JP2013096549A - 電動アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バックアップコンデンサの最新の静電容量値Cnewを定期的に測定する。最新の静電容量値Cnewを測定する毎に、その測定された静電容量値Cnewに基づいてバルブをその時の設定開度θspから緊急開閉位置(例えば、全閉位置)までリターン動作させるために必要な充電電圧(必要充電電圧)VCminを算出し、算出された必要充電電圧VCminとなるようにバックアップコンデンサの端子間電圧VCを調整する。
【選択図】図5
Description
図4にステップS114で実行される充電シーケンスのフローチャートを示す。この充電シーケンスにおいて、制御回路(CPU)1は、不揮発性メモリ2に設定データとして格納されているバックアップコンデンサ16の静電容量の初期設定値C0を読み出す(ステップS201)。そして、この読み出した静電容量の初期設定値C0とその時の設定開度θspより、その時の設定開度θspから緊急開閉位置までリターン動作させるために必要なバックアップコンデンサ16の最低限の充電電圧を必要充電電圧VCminとして計算する(ステップS202)。
VCmin=〔2P・Ta・θsp/(C0・θa)〕1/2 ・・・・(1)
制御回路(CPU)1は、ステップS115(図3)おいて、静電容量の測定タイミングか否かをチェックする。この実施の形態では、静電容量の測定間隔をTC1とし、TC1が経過する毎に静電容量の測定タイミングが発生するものとする。静電容量の測定タイミングが発生すると(ステップS115のYES)、制御回路(CPU)1は、静電容量測定シーケンスの処理を実行する(ステップS116)。図5にステップS116で実行される静電容量測定シーケンスのフローチャートを示す。
この静電容量測定シーケンスにおいて、制御回路(CPU)1は、先ず、バックアップコンデンサ16の最新の静電容量値Cnewを測定する(ステップS301)。このバックアップコンデンサ16の最新の静電容量値Cnewの測定は次のようにして行う。図6にステップS301で実行される静電容量値測定の処理のフローチャートを示す。
そして、制御回路(CPU)1は、ステップS301で測定した最新の静電容量値Cnewと不揮発性メモリ2に設定データとして格納されている限界設定値と比較し(ステップS303)、最新の静電容量値Cnewが限界設定値を超えていれば(ステップS303のYES)、電動アクチュエータ100の動作を停止させ(ステップS304)、外部コントローラ300に最新の静電容量値Cnewと動作を停止させた旨の情報を送信する(ステップS305)。
次に、制御回路(CPU)1は、測定した最新の静電容量値Cnewとその時の設定開度θspより、その時の設定開度θspから緊急開閉位置(全閉位置)までリターン動作させるために必要なバックアップコンデンサ16の最低限の充電電圧を必要充電電圧VCminとして計算する(ステップS308)。
VCmin=〔2P・Ta・θsp/(Cnew・θa)〕1/2 ・・・・(2)
そして、制御回路(CPU)1は、バックアップコンデンサ16の端子間電圧の測定値VCとステップS308で計算した必要充電電圧VCminとを比較し(ステップS309)、端子間電圧の測定値VCが必要充電電圧VCminを下回っていれば(ステップS309のNO)、不揮発性メモリ2から充電電流値Iaを読み出し、充電回路18へ指示を与えて、その読み出した充電電流値Iaでバックアップコンデンサ16の充電を行う(ステップS310、図8に示すt4点)。そして、端子間電圧の測定値VCが必要充電電圧VCminとなれば(ステップS311のYES、図8に示すt5点)、静電容量測定シーケンスを終了し、メイン動作シーケンスに戻る。
次に、制御回路(CPU)1は、全電気特性の測定タイミングか否かをチェックする(ステップS117(図3))。この実施の形態では、全電気特性の測定間隔をTC2とし、TC2が経過する毎に全電気特性の測定タイミングが発生するものとする。制御回路(CPU)1は、全電気特性の測定タイミングが発生すると(ステップS117のYES)、全電気特性測定シーケンスの処理を実行する(ステップS118)。なお、この実施の形態において、全電気特性の測定間隔TC2は、静電容量の測定間隔TC1よりも長く設定されているものとする。
図9および図10にステップS118で実行される全電気特性測定シーケンスのフローチャートを分割して示す。この全電気特性測定シーケンスにおいて、制御回路(CPU)1は、先ず、バックアップコンデンサ16の内部抵抗値Rdを測定する(ステップS501)。このバックアップコンデンサ16の内部抵抗値Rdの測定は次のようにして行う。図11にステップS501での内部抵抗値測定の処理のフローチャートを示す。
次に、制御回路(CPU)1は、バックアップコンデンサ16の静電容量値Cnewを測定する(ステップS502)。このバックアップコンデンサ16の静電容量値Cnewの測定は、図5に示したステップS301と同様にして、図6に示したフローチャートに従って実行する。
そして、制御回路(CPU)1は、測定した内部抵抗値Rdと不揮発性メモリ2に設定データとして格納されている限界設定値と比較し(ステップS504)、内部抵抗値Rdが限界設定値を超えていれば(ステップS504のYES)、電動アクチュエータ100の動作を停止させ(ステップS505)、外部コントローラ300に内部抵抗値Rdと動作を停止させた旨の情報を送信する(ステップS506)。
次に、制御回路(CPU)1は、測定した静電容量値Cnewとその時の設定開度θspより、その時の設定開度θspから緊急開閉位置(全閉位置)までリターン動作させるために必要なバックアップコンデンサ16の最低限の充電電圧を必要充電電圧VCminとして計算する(ステップS514)。
そして、制御回路(CPU)1は、バックアップコンデンサ16の端子間電圧の測定値VCとステップS514で計算した必要充電電圧VCminとを比較し(ステップS515)、端子間電圧の測定値VCが必要充電電圧VCminを下回っていれば(ステップS515のNO)、不揮発性メモリ2から充電電流値Iaを読み出し、充電回路18へ指示を与えて、その読み出した充電電流値Iaでバックアップコンデンサ16の充電を行う(ステップS516、図14に示すt8点)。そして、端子間電圧の測定値VCが必要充電電圧VCminとなれば(ステップS517のYES、図14に示すt9点)、全電気特性測定シーケンスを終了し、メイン動作シーケンスに戻る。
・内部抵抗/静電容量劣化小→測定間隔長い
・内部抵抗/静電容量劣化大→測定間隔短い
(2)装置内部の温度の状況
・内部温度が低い→測定間隔長い
・内部温度が高い→測定間隔短い
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術的範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
Claims (4)
- 電源部と、この電源部からの電力の供給を受けてバルブを駆動するモータと、前記電源部からの電力の供給を受けて充電されるバックアップコンデンサとを備え、停電時に前記バックアップコンデンサに蓄えられている電気エネルギーによって前記モータを強制的に駆動し前記バルブを所定の開度位置までリターン動作させる電動アクチュエータにおいて、
前記バックアップコンデンサの最新の静電容量値を定期的に測定する静電容量測定手段と、
前記バックアップコンデンサの最新の静電容量値が測定される毎に、その測定された最新の静電容量値に基づいて前記バルブをその時の開度設定値から前記所定の開度位置までリターン動作させるために必要な前記バックアップコンデンサの充電電圧を必要充電電圧として算出し、この算出した必要充電電圧となるように前記バックアップコンデンサの端子間電圧を調整する充電電圧算出調整手段と
を備えることを特徴とする電動アクチュエータ。 - 請求項1に記載された電動アクチュエータにおいて、
前記静電容量測定手段は、
前記バックアップコンデンサに蓄積されている電気エネルギーを所定の放電電流値Ibで放電させ、この放電によって降下して行く前記バックアップコンデンサの端子間電圧を監視し、この端子間電圧が所定の電圧値V1となった時の放電開始からの時間T1と、前記電圧値V1よりも低い値として定められた所定の電圧値V2となった時の放電開始からの時間T2とを測定し、この測定した時間T1,T2と前記放電電流値Ibと前記電圧値V1,V2より前記バックアップコンデンサの最新の静電容量値を求める
ことを特徴とする電動アクチュエータ。 - 請求項2に記載された電動アクチュエータにおいて、
前記静電容量測定手段は、
前記バックアップコンデンサの最新の静電容量値をCnew=Ib・(T2−T1)/(V1−V2)として求め、
前記充電電圧算出調整手段は、
前記モータの出力をP、前記バルブの全閉から全開までの全駆動時間をTa、前記バルブの開度設定値をθsp、前記バルブの全閉から全開までの全回転角度をθa、前記バックアップコンデンサの最新の静電容量値をCnewとし、
前記バックアップコンデンサの必要充電電圧をVCmin=〔2P・Ta・θsp/(Cnew・θa)〕1/2として求める
ことを特徴とする電動アクチュエータ。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載された電動アクチュエータにおいて、
前記バックアップコンデンサの静電容量の使用限界閾値を記憶する使用限界閾値記憶手段と、
前記静電容量測定手段によって測定された最新の静電容量値と前記使用限界閾値とを比較し、最新の静電容量値が使用限界閾値を超えた場合にその旨を報知する静電容量診断手段と
を備えることを特徴とする電動アクチュエータ。
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