JP4883187B2 - 形状記憶合金駆動装置 - Google Patents
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Description
1 形状記憶合金
10a 駆動制御演算部(駆動制御手段)
10b 温度補償演算部(補償演算手段)
12 抵抗値検出部(変位検出手段)
13 駆動制御演算部(駆動制御手段)
14 温度補償演算部(補償演算手段)
15 LPF(フィルタ手段)
16 ホールド回路(ホールド手段)
〈1−1.内部構成について〉
図1は、本発明の第一の実施形態に係る形状記憶合金アクチュエータ100(=形状記憶合金駆動装置)を示す構成図である。形状記憶合金アクチュエータ100は、形状記憶合金1、固定部2、バイアスばね3、レンズ4、可動部5、ガイド軸6、ストッパー7、導線8、制御回路9を備えている。また、制御回路9に接続される外部装置として、マイコン10が存在する。
図2は、本発明の第一の実施形態に係る制御回路9の詳細を示したブロック図である。制御回路9は、駆動トランジスタ11、抵抗値検出部12(=変位検出手段)、駆動制御演算部13(=駆動制御手段)、及び温度補償演算部14(=補償演算手段)を備えている。また駆動制御演算部13はマイコン10に接続されており、マイコン10より目標抵抗値Zが与えられる。
X'=α×X+β×Y(α、βは定数又はX,Yの関数とする)
ただし、α×Xは抵抗値検出項、β×Yは温度補償項である。α、βは、例えば最も簡単な実施形態であれば「9」や「0.05」といった定数を用いる。なお、α=1、β=0の時にX'=Xとなるため、これは従来と同様、温度補償無しの状態となる。
〈2−1.内部構成について〉
実施の形態1の図1と同内容であるため、説明を省略する。
ここで、本発明の第二の実施形態に係る制御回路9の詳細を、図3のブロック図を用いながら説明する。なお、実施の形態1と同内容の構成要素については、同じ符号番号を付加することにより説明を省略するものとする。
Z'=α×Z+β×Y(α、βは定数又はZ,Yの関数とする)
ただし、α×Zは目標抵抗値項、β×Yは温度補償項である。なお、α及びβの導き出し方は実施の形態1のα及びβと同様の手法を用いるため、ここでは説明を省略する。
〈3−1.内部構成について〉
実施の形態1の図1と同内容であるため、説明を省略する。
ここで、本発明の第三の実施形態に係る制御回路9の詳細を、図4のブロック図を用いながら説明する。なお、実施の形態1と同内容の構成要素については、同じ符号番号を付加することにより説明を省略するものとする。
X'=α×X+β×Y'(α、βは定数又はX,Y'の関数とする)
ただし、α×Xは抵抗値検出項、β×Y'は温度補償項である。なお、α及びβの導き出し方は実施の形態1のα及びβと同様の手法を用いるため、ここでは説明を省略する。
〈4−1.内部構成について〉
実施の形態1の図1と同内容であるため、説明を省略する。
ここで、本発明の第四の実施形態に係る制御回路9の詳細を、図5のブロック図を用いながら説明する。なお、実施の形態1と同内容の構成要素については、同じ符号番号を付加することにより説明を省略するものとする。
X'=α×X+β×Y”(α、βは定数又はX,Y”の関数とする)
ただし、α×Xは抵抗値検出項、β×Y”は温度補償項である。なお、α及びβの導き出し方は実施の形態1のα及びβと同様の手法を用いるため、ここでは説明を省略する。
〈5−1.内部構成について〉
実施の形態1の図1と同内容であるため、説明を省略する。
ここで、本発明の第五の実施形態に係る制御回路9の詳細を、図6のブロック図を用いながら説明する。なお、実施の形態1と同内容の構成要素については、同じ符号番号を付加することにより説明を省略するものとする。
X'=α×X+β×Y+A(α、βは定数又はX,Y”の関数とする)
ただし、α×Xは抵抗値検出項、β×Yは温度補償項、Aはヒステリシス補正項である。形状記憶合金1は同じ環境温度でも加熱過程/冷却過程により、変位値Dに対応する駆動制御値Yが異なる特性(=ヒステリシス特性)を備えている。Aはこれを補正するために導入する補正項である。なお、α及びβの導き出し方は実施の形態1のα及びβと同様の手法を用いるため、ここでは説明を省略する。
〈6−1.内部構成について〉
実施の形態1の図1と同内容であるため、説明を省略する。
ここで、本発明の第六の実施形態に係る制御回路9の詳細を、図7のブロック図を用いながら説明する。なお、実施の形態1と同内容の構成要素については、同じ符号番号を付加することにより説明を省略するものとする。
以上、好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
この場合、補償変位値D’の算出方法は以下の数式となる。
D'=α×D+β×Y(α、βは定数又はD,Yの関数とする)
温度補償演算部14は、抵抗値検出部12から与えられる検出変位値D、及び駆動制御演算部13から与えられる駆動制御値Yに基づいて上記の数式による補償演算を行い、算出した補償変位値D’を駆動制御演算部13に与える。なお、目標変位値Eはマイコン10より駆動制御演算部13に与えられる。また、α及びβの導き出し方は実施の形態1のα及びβと同様の手法を用いるため、ここでは説明を省略する。
Claims (8)
- 形状記憶合金の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段により検出された変位を示す検出変位値と目標変位値とが一致するように前記形状記憶合金に電圧又は電流を印加する駆動制御手段と、
を備えた形状記憶合金駆動装置において、
前記変位検出手段が、形状記憶合金の抵抗を検出することにより検出抵抗値を取得し、
形状記憶合金駆動装置が、前記駆動制御手段が印加する電圧又は電流量を示す駆動制御値と前記検出抵抗値とに基づき、温度変化に起因する前記検出抵抗値の誤差を補正した補償抵抗値を演算する補償演算手段を備え、
前記補償演算手段が、前記検出抵抗値を定数或いは関数を用いて演算した抵抗値検出項と、前記駆動制御値を定数或いは関数を用いて演算した温度補償項とを用いて前記補償抵抗値を演算するとともに、前記温度補償項が前記抵抗値検出項と比較して相対的に小さい値となるように前記定数或いは前記関数を設定し、
前記駆動制御手段が、前記補償抵抗値と、前記目標変位値に対応する形状記憶合金の抵抗値を示す目標抵抗値とが一致するように前記駆動制御値を制御すること
を特徴とする形状記憶合金駆動装置。 - 前記駆動制御手段から前記補償演算手段に与えられる前記駆動制御手段の制御周波数帯域の上限を制限するフィルタ手段を備えていること
を特徴とする請求項1に記載の形状記憶合金駆動装置。 - 前記駆動制御手段から前記補償演算手段に与えられる前記駆動制御値を固定値にするホールド手段を備えていること
を特徴とする請求項1に記載の形状記憶合金駆動装置。 - 前記補償演算手段が、前記駆動制御手段の制御履歴に基づいて演算されたヒステリシス補正値を用いて前記変位誤差の補償演算を行うこと
を特徴とする請求項1に記載の形状記憶合金駆動装置。 - 形状記憶合金の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段により検出された変位を示す検出変位値と目標変位値とが一致するように前記形状記憶合金に電圧又は電流を印加する駆動制御手段と
を備えた形状記憶合金駆動装置において、
前記変位検出手段が、形状記憶合金の抵抗を検出することにより検出抵抗値を取得し、 形状記憶合金駆動装置が、目標抵抗値と前記駆動制御値とに基づき、温度変化に起因する前記目標抵抗値の抵抗誤差を補償した補償目標抵抗値を演算する補償演算手段を備え、
前記補償演算手段が、前記検出抵抗値を定数或いは関数を用いて演算した目標抵抗値項と、前記駆動制御値を定数或いは関数を用いて演算した温度補償項とを用いて前記補償目標抵抗値を演算するとともに、前記温度補償項が前記目標抵抗値項と比較して相対的に小さい値となるように前記定数或いは前記関数を設定し、
前記駆動制御手段が、前記検出抵抗値と前記補償目標抵抗値とが一致するように前記駆動制御値を制御すること
を特徴とする形状記憶合金駆動装置。 - 前記駆動制御手段から前記補償演算手段に与えられる前記駆動制御手段の制御周波数帯域の上限を制限するフィルタ手段を備えていること
を特徴とする請求項5に記載の形状記憶合金駆動装置。 - 前記駆動制御手段から前記補償演算手段に与えられる前記駆動制御値を固定値にするホールド手段を備えていること
を特徴とする請求項5に記載の形状記憶合金駆動装置。 - 前記補償演算手段が、前記駆動制御手段の制御履歴に基づいて演算されたヒステリシス補正値を用いて前記変位誤差の補償演算を行うこと
を特徴とする請求項5に記載の形状記憶合金駆動装置。
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