CN110873224B - 旋转控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明能够长时间维持通过非接触式相对位置传感器来进行操作对象轴的旋转方向的位置的测定的旋转控制装置的检测精度和可靠性。该旋转控制装置具备:相对位置传感器,其以非接触方式检测操作对象轴的旋转方向的机械性位移;ON/OFF传感器,其在操作对象轴到达操作对象轴的旋转方向上的规定的中间位置时输出检测信号;以及修正部,其修正所述操作对象轴的旋转位置,ON/OFF传感器具备:基板,其具有与操作对象轴的轴线正交的主面;电极;接触件,其另一端侧的一部分在操作对象轴处于规定的中间位置时接触电极之一;检测电路,当接触件接触电极时,输出检测信号;以及多个凸轮构件,在操作对象轴不在规定的中间位置时使接触件的另一端朝离开主面的方向移动。

Description

旋转控制装置
技术领域
本发明涉及控制操作对象轴的旋转的旋转控制装置。
背景技术
控制阀轴等操作对象轴的旋转的旋转控制装置通常是利用位置传感器来检测操作对象轴的旋转方向的机械性位移,根据该检测结果来决定轴的操作量。例如,在操作球阀等旋转式调节阀的阀轴的电动式操作器(执行器)中,使用由可变电阻器构成的电位计作为位置传感器,根据由该电位计检测到的阀轴的旋转方向的机械性位移量来控制阀轴(参考专利文献1)。
此外,作为用于测定轴的旋转方向的机械性位移量的位置传感器,除了以电位计为代表的接触式位置传感器以外,还有像旋转编码器那样以非接触方式检测测定对象轴的旋转方向的位置的非接触式位置传感器。进一步地,非接触式位置传感器中有输出与检测对象轴的角度位置相对应的信号的绝对位置传感器和输出与检测对象轴的旋转角度也就是角度位置的变化量相应的信号的相对位置传感器。例如,作为非接触式绝对位置传感器,已知有输出与检测对象轴的绝对角度位置相对应的编码信号的绝对型旋转编码器,作为非接触式相对位置传感器,已知有对应于检测对象轴的旋转角度而输出脉冲的增量型旋转编码器(参考专利文献2)。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利特开2011-074935号公报
【专利文献2】日本专利特开2010-286444号公报
发明内容
【发明要解决的问题】
通常而言,电位计是输出因机械性地操作滑动件所引起的电阻值的变化的传感器,因此有耐久性低、产品寿命短的倾向。此外,在使用作为绝对非接触位置传感器的绝对型旋转编码器代替电位计的情况下,零件单价通常较高,而且另外需要用于驱动绝对型旋转编码器的电池,因此产品成本会增大。
因此,本申请发明者提出了使用旋转编码器等非接触式相对位置传感器和在操作对象轴到达规定位置时输出检测信号的ON/OFF传感器代替电位计的新颖的旋转控制装置(日本专利特愿2017-034014)。在该旋转控制装置中,ON/OFF传感器在设置于操作对象轴200附近、搭载有进行各种运算处理的IC芯片30的印刷基板20的主面20a上配置电极21a,使连结于操作对象轴200的短板201与某一电极21a接触,以不连续的方式检测操作对象轴的绝对位置。以下,有时将这种使用ON/OFF传感器以不连续的方式检测操作对象轴的绝对位置的位置传感器称为“不连续的绝对位置传感器”。
不过,在这种构成中,为了使短板(201)与印刷基板(20)分开,需要短板与印刷基板20的间隔的微妙的调整,导致成本上升,不仅如此,实现也不容易。此外,由于短板的弹簧性的经年变化,接触电阻的可靠性也存在问题。反过来,若使短板201在印刷基板20的主面20a上滑动,则恐怕会对印刷基板20产生不良影响,与电位计一样,会产生耐久性及产品寿命的问题。
因此,作为一方面使短板(201)与印刷基板(20)在电极(21a)上的规定区域内接触、另一方面在其他区域内使双方分开用的结构,本申请发明者提出了一种例如在电极(21a)与电极(21a)之间的区域内配设有使设置在短板(201)的顶端部的接点(201a')朝离开印刷基板(20)的主面(20a)的方向移动的凸轮构件(24)的新颖的旋转控制装置(日本专利特愿2017-066000)。
不过,在这种构成的旋转控制装置中,例如短板(201)会在凸轮构件(24)和电极(21a)上滑动,因此,凸轮构件(24)和电极(21a)会随着使用而磨损,导致由ON/OFF传感器2_1~2_n检测到的操作对象轴(200)的位置、换句话说就是从ON/OFF传感器2_1~2_n输出检测信号(P1~Pn)时的操作对象轴(200)的旋转位置发生变化。结果,恐怕会产生在反复的使用中操作对象轴的位置控制的精度降低这一问题。
本发明是鉴于上述问题而成,其目的在于提供一种一方面提高了位置检测的精度、耐久性及可靠性另一方面实现了低成本化、能长时间保持高检测精度的旋转控制装置。
【解决问题的技术手段】
本发明的控制操作对象轴(200)的旋转的旋转控制装置(100)具备:相对位置传感器(1),其以非接触的方式检测所述操作对象轴的旋转的机械性位移;ON/OFF传感器(2_1~2_n),其在所述操作对象轴到达处于所述操作对象轴的可旋转范围(SR)内的至少1个中间位置(Pc、Pa、Pm、Pb、Po)时输出检测信号;位置算出部(3),其根据从输出所述检测信号起的、由所述相对位置传感器检测的所述机械性位移的累计值(RP)和表示利用所述ON/OFF传感器输出的所述检测信号加以检测的所述中间位置的基准值(AP),来算出所述操作对象轴的绝对旋转位置;操作量算出部(4),其根据所述操作对象轴的旋转位置的目标值(SP)的信息和由所述位置算出部算出的所述操作对象轴的绝对旋转位置(PV)来算出所述操作对象轴的操作量(MV);操作部(5),其根据由所述操作量算出部算出的所述操作量在所述操作对象轴的可旋转范围内操作所述操作对象轴;以及修正部(10),其修正所述基准值;进而,所述ON/OFF传感器具备:基板(20),其设置在所述操作对象轴的周围,具有与所述操作对象轴的轴线正交的主面(20a、20b);至少1个电极(21a、21b),其配设在所述基板的主面上;接触件(201a、201b),其一端固定在所述操作对象轴上,沿所述操作对象轴的径向延伸,在所述操作对象轴处于所述中间位置时,另一端侧的一部分接触所述电极之一;检测电路(23_i),当所述接触件接触所述电极之一时,所述检测电路(23_i)输出所述检测信号;以及凸轮构件(24a、24b),其配置在所述基板的所述主面上且配置在所述电极之间,在所述操作对象轴不在所述中间位置时使所述接触件的另一端朝离开所述主面的方向移动;所述修正部在不同的2个时间点测量输出所述检测信号时的所述操作对象轴的旋转位置,根据这些测量值来修正表示所述中间位置的基准值。
在上述旋转控制装置中,也可构成为:所述操作对象轴的旋转位置以在由所述ON/OFF传感器检测的所述中间位置与固定于绝对位置上的基准位置之间旋转的所述操作对象轴的位移量的形式加以测量。
在上述旋转控制装置中,也可构成为:所述位移量以所述操作对象轴在所述基准位置与所述中间位置之间旋转的期间内由所述相对位置传感器检测的机械性位移的累计值(PCα/PCαref)的形式加以测量。
在上述旋转控制装置中,也可构成为:所述基准位置为形成所述操作对象轴的可旋转范围的端点的第1位置及第2位置中的至少1方。
在上述旋转控制装置中,也可构成为:所述中间位置包括第1修正用检测位置(Pα1)及/或第2修正用检测位置(Pα2),所述第1修正用检测位置(Pα1)由开始所述检测信号的输出的时间点上的所述操作对象轴的旋转位置规定,所述第2修正用检测位置(Pα2)以所述检测信号的输出结束的时间点上的所述操作对象轴的旋转位置的形式规定。
在上述旋转控制装置中,也可构成为:所述位移量包括第1位移量(Lα1)及/或第2位移量(Lα2),所述第1位移量(Lα1)以所述操作对象轴朝表示所述操作对象轴的绝对旋转位置的值增加的方向(相当于权利要求书记载的“正方向”。以下称为“开方向”。此外,以下将表示操作对象轴的绝对旋转位置的值减少的“反方向”称为“闭方向”)旋转时所述中间位置为所述第1修正用检测位置的形式加以测量,所述第2位移量(Lα2)以所述操作对象轴朝所述开方向旋转时所述中间位置为所述第2修正用检测位置的形式加以测量。
在上述旋转控制装置中,也可构成为:所述位移量包括第3位移量(Lα3)及/或第4位移量(Lα4),所述第3位移量(Lα3)以所述操作对象轴朝表示所述操作对象轴的绝对旋转位置的值减少的所述闭方向旋转时所述中间位置为所述第1修正用检测位置的形式加以测量,所述第4位移量(Lα4)以所述操作对象轴朝所述闭方向旋转时所述中间位置为所述第2修正用检测位置的形式加以测量。
在上述旋转控制装置中,也可构成为:所述修正部根据所述经时变化量来算出所述基准值的修正量(Δθcn),对所述操作对象轴朝表示所述绝对旋转位置的值增加的开方向旋转时检测的所述基准值减去所述修正量(Δθcn),对所述操作对象轴朝所述值减少的所述闭方向旋转时检测的所述基准值加上所述修正量(Δθcn),由此来修正所述基准值。
在上述旋转控制装置中,也可构成为:所述修正部根据使用所述第1位移量或所述第4位移量测定的所述经时变化量来算出对所述基准值的第1修正量(Δθcn1),根据使用所述第2位移量或第3位移量测定的所述经时变化量来算出对所述基准值的第2修正量(Δθcn2),从所述操作对象轴朝所述开方向旋转时检测的所述基准值减去所述第1修正量(Δθcn1),对所述操作对象轴朝所述闭方向旋转时检测的所述基准值加上所述第2修正量(Δθcn2)。
在上述旋转控制装置中,也可为:所述特定中间位置为所有所述中间位置。
再者,在上述说明中,作为一例,以带括号的方式记载了与发明的构成要素相对应的附图上的参考符号。
【发明的效果】
通过以上说明过的内容,根据本发明,一方面能以更低成本实现通过非接触式相对位置传感器和ON/OFF传感器来进行操作对象轴的旋转方向的位置的测定的旋转控制装置,另一方面能长时间维持其检测精度和可靠性。
附图说明
图1为表示实施方式1的旋转控制装置的构成的图。
图2为说明不连续的绝对位置传感器的概念的图。
图3A为表示不连续的绝对位置传感器的构成的一例的图。
图3B为表示不连续的绝对位置传感器的构成的一例的图。
图3C为表示不连续的绝对位置传感器的构成的一例的图。
图3D为表示不连续的绝对位置传感器的构成的一例的图。
图3E为说明不连续的绝对位置传感器的构成的一例中的电极与凸轮构件的关系的图。
图4为说明实施方式1的旋转控制装置的原点复位动作模式中的动作的流程图。
图5为说明实施方式1的旋转控制装置的正常动作模式中的动作的流程图。
图6为表示测量初始时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图7为表示初始时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图8为表示测量修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图9为表示修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图10为表示测量修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图11为表示修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图12为表示测量修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图13为表示修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图14为表示测量修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图15为表示修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图16为表示测量修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图17为表示修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图18为表示测量修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图19为表示修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图20为表示测量修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图21为表示修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图22为表示测量修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的情形的图。
图23为表示修正时的特定中间位置上的旋转区间位移量的测量过程的流程图。
图24为表示算出修正量的情形的图。
图25为表示算出修正量的情形的图。
图26为表示算出修正值的过程的流程图。
图27为表示算出修正值的过程的流程图。
具体实施方式
《旋转控制装置的构成》
首先,对本实施方式的旋转控制装置100的构成进行说明。
图1为表示作为本发明的实施方式的旋转控制装置的构成的图。
该图所示的旋转控制装置100例如为对工厂等当中用于流量的过程控制的球阀等旋转式调节阀的阀轴的旋转进行控制的电动式操作器。
下面,对旋转控制装置100的具体构成进行说明。
如图1所示,对作为操作对象轴的阀轴200的旋转进行控制的旋转控制装置100具备相对位置传感器1、多个ON/OFF传感器2_1~2_n(n为2以上的整数)、位置算出部3、操作量算出部4、操作部5及修正部10。多个ON/OFF传感器2_1~2_n构成不连续的绝对位置传感器。
这些构成要素收纳在壳体内部。再者,旋转控制装置100也可除了上述功能部以外还具备用于将调节阀的阀开度等各种信息展示给用户的显示部(例如液晶显示器)、用于与外部设备之间进行数据的收发的通信电路等。
首先,对用于测定调节阀的实际开度也就是阀轴200的旋转方向的位置的相对位置传感器1以及包含ON/OFF传感器2_1~2_n的不连续的绝对位置传感器进行说明。
相对位置传感器1是以非接触方式检测作为旋转控制装置100的操作对象轴的阀轴200的旋转方向的机械性位移Md的功能部。作为相对位置传感器1,可以例示对应于检测对象轴(阀轴200)的旋转角度而输出脉冲的增量型旋转编码器。在本实施方式中,以相对位置传感器1为增量型旋转编码器的情形来进行说明。
另一方面,不连续的绝对位置传感器包含ON/OFF传感器2_1~2_n,在操作对象轴即阀轴200到达旋转方向上的规定位置时,对应于该规定位置设置的各ON/OFF传感器2_1~2_n分别输出检测信号P1~Pn。ON/OFF传感器2_1~2_n为能够输出表示阀轴200在旋转方向上已到达特定位置这一情况的电信号的零件即可。具体而言,例如可以使用限位开关、光断续器及霍尔元件作为ON/OFF传感器2_1~2_n。此处,上述电信号为表示阀轴200在旋转方向上已到达特定位置这一情况的信号即可,例如为导通/断开信号(表示状态的信号,例如数字信号)。
参考图2,对ON/OFF传感器2_1~2_n的配置进行说明。图2展示了设定n=5的情况下的ON/OFF传感器2_1~2_5的配置例。
如图2所示,ON/OFF传感器2_1~2_5在阀轴200的可旋转范围SR内对应于互不相同的多个位置中的每一位置加以设置,在阀轴200到达该对应的位置时分别输出检测信号P1~Pn。
此处,所谓可旋转范围SR,是阀轴200的旋转方向上的能够旋转的范围,例如表示旋转方向上的从作为第1位置的阀开度为0%的全闭位置Pc起到作为第2位置的阀开度为100%的全开位置Po为止这一范围。
在旋转控制装置100中,ON/OFF传感器2_1~2_5对应于阀开度0%到100%这一范围内的任一位置加以设置。例如,在图2所示的配置例的情况下,ON/OFF传感器2_1对应于阀开度为0%的全闭位置Pc加以设置,ON/OFF传感器2_2对应于阀开度为20%的位置Pa加以设置,ON/OFF传感器2_3对应于阀开度为50%的位置Pm加以设置,ON/OFF传感器2_4对应于阀开度为70%的位置Pb加以设置,ON/OFF传感器2_5对应于阀开度为100%的全开位置Po加以设置。
再者,与正常动作模式相关的说明中的“规定的中间位置”意指阀轴200中阀开度为0%的全闭位置Pc和阀开度为100%的全开位置Po除外的阀开度为20%的位置Pa、阀开度为50%的位置Pm、阀开度为70%的位置Pb。
在图2所示的配置例的情况下,ON/OFF传感器2_1在阀轴200到达全闭位置Pc时输出检测信号P1。ON/OFF传感器2_2在阀轴200到达位置Pa(阀开度:20%)时输出检测信号P2。ON/OFF传感器2_3在阀轴200到达位置Pm(阀开度:50%)时输出检测信号P3。ON/OFF传感器2_4在阀轴200到达位置Pb(阀开度:70%)时输出检测信号P4。ON/OFF传感器2_5在阀轴200到达全开位置Po(阀开度:100%)时输出检测信号P5。
接着,对ON/OFF传感器2_1~2_n的具体结构进行说明。
ON/OFF传感器2_1~2_n具备:印刷基板20,其设置在阀轴200周围,具有与阀轴200的轴线正交的第1主面20a及第2主面20b;多个第1电极21a及第2电极21b,它们分别配置在该印刷基板的第1主面20a及第2主面20b上;短板201,其固定在阀轴200的侧面;检测电路23_i,当短板201的第1接触件201a及第2接触件201b分别接触多个第1电极21a及第2电极21b中的1个时,所述检测电路23_i输出检测信号Pi;多个第1凸轮构件24a,它们配置在印刷基板20的第1主面20a上;以及多个第2凸轮构件24b,它们配置在第2主面20b上。
以下,有时将印刷基板20的第1主面20a及第2主面20b统称为“主面20a、20b”。此外,有时将第1电极21a及第2电极21b统称为“电极21a、21b”。此外,有时将短板201的第1接触件201a及第2接触件201b统称为“接触件201a、201b”。此外,有时将第1凸轮构件20a和第2凸轮构件20b统称为“凸轮构件20a、20b”。
图3A~3E为表示ON/OFF传感器2_1~2_n的具体结构的一例的图。此处图示的是设定n=5的情况。
此处,图3A及图3B分别为示意性地表示阀轴200到达全闭位置Pc、位置Pa(阀开度:20%)、位置Pm(阀开度:50%)、位置Pb(阀开度:70%)、全开位置Po(阀开度:100%)中的任一位置的状态下的ON/OFF传感器2_1~2_n的结构的俯视图及截面图。此外,图3C及图3D分别为示意性地表示阀轴200未到达上述任一规定位置时的ON/OFF传感器2_1~2_n的结构的俯视图及截面图。此外,图3E为示意性地表示ON/OFF传感器2_1~2_n的结构的侧视图。
在该例中,各ON/OFF传感器2_i(1≤i≤n)可以像图3A~3E所示那样通过在设置于阀轴200周围的印刷基板20上配置电阻R和电极21a、21b并在阀轴200上设置短板201来实现。
具体而言,在印刷基板20的第1主面20a上形成第1电极21a,而且在第1电极21a与供给电源电压的电源线Vcc之间连接电阻R。此外,在印刷基板20的第2主面20b上形成第2电极21b,而且将第2电极21b连接至供给接地电压的接地线GND。分别形成于印刷基板20的两个主面20a、20b的多个电极21a、21b沿以阀轴200的轴为中心的圆周C1配置。此处,电阻R例如配置在印刷基板20的第1主面20a即可。此外,电源线Vcc例如形成于印刷基板20的第1主面20a即可,接地线GND例如形成于印刷基板20的第2主面20b即可。
在印刷基板20的第1主面20a配置包含作为后文叙述的位置算出部3、操作量算出部4及修正部10而发挥功能的微控制器或CPU等程序处理装置的IC芯片30和存储用存储器等。此处,上述的电阻R与电极21a相连接的节点na连接至IC芯片30的任一输入端子。
阀轴200插通在印刷基板20上设置的通孔20c中。阀轴200的轴线与印刷基板20的主面20a、20b相互正交。在阀轴200的外周面接合有短板201。
如图3B、3D所示,短板201例如形成为侧视“匚”字形。关于短板201,例如对由黄铜、不锈钢等金属构成的长条状的板构件进行弯折加工而形成为侧视“匚”字形即可。通过利用螺钉等将这种短板201固定在阀轴200的侧面,该短板201提供一端固定在阀轴200上并沿该阀轴200的径向延伸的第1接触件201a和与该第1接触件201a电性连接、一端固定在阀轴200上并沿该阀轴200的径向延伸的第2接触件201b。第1接触件201a和第2接触件201b都是能弹性变形的板状的构件。印刷基板20配置在这一对接触件201a、201b之间。在该状态下,这些接触件201a、201b的接点201a'、201b'分别被朝印刷基板20的表面和背面的2个主面20a、20b的方向施力。因而,固定在阀轴200上的短板201在相对的一对接触件201a、201b将印刷基板20夹住的状态下与阀轴200一起旋转。
在阀轴200到达全闭位置Pc、阀开度为20%的位置Pa、阀开度为50%的位置Pm、阀开度为70%的位置Pb以及全开位置Po中的任一位置时,短板201的接触件201a、201b与配置在对应于这些规定位置的位置的电极21a、21b接触。例如,如图3A所示,在阀轴200旋转、短板201到达ON/OFF传感器2_3的位置时,短板201的接点201a'与ON/OFF传感器2_3的电极21a接触,而且短板201的接点201b'与ON/OFF传感器2_3的电极21b接触。此时,形成从电源线Vcc经由电阻R、电极21a、短板201及电极21b到达接地线GND的电流路径,节点na的电位变为0V(接地电位)。
另一方面,如图3C所示,在短板201处于ON/OFF传感器2_1与ON/OFF传感器2_2之间也就是阀轴200不在中间位置时,短板201的接点201a'、201b'成为不接触任一ON/OFF传感器2_1~2_5的电极21a、21b的状态。由此,各ON/OFF传感器2_1~2_5的节点na的电位变为Vcc(电源电压)。
如此,将各ON/OFF传感器2_1~2_5的节点na的电压变化以检测信号的形式输入至IC芯片30,由此,可以检测阀轴200已到达旋转方向上的规定位置这一情况。因而,一端连接到电源线Vcc的电阻R、连接到该电阻R的另一端的电极21a、以及连接到接地线GND的电极21b构成当短板201的接触件201a、201b的另一端侧的一部分分别接触多个电极21a、21b中的一个时输出检测信号Pi的检测电路。
进而,在本实施方式中,ON/OFF传感器具备配置在印刷基板20的第1主面20a上的凸轮构件24a和配置在第2主面20b上的凸轮构件24b。如图3A及图3C所示,这些凸轮构件24a、24b分别在印刷基板20的2个主面20a、20b上沿以阀轴200的轴线为中心的圆周C2配置。
凸轮构件24a、24b由塑料等材料构成,分别具有随着沿圆周C2接近主面上的与规定的中间位置相对应的位置也就是配置有电极21a、21b的位置而距主面的高度降低的形状。2个主面20a、20b各方上相邻的2个凸轮构件的相互对置的端部相互分开。
要利用粘接剂将这些凸轮构件24a、24b固定至印刷基板20,使用粘接剂和螺钉即可。再者,也可在未图示的树脂盒等结构物上形成凸轮构件24a、24b来代替在印刷基板20上安装凸轮构件24a、24b。
图3D为说明阀轴200不在规定位置也就是图2所示的全闭位置Pc、位置Pa、位置Pm、位置Pb及全开位置Po中的任一位置时的不连续的绝对位置传感器的样子的图。如图3D所示,在阀轴200不在任一规定位置时,短板201的接触件201a、201b与分别设置在印刷基板20的两主面20a、20b上的凸轮构件24a、24b接触,接触件201a、201b的另一端侧朝离开印刷基板20的两主面20a、20b的方向移动。因而,在该情况下,接触件201a、201b的接点201a'、201b'与印刷基板20的主面20a、20b不接触。
相对于此,在阀轴200处于任一规定位置时,如图3B所示,短板201的接触件201a、201b接触电极21a、21b。
接着,对位置算出部3、操作量算出部4及操作部5进行说明。
位置算出部3为算出阀轴200的绝对位置的功能部。位置算出部3根据从输出ON/OFF传感器2_1~2_n的检测信号P1~Pn起的、由相对位置传感器1检测到的机械性位移Md的累计值和表示与输出了该检测信号P1~Pn的ON/OFF传感器2_1~2_n相对应的位置的基准值AP来算出操作对象轴的旋转方向的绝对位置。
再者,基准值AP例如是以角度(°)形式表示与ON/OFF传感器2_1~2_n相对应的位置的数值数据,该数值数据预先存储在设置于基板20上的存储器(或者IC芯片30内的存储器)中。
位置算出部3例如可以通过微控制器或CPU等程序处理装置的程序处理来实现。在上述例子的情况下,是通过印刷基板20上载置的IC芯片30来实现。
更具体而言,位置算出部3包含基准值更新部32、相对位置信息获取部31及位置决定部33。
基准值更新部32是在从ON/OFF传感器2_1~2_n输出了检测信号P1~Pn的情况下更新基准值AP并输出重置信号RST的功能部。
此处,基准值AP是表示可旋转范围SR内的绝对位置的值,成为算出阀轴200的旋转方向的绝对位置时的基准。
具体而言,每当ON/OFF传感器2_1~2_n输出检测信号P1~Pn时,基准值更新部32便将基准值AP设定为表示与输出了该检测信号的ON/OFF传感器2_1~2_n相对应的位置的值。例如,在图2的例子的情况下,首先,在阀轴200旋转而到达阀开度为20%的位置Pa、ON/OFF传感器2_2输出了检测信号P2的情况下,基准值更新部32将基准值AP设定为表示与ON/OFF传感器2_2相对应的位置Pa的值。其后,在阀轴200进一步旋转而到达阀开度为50%的位置Pm、ON/OFF传感器2_3输出了检测信号P3的情况下,基准值更新部32将基准值AP从表示位置Pa的值变更为表示与ON/OFF传感器2_3相对应的位置Pm的值。
相对位置信息获取部31是获取由相对位置传感器1检测到的阀轴200的旋转方向的机械性位移Md,并算出该机械性位移Md的累计值RP的功能部。例如,相对位置信息获取部31对从作为相对位置传感器1的增量型旋转编码器输出的脉冲进行计数,并算出该脉冲数的累计值RP。
此外,在从基准值更新部32输出了重置信号RST的情况下,相对位置信息获取部31将此前计数得到的脉冲数的累计值RP重置。重置后,相对位置信息获取部31重新开始脉冲的计数动作。
即,每当从ON/OFF传感器2_1~2_n中的任一方输出检测信号时,相对位置信息获取部31便将累计值RP重置。因而,由相对位置信息获取部31算出的累计值RP是从上一次更新基准值AP起到下一次更新基准值AP为止从旋转编码器输出的脉冲数的累积值。
位置决定部33将由基准值更新部32生成的基准值AP与基于由相对位置信息获取部31算出的脉冲数的累计值RP的阀轴200的旋转方向的机械性位移量相加,算出可旋转范围SR内的阀轴200的绝对位置。位置决定部33将算出的阀轴200的绝对位置换算为阀开度,并输出换算得到的值作为实际开度PV。
操作量算出部4是根据作为阀轴200的旋转方向的目标位置的阀开度的目标值SP和由位置算出部3算出的实际开度PV来算出阀轴200的操作量的功能部。与位置算出部3一样,操作量算出部4例如可以通过微控制器或CPU等程序处理装置的程序处理来实现。在上述例子的情况下,是通过印刷基板20上载置的IC芯片30来实现。
具体而言,操作量算出部4包含目标值获取部41、偏差算出部42及操作量决定部43。
目标值获取部41是获取例如从阀门控制系统中的上位装置(未图示)给出的阀开度的目标值SP的功能部。目标值SP从外部控制器通过通信或者例如4-20mA的模拟信号来设定。
偏差算出部42是算出由目标值获取部41获取到的阀开度的目标值SP与由位置算出部3算出的实际开度PV的偏差ΔP的功能部。
操作量决定部43根据由偏差算出部42算出的偏差ΔP来算出阀轴200到达基于目标值SP的旋转方向的目标位置所需的操作量MV。
操作部5是根据由操作量算出部4算出的操作量MV在可旋转范围SR内操作阀轴200的功能部。具体而言,操作部5包含电动马达52、电动马达驱动部51及减速器53。
电动马达52是产生操作阀轴200用的旋转力的零件。作为电动马达52,可以例示无刷马达、步进马达、同步马达等。
电动马达驱动部51是驱动电动马达52的功能部。具体而言,电动马达驱动部51将与由操作量算出部4算出的操作量MV相应的电流(或电压)施加至电动马达52,由此使电动马达52的输出轴旋转。
减速器53是将由电动马达52产生的旋转力减速而传递至阀轴200的动力传递机构。例如,减速器53由正齿轮机构等各种齿轮机构构成。减速器53的输出轴连结至阀轴200,由此,可以利用以规定减速比将电动马达52的旋转力减速得到的旋转力来使阀轴200旋转。
接着,对修正部10进行说明。该修正部10为如下功能部:在产生了对由位置算出部3算出的阀轴200的绝对位置带来变化的因素、具体为构成ON/OFF传感器2_1~2_n的要素的磨损造成的经时形状变化、尤其是凸轮构件24a、24b的磨损造成的经时形状变化等因素的情况下,通过“修正动作模式中的动作原理”当中详细叙述的方法对算出阀轴200的绝对位置时使用的基准值AP进行修正,由此纠正所述变化。
修正部10主要由操作指示部11、位置检测部12、位置信息保存部13、检测位置变化量算出部14及基准值修正量算出部15等功能部构成,例如以运算程序的形式编入到基板20上设置的存储器(或者IC芯片30内的存储器)中。
操作指示部11为如下功能部:例如在电源接通后自动执行、或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式(修正模式的详情将于后文叙述)中,给出使位于第1位置与第2位置之间的阀轴200(调节阀)在中间位置也就是全闭位置Pc、阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm、阀开度70%位置Pb以及全开位置Po中的至少1个位置(以下称为“特定中间位置Pα”)与基准位置Pst(基准位置将在“修正动作模式中的动作原理”中详细叙述)之间旋转或停止的指示。操作指示部11向操作部5输出使阀轴200旋转的指示信号SS10,而且,在接收到从后文叙述的位置检测部12输出的旋转停止的指示信号SS16时,向操作部5输出使阀轴200的旋转停止的指示信号SS10-2。
位置检测部12是检测根据来自所述操作指示部11的指示命令进行旋转的阀轴200的位置的功能部。位置检测部12例如为接收来自ON/OFF传感器2_1~2_n的检测信号(以下称为“修正用检测信号SS11”,以与正常动作模式中的检测信号相区分)、以该接收的开始或者接收的结束为触发来检测修正时的特定中间位置Pα的功能部。再者,特定中间位置Pα的检测将在“修正动作模式中的动作原理”中详细叙述。与特定中间位置Pα的检测相关的信息SS13从位置检测部12发送至检测位置变化量算出部14。
此外,位置检测部12例如接收从配设于基准位置Pst的基准位置ON/OFF传感器(基准位置ON/OFF传感器12a、12b。详情将于后文叙述)输出的基准位置检测信号SS14,由此检测阀轴200处于基准位置Pst这一情况,并将该检测信息SS15发送至检测位置变化量算出部14。
进而,当位置检测部12检测到特定中间位置Pα及基准位置Pst时,将使阀轴200的旋转停止的指示信号SS16输出至操作指示部11。
位置信息保存部13为如下功能部:存储与在特定中间位置Pα与基准位置Pst之间旋转的阀轴200的位移量(以下称为“旋转区间位移量Lα”)的初始值(以下称为“旋转区间初始位移量Lαref”,以与修正时的“旋转区间位移量Lα”相区分)以及与旋转区间初始位移量Lαref相对应的阀轴200的旋转角度(以下称为“初始旋转角度θαref”)相关的信息(以下称为“与特定中间位置Pα相关的初始信息”)。此外,位置信息保存部13还存储在第1位置与第2位置之间旋转的阀轴200的位移量(以下称为“可旋转区间位移量Lsp”)及旋转角(以下称为“最大旋转角θsp”)等信息(以下称为“基本信息”)。
初始信息及基本信息例如存储在基板20上(或IC芯片30内)设置的非易失性存储器中。
此处,所述初始及初始值意指刚制造出本实施方式的旋转控制装置100之后、在工厂的成品检查工序等当中通过后文在“旋转区间位移量Lα的初始值的测量方法”中叙述的规定方法来测量旋转区间位移量Lα的时间点及其测量值。
检测位置变化量算出部14是通过“修正模式的动作原理”当中详细叙述的方法来测量修正时的旋转区间位移量Lα、根据该旋转区间位移量Lα和位置信息保存部13中存放的旋转区间初始位移量Lαref来测定相当于它们的差分的经时变化量ΔLα的功能部。
此处,旋转区间位移量Lα及旋转区间初始位移量Lαref都是以由相对位置传感器1检测的机械性位移的累计值、更具体为从构成相对位置传感器1的增量型旋转编码器每隔一定旋转角输出的脉冲数的累计值的形式加以测量(以下,将与旋转区间位移量Lα相对应的累计值称为“旋转区间累计值PCα”,将与旋转区间初始位移量Lαref相对应的累计值称为“旋转区间初始累计值PCαref”)。
此外,作为所述基本信息的可旋转区间位移量Lsp也以由相对位置传感器1检测的机械性位移的累计值(以下称为“可旋转区间累计值PCsp”)的形式加以测量。
检测位置变化量算出部14接收位置检测部12输出的检测信号SS13及检测信号SS15,而且从相对位置传感器1接收与机械性位移Md相关的信息。检测位置变化量算出部14根据这些接收信息来测量旋转区间累计值PCα。进一步地,检测位置变化量算出部14接收与位置信息保存部13中存放的、与旋转区间初始位移量Lαref相对应的旋转区间初始累计值PCαref相关的信息SS17,根据该旋转区间初始累计值PCαref与旋转区间累计值PCα的差分来测定经时累计变化量ΔPCα。
基准值修正量算出部15是根据检测位置的经时累计变化量ΔPCα和阀轴200的最大旋转角θsp以及相当于与该旋转角相对应的旋转区间位移量Lsp的可旋转区间累计值PCsp来算出对基准值AP的修正量Δθ的功能部。
基准值修正量算出部15从检测位置变化量算出部14接收与检测位置的经时变化量ΔLα及经时累计变化量ΔPCα相关的信息SS18,此外,从位置信息保存部13接收与初始时的阀轴200的最大旋转角θsp和与该旋转角相对应的旋转区间位移量Lsp(可旋转区间累计值PCsp)相关的信息SS19。
此外,如前文所述,本实施方式的旋转控制装置100具备基准位置ON/OFF传感器(基准位置ON/OFF传感器12a、12b)作为检测成为测量旋转区间位移量Lα时的起点或终点的基准位置Pst用的传感器。
与ON/OFF传感器2_1~2_n一样,该基准位置ON/OFF传感器为可以输出表示阀轴200在旋转方向上已到达特定位置这一情况的电信号的零件即可,例如由限位开关、光断续器及霍尔元件构成。此处,上述电信号为表示阀轴200在旋转方向上已到达特定位置这一情况的信号即可,例如为导通/断开信号(表示状态的信号,例如数字信号)。基准位置ON/OFF传感器构成为当阀轴200到达基准位置Pst时输出基准位置到达信号Q。
本实施方式是在形成阀轴200的可旋转范围的端点的第1位置及第2位置设置第1基准位置Pst1及第2基准位置Pst2。因此,在阀轴200到达第1基准位置Pst1时输出第1基准位置到达信号Q1的第1基准位置ON/OFF传感器12a配设在第1位置,在阀轴200到达第2基准位置Pst2时输出第2基准位置到达信号Q2的第2基准位置ON/OFF传感器12b配设在第2位置。
再者,在本实施方式中,第1位置由全闭位置Pc构成,第2位置由全开位置Po构成。因此,第1基准位置Pst1与全闭位置Pc处于相同位置,第2基准位置Pst2与全开位置Po处于相同位置。因而,只要结构上可能,也能以ON/OFF传感器2_1代替全闭位置Pc侧基准位置ON/OFF传感器12a、以ON/OFF传感器2_5代替全开位置Po侧基准位置ON/OFF传感器12b。
此时,为了避免全闭位置Pc及全开位置Po的检测位置发生经时变化,例如较理想为在检测这些位置的ON/OFF传感器2_1及2_5附近配设有以机械方式限制阀轴200的旋转的要素(例如挡块W)。在设想因ON/OFF传感器2_1、2_5配备的电极21a、21b及凸轮构件24a、24b等的经时形状变化而导致全闭位置Pc及全开位置Po的检测位置发生经时变化的情况下,较理想为在没有经时形状变化的部位另行配设基准位置ON/OFF传感器12a、12b而不是以ON/OFF传感器2_1、2_n来代替。
《旋转控制装置100中的正常动作模式的动作原理》
接下来,一边参考图1至图5,一边对由所述构成形成的本实施方式的旋转控制装置100的动作形态中的正常动作模式的动作原理的一例进行说明。
首先,对旋转控制装置100的原点复位的动作进行说明。
图4为表示实施方式1的旋转控制装置100的原点复位动作模式中的动作的流程的图。
此处,以在旋转控制装置100的电源接通的时间点阀轴200已到达阀开度为80%的位置的情况为例进行说明。
在对旋转控制装置100接通了电源的情况下,旋转控制装置100以进行相对位置传感器的原点复位的处理的原点复位动作模式开始动作。在原点复位动作模式中,旋转控制装置100朝关闭调节阀的方向驱动电动马达52(S11)。具体而言,电动马达驱动部51根据由操作量决定部43以阀开度变为0%的方式算出的操作量MV来驱动电动马达52。
接着,旋转控制装置100判定是否从ON/OFF传感器2_1~2_n输出了检测信号(S12)。在步骤S12中从ON/OFF传感器2_1~2_n未输出检测信号的情况下,旋转控制装置100继续以阀开度变为0%的方式驱动电动马达52。
另一方面,在步骤S12中从ON/OFF传感器2_1~2_n输出了检测信号的情况下,旋转控制装置100将与输出了检测信号的ON/OFF传感器2_1~2_n相对应的位置作为算出阀轴200的绝对位置时的基准值AP(初始点)(S13)。
例如,在图2的例子的情况下,在步骤S11中阀轴200从阀开度为80%的位置朝变为0%的方向旋转、其后阀轴200到达阀开度为70%的位置Pb时,从ON/OFF传感器2_4输出检测信号P4。此时,位置算出部3中的基准值更新部32将表示与输出了检测信号P4的ON/OFF传感器2_4相对应的位置Pb的值设定为基准值AP,而且输出重置信号RST。
收到来自基准值更新部32的重置信号RST的相对位置信息获取部31将此前计数得到的脉冲数的累计值RP重置(S14)。
通过以上操作,原点复位的处理完成,旋转控制装置100从原点复位动作模式转移至正常动作模式。
接着,对原点复位后的正常动作模式中的旋转控制装置100的动作进行说明。
图5为表示实施方式1的旋转控制装置的正常动作模式中的动作的流程的流程图。
当原点复位动作模式结束时,旋转控制装置100转移至正常动作模式。在正常动作模式中,旋转控制装置100待机直至从上位装置指示阀开度的目标值SP的变更为止(S20)。在指示了阀开度的目标值SP的变更的情况下,旋转控制装置100的偏差算出部42判定基于由位置算出部3算出的阀轴200的绝对位置的实际开度PV是否大于从上位装置指示的目标值SP(S21)。
在步骤S21中实际开度PV大于目标值SP的情况下,旋转控制装置100朝关闭调节阀的方向驱动电动马达52(S22a)。具体而言,操作量决定部43根据由偏差算出部42算出的偏差ΔP、以阀开度变为目标值SP的方式算出操作量MV,电动马达驱动部51根据该操作量MV来驱动电动马达52。
另一方面,在步骤S21中实际开度PV小于目标值SP的情况下,旋转控制装置100朝打开调节阀的方向驱动电动马达52(S22b)。具体而言,操作量决定部43根据由偏差算出部42算出的偏差ΔP、以阀开度变为目标值SP的方式算出操作量MV,电动马达驱动部51根据该操作量MV来驱动电动马达52。
在步骤S22a或步骤S22b之后,旋转控制装置100判定是否从ON/OFF传感器2_1~2_n之一输出了检测信号(S23)。
在步骤S23中,未从ON/OFF传感器2_1~2_n输出检测信号的情况下,旋转控制装置100根据之前由基准值更新部32设定的基准值AP和基于由相对位置信息获取部31算出的来自相对位置传感器1的输出脉冲数的累计值RP的阀轴200的机械性位移量来算出实际开度PV(阀轴200的绝对位置)(S26)。
例如,在上述的原点复位的处理(步骤S11~S14)之后一次也未从ON/OFF传感器2_1~2_n输出检测信号的情况下,对原点复位动作模式的步骤S13中设定的基准值AP(上述例子的情况下是阀开度为70%的位置)加上基于由相对位置信息获取部31算出的累计值RP的阀轴200的机械性位移量,由此算出实际开度PV。
另一方面,在步骤S23中从ON/OFF传感器2_1~2_n输出了检测信号的情况下,旋转控制装置100更新基准值AP(S24)。具体而言,基准值更新部32将与输出了检测信号的ON/OFF传感器2_1~2_n相对应的位置设定为新的基准值AP。例如,在上述的原点复位动作模式中,在基准值AP被设定为表示位置Pb(阀开度:70%)的值之后不久的步骤S23中从ON/OFF传感器2_3输出了检测信号P3的情况下,基准值更新部32将基准值AP从表示位置Pb(阀开度:70%)的值变更为表示位置Pm(阀开度:50%)的值。此时,基准值更新部32还输出重置信号RST。
收到来自基准值更新部32的重置信号RST的相对位置信息获取部31将此前计数得到的相对位置传感器1的输出脉冲数的累计值RP重置(S25)。
接着,旋转控制装置100根据步骤S24中由基准值更新部32设定的基准值AP和步骤S25中进行了重置后由相对位置信息获取部31计数得到的累计值RP来算出实际开度PV(阀轴200的绝对位置)(S26)。例如,在步骤S24中基准值AP变更成表示位置Pm(阀开度:50%)的值的情况下,对该基准值AP加上基于步骤S25之后由相对位置信息获取部31计数得到的累计值RP的阀轴200的机械性位移量,由此算出阀轴200的绝对位置,根据该位置算出实际开度PV。
接着,旋转控制装置100判定步骤S26中算出的实际开度PV是否与目标值SP一致(S27)。
在步骤S27中实际开度PV与目标值SP不一致的情况下,返回至步骤S21,旋转控制装置100再次进行上述处理(S21~S26)。另一方面,在步骤S27中实际开度PV与目标值SP一致的情况下,旋转控制装置100结束将阀开度设定为目标值的一系列处理。
《旋转控制装置100中的修正模式的原理》
接着,一边参考图6至图23,一边对由所述构成形成的本实施方式的旋转控制装置100的动作形态当中例如在电源接通后自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式的动作原理进行说明。
<修正模式的动作原理的概要>
首先,对给阀轴200的绝对位置带来变化的主要原因进行说明。
基板20以及设置于该基板20上的电极21a、21b和凸轮构件24a、24b等构成ON/OFF传感器2_1~2_n的要素在旋转控制装置100工作的期间内与经由短板201接合至阀轴200的接触件201a、201b相滑动,因此,会与使用时间、频次成比例地发生磨损。这些构成要素的磨损造成的经时形状变化、尤其是凸轮构件24a、24b的磨损造成的经时形状变化会使接触件201a、201b与电极21a、21b的接触形态变样,结果,会使由ON/OFF传感器2_1~2_n检测的操作对象轴(200)的位置、换句话说就是从ON/OFF传感器2_1~2_n输出检测信号P1~Pn时的阀轴200的旋转位置发生经时变化。因此,要准确地检测阀轴200的位置,需要使表示根据检测信号P1~Pn加以检测的中间位置也就是全闭位置Pc、阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm、阀开度70%位置Pb以及全开位置Po的基准值AP也根据经时变化而变化。不过,在ON/OFF传感器2_1~2_n作为不连续的绝对位置传感器的发挥功能的旋转控制装置100中,表示由ON/OFF传感器2_1~2_n检测的全闭位置Pc、位置Pa、位置Pm、位置Pb及全开位置Po的各基准值AP在正常动作模式中是固定的。因此,输出检测信号P1~Pn时的阀轴200的旋转位置与根据固定的基准值AP算出的阀轴200的绝对旋转位置会产生偏差。
在本实施方式中,在输出检测信号P1~Pn的时间点上的阀轴200的旋转位置的经时变化为由ON/OFF传感器2_1~2_n检测的特定中间位置Pα的检测位置的经时变化这一理解的基础上进行修正。此处,将特定中间位置Pα的检测位置的经时变化视为在特定中间位置Pα与基准位置Pst之间旋转的阀轴200(更详细为与阀轴200接合的短板201上设置的接触件201a、201b)的旋转区间位移量Lα的经时变化量ΔLα,在初始时和修正时测量该变化量。继而,使用根据修正时的旋转区间位移量Lα(以下简称为“旋转区间位移量Lα”)与初始时的旋转区间位移量Lα(以下称为“旋转区间初始位移量Lαref”)的差分求出的经时变化量ΔLα来算出表示中间位置(此处所说的所谓中间位置,意指包括特定中间位置Pα在内的所有中间位置)的基准值AP的修正量ΔAP。
如前文所述,阀轴200的旋转区间位移量Lα以阀轴200在基准位置Pst与特定中间位置Pα之间旋转的期间内相对位置传感器1检测的机械性位移Md、更具体为从构成相对位置传感器1的增量型旋转编码器每隔一定旋转角输出的脉冲数的累计值的形式定量地加以测量。阀轴200的旋转区间位移量Lα的经时变化量ΔLα以初始时测量出的旋转区间初始累计值PCαref与修正时测量出的旋转区间累计值PCα的差分即经时累计变化量ΔPCα的形式定量地加以测定。
如前文所述,基准位置Pst是成为测量旋转区间位移量Lα时的起点或终点的位置,可以根据需要设置多个。此外,基准位置Pst中的至少1个较理想为设置在不带经时变化的位置,例如以机械方式限制阀轴200的旋转、形成阀轴200的旋转范围的端点的位置即第1位置及第2位置中的任一位置。
在本实施方式中,是在配设全闭位置Pc的第1位置设置第1基准位置Pst1,在配设全开位置Po的第2位置设置第2基准位置Pst2。因此,在初始时(也就是构成ON/OFF传感器2的各要素没有经时形状变化时)中,第1基准位置Pst1与全闭位置Pc以及第2基准位置Pst2与全开位置Po分别设置在同一位置。
如前文所述,特定中间位置Pα是根据从ON/OFF传感器2_1~2_n输出的检测信号P1~Pn加以检测的不连续的绝对位置n中的至少1个,也就是全闭位置Pc、阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm、阀开度70%位置Pb以及全开位置Po中的1个或2个或3个或4个或全部,通过基准值AP例如以角度(°)的形式定量地加以表示。
特定中间位置Pα的检测通过以下所示的方法来执行。
即,当操作指示部11的旋转指示使得接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b(更详细为配设在接触件201a、201b的顶端部的接点201a'、201b')旋转到到达特定中间位置Pα的位置、也就是与设置在特定中间位置Pα的ON/OFF传感器2_α的电极21a、21b接触的位置时,位置检测部12接收从ON/OFF传感器2_α输出的修正用检测信号SS11。此处,为了以高精度(高分辨率)检测中间位置,较理想为以在接触件201a、201b与电极21a、21b相接触的期间内不通过相对位置传感器1来检测机械性位移Md的方式设计ON/OFF传感器2_1~2_n(更详细为构成ON/OFF传感器2_1~2_n的电极21a、21b和凸轮构件24a、24b等)。但是,例如即便如此设计,ON/OFF传感器2_1~2_n的构成要素尤其是凸轮构件24a、24b的磨损也会导致接触件201a、201b与电极21a、21b的接触范围扩大。当接触范围扩大到比由相对位置传感器1检测的机械性位移Md大时,在接收修正用检测信号SS11的位置(以下称为“接收开始点”。该“接收开始点”相当于权利要求书记载的“第1修正用检测位置”)和该接收中断的位置(以下称为“接收结束点”。该“接收结束点”相当于权利要求书记载的“第2修正用检测位置”)上,由相对位置传感器1测量的旋转区间累计值PCα会不一样。即,根据ON/OFF传感器2_1~2_n输出的检测信号P1~Pn加以检测的特定中间位置Pα会被相对位置传感器1识别为2个位置。
本实施方式构成为,根据需要区分接收开始点与接收结束点,以这2个点中的至少1个为基点来分别测量与由该基点和基准位置Pst规定的旋转区间相对应的旋转区间累计值PCα。
再者,在以下的说明中,有时会根据需要将以接收开始点为基点时的旋转区间累计值PCα(旋转区间位移量Lα)称为第1旋转区间累计值PCα1(第1旋转区间位移量Lα1)、将以接收结束点为基点时的旋转区间累计值PCα(旋转区间位移量Lα)称为第2旋转区间累计值PCα2(第2旋转区间位移量Lα2)。此处,第1旋转区间位移量Lα1相当于权利要求书记载的“第1位移量”或“第3位移量”,第2旋转区间位移量Lα2相当于权利要求书记载的“第2位移量”或“第4位移量”。
通过区分接收开始点与接收结束点来检测特定中间位置Pα,ON/OFF传感器2_α的电极21a、21b和沿圆周C1连接的凸轮构件24a、24b的经时形状变化所引起的经时变化量ΔLα可以区分例如图8、图10、图12及图14所示那样的连接于电极21a、21b的闭方向侧端部(图8中的左侧端部)的部分的经时形状变化X1所引起的经时变化量ΔLα(以下,视需要将该经时变化量ΔLα称为“第1经时变化量ΔLα1、ΔLβ1或ΔLγ1”,将与其相对应的累计值称为“第1累计位移量ΔPCα1、ΔPCβ1或ΔPCγ1”)和例如图16、图18、图20及图22所示那样的连接于电极21a、21b的开方向侧端部(图8中的右侧端部)的部分的经时形状变化X2所引起的经时变化量ΔLα(以下,视需要将该经时变化量ΔLα称为“第2经时变化量ΔLα2”,将与其相对应的累计值称为“第2累计位移量ΔPCα2”)而单独对它们进行测定。再者,各图中的实线表示修正时的凸轮构件24的形状,虚线表示初始时的凸轮构件24的形状。
凸轮构件24a、24b的经时形状变化X1所引起的第1经时变化量ΔL1(经时变化量ΔLα1、ΔLβ1或ΔLγ1)更具体为第1经时累计变化量ΔPC1(第1经时累计变化量ΔPCα1、ΔPCβ1或ΔPCγ1)的测定例如通过后文叙述的第1方法(参考图8)、第2方法(参考图10)、第3方法(参考图12)及第4方法(参考图14)来执行。
即,要在使阀轴200朝表示绝对旋转位置的值增加的开方向旋转的情况下测量凸轮构件24a、24b的经时形状变化X1所引起的第1旋转区间位移量L1(第1旋转区间累计值PC1)并使用它来测定特定中间位置Pα或Pγ的第1经时变化量ΔL1(第1经时累计变化量ΔPC1),是通过图10所示的第2方法或者图14所示的第4方法、以所述接收开始点为基点来检测特定中间位置Pα或Pγ。
相对于此,要在使阀轴200朝所述闭方向旋转的情况下测量凸轮构件24a、24b的经时形状变化X1所引起的第1旋转区间位移量L1(第1旋转区间累计值PC1)并使用它来测定特定中间位置Pα或Pβ的第1经时变化量ΔL1(第1经时累计变化量ΔPC1),是通过图8所示的第1方法或者图12所示的第3方法、以所述接收结束点为基点来检测特定中间位置Pα或Pβ。
另一方面,凸轮构件24a、24b的经时形状变化X2所引起的第2经时变化量ΔL2(第2经时累计变化量ΔPC2)的测定例如通过后文叙述的第5方法(参考图16)、第6方法(参考图18)、第7方法(参考图20)及第8方法(参考图22)来执行。
即,要在使阀轴200朝开方向旋转的情况下测量凸轮构件24a、24b的经时形状变化X2所引起的第2旋转区间位移量L2(第2旋转区间累计值PC2)并使用它来测定特定中间位置Pα或Pγ的第2经时变化量ΔL2(第2经时累计变化量ΔPC2),是通过图18所示的第6方法或者图22所示的第8方法、以所述接收终点为基点来检测特定中间位置Pα或Pγ。
相对于此,要在使阀轴200朝所述闭方向旋转的情况下测量凸轮构件24a、24b的经时形状变化X2所引起的第2旋转区间位移量L2(第2旋转区间累计值PC2)并使用它来测定特定中间位置Pα或Pβ的第2经时变化量ΔL2(第2经时累计变化量ΔPC2),是通过图16所示的第5方法或者图20所示的第7方法、以所述接收开始点为基点来检测特定中间位置Pα或Pβ。
<与特定中间位置Pα相关的初始信息的测量>
接着,一边参考图6及图7,一边对与特定中间位置Pα相关的初始信息也就是初始时的、在特定中间位置Pα与基准位置Pst之间旋转的阀轴200的旋转区间初始位移量Lαref(旋转区间初始累计值PCαref)及初始旋转角度θαref的测量进行说明。
此处,所谓初始及初始值,如前文所述,意指刚制造出本实施方式的旋转控制装置100之后、例如在制造工厂的检查工序中进行测量的时间点及其测量值。此外,由附有尾标“ref”的符号表示的值包括前文叙述过的值在内都意指初始值。
初始信息的测量可使用制造工厂内配备的规定装置来实施,也可通过旋转控制装置100配备的各种功能部例如修正部10来实施。
初始信息的测量例如通过图6所示那样的形态来执行。
即,与所述正常动作模式的动作原理一样,对阀轴200在特定中间位置Pα与基准位置Pst之间旋转的期间内从构成相对位置传感器1的增量型旋转编码器输出的脉冲数进行累计,由此,以旋转区间初始累计值PCαref的形式测量旋转区间初始位移量Lαref。初始旋转角度θαref是通过对旋转区间初始累计值PCαref乘以每1脉冲的旋转角度来加以测量。
如前文所述,测量出的初始信息例如被存储至基板20上(或IC芯片30内)设置的非易失性存储器加以保存。
在本实施方式中,将所有中间位置也就是全闭位置Pc、阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm、阀开度70%位置Pb以及全开位置Po作为特定中间位置Pα(Pα1~Pα5)来进行各自的初始信息的测量。
初始信息的测量例如经由图7所示那样的步骤来执行。
首先,将阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)配置于第1基准位置Pst1(步骤PS1)。此时,从配设在第1基准位置Pst1的第1基准位置ON/OFF传感器12a输出第1基准位置检测信号Q1。
接着,以使阀轴200朝开方向(去往全开位置Po的方向)旋转的方式驱动电动马达52(步骤PS2)。
其后,根据有无检测到特定中间位置Pα也就是有无接收到从配设在该位置的ON/OFF传感器2_α输出的检测信号(以下称为检测信号Pn”,以与正常动作模式中的检测信号Pn(n=1~5)相区分)来判定旋转阀轴200(更详细为与旋转阀轴200接合的接触件201a、201b)是否已到达特定中间位置Pα(步骤PS3)。在检测到特定中间位置Pα的情况下,前进至后文叙述的步骤PS4,在未检测到特定中间位置Pα的情况下,返回至步骤PS2,重复步骤PS2及PS3直至接收到检测信号Pα”为止。
在将所有中间位置作为特定中间位置Pα的本实施方式中,在阀轴200到达距第1基准位置Pst1最近的中间位置即全闭位置Pc时,接收到从配设在该位置的ON/OFF传感器2_1输出的检测信号P1”,由此检测到全闭位置Pc,并前进至之后的步骤PS4。在未接收到检测信号P1”的情况下,返回至步骤PS2,重复步骤PS2及PS3直至接收到检测信号P1”为止。
再者,在以配设在全闭位置Pc的ON/OFF传感器2_1代替第1基准位置ON/OFF传感器12a的情况下,初始检测信号P1”与第1基准位置检测信号Q1为同一信号。
当通过接收检测信号Pα”来检测到特定中间位置Pα时,测量在第1基准位置Pst1与特定中间位置Pα之间旋转的阀轴200的旋转区间初始累计值PCαref及初始角度θαref。该测量值例如被存储至基板20上(或IC芯片30内)设置的非易失性存储器(步骤PS4)。
此处,在将所有中间位置作为特定中间位置Pα的本实施方式中,首先通过检测信号P1”的接收来检测与第1基准位置Pst1相邻的全闭位置Pc,测量在该全闭位置Pc与第1基准位置Pst1之间旋转的阀轴200的旋转区间初始累计值PCcref和初始角度θcref,将这些测量值存储至非易失性存储器。
再者,在本实施方式中,如前文所述,第1基准位置Pst1与初始时的全闭位置Pc处于相同位置。因此,全闭位置Pc上的旋转区间初始累计值PCcref及初始角度θcref均测量为零。
接着,根据有无接收到从配设在第2基准位置的第2基准位置ON/OFF传感器12b输出的第2基准位置检测信号Q2来判定阀轴200是否已到达全开位置Po侧的第2基准位置Pst2(步骤PS5)。
在未检测到第2基准位置时,返回至步骤PS2,重复步骤PS2至步骤PS4。
在将所有中间位置作为特定中间位置Pα的本实施方式中,依序检测阀轴200到达第2基准位置Pst2之前通过的所有中间位置也就是阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm、阀开度70%位置Pb以及全开位置Po,分别测量在这些中间位置与第1基准位置Pst1之间旋转的阀轴200的旋转区间初始累计值PCαref(旋转区间初始累计值PCaref、PCmref、PCbref及PCoref)及初始角度θcref(初始角度θaref、θmref、θbref及θoref),将这些测量值存储至非易失性存储器。
若接收到第2基准位置检测信号Q2而检测到阀轴200已到达第2基准位置Pst2,则上述一系列步骤结束。
再者,在接触件201a、201b与电极21a、21b的接触范围从装置制造时起便设定得比由相对位置传感器1检测的机械性位移Md大的情况下,从初始时便存在“接收开始点”和“接收结束点”作为检测特定中间位置Pα时的基点。
在该情况下,出于担保修正精度的观点,较理想为根据同一基点来测量旋转区间初始位移量Lαref(旋转区间初始累计值PCαref)和修正时的旋转区间位移量Lα(旋转区间累计值PCα)。
此外,在步骤PS1中,也可将阀轴200配置于全开位置Po侧的第2基准位置Pst2。在该情况下,在步骤PS2及步骤PS5中,以使阀轴200朝闭方向(去往全闭位置Pc的方向)旋转的方式驱动电动马达52。此外,重复步骤PS2至PS4直至接收到阀轴200到达全闭位置Pc侧的第1基准位置Pst1时输出的第1基准位置检测信号Q1为止。
<经时变化量ΔLα的测定方法>
接着,一边参考图8至图23,一边对修正时的旋转区间位移量Lα的测量以及旋转区间位移量Lα的经时变化量ΔLα的测定的方法进行说明。
〔第1方法〕
首先,对图8及图9所示的第1方法进行说明。
该第1方法如下:例如,如图8所示,在修正时,使处于设置在全闭位置Pc侧的第1位置的第1基准位置Pst1与设置在全开位置Po侧的第2位置的第2基准位置Pst2之间的任意位置(该任意位置也包括第2基准位置Pst2)的阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)朝去往第1基准位置Pst1的闭方向旋转,通过对由相对位置传感器1检测的机械性位移Md进行累计而以旋转区间累计值PCα的形式定量地测量这期间内检测的特定中间位置Pα与第1基准位置Pst1之间的旋转区间位移量Lα,根据该旋转区间累计值PCα与位置信息保存部13中存储/保存的旋转区间初始累计值PCαref的差分、以经时累计变化量ΔPCα的形式定量地测量特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα。
该第1方法例如在经过规定期间后接通电源时自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式中执行。
如前文所述,图8所示的第1方法是以第1经时累计变化量ΔPCα1的形式测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化当中尤其是与电极21a、21b的闭方向侧端部连接的部分的经时形状变化X1所引起的第1经时变化量ΔLα1用的方法,构成为在使阀轴200朝所述闭方向旋转的情况下以修正用检测信号SS11的接收结束点为基点来检测特定中间位置Pα而测量旋转区间位移量Lα(经时累计变化量PCα)。
再者,在以下的说明中,将第1方法作为测量第1经时变化量ΔLα1的上位概念即经时变化量ΔLα用的方法来进行说明。
第1方法例如经过图9所示的步骤CS1至CS7来执行。
即,当修正模式启动时,修正部10以使处于第1基准位置Pst1与第2基准位置Pst2之间的所述任意位置的阀轴200朝去往全闭位置Pc侧的第1基准位置Pst1的闭方向旋转的方式使电动马达52驱动(步骤CS1)。此时,修正部10通过操作指示部11向操作部5输出旋转指示命令信号SS10。
在阀轴200朝去往第1基准位置Pst1的闭方向旋转的期间内,修正部10通过位置检测部12检测配设在旋转开始位置与第1基准位置Pst1之间的特定中间位置Pα(步骤CS2)。如前文所述,该检测是以修正用检测信号SS11的接收结束点为基点来执行。
当通过位置检测部12检测到特定中间位置Pα时,从位置检测部12向检测位置变化量算出部14输出检测信号SS13,接收到该检测信号SS13的检测位置变化量算出部14开始旋转区间累计值PCα的累计(计数)(步骤CS3)。具体而言,与正常动作模式一样,开始从构成相对位置传感器1的增量型旋转编码器输出的脉冲数的累计(计数)。
进一步地,修正部10通过操作指示部11以使阀轴200朝第1基准位置Pst1旋转的方式使电动马达52驱动(步骤CS4)。此时,指示电动马达52的旋转的旋转指示命令信号SS10从操作指示部11输出至操作部5。
其后,修正部10根据有无接收到从配设在第1基准位置的第1基准位置ON/OFF传感器12a输出的第1基准位置检测信号Q1来判定阀轴200是否已到达第1基准位置Pst1也就是是否检测到第1基准位置Pst1(步骤CS5)。
当通过位置检测部12接收到第1基准位置检测信号Q1、由此检测到第1基准位置Pst1时,前进至后文叙述的步骤CS6。
另一方面,若通过位置检测部12未检测到第1基准位置Pst1,则返回至步骤CS4,重复步骤CS4至步骤CS5。此时,操作指示部11向操作部5继续输出使阀轴200朝闭方向旋转的旋转指示命令信号SS10。
当通过位置检测部12检测到第1基准位置Pst1时,检测位置变化量算出部14结束旋转区间累计值PCα的累计(计数),并测量旋转区间累计值PCα(步骤CS6)。如前文所述,该旋转区间累计值PCα是定量地表示修正时的旋转区间位移量Lα的测量值。
此外,位置检测部12将阀轴200的旋转停止的指示信号SS16输出至操作指示部11,接收到该旋转停止的指示信号SS16的操作指示部11向操作部5输出使阀轴200的旋转停止的指示信号SS10-2。
进一步地,检测位置变化量算出部14根据旋转区间累计值PCα和位置信息保存部13中存储/保存的旋转区间初始累计值PCαref来算出以这些值的差分的形式求出的检测位置的经时累计变化量ΔPCα(步骤CS7)。在旋转区间累计值PCα、旋转区间初始累计值PCαref以及检测位置的经时累计变化量ΔPCα之间,ΔPCα=PCαref-PCα这一关系式成立。
通过以上步骤,采用第1方法的旋转区间累计值PCα(修正时的特定中间位置Pα与第1基准位置Pst1之间的旋转区间位移量Lα的测量)以及特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα(特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα)的测定结束。
再者,在从所述任意位置起到达第1基准位置Pst1为止的期间内阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)通过多个中间位置的情况下,修正部10也可构成为将各中间位置作为特定中间位置Pα来适当执行步骤CS2至步骤CS7。
〔第2方法〕
接着,对图10及图11所示的第2方法进行说明。
第2方法如下:例如,如图10所示,使处于设置在全闭位置Pc侧的第1位置的第1基准位置Pst1与设置在全开位置Po侧的第2位置的第2基准位置Pst2之间的任意位置(该任意位置也包括第1基准位置Pst1)的阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)朝第2基准位置Pst2旋转(朝所述开方向旋转),通过对相对位置传感器1检测的机械性位移Md进行累计而以旋转区间累计值PCα的形式定量地测量这期间内检测的规定的中间位置Pα起到达第2基准位置Pst2为止的旋转区间位移量Lα,根据该旋转区间累计值PCα与位置信息保存部13中预先存储的旋转区间初始累计值PCαref的差分、以经时累计变化量ΔPCα的形式定量地测量特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα。
与第1方法一样,该第2方法例如在经过规定期间后接通电源时自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式中执行。
如前文所述,图10所示的第2方法是以第1经时累计变化量ΔPCα1的形式测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化当中尤其是与电极21a、21b的闭方向侧端部连接的部分的经时形状变化X1所引起的经时变化量ΔLα1用的方法,构成为在使阀轴200朝开方向旋转的情况下以修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来检测特定中间位置Pα而测量旋转区间位移量Lα(累计位移量PCα)。
再者,在以下的说明中,将第2方法作为测量第1经时变化量ΔLα1的上位概念即经时变化量ΔLα用的方法来进行说明。
第2方法例如经过图11所示的步骤来执行。
即,当修正模式启动时,修正部10以使处于第1基准位置Pst1与第2基准位置Pst2之间的所述任意位置的阀轴200朝第2基准位置Pst2旋转的方式使电动马达驱动(步骤CS10)。此时,修正部10通过操作指示部11向操作部5输出旋转指示命令信号SS10。
在阀轴200朝去往第2基准位置Pst2的开方向旋转的期间内,修正部10通过位置检测部12检测配设在旋转开始位置与第2基准位置Pst2之间的特定中间位置Pα(步骤CS11)。如前文所述,该检测是以修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来执行。
当通过位置检测部12检测到特定中间位置Pα时,与第1方法一样,从位置检测部12向检测位置变化量算出部14输出检测信号SS13,接收到该检测信号SS13的检测位置变化量算出部14开始旋转区间累计值PCα的累计(计数)(步骤CS12)。具体而言,与正常动作模式一样,开始从构成相对位置传感器1的增量型旋转编码器输出的脉冲数的累计(计数)。
进一步地,修正部10通过操作指示部11以使阀轴200朝第2基准位置Pst2旋转的方式使电动马达52驱动(步骤CS13)。此时,旋转指示命令信号SS10从操作指示部11输出至操作部5。
其后,修正部10根据有无接收到从配设在第2基准位置的第2基准位置ON/OFF传感器12b输出的第2基准位置检测信号Q2来判定阀轴200是否已到达第2基准位置Pst2也就是是否检测到第2基准位置Pst2(步骤CS14)。
当通过位置检测部12接收到第2基准位置检测信号Q2、由此检测到第2基准位置Pst2时,前进至后文叙述的步骤CS15。
另一方面,若通过位置检测部12未检测到第2基准位置Pst2,则返回至步骤CS13,重复步骤CS13至步骤CS14。此时,操作指示部11向操作部5继续输出使阀轴200朝开方向旋转的旋转指示命令信号SS10。
当通过位置检测部12检测到第2基准位置Pst2时,检测位置变化量算出部14结束旋转区间累计值PCα的累计(计数),并测量旋转区间累计值PCα(步骤CS15)。
此外,位置检测部12将阀轴200的旋转停止的指示信号SS16输出至操作指示部11,接收到该旋转停止的指示信号SS16的操作指示部11向操作部5输出使阀轴200的旋转停止的指示信号SS10-2。
进一步地,检测位置变化量算出部14根据旋转区间累计值PCα和位置信息保存部13中存储/保存的旋转区间初始累计值PCαref及可旋转区间累计值PCsp来算出检测位置的经时累计变化量ΔPCα(步骤CS16)。在旋转区间累计值PCα、旋转区间初始累计值PCαref、可旋转区间累计值PCsp以及检测位置的经时累计变化量ΔPCα之间,ΔPCα=PCsp-PCαref-PCα这一关系式成立。
通过以上步骤,采用第2方法的旋转区间累计值PCα(从修正时的特定中间位置Pα起到达第1基准位置Pst1为止的旋转区间位移量Lα)的测量以及特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα(特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα)的测定结束。
再者,在从所述任意位置起到达第1基准位置Pst1为止的期间内阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)通过多个中间位置的情况下,与第1方法一样,修正部10也可构成为将各中间位置作为特定中间位置Pα来适当执行步骤CS11至步骤CS16。
〔第3方法〕
接着,对图12及图13所示的第3方法进行说明。
第3方法如下:如图12所示,在使处于特定中间位置Pα的阀轴200(更详细为与阀轴200接合的短板201上设置的接触件201a、201b)朝去往第1基准位置Pst1的闭方向旋转的期间内检测不同于特定中间位置Pα的另一个特定中间位置Pβ,通过对由相对位置传感器1检测的机械性位移Md进行累计(对脉冲数进行计数)而以旋转区间累计值PCαβ的形式测量在特定中间位置Pα与特定中间位置Pβ之间旋转的阀轴200的位移量(以下称为“旋转区间位移量Lαβ”),根据该旋转区间累计值PCαβ、位置信息保存部13中存储/保存的旋转区间初始累计值PCαref及旋转区间初始累计值PCβref、以及通过第1方法或第2方法测定出的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα、以经时累计变化量ΔPCβ的形式定量地测量特定中间位置Pβ的经时变化量ΔLβ。
与第1方法或第2方法一样,该第3方法例如在经过规定期间后接通电源时自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式中执行。但是,第3方法是在例如通过第1方法或第2方法测定出经时累计变化量ΔPCα之后执行。
再者,上述特定中间位置Pβ是特定中间位置Pα以外的位置,而且是相较于特定中间位置Pα而言处于全闭位置Pc侧的全闭位置Pc、阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm及阀开度70%位置Pb中的至少1方。
与第1方法及第2方法一样,图12所示的第3方法是测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化X1所引起的第1经时变化量ΔL1(第1经时累计变化量ΔPC1)用的方法,构成为在使阀轴200朝所述闭方向旋转的情况下以修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来检测特定中间位置Pβ而测量经时位移量ΔLβ1(经时累计变化量ΔPCβ1)。
再者,在以下的说明中,将第3方法作为测量第1经时变化量ΔLβ1的上位概念即经时变化量ΔLβ用的方法来进行说明。
第3方法是在经过第1方法或第2方法之后通过经过例如图13所示的步骤来执行。
即,修正部10通过经过第1方法的步骤CS1至CS7或者第2方法的步骤CS10至CS16来检测特定中间位置Pα,并测定该特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα(步骤CS20)。
其后,修正部10以使阀轴200朝去往全闭位置Pc侧的第1基准位置Pst1的闭方向旋转的方式驱动电动马达52(步骤CS21)。此时,修正部10通过操作指示部11向操作部5输出旋转指示命令信号SS10。
修正部10在使电动马达52驱动的同时开始由相对位置传感器1检测的机械性位移Md的累计(计数)(步骤CS22)。由此,开始在特定中间位置Pα与相较于该特定中间位置Pα而言位于第1基准位置Pst1侧的特定中间位置Pβ之间旋转的阀轴200的旋转区间位移量Lαβ(旋转区间累计值PCαβ)的测定。
其后,修正部10通过位置检测部12判定是否检测到特定中间位置Pβ(步骤CS23)。
此处,如图12所示,与在使阀轴200朝所述闭方向旋转的情况下检测特定中间位置Pα的第1方法一样,特定中间位置Pβ的检测是以从ON/OFF传感器2_β输出的修正用检测信号SS11的接收结束点为基点来执行。
若通过位置检测部12未检测到特定中间位置Pβ,则返回至步骤CS21,重复步骤CS21至步骤CS23。具体而言,通过检测位置变化量算出部14继续所述累计(计数)直至检测到特定中间位置Pβ为止。
另一方面,当检测到特定中间位置Pβ时,位置检测部12将与该信息相关的检测信号SS13输出至检测位置变化量算出部14,接收到该检测信号SS13的检测位置变化量算出部14结束由相对位置传感器1检测的机械性位移Md的累计(脉冲数的计数),并测量与旋转区间位移量Lαβ相对应的旋转区间累计值PCαβ(步骤CS24)。
其后,修正部10通过检测位置变化量算出部14而根据步骤CS24中测量出的旋转区间累计值PCαβ、位置信息保存部13中存储/保存的特定中间位置Pα的旋转区间初始累计值PCαref及特定中间位置Pβ的旋转区间初始累计值PCβref、以及已测定的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα来测定特定中间位置Pβ的经时累计变化量ΔPCβ(步骤CS25)。此时,在旋转区间累计值PCαβ、旋转区间初始累计值PCαref、旋转区间初始累计值PCβref、经时累计变化量ΔPCα以及经时累计变化量ΔPCβ之间,ΔPCβ=(PCαβ+ΔPCα)-PCαβref(其中,PCαβref=PCαref-PCβref)这一关系式成立。
通过以上步骤,采用第3方法的特定中间位置Pβ的旋转区间累计值PCβ(从修正时的特定中间位置Pα起到达特定中间位置Pβ为止的旋转区间位移量Lαβ)的测量以及特定中间位置Pβ的经时累计变化量ΔPCβ(特定中间位置Pβ的经时变化量ΔLβ)的测定结束。
再者,在从特定中间位置Pα起到达第1基准位置Pst1为止的期间内阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)通过多个中间位置的情况下,与第1方法或第2方法一样,修正部10也可构成为将各中间位置作为特定中间位置Pβ来适当执行步骤CS21至步骤CS25。
〔第4方法〕
接着,对图14及图15所示的第4方法进行说明。
第4方法如下:如图14所示,在使处于特定中间位置Pα的轴200(更详细为与阀轴200接合的短板201上设置的接触件201a、201b)朝去往第2基准位置Pst2的开方向旋转的期间内检测不同于特定中间位置Pα的另一个特定中间位置Pγ,通过对由相对位置传感器1检测的机械性位移Md进行累计(对脉冲数进行计数)而以旋转区间累计值PCαγ的形式测量在特定中间位置Pα与特定中间位置Pγ之间旋转的阀轴200的位移量(以下称为“旋转区间位移量Lαγ”),根据该旋转区间累计值PCαγ、位置信息保存部13中预先存储的旋转区间初始累计值PCαref及旋转区间初始累计值PCγref、以及通过第1方法或第2方法测定出的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα、以经时累计变化量ΔPCγ的形式定量地测量特定中间位置Pγ的经时变化量ΔLγ。
与之前的方法一样,该第4方法例如在经过规定期间后接通电源时自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式中执行。但是,第4方法是在例如通过第1方法或第2方法测定出经时累计变化量ΔPCα之后执行。
再者,上述特定中间位置Pγ是特定中间位置Pα以外的位置,而且是相较于特定中间位置Pα而言处于全开位置Po侧的阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm、阀开度70%位置Pb以及全开位置Po中的至少1方。
与第1方法及第2方法一样,图14所示的第4方法是测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化X1所引起的第1经时变化量ΔL1(第1经时累计变化量ΔPC1)用的方法,构成为在使阀轴200朝所述开方向旋转的情况下以修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来检测特定中间位置Pγ而测量经时变化量ΔLγ1(经时累计变化量ΔPCγ1)。
再者,在以下的说明中,将第4方法作为测量第1经时变化量ΔLγ1的上位概念即经时变化量ΔLγ用的方法来进行说明。
第4方法是在经过第1方法或第2方法之后通过经过例如图15所示那样的步骤来执行。
即,修正部10通过经过第1方法的步骤CS1至CS7或者第2方法的步骤CS10至CS16来检测特定中间位置Pα,并测定该特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα(步骤CS30)。
其后,修正部10以使阀轴200朝去往全开位置Po侧的第2基准位置Pst2的开方向旋转的方式驱动电动马达52(步骤CS31)。此时,修正部10通过操作指示部11向操作部5输出旋转指示命令信号SS10。
修正部10在使电动马达52驱动的同时开始由相对位置传感器1检测的机械性位移Md的累计(计数)(步骤CS32)。由此,开始在特定中间位置Pα与相较于该特定中间位置Pα而言位于第2基准位置Pst2侧的特定中间位置Pγ之间旋转的阀轴200的旋转区间位移量Lαγ(旋转区间累计值PCαγ)的测定。
其后,修正部10通过位置检测部12判定是否检测到特定中间位置Pγ(步骤CS33)。
此处,如图14所示,与在使阀轴200朝所述开方向旋转的情况下检测特定中间位置Pα的第2方法一样,特定中间位置Pγ的检测是以从ON/OFF传感器2_γ输出的修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来执行。
若通过位置检测部12未检测到特定中间位置Pγ,则返回至步骤CS31,重复步骤CS31至步骤CS33。具体而言,通过检测位置变化量算出部14继续所述累计(计数)直至检测到特定中间位置Pγ为止。
另一方面,当检测到特定中间位置Pγ时,位置检测部12将与该信息相关的检测信号SS13输出至检测位置变化量算出部14,接收到该检测信号SS13的检测位置变化量算出部14结束由相对位置传感器1检测的机械性位移Md的累计(脉冲数的计数),并测量与旋转区间位移量Lαγ相对应的旋转区间累计值PCαγ(步骤CS34)。
其后,修正部10通过检测位置变化量算出部14而根据步骤CS34中测量出的特定中间位置Pα的旋转区间累计值PCαγ、位置信息保存部13中存储/保存的特定中间位置Pα的旋转区间初始累计值PCαref、特定中间位置Pγ的旋转区间初始累计值PCγref、以及已测定的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα来测定特定中间位置Pγ的经时累计变化量ΔPCγ(步骤CS35)。此时,在旋转区间累计值PCαγ、旋转区间初始累计值PCαref、旋转区间初始累计值PCγref、经时累计变化量ΔPCα以及经时累计变化量ΔPCγ之间,ΔPCγ=PCαγ-(PCαγref+ΔPCα)(其中,PCαγref=PCγref-PCαref)这一关系式成立。
通过以上步骤,采用第4方法的修正时累计值PCαγ(从修正时的特定中间位置Pα起到达特定中间位置Pγ为止的旋转区间位移量Lαγ)的测量以及特定中间位置Pγ的经时累计变化量ΔPCγ(特定中间位置Pγ的经时变化量ΔLγ)的测定结束。
再者,在从特定中间位置Pα起到达第2基准位置Pst2为止的期间内阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)通过多个中间位置的情况下,与之前的方法一样,修正部10也可构成为将各中间位置作为特定中间位置Pγ来适当执行步骤CS31至步骤CS35。
〔第5方法〕
接着,对图16及图17所示的第5方法进行说明。
该第5方法如下:与第1方法一样,在阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)从所述任意位置朝去往第1基准位置Pst1的闭方向旋转的期间内检测特定中间位置Pα,以经时累计变化量ΔPCα的形式定量地测量该特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα。
但不同于第1方法,是以修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来检测特定中间位置Pα。因此,第5方法构成为像前文所述那样以第2经时累计变化量ΔPC2(ΔPCα2)的形式测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化当中与电极21a、21b的开方向侧端部连接的部分的经时形状变化X2所引起的第2经时变化量ΔL2(ΔLα2)。
再者,在以下的说明中,将第5方法作为测量第2经时变化量ΔLα2的上位概念即经时变化量ΔLα用的方法来进行说明。
第5方法例如经过图17所示的步骤CS40至CS46来执行。该步骤CS40至CS46基本上与第1方法中的步骤CS1至CS7相同。
即,例如,当在经过规定期间后接通电源时自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式启动时,修正部10以使处于所述任意位置的阀轴200朝去往全闭位置Pc侧的第1基准位置Pst1的闭方向旋转的方式使电动马达52驱动(步骤CS40)。此时,修正部10通过操作指示部11向操作部5输出旋转指示命令信号SS10。
在阀轴200朝第1基准位置Pst1旋转的期间内,修正部10通过位置检测部12检测配设在所述任意位置与第1基准位置Pst1之间的特定中间位置Pα(步骤CS41)。如前文所述,该检测是以修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来执行。
当通过位置检测部12检测到特定中间位置Pα时,从位置检测部12向检测位置变化量算出部14输出检测信号SS13,接收到该检测信号SS13的检测位置变化量算出部14开始旋转区间累计值PCα的累计(计数)(步骤CS42)。具体而言,与正常动作模式一样,开始从构成相对位置传感器1的增量型旋转编码器输出的脉冲数的累计(计数)。
进一步地,修正部10通过操作指示部11以使阀轴200朝第1基准位置Pst1旋转的方式使电动马达52驱动(步骤CS43)。此时,指示电动马达52的旋转的旋转指示命令信号SS10从操作指示部11输出至操作部5。
其后,修正部10根据有无接收到从配设在第1基准位置的第1基准位置ON/OFF传感器12a输出的第1基准位置检测信号Q1来判定阀轴200是否已到达第1基准位置Pst1也就是是否检测到第1基准位置Pst1(步骤CS44)。
当通过位置检测部12接收到第1基准位置检测信号Q1、由此检测到第1基准位置Pst1时,前进至后文叙述的步骤CS45。
另一方面,若通过位置检测部12未检测到第1基准位置Pst1,则返回至步骤CS43,重复步骤CS43至步骤CS44。此时,操作指示部11向操作部5继续输出使阀轴200朝所述闭方向旋转的旋转指示命令信号SS10。
当通过位置检测部12检测到第1基准位置Pst1时,检测位置变化量算出部14结束旋转区间累计值PCα的累计(计数),并测量旋转区间累计值PCα(步骤CS45)。如前文所述,该旋转区间累计值PCα是定量地表示修正时的旋转区间位移量Lα的测量值。
此外,位置检测部12将阀轴200的旋转停止的指示信号SS16输出至操作指示部11,接收到该旋转停止的指示信号SS16的操作指示部11向操作部5输出使阀轴200的旋转停止的指示信号SS10-2。
进一步地,检测位置变化量算出部14根据旋转区间累计值PCα和位置信息保存部13中存储/保存的旋转区间初始累计值PCαref来算出以这些值的差分的形式求出的经时累计变化量ΔPCα(步骤C46)。在旋转区间累计值PCα、旋转区间初始累计值PCαref以及检测位置的经时累计变化量ΔPCα之间,ΔPCα=PCαref-PCα这一关系式成立。
通过以上步骤,采用第5方法的旋转区间累计值PCα(修正时的特定中间位置Pα与第1基准位置Pst1之间的旋转区间位移量Lα的测量)以及特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα(特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα)的测定结束。
再者,在从所述任意位置起到达第1基准位置Pst1为止的期间内阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)通过多个中间位置的情况下,与之前的方法一样,修正部10也可构成为将各中间位置作为特定中间位置Pα来适当执行步骤CS41至步骤CS46。
〔第6方法〕
接着,对图18及图19所示的第6方法进行说明。
该第6方法如下:与第2方法一样,在阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)从所述任意位置朝去往第2基准位置Pst2的开方向旋转的期间内检测特定中间位置Pα,以经时累计变化量ΔPCα的形式定量地测量该特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα。
但不同于第2方法,是以修正用检测信号SS11的接收结束点为基点来检测特定中间位置Pα。因此,第6方法构成为像前文所述那样以第2经时累计变化量ΔPC2(ΔPCα2)的形式测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化当中与电极21a、21b的开方向侧端部连接的部分的经时形状变化X2所引起的第2经时变化量ΔL2(ΔLα2)。
再者,在以下的说明中,将第6方法作为测量第2经时变化量ΔLα2的上位概念即经时变化量ΔLα用的方法来进行说明。
第6方法例如经过图19所示的步骤CS50至CS56来执行。该步骤CS50至CS56基本上与第2方法中的步骤CS10至CS16相同。
即,例如,当在经过规定期间后接通电源时自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式启动时,修正部10以使处于所述任意位置的阀轴200朝去往第2基准位置Pst2的开方向旋转的方式使电动马达驱动(步骤CS50)。此时,修正部10通过操作指示部11向操作部5输出旋转指示命令信号SS10。
在阀轴200朝第2基准位置Pst2旋转的期间内,修正部10通过位置检测部12检测配设在所述任意位置与第2基准位置Pst2之间的特定中间位置Pα(步骤CS51)。如前文所述,该检测是以修正用检测信号SS11的接收结束点为基点来执行。
当通过位置检测部12检测到特定中间位置Pα时,从位置检测部12向检测位置变化量算出部14输出检测信号SS13,接收到该检测信号SS13的检测位置变化量算出部14开始旋转区间累计值PCα的累计(计数)(步骤CS52)。具体而言,与正常动作模式一样,开始从构成相对位置传感器1的增量型旋转编码器输出的脉冲数的累计(计数)。
进一步地,修正部10通过操作指示部11以使阀轴200朝第2基准位置Pst2旋转的方式使电动马达52驱动(步骤CS53)。此时,旋转指示命令信号SS10从操作指示部11输出至操作部5。
其后,修正部10根据有无接收到从配设在第2基准位置的第2基准位置ON/OFF传感器12b输出的第2基准位置检测信号Q2来判定阀轴200是否已到达第2基准位置Pst2也就是是否检测到第2基准位置Pst2(步骤CS54)。
当通过位置检测部12接收到第2基准位置检测信号Q2、由此检测到第2基准位置Pst2时,前进至后文叙述的步骤CS55。
另一方面,若通过位置检测部12未检测到第2基准位置Pst2,则返回至步骤CS53,重复步骤CS53至步骤CS54。此时,操作指示部11向操作部5继续输出使阀轴200朝开方向旋转的旋转指示命令信号SS10。
当通过位置检测部12检测到第2基准位置Pst2时,检测位置变化量算出部14结束旋转区间累计值PCα的累计(计数),并测量旋转区间累计值PCα(步骤CS55)。如前文所述,该旋转区间累计值PCα是定量地表示修正时的旋转区间位移量Lα的测量值。
此外,位置检测部12将阀轴200的旋转停止的指示信号SS16输出至操作指示部11,接收到该旋转停止的指示信号SS16的操作指示部11向操作部5输出使阀轴200的旋转停止的指示信号SS10-2。
进一步地,检测位置变化量算出部14根据旋转区间累计值PCα和位置信息保存部13中存储/保存的旋转区间初始累计值PCαref及可旋转区间累计值PCsp来算出经时累计变化量ΔPCα(步骤C56)。在旋转区间累计值PCα、旋转区间初始累计值PCαref、可旋转区间累计值PCsp以及经时累计变化量ΔPCα之间,ΔPCα=PCsp-PCαref-PCα这一关系式成立。
通过以上步骤,采用第6方法的旋转区间累计值PCα(修正时的特定中间位置Pα与第1基准位置Pst1之间的旋转区间位移量Lα)的测量以及特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα(特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα)的测定结束。
再者,在从所述任意位置起到达第2基准位置Pst2为止的期间内阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)通过多个中间位置的情况下,与之前的方法一样,修正部10也可构成为将各中间位置作为特定中间位置Pα来适当执行步骤CS51至步骤CS56。
〔第7方法〕
接着,对图20及21所示的第7方法进行说明。
该第7方法如下:与第3方法一样,在使处于特定中间位置Pα的轴200(更详细为与阀轴200接合的短板201上设置的接触件201a、201b)朝去往第1基准位置Pst1的闭方向旋转的期间内,检测不同于特定中间位置Pα的另一个特定中间位置Pβ,对阀轴200在特定中间位置Pα与特定中间位置Pβ之间旋转的期间内相对位置传感器1检测的机械性位移Md进行累计(对脉冲数进行计数),由此以旋转区间累计值PCαβ的形式进行测量,根据该旋转区间累计值PCαβ、位置信息保存部13中存储/保存的旋转区间初始累计值PCαref及旋转区间初始累计值PCβref、以及通过第5方法或第6方法测定出的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα、以经时累计变化量ΔPCβ的形式定量地测量特定中间位置Pβ的经时变化量ΔLβ。
与之前的方法一样,该第7方法例如在经过规定期间后接通电源时自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式中执行。但是,第7方法是在例如通过第5方法或第6方法测定出经时累计变化量ΔPCα之后执行。
再者,上述特定中间位置Pβ是特定中间位置Pα以外的位置,而且是相较于特定中间位置Pα而言处于全闭位置Pc侧的全闭位置Pc、阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm及阀开度70%位置Pb中的至少1方。
不同于第3方法,第7方法是以修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来检测特定中间位置Pα。由此,第7方法构成为测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化X2所引起的第2经时变化量ΔL2(ΔLβ2)、更具体为第2经时累计变化量ΔPC2(ΔPCβ2)。
再者,在以下的说明中,将第7方法作为测量第2经时变化量ΔLβ2的上位概念即经时变化量ΔLβ用的方法来进行说明。
第7方法例如通过图21所示的步骤CS60至CS65来执行。该步骤CS60至CS65基本上与第3方法中的步骤CS20至CS25相同。
第7方法是在经过第5方法或第6方法之后通过经过例如图21所示的步骤来执行。
即,修正部10通过经过第5方法的步骤CS41至CS46或者第6方法的步骤CS51至CS56来检测特定中间位置Pα,并测定该特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα(步骤CS60)。
其后,修正部10以使阀轴200朝去往全闭位置Pc侧的第1基准位置Pst1的闭方向旋转的方式驱动电动马达52(步骤CS61)。此时,修正部10通过操作指示部11向操作部5输出旋转指示命令信号SS10。
修正部10在使电动马达52驱动的同时开始由相对位置传感器1检测的机械性位移Md的累计(计数)(步骤CS62)。由此,开始在特定中间位置Pα与相较于该特定中间位置Pα而言位于第1基准位置Pst1侧的特定中间位置Pβ之间旋转的阀轴200的旋转区间位移量Lαβ(旋转区间累计值PCαβ)的测定。
其后,修正部10通过位置检测部12判定是否检测到特定中间位置Pβ(步骤CS63)。
此处,如图20所示,与在使阀轴200朝所述闭方向旋转的情况下检测特定中间位置Pα的第1方法一样,特定中间位置Pβ的检测是以从ON/OFF传感器2_β输出的修正用检测信号SS11的接收开始点为基点来执行。
若通过位置检测部12未检测到特定中间位置Pβ,则返回至步骤CS61,重复步骤CS61至步骤CS63。具体而言,通过检测位置变化量算出部14继续所述累计(计数)直至检测到特定中间位置Pβ为止。
另一方面,当检测到特定中间位置Pβ时,位置检测部12将与该信息相关的检测信号SS13输出至检测位置变化量算出部14,接收到该检测信号SS13的检测位置变化量算出部14结束由相对位置传感器1检测的机械性位移Md的累计(脉冲数的计数),并测量与旋转区间位移量Lαβ相对应的旋转区间累计值PCαβ(步骤CS64)。
其后,修正部10通过检测位置变化量算出部14而根据步骤CS64中测量出的旋转区间累计值PCαβ、位置信息保存部13中存储/保存的特定中间位置Pα的旋转区间初始累计值PCαref及特定中间位置Pβ的旋转区间初始累计值PCβref、以及已测定的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα来测定特定中间位置Pβ的经时累计变化量ΔPCβ(步骤CS65)。此时,在旋转区间累计值PCαβ、旋转区间初始累计值PCαref、旋转区间初始累计值PCβref、经时累计变化量ΔPCα以及经时累计变化量ΔPCβ之间,ΔPCβ=PCαβ-(PCαβref+ΔPCα)(其中,PCαβref=PCαref-PCβref)这一关系式成立。
通过以上步骤,采用第7方法的特定中间位置Pβ的修正时累计值PCβ(从修正时的特定中间位置Pα起到达特定中间位置Pβ为止的旋转区间位移量Lαβ)的测量以及特定中间位置Pβ的经时累计变化量ΔPCβ(特定中间位置Pβ的经时变化量ΔLβ)的测定结束。
再者,在从特定中间位置Pα起到达第1基准位置Pst1为止的期间内阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)通过多个中间位置的情况下,与之前的方法一样,修正部10也可构成为将各中间位置作为特定中间位置Pβ来适当执行步骤CS61至步骤CS65。
〔第8方法〕
接着,对图22及23所示的第8方法进行说明。
该第8方法如下:与第4方法一样,在使处于特定中间位置Pα的轴200(更详细为与阀轴200接合的短板201上设置的接触件201a、201b)朝去往第2基准位置Pst2的开方向旋转的期间内检测不同于特定中间位置Pα的另一个特定中间位置Pγ,通过对阀轴200在特定中间位置Pα与特定中间位置Pγ之间旋转的期间内相对位置传感器1检测的机械性位移Md进行累计(对脉冲数进行计数)来测量旋转区间累计值PCαγ(旋转区间位移量Lαγ),根据该测量出的旋转区间累计值PCαγ、位置信息保存部13中预先存储的旋转区间初始累计值PCαref及PCγref、以及通过第5方法或第6方法测定出的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα、以经时累计变化量ΔPCγ的形式定量地测量特定中间位置Pγ的经时变化量ΔLγ。
与之前的方法一样,该第8方法例如在经过规定期间后接通电源时自动实施或者在正常动作时不对控制对象的控制造成障碍的任意时刻实施的修正模式中执行。但是,第8方法是在例如通过第5方法或第6方法测定出经时累计变化量ΔPCα之后执行。
再者,上述特定中间位置Pγ是特定中间位置Pα以外的位置,而且是相较于特定中间位置Pα而言处于全开位置Po侧的阀开度20%位置Pa、阀开度50%位置Pm、阀开度70%位置Pb以及全开位置Po中的至少1方。
不同于第4方法,第8方法是以修正用检测信号SS11的接收结束点为基点来检测特定中间位置Pα。由此,第8方法构成为测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化X2所引起的第2经时变化量ΔL2(ΔLγ2)、更具体为第2经时累计变化量ΔPC2(ΔPCγ2)。
再者,在以下的说明中,将第8方法作为测量第2经时变化量ΔLγ2的上位概念即经时变化量ΔLγ用的方法来进行说明。
第8方法是在经过第5方法或第6方法之后通过经过例如图23所示的步骤CS70至CS75来执行。该步骤CS70至CS75基本上与第4方法中的步骤CS30至CS35相同。
即,修正部10通过经过第5方法的步骤CS41至CS46或者第6方法的步骤CS51至CS56来检测特定中间位置Pα,并测定该特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα(步骤CS70)。
其后,修正部10以使阀轴200朝去往全开位置Po侧的第2基准位置Pst2的开方向旋转的方式驱动电动马达52(步骤CS71)。此时,修正部10通过操作指示部11向操作部5输出旋转指示命令信号SS10。
修正部10在使电动马达52驱动的同时开始由相对位置传感器1检测的机械性位移Md的累计(计数)(步骤CS72)。由此,开始在特定中间位置Pα与相较于该特定中间位置Pα而言位于第2基准位置Pst2侧的特定中间位置Pγ之间旋转的阀轴200的旋转区间位移量Lαγ(旋转区间累计值PCαγ)的测定。
其后,修正部10通过位置检测部12判定是否检测到特定中间位置Pγ(步骤CS73)。
此处,如图22所示,与在使阀轴200朝所述开方向旋转的情况下检测特定中间位置Pα的第6方法一样,特定中间位置Pγ的检测是以从ON/OFF传感器2_γ输出的修正用检测信号SS11的接收结束点为基点来执行。由此测定凸轮构件24a、24b的经时形状变化X2所引起的特定中间位置Pγ的经时累计变化量ΔPCγ2(特定中间位置Pγ的旋转区间位移量ΔLγ2)。
若通过位置检测部12未检测到特定中间位置Pγ,则返回至步骤CS71,重复步骤CS71至步骤CS73。具体而言,通过检测位置变化量算出部14继续所述累计(计数)直至检测到特定中间位置Pγ为止。
另一方面,当检测到特定中间位置Pγ时,位置检测部12将与该信息相关的检测信号SS13输出至检测位置变化量算出部14,接收到该检测信号SS13的检测位置变化量算出部14结束由相对位置传感器1检测的机械性位移Md的累计(脉冲数的计数),并测量与旋转区间位移量Lαγ相对应的旋转区间累计值PCαγ(步骤CS74)。
其后,修正部10通过检测位置变化量算出部14而根据步骤CS74中测量出的特定中间位置Pα的旋转区间累计值PCαγ、位置信息保存部13中存储/保存的特定中间位置Pα的旋转区间初始累计值PCαref、特定中间位置Pγ的旋转区间初始累计值PCγref、以及已测定的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα来测定特定中间位置Pγ的经时累计变化量ΔPCγ(步骤CS75)。此时,在旋转区间累计值PCαγ、旋转区间初始累计值PCαref、旋转区间初始累计值PCγref、经时累计变化量ΔPCα以及经时累计变化量ΔPCγ之间,ΔPCγ=(PCαγ+ΔPCα)-PCαγref(其中,PCαγref=PCγref-PCαref)这一关系式成立。
通过以上步骤,采用第8方法的特定中间位置Pγ的修正时累计值PCαγ(从修正时的特定中间位置Pα起到达特定中间位置Pγ为止的旋转区间位移量Lαγ)的测量以及特定中间位置Pγ的经时累计变化量ΔPCγ(特定中间位置Pγ的经时变化量ΔLγ)的测定结束。
再者,在从特定中间位置Pα起到达第2基准位置Pst2为止的期间内阀轴200(更详细为接合于阀轴200的短板201上设置的接触件201a、201b)通过多个中间位置的情况下,与之前的方法一样,修正部10将各中间位置作为特定中间位置Pγ来适当执行步骤CS71至步骤CS75。
通过所述第1至第8方法测量/测定出的各数值可构成为保存至旋转控制装置100配备的存储装置,也可构成为通过无线或有线发送至设置在远离旋转控制装置100的场所的存储装置加以保存。
〔第1方法至第8方法的组合〕
也可构成为以重叠方式组合所述第1方法至第8方法来执行修正模式。
例如,在修正时同时(以重叠方式)执行使阀轴200旋转的方向相同的第1方法和第5方法,由此,可以在使阀轴200从所述任意位置朝第1基准位置Pst1旋转的过程中大致同时测定第1经时变化量ΔLα1以及与它相对应的第1累计位移量ΔPCα1和第2经时变化量ΔLα2以及与它相对应的第2累计位移量ΔPCα2。由此,可以实现短时间且高精度的修正。
同样地,通过以重叠方式组合第1方法与第7方法、第3方法与第7方法、第2方法与第6方法、第2方法与第8方法以及第4方法与第8方法,可以实现短时间且高精度的修正。
此外,如前文所述,第3方法及第4方法是紧接第1方法或第2方法之后实施,第7方法及第8方法是紧接第5方法或第6方法之后实施,但也可构成为连续实施第1方法和第2方法以及第5方法和第6方法。由此,可以针对配设在第1位置(第1基准位置Pst1)与第2位置(第2基准位置Pst2)之间的所有中间位置而将各方作为特定中间位置Pα来测定经时变化量ΔLα(经时累计变化量ΔPCα)。
<修正方法>
接着,一边参考图24至图27,一边对修正方法进行说明。
再者,以表示中间位置的基准值AP为以旋转角度(°)表示的值的情形进行说明。
如前文所述,连接于ON/OFF传感器2_α的电极21a、21b的两端部(图24及图25中的左右两端部。以下称为“左侧端部”及“右侧端部”)的凸轮构件24a、24b因磨损而发生经时形状变化,本实施方式中的修正是以纠正因该经时形状变化而产生的中间位置的检测位置的变化的方式修正基准值AP。
下面,对2种修正方法进行说明。
〔第1修正方法〕
一边参考图24至图26,一边对第1修正方法进行说明。该第1修正方法是使用通过第1方法至第8方法中的任一方法测定出的特定中间位置Pα的经时变化量ΔLα(检测位置累计量ΔPCα)来修正表示中间位置P的基准值AP的方法,通过图26所示的步骤HS1至HS4来执行。此处,在设置有多个中间位置的情况(设置有5个中间位置的本实施方式的情况)下,在各中间位置执行步骤HS1至HS4。
修正部10通过基准值修正量算出部15而根据通过所述第1方法至第8方法中的任一方测定出的特定中间位置Pα的经时累计变化量ΔPCα和位置信息保存部13中存储的阀轴200的最大旋转角θsp以及与该最大旋转角θ相对应的可旋转区间累计值PCsp来算出表示包括特定中间位置Pα在内的中间位置P的基准值AP的修正量ΔAP(步骤HS1)。此时,基准值修正量算出部15从检测位置变化量算出部14接收与经时累计变化量ΔPCα相关的信息SS18,此外,从位置信息保存部13接收与最大旋转角θsp及可旋转区间累计值PCsp相关的信息SS19。
在修正量ΔAP、检测位置的位移量ΔPCα、最大旋转角θsp以及可旋转区间累计值PCsp之间,ΔAP=ΔPCα/PCsp×θsp这一关系式成立。
此处,在通过所述第1方法至第8方法中的任一方测定出的特定中间位置Pα为配设的多个中间位置中的所有位置也就是特定中间位置Pα为全闭位置Pc、位置Pa、位置Pm、位置Pb、全开位置Po的情况下,由于测定了各中间位置上的经时累计变化量ΔPCc、ΔPCa、ΔPCm、ΔPCb及ΔPCo,因此针对表示各中间位置的每一基准值AP(基准值APc、APa、APm、APb及APo)算出修正量AP(修正量ΔAPc、ΔAPa、ΔAPm、ΔAPb及ΔAPo)。
另一方面,在仅测定了多个中间位置中的1个中间位置例如阀开度20%位置Pa的经时累计变化量ΔPCa的情况下,使用该经时累计变化量ΔPCa来算出表示所有中间位置的基准值AP(APc、APa、APm、APb及APo)共通的修正量ΔAP。
采用前者的话,则可以实施高精度的修正。采用后者的话,则可以抑制修正所需的时间。
基准值修正量算出部15在算出修正量ΔAP之后判定阀轴200旋转的方向(步骤HS2),根据该旋转方向来修正基准值AP。
即,对于阀轴200像图24所示那样朝表示绝对位置的值减少的所述闭方向(本实施方式中为从全开位置Po去往全闭位置Pc的方向)旋转时检测的基准值AP而言,通过从当前的值减去修正量ΔAP来算出修正后的基准值AP'(步骤HS3)。
另一方面,对于阀轴200像图25所示那样朝表示绝对位置的值增大的开方向(本实施方式中为从全闭位置Pc去往全开位置Po的方向)旋转时检测的基准值AP而言,通过对当前的值加上修正量ΔAP来算出修正后的基准值AP'(步骤HS4)。
经过以上步骤,第1修正方法结束。
与修正后的基准值AP'相关的数据例如保存至旋转控制装置100配备的非易失性存储器。此外,在别的做法中,例如也可构成为通过无线或有线发送至设置在远离旋转控制装置100的场所的存储装置加以保存。
与所保存的修正后的基准值AP'相关的信息SS21例如送至基准值更新部32,在正常动作模式中执行反映了修正后的基准值AP'的更新。此外,关于因反复修正所积累的数据,通过监视其时间序列上的趋势,可以有效运用于旋转控制装置100的故障诊断、预防性维护。此时,通过同时获取表示ON/OFF传感器2_1~2_n的使用频次的参数例如正常动作模式中从ON/OFF传感器2_1~2_n输出的检测信号P1~Pn的次数等,可以求出与使用频次和磨损造成的检测位置的变化量/修正量的相关,因此能实现更有效的预防性维护。
〔第2修正方法〕
接着,一边参考图24、图25及图27,一边对第2修正方法进行说明。该第2修正方法是通过第1方法至第4方法中的至少1方测定出凸轮构件24a、24b的经时形状变化X1所引起的第1经时变化量ΔLα1以及与它相对应的第1经时累计变化量ΔPCα1、而且通过第5方法至第8方法中的至少1方测定出凸轮构件24a、24b的经时形状变化X2所引起的第2经时变化量ΔLα2以及与它相对应的第2经时累计变化量ΔPCα2的情况下执行的修正方法,通过图27所示的步骤HS10至HS14来执行。此处,在设置有多个中间位置的情况(设置有5个中间位置的本实施方式的情况)下,在各中间位置执行步骤HS10至HS14。
修正部10通过基准值修正量算出部15而根据通过所述第1方法至第4方法中的至少1种方法测定出的第1经时累计变化量ΔPCα1和位置信息保存部13中存储的阀轴200的最大旋转角θsp以及该最大旋转角θsp内相对位置传感器1检测的机械性位移的可旋转区间累计值PCsp来算出表示中间位置P的基准值AP的第1修正量ΔAP1(步骤HS10)。该第1修正量ΔAP1是纠正凸轮构件24a、24b的经时形状变化X1所引起的检测位置的变化的修正量。
此时,基准值修正量算出部15从检测位置变化量算出部14接收与第1经时累计变化量ΔPCα1相关的信息SS18,从位置信息保存部13接收与最大旋转角θ及可旋转区间累计值PCsp相关的信息SS19。
在第1修正量ΔAP1、第1经时累计变化量ΔPCα1、最大旋转角θsp以及可旋转区间累计值PCsp之间,ΔAP=ΔPCα/PCsp×θsp这一关系式成立。
在所述第1方法至第4方法中的特定中间位置Pα为配设的多个中间位置中的所有位置也就是全闭位置Pc、位置Pa、位置Pm、位置Pb及全开位置Po的情况下,在各中间位置测定了第1经时累计变化量ΔPCc1、ΔPCa1、ΔPCm1、ΔPCb1及ΔPCo1,因此,针对表示各中间位置的每一基准值AP(基准值APc、APa、APm、APb及APo)算出第1修正量AP1(第1修正量ΔAPc1、ΔAPa1、ΔAPm1、ΔAPb1及ΔAPo1)。
另一方面,在仅测定了多个中间位置中的1个中间位置例如阀开度20%位置Pa的第1经时累计变化量ΔPCa1的情况下,使用该第1经时累计变化量ΔPCa1来算出表示所有中间位置的第1基准值AP1(第1基准值APc1、APa1、APm1、APb1及APo1)共通的第1修正量ΔAP1。
根据前者的话,则可以实施高精度的修正。根据后者的话,则可以抑制修正所需的时间。
接着,修正部10通过基准值修正量算出部15而根据通过所述第5方法至第8方法中的至少1种方法测定出的第2经时累计变化量ΔPCα2和位置信息保存部13中存储的阀轴200的最大旋转角θsp以及该最大旋转角θsp内相对位置传感器1检测的机械性位移的可旋转区间累计值PCsp来算出表示中间位置P的基准值AP的第2修正量ΔAP2(步骤HS11)。该第2修正量ΔAP2是纠正凸轮构件24a、24b的经时形状变化X2所引起的检测位置的变化的修正量。
此时,基准值修正量算出部15从检测位置变化量算出部14接收与第1经时累计变化量ΔPCα2相关的信息SS18,从位置信息保存部13接收与最大旋转角θ及可旋转区间累计值PCsp相关的信息SS19。
在第2修正量ΔAP2、第2经时累计变化量ΔPCα2、最大旋转角θsp以及可旋转区间累计值PCsp之间,ΔAP=ΔPCα/PCsp×θsp这一关系式成立。
在所述第5方法至第8方法中的特定中间位置Pα为配设的多个中间位置中的所有位置也就是全闭位置Pc、位置Pa、位置Pm、位置Pb及全开位置Po的情况下,在各中间位置测定了第2经时累计变化量ΔPCc2、ΔPCa2、ΔPCm2、ΔPCb2及ΔPCo2,因此,针对表示各中间位置的每一基准值AP(基准值APc、APa、APm、APb及APo)算出第2修正量AP2(第2修正量ΔAPc2、ΔAPa2、ΔAPm2、ΔAPb2及ΔAPo2)。
另一方面,在仅测定了多个中间位置中的1个中间位置例如阀开度20%位置Pa的第2经时累计变化量ΔPCa2的情况下,使用该第2经时累计变化量ΔPCa2来算出表示所有中间位置的第2基准值AP2(第2基准值APc2、APa2、APm2、APb2及APo2)共通的第2修正量ΔAP2。
根据前者的话,则可以实施高精度的修正。根据后者的话,则可以抑制修正所需的时间。
基准值修正量算出部15在算出第1修正量ΔAP1及第2修正量ΔAP2之后判定阀轴200旋转的方向(步骤HS12),根据该旋转方向来修正基准值AP。
即,对于阀轴200像图24所示那样朝表示绝对位置的值减少的所述闭方向(本实施方式中为从全开位置Po去往全闭位置Pc的方向)旋转时检测的基准值AP而言,通过从当前的值减去第1修正量ΔAP1来算出修正后的基准值AP'(步骤HS13)。
另一方面,对于阀轴200像图25所示那样朝表示绝对位置的值增大的开方向(本实施方式中为从全闭位置Pc去往全开位置Po的方向)旋转时检测的基准值AP而言,通过对当前的值加上第1修正量ΔAP1来算出修正后的基准值AP'(步骤HS14)。
经过以上步骤,第2修正方法结束。
与第1修正方法一样,与修正后的基准值AP'相关的数据例如保存至旋转控制装置100配备的非易失性存储器。此外,在别的做法中,例如也可构成为通过无线或有线发送至设置在远离旋转控制装置100的场所的存储装置加以保存。
《本实施方式中的修正的效果》
根据第1方法至第8方法,可以在必要时迅速测定构成ON/OFF传感器2_1~2_n的基板20、电极21a、21b以及凸轮构件24a、24b的磨损等造成的经时形状变化尤其是凸轮构件24a、24b的经时形状变化所引起的中间位置的检测位置的变化量。
此外,根据第1修正方法及第2修正方法,可以利用使用第1方法至第8方法等方法测量出的检测位置变化量将表示中间位置的基准值AP修正为恰当的值。
由此,一方面能以低成本实现兼具操作对象轴的高位置检测精度和高耐久性、可靠性的旋转控制装置,另一方面能长时间保持更高的位置检测精度。
此外,若构成为将通过第1方法至第8方法测定出的特定中间位置Pα的检测位置的变化量以及通过第1修正方法及第2修正方法算出的修正值存储/保存至例如自身配备的存储装置(非易失性存储器等),或者构成为通过有线或无线发送至设置在远方的存储装置加以存储/保存,则会在反复的修正中积累数据,通过以例如监视时间序列上的趋势这一形式分析这些累积数据,可以有效运用于旋转控制装置100的故障诊断、预防性维护。此时,通过同时获取表示ON/OFF传感器2_1~2_n的使用频次的参数例如正常动作模式中从ON/OFF传感器2_1~2_n输出的检测信号P1~Pn的次数等,可以求出与磨损造成的检测位置的变化量/修正量与使用频次的相关,从而能实现更有效的预防性维护。
符号说明
100…旋转控制装置(操作器),200…阀轴,1…相对位置传感器,2、2_1~2_n…ON/OFF传感器,3…位置算出部,4…操作量算出部,5…操作部,10…修正部,11…操作指示部,12…位置检测部,13…位置信息保存部,14…检测位置变化量算出部,15…基准值修正量算出部,20…印刷基板,20a、20b…主面,21a、21b…电极,201…短板,201a、201b…接触件,23_i…检测电路,24a、24b…凸轮构件,31…相对位置信息获取部,32…基准值更新部,33…位置决定部,41…目标值获取部,42…偏差算出部,43…操作量决定部,51…电动马达驱动部,52…电动马达,53…减速器,SP…目标值,PV…实际开度,ΔP…偏差,MV…操作量,RP…累计值,AP…基准值,RST…重置信号,Pα…特定中间位置,Pst1…第1基准位置,Pst2…第2基准位置,Lα…旋转区间位移量,ΔLα…经时变化量,PCα…旋转区间累计值,PCαref…旋转区间初始累计值,ΔPCα…经时累计变化量,ΔAP…基准值修正量。

Claims (9)

1.一种旋转控制装置,其控制操作对象轴的旋转,该旋转控制装置的特征在于,具备:
相对位置传感器,其以非接触的方式检测所述操作对象轴的旋转的机械性位移;
ON/OFF传感器,其在所述操作对象轴到达处于所述操作对象轴的可旋转范围内的至少1个中间位置时输出检测信号;
位置算出部,其根据从输出所述检测信号起的、由所述相对位置传感器检测的所述机械性位移的累计值和表示利用所述ON/OFF传感器输出的所述检测信号加以检测的所述中间位置的基准值,来算出所述操作对象轴的绝对旋转位置;
操作量算出部,其根据所述操作对象轴的旋转位置的目标值的信息和由所述位置算出部算出的所述操作对象轴的绝对旋转位置,来算出所述操作对象轴的操作量;
操作部,其根据由所述操作量算出部算出的所述操作量在所述操作对象轴的可旋转范围内操作所述操作对象轴;以及
修正部,其修正所述基准值;
所述ON/OFF传感器具备:基板,其设置在所述操作对象轴的周围,具有与所述操作对象轴的轴线正交的主面;至少1个电极,其配设在所述基板的主面上;接触件,其一端固定在所述操作对象轴上,沿所述操作对象轴的径向延伸,在所述操作对象轴处于所述中间位置时,另一端侧的一部分接触所述电极之一;检测电路,当所述接触件接触所述电极之一时,所述检测电路输出所述检测信号;以及凸轮构件,其配置在所述基板的所述主面上且配置在所述电极之间,在所述操作对象轴不在所述中间位置时使所述接触件的另一端朝离开所述主面的方向移动,
所述修正部在不同的2个时间点测量输出所述检测信号时的所述操作对象轴的旋转位置,根据这些测量值来修正表示所述中间位置的基准值。
2.根据权利要求1所述的旋转控制装置,其特征在于,
所述操作对象轴的旋转位置以在由所述ON/OFF传感器检测的所述中间位置与固定于绝对位置上的基准位置之间旋转的所述操作对象轴的位移量的形式加以测量。
3.根据权利要求2所述的旋转控制装置,其特征在于,
所述位移量以所述操作对象轴在所述基准位置与所述中间位置之间旋转的期间内由所述相对位置传感器检测的机械性位移的累计值的形式加以测量。
4.根据权利要求2或3所述的旋转控制装置,其特征在于,
所述基准位置为形成所述操作对象轴的可旋转范围的端点的第1位置及第2位置中的至少1方。
5.根据权利要求2或3中任一项所述的旋转控制装置,其特征在于,
所述中间位置包括第1修正用检测位置及/或第2修正用检测位置,所述第1修正用检测位置由开始所述检测信号的输出的时间点上的所述操作对象轴的旋转位置规定,所述第2修正用检测位置以所述检测信号的输出结束的时间点上的所述操作对象轴的旋转位置的形式规定。
6.根据权利要求5所述的旋转控制装置,其特征在于,
所述位移量包括第1位移量及/或第2位移量,所述第1位移量以所述操作对象轴朝表示所述操作对象轴的绝对旋转位置的值增加的正方向旋转时所述中间位置为所述第1修正用检测位置的形式加以测量,所述第2位移量以所述操作对象轴朝所述正方向旋转时所述中间位置为所述第2修正用检测位置的形式加以测量。
7.根据权利要求6所述的旋转控制装置,其特征在于,
所述位移量包括第3位移量及/或第4位移量,所述第3位移量以所述操作对象轴朝表示所述操作对象轴的绝对旋转位置的值减少的反方向旋转时所述中间位置为所述第1修正用检测位置的形式加以测量,所述第4位移量以所述操作对象轴朝所述反方向旋转时所述中间位置为所述第2修正用检测位置的形式加以测量。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转控制装置,其特征在于,构成为:
所述修正部根据经时变化量来算出所述基准值的修正量,对所述操作对象轴朝表示所述绝对旋转位置的值增加的正方向旋转时检测的所述基准值减去所述修正量,对所述操作对象轴朝所述值减少的反方向旋转时检测的所述基准值加上所述修正量,由此来修正所述基准值。
9.根据权利要求7所述的旋转控制装置,其特征在于,构成为:
所述修正部根据使用所述第1位移量或所述第4位移量测定的经时变化量来算出对所述基准值的第1修正量,根据使用所述第2位移量或第3位移量测定的经时变化量来算出对所述基准值的第2修正量,
从所述操作对象轴朝所述正方向旋转时检测的所述基准值减去所述第1修正量,对所述操作对象轴朝所述反方向旋转时检测的所述基准值加上所述第2修正量。
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