JPH04156857A - 輸液ポンプ用ステッピングモータ制御装置 - Google Patents

輸液ポンプ用ステッピングモータ制御装置

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JPH04156857A
JPH04156857A JP2282565A JP28256590A JPH04156857A JP H04156857 A JPH04156857 A JP H04156857A JP 2282565 A JP2282565 A JP 2282565A JP 28256590 A JP28256590 A JP 28256590A JP H04156857 A JPH04156857 A JP H04156857A
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stepping motor
infusion pump
drive
drive current
control device
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Masumi Tabuchi
眞澄 田渕
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    • H02P8/12—Control or stabilisation of current
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、１サイクル内で駆動トルクが変化する輸液ポ
ンプを制御するための輸液ポンプ用ステッピングモータ
制御装置に関する。
［従来の技術］ 薬液を人体に注入する輸液ポンプは、薬液が定常流とし
て人体に注入されるように輸液注入ポンプ機構を駆動す
る必要があり、この駆動のためにほとんどの場合ステッ
ピングモータが用いられる。
第４図は、従来の輸液ポンプ用ステッピングモータ制御
装置の一構成例を示す。
輸液ポンプ用ステッピングモータ制御装置は、輸液ポン
プ（図示せず）をステップ駆動するようにステッピング
モータ２１を制御する。
ステッピングモータ２１の回転は、フォトインタラプタ
２２により検出され、中央処理装置（以後、ＣＰＵと称
する）２３は、フォトインタラプタ２２により検出され
た信号によりステッピングモータ２１が脱調しているか
否かを検出し、その駆動電流を制御する。
第５図はステッピングモータ２１の特性を示す。
ステッピングモータ２１の発生トルクは、第５図に示す
ように駆動電流（モータ電流）に比例する。
即ち、駆動電流を大きくすると消費電流が多くなるので
、発生トルク及び消費電流を考慮して第６図に示すよう
にＣＰＵ２３を動作し、ステッピングモータ２１を制御
する。
第６図に示すように、まず、比較的高い駆動電流でステ
ッピングモータ２１をスタートさせ（ステップＴ１）、
駆動電流の変更回数を示すカウントｎを「０」にリセッ
トしくステップＴ２）、フォトインタラプタ２２により
検出された信号によりステッピングモータ２１が脱調し
ているか否かを判定する（ステップＴ３）。
ステッピングモータ２１が脱調している場合には駆動電
流を少し増加しくステップＴ４）、増加電流が所定値よ
り大きいか否かを判定しくステップＴ５）、判定の結果
、増加電流が所定値より大きくない場合はステップＴ３
に戻る。また増加電流が所定値より大きい場合にはエラ
ー処理を行う。
上記のステップＴ３において、ステッピングモータ２１
か脱調していない場合には、カウントｎをインクリメン
トしくステップＴ６）、カウンタｎの値が所定の回数Ｎ
以上か否かを判定する（ステップＴ７）。
上記ステップＴ７での判定結果により、カウンタｎの値
が所定の回数Ｎ以上でない場合にはステッピングモータ
２１の駆動電流を少し減少して（ステップＴ８）、ステ
ップＴ３に戻る。
また、上記ステップＴ７での判定結果により、カウント
ｎの値が所定の回数Ｎを超えた場合には、ステッピング
モータ２１の運転を続行する（ステップＴ９）。
第７図に示すように、上記従来のステッピングモータ制
御装置は、ステッピングモータ２１を比較的高い駆動電
流でスタートさせた後、駆動電流を徐々にＮ回減少して
ほぼ一定の駆動電流で常時ステッピングモータ２１を駆
動する。そして、ステッピングモータ２Ｉが脱調すると
駆動電流を少し増加して、必要最小限の変化を駆動電流
に与える。
口発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の輸液ポンプ用ステッピングモ
ータ制御装置では、１サイクル内で輸液ポンプの駆動ト
ルクが変動する場合には、ステッピングモータが脱調し
ないように駆動トルクが常に最大値になる略一定の駆動
電流を用いてステッピングモータを駆動するので、駆動
電流の損失が大きいという問題点がある。
本発明の目的は、上記従来の輸液ポンプ用ステッピング
モータ制御装置における問題点に鑑み、輸液ポンプの駆
動トルクが１サイクル内で変動するときに、駆動トルク
の変動に応じてステッピングモータの駆動電流を変化す
ることができる輸液ポンプ用ステッピングモータ制御装
置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明における上述した目的は、輸液ポンプの１サイク
ルを分割した各区間毎に輸液ポンプの駆動に必要な最小
の電流値を記憶する記憶手段と、輸液ポンプのサイクル
に対応するステッピングモータの角度位置を検已する検
出手段と、検出手段により検出されたステッピングモー
タの角度位置に応じてステッピングモータを制御する制
御手段とを備えており、制御手段は、検出された角度位
置の次の角度位置に対応する駆動に必要な最小の電流値
を用いるように構成されている輸液ポンプ用ステッピン
グモータ制御装置によって達成される。
［作用］ 記憶手段は輸液ポンプの１サイクルを分割した各区間毎
に輸液ポンプの駆動に必要な最小の電流値を記憶し、検
出手段は輸液ポンプのサイクルに対応するステッピング
モータの角度位置を検出し、制御手段は検出圧手段によ
り検出されたステッピングモータの角度位置の次の角度
位置に対応する駆動に必要な最小の電流値を用いてステ
ッピングモータを制御する。
［実施例コ 以下、本発明の輸液ポンプ用ステッピングモータ制御装
置における一実施例を図面を参照して詳述する。
第１図は、本実施例の輸液ポンプ用ステッピングモータ
制御装置の構成を示す概略図である。
第１図に示す輸液ポンプ用ステッピングモータ制御装置
は、ステッピングモータ１１の被駆動部分１２（即ち輸
液ポンプの一部）に隣接して配置された２つのフォトイ
ンタラプタ１３．１４及びＣＰＵ１５により構成されて
いる。
ステッピングモータ１１の回転は、被駆動部分１２を介
してフォトインタラプタ１３により検出することができ
る。
また、ステッピングモータ１１の角度位置は、被駆動部
分１２の位置をフォトインタラプタ１４により検出する
ことにより得られる。
本実施例では説明を容易にするために、ステッピングモ
ータ１１は輸液ポンプのメカニズムの１周期毎に１回転
するものとする。
換言すれば、輸液ポンプの１サイクル毎の動作は、ステ
ッピングモータ１１の回転を検ａすることにより測定さ
れる。
そして１サイクルにおける輸液ポンプの駆動トルクの変
動に応じて、ステッピングモータ１１の１回転を複数の
分割区間としての５つの領域工〜■（第３図参照）に分
割する。
ＣＰＵ１４は、各領域Ｉ−Ｖ（第３図参照）毎のステッ
ピングモータ１１の確実な駆動に必要な初期電流値を予
め記憶し、フォトインタラプタ１３により検出されたス
テッピングモータ１１の回転位置に対応する領域の確実
な駆動に必要な初期電流値に基づいて、ステッピングモ
ータ１１が脱調しないように駆動電流を制御する。
ＣＰＵ１４は第２図に示すようなプログラムか格納され
たり＝ドオンリメモリ、作業エリアを有するランダムア
クセスメモリ等を備えている。
以下、第２図を参照して上記ステッピングモータ制御装
置の動作、特にＣＰＵ１４の動作を説明する。
各領域Ｉ〜■（第３図参照）における駆動電流の初期値
Ｉ　（１）、Ｉ　　（２）　、Ｉ　（３）、■　（４）
及び■　（５）を設定しくステップＳ１）、駆動電流の
変更回数を示す各領域のカラン）ｎ（ｒ）（ここでｒ＝
１〜５とする。例えば領域Ｉの場合にはｒ＝１とする）
を「０」に設定する（ステ・ンプＳ２）　。
フォトインタラプタ１４により現在のステッピングモー
タ１１の角度位置、即ち、現在の被駆動部１２の領域を
読み込んで領域番号ｒを設定しくステップＳ３）、この
領域番号ｒに対応する駆動電流の初期値Ｉ　（ｒ）を実
際の駆動電流■として設定する（ステップＳ４）。
次に、フォトインタラプタ１３によりステッピングモー
タ１１の回転を検出してステッピングモータ１１が脱調
しているか否かを判別する（ステ５．プＳ５）。
上記ステップＳ５で、ステッピングモータ１１が脱調し
ていると判別されたときは、後述するステップＳ６に進
んで駆動電流１　　（ｒ）を少し増加して駆動電流Ｉ’
　　（ｒ）とする。
なお、増加された駆動電流Ｉ’　　（ｒ）が所定値より
も大きくないときはステップＳ３に戻り（ステップＳ７
）、増加された駆動電流Ｉ’　　（ｒ）が所定値より大
きいときはエラー処理を行う（ステップＳ８）。
上記のステップＳ５で、ステッピングモータ１１が脱調
していないときには、カウントｎ　（ｒ）を１つ増加し
てｎ　（ｒ）−ｎ　（ｒ）＋１としくステップＳ９）、
カウントｎ　（ｒ）の値が所定の回数Ｎ以上か否かを判
定する（ステップ５１０）。
カウントｎ　（ｒ）の値が所定の回数Ｎ以上でないとき
にはステップＳｌｌに進み、ステッピングモータ１１の
駆動電流１　　（ｒ）を少し減少して駆動電流Ｉ’　　
（ｒ）としてステップＳ３に戻る。
カウントｎ　（ｒ）の値が所定の回数Ｎを超えるとステ
ップＳＩＯから直接ステップＳ３に戻り、駆動電流Ｉ　
（ｒ）を減少しない。
続いて上記のステップＳ３においては、当初の被駆動部
１２の領域ではなく、被駆動部１２の次の領域を読み込
み、順次上述のプロセスを繰り返してステッピングモー
タ１１を制御する。
上記実施例によれば、第３図に示すように、輸液ポンプ
のメカニズムが必要とするトルク１６は、ステッピング
モータ１１の回転位置が７２°〜１４４゜の領域■で最
大となる。以下、ステッピングモータ１１の回転位置が
１４４°〜２１６°の領域■、２１６０〜２８８°の領
域■、２８８°〜３６ｏ０の領域■の順で小さくなる。
第３図は、本実施例のステッピングモータ制御装置によ
る駆動電流１７の特性を示しており、駆動電流１７が領
域■〜Ｖ毎に特定の値を有していることを示している。
なお、駆動電流１７は各領域工〜Ｖで最小になるように
制御されており、その最小値は階段状の初期平均値とし
て表されている。
図中、比較のために従来のステッピングモータ制御装置
における駆動電流１８を示す。
従来のステッピングモータ制御装置における駆動電流１
ｇは、輸液ポンプのメカニズムが必要とするトルクが最
大となる７２°〜１４４°の領域■の最大値に等しく一
定である。
第３図に示されているように、本実施例のステッピング
モータ制御装置における駆動電流１７は、従来のステッ
ピングモータ制御装置の駆動電流１８に比べて、斜線で
示す分たけ少ない。
この斜線部分を駆動電流差１９と称するが、駆動電流差
１９が大きければ大きい程、駆動電流Ｉ７は従来のステ
ッピングモータ制御装置の駆動電流１Ｂに比べて減少し
、消費電力が大幅に減少するので効率がよくなる。
［発明の効果］ 輸液ポンプの１サイクルを分割した各区間毎に輸液ポン
プの駆動に必要な最小の電流値を記憶する記憶手段と、
輸液ポンプのサイクルに対応するステッピングモータの
角度位置を検出する検出手段と、検出手段により検出さ
れたステッピングモータの角度位置に応じてステッピン
グモータを制御する制御手段とを備えており、制御手段
は、検出された区間に対する最適な（必要最小限の）電
流でモータを駆動するように構成されているので、１サ
イクルのうちに変化する輸液ポンプの駆動トルクに応じ
てステッピングモータの駆動電流を変化でき、その結果
、駆動電流を適時減少させて消費電力を少なくできるの
でステッピングモータを効率よく制御できると共に輸液
ポンプを効率よく駆動できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の輸液ポンプ用ステッピングモータ制御
装置における一実施例の構成を示す概略図、第２図は第
１図の輸液ポンプ用ステッピングモータ制御装置の動作
を説明するためのフローチャート、第３図は第１図の輸
液ポンプ用ステッピングモータ制御装置による駆動電流
を示す説明図、第４図は従来の輸液ポンプ用ステッピン
グモータ制御装置の一構成例を示す概略図、第５図は第
４図に示す輸液ポンプ用ステッピングモータの特性を示
すグラフ、第６図は第５図の輸液ポンプ用ステッピング
モータ制御装置の動作を説明するためのフローチャート
、第７図は第４図の輸液ポンプ用ステッピングモータ制
御装置による駆動電流を示す説明図である。 １１・・・輸液ポンプ用ステッピングモータ、１２・・
・被駆動部、１３．　１４・・・フォトインタラプタ、
１５・・・ＣＰＵ１１６・・・トルク、１７．１８・・
・駆動電流、１９・・・駆動電流差。 第１　冒 第３図 第４図 千−タ電ン糺 第５図 第６図 モータのスダー）Ｍ 第７図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　輸液ポンプの１サイクルを分割した各区間毎に該輸液
    ポンプの駆動に必要な最小の電流値を記憶する記憶手段
    と、前記輸液ポンプのサイクルに対応するステッピング
    モータの角度位置を検出する検出手段と、前記検出手段
    により検出された前記ステッピングモータの角度位置に
    応じて該ステッピングモータを制御する制御手段とを備
    えており、前記制御手段は、前記検出された角度位置の
    次の角度位置に対応する駆動に必要な最小の電流値を用
    いるように構成されていることを特徴とする輸液ポンプ
    用ステッピングモータ制御装置。
JP2282565A 1990-10-19 1990-10-19 輸液ポンプ用ステッピングモータ制御装置 Pending JPH04156857A (ja)

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