JP2832323B2 - 輸液ポンプ - Google Patents

輸液ポンプ

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JP2832323B2 JP4140569A JP14056992A JP2832323B2 JP 2832323 B2 JP2832323 B2 JP 2832323B2 JP 4140569 A JP4140569 A JP 4140569A JP 14056992 A JP14056992 A JP 14056992A JP 2832323 B2 JP2832323 B2 JP 2832323B2
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、患者に治療用薬液を注
入するための輸液ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】病院の臨床において使用される輸液ポン
プは、その開発の初期においては1台当たり1個のポン
プ駆動部を有しているだけであった。しかし、重症患者
に対して治療を行う場合、患者一人当たりに10台から
15台もの輸液ポンプを使用して薬液を輸液する場合が
ある。このような場合は、患者に対して心電計、人工呼
吸器、体温計などを同時に使用することが多いため、あ
まり広くない病室をさらに狭くし、ベッドの周辺を繁雑
にする上に、治療にあたる医師や看護婦の活動に大きな
支障を及ぼすことになっていた。そこで、病室を少しで
も広く使えるように、1台で2以上のポンプ駆動部をも
つ輸液ポンプが開発された。
【0003】一方、近時では、薬液を送液するという輸
液ポンプの基本的な機能に加えて、複数の送液パターン
を記憶しておき自動的に切り換えながら送液するといっ
た機能や、時計手段をもたせて単位時間ごとに輸液累積
値を記憶させるといった機能や、ポンプ累積動作時間を
記憶し呼び出しさせる機能や、コンピュータによる通信
によって制御を行うなどのより多くの付加機能をもつこ
とが要求されるようになってきた。そして、このこと
は、1つしかないマイクロプロセッサ(中央演算処理装
置)に対して大きな負担をかけることになった。詳しく
は、次のとおりである。
【0004】すなわち、従来の輸液ポンプは、複数のポ
ンプ駆動部を有しているものにおいても、1つのマイク
ロプロセッサによってそれら複数のポンプ駆動部を制御
している。それは、輸液ポンプにおける付加機能が少な
く、マイクロプロセッサに要求される負担が少なかった
ため、特にソフトウェアに工夫をしなくても複数のポン
プ駆動部に対して、遅延なくモータ駆動パルスを出力す
ることができるためである。
【0005】図4に2つのポンプ駆動部を有する従来の
輸液ポンプの電気的構成をブロック線図として示す。こ
の輸液ポンプは、陽圧ぜん動式の静脈注入装置であり、
所定の輸液セットとともに使用される。ポンプ駆動部を
2つ有しているのは、効き目を異にする2つの薬液を同
時に異なる送液速度によって輸液するためである。これ
は、2つのポンプが独立して設定した速度で正確に送液
できてはじめて満足できるものとなる。
【0006】図4において、1a,1bは第1および第
2のポンプヘッド部であり、これは、所定の輸液セット
用に設計された直線ぜん動式の輸液ポンプ機構でチュー
ブをぜん動式に押圧することで輸液力を与えるものであ
る。これらのポンプヘッド部1a,1bは図示しない第
1および第2のステッピングモータによって駆動される
ようになっている。2a,2bはマイクロプロセッサ
(中央演算処理装置)100から出力されるモータ駆動
パルスによって各ステッピングモータを駆動するための
第1および第2のモータ駆動回路、3a,3bは各ポン
プ駆動部の回転量の検出に基づいて、各モータ駆動回路
2a,2bによる各ポンプヘッド部1a,1bを介して
の送液量が単位流量(例えば1ミリリットル)となるご
とにそのことをマイクロプロセッサ100に知らせるモ
ータ回転検出回路である。4a,4bは各薬液バッグと
ポンプ駆動部との間の輸液セット中においてフィルタの
目詰まりなどの異常が生じたことによる圧力低下を検出
する第1および第2の上流閉塞検出回路であり、これが
動作すると警報が発せられるとともにポンプの駆動が停
止されるようになっている。5a,5bは各ポンプ駆動
部と患者との間の輸液チューブにおいて目詰まりなどの
異常が生じたことによる圧力上昇を検出する第1および
第2の下流閉塞検出回路であり、これが動作すると警報
が発せられるとともにポンプの駆動が停止されるように
なっている。6a,6bは各輸液チューブ内に規定され
た量以上の気泡が入ったことを検出する第1および第2
の気泡検出回路であり、これが動作すると警報が発せら
れるとともにポンプの駆動を停止して患者の血管内に気
泡が入ることを防止する。7a,7bは輸液チューブを
ポンプ駆動部にセットするときにポンプ駆動部を開閉す
るためのドアが開放状態であることを検出する第1およ
び第2のドア開放検出回路であり、ポンプ駆動部の駆動
中にドアが不測に開放されたとき、警報が発せられると
ともにポンプの駆動が停止されるようになっている。8
a,8bは各ポンプ駆動部について輸液動作中や停止中
や警報中をランプ表示する第1および第2の動作状態表
示部、9a,9bは各ポンプ駆動部についてのすべての
警報メッセージを表示する第1および第2の警報表示
部、10a,10bは各ポンプ駆動部に対してキー入力
された輸液量や輸液予定量や輸液累積値など、輸液に関
するすべての情報を表示するための第1および第2の表
示部である。
【0007】100は輸液ポンプ全体の制御を司るマイ
クロプロセッサ(中央演算処理装置)であり、後述する
カウンタ、レジスタ、フラグ(FRC、OCR1、OC
R2、OCRFLG)を備えている。200はマイクロ
プロセッサ100を動作させるためのプログラムが格納
されているROM(リードオンリーメモリ)である。
【0008】このROM200には、モータ駆動パルス
を出力するソフトウェアが存在している。300はキー
入力された輸液量や輸液予定量を記憶しておくとともに
マイクロプロセッサ100によって演算処理された輸液
累積値その他の各種のデータを格納しておくためのRA
M(ランダムアクセスメモリ)である。
【0009】11は各種の指示をキー入力するためのキ
ーパネル部である。このキーパネル部11には、各ポン
プ駆動部の駆動速度と時間を設定するため輸液量と輸液
予定量とを入力するための数値キー、入力を補助するた
めの制御キー、ポンプ駆動部を始動させるためのスター
トキー、ポンプ駆動部を停止させるためのストップキ
ー、輸液累積値などの表示を行うための呼び出しキーな
どが設けられている。12は医師または看護婦以外の者
によってみだりに操作が行われないようにするため電源
キーを含めて各種キーの入力を禁止状態にするパネルロ
ックスイッチである。13は輸液ポンプにおける各回路
部に電源を供給するための電源回路、14a,14bは
電源回路13から第1および第2のポンプ駆動部に対す
る電源の供給および遮断を行う第1および第2の電源ス
イッチ、15は蓄電池の電圧を検出しそれが所定値以下
となったときに警報を発生させるとともに各ポンプ駆動
部を停止させるための電池電圧検出回路である。なお、
その蓄電池は、電源回路13によるAC動作中には電源
回路13より充電されている。16はマイクロプロセッ
サ100が警報状態を判定したときに医師または看護婦
にブザー音で警報を与える警報音用ブザー駆動回路、1
7は各モータ駆動回路2a,2bにおいてポンプ駆動モ
ータに流す電流を電圧に変化した電圧値や、各気泡検出
回路6a,6bからの検出電圧値や、電池電圧検出回路
15からの電池電圧値を入力し、A/D変換によりディ
ジタル値に置き換えてマイクロプロセッサ100に入力
するA/D変換回路である。
【0010】次に、この輸液ポンプにおける2つのポン
プ駆動部の制御方法について説明する。
【0011】マイクロプロセッサ100は、次のカウン
タとレジスタとを有している。これらはすべて16ビッ
トで構成されている。
【0012】 FRC (Free Running Counter) OCR1(Out Put Compare Register 1) OCR2(Out Put Compare Register 2) タイムカウンタFRCは、マイクロプロセッサ100を
制御するソフトウェアの実行からは独立してマイクロプ
ロセッサ100の内部機能により自動的に500nse
cごとにアップカウント(インクリメント)するカウン
タであり、“0”からスタートして16進数表示で“F
FFF”まで増加すると、次の500nsecのカウン
ト後にリセットされて再び“0”に戻るようになってい
る。OCR1は第1のポンプ駆動部用のレジスタ、OC
R2は第2のポンプ駆動部用のレジスタであり、両レジ
スタOCR1,OCR2は、ソフトウェアによって
“0”から“FFFF”までの任意の値を互いに独立し
て書き込みまた読み出すことができるようになってい
る。両レジスタOCR1,OCR2にはそれぞれ、第1
および第2のポンプ駆動部に対するモータ駆動パルスの
出力のタイミング制御用の比較基準値が入力される。
【0013】ソフトウェアの割り込み機能として、2つ
のアウトプットコンペア割り込み、 OCI1(Out Put Compare Interrupt 1) OCI2(Out Put Compare Interrupt 2) を発生できるようになっている。
【0014】第1の割り込みOCI1は、タイムカウン
タFRCによるカウント値が第1のレジスタOCR1の
内容(比較基準値)と一致したとき(FRC=OCR1
となったとき)に発生する。第2の割り込みOCI2
は、タイムカウンタFRCによるカウント値が第2のレ
ジスタOCR2の内容(比較基準値)と一致したとき
(FRC=OCR2となったとき)に発生する。第1の
レジスタOCR1の比較基準値と第2のレジスタOCR
2の比較基準値とは互いに独立して取り扱うものであ
り、したがって、第1の割り込みOCI1の発生と第2
の割り込みOCI2の発生とは互いに独立しているが、
割り込み発生後に実行されるべきソフトウェア上の実行
アドレス(サブルーチン)は共通になっている。この共
通の実行場所(実行モジュール)を割り込みOCIとし
て表現することにする。
【0015】ただし、共通の割り込みOCIの実行にお
いては、その原因が第1の割り込みOCI1にあるのか
第2の割り込みOCI2にあるのかを識別する必要があ
る。
【0016】そこで、マイクロプロセッサ100の内部
機能によって設定される8ビットのフラグOCRFLG
が準備されている。フラグOCRFLGの1ビット目が
“1”にセットされているときは第1の割り込みOCI
1によるものと認識し、フラグOCRFLGの2ビット
目が“1”にセットされているときは第2の割り込みO
CI2によるものと認識するようになっている。なお、
フラグOCRFLGはソフトウェアによって各ビットを
“0”にリセットすることは可能であるが、“1”にセ
ットすることはできないようになっている。すなわち、
第1または第2の割り込みOCI1,OCI2が発生し
たときに限って、マイクロプロセッサ100により
“1”にセットすることが可能となっている。また、第
1の割り込みOCI1と第2の割り込みOCI2とが独
立して発生し得ることから、フラグOCRFLGの1ビ
ット目も2ビット目も同時に“1”になっていることは
起こり得る。
【0017】具体的なモータ制御のためのモータ駆動パ
ルスの出力の仕方を第1のポンプ駆動部の場合について
説明する。
【0018】モータ駆動パルスの時間間隔値がdである
とする。ポンプの駆動開始のタイミングにおいて、タイ
ムカウンタFRCのカウント値が例えば、 FRC=f0 であったとする。すると、1回目のモータ駆動パルスの
出力タイミングは、 FRC=f0 +d となったときである。そこで、第1のレジスタOCR1
の内容を、 OCR1=f0 +d に設定して第1の割り込みOCI1が発生可能な状態に
しておく。すると、時刻(f0 +d)になったときに、
タイムカウンタFRCのカウント値が、 FRC=f0 +d となり、 FRC=OCR1 となるので、第1の割り込みOCI1が発生し、1回目
のモータ駆動パルスが出力される。
【0019】f1 =f0 +d とすると、第1のレジスタOCR1の内容を、 OCR1=f1 +d と設定しておくことにより、時刻(f1 +d=f0 +2
d)になったときに、2回目のモータ駆動パルスが出力
される。ある割り込みOCI1から次の割り込みOCI
1までの間の時間d内において、マイクロプロセッサ1
00はポンプ駆動以外の処理を行える。
【0020】従来においては、上記のような仕様のマイ
クロプロセッサ100を用いて、図5に示すようなフロ
ーチャートにて2つのポンプ駆動部を制御していた。以
下、具体的に制御動作を説明する。
【0021】タイムカウンタFRCのカウント値が第1
または第2のレジスタOCR1,OCR2の内容と一致
して割り込みOCIが発生すると、マイクロプロセッサ
100は、現在実行中のプログラムを一時的に中断し
て、割り込みOCI処理モジュールの実行を開始する。
まず、ステップn1でフラグOCRFLGの1ビット目
が“1”にセットされているかどうか、つまり、割り込
みOCIが第1の割り込みOCI1によるものかどうか
を判断する。この判断が肯定的となるとき、ステップn
2に進んでフラグOCRFLGの1ビット目をリセット
して“0”にし、次いで、ステップn3で第1のポンプ
駆動部を駆動するため第1のモータ駆動回路2aに対し
てモータ駆動パルスを出力する。ステップn4では、次
回の第1の割り込みOCI1を発生させる準備として、
次にタイムカウンタFRC=OCR1となるべき値を計
算によって求め、その計算結果を第1のレジスタOCR
1に設定する。次いで、一時中断していたプログラムを
再開するため中断先のアドレスへとリターンする。
【0022】もし、ステップn1の判断においてフラグ
OCRFLGの1ビット目が“0”となっていたとき
は、割り込みOCIが第1の割り込みOCI1に起因し
たものでないと判定できるので、ステップn5に進み、
第2の割り込みOCI2に起因したものであることを確
認するため、フラグOCRFLGの2ビット目が“1”
にセットされているかどうかを判断する。この判断が肯
定的となるとき、ステップn6に進んでフラグOCRF
LGの2ビット目をリセットして“0”にし、次いで、
ステップn7で第2のポンプ駆動部を駆動するため第2
のモータ駆動回路2bに対してモータ駆動パルスを出力
する。ステップn8では、次回の第2の割り込みOCI
2を発生させる準備として、次にタイムカウンタFRC
=OCR2となるべき値を計算によって求め、その計算
結果を第2のレジスタOCR2に設定する。次いで、一
時中断していたプログラムを再開するため中断先のアド
レスへとリターンする。
【0023】ステップn5の判断が否定的となるとき、
第1の割り込みOCI1も第2の割り込みOCI2も発
生していないのに割り込みOCIが発生したことにな
る。これは何らかの外乱に起因していると考えられる。
したがって、適当なエラー処理を行えばよいが、ここで
の機能説明には本質的に関係しないので、単に中断先の
アドレスへとリターンすることとしている。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】以下に、従来例におけ
る問題点を図6のタイミングチャートを用いて説明す
る。図6の(a)は、ステッピングモータを1−2相励
磁という駆動方法で回転させる場合のモータ駆動パルス
を示している。このモータにはA,B,C,Dの4個の
コイルがあって、からまでの8つのコイル励磁パタ
ーンを、第1の割り込みOCI1(または第2の割り込
みOCI2)の実行タイミングにて順に発生させること
により、モータを回転させている。割り込みOCI1
(OCI2)の実行間隔がdである。モータ駆動パルス
の出力というのは、この励磁パターンを発生させること
である。各期間〜におけるパターンは次のとおりで
ある。1は励磁状態を示し、0は非励磁状態を示す。
【0025】 図6の(a)に示すように、ステッピングモータの4個
のコイルA,B,C,Dに対する励磁をモータ駆動パル
スの時間間隔値dにおいて位相変化させることにより、
ステッピングモータを回転させる。4個のコイルによる
合成磁界は、本来的には時間dの間にわたって変化しな
いことが望ましい。モータの駆動以外の割り込み処理に
よる時間遅れが生じても、その遅れ時間t0 が図6の
(b)のように短いうちは問題にはならないのである
が、先に述べたように輸液ポンプの付加機能が増えるに
従って、モータの駆動以外の割り込み処理も増えてくる
ことになり、それによる時間遅れが図6の(c)のよう
に許容できない長さの時間teになることがある。この
ようなとき、ステッピングモータに対してそれの回転に
必要な充分な励磁時間が与えられず、モータが脱調状態
になり、最悪の場合、モータが停止してしまうおそれが
ある。
【0026】具体例を挙げて説明する。ソフトウェアが
モータ駆動以外に実行しなければならない割り込み処理
として、例えば、上流/下流閉塞検出のためのセンサデ
ータサンプル要求(Int1)、気泡検出のためのセン
サデータサンプル要求(Int2)、および、電源電圧
サンプル要求(Int3)があるとする。あるタイミン
グにおいてマイクロプロセッサ100の実行サイクル時
間である500nsecずつ遅れて、OCI1、Int
1、Int2、Int3、OCI2の順に割り込み要求
が発生した場合を考える。それぞれのモジュールの実行
時間は次のとおりとする。
【0027】 OCI1 100μsec Int1 30μsec Int2 30μsec Int3 30μsec OCI2 100μsec この輸液ポンプを最高速度で動作させるとき(輸液速度
1999ml/hr)、時間間隔値dが、 d=450μsec となるようにモータを回転させる必要がある。
【0028】ところで、脱調を発生させないで回転させ
るためには、理想的な時間間隔値dに対して、d/3ま
での時間遅れが許容されることが実験的に確かめられて
いるので、許容できる遅れ時間te は、 te =d/3=150μsec となる。上記の例では、第2の割り込みOCI2に対し
て、 100+30+30+30=190(μsec) の時間遅れが発生することになる(図6の(d)参
照)。これでは、許容できる最大の遅れ時間te (=1
50μsec)を上回ることになり、第2の割り込みO
CI2に対する回転を保証できないことになる。すなわ
ち、モータの脱調から停止を招くおそれがあった。多機
能化することが輸液ポンプの本来の機能であるポンプ駆
動そのものを阻害するようになってきているのである。
このような問題を発生させる可能性は、人命に影響する
医療用治療機器としての輸液ポンプにおいては決して許
されてはいけないことである。
【0029】これを解決する一つの対策として、マイク
ロプロセッサの負担軽減のためマイクロプロセッサの個
数を増やすことが考えられる。しかし、輸液ポンプ1台
当たりのコストアップを招くとともに、マイクロプロセ
ッサ相互間の動作管理のためのデータ通信が必要とな
り、あまり現実的な解決策とはなりにくい。別の対策と
して、より高速なマイクロプロセッサを使用することが
考えられるが、やはりマイクロプロセッサのコストアッ
プを招くし、輸液ポンプの各回路部をその高速なマイク
ロプロセッサに対応させて設計し直す必要があり、それ
では開発に時間がかかり、また、膨大な投資を必要とす
るなど、適切な解決策にはならない。
【0030】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、従来と同等程度の機能を有する1つ
のマイクロプロセッサを用いて、複数のポンプ駆動部を
もつ多機能な輸液ポンプを、モータの脱調/停止を引き
起こすことなく正常に動作させることができるようにす
ることを目的とする。
【0031】
【課題を解決するための手段】本発明に係る輸液ポンプ
は、複数のポンプをそれぞれ駆動するモータ駆動回路を
有する複数のポンプ駆動部と、これら複数のポンプ駆動
部を制御する多重割り込み処理ができない1つのマイク
ロプロセッサとを備え、このマイクロプロセッサは、タ
イマと、各々のモータ駆動回路に対するモータ駆動パル
スの出力タイミングを個別に設定する設定手段と、前記
タイマの値がこの設定手段で設定された値と一致したと
きに割り込みを発生し、この割り込みによって前記各モ
ータ駆動回路に対してモータ駆動パルスを出力する処理
を実行するポンプ駆動部制御手段とを有し、このポンプ
駆動部制御手段は、前記割り込み処理を実行する際に、
全てのモータ駆動回路に対する割り込み要求の有無を判
断し、該判断の結果、割り込み要求が有るすべてのモー
タ駆動回路に対して順次該当するモータ駆動パルスの出
力を実行するとともに、前記パルスの出力を行ったモー
タ駆動回路に対して前記設定手段にて次回のモータ駆動
パルスの出力タイミングを設定し、全てのモータ駆動回
路に割り込み要求が無くなった場合にのみ割り込み処理
を終了するように構成されていることを特徴とするもの
である。
【0032】
【作用】一旦ある一つのモータ駆動回路に対するモータ
駆動パルス出力のための割り込みがかかると、その際に
は残りのモータ駆動回路に対する割り込み要求があるか
どうかを判断して要求があるときはそのモータ駆動回路
に対するパルスの出力を行うようにしたので、他の機能
に優先してモータ駆動を行うことができる。
【0033】
【実施例】以下、本発明に係る輸液ポンプの一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。
【0034】図1は実施例の輸液ポンプ(陽圧ぜん動式
の静脈注入装置)の電気的構成を示すブロック線図であ
る。図1において、従来例に係る図4におけるのと同一
符号は、本実施例においても同一部品または同一部分を
示す。すなわち、1a,1bはポンプヘッド部、2a,
2bはモータ駆動回路、3a,3bはモータ回転検出回
路、4a,4bは上流閉塞検出回路、5a,5bは下流
閉塞検出回路、6a,6bは気泡検出回路、7a,7b
はドア開放検出回路、8a,8bは動作状態表示部、9
a,9bは警報表示部、10a,10bは表示部、11
はキーパネル部、12はパネルロックスイッチ、13は
電源回路、14a,14bは電源スイッチ、15は電池
電圧検出回路、16は警報音用ブザー駆動回路、17は
A/D変換回路、100はマイクロプロセッサ、200
はROM、300はRAMである。
【0035】本実施例において従来例と異なっている点
は、RAM300において新たにモータ駆動パルスの出
力が終了したことを意味するフラグMPOFLGを追加
したことである。このモータ駆動パルス出力終了フラグ
MPOFLGは8ビットである。このモータ駆動パルス
出力終了フラグMPOFLGは、まず第一に、その1ビ
ット目が“1”にセットされているときは、第1のモー
タ駆動回路2aに対するモータ駆動パルスの出力が終了
したが次の第1の割り込みOCI1のタイミングの計算
はまだ行っていないことを示すものである。モータ駆動
パルス出力終了フラグMPOFLGは、第二に、その2
ビット目が“1”にセットされているときは、第2のモ
ータ駆動回路2bに対するモータ駆動パルスの出力を終
了したが次の第2の割り込みOCI2のタイミングの計
算はまだ行っていないことを示すものである。
【0036】その他の構成については、ROM200に
格納されているプログラムにおいてモータ駆動パルス出
力の形態が本実施例に従ったものになっている点を除い
て従来例と同様である。
【0037】次に、本実施例の輸液ポンプの動作を図2
のフローチャートに基づいて説明する。使用するカウン
タ、レジスタ、フラグとしては従来例のものをすべて使
用する。再度説明すると、マイクロプロセッサ100に
おいて、 FRC (Free Running Counter) OCR1(Out Put Compare Register 1) OCR2(Out Put Compare Register 2) OCRFLG(1ビット目=1:第1の割り込みOCI
1 2ビット目=1:第2の割り込みOCI2) が設けられている。そして、本実施例で新たに追加され
たモータ駆動パルス出力終了フラグとして、 MPOFLG(1ビット目=1:第1のモータ駆動パル
ス出力終了 2ビット目=1:第2のモータ駆動パルス出力終了) となっている。
【0038】さて、タイムカウンタFRCのカウント値
が第1または第2のレジスタOCR1,OCR2の内容
と一致して割り込みOCIが発生すると、マイクロプロ
セッサ100は、現在実行中のプログラムを一時的に中
断して、共通の割り込みOCI処理モジュールの実行を
開始する。第1の割り込みOCI1と第2の割り込みO
CI2とは独立して発生するので両者を区別するため
に、まず、ステップS1でフラグOCRFLGの1ビッ
ト目が“1”にセットされているかどうか、つまり、割
り込みOCIが第1の割り込みOCI1によるものかど
うかを判断する。
【0039】この判断が肯定的となるとき、ステップS
2に進んで第1のポンプ駆動部を駆動するため第1のモ
ータ駆動回路2aに対してモータ駆動パルスを出力す
る。次いで、ステップS3で、次の第1の割り込みOC
I1を許可するためにフラグOCRFLGの1ビット目
をリセットして“0”にする。そして、ステップS4で
は、第1のモータ駆動回路2aに対してモータ駆動パル
スを出力したが次回の第1の割り込みOCI1のタイミ
ングの計算がまだであることを示すためにモータ駆動パ
ルス出力終了フラグMPOFLGの1ビット目を“1”
にセットする。
【0040】続いて、ステップS5に進んでフラグOC
RFLGの2ビット目が“1”にセットされているかど
うか、つまり、第2の割り込みOCI2の要求がなされ
ているかどうかをも判断し、もし、その判断が肯定的と
なるとき、ステップS6に進んでこの割り込みOCIの
処理のモジュールの実行中自体において第2のポンプ駆
動部を駆動するため第2のモータ駆動回路2bに対して
モータ駆動パルスを出力してしまう。
【0041】従来であれば、第1のモータ駆動回路2a
にモータ駆動パルスを出力した後、一旦、一時中断して
いたプログラムを再開するために中断先のアドレスへリ
ターンし、それから第2のモータ駆動回路2bにモータ
駆動パルスを出力すべきかどうかを判断していた。その
ため、ポンプ駆動部以外の割り込み処理に移ってしまう
場合があって、第2のモータ駆動回路2bに対するモー
タ駆動パルスの出力に遅れが生じていた。本実施例の場
合には、中断先に戻ることなく、直ちに、第2のモータ
駆動回路2bにモータ駆動パルスを出力すべきかどうか
を判断し、出力すべきときはモータ駆動パルスを出力す
るようにしたので、他の割り込みは禁止してしまい、従
来のような出力遅れを回避できる。
【0042】このようにしてステップS6で第2のモー
タ駆動回路2bにモータ駆動パルスを出力した後、ステ
ップS7で、次の第2の割り込みOCI2を許可するた
めにフラグOCRFLGの2ビット目をリセットして
“0”にする。そして、ステップS8では、第2のモー
タ駆動回路2bに対してモータ駆動パルスを出力したが
次回の第2の割り込みOCI2のタイミングの計算がま
だであることを示すためにモータ駆動パルス出力終了フ
ラグMPOFLGの2ビット目を“1”にセットする。
【0043】ステップS1の判断が否定的となるときは
ステップS5にスキップし、ステップS5の判断が否定
的となるときはステップS9にスキップする。
【0044】ステップS9では、モータ駆動パルス出力
終了フラグMPOFLGの1ビット目が“1”となって
いるかどうかを判断する。モータ駆動パルス出力終了フ
ラグMPOFLGの1ビット目が“1”になっていると
いうことは、ステップS2において第1のモータ駆動回
路2aに対してモータ駆動パルスを出力してはいるが、
次回の第1の割り込みOCI1を発生させるタイミング
についてはこれをまだ計算していないことを意味してい
る。そこで、ステップS10に進んで、次回の第1の割
り込みOCI1を発生させる準備として、次にタイムカ
ウンタFRC=OCR1となるべき値を計算によって求
め、その計算結果を第1のレジスタOCR1に設定す
る。その計算方法は従来と同様であり、モータ駆動パル
スの時間間隔値をdとすると、今回の第1の割り込みO
CI1が、タイムカウンタFRCのカウント値として、
FRC=OCR1=f0 であったとした場合、次回の第
1の割り込みOCI1のタイミングは、f1 =f0 +d
でなければならないので、OCR1=f0 +dを設定す
ることになる。次いで、ステップS11に進んで、計算
が終わったのでモータ駆動パルス出力終了フラグMPO
FLGの1ビット目をリセットして“0”にする。
【0045】さらに、ステップS12において、モータ
駆動パルス出力終了フラグMPOFLGの2ビット目が
“1”となっているかどうかを判断する。これは、ステ
ップS6において第2のモータ駆動回路2bに対してモ
ータ駆動パルスを出力してはいるが、次回の第2の割り
込みOCI2を発生させるタイミングをまだ計算してい
ないことを意味している。そこで、ステップS13に進
んで、次回の第2の割り込みOCI2を発生させる準備
として、次にタイムカウンタFRC=OCR2となるべ
き値を計算によって求め、その計算結果を第2のレジス
タOCR2に設定する。次いで、ステップS14に進ん
で、計算が終了したのでモータ駆動パルス出力終了フラ
グMPOFLGの2ビット目をリセットして“0”にす
る。
【0046】ステップS9の判断が否定的となるときは
ステップS12にスキップし、ステップS12の判断が
否定的となるときはステップS50にスキップする。
【0047】以上のステップS1からステップS14ま
での処理プログラムを〔X〕とすると、ステップS50
のサブルーチンはその処理プログラム〔X〕を再度実行
するものとなる。そして、2回目の処理プログラム
〔X〕の実行が終了してから初めて中断先のアドレスに
リターンする。処理プログラム〔X〕を二度続けて記述
する理由は次のとおりである。
【0048】すなわち、ステップS1の判断が否定的で
あり、かつ、ステップS5の判断が肯定的であった場
合、第1のモータ駆動回路2aにはモータ駆動パルスが
出力されず、第2のモータ駆動回路2bに対してのみモ
ータ駆動パルスが出力されたことになる。つまり、フラ
グOCRFLGは、その1ビット目が“0”で2ビット
目が“1”となっている。しかし、ステップS5からス
テップS14に至る期間に、タイムカウンタFRC=O
CR1となって、第1のモータ駆動回路2aに対するモ
ータ駆動パルスの出力要求が発生する可能性もある。こ
のような場合に、もし、ステップS50の処理プログラ
ム〔X〕を実行せずに、中断先のアドレスにリターンし
てしまうと、第1の割り込みOCI1に対する遅れが発
生することになる。このような不都合を回避するため
に、処理プログラム〔X〕を2回続けてOCIモジュー
ルに記述しているのである。これによって第1の割り込
みOCI1でも第2の割り込みOCI2でも互いに対等
に遅れなくモータ駆動パルスを出力することができる。
【0049】以上の結果として、割り込みOCIのモジ
ュールの1回分の実行中において第1の割り込みOCI
1でのモータ駆動パルスの出力と第2の割り込みOCI
2でのモータ駆動パルスの出力との両方が行えることに
なり、図3のチャートに示すように、上流/下流閉塞検
出のためのセンサデータサンプル要求(Int1)、気
泡検出のためのセンサデータサンプル要求(Int
2)、および、電源電圧サンプル要求(Int3)の実
行時間の合計である30+30+30=90(μse
c)は、脱調を起こさせない最大の許容遅れ時間150
μsec内に収まることになる。これによって、ステッ
ピングモータの脱調を確実に回避することができる。
【0050】すなわち、2つのモータを駆動するために
必要となる割り込みOCI1,OCI2の実行時間によ
って発生する処理遅れをほとんど考慮する必要なく、モ
ータ駆動以外の割り込み処理の遅れのみをモータへの遅
延時間として考慮すれば足りることになり、モータ駆動
以外の割り込み処理時間の合計が、モータ脱調を引き起
こさない程度のものとなるように設計すればよいことに
なる。
【0051】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
ポンプ駆動部を有しかつ多機能化された輸液ポンプの各
部を制御するのに、特別に高速化されたものでない1つ
のマイクロプロセッサのみで制御でき、しかも、複数の
ポンプ駆動部をモータの脱調/停止を引き起こすことな
く正常に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一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。
【図2】実施例の動作説明に供するフローチャートであ
る。
【図3】実施例でのモータ駆動割り込み処理での時間遅
れを示す波形図である。
【図4】従来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。
【図5】従来例の動作説明に供するフローチャートであ
る。
【図6】従来例の動作説明に供するタイミングチャート
および問題点を指摘するための波形図である。
【符号の説明】
1a,1b ポンプヘッド部 2a,2b モータ駆動回路 4a,4b 上流閉塞検出回路 5a,5b 下流閉塞検出回路 6a,6b 気泡検出回路 15 電池電圧検出回路 100 マイクロプロセッサ 200 ROM 300 RAM FRC タイムカウンタ OCR1 第1のアウトプットコンペアレジスタ OCR2 第2のアウトプットコンペアレジスタ OCI1 第1のアウトプットコンペア割り込み OCI2 第2のアウトプットコンペア割り込み OCRFLG アウトプットコンペアレジスタフラグ MPOFLG モータ駆動パルス出力終了フラグ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−109195(JP,A) 特開 昭63−31499(JP,A) 特開 昭63−249571(JP,A) 特開 平2−146281(JP,A) 特開 平2−211097(JP,A) 特開 平4−156857(JP,A) 特開 平5−252797(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のポンプをそれぞれ駆動するモータ
    駆動回路を有する複数のポンプ駆動部と、これら複数の
    ポンプ駆動部を制御する多重割り込み処理ができない1
    つのマイクロプロセッサとを備え、 このマイクロプロセッサは、タイマと、各々のモータ駆
    動回路に対するモータ駆動パルスの出力タイミングを個
    別に設定する設定手段と、前記タイマの値がこの設定手
    段で設定された値と一致したときに割り込みを発生し、
    この割り込みによって前記各モータ駆動回路に対してモ
    ータ駆動パルスを出力する処理を実行するポンプ駆動部
    制御手段とを有し、 このポンプ駆動部制御手段は、前記割り込み処理を実行
    する際に、全てのモータ駆動回路に対する割り込み要求
    の有無を判断し、該判断の結果、割り込み要求が有るす
    べてのモータ駆動回路に対して順次該当するモータ駆動
    パルスの出力を実行するとともに、前記パルスの出力を
    行ったモータ駆動回路に対して前記設定手段にて次回の
    モータ駆動パルスの出力タイミングを設定し、全てのモ
    ータ駆動回路に割り込み要求が無くなった場合にのみ割
    り込み処理を終了するように構成されてなることを特徴
    とする輸液ポンプ。
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