比
較値を計算するのである。

第３実施例は、前記第１．第２実施例のモータの起動時
等にタイムアウト時間を設定するものと組合せて用いる
ことかてきるのはもちろんである。

「発明の効果」 本発明に係る制御装置によれは、駆動されている可動部
材か終端て制限に達した場合、そのときの動作状態に応
じたタイムアラ１〜検出をすることかてき、起動時等に
はモーターの起動特性や外乱の影響を受けることかなく
、定常時には速やかにタイムアラ１〜を検出して直ちに
モータを停止さぜるようにてきるため、モーターや可動
部材の駆動系に無理か生しることかなく、また可動部材
か制限にぶつかってモータや機構部品か耳障りな振動音
を立てている時間を極力短くすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成な示す回路フロック図、第２
図は本発明の第１実施例および第２実施例を説明するた
めの信号タイミンク図、第３図は第３実施例を説明する
ための信号タイミンク図、第４図は直動する制御対象を
示す説明図、第５図は回動する制御対象を示す説明図、
第６図は駆動源のフィードバックパルスを検出する機構
の斜視図、第７図は可動部材の停止をフィードバックパ
ルスにより検出する原理を示す信号タイミンク図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　機械的負荷である可動部材に動作制限範囲があり、
   可動部材の動作を、検出装置によりパルス出力に変換し
   、可動部材が動作制限に達して動けなくなった状態を、
   パルス出力が所定の時間だけ無いことにより検出し、駆
   動装置への入力を停止する制御装置において、 この所定の時間を、駆動装置の起動時には駆動系の特性
   に応じた充分な時間を設定し、可動部材の作動が定常状
   態に達するに従い、起動時等に設定した期間より段階的
   に短くなる複数の所定の時間を設定し、動作制限に可動
   部材が達したことを高速に検出できるようにしたことを
   特徴とする制御装置。 ２　特許請求の範囲第１項記載の制御装置において、駆
   動装置の起動時における所定の時間として、あらかじめ
   設定したものを複数個用意し、起動時に所定の時間を前
   記複数側の内から順次連続的に設定することを特徴とす
   る制御装置。 ３　特許請求の範囲第１項記載の制御装置において、所
   定の時間は、駆動系の動作状態に応じて次第に短くなる
   よう設定することを特徴とする制御装置。 ４　機械的負荷である可動部材に動作制限範囲があり、
   可動部材の動作を、検出装置によりパルス出力に変換し
   、可動部材が動作制限に達して動けなくなった状態を、
   パルス出力がある所定の時間だけ無いことにより検出し
   、駆動装置への入力を停止する制御装置において、 可動部材の作動がほぼ定常状態に達した時、可動部材が
   動作制限に達して動けなくなった状態のパルス出力を検
   出するための所定の時間は、パルスが入力されるごとに
   それ以前のパルス周期を基に適度な安全率を乗じて算出
   された時間に再設定することを特徴とする制御装置。