JP4014253B2 - モータ弁の駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの発生する回転力により弁体を移動させるといったモータ弁の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、水やガス等の流体の流路に設けられ、モータの発生する回転力により移動する弁体により流路の開閉や流路面積の調節等を行なうといったモータ弁が知られている。一般にこういったモータ弁の駆動制御装置には、モータの正逆方向の回動により弁体が所定の最大開度或いは最小開度に達したことを検出するためのリミットスイッチが設けられ、リミットスイッチが動作したことを検出した時点でモータへの通電を停止することで、弁体の最大開度及び最大開度を制限している。
【０００３】
図４は、従来の給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動制御装置の説明図である。この流量制御モータ弁は図示しない給湯器に入水される水の流路に設けられ、同一流路に設けられた図示しない流量センサによる検出流量を、入水温度や出湯温度等の検出値に基づいて算出された目標流量に近づけるように弁体開度を調節することで、入水流量が器具の最大能力での出湯可能量を越えない範囲で大きくなるように増減制御するものである。
【０００４】
流量制御モータ弁の開度は、駆動制御装置により制御される。この駆動制御装置は、検出信号の入力及び指令信号の出力を行なうマイコン１と、流量制御モータ弁の弁体開度を調節する動力を発生するモータ２と、マイコン１から出力される指令信号に基づいてモータ２に駆動電力を供給する駆動回路３と、弁体が最大開度となっている間オンする開側リミットスイッチ４と、弁体が最小開度となっている間オンする閉側リミットスイッチ５とを備える。
【０００５】
マイコン１には、図示しない流量センサや入水温度センサ，出湯温度センサといった各種センサからの検出信号を入力するための複数の入力ポートと、モータ２や図示しないガス電磁弁等の各種アクチュエータに駆動電力を供給する駆動回路に指令信号を出力するための複数の出力ポートとを備える。そして、駆動回路３への開側指令信号と閉側指令信号とをそれぞれ出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２から出力すると共に、開側リミットスイッチ４と閉側リミットスイッチ５とからの出力信号をそれぞれ入力ポートＩＮ１，ＩＮ２から入力する（その他のポートについては図示略）。
【０００６】
流量制御モータ弁の弁体はモータ２の回動力により開度を増減する構成となっている。マイコン１の出力ポートＯＵＴ１から駆動回路３に開側指令信号としてのＨｉ信号が出力されると、駆動回路３からモータ２に正回転駆動電力が供給され、モータ２が正回転し、弁体がその回転量に応じて開弁方向に変位する。同様に、マイコン１の出力ポート２から駆動回路３に閉側指令信号としてのＨｉ信号が出力されると、駆動回路３からモータ２に逆回転駆動電力が供給され、モータ２が逆回転し、弁体がその回転量に応じて閉弁方向に変位する。
【０００７】
各リミットスイッチ４，５は、モータ２の所定位置に固定された磁石が近づくことによりオンするホールＩＣで、オンすることによりＬｏ信号を出力する。各リミットスイッチ４，５は、マイコン１の入力ポートＩＮ１，ＩＮ２にＮＯＴ回路を介してそれぞれ接続されており、オンしている場合にはＨｉ信号が、オフしている場合にはＬｏ信号がそれぞれ入力される。
【０００８】
次に、マイコン１の行なうモータ駆動制御処理について図５のフローチャートを用いて説明する。
まず、図示しない流量センサによる検出流量と目標流量とを比較する。ここで、検出流量が目標流量と等しい場合には（Ｓ５１：＝）指令信号を出力しないが（Ｓ５２）、検出流量が目標流量より小さい場合には（Ｓ５１：小）、入力ポートＩＮ１からの入力信号により開側リミットスイッチ４の状態を検出する。ここで、Ｈｉ信号を検出することにより開側リミットスイッチ４がオンしていると判断した場合には（Ｓ５３：ＹＥＳ）、既に弁体が最大開度に達していると判断できるため開側指令信号を出力しないが（Ｓ５２）、オンしていない場合には（Ｓ５３：ＮＯ）流量を増加させるため出力ポートＯＵＴ１から開側指令信号を出力する（Ｓ５４）。そして、入力ポートＩＮ１からＨｉ信号を検出することで開側リミットスイッチ４がオンしたことを検出するか（Ｓ５３：ＹＥＳ）、或いは流量センサの検出流量が目標流量に達したことを検出するまで（Ｓ５１：＝）開側指令信号を出力し続け、どちらかになった時点で開側指令信号の出力を停止する（Ｓ５２）。
【０００９】
またステップ５１において、検出流量が目標流量より大きい場合には（Ｓ５１：大）、上述した制御と同様に閉側リミットスイッチ５がオンしているかどうかを検出し、オンしている場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）閉側指令信号を出力せず（Ｓ５２）、オンしていない場合には（Ｓ５５：ＮＯ）閉側指令信号を出力する（Ｓ５６）。そして、閉側リミットスイッチ５がオンしたことを検出するか（Ｓ５５：ＹＥＳ）、或いは流量センサの検出流量が目標流量に達するまで（Ｓ５１：＝）閉側指令信号を出力し続け、どちらかになった時点で閉側指令信号の出力を停止する（Ｓ５２）。
【００１０】
次に、マイコン１の行なうモータ異常検出制御処理について図６のフローチャートを用いて説明する。
まず、指令信号を出力するまで待機し（Ｓ６１：停止）、開側指令信号を出力した時点で（Ｓ６１：開側）タイマＴ５のカウントを開始する（Ｓ６２）。そして、入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が入力されることにより開側リミットスイッチ４がオンしたことを検出するか（Ｓ６３：ＹＥＳ）、或いは流量センサの検出流量が目標流量に達したことを検出して開側指令信号の出力を停止するまで（Ｓ６４：ＹＥＳ）タイマＴ５のカウントを継続させる。つまり、タイマＴ５により開側指令信号を継続して出力している時間をカウントしているのである。ここで正常状態であれば、２０秒もかからないうちに開側リミットスイッチ４がオンしたことを検出するか、或いは指令信号の出力を停止するが、タイマＴ５が２０秒を経過してもどちらにもならない場合には（Ｓ６５：ＹＥＳ）、モータ２に異物噛み込み等の異常が発生したと判断し（Ｓ６６）、エラー表示すると共に指令信号の出力を停止する。
【００１１】
一方、ステップ６１において、閉側指令信号を出力した場合にも（Ｓ６１：閉側）、上述した制御と同様にタイマＴ５のカウントを開始し（Ｓ６７）、閉側リミットスイッチ５がオンしたことを検出するか（Ｓ６８：ＹＥＳ）、或いは閉側指令信号の出力が停止するまで（Ｓ６９：ＹＥＳ）タイマＴ５のカウントを継続させる。ここで正常状態であれば、２０秒もかからないうちに閉側リミットスイッチ５がオンするか、或いは指令信号の出力を停止するが、タイマＴ５が２０秒を経過してもどちらにもならない場合には（Ｓ７０：ＹＥＳ）、モータ２に異物噛み込み等の異常が発生したと判断し（Ｓ６６）、エラー表示すると共に指令信号の出力を停止する。
【００１２】
このような構成により、モータ２の回転位置（弁体の開度）を制限すると共に、モータ２の異常を検出することができるが、このような構成ではマイコン１のポート数を４つ使用しなければならない。最近では給湯器の制御の複雑化によるセンサ等の増加により使用するポート数が増加する傾向にあり、従来から使用しているマイコンではポート数が足りなくなり、ポート数の多い高価なマイコンを使用しなければならないといった問題があった。このような問題から使用するポート数をできるだけ少なくすることが望まれており、図７の様な構成の駆動制御回路も知られている。この駆動制御回路では、各リミットスイッチ４，５をマイコン１から駆動回路３への指令信号ラインにダイオードを介してそれぞれ接続する。このように接続することで、開側リミットスイッチ４がオンしている間Ｌｏ信号を出力し、マイコン１からの開側指令信号をクランプして駆動回路３に送信されないようにし、同様に閉側リミットスイッチ５がオンしている間Ｌｏ信号を出力し、マイコン１からの閉側指令信号をクランプして駆動回路３に送信されないようにしている。このような構成により、モータ２の回転位置（弁体の開度）が各リミットスイッチ４，５により制限される範囲を越えないようにして、各リミットスイッチ４，５の出力信号をマイコン１に入力しなくてもモータ２の回転位置（弁体の開度）を制限することができ、使用するポートの数を出力ポートのみの２つに低減することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成ではモータ２に異物噛み込み等の異常が発生した場合に検出することができないといった欠点があった。
本発明のモータ弁の駆動制御装置は上記課題を解決し、マイコンの必要ポート数を減らしつつ、しかもモータの異常も検出できる駆動制御回路を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置は、
水やガス等の流体の流路に設けられ、モータの回動に連動して流路面積の増減或いは流路の開閉を行なう弁体と、
正転指令信号を出力する出力ポートと逆転指令信号を出力する出力ポートとを備えたマイコンと、
上記マイコンからの正転指令信号により上記モータに正回転駆動電力を供給し、該マイコンからの逆転指令信号により該モータに逆回転駆動電力を供給する駆動回路と、
上記モータの正回転での回転位置が所定の第１限界位置に達することで動作する正転側リミットスイッチと、
上記モータの逆回転での回転位置が所定の第２限界位置に達することで動作する逆転側リミットスイッチと
を備えたモータ弁の駆動制御装置において、
上記正転側リミットスイッチが動作している間は、上記マイコンから正転指令信号が出力されていても該駆動回路に伝えない正転指令制限回路と、
上記逆転側リミットスイッチが動作している間は、上記マイコンから逆転指令信号が出力されていても該駆動回路に伝えない逆転指令制限回路と、
上記正転側リミットスイッチと上記逆転側リミットスイッチとの出力信号を上記マイコンの１つの入力ポートにＯＲ信号で入力するＯＲ回路と
を備えたことを要旨とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項２記載のモータ弁の駆動制御装置は、請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置において、
上記マイコンは上記指令信号の出力時に上記ＯＲ回路からの入力信号により上記２つのリミットスイッチのどちらかが動作していると判断している時間が所定時間以上継続した場合には該指令信号を反転し、更に所定時間以上継続した場合には異常と判断することを要旨とする。
【００１６】
上記構成を有する本発明の請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置は、マイコンから駆動回路に正転指令信号を出力すると、駆動回路がモータに正回転駆動電力を供給し、同様にマイコンから逆転指令信号を出力すると、駆動回路がモータに逆回転駆動電力を供給する。このようにモータに駆動電力を供給することで、モータの回動に連動した弁体により水やガス等の流体の流路の流路面積の増減或いは流路の開閉を行なう。また、モータの正回転での回転位置が所定の第１限界位置に達すると正転側リミットスイッチが動作し、マイコンから出力される正転指令信号を駆動回路に伝えないようにし、同様にモータの逆回転での回転位置が所定の第２限界位置に達すると逆転側リミットスイッチが動作し、マイコンから出力される逆転指令信号を駆動回路に伝えないようにする。このような構成により、モータの回転位置を上限位置と下限位置との範囲に制限する。更に、各リミットスイッチの出力信号をマイコンの１つの入力ポートにＯＲ信号で入力することで、どちらかのリミットスイッチが動作しているか、或いは両方ともオフしているかを判断することができるため、例えば指令信号を出力しているにもかかわらずどちらのリミットスイッチもいつまでたっても動作しないといった場合には、モータの異常を検出することができる。また、ＯＲ信号での入力によりどちらかのリミットスイッチが動作していると判断している場合には、モータの回転制御方向からどちらのリミットスイッチが動作しているかを判断することができる。
【００１７】
上記構成を有する本発明の請求項２記載のモータ弁の駆動制御装置は、マイコンにより指令信号を出力しているにもかかわらず、ＯＲ回路からの入力信号により２つのリミットスイッチのどちらかが動作していると判断している時間が所定時間以上継続した場合には、リミットスイッチが動作することによりマイコンからの指令信号を伝えないようにしているか、或いはモータに異常が発生しているかのどちらであるかを確認するため、指令信号を反転させる。ここで両方のリミットスイッチがオフしていると検出された場合には正常と判断するが、どちらかが動作していると判断している時間が更に所定時間以上継続した場合には、モータに異常が発生していると判断する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明のモータ弁の駆動制御装置の好適な実施例について説明する。
図１は、本発明の一実施例としての給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動制御装置の説明図である。この流量制御モータ弁は図示しない給湯器に入水される水の流路に設けられ、同一流路に設けられた図示しない流量センサによる検出流量を、入水温度や出湯温度等の検出値に基づいて算出された目標流量に近づけるように弁体開度を調節することで、入水流量が器具の最大能力での出湯可能量を越えない範囲で大きくなるように増減制御するものである。
【００１９】
流量制御モータ弁の開度は、駆動制御装置により制御される。この駆動制御装置は、検出信号の入力及び指令信号の出力を行なうマイコン１０と、流量制御モータ弁の弁体開度を調節する動力を発生するモータ２０と、マイコン１０から出力される指令信号に基づいてモータ２０に駆動電力を供給する駆動回路３０と、弁体が最大開度となっている間オンする開側リミットスイッチ４０と、弁体が最小開度となっている間オンする閉側リミットスイッチ５０とを備える。
【００２０】
マイコン１０には、図示しない流量センサや入水温度センサ，出湯温度センサといった各種センサからの検出信号を入力するための複数の入力ポートと、モータ２０や図示しないガス電磁弁といった各種アクチュエータに駆動電力を供給する駆動回路に指令信号を出力するための複数の出力ポートとを備える。そして、駆動回路３０への開側指令信号と閉側指令信号とをそれぞれ出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２から出力すると共に、開側リミットスイッチ４と閉側リミットスイッチ５とからの出力信号をＯＲ信号として入力ポートＩＮ１から入力する（その他のポートについては図示略）。
【００２１】
流量制御モータ弁の弁体は、モータ２０の回動力により開度を増減する構成となっている。マイコン１０から駆動回路３０に開側指令信号としてのＨｉ信号が出力されると、駆動回路３０からモータ２０に正回転駆動電力が供給され、モータ２０が正回転し、弁体がその回動量に応じて開弁方向に変位する。同様に、マイコン１０から駆動回路３０に閉側指令信号としてのＨｉ信号が出力されると、駆動回路３０からモータ２０に逆回転駆動電力が供給され、モータ２０が逆回転し、弁体がその回動量に応じて閉弁方向に変位する。
【００２２】
各リミットスイッチ４０，５０は、モータ２０の所定位置に固定された磁石が近づくことによりオンするホールＩＣで、オンすることによりＬｏ信号を出力する。また各リミットスイッチ４０，５０は、ＮＯＴ回路とダイオードによるＯＲ回路とを介してマイコン１０の入力ポートＩＮ１に接続されており、リミットスイッチ４０，５０の何れか一方がオンしている場合にはＨｉ信号が、両方共オフしている場合にはＬｏ信号がそれぞれ入力される。更に、各リミットスイッチ４０，５０をマイコン１０から駆動回路３０への指令信号ラインにダイオードを介してそれぞれ接続する。このように接続することで、開側リミットスイッチ４０がオンしている間Ｌｏ信号を出力し、マイコン１０からの開側指令信号をクランプして駆動回路３０に送信されないようにし、同様に閉側リミットスイッチ５０がオンしている間Ｌｏ信号を出力し、マイコン１０からの閉側指令信号をクランプして駆動回路３０に送信されないようにしている。このような構成により、モータ２０の回転位置（弁体の開度）が各リミットスイッチ４０，５０により制限される範囲を越えないようにしているのである。
【００２３】
次に、マイコン１０の行なうモータ駆動制御処理について図２のフローチャートを用いて説明する。本実施例では、各リミットスイッチ４０，５０からの信号がＯＲ信号として入力されるため、入力ポートＩＮ１からの入力信号がＨｉの場合には、リミットスイッチ４０，５０のどちらがオンしているか（弁体が最大開度であるか、最小開度であるか）を判断できない。この判断を行なうため、駆動回路３０への指令信号出力中にＨｉ信号が連続して入力されている時間をタイマＴ１によりカウントする。
【００２４】
まず、入力ポートＩＮ１からの入力信号をチェックし、Ｈｉ信号が入力されている場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）タイマＴ１が動作していなければタイマＴ１をスタートさせ（Ｓ２：ＮＯ，Ｓ３）、既にタイマＴ１が動作中であればカウントを継続させる（Ｓ２：ＹＥＳ）。また、Ｌｏ信号が入力されている場合には（Ｓ１：ＮＯ）タイマＴ１をリセットする（Ｓ４）。つまりここでは、タイマＴ１によりＨｉ信号が入力されている状態での経過時間をカウントしているのである。
【００２５】
Ｌｏ信号が入力されている場合には（Ｓ１：ＮＯ）タイマＴ１をリセットし（Ｓ４）、図示しない流量センサによる検出流量と目標流量とを比較する。ここで、検出流量が目標流量と等しい場合には（Ｓ５：＝）指令信号を出力しないが（Ｓ６）、検出流量が目標流量より小さい場合には（Ｓ５：小）、流量を増加させるため開側指令信号を出力する（Ｓ７）。そして、弁体が最大開度となることにより入力ポートＩＮ１からの入力信号がＬｏ信号からＨｉ信号に変わるか（Ｓ８：ＹＥＳ）、或いは流量センサによる検出流量が目標流量に達するまで（Ｓ５：ＹＥＳ）開側指令信号を出力し続け、どちらかになった時点で開側指令信号の出力を停止する（Ｓ６）。
尚、ステップ９において、タイマＴ１の経過時間を判断しているが、入力ポートＩＮ１からＬｏ信号を入力している間はステップ４によりタイマＴ１をリセットするためここでは関係ない。
【００２６】
またステップ５において、検出流量が目標流量より大きい場合には（Ｓ５：大）、閉側指令信号を出力し（Ｓ１０）、入力ポートＩＮ１からの入力信号がＬｏ信号信号からＨｉ信号に変わるか（Ｓ１１：ＹＥＳ）、或いは流量センサによる検出流量が目標流量に達するまで（Ｓ５：ＹＥＳ）閉側指令信号を出力し続け、どちらかになった時点で閉側指令信号の出力を停止する（Ｓ６）。
尚、ステップ１２において、タイマＴ１の経過時間を判断しているが、入力ポートＩＮ１からＬｏ信号を入力している間はステップ４によりタイマＴ１をリセットするためここでも関係ない。
【００２７】
一方、ステップ１において、入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が入力されている場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、タイマＴ１を動作させて（Ｓ３）駆動回路３０への指令信号出力中にＨｉ信号が連続して入力されている時間をカウントする。そして、検出流量と目標流量とを比較する。ここで、検出流量が目標流量と等しい場合には（Ｓ５：＝）指令信号を出力しないが（Ｓ６）、検出流量が目標流量より小さい場合には（Ｓ５：小）、流量を増加させるため開側指令信号を出力する（Ｓ７）。ここで、Ｈｉ信号が入力されていることから弁体は最大開度か最小開度かのどちらかであり、弁体が最大開度である場合には、開側リミットスイッチ４０がオンしているためマイコン１０からの開側指令信号がクランプされた状態となっており、モータ２０が駆動せずＨｉ信号が継続して入力される。そのため、タイマＴ１が２秒を経過した時点で（Ｓ９：ＹＥＳ）、弁体が最大開度であると判断して駆動回路３０への指令信号を停止する（Ｓ６）。一方、弁体が最小開度である場合には、モータ２０の正回転により弁体が開方向へ移動するため、タイマＴ１が２秒を経過する前に閉側リミットスイッチ５０がオフし、ステップ１にてＬｏ信号が検出されて（Ｓ１：ＮＯ）前述したＬｏ信号入力時の制御に移る。一方、ステップ５において検出流量が目標流量より大きい場合にも、同様に制御する（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００２８】
このように、リミットスイッチからＨｉ信号が入力された状態でモータ２０を駆動する場合には、駆動回路３０に指令信号を出力した状態で入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が継続して入力される時間に基づいて、指令信号がクランプ側か否かを判断するのである。
【００２９】
次に、マイコン１０の行なうモータ異常検出制御処理について図３のフローチャートを用いて説明する。
まず、入力ポートＩＮ１からの入力信号をチェックする。Ｌｏ信号が入力されている場合には（Ｓ２１：ＮＯ）指令信号を出力するまで待機し（Ｓ２２：ＮＯ）、指令信号を出力した時点で（Ｓ２２：ＹＥＳ）タイマＴ２をスタートさせる（Ｓ２３）。そして、入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が入力されるか（Ｓ２４：ＹＥＳ）、指令信号の出力が停止するまで（Ｓ２５：ＹＥＳ）タイマＴ２のカウントを継続させる。つまり、タイマＴ２により指令信号を継続して出力している時間をカウントしているのである。ここで正常状態であれば、２０秒もかからない間に弁体が最大開度或いは最小開度に達して入力ポートＩＮ１からの入力信号がＨｉ信号に変わるか、或いは流量センサによる検出流量が目標流量に達して指令信号の出力が停止するが、タイマＴ２が２０秒を経過してもどちらにもならない場合には（Ｓ２６：ＹＥＳ）、モータ２０に異物噛み込み等の異常が発生したと判断し（Ｓ２７）、エラー表示すると共に指令信号の出力を停止する。
【００３０】
一方、ステップ２１において、Ｈｉ信号が入力されている場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）指令信号を出力するまで待機し（Ｓ２８：ＮＯ）、指令信号を出力した時点で（Ｓ２８：ＹＥＳ）タイマＴ３をスタートさせる（Ｓ２９）。そして、入力ポートＩＮ１からＬｏ信号が入力されるか（Ｓ３０：ＹＥＳ）、指令信号の出力が停止するまで（Ｓ３１：ＹＥＳ）タイマＴ３のカウントを継続させる。つまり、タイマＴ３により入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が入力された状態で指令信号を継続して出力している時間をカウントしているのである。ここで正常状態であれば、２秒もかからないうちに弁体が最大開度或いは最小開度から抜け出して入力ポートＩＮ１からの入力信号がＬｏ信号に変わるか、或いはリミットスイッチのオンする範囲で検出流量が目標流量に達して指令信号の出力が停止するが、タイマＴ３が２秒を経過してもどちらにもならない場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、指令信号がクランプされているか、或いはモータ２０に異常が発生していると判断し、駆動回路３０への指令信号を反転させる（Ｓ３３）。
尚、この制御は前述したモータ駆動制御処理より優先させる。
【００３１】
このように指令信号を反転させ（Ｓ３３）、タイマＴ４をスタートさせる（Ｓ３４）。ここで正常状態であれば、２秒もかからないうちに弁体が最大開度或いは最小開度から抜け出して入力ポートＩＮ１からの入力信号がＬｏ信号に変わる。そのためＬｏ信号に変わった場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、異常なしと判断して指令信号の出力を停止するが（Ｓ３６）、タイマＴ４が２秒を経過してもＨｉ信号が入力され続けた場合には（Ｓ３５：ＮＯ，Ｓ３７：ＹＥＳ）、モータ２０に異物噛み込み等の異常が発生したと判断し（Ｓ２７）、エラー表示すると共に指令信号の出力を停止する。
【００３２】
以上説明したように、本実施例の流量制御モータ弁の駆動制御装置によれば、各リミットスイッチ４０，５０からの出力信号をＯＲ信号としてマイコン１０の１つのポートで入力する構成により、従来のように２つのポートで入力する構成に比べ使用するポート数を減少させつつ、モータ２０の異常を検出することができる。また、リミットスイッチのオン時にはマイコン１０から出力される指令信号をクランプする構成のため、マイコン１０の出力する指令信号にかかわらずモータ２０の回転位置（弁体の開度）が制限範囲を越えてしまうことを防ぐことができる。更に、指令信号出力時にリミットスイッチ４０，５０のどちらかがオンしている場合には、指令信号を反転させてモータ２０の異常の有無を判断するため、モータ２０の異常を早期に発見することができる。
【００３３】
尚、モータ２０の制御処理は、本実施例で示したフローチャートやタイマ時間等に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
また、リミットスイッチはモータ２０の回動位置によりオン／オフされる構成に限らず、弁体位置によりオン／オフされる構成でもよく、更に弁体やモータ２０に連動した部材の位置によりオン／オフされる構成であってもよい。
また、リミットスイッチは磁石とホールＩＣ等のように非接触でオン／オフするスイッチに限らず、接触した状態で機械的にオン／オフするスイッチであってもよい。
【００３４】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば本実施例では給湯器の流量制御モータ弁を用いて説明したが、これに限らずモータの駆動範囲をリミットスイッチで制限するといった駆動制御装置であれば適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置によれば、各リミットスイッチの出力信号をコントローラにＯＲ信号で入力するといった構成により、コントローラの入力ポートの数を少なくしつつリミットスイッチの状態を判断して、モータに異常が発生した場合にも検出することができる。更に、各リミットスイッチが動作している場合にはそれぞれの制限側への指令信号を伝わらないようにすることで、マイコンの出力する指令信号にかかわらずモータの回転位置をリミットスイッチの制限する範囲に確実に制御することができる。
【００３６】
更に、本発明の請求項２記載のモータ弁の駆動制御装置によれば、指令信号の出力時にリミットスイッチのどちらかが動作していると判断している時間が所定時間以上継続した場合には指令信号を反転することで、リミットスイッチが動作することによりマイコンからの指令信号を伝えないようにしているか、或いはモータに異常が発生しているかのどちらであるかを確認するため、モータの異常を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例としての給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動制御装置の説明図である。
【図２】マイコンの行なうモータ駆動制御処理を表わすフローチャートである。
【図３】マイコンの行なうモータ異常検出制御処理を表わすフローチャートである。
【図４】従来の給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動制御装置の説明図である。
【図５】マイコンの行なうモータ駆動制御処理を表わすフローチャートである。
【図６】マイコンの行なうモータ異常検出制御処理を表わすフローチャートである。
【図７】従来の給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動装置の説明図である。
【符号の説明】
１０…マイコン、 ２０…モータ、 ３０…駆動回路、
４０…開側リミットスイッチ、 ５０…閉側リミットスイッチ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの発生する回転力により弁体を移動させるといったモータ弁の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、水やガス等の流体の流路に設けられ、モータの発生する回転力により移動する弁体により流路の開閉や流路面積の調節等を行なうといったモータ弁が知られている。一般にこういったモータ弁の駆動制御装置には、モータの正逆方向の回動により弁体が所定の最大開度或いは最小開度に達したことを検出するためのリミットスイッチが設けられ、リミットスイッチが動作したことを検出した時点でモータへの通電を停止することで、弁体の最大開度及び最大開度を制限している。
【０００３】
図４は、従来の給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動制御装置の説明図である。この流量制御モータ弁は図示しない給湯器に入水される水の流路に設けられ、同一流路に設けられた図示しない流量センサによる検出流量を、入水温度や出湯温度等の検出値に基づいて算出された目標流量に近づけるように弁体開度を調節することで、入水流量が器具の最大能力での出湯可能量を越えない範囲で大きくなるように増減制御するものである。
【０００４】
流量制御モータ弁の開度は、駆動制御装置により制御される。この駆動制御装置は、検出信号の入力及び指令信号の出力を行なうマイコン１と、流量制御モータ弁の弁体開度を調節する動力を発生するモータ２と、マイコン１から出力される指令信号に基づいてモータ２に駆動電力を供給する駆動回路３と、弁体が最大開度となっている間オンする開側リミットスイッチ４と、弁体が最小開度となっている間オンする閉側リミットスイッチ５とを備える。
【０００５】
マイコン１には、図示しない流量センサや入水温度センサ，出湯温度センサといった各種センサからの検出信号を入力するための複数の入力ポートと、モータ２や図示しないガス電磁弁等の各種アクチュエータに駆動電力を供給する駆動回路に指令信号を出力するための複数の出力ポートとを備える。そして、駆動回路３への開側指令信号と閉側指令信号とをそれぞれ出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２から出力すると共に、開側リミットスイッチ４と閉側リミットスイッチ５とからの出力信号をそれぞれ入力ポートＩＮ１，ＩＮ２から入力する（その他のポートについては図示略）。
【０００６】
流量制御モータ弁の弁体はモータ２の回動力により開度を増減する構成となっている。マイコン１の出力ポートＯＵＴ１から駆動回路３に開側指令信号としてのＨｉ信号が出力されると、駆動回路３からモータ２に正回転駆動電力が供給され、モータ２が正回転し、弁体がその回転量に応じて開弁方向に変位する。同様に、マイコン１の出力ポート２から駆動回路３に閉側指令信号としてのＨｉ信号が出力されると、駆動回路３からモータ２に逆回転駆動電力が供給され、モータ２が逆回転し、弁体がその回転量に応じて閉弁方向に変位する。
【０００７】
各リミットスイッチ４，５は、モータ２の所定位置に固定された磁石が近づくことによりオンするホールＩＣで、オンすることによりＬｏ信号を出力する。各リミットスイッチ４，５は、マイコン１の入力ポートＩＮ１，ＩＮ２にＮＯＴ回路を介してそれぞれ接続されており、オンしている場合にはＨｉ信号が、オフしている場合にはＬｏ信号がそれぞれ入力される。
【０００８】
次に、マイコン１の行なうモータ駆動制御処理について図５のフローチャートを用いて説明する。
まず、図示しない流量センサによる検出流量と目標流量とを比較する。ここで、検出流量が目標流量と等しい場合には（Ｓ５１：＝）指令信号を出力しないが（Ｓ５２）、検出流量が目標流量より小さい場合には（Ｓ５１：小）、入力ポートＩＮ１からの入力信号により開側リミットスイッチ４の状態を検出する。ここで、Ｈｉ信号を検出することにより開側リミットスイッチ４がオンしていると判断した場合には（Ｓ５３：ＹＥＳ）、既に弁体が最大開度に達していると判断できるため開側指令信号を出力しないが（Ｓ５２）、オンしていない場合には（Ｓ５３：ＮＯ）流量を増加させるため出力ポートＯＵＴ１から開側指令信号を出力する（Ｓ５４）。そして、入力ポートＩＮ１からＨｉ信号を検出することで開側リミットスイッチ４がオンしたことを検出するか（Ｓ５３：ＹＥＳ）、或いは流量センサの検出流量が目標流量に達したことを検出するまで（Ｓ５１：＝）開側指令信号を出力し続け、どちらかになった時点で開側指令信号の出力を停止する（Ｓ５２）。
【０００９】
またステップ５１において、検出流量が目標流量より大きい場合には（Ｓ５１：大）、上述した制御と同様に閉側リミットスイッチ５がオンしているかどうかを検出し、オンしている場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）閉側指令信号を出力せず（Ｓ５２）、オンしていない場合には（Ｓ５５：ＮＯ）閉側指令信号を出力する（Ｓ５６）。そして、閉側リミットスイッチ５がオンしたことを検出するか（Ｓ５５：ＹＥＳ）、或いは流量センサの検出流量が目標流量に達するまで（Ｓ５１：＝）閉側指令信号を出力し続け、どちらかになった時点で閉側指令信号の出力を停止する（Ｓ５２）。
【００１０】
次に、マイコン１の行なうモータ異常検出制御処理について図６のフローチャートを用いて説明する。
まず、指令信号を出力するまで待機し（Ｓ６１：停止）、開側指令信号を出力した時点で（Ｓ６１：開側）タイマＴ５のカウントを開始する（Ｓ６２）。そして、入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が入力されることにより開側リミットスイッチ４がオンしたことを検出するか（Ｓ６３：ＹＥＳ）、或いは流量センサの検出流量が目標流量に達したことを検出して開側指令信号の出力を停止するまで（Ｓ６４：ＹＥＳ）タイマＴ５のカウントを継続させる。つまり、タイマＴ５により開側指令信号を継続して出力している時間をカウントしているのである。ここで正常状態であれば、２０秒もかからないうちに開側リミットスイッチ４がオンしたことを検出するか、或いは指令信号の出力を停止するが、タイマＴ５が２０秒を経過してもどちらにもならない場合には（Ｓ６５：ＹＥＳ）、モータ２に異物噛み込み等の異常が発生したと判断し（Ｓ６６）、エラー表示すると共に指令信号の出力を停止する。
【００１１】
一方、ステップ６１において、閉側指令信号を出力した場合にも（Ｓ６１：閉側）、上述した制御と同様にタイマＴ５のカウントを開始し（Ｓ６７）、閉側リミットスイッチ５がオンしたことを検出するか（Ｓ６８：ＹＥＳ）、或いは閉側指令信号の出力が停止するまで（Ｓ６９：ＹＥＳ）タイマＴ５のカウントを継続させる。ここで正常状態であれば、２０秒もかからないうちに閉側リミットスイッチ５がオンするか、或いは指令信号の出力を停止するが、タイマＴ５が２０秒を経過してもどちらにもならない場合には（Ｓ７０：ＹＥＳ）、モータ２に異物噛み込み等の異常が発生したと判断し（Ｓ６６）、エラー表示すると共に指令信号の出力を停止する。
【００１２】
このような構成により、モータ２の回転位置（弁体の開度）を制限すると共に、モータ２の異常を検出することができるが、このような構成ではマイコン１のポート数を４つ使用しなければならない。最近では給湯器の制御の複雑化によるセンサ等の増加により使用するポート数が増加する傾向にあり、従来から使用しているマイコンではポート数が足りなくなり、ポート数の多い高価なマイコンを使用しなければならないといった問題があった。このような問題から使用するポート数をできるだけ少なくすることが望まれており、図７の様な構成の駆動制御回路も知られている。この駆動制御回路では、各リミットスイッチ４，５をマイコン１から駆動回路３への指令信号ラインにダイオードを介してそれぞれ接続する。このように接続することで、開側リミットスイッチ４がオンしている間Ｌｏ信号を出力し、マイコン１からの開側指令信号をクランプして駆動回路３に送信されないようにし、同様に閉側リミットスイッチ５がオンしている間Ｌｏ信号を出力し、マイコン１からの閉側指令信号をクランプして駆動回路３に送信されないようにしている。このような構成により、モータ２の回転位置（弁体の開度）が各リミットスイッチ４，５により制限される範囲を越えないようにして、各リミットスイッチ４，５の出力信号をマイコン１に入力しなくてもモータ２の回転位置（弁体の開度）を制限することができ、使用するポートの数を出力ポートのみの２つに低減することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成ではモータ２に異物噛み込み等の異常が発生した場合に検出することができないといった欠点があった。
本発明のモータ弁の駆動制御装置は上記課題を解決し、マイコンの必要ポート数を減らしつつ、しかもモータの異常も検出できる駆動制御回路を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置は、
水やガス等の流体の流路に設けられ、モータの回動に連動して流路面積の増減或いは流路の開閉を行なう弁体と、
正転指令信号を出力する出力ポートと逆転指令信号を出力する出力ポートとを備えたマイコンと、
上記マイコンからの正転指令信号により上記モータに正回転駆動電力を供給し、該マイコンからの逆転指令信号により該モータに逆回転駆動電力を供給する駆動回路と、
上記モータの正回転での回転位置が所定の第１限界位置に達することで動作する正転側リミットスイッチと、
上記モータの逆回転での回転位置が所定の第２限界位置に達することで動作する逆転側リミットスイッチと
を備えたモータ弁の駆動制御装置において、
上記正転側リミットスイッチが動作している間は、上記マイコンから正転指令信号が出力されていても該駆動回路に伝えない正転指令制限回路と、
上記逆転側リミットスイッチが動作している間は、上記マイコンから逆転指令信号が出力されていても該駆動回路に伝えない逆転指令制限回路と、
上記正転側リミットスイッチと上記逆転側リミットスイッチとの出力信号を上記マイコンの１つの入力ポートにＯＲ信号で入力するＯＲ回路と
を備えたことを要旨とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項２記載のモータ弁の駆動制御装置は、請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置において、
上記マイコンは上記指令信号の出力時に上記ＯＲ回路からの入力信号により上記２つのリミットスイッチのどちらかが動作していると判断している時間が所定時間以上継続した場合には該指令信号を反転し、更に所定時間以上継続した場合には異常と判断することを要旨とする。
【００１６】
上記構成を有する本発明の請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置は、マイコンから駆動回路に正転指令信号を出力すると、駆動回路がモータに正回転駆動電力を供給し、同様にマイコンから逆転指令信号を出力すると、駆動回路がモータに逆回転駆動電力を供給する。このようにモータに駆動電力を供給することで、モータの回動に連動した弁体により水やガス等の流体の流路の流路面積の増減或いは流路の開閉を行なう。また、モータの正回転での回転位置が所定の第１限界位置に達すると正転側リミットスイッチが動作し、マイコンから出力される正転指令信号を駆動回路に伝えないようにし、同様にモータの逆回転での回転位置が所定の第２限界位置に達すると逆転側リミットスイッチが動作し、マイコンから出力される逆転指令信号を駆動回路に伝えないようにする。このような構成により、モータの回転位置を上限位置と下限位置との範囲に制限する。更に、各リミットスイッチの出力信号をマイコンの１つの入力ポートにＯＲ信号で入力することで、どちらかのリミットスイッチが動作しているか、或いは両方ともオフしているかを判断することができるため、例えば指令信号を出力しているにもかかわらずどちらのリミットスイッチもいつまでたっても動作しないといった場合には、モータの異常を検出することができる。また、ＯＲ信号での入力によりどちらかのリミットスイッチが動作していると判断している場合には、モータの回転制御方向からどちらのリミットスイッチが動作しているかを判断することができる。
【００１７】
上記構成を有する本発明の請求項２記載のモータ弁の駆動制御装置は、マイコンにより指令信号を出力しているにもかかわらず、ＯＲ回路からの入力信号により２つのリミットスイッチのどちらかが動作していると判断している時間が所定時間以上継続した場合には、リミットスイッチが動作することによりマイコンからの指令信号を伝えないようにしているか、或いはモータに異常が発生しているかのどちらであるかを確認するため、指令信号を反転させる。ここで両方のリミットスイッチがオフしていると検出された場合には正常と判断するが、どちらかが動作していると判断している時間が更に所定時間以上継続した場合には、モータに異常が発生していると判断する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明のモータ弁の駆動制御装置の好適な実施例について説明する。
図１は、本発明の一実施例としての給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動制御装置の説明図である。この流量制御モータ弁は図示しない給湯器に入水される水の流路に設けられ、同一流路に設けられた図示しない流量センサによる検出流量を、入水温度や出湯温度等の検出値に基づいて算出された目標流量に近づけるように弁体開度を調節することで、入水流量が器具の最大能力での出湯可能量を越えない範囲で大きくなるように増減制御するものである。
【００１９】
流量制御モータ弁の開度は、駆動制御装置により制御される。この駆動制御装置は、検出信号の入力及び指令信号の出力を行なうマイコン１０と、流量制御モータ弁の弁体開度を調節する動力を発生するモータ２０と、マイコン１０から出力される指令信号に基づいてモータ２０に駆動電力を供給する駆動回路３０と、弁体が最大開度となっている間オンする開側リミットスイッチ４０と、弁体が最小開度となっている間オンする閉側リミットスイッチ５０とを備える。
【００２０】
マイコン１０には、図示しない流量センサや入水温度センサ，出湯温度センサといった各種センサからの検出信号を入力するための複数の入力ポートと、モータ２０や図示しないガス電磁弁といった各種アクチュエータに駆動電力を供給する駆動回路に指令信号を出力するための複数の出力ポートとを備える。そして、駆動回路３０への開側指令信号と閉側指令信号とをそれぞれ出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２から出力すると共に、開側リミットスイッチ４と閉側リミットスイッチ５とからの出力信号をＯＲ信号として入力ポートＩＮ１から入力する（その他のポートについては図示略）。
【００２１】
流量制御モータ弁の弁体は、モータ２０の回動力により開度を増減する構成となっている。マイコン１０から駆動回路３０に開側指令信号としてのＨｉ信号が出力されると、駆動回路３０からモータ２０に正回転駆動電力が供給され、モータ２０が正回転し、弁体がその回動量に応じて開弁方向に変位する。同様に、マイコン１０から駆動回路３０に閉側指令信号としてのＨｉ信号が出力されると、駆動回路３０からモータ２０に逆回転駆動電力が供給され、モータ２０が逆回転し、弁体がその回動量に応じて閉弁方向に変位する。
【００２２】
各リミットスイッチ４０，５０は、モータ２０の所定位置に固定された磁石が近づくことによりオンするホールＩＣで、オンすることによりＬｏ信号を出力する。また各リミットスイッチ４０，５０は、ＮＯＴ回路とダイオードによるＯＲ回路とを介してマイコン１０の入力ポートＩＮ１に接続されており、リミットスイッチ４０，５０の何れか一方がオンしている場合にはＨｉ信号が、両方共オフしている場合にはＬｏ信号がそれぞれ入力される。更に、各リミットスイッチ４０，５０をマイコン１０から駆動回路３０への指令信号ラインにダイオードを介してそれぞれ接続する。このように接続することで、開側リミットスイッチ４０がオンしている間Ｌｏ信号を出力し、マイコン１０からの開側指令信号をクランプして駆動回路３０に送信されないようにし、同様に閉側リミットスイッチ５０がオンしている間Ｌｏ信号を出力し、マイコン１０からの閉側指令信号をクランプして駆動回路３０に送信されないようにしている。このような構成により、モータ２０の回転位置（弁体の開度）が各リミットスイッチ４０，５０により制限される範囲を越えないようにしているのである。
【００２３】
次に、マイコン１０の行なうモータ駆動制御処理について図２のフローチャートを用いて説明する。本実施例では、各リミットスイッチ４０，５０からの信号がＯＲ信号として入力されるため、入力ポートＩＮ１からの入力信号がＨｉの場合には、リミットスイッチ４０，５０のどちらがオンしているか（弁体が最大開度であるか、最小開度であるか）を判断できない。この判断を行なうため、駆動回路３０への指令信号出力中にＨｉ信号が連続して入力されている時間をタイマＴ１によりカウントする。
【００２４】
まず、入力ポートＩＮ１からの入力信号をチェックし、Ｈｉ信号が入力されている場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）タイマＴ１が動作していなければタイマＴ１をスタートさせ（Ｓ２：ＮＯ，Ｓ３）、既にタイマＴ１が動作中であればカウントを継続させる（Ｓ２：ＹＥＳ）。また、Ｌｏ信号が入力されている場合には（Ｓ１：ＮＯ）タイマＴ１をリセットする（Ｓ４）。つまりここでは、タイマＴ１によりＨｉ信号が入力されている状態での経過時間をカウントしているのである。
【００２５】
Ｌｏ信号が入力されている場合には（Ｓ１：ＮＯ）タイマＴ１をリセットし（Ｓ４）、図示しない流量センサによる検出流量と目標流量とを比較する。ここで、検出流量が目標流量と等しい場合には（Ｓ５：＝）指令信号を出力しないが（Ｓ６）、検出流量が目標流量より小さい場合には（Ｓ５：小）、流量を増加させるため開側指令信号を出力する（Ｓ７）。そして、弁体が最大開度となることにより入力ポートＩＮ１からの入力信号がＬｏ信号からＨｉ信号に変わるか（Ｓ８：ＹＥＳ）、或いは流量センサによる検出流量が目標流量に達するまで（Ｓ５：ＹＥＳ）開側指令信号を出力し続け、どちらかになった時点で開側指令信号の出力を停止する（Ｓ６）。
尚、ステップ９において、タイマＴ１の経過時間を判断しているが、入力ポートＩＮ１からＬｏ信号を入力している間はステップ４によりタイマＴ１をリセットするためここでは関係ない。
【００２６】
またステップ５において、検出流量が目標流量より大きい場合には（Ｓ５：大）、閉側指令信号を出力し（Ｓ１０）、入力ポートＩＮ１からの入力信号がＬｏ信号信号からＨｉ信号に変わるか（Ｓ１１：ＹＥＳ）、或いは流量センサによる検出流量が目標流量に達するまで（Ｓ５：ＹＥＳ）閉側指令信号を出力し続け、どちらかになった時点で閉側指令信号の出力を停止する（Ｓ６）。
尚、ステップ１２において、タイマＴ１の経過時間を判断しているが、入力ポートＩＮ１からＬｏ信号を入力している間はステップ４によりタイマＴ１をリセットするためここでも関係ない。
【００２７】
一方、ステップ１において、入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が入力されている場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、タイマＴ１を動作させて（Ｓ３）駆動回路３０への指令信号出力中にＨｉ信号が連続して入力されている時間をカウントする。そして、検出流量と目標流量とを比較する。ここで、検出流量が目標流量と等しい場合には（Ｓ５：＝）指令信号を出力しないが（Ｓ６）、検出流量が目標流量より小さい場合には（Ｓ５：小）、流量を増加させるため開側指令信号を出力する（Ｓ７）。ここで、Ｈｉ信号が入力されていることから弁体は最大開度か最小開度かのどちらかであり、弁体が最大開度である場合には、開側リミットスイッチ４０がオンしているためマイコン１０からの開側指令信号がクランプされた状態となっており、モータ２０が駆動せずＨｉ信号が継続して入力される。そのため、タイマＴ１が２秒を経過した時点で（Ｓ９：ＹＥＳ）、弁体が最大開度であると判断して駆動回路３０への指令信号を停止する（Ｓ６）。一方、弁体が最小開度である場合には、モータ２０の正回転により弁体が開方向へ移動するため、タイマＴ１が２秒を経過する前に閉側リミットスイッチ５０がオフし、ステップ１にてＬｏ信号が検出されて（Ｓ１：ＮＯ）前述したＬｏ信号入力時の制御に移る。一方、ステップ５において検出流量が目標流量より大きい場合にも、同様に制御する（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００２８】
このように、リミットスイッチからＨｉ信号が入力された状態でモータ２０を駆動する場合には、駆動回路３０に指令信号を出力した状態で入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が継続して入力される時間に基づいて、指令信号がクランプ側か否かを判断するのである。
【００２９】
次に、マイコン１０の行なうモータ異常検出制御処理について図３のフローチャートを用いて説明する。
まず、入力ポートＩＮ１からの入力信号をチェックする。Ｌｏ信号が入力されている場合には（Ｓ２１：ＮＯ）指令信号を出力するまで待機し（Ｓ２２：ＮＯ）、指令信号を出力した時点で（Ｓ２２：ＹＥＳ）タイマＴ２をスタートさせる（Ｓ２３）。そして、入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が入力されるか（Ｓ２４：ＹＥＳ）、指令信号の出力が停止するまで（Ｓ２５：ＹＥＳ）タイマＴ２のカウントを継続させる。つまり、タイマＴ２により指令信号を継続して出力している時間をカウントしているのである。ここで正常状態であれば、２０秒もかからない間に弁体が最大開度或いは最小開度に達して入力ポートＩＮ１からの入力信号がＨｉ信号に変わるか、或いは流量センサによる検出流量が目標流量に達して指令信号の出力が停止するが、タイマＴ２が２０秒を経過してもどちらにもならない場合には（Ｓ２６：ＹＥＳ）、モータ２０に異物噛み込み等の異常が発生したと判断し（Ｓ２７）、エラー表示すると共に指令信号の出力を停止する。
【００３０】
一方、ステップ２１において、Ｈｉ信号が入力されている場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）指令信号を出力するまで待機し（Ｓ２８：ＮＯ）、指令信号を出力した時点で（Ｓ２８：ＹＥＳ）タイマＴ３をスタートさせる（Ｓ２９）。そして、入力ポートＩＮ１からＬｏ信号が入力されるか（Ｓ３０：ＹＥＳ）、指令信号の出力が停止するまで（Ｓ３１：ＹＥＳ）タイマＴ３のカウントを継続させる。つまり、タイマＴ３により入力ポートＩＮ１からＨｉ信号が入力された状態で指令信号を継続して出力している時間をカウントしているのである。ここで正常状態であれば、２秒もかからないうちに弁体が最大開度或いは最小開度から抜け出して入力ポートＩＮ１からの入力信号がＬｏ信号に変わるか、或いはリミットスイッチのオンする範囲で検出流量が目標流量に達して指令信号の出力が停止するが、タイマＴ３が２秒を経過してもどちらにもならない場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、指令信号がクランプされているか、或いはモータ２０に異常が発生していると判断し、駆動回路３０への指令信号を反転させる（Ｓ３３）。
尚、この制御は前述したモータ駆動制御処理より優先させる。
【００３１】
このように指令信号を反転させ（Ｓ３３）、タイマＴ４をスタートさせる（Ｓ３４）。ここで正常状態であれば、２秒もかからないうちに弁体が最大開度或いは最小開度から抜け出して入力ポートＩＮ１からの入力信号がＬｏ信号に変わる。そのためＬｏ信号に変わった場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、異常なしと判断して指令信号の出力を停止するが（Ｓ３６）、タイマＴ４が２秒を経過してもＨｉ信号が入力され続けた場合には（Ｓ３５：ＮＯ，Ｓ３７：ＹＥＳ）、モータ２０に異物噛み込み等の異常が発生したと判断し（Ｓ２７）、エラー表示すると共に指令信号の出力を停止する。
【００３２】
以上説明したように、本実施例の流量制御モータ弁の駆動制御装置によれば、各リミットスイッチ４０，５０からの出力信号をＯＲ信号としてマイコン１０の１つのポートで入力する構成により、従来のように２つのポートで入力する構成に比べ使用するポート数を減少させつつ、モータ２０の異常を検出することができる。また、リミットスイッチのオン時にはマイコン１０から出力される指令信号をクランプする構成のため、マイコン１０の出力する指令信号にかかわらずモータ２０の回転位置（弁体の開度）が制限範囲を越えてしまうことを防ぐことができる。更に、指令信号出力時にリミットスイッチ４０，５０のどちらかがオンしている場合には、指令信号を反転させてモータ２０の異常の有無を判断するため、モータ２０の異常を早期に発見することができる。
【００３３】
尚、モータ２０の制御処理は、本実施例で示したフローチャートやタイマ時間等に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
また、リミットスイッチはモータ２０の回動位置によりオン／オフされる構成に限らず、弁体位置によりオン／オフされる構成でもよく、更に弁体やモータ２０に連動した部材の位置によりオン／オフされる構成であってもよい。
また、リミットスイッチは磁石とホールＩＣ等のように非接触でオン／オフするスイッチに限らず、接触した状態で機械的にオン／オフするスイッチであってもよい。
【００３４】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば本実施例では給湯器の流量制御モータ弁を用いて説明したが、これに限らずモータの駆動範囲をリミットスイッチで制限するといった駆動制御装置であれば適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置によれば、各リミットスイッチの出力信号をコントローラにＯＲ信号で入力するといった構成により、コントローラの入力ポートの数を少なくしつつリミットスイッチの状態を判断して、モータに異常が発生した場合にも検出することができる。更に、各リミットスイッチが動作している場合にはそれぞれの制限側への指令信号を伝わらないようにすることで、マイコンの出力する指令信号にかかわらずモータの回転位置をリミットスイッチの制限する範囲に確実に制御することができる。
【００３６】
更に、本発明の請求項２記載のモータ弁の駆動制御装置によれば、指令信号の出力時にリミットスイッチのどちらかが動作していると判断している時間が所定時間以上継続した場合には指令信号を反転することで、リミットスイッチが動作することによりマイコンからの指令信号を伝えないようにしているか、或いはモータに異常が発生しているかのどちらであるかを確認するため、モータの異常を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例としての給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動制御装置の説明図である。
【図２】マイコンの行なうモータ駆動制御処理を表わすフローチャートである。
【図３】マイコンの行なうモータ異常検出制御処理を表わすフローチャートである。
【図４】従来の給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動制御装置の説明図である。
【図５】マイコンの行なうモータ駆動制御処理を表わすフローチャートである。
【図６】マイコンの行なうモータ異常検出制御処理を表わすフローチャートである。
【図７】従来の給湯器に用いられる流量制御モータ弁の駆動装置の説明図である。
【符号の説明】
１０…マイコン、 ２０…モータ、 ３０…駆動回路、
４０…開側リミットスイッチ、 ５０…閉側リミットスイッチ。
Claims (2)
- 水やガス等の流体の流路に設けられ、モータの回動に連動して流路面積の増減或いは流路の開閉を行なう弁体と、
正転指令信号を出力する出力ポートと逆転指令信号を出力する出力ポートとを備えたマイコンと、
上記マイコンからの正転指令信号により上記モータに正回転駆動電力を供給し、該マイコンからの逆転指令信号により該モータに逆回転駆動電力を供給する駆動回路と、
上記モータの正回転での回転位置が所定の第１限界位置に達することで動作する正転側リミットスイッチと、
上記モータの逆回転での回転位置が所定の第２限界位置に達することで動作する逆転側リミットスイッチと
を備えたモータ弁の駆動制御装置において、
上記正転側リミットスイッチが動作している間は、上記マイコンから正転指令信号が出力されていても該駆動回路に伝えない正転指令制限回路と、
上記逆転側リミットスイッチが動作している間は、上記マイコンから逆転指令信号が出力されていても該駆動回路に伝えない逆転指令制限回路と、
上記正転側リミットスイッチと上記逆転側リミットスイッチとの出力信号を上記マイコンの１つの入力ポートにＯＲ信号で入力するＯＲ回路と
を備えたことを特徴とするモータ弁の駆動制御装置。 - 上記マイコンは上記指令信号の出力時に上記ＯＲ回路からの入力信号により上記２つのリミットスイッチのどちらかが動作していると判断している時間が所定時間以上継続した場合には該指令信号を反転し、更に所定時間以上継続した場合には異常と判断することを特徴とする請求項１記載のモータ弁の駆動制御装置。
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|---|---|---|---|---|
| WO2009126628A2 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | G.W. Lisk Company, Inc. | Motor operated butterfly valve |
| WO2009126628A3 (en) * | 2008-04-07 | 2010-01-21 | G.W. Lisk Company, Inc. | Motor operated butterfly valve |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10339382A (ja) | 1998-12-22 |
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