JP2011239555A

JP2011239555A - 電池電圧監視方法

Info

Publication number: JP2011239555A
Application number: JP2010108358A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hayashi; 雄一林
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2011-11-24

Abstract

【課題】ステッピングモータで駆動される可動体を有する電動品と、電子制御ユニットと、ステッピングモータ及び電子制御ユニットの電源となる乾電池とを備え、可動体の移動を電動品に設けたストッパにより阻止した状態でステッピングモータの駆動パルスを出力する強制脱調制御を行う機器における電池電圧の監視方法であって、電池電圧の読み込み値が所定の第１閾値に低下したときに、乾電池の交換を促す交換表示を行うものにおいて、強制脱調制御中に不必要に交換表示が行われて使用者に違和感を与えることを防止できるようにする。
【解決手段】強制脱調制御中は、電池電圧の読み込み値Ｖが第１閾値ＹＶ１に低下しても交換表示を行わない。また、強制脱調制御中に電池電圧の読み込み値Ｖが第１閾値ＹＶ１より低く設定する第２閾値ＹＶ２に低下したときは、以後のステッピングモータの作動を禁止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステッピングモータで駆動される可動体を有する電動品と、電子制御ユニットと、ステッピングモータ及び電子制御ユニットの電源となる乾電池とを備える機器における電池電圧の監視方法に関する。

従来、この種の電池電圧監視方法として、ステッピングモータ作動中の電池電圧の変動波形が所定の同一位相になるタイミングで電子制御ユニットに電池電圧を読み込み、電池電圧の読み込み値が所定の閾値に低下したときに、乾電池の交換を促す交換表示を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ステッピングモータは電子制御ユニットから駆動パルスが出力される度に一定角度ずつ回転するから、ステッピングモータで駆動される可動体の原点位置からの移動量は、原点位置から出力された駆動パルス数に比例する。従って、駆動パルス数を制御することで、可動体の位置制御を行うことができる。

然し、ステッピングモータを或る程度の時間作動させると、ステッピングモータに脱調を生じ、駆動パルス数による可動体の位置制御に狂いを生ずる。そこで、可動体の移動をストッパにより阻止した状態で電子制御ユニットからステッピングモータの駆動パルスを出力する強制脱調制御を行い、ストッパに当接している位置を原点として位置補正し、この原点位置から新たに可動体を移動させて通常の動作を行うようにしている（例えば、特許文献２参照）。

ここで、強制脱調制御中は、ステッピングモータに流れる電流が比較的大きくなり、電池電圧が通常の作動時より低下する。従来は、強制脱調制御中も上述した電池電圧監視方法を実行している。これでは、通常制御時に読み込まれた電池電圧が閾値を上回っていても、強制脱調制御に移行したときに電池電圧が閾値に低下して、交換表示が行われることがある。この場合、強制脱調制御から通常制御に移行すると、交換表示が停止されることとなり、使用者に違和感を与えてしまう。

特開２００６−２８４４０８号公報特開２００８−１６９８６３号公報（段落０００５）

本発明は、以上の点に鑑み、強制脱調制御中に不必要に交換表示が行われて使用者に違和感を与えることを防止できるようにした電圧監視方法を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、ステッピングモータで駆動される可動体を有する電動品と、電子制御ユニットと、ステッピングモータ及び電子制御ユニットの電源となる乾電池とを備え、可動体の移動を電動品に設けたストッパにより阻止した状態で電子制御ユニットからステッピングモータの駆動パルスを出力する強制脱調制御を行う機器における電池電圧の監視方法であって、ステッピングモータ作動中の電池電圧の変動波形が所定の同一位相になるタイミングで電子制御ユニットに電池電圧を読み込み、電池電圧の読み込み値が所定の第１閾値に低下したときに、乾電池の交換を促す交換表示を行うものにおいて、ステッピングモータの強制脱調制御中は、電池電圧の読み込み値が第１閾値に低下しても交換表示を行わないことを特徴とする。

本発明によれば、通常制御中は、電池電圧の読み込み値が第１閾値に低下したときに交換表示が行われるが、強制脱調制御中は、電池電圧の読み込み値が第１閾値に低下しても交換表示は行われない。従って、強制脱調制御中に行われた交換表示が通常制御への移行で停止されることがなく、使用者に違和感を与えることを防止できる。

また、本発明においては、電子制御ユニットの動作保障に必要な下限電圧に応じて第１閾値よりも低い第２閾値を設定し、強制脱調制御中に電池電圧の読み込み値が第２閾値に低下したときは、以後のステッピングモータの作動を禁止することが望ましい。これによれば、電池電圧の低下で電子制御ユニットが正常に動作しなくなる状態でのステッピングモータの誤作動を未然に防止することができ、安全である。

本発明の実施対象となるガス器具の構成要素を示す説明図。ステッピングモータの駆動パルスと電池電圧の変動波形とを示す図。図１のガス器具に備える電子制御ユニットが行う電池電圧監視制御の内容を示すフロー図。通常制御中の電圧波形と強制脱調制御中の電圧波形とを示す図。

図１を参照して、１はガスコンロ等のガス器具に設けるバーナを示している。ガス器具には、バーナ１に対するガス供給路１ａに介設した電動品たるモータ安全弁２と、電子制御ユニット３と、モータ安全弁２及び電子制御ユニット３の電源となる乾電池４とが設けられている。

モータ安全弁２は、バルブケーシング２１の上面の蓋板２２上に配置したステッピングモータ２３と、バルブケーシング２１内に配置した、ステッピングモータ２３により送りねじ機構（図示せず）を介して上下動される可動体２４と、バルブケーシング２１に形成した弁孔２１ａを開閉する弁体２５とを備えている。弁体２５には、上方にのびる軸部２５ａを介してアーマチュア２５ｂが連結されている。また、可動体２４には、アーマチュア２５ｂに対向する電磁石２４ａと、電磁石２４ａを囲うようにして下方にのびるカバー２４ｂとが取付けられている。カバー２４ｂの下端と弁体２５との間にはばね２５ｃが縮設されている。そして、弁体２５は、常時は、弁孔２１ａを閉じる下方の閉弁位置にばね２５ｃによって付勢保持される。

弁体２５を開弁させる際は、ステッピングモータ２３の正転で可動体２４を電磁石２４ａがアーマチュア２５ｂに当接する所定の下降位置まで下動させた後、電磁石２４ａに通電してアーマチュア２５ｂを吸着し、この状態でステッピングモータ２３を逆転させて可動体２４を所定の原点位置（図１に示す位置）まで上昇させる。これによれば、アーマチュア２５ｂを介して電磁石２４ａに吸着保持される弁体２５が引き上げられて開弁する。尚、電磁石２４ｂへの通電を停止すれば、弁体２５はばね２５ｃの付勢力で閉弁する。

また、蓋板２２には、可動体２４の上記原点位置よりも若干高い位置で可動体２４に対向するストッパ２６が垂設されている。そして、ステッピングモータ２３の逆転で可動体２４をストッパ２６に当接する位置まで上動させ、可動体２４のそれ以上の上動をストッパ２６により阻止した状態で電子制御ユニット３からステッピングモータ２３を逆転させる駆動パルスを出力して、ステッピングモータ２３を強制的に脱調させる制御を行うようにしている。強制脱調制御後は、ステッピングモータ２３を正転させる駆動パルスを所定数出力して、可動体２４をストッパ２６に当接する位置から所定距離下方に移動させ、この位置を新たな原点位置に設定する。尚、強制脱調制御は、出力された駆動パルスの累積数が所定数になる度、或いは、モータ安全弁２の閉弁時等に定期的に行う。

電子制御ユニット３は、乾電池４に接続した昇圧回路５で昇圧された電圧を受けて動作するものであり、駆動回路６を介してステッピングモータ２３を制御する。駆動回路６は、ステッピングモータ２３の図示省略した２つのモータコイル用のスイッチを電子制御ユニット３から位相をずらして出力される第１と第２の駆動パルス（図２参照）に応じて順番にオンし、２つのコイルに位相差を存して通電するように構成される。

また、電子制御ユニット３は、モータ安全弁２の電磁石２４ａと乾電池４とを接続する回路に介設した電磁石スイッチ７をオンオフ制御する。即ち、可動体２４が上記下降位置に下動したところで電磁石スイッチ７をオンし、消火操作が行われたときやバーナ１に付設した熱電対等の火炎検知素子１１の出力変化でバーナ１の失火が検知されたときに、電磁石スイッチ７をオフして、モータ安全弁２を閉弁させる。

また、乾電池４には、その電圧を検出する電圧検出回路８が接続されている。電圧検出回路８は、２つの抵抗８ａ、８ｂから成る分圧回路で構成されており、分圧点の電圧が電池電圧として電子制御ユニット３に入力されている。

ところで、ステッピングモータ２３の作動中、電池電圧は図２に示す如く変動する。そのため、一定時間間隔で電池電圧を読み込んだのでは、読み込んだ電池電圧が変動幅のどのあたりの電圧になるか不明になり、電池電圧を正確に監視できなくなる。

ここで、電池電圧は第１と第２の各駆動パルスに同期して変動する。そこで、電池電圧の変動波形が所定の同一位相になるタイミング、例えば、電池電圧が極小値に低下する極小位相になるタイミングを各駆動パルスから割り出し、このタイミングで電子制御ユニット３に電池電圧を読み込むようにしている。

電子制御ユニット３は、上記のタイミングで読み込んだ電池電圧の読み込み値Ｖ（正確には、上記タイミングで複数回読み込んだ電圧の平均値）に基づいて、ガス器具の外面に配置した電池交換ランプ９を点灯する電池電圧監視制御を行う。以下、電池電圧監視制御について図３を参照して説明する。尚、図３において、ＹＶ１は、電池寿命が残り僅かになったときの乾電池４の電圧に応じて設定される第１閾値であり、ＹＶ２は、電子制御ユニット３の動作保障に必要な下限電圧に応じて設定される第２閾値であり、ＹＶ２＜ＹＶ１である。

電池電圧監視制御では、先ず、ＳＴＥＰ１で強制脱調制御中か否かを判別する。強制脱調制御中でなければ、ＳＴＥＰ２に進んで、電池電圧の読み込み値Ｖが第１閾値ＹＶ１以下になったか否かを判別する。そして、Ｖ≦ＹＶ１であれば、ＳＴＥＰ３に進んで、電池電圧の読み込み値Ｖが第２閾値ＹＶ２以下になったか否かを判別する。

ＳＴＥＰ３でＶ＞ＹＶ２と判別された場合、即ち、ＹＶ２＜Ｖ≦ＹＶ１である場合は、ＳＴＥＰ４に進んで、乾電池４の交換を促すために電池交換ランプ９を点滅させる交換表示を行う。一方、Ｖ≦ＹＶ２である場合は、ＳＴＥＰ５に進み、電池交換ランプ９を継続点灯させて乾電池４を直ちに交換することを促すと共に、電磁石スイッチ７をオフしてバーナ１を消火し、更に、以後のステッピングモータ２３の作動を禁止する。これにより、ガス器具は使用不能となる。尚、ステッピングモータ２３の作動禁止は、乾電池４の交換で電池電圧が正常値に戻ったときに解除される。

ＳＴＥＰ１で強制脱調制御中であると判別されたときは、ＳＴＥＰ６に進んで、電池電圧の読み込み値Ｖが第２閾値ＹＶ２以下になったか否かを判別し、Ｖ≦ＹＶ２である場合は、ＳＴＥＰ５に進み、上記の如く電池交換ランプ９を継続点灯させると共に、電磁石スイッチ７をオフし、更に、以後のステッピングモータ２３の作動を禁止する。また、強制脱調制御中は、電池電圧の読み込み値Ｖが第１閾値ＹＶ１に低下しても、交換表示は行われない。

ここで、ステッピングモータ２３の通常制御中の電圧波形は図４のａ線のようになるが、ステッピングモータ２３の強制脱調制御中の電圧波形は、通常制御時より電圧が低下して図４のｂ線のようになる。そして、通常制御時はＶ＞ＹＶ１になっていても、強制脱調制御中はＶ≦ＹＶ１になってしまうことがある。この場合に、交換表示を行ったのでは、強制脱調制御から通常制御への移行で交換表示が停止されてしまうため、使用者に違和感を与えてしまう。

これに対し、本実施形態では、強制脱調制御中にＶ≦ＹＶ１になっても交換表示は行われないため、強制脱調制御から通常制御への移行で交換表示が停止されることがなく、使用者に違和感を与えことを防止できる。また、強制脱調制御中であっても、Ｖ≦ＹＶ２になったときは、以後のステッピングモータ２３の作動が禁止されるため、電池電圧の低下で電子制御ユニット３が正常に動作しなくなる状態でのステッピングモータ２３の誤作動を未然に防止することができ、安全である。

以上、電動品たるモータ安全弁２を備えるガス器具における電池電圧の監視方法に本発明を適用した実施形態について説明したが、ステッピングモータで駆動される可動体を有するモータ安全弁以外の電動品を備える機器における電池電圧の監視方法として本発明は広く適用できる。

２…モータ安全弁（電動品）、２３…ステッピングモータ、２４…可動体、２６…ストッパ、３…電子制御ユニット、Ｖ…電池電圧の読み込み値、ＹＶ１…第１閾値、ＹＶ２…第２閾値。

Claims

ステッピングモータで駆動される可動体を有する電動品と、電子制御ユニットと、ステッピングモータ及び電子制御ユニットの電源となる乾電池とを備え、可動体の移動を電動品に設けたストッパにより阻止した状態で電子制御ユニットからステッピングモータの駆動パルスを出力する強制脱調制御を行う機器における電池電圧の監視方法であって、
ステッピングモータ作動中の電池電圧の変動波形が所定の同一位相になるタイミングで電子制御ユニットに電池電圧を読み込み、電池電圧の読み込み値が所定の第１閾値に低下したときに、乾電池の交換を促す交換表示を行うものにおいて、
ステッピングモータの強制脱調制御中は、電池電圧の読み込み値が第１閾値に低下しても交換表示を行わないことを特徴とする電池電圧監視方法。
前記電子制御ユニットの動作保障に必要な下限電圧に応じて前記第１閾値よりも低い第２閾値を設定し、前記強制脱調制御中に電池電圧の読み込み値が第２閾値に低下したときは、以後のステッピングモータの作動を禁止することを特徴とする請求項１記載の電池電圧監視方法。