JP2759391B2 - Infusion pump motor controller - Google Patents
Infusion pump motor controllerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、点滴などの静脈注入装
置の駆動源として用いられる輸液ポンプにおけるモータ
の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a motor in an infusion pump used as a drive source for an intravenous infusion device such as a drip.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は従来の輸液ポンプの電気的構成を
示すブロック線図である。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing an electric configuration of a conventional infusion pump.
【０００３】図において、２はシステム全体の制御を司
るＣＰＵ（中央処理装置）、４はその制御のためのプロ
グラムを格納しているＲＯＭ（リードオンリメモリ）、
６はデータを格納するなどワーキングメモリとして機能
するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、８はキーパネ
ルなどの入力装置、１０は液晶表示パネルなどの表示装
置、１２は輸液ポンプのメカニズム部分であるポンプヘ
ッド部であり、このポンプヘッド部１２は、ぜん動式の
輸液機構部１４と、この輸液機構部１４を回転駆動する
駆動用モータ１６と、駆動用モータ１６の回転位相を検
出するモータ回転位相検出部１８とから構成されてい
る。２０はモータ制御回路、２２は各部に電力を供給す
る電源（バッテリ）、２４はランプやブザーなどの警報
部である。In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a CPU (Central Processing Unit) for controlling the entire system, 4 denotes a ROM (Read Only Memory) storing a program for the control,
Reference numeral 6 denotes a RAM (random access memory) which functions as a working memory such as storing data, 8 denotes an input device such as a key panel, 10 denotes a display device such as a liquid crystal display panel, and 12 denotes a pump head portion which is a mechanism part of an infusion pump. The pump head 12 includes a peristaltic infusion mechanism 14, a drive motor 16 for driving the infusion mechanism 14, and a motor rotation phase detector 18 for detecting the rotation phase of the drive motor 16. It is composed of Reference numeral 20 denotes a motor control circuit, 22 denotes a power supply (battery) for supplying power to each unit, and 24 denotes an alarm unit such as a lamp or a buzzer.
【０００４】次に、上記構成の従来の輸液ポンプにおい
て、ＣＰＵ２による駆動用モータ１６の制御の動作を図
４に示すフローチャートに基づいて説明する。Next, the operation of controlling the drive motor 16 by the CPU 2 in the conventional infusion pump having the above configuration will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
【０００５】ＣＰＵ２は、ステップｎ１で、モータ制御
回路２０を制御することにより、駆動用モータ１６に対
して、この駆動用モータ１６を確実に回転させるに足り
る充分な駆動電流を供給し、駆動用モータ１６を始動す
る。この始動時の電流値は、最悪のケースでも駆動用モ
ータ１６が確実に回転を開始するように余裕（マージ
ン）をもった値に設定される。In step n1, the CPU 2 controls the motor control circuit 20 to supply a sufficient drive current to the drive motor 16 to rotate the drive motor 16 reliably. The motor 16 is started. The current value at the time of the start is set to a value having a margin so that the driving motor 16 starts rotating reliably even in the worst case.
【０００６】ＣＰＵ２は、ステップｎ２で、モータ回転
位相検出部１８からの信号に基づいて、駆動用モータ１
６が正常に回転しているのか、それとも脱調しているの
かどうかのチェックを行う（モータチェック）。脱調し
ていると判断したときは、ステップｎ３に進んで、警報
部２４を駆動して操作者に脱調を知らせる。In step n 2, the CPU 2 determines the driving motor 1 based on the signal from the motor rotation phase detector 18.
It is checked whether the motor 6 is rotating normally or out of step (motor check). If it is determined that the step-out has occurred, the process proceeds to step n3 to drive the alarm unit 24 to notify the operator of the step-out.
【０００７】ＣＰＵ２は、正常に回転していると判断し
たときは、ステップｎ４に進んで、モータ制御回路２０
を制御して、駆動用モータ１６に供給する駆動電流を１
ステップ分だけデクリメント（減少）させる。すなわ
ち、現在のモータ駆動電流をｉM とし、１ステップ分の
電流値をｉ0 とすると、次回のモータ駆動電流として、
ｉM ←ｉM −ｉ0 と設定する。なお、１ステップ分の電
流値ｉ0 は、機種によって適宜に定めてある。When the CPU 2 determines that the motor is rotating normally, the process proceeds to step n4, where the motor control circuit 20
To control the driving current supplied to the driving motor 16 by 1
Decrement (decrease) by step. That is, assuming that the current motor drive current is i M and the current value for one step is i 0 ,
Set as i M ← i M −i 0 . The current value i 0 for one step is appropriately determined depending on the model.
【０００８】次いで、ステップｎ５に進んで、ステップ
ｎ２と同様に、駆動用モータ１６が正常に回転している
のか脱調しているのかのチェックを行い、駆動用モータ
１６が正常に回転していると判断すると、ステップｎ４
にリターンして、モータ駆動電流ｉM をさらに１ステッ
プ分ｉ0 だけデクリメントする（ｉM ←ｉM −ｉ0 ）。
そして、再び、ステップｎ５でモータチェックを行う。Next, the process proceeds to step n5, and similarly to step n2, it is checked whether the drive motor 16 is rotating normally or out of synchronization, and the drive motor 16 is rotated normally. If it is determined that there is
And the motor drive current i M is further decremented by one step i 0 (i M ← i M −i 0 ).
Then, a motor check is performed again in step n5.
【０００９】ステップｎ４でのモータ駆動電流ｉM のデ
クリメントにかかわらず、ステップｎ５で駆動用モータ
１６が正常に回転していて脱調と判断しない限り、ステ
ップｎ４→ｎ５→ｎ４のルーチンをループ状に繰り返
す。これにより、モータ駆動電流ｉM を脱調が生じるま
で１ステップ分ｉ0 ずつ減少させていくことになる。Regardless of the decrement of the motor drive current i M in step n 4, the routine of steps n 4 → n 5 → n 4 is executed in a loop unless the drive motor 16 is rotating normally and step out is determined in step n 5. Repeat. Thus, the motor drive current i M is reduced by i 0 for one step until the step-out occurs.
【００１０】このようなモータ駆動電流ｉM の順次的な
減少の結果、ステップｎ５のモータチェックにおいて駆
動用モータ１６が脱調するようになったと判断したとき
は、ステップｎ６に進む。ステップｎ６では、駆動用モ
ータ１６の回転状態を正常に戻すために、モータ駆動電
流ｉM を１ステップ分ｉ0 だけインクリメントする（ｉ
M ←ｉM ＋ｉ0 ）。この場合の脱調に対しては、警報は
発しない。As a result of such a sequential decrease in the motor drive current i M , when it is determined in step n5 that the motor 16 has lost synchronism, the process proceeds to step n6. In step n6, in order to return the rotation state of the drive motor 16 to the normal state, the motor drive current i M is incremented by one step i 0 (i
M ← i M + i 0) . No alarm is issued for step-out in this case.
【００１１】そして、ステップｎ７に進んで、ステップ
ｎ６の実行回数をカウントするレジスタＲの内容を＋１
だけインクリメントする（Ｒ←Ｒ＋１）。なお、レジス
タＲの初期値はゼロにセットされているものとする。Then, the process proceeds to step n7, in which the content of the register R for counting the number of executions of step n6 is incremented by +1.
(R ← R + 1). It is assumed that the initial value of the register R is set to zero.
【００１２】ステップｎ８では、レジスタＲの内容が所
定回数Ｎに一致したかどうかを判断する。Ｎの値は任意
に定め得るが、通例では、Ｎ＝３〜５である。レジスタ
Ｒの内容（すなわち、モータ駆動電流ｉM を１ステップ
分ｉ0 だけインクリメントした回数）が所定回数Ｎに達
していないときは、ステップｎ５にリターンし、モータ
チェックを繰り返す。At step n8, it is determined whether or not the content of the register R has reached the predetermined number N. The value of N can be determined arbitrarily, but typically N = 3-5. If the contents of the register R (ie, the number of times the motor drive current i M has been incremented by i 0 for one step) have not reached the predetermined number N, the process returns to step n5 and repeats the motor check.
【００１３】ステップｎ４の駆動電流デクリメントの結
果脱調したのでステップｎ６で駆動電流をインクリメン
トするが、この駆動電流インクリメントによってステッ
プｎ５のモータチェックでは必ずしも正常と判断される
とは限らない。脱調の状態のままである場合を生じ得
る。駆動用モータ１６の駆動にとって最小限必要な駆動
電流は、電源２２の電圧や輸液レートや温度その他の種
々の要因から影響を受けて微妙に変動するからである。
そのためにこそ、ステップｎ６，ｎ７，ｎ８を経てステ
ップｎ５にリターンしているのである。The drive current is incremented in step n6 because of the loss of synchronism as a result of the drive current decrement in step n4. However, due to the drive current increment, the motor check in step n5 does not always determine that the motor is normal. It may happen that the step-out state remains. This is because the minimum required drive current for driving the drive motor 16 is slightly affected by the voltage of the power supply 22, the infusion rate, the temperature, and various other factors.
That is why the process returns to step n5 through steps n6, n7, and n8.
【００１４】ステップｎ８からリターンしてきた後のス
テップｎ５において、脱調の状態が続いていると判断し
たときは、ステップｎ６でモータ駆動電流ｉM をさらに
インクリメントし、再び、ステップｎ７，ｎ８を経てス
テップｎ５にリターンしモータチェックを繰り返す。In step n5 after returning from step n8, when it is determined that the step-out state continues, the motor drive current i M is further incremented in step n6, and again through steps n7 and n8. Returning to step n5, the motor check is repeated.
【００１５】また、ステップｎ８からリターンしてきた
後のステップｎ５において、駆動用モータ１６の回転状
態が正常に復帰しておれば、ステップｎ４に戻って、モ
ータ駆動電流ｉM を再びデクリメントする。その結果、
再び脱調すれば、ステップｎ５→ｎ６→ｎ７→ｎ８→ｎ
５と進む。In step n5 after returning from step n8, if the rotation state of the drive motor 16 has returned to normal, the process returns to step n4 to decrement the motor drive current i M again. as a result,
If the step-out occurs again, steps n5 → n6 → n7 → n8 → n
Proceed with 5.
【００１６】つまり、駆動用モータ１６の回転状態につ
いて、正常と脱調との境界を挟んでモータ駆動電流ｉM
を微調整しているのである。このような微調整を所定回
数Ｎだけ繰り返すと、ステップｎ５〜ｎ８のループ状ル
ーチンを抜け出すことになるが、そのときは、ステップ
ｎ５の脱調判断の次にステップｎ６でモータ駆動電流ｉ
M をインクリメントしているので、一応、正常回転状態
とみなすことができ、そのルーチンを抜け出た段階での
モータ駆動電流ｉM を最適な駆動電流として最終的に確
定するのである。この最適駆動電流は、言うまでもな
く、駆動用モータ１６の駆動にとって最小限必要な駆動
電流である。That is, regarding the rotation state of the drive motor 16, the motor drive current i M
Is fine-tuned. When such fine adjustment is repeated a predetermined number of times N, the process exits the loop routine of steps n5 to n8. In this case, the motor drive current i is determined in step n6 after the step out determination in step n5.
Since M is incremented, it can be regarded as a normal rotation state for the time being, and the motor drive current i M at the stage when the routine is exited is finally determined as the optimum drive current. Needless to say, this optimum drive current is the minimum drive current required for driving the drive motor 16.
【００１７】以上のように、始動時には充分に大きなモ
ータ駆動電流を供給して駆動用モータ１６を確実に始動
させ、その後直ちに、モータ駆動電流を少しずつ減らし
ながら最適な必要最小限のモータ駆動電流を探し出し、
その後は、その必要最小限のモータ駆動電流で駆動用モ
ータ１６を駆動するという制御方法をとっている。As described above, at the time of starting, a sufficiently large motor driving current is supplied to surely start the driving motor 16, and immediately thereafter, the motor driving current is gradually reduced and the optimum necessary minimum motor driving current is obtained. Search for
After that, the control method of driving the driving motor 16 with the minimum necessary motor driving current is adopted.
【００１８】このような制御方法を採用しているのは、
消費電力をなるべく少なくし、電源２２（バッテリ）に
よる動作時間をできるだけ長くするためである。また、
消費電流が小さくてすむということは、装置を小型化，
軽量化する上で有利なことである。The reason why such a control method is adopted is as follows.
This is to reduce power consumption as much as possible and extend the operation time of the power supply 22 (battery) as much as possible. Also,
The low current consumption means that the device can be downsized,
This is advantageous in reducing the weight.
【００１９】[0019]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、輸液レ
ートが低く駆動用モータ１６の回転速度が遅いときに
は、駆動用モータ１６の回転状態が正常なのかそれとも
脱調しているのかを判定するのに長い時間を要すること
になる。However, when the infusion rate is low and the rotation speed of the drive motor 16 is low, it is long to determine whether the rotation state of the drive motor 16 is normal or out of step. It will take time.
【００２０】すなわち、ステップｎ２を経過した後のス
テップｎ４→ｎ５→ｎ４の循環するルーチン、つまり、
モータ駆動電流ｉM を１ステップ分ｉ0 ずつデクリメン
トしながらモータチェックを行う処理を繰り返す回数が
非常に多くなり、ステップｎ５からステップｎ６の方に
抜け出すまでに要する時間が非常に長くかかるのであ
る。That is, a circulating routine of steps n4 → n5 → n4 after step n2 has passed, ie,
The number of times the process of performing the motor check is repeated while decrementing the motor drive current i M by one step i 0 is very large, and it takes a very long time to escape from step n5 to step n6.
【００２１】その結果として、モータの始動時点から最
適なモータ駆動電流を確定するまでに長い時間を要する
こととなり、その間、比較的に大きなモータ駆動電流を
消費することになるため、電力ロスが大きくなるという
問題がある。As a result, it takes a long time to determine the optimum motor drive current from the start of the motor, and during that time, a relatively large motor drive current is consumed, resulting in a large power loss. Problem.
【００２２】例えば、輸液レートが数ｍｌ／ｈｒ以下の
場合には、最適なモータ駆動電流を確定するまでに３０
分以上もかかることがあり、輸液ポンプの全動作時間が
１〜２時間程度と比較的短時間の場合には、最適駆動電
流の確定までに要する時間の割合が大き過ぎて、はなは
だ効率の悪いものになっていると同時に、電力ロスも大
きくならざるを得ない。For example, when the infusion rate is several ml / hr or less, it takes 30 minutes before the optimal motor drive current is determined.
When the total operation time of the infusion pump is relatively short, such as about 1 to 2 hours, the ratio of the time required to determine the optimum drive current is too large, and the efficiency is extremely low. At the same time, the power loss must increase.
【００２３】電力ロスが大きいということは、電源２２
（バッテリ）の容量を一定とすると、その電源２２（バ
ッテリ）による延べ動作時間が短くなってしまうという
ことであり、延べ動作時間を一定とすると、必要とする
電源２２（バッテリ）の容量が大きくなって装置の大型
化，重量化を招くことになってしまうということであ
る。The large power loss means that the power supply 22
If the capacity of the (battery) is constant, the total operation time of the power supply 22 (battery) is short. If the total operation time is constant, the required capacity of the power supply 22 (battery) is large. This results in an increase in the size and weight of the device.
【００２４】ところで、上記とは逆に、駆動用モータ１
６の始動に際して、モータ駆動電流を少しずつ増やしな
がら最適な必要最小限のモータ駆動電流を探し出して駆
動用モータ１６の回転状態を正常にもっていくという制
御方法が考えられる。この場合は、電力ロスはほとんど
生じない。By the way, contrary to the above, the driving motor 1
At the start of step 6, a control method is conceivable in which the optimum minimum necessary motor drive current is searched for while gradually increasing the motor drive current, and the rotation state of the drive motor 16 is made normal. In this case, almost no power loss occurs.
【００２５】しかし、始動初期の駆動用モータ１６の脱
調状態のために輸液能力が低く、上記と同様に輸液レー
トが低く駆動用モータ１６の回転速度が遅いときには、
始動時点から実際に薬液が輸液されるに至るまでのタイ
ムラグが長くかかり過ぎ、治療に支障を来すおそれがあ
る。However, when the infusion capacity is low due to the out-of-step state of the drive motor 16 at the initial stage of starting, and the infusion rate is low and the rotation speed of the drive motor 16 is low similarly to the above,
The time lag from the starting point to the actual infusion of the drug solution is too long, which may hinder the treatment.
【００２６】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、輸液ポンプの駆動用モータを始動す
るに際して、最適な必要最小限のモータ駆動電流を確定
するまでの時間を短縮化し、電力ロスを削減することを
目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and shortens the time required to determine an optimum and necessary minimum motor drive current when starting a drive motor for an infusion pump. And reduce power loss.
【００２７】[0027]
【課題を解決するための手段】本発明に係る輸液ポンプ
のモータ制御装置は、輸液機構部を駆動するモータに対
して所要の駆動電流を供給するモータ制御回路を備える
とともに、モータ始動開始時のモータ駆動電流から１ス
テップ分ずつの電流値を段階的に減少させる動作を繰り
返すことにより最適な必要最小限のモータ駆動電流を求
めてこの最適駆動電流を前記モータ制御回路からモータ
に与えるようにした制御手段を備えた輸液ポンプのモー
タ制御装置であって、電源電圧モニタ回路を備えるとと
もに、電源電圧値と輸液レートとを変数とする関数とし
て予め求められたモータ駆動電流を始動開始時モータ駆
動電流とするテーブルをもった記憶手段と、モータの始
動に際して前記電源電圧モニタ回路から読み込んだ電源
電圧値と設定入力されている輸液レートとに基づいて前
記テーブルを検索して対応する始動開始時モータ駆動電
流のデータを読み出しこのデータを前記制御手段にモー
タ始動開始時のモータ駆動電流として与える駆動電流初
期値設定手段とを備えたことを特徴とするものである。A motor control device for an infusion pump according to the present invention includes a motor control circuit for supplying a required drive current to a motor for driving an infusion mechanism, and a motor control circuit for starting the motor. By repeating the operation of stepwise reducing the current value for each step from the motor drive current, an optimum minimum necessary motor drive current is obtained, and the optimal drive current is supplied from the motor control circuit to the motor. A motor control device for an infusion pump having control means, comprising a power supply voltage monitoring circuit, and a motor drive current obtained at the start of start-up, the motor drive current being obtained in advance as a function having a power supply voltage value and an infusion rate as variables. A power supply voltage value and a setting input read from the power supply voltage monitor circuit when starting the motor. A drive current initial value setting means for searching the table based on the infusion rate and reading out the corresponding data of the motor drive current at the start of the start and giving the data to the control means as the motor drive current at the start of the motor start It is characterized by having.
【００２８】[0028]
【作用】輸液ポンプにおいてモータの駆動電流に影響を
及ぼすものとして、例えば、電源電圧値，輸液レート，
温度，輸液チューブを含む輸液機構部の状態その他の種
々の要因がある。本発明者はこれらを詳しく検討した結
果、モータ駆動電流に最も大きい影響を与えるのが電源
電圧値と輸液レートであることを見出した。本発明の上
記構成は、この知識に基づいたものである。[Function] In the infusion pump, the power supply voltage value, infusion rate,
There are various factors such as the temperature, the state of the infusion mechanism including the infusion tube, and other factors. The present inventor has studied these in detail and found that the power supply voltage value and the infusion rate have the greatest influence on the motor drive current. The above configuration of the present invention is based on this knowledge.
【００２９】実験によって、電源電圧値と輸液レートと
をパラメータとして、それらの組み合わせを種々に変え
ながらモータの駆動にとって必要最小限のモータ駆動電
流を求めておく。そのようにして求めたモータ駆動電流
のデータを、電源電圧値と輸液レートとを変数とする関
数としてテーブルにし記憶手段に格納しておく。Experiments are performed to obtain the minimum necessary motor drive current for driving the motor while varying the combination of the power supply voltage value and the infusion rate as parameters. The data of the motor drive current thus obtained is stored in a storage unit in a table as a function using the power supply voltage value and the infusion rate as variables.
【００３０】上記の構成において、駆動電流初期値設定
手段は、電源電圧モニタ回路から読み込んだ電源電圧値
と設定入力されている輸液レートとに基づいてテーブル
を検索し、対応する始動開始時モータ駆動電流のデータ
を読み出す。制御手段は、その始動開始時モータ駆動電
流のデータを受け取り、モータ制御回路に対してモータ
始動開始時のモータ駆動電流として与える。この駆動電
流は、モータを正常に始動する上で必要最小限な電流値
である。In the above configuration, the drive current initial value setting means searches the table based on the power supply voltage value read from the power supply voltage monitor circuit and the infusion rate set and inputted, and starts the corresponding motor drive at the start of starting. Read the current data. The control means receives the data of the motor drive current at the start of the start and gives the data to the motor control circuit as the motor drive current at the start of the motor start. This drive current is a minimum necessary current value for starting the motor normally.
【００３１】したがって、その同じ制御手段がモータ始
動直後から行うところの１ステップ分ずつの電流値を段
階的に減少させて最終的に探し出されるべき最適な必要
最小限のモータ駆動電流に到達するまでに要する時間
は、始動時駆動電流として充分な余裕（マージン）を見
込んでいた従来例に比べて大幅に短縮化される。Therefore, the current value for each step, which is performed by the same control means immediately after the start of the motor, is reduced step by step so as to reach the optimum minimum necessary motor drive current to be finally found. The time required for this is greatly reduced as compared with the conventional example which is expected to have a sufficient margin as a drive current at the time of starting.
【００３２】[0032]
【実施例】以下、本発明に係る輸液ポンプのモータ制御
装置の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the motor control device for an infusion pump according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００３３】図１は実施例に係る輸液ポンプの電気的構
成を示すブロック線図である。FIG. 1 is a block diagram showing the electrical configuration of the infusion pump according to the embodiment.
【００３４】図において、２はシステム全体の制御を司
るＣＰＵ、４は制御のためのプログラムおよび始動開始
時モータ駆動電流に係るテーブルを格納しているＲＯ
Ｍ、６はワーキングメモリとしてのＲＡＭ、８はキーパ
ネルなどの入力装置、１０は液晶表示パネルなどの表示
装置、１２は輸液ポンプのメカニズム部分であるポンプ
ヘッド部、１４はぜん動式の輸液機構部、１６は駆動用
モータ、１８はモータ回転位相検出部、２０はモータ制
御回路、２２は各部に電力を供給する電源（バッテ
リ）、２４は警報部、２６は電源２２（バッテリ）の電
圧を検出する電源電圧モニタ回路である。In the figure, reference numeral 2 denotes a CPU for controlling the entire system, and 4 denotes an RO storing a program for control and a table relating to a motor drive current at the start of starting.
M and 6 are RAMs as working memory, 8 is an input device such as a key panel, 10 is a display device such as a liquid crystal display panel, 12 is a pump head unit which is a mechanism part of an infusion pump, and 14 is a peristaltic infusion mechanism unit. , 16 is a driving motor, 18 is a motor rotation phase detecting section, 20 is a motor control circuit, 22 is a power supply (battery) for supplying power to each section, 24 is an alarm section, and 26 is a voltage of the power supply 22 (battery). Power supply voltage monitoring circuit.
【００３５】ＲＯＭ４に格納されたテーブルは、電源電
圧値と輸液レートとを変数とする関数として、予め求め
られたモータ駆動電流を始動開始時モータ駆動電流とす
る状態にまとめられたものである。すなわち、実験によ
り、電源電圧値と輸液レートとをパラメータとしてそれ
らの組み合わせを種々に変えながら駆動用モータ１６の
駆動にとって必要最小限のモータ駆動電流を求めて、電
源電圧値と輸液レートとを関数とする始動開始時モータ
駆動電流のテーブルとしたものである。The table stored in the ROM 4 is a table in which the motor drive current obtained in advance is set as the motor drive current at the start of startup as a function using the power supply voltage value and the infusion rate as variables. That is, through experiments, a minimum motor drive current necessary for driving the drive motor 16 is obtained while changing the combination of the power supply voltage value and the infusion rate as parameters using various parameters, and the power supply voltage value and the infusion rate are calculated as a function. Is a table of motor drive current at the start of start.
【００３６】電源２２（バッテリ）の電源電圧値は、新
たに設けた電源電圧モニタ回路２６によって検出され、
ＣＰＵ２に送出される。輸液レートは、入力装置８より
ＣＰＵ２に与えられる。ＣＰＵ２は、駆動用モータ１６
の始動開始の指令に基づいて、電源電圧モニタ回路２６
から読み込んだ電源電圧値と設定入力されている輸液レ
ートとに基づいて、ＲＯＭ４のテーブルを検索し、対応
する始動開始時モータ駆動電流のデータを読み出し、そ
のデータをモータ制御回路２０に送出する機能を有して
いる。The power supply voltage value of the power supply 22 (battery) is detected by a newly provided power supply voltage monitor circuit 26,
It is sent to CPU2. The infusion rate is provided from the input device 8 to the CPU 2. The CPU 2 includes a driving motor 16
Power supply voltage monitor circuit 26 based on the command to start
A function of retrieving a table in the ROM 4 based on the power supply voltage value read from the ROM and the set infusion rate, reading out the corresponding data of the motor drive current at the start of starting, and transmitting the data to the motor control circuit 20 have.
【００３７】次に、上記構成の輸液ポンプにおいて、Ｃ
ＰＵ２による駆動用モータ１６の制御の動作を図２に示
すフローチャートに基づいて説明する。Next, in the infusion pump having the above structure, C
The operation of controlling the drive motor 16 by the PU 2 will be described based on the flowchart shown in FIG.
【００３８】ＣＰＵ２は、ステップＳ１で、入力装置８
より輸液レートを読み込み、ステップＳ２で、電源電圧
モニタ回路２６より電源２２（バッテリ）の電源電圧値
を読み込む。そして、ステップＳ３で、電源電圧値と輸
液レートとに基づいて、ＲＯＭ４のテーブルから対応す
る始動開始時モータ駆動電流のデータを読み出す。この
始動開始時モータ駆動電流は、与えられた電源電圧値と
輸液レートという条件下において、駆動用モータ１６を
確実に始動するのに必要最小限のモータ駆動電流であ
る。The CPU 2 determines in step S1 that the input device 8
The infusion rate is read, and the power supply voltage value of the power supply 22 (battery) is read from the power supply voltage monitor circuit 26 in step S2. Then, in step S3, based on the power supply voltage value and the infusion rate, the data of the corresponding motor drive current at the start of starting is read from the table of the ROM 4. The motor drive current at the start of the start is the minimum necessary motor drive current to reliably start the drive motor 16 under the conditions of the given power supply voltage value and infusion rate.
【００３９】ＣＰＵ２は、ステップＳ４で、モータ制御
回路２０に上記の始動開始時モータ駆動電流のデータを
与えるとともに、モータ制御回路２０の制御を通じて、
駆動用モータ１６をその始動開始時モータ駆動電流にお
いて始動する。繰り返しになるが、このときの始動開始
時モータ駆動電流は、従来例のように充分な余裕（マー
ジン）をもっておらず、確実な始動にとって必要な駆動
電流に充分に接近した値の電流となっている。In step S4, the CPU 2 supplies the motor control circuit 20 with the above-described motor drive current data at the start of starting, and through the control of the motor control circuit 20,
The drive motor 16 is started with the motor drive current at the start of the start. Again, at this time, the motor drive current at the start of start does not have a sufficient margin as in the conventional example, and has a value sufficiently close to the drive current necessary for reliable start. I have.
【００４０】ＣＰＵ２は、ステップＳ５で、モータ回転
位相検出部１８からの信号に基づいて、駆動用モータ１
６が正常に回転しているのか、それとも脱調しているの
かどうかのチェックを行う（モータチェック）。脱調し
ていると判断したときは、ステップＳ６に進んで、警報
部２４を駆動して操作者に脱調を知らせる。In step S5, the CPU 2 determines the driving motor 1 based on the signal from the motor rotation phase detector 18.
It is checked whether the motor 6 is rotating normally or out of step (motor check). If it is determined that the step-out has occurred, the process proceeds to step S6, and the alarm unit 24 is driven to notify the operator of the step-out.
【００４１】しかし、正常に回転していると判断したと
きは、ステップＳ７に進んで、モータ制御回路２０を制
御して、駆動用モータ１６に供給する駆動電流を１ステ
ップ分だけデクリメント（減少）させる。すなわち、現
在のモータ駆動電流をｉM とし、１ステップ分の電流値
をｉ0 とすると、次回のモータ駆動電流として、ｉM ←
ｉM −ｉ0 と設定する。なお、１ステップ分の電流値ｉ
0 は、機種によって適宜に定めてある。However, if it is determined that the motor is rotating normally, the flow advances to step S7 to control the motor control circuit 20 to decrement (decrease) the drive current supplied to the drive motor 16 by one step. Let it. That is, if the current motor drive current is i M and the current value for one step is i 0 , then i M ←
Set to i M -i 0 . The current value i for one step
0 is appropriately determined depending on the model.
【００４２】次いで、ステップＳ８に進んで、ステップ
Ｓ５と同様に、駆動用モータ１６が正常に回転している
のか脱調しているのかのチェックを行い、駆動用モータ
１６が正常に回転していると判断すると、ステップＳ７
にリターンして、モータ駆動電流ｉM を１ステップ分ｉ
0 だけデクリメントする（ｉM ←ｉM −ｉ0 ）。そし
て、再び、ステップＳ８でモータチェックを行う。Next, the process proceeds to step S8, where it is checked whether the drive motor 16 is rotating normally or out of step, as in step S5, and the drive motor 16 rotates normally. If it is determined that there is, step S7
And returns the motor drive current i M for one step i
Decrement by 0 (i M ← i M -i 0 ). Then, the motor check is performed again in step S8.
【００４３】上記のように始動開始時モータ駆動電流が
モータ始動にとって必要最小限の値に充分に接近してい
るので、このステップＳ７の駆動電流デクリメントおよ
びステップＳ８のモータチェックの繰り返し回数は、大
き過ぎる余裕（マージン）を見込んでいた従来例に比べ
てきわめて少ないものとなる。したがって、早期のうち
に、ステップＳ８からステップＳ９へと抜け出すことが
できる。As described above, since the motor drive current at the start of the start is sufficiently close to the minimum value required for starting the motor, the number of repetitions of the drive current decrement in step S7 and the motor check in step S8 are large. This is extremely small as compared with the conventional example in which an excessive margin is expected. Therefore, it is possible to escape from step S8 to step S9 early.
【００４４】すなわち、このステップＳ７→Ｓ８→Ｓ７
のループ状のルーチンの処理時間が従来例に比べて大幅
に短縮化されるのである。That is, this step S7 → S8 → S7
The processing time of this loop-shaped routine is greatly reduced as compared with the conventional example.
【００４５】ステップＳ８からステップＳ９に進んで、
駆動用モータ１６の回転状態を正常に戻すために、モー
タ駆動電流ｉM を１ステップ分ｉ0 だけインクリメント
する（ｉM ←ｉM ＋ｉ0）。この場合の脱調に対して
は、警報は発しない。Proceeding from step S8 to step S9,
In order to return the rotation state of the drive motor 16 to the normal state, the motor drive current i M is incremented by one step i 0 (i M ← i M + i 0 ). No alarm is issued for step-out in this case.
【００４６】そして、ステップＳ１０に進んで、ステッ
プＳ９の実行回数をカウントするレジスタＲの内容を＋
１だけインクリメントする（Ｒ←Ｒ＋１）。なお、レジ
スタＲの初期値はゼロにセットされているものとする。Then, the process proceeds to step S10, in which the content of the register R for counting the number of executions of step S9 is incremented by +
Increment by 1 (R ← R + 1). It is assumed that the initial value of the register R is set to zero.
【００４７】ステップＳ１１では、レジスタＲの内容が
所定回数Ｎに一致したかどうかを判断する。Ｎの値は任
意に定め得るが、通例では、Ｎ＝３〜５である。レジス
タＲの内容（すなわち、モータ駆動電流ｉM を１ステッ
プ分ｉ0 だけインクリメントした回数）が所定回数Ｎに
達していないときは、ステップＳ８にリターンし、モー
タチェックを繰り返す。In the step S11, it is determined whether or not the content of the register R matches the predetermined number N. The value of N can be determined arbitrarily, but typically N = 3-5. If the content of the register R (ie, the number of times the motor drive current i M has been incremented by i 0 for one step) has not reached the predetermined number N, the process returns to step S8 and repeats the motor check.
【００４８】ステップＳ７→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ１
１→Ｓ８→Ｓ７のように循環するルーチンを所定回数Ｎ
だけ繰り返し実行する。その結果、駆動用モータ１６の
回転状態について、正常と脱調との境界を挟んでモータ
駆動電流ｉMが微調整されて、正常な回転状態における
最適な必要最小限のモータ駆動電流ｉM を最終的に確定
することができる。Step S7 → S8 → S9 → S10 → S1
The routine circulating from 1 to S8 to S7 is repeated a predetermined number of times N
Just repeat. As a result, with respect to the rotation state of the drive motor 16, the motor drive current i M is finely adjusted across the boundary between normal and step-out, and the optimum minimum necessary motor drive current i M in the normal rotation state is determined. Eventually it can be determined.
【００４９】以上のように、駆動用モータ１６の確実な
始動にとって最小限必要な始動開始時モータ駆動電流を
予め決定しておき、その必要最小限の始動開始時モータ
駆動電流から駆動用モータ１６の始動を開始するので、
１ステップ分ずつの電流値を段階的に減少させて最終的
に探し出されるべき最適な必要最小限のモータ駆動電流
に到達するまでに要する時間を従来例に比べて大幅に短
縮化することができるのである。As described above, the minimum starting motor drive current required for reliable start of the drive motor 16 is determined in advance, and the minimum required start motor drive current is determined from the minimum required start motor drive current. Start to start,
It is possible to reduce the current value for each step in a stepwise manner so as to greatly reduce the time required to reach the optimum and necessary minimum motor drive current to be finally found as compared with the conventional example. You can.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、各種の
要素のうちモータ駆動電流に最も大きい影響を与える電
源電圧値と輸液レートとを変数とする関数として予め求
められた始動開始時モータ駆動電流のテーブルを記憶手
段に格納しておき、モータの始動に際しては、電源電圧
モニタ回路から読み込んだ電源電圧値と設定入力されて
いる輸液レートとに基づいてテーブルを検索し、対応す
る始動開始時モータ駆動電流のデータを読み出し、それ
をモータ制御回路に対してモータ始動開始時のモータ駆
動電流として与えるように構成してあって、その始動開
始時モータ駆動電流はモータを正常に始動する上で必要
最小限な電流値であるから、モータの回転速度が遅いか
速いかに関係なく、モータ始動直後より１ステップ分ず
つの電流値を段階的に減少させていって最終的に探し出
されるべき最適駆動電流に到達するまでに要する時間を
従来例に比べて大幅に短縮化することができる。すなわ
ち、モータに対する始動指令の開始時点から脱調しない
状態での必要最小限の駆動電流で安定良くモータを回転
させるに至るまでの時間を短縮化でき、電力ロス少なく
モータの始動処理を効率良く行うことができる。As described above, according to the present invention, at the start of starting which is determined in advance as a function using the power supply voltage value and the infusion rate which have the greatest effect on the motor drive current among the various elements as variables. A table of the motor drive current is stored in the storage means, and when starting the motor, the table is searched based on the power supply voltage value read from the power supply voltage monitor circuit and the infusion rate set and input, and the corresponding start-up is performed. The motor drive current data at the start is read out, and the read data is given to the motor control circuit as the motor drive current at the start of the motor start. The motor drive current at the start of the start normally starts the motor. Since the current value is the minimum required above, regardless of whether the motor rotation speed is slow or fast, the current value is increased in steps of one step immediately after the motor starts. It can be shortened considerably as compared with the conventional example the time required to reach the optimum driving current to be searched ultimately went reduced to. That is, it is possible to shorten the time from the start of the start command to the motor until the motor is rotated stably with the minimum necessary drive current in a state where no step-out occurs, and to efficiently perform the motor start process with less power loss. be able to.
【００５１】したがって、電源（バッテリ）の容量を一
定とすると、その電源（バッテリ）による延べ動作時間
を延長化できるということになり、また、延べ動作時間
を一定とすると、必要とする電源（バッテリ）の容量を
小さくして装置の小型化，軽量化を図ることができる。Therefore, when the capacity of the power supply (battery) is fixed, the total operation time of the power supply (battery) can be extended. When the total operation time is constant, the required power supply (battery) can be obtained. The size of the device can be reduced and the size and weight of the device can be reduced.
【図１】本発明の一実施例に係る輸液ポンプのモータ制
御装置が適用される輸液ポンプの電気的構成を示すブロ
ック線図である。FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an infusion pump to which a motor control device for an infusion pump according to one embodiment of the present invention is applied.
【図２】実施例の動作説明に供するフローチャートであ
る。FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.
【図３】従来例の輸液ポンプの電気的構成を示すブロッ
ク線図である。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a conventional infusion pump.
【図４】従来例の動作説明に供するフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the conventional example.
２ ＣＰＵ ４ ＲＯＭ（始動開始時モータ駆動電流のテーブルを
含む） １４ 輸液機構部 １６ 駆動用モータ ２０ モータ制御回路 ２６ 電源電圧モニタ回路2 CPU 4 ROM (including table of motor drive current at start of start) 14 Infusion mechanism 16 Drive motor 20 Motor control circuit 26 Power supply voltage monitor circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61M 5/00,1/10──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) A61M 5/00, 1/10
Claims (1)
要の駆動電流を供給するモータ制御回路を備えるととも
に、モータ始動開始時のモータ駆動電流から１ステップ
分ずつの電流値を段階的に減少させる動作を繰り返すこ
とにより最適な必要最小限のモータ駆動電流を求めてこ
の最適駆動電流を前記モータ制御回路からモータに与え
るようにした制御手段を備えた輸液ポンプのモータ制御
装置であって、 電源電圧モニタ回路を備えるとともに、電源電圧値と輸
液レートとを変数とする関数として予め求められたモー
タ駆動電流を始動開始時モータ駆動電流とするテーブル
をもった記憶手段と、モータの始動に際して前記電源電
圧モニタ回路から読み込んだ電源電圧値と設定入力され
ている輸液レートとに基づいて前記テーブルを検索して
対応する始動開始時モータ駆動電流のデータを読み出し
このデータを前記制御手段にモータ始動開始時のモータ
駆動電流として与える駆動電流初期値設定手段とを備え
たことを特徴とする輸液ポンプのモータ制御装置。1. A motor control circuit for supplying a required drive current to a motor for driving an infusion mechanism, and a stepwise reduction in a current value for each step from the motor drive current at the start of motor start. A motor control device for an infusion pump comprising control means for obtaining an optimum and necessary minimum motor drive current by repeating the operation of causing the motor to supply the optimum drive current to the motor from the motor control circuit. A storage means having a voltage monitor circuit, a table having a motor drive current determined in advance as a function having a power supply voltage value and an infusion rate as variables, and a motor drive current at the start of starting; The table is searched based on the power supply voltage value read from the voltage monitor circuit and the infusion rate set and input, and the table is searched. The motor control device of the infusion pump, characterized in that a drive current initial value setting means for providing a motor drive current at the start motor starting to the control means the data read out data starting at the start motor drive current.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3312363A JP2759391B2 (en) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | Infusion pump motor controller |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH05146505A JPH05146505A (en) | 1993-06-15 |
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Family
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2759391B2 (en) |
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| EP1039623A3 (en) * | 1999-03-26 | 2003-09-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Actuator and auxilliar drive in a vehicule with DC-motor and limiting of inrush current |
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