JPH05204462A - 駆動装置における位置決め制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動装置にバックラッシュが存在していて
も、位置決め制御の制御精度に優れるとともに、制御途
上の開度位置の精度向上がなされ、開度制御の追従性や
応答性とりわけ安定性に優れた駆動装置の位置決め制御
方法を提供する。 【構成】 前後進もしくは開閉動作を行う駆動機構と、
この駆動機構の位置を検出するポジションセンサと、前
記ポジションセンサからの信号を取り込むとともにその
信号を演算処理した操作信号を前記駆動機構に出力する
制御演算器とを具備する駆動装置における位置決め制御
方法であって、前記制御演算器にてポジションセンサか
らの信号を取り込むステップ(a) と、前記制御演算器に
て外部から要求される目標位置に基づいて演算された操
作量を駆動機構に出力するステップ(b) と、駆動機構の
駆動方向が逆転する都度、別途記憶させておいたバック
ラッシュ量を前記操作量に加算するステップ(c) とを含
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動装置における位置
決め制御方法に関し、例えば可変絞り機構を有する流量
調節弁の開度制御などに適応し得る位置決め制御方法に
関するものである。なお、以下は、本発明を理解し易く
するため流量調節弁の開度制御装置における位置決め制
御方法を主体に説明する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】流量
調節弁に限らず、開閉制御を行う対象物には、ある程度
のバックラッシュ量（開度）が存在するものであり、駆
動機構を有した流量調節弁は、一般的に駆動対象の開閉
所要トルクの関係上、構造上減速機構を含む多段の駆動
力伝達機構を有している。

【０００３】これらの伝達機構は、構造上から駆動力が
逆転した場合には各機構間でのギャップが存在するため
駆動源の操作量に対して、このギャップの合算された分
が作用しない結果となり、逆転動作時のバックラッシュ
量として制御系に影響を与える。例えば、制御系が、プ
リセット位置制御系のような制御出力＝目標位置として
位置決め制御を行う制御系の場合には、前記バックラッ
シュ量はそのまま位置決め精度の低下につながる。

【０００４】このような精度の低下の対策として、上記
プリセット位置制御系の場合には、目標位置をバックラ
ッシュ量相当分を修正して予め設定しておくことにより
見掛け上のバックラッシュ補償は可能であるが、この手
法では制御途上の真の開度を正確に制御するにはそれな
りの演算が必要となるため、一般的には、ハードウエア
の製作精度を向上させて、バックラッシュの無い構造を
採用することにより対応している。

【０００５】一方、現状開度と目標開度との偏差を算出
し、その偏差を０（ゼロ）にするように制御を行うフィ
ードバック制御系もあるが、この制御系の場合には、バ
ックラッシュが存在しても偏差が０になるように制御を
行う方式であるが故に、目標開度には制御できるもの
の、バックラッシュが存在すると制御遅れによる誤差要
因となる。

【０００６】本発明は、上記の事情に基づいてなされた
ものであって、その目的は、流量調節弁の開度制御装置
のように駆動装置にバックラッシュが存在していても、
位置決め制御の制御精度に優れるとともに、制御途上の
開度位置の精度向上がなされ、開度制御の追従性や応答
性とりわけ安定性に優れた駆動装置における位置決め制
御方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる駆動装置における位置決め制御方法
の一つは、前後進もしくは開閉動作を行う駆動機構と、
この駆動機構の位置を検出するポジションセンサと、前
記ポジションセンサからの信号を取り込むとともにその
信号を演算処理した操作信号を前記駆動機構に出力する
制御演算器とを具備する駆動装置における位置決め制御
方法であって、前記制御演算器にてポジションセンサか
らの信号を取り込むステップ(a) と、前記制御演算器に
て外部から要求される目標位置に基づいて演算された操
作量を駆動機構に出力するステップ(b) と、駆動機構の
駆動方向が逆転する都度、別途記憶させておいたバック
ラッシュ量を前記操作量に加算するステップ(c) とを含
むものである。

【０００８】そして、一つは、上記ステップ(a) 乃至
(c) に並行して駆動機構の駆動方向を求め、この方向が
逆転する都度、前記ステップ(a) で取り込んだ位置を記
憶させるとともに、その後の操作でステップ(a) で取り
込んだ位置が前記記憶した逆転前の位置より逆転方向へ
移動した時、それまでのステップ(c) における操作量を
積算し、この積算した操作量から、前記逆転前の位置と
この逆転前の位置を通過した後の位置との差分を差し引
くことにより駆動機構のバックラッシュ量を求めるステ
ップ(d) を含むものである。

【０００９】また、一つは、上記ステップ(d) で積算さ
れる操作量を別途設定されたバックラッシュの判定量と
比較し超過している場合に駆動装置の異常を判定するス
テップ(e) を含むものである。

【００１０】また、一つは、上記ステップ(a) 乃至(c)
に並行して駆動機構の計測位置の移動の有無を確認し、
移動が認められない時に、駆動操作出力の積算量（積算
操作量）が別途設定しておいた判定基準量に到達した場
合に前記積算を開始した時に記憶した位置と前記判定基
準量に到達した時の位置とを比較して未追従量を算出し
駆動伝達機構の異常を自動判定するステップ(f) を含む
ものである。

【００１１】また、一つは、２つ以上の異なる前後進も
しくは開閉動作を行う駆動機構と、各駆動機構の位置を
検出する各ポジションセンサと、前記各ポジションセン
サからの信号を取り込むとともにその信号を演算処理し
た操作信号を前記各駆動機構に出力する制御演算器とを
具備する駆動装置における位置決め制御方法であって、
前記制御演算器にて各ポジションセンサからの信号を取
り込むステップ(g) と、前記制御演算器にて外部から要
求される目標位置に基づいて演算された各駆動機構毎の
操作量を各駆動機構毎に出力するステップ(h) と、各駆
動機構の駆動方向が逆転する都度、その逆転した駆動機
構の別途記憶させておいたバックラッシュ量をその駆動
機構の前記操作量に加算するとともに、他の駆動機構の
内、駆動方向の逆転しない駆動機構への操作出力を行わ
ないようにするステップ(i) とを含むものである。

【００１２】また、一つは、上記ステップ(g) 乃至(i)
に並行して各駆動機構の駆動方向を求め、この方向が逆
転する駆動機構が生じる都度、その逆転する駆動機構
の、前記ステップ(g) で取り込んだ位置を記憶させると
ともに、その後の操作でステップ(g) で取り込んだ位置
が前記記憶した逆転前の位置より逆転方向へ移動した
時、それまでのステップ(i) における操作量を積算し、
この積算した操作量から、前記逆転前の位置とこの逆転
前の位置を通過した後の位置との差分を差し引くことに
より逆転した駆動機構のバックラッシュ量を求めるステ
ップ(j) を含むものである。

【００１３】

【作用】本発明では、駆動装置のバックラッシュ量を、
予め測定してあるいは駆動装置の制御内で演算して制御
演算器に設定し、その量を駆動方向が逆転する都度、駆
動装置の位置決めの際に操作量として演算に取り入れ位
置決め制御を行うものであるので、駆動装置にバックラ
ッシュが存在していても、制御精度に優れた駆動装置の
位置決め制御が行えるとともに、制御途上の開度位置を
高精度で制御でき、しかも開度制御の追従性や応答性と
りわけ安定性に優れた駆動装置の位置決め制御が行え
る。

【００１４】以下に、本発明の構成並びに作用について
詳細に説明する。例えば、90度の全開閉所要時間が最短
30秒つまり 1秒間に最大 3度操作可能で、ハードウエア
のバックラッシュ量が 5度の電動弁と、この弁を 1秒周
期で制御演算するコントローラとを用い、条件イ、条件
ロの開度制御を行う場合のバックラッシュ量の補償動作
の有無による差異を比較した。

【００１５】条件イ：弁開度が閉方向動作で20度地点に
到達した後に、開方向へ変位10度（目標開度30度）の制
御動作を行った場合の比較。その比較結果を表１に示
す。

【００１６】

【表１】

【００１７】条件ロ：弁開度が閉方向動作で20度地点に
到達した後に、開方向へ変位 1度（目標開度21度）の制
御動作を行った場合の比較。その比較結果を表２に示
す。

【００１８】

【表２】

【００１９】上記表１および表２より明らかなように、
現状開度と設定開度の差である変位が、一制御演算時間
に操作しうる開度移動量よりも大きい場合には補償動作
の有無による差異は認められないが、逆に小さい場合に
は、設定開度に到達するまでの所要演算回数に差が、前
記条件ロの場合では 2回対 6回と 3倍の差異が現れる結
果となる。

【００２０】この差異は、一系統の流量制御系（開度ま
たは流量調節弁の場合には流量）の場合には、制御追従
の遅れとして許容範囲である場合も考えられるが、二系
統の流量制御系、特に燃焼制御の空気と燃料のような混
合比率制御系の場合には比率の誤差として問題となりう
るものである。次に、この二系統制御系の場合における
条件ハの開度制御を行う場合のバックラッシュ量の補償
動作の有無による差異を比較した。

【００２１】条件ハ：前述した電動弁で、Ａ制御系は開
方向動作で 5度地点に、Ｂ制御系は閉方向動作で 6度地
点に到達した後、それぞれ開方向へ変位 1度づつ（最終
目標開度：Ａは 6度、Ｂは 7度）の制御動作を行う場合
の比較。その比較結果を表３乃至表５に示す。

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】

【表５】

【００２５】次に、上記表３乃至表５に示す結果ついて
説明する。上記表３に示したものは、従来通りの制御方
法の場合であり、目標開度に両者が到達するのにＡ制御
系は 1秒で、Ｂ制御系は 6秒となりその間の開度比率
は、設定目的である1.20から1.13への中間過程において
1.00と、範囲を逸脱している区間が 5秒間存在する結果
となるが、上記表４に示したものは、本発明の請求項１
の補償動作を取り入れた制御方法の場合であり、目標開
度に両者が到達するのに 2秒しか掛からない。しかし、
従来の制御方法の場合と同様に、開度比率の範囲を逸脱
している区間が短くなるものの解消はできていない結果
となる。上記表５に示したものは、本発明の請求項５の
補償動作を取り入れた制御方法の場合であって、一方の
弁（Ｂ制御系）がバックラッシュ区間を抜け出すまでの
間の逆転していない他の系統（Ａ制御系）の操作出力を
０（ゼロ）にする制御方法を取り入れたもので、この場
合は、従来の制御方法よりも到達時間が早くなおかつ従
来の制御方法や本発明の請求項１の制御方法の場合に生
じる開度比率の乱れが解消される。

【００２６】前記本発明の請求項５の補償動作を取り入
れた制御方法を可変絞り機構の弁開度制御系に用いるこ
とにより、二系統以上の混合比率制御を行う場合の、設
定変化時の比率の乱れを極端に減少することが可能とな
る。

【００２７】前述のようなバックラッシュの補償動作を
行うに当たり、経年的なバックラッシュ量の変化が少な
ければ、駆動装置製造時にバックラッシュ量を別途確認
しておいて、制御演算器にそのバックラッシュ量を記憶
させておくことにより補償動作を行うことができる。

【００２８】しかし、実際にはバックラッシュ量は摩耗
その他原因により増大するものが多い。これに対応する
ためには、補償動作を行うためのバックラッシュの補償
量を逐次または定期的に修正する必要があるが、稼働中
の駆動装置を停止させてまでバックラッシュ量を再計測
するのは実用的ではない。

【００２９】そこで、本発明の請求項２又は６に示す方
法により開度制御中の開度の動きを計測監視し、最新の
バックラッシュ量を逐次演算算出することにより、前述
の補償動作の精度を長期間確保しうるものである。ま
た、このようにバックラッシュ量を逐次演算すること
で、駆動機構にトラブルが生じ、開閉機構が機能しなく
なった場合の診断をも行うことができる。

【００３０】上記バックラッシュ量の演算機能の方式を
理解し易くするため補償動作を省略したもので演算過程
に従って説明する。未知のバックラッシュ量（真値を 5
度としておく）が存在する開度制御系において、まず現
状の開閉方向の駆動出力に対して開度センサの計測値も
同様の開閉方向に推移しているかを確認して、この条件
が満足されていれば駆動対象がバックラッシュの影響範
囲外であるとの判定が可能となる。つまり、操作出力と
同方向に開度が移動していることで、以後逆転動作した
場合にバックラッシュ領域に突入することが想定できる
ためである。

【００３１】上記の条件が満足されている状態から、外
部からの設定やその他によって開度制御方向が逆転する
場合に、逆転出力を出力する前に計測された開度を記憶
しておく。次に、この計測開度が逆転前に記憶した開度
を逆転出力方向に移動するまで、逆転後の操作出力を積
算しておき、上記の記憶した開度と逆転方向に移動した
後の開度との差を求め、積算した操作出力開度から計測
開度の差分を差し引いた開度がバックラッシュ量の推定
演算値となる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本実施例は、加熱炉等に装備される燃焼用バーナ
の流量および比率制御装置に用いられる可変絞り機構の
開度制御装置を対象に説明するが、本発明はこの例に限
定されるものではない。また、本実施例に使用する制御
演算器は、二系統の流量の各々の制御と両者の比率制御
演算を行い、また外部への通信なども行う諸機能を賄う
ので負荷が大きくなる。このため、処理時間の有効利用
を計るために、制御方法として、前回計測値に基づいて
演算された操作量を出力する一方、この出力に並行して
今回計測値に基づく次回出力の操作量を演算する一般的
ではない一回遅れの制御方式を採用するが、本発明はこ
の制御方式にも限定されるものではない。

【００３３】図１は、上記の加熱炉等に装備される燃焼
用バーナの流量比率制御器の概念図である。図におい
て、１は制御演算器であって、この制御演算器１は、後
述する燃焼用バーナ５の燃料と燃焼用空気流量を制御す
るとともに、本発明のバックラッシュの補償動作および
バックラッシュ量の演算を行う開度制御方法を組み込ん
だものであり、精度の良い流量比率（空気比）制御が行
えるようになっている。

【００３４】２は燃料供給管路であって、この燃料供給
管路２は、ＬＰＧなどのガス燃料等の燃料供給源に接続
されている。

【００３５】３は燃焼用空気供給管路であって、この燃
焼用空気供給管路３は、図外のブロワ，予熱空気設備等
の燃焼用空気供給源に接続されている。

【００３６】４は上記各管路２，３に設けられた流量調
節弁であって、この流量調節弁４は、後述する弁駆動モ
ータ８により開度操作され流量調節を行うための弁であ
るが、同時に開度と流量係数の特性を把握し制御演算器
１に予め登録しておくことにより、計測制御用の可変絞
り機構（バリュアブルオリフィス）としての機能を果た
すものである。

【００３７】５は燃焼用バーナであって、この燃焼用バ
ーナ５は、燃料と燃焼用空気を混合し、燃焼させ炉内雰
囲気を加熱昇温させるものであるが、併せて、制御・診
断用の固定絞り機構としての流量係数を把握し制御演算
器１内部で演算するための固定オリフィスとしての機能
を有するものである。

【００３８】６は弁前圧力センサであって、この弁前圧
力センサ６は、前述の流量調節弁４の弁前圧力を計測す
るもので、この計測によって、前もって流量特性（開度
と流量係数）を把握してある前述の流量調節弁４の開度
をコントロールする。これにより、燃焼用バーナ５の固
定流量係数を考慮して複合絞り系の流量係数を調節し、
目標流量に制御するために必要な弁開度を制御演算器１
内部で演算し開度制御を行う。

【００３９】７は流体温度センサであって、この流体温
度センサ７は、制御流体である、燃料ガスと燃焼用空気
の流体温度を計測し、制御演算器１内部で演算される温
度補償演算に使用されるデータを計測するためのもので
ある。

【００４０】８は弁駆動モータであって、この弁駆動モ
ータ８には、制御演算器１よりパルス出力される相対移
動開度（モータの回転量）に正確に操作されるモータが
搭載され、また後述する弁開度センサ９が装備されてい
る。

【００４１】９は弁開度センサであって、この弁開度セ
ンサ９は、弁駆動モータ８によって開度調整された流量
調節弁４の開度位置を計測するためのものであり、計測
された弁開度は制御演算器１に取り込まれ流量計測制御
演算に用いられる。

【００４２】次に、上記構成の装置における本発明の制
御方法を、その開度制御系のみを抜粋して手順を追って
説明する。

【００４３】図２はバックラッシュ補償動作を行うか否
かの判定の手順を示したフロー図であって、上記構成の
装置の制御演算において各流体の流量制御を行うための
弁駆動装置に対する操作出力を求めた後、燃料系の開度
出力に関して前回の制御演算時にバックラッシュ補償動
作を行っており、今回の制御演算時においても継続中か
否かの判断を行い（＃２−１）、その結果、行っていな
い場合においては、前回の制御演算時までの操作方向、
つまりバックラッシュの影響を受けていない開度操作方
向である直近の補償動作方向と、今回出力しようとして
いる操作出力の方向を比較して（＃２−２）、逆転する
場合には、今回の制御演算結果の操作出力よりバックラ
ッシュ領域に入ると判断できるため、その逆転する出力
方向を、次回以降の補償動作のために記憶しておき（＃
２−３）、補償動作を継続中であることを示すフラグを
セットし（＃２−４）、次回以降の制御演算において補
償すべきバックラッシュ量をセットしておく（＃２−
５）。

【００４４】次に、空気系の開度出力に関しても上述の
燃料系の場合と同様に各判定（＃２−６、＃２−７）と
処理（＃２−８、＃２−９、＃２−10）を行い、次の処
理である補償動作用の駆動出力修正制御へと進むことに
なる。

【００４５】図３は駆動出力修正制御の手順を示したフ
ロー図であって、前述の図２に示した処理を行った後、
燃料系または空気系が補償動作対象かを判定し（＃３−
１）、両者とも対象外の場合には流量制御演算系にて算
出された駆動出力をそのまま出力すればよく、何れか一
方、もしくは両方が補償動作対象の場合には、以下の処
理に進むことになる。

【００４６】補償動作が必要であると判定された場合に
おいて、先ず燃料系が補償動作対象であるか否かの判定
を行い（＃３−２）、対象外の場合には空気系が補償動
作対象となるため、燃料系の制御演算から算出された駆
動出力を空気系の補償動作が完了するまで０に矯正して
空気系の追従を待つように待機させる（＃３−３）。

【００４７】燃料系が補償動作対象であった場合には、
設定されているバックラッシュ補償量を駆動出力にセッ
トするのであるが、一制御演算内に操作可能な操作量の
みを出力する必要があるため、バックラッシュ補償残量
が一制御演算内の最大駆動出力量と比べて（＃３−４）
大きい場合には、次回出力した後のバックラッシュ補償
残量を現在の補償残量より最大駆動出力量を差し引いて
おき（＃３−５）、実際に出力する駆動出力には最大駆
動出力量をセットする（＃３−６）。

【００４８】また、前述の（＃３−４）の判定で、バッ
クラッシュ補償残量が最大駆動出力量より小さい場合に
は、そのバックラッシュ補償残量を実際に出力する駆動
出力にセット（＃３−７）し、次回の制御演算にて補償
動作が終了するのでバックラッシュ補償動作フラグをリ
セットしておく（＃３−８）。

【００４９】次に、空気系が補償動作対象であるか否か
の判定を行い（＃３−９）、対象外の場合には燃料系が
補償動作対象となっているため、空気系の制御演算から
算出された駆動出力を燃料系の補償動作が完了するまで
０に矯正して燃料系の追従を待つように待機させ（＃３
−10）、その反対に補償動作対象であった場合には、前
述の燃料系の場合（＃３−４〜＃３−８）と同様に（＃
３−11〜＃３−15）の処理を行う。

【００５０】以上は、バックラッシュ量の補償動作に関
する実施例の説明であるが、次に補償動作に使用するバ
ックラッシュ量の計算方法に関して説明する。

【００５１】図４は、バックラッシュ量の演算の手順を
示すフロー図であって、前述の補償動作にセットするバ
ックラッシュ補償量の算出を行うものであり、今回の制
御演算時においても燃料系と空気系の各開度制御系にお
いて、その補償量の算出を継続中かの判断を行っており
（＃４−１）、継続中でなければ前回の制御演算区間に
出力された操作量の開閉方向が、開度計測に現れる前回
の計測開度と今回の計測開度の移動量の開閉方向とを比
較して現在の状態がバックラッシュの領域中で無いこと
を確認し（＃４−２）、条件が満足されればその開閉方
向を記憶しておく（＃４−３）。

【００５２】次に、上記で記憶した開閉方向に対して今
回の制御演算区間で出力された開閉方向と比較（＃４−
４）して逆転方向であれば、既にバックラッシュ領域を
通過中であると判断できるため、その出力された開閉方
向に記憶していた開閉方向を変更し（＃４−５）、既に
出力された今回の制御演算区間の操作出力開度をバック
ラッシュ量の積算値の初回値としてセットすると共に
（＃４−６）、次回以降の制御演算区間にて現在演算中
であることを記憶しておき（＃４−７）、バックラッシ
ュ領域に突入した逆転前の開度として今回の制御演算時
に計測された開度を記憶しておき（＃４−８）、次の制
御演算区間に到達した場合には、前述の補償量の算出中
か否かの判定（＃４−１）で、補償量演算の初回のプロ
セスを通らずにバックラッシュ領域の通過完了か否か
（＃４−９）の判定へと進む。

【００５３】このバックラッシュ領域の通過完了判定
（＃４−９）は、補償量算出の初回に記憶した領域突入
開度と現在の制御演算区間に計測された開度との差異に
より行うものであり、その差異が現在バックラッシュ領
域を脱出に向かって移動中の操作方向と同方向である場
合に通過完了と判断するものである。

【００５４】従って、開度センサに外部ノイズなどの影
響で計測開度自体に不安定な要因がある場合にはそのノ
イズによる不安定な相当開度を通過判定（＃４−９）の
際に加えることにより対応することができる。

【００５５】前述の通過判定（＃４−９）において、そ
の時の制御演算区間での通過完了が確認できなかった場
合には、バックラッシュ量算出用積算値に同制御演算区
間に出力した操作量を積算し（＃４−10）次回の制御演
算へと進むが、前述の通過完了判定（＃４−９）におい
て領域の通過完了が確認できた場合には、それまでに積
算されていた算出用積算値から今回の制御演算区間に計
測された開度と記憶しておいた突入直前開度との差分を
差し引いたものがバックラッシュ算出量として得られる
（＃４−11）ので、次に操作出力が逆転してバックラッ
シュ領域に再突入する時に本補償量算出方法を初めから
行うために、演算中であることと移動中の開閉方向を演
算終了時に初期化しておく（＃４−12）。

【００５６】そして、一連の演算によって得られた算出
量を図２および図３で説明した補償動作にこの補償量を
利用するに当たって、前述のように開度センサに外部ノ
イズなどの影響で計測開度自体に不安定な要因がある場
合には、算出された補償量自体にもノイズによる不安定
さが算出誤差として現れるため、例えば前回までの算出
値を考慮した平滑処理を加えるなどして解消する方法も
組み込むことが可能である。

【００５７】次に、バックラッシュ量の演算方法に併せ
て駆動装置の異常診断を行う方法について説明する。

【００５８】図５は、前述のバックラッシュ量の演算に
おいて補償量の算出中か否かの判定（＃４−１）で継続
中でない場合において駆動装置の異常診断を行う手順を
示すフロー図であって、後述する前回記憶しておいた
（＃５−２）判定用開度と今回の制御演算時に計測され
た計測開度に移動が確認されたか否かの判定（＃５−
１）を行い、移動が確認された場合、即ち駆動装置に異
常が認められない場合には、異常判定用の積算操作量を
０に初期化すると共に今回の制御演算時の計測開度を判
定用開度として記憶し（＃５−２）、上記の判定（＃５
−１）で判定用開度と計測開度に移動が認められなかっ
た場合には、前回の制御演算時に出力した操作量を異常
判定用の積算操作量に積算（＃５−３）する。

【００５９】次に、異常判定用の積算操作量が予め登録
しておいた異常判定用の操作量、即ち許容未追従量を超
過したか否かを判定（＃５−４）し、超過していなけれ
ば以降の制御演算（＃４−２）へと進み、超過している
場合には駆動装置の異常であると判断を下し、外部への
異常出力をするなどの処理を行う（＃５−５）ものであ
る。

【００６０】図６は、前述のバックラッシュ量の推定演
算方法においてバックラッシュ領域内部を通過中に行う
操作量の積算値（＃４−10）を用いて、バックラッシュ
の演算中に駆動装置の異常診断を行う手順を示すフロー
図であって、バックラッシュ領域内部を通過中に行う操
作量の積算値が予め登録しておいた異常判定用の操作
量、即ち許容バックラッシュ量を超過したか否かを判定
（＃６−１）し、超過していなければ次回の制御演算へ
と進み、超過している場合にはバックラッシュ量の許容
範囲を超える異常として、またその他の原因による駆動
装置の異常であると判断を下し、外部への異常出力をす
るなどの処理を行う（＃６−２）ものである。

【００６１】以上の説明は、本発明を理解し易くするた
めに加熱炉などに装備される燃焼用バーナの流量および
比率制御装置に用いられる可変絞り機構の開度制御装置
を主体に説明してきたが、本発明は、この例のような回
転対象である開度制御系に限らず直線動作の位置決め制
御系などにも適用し得るものである。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる駆
動装置における位置決め制御方法によれば、駆動装置に
バックラッシュが存在していても、設定変更された位置
へいち早く到達することができ、なおかつ、二系統以上
のお互いの位置関係を保ちつつ位置決め制御を行う場合
には、その操作過程において位置関係を大きく乱すこと
なくそれぞれの位置決め制御が行えると同時に、経時的
なバックラッシュ量の変化をも逐次計測演算し、最適な
補償動作を行うとともに駆動装置の異常診断をも行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる加熱炉等に装備される燃焼用バ
ーナの流量比率制御器の概念図である。

【図２】本発明に係わるバックラッシュ補償動作を行う
か否かの判定の手順を示したフロー図である。

【図３】本発明に係わる駆動出力修正制御の手順を示し
たフロー図である。

【図４】本発明に係わるバックラッシュ量の演算の手順
を示すフロー図である。

【図５】本発明に係わるバックラッシュ量の演算におい
て補償量の算出中でない場合における駆動装置の異常診
断を行う手順を示すフロー図である。

【図６】本発明に係わるバックラッシュ量の推定演算方
法におけるバックラッシュ領域内部を通過中に行う操作
量の積算値を用いて、バックラッシュの演算中に駆動装
置の異常診断を行う手順を示すフロー図である。

【符号の説明】

１：制御演算器 ２：燃料供給管路
３：燃焼用空気供給管路 ４：流量調節弁 ５：燃焼用バーナ
６：弁前圧力センサ ７：流体温度センサ ８：弁駆動モータ
９：弁開度センサ

フロントページの続き (72)発明者 中垣 弘司 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 田中 祐三 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 中安 斌 兵庫県姫路市広畑区正門通４−10−11 中 外プロックス株式会社インキュベーション センター内 (72)発明者 楢原 秀昭 兵庫県姫路市広畑区正門通４−10−11 中 外プロックス株式会社インキュベーション センター内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後進もしくは開閉動作を行う駆動機構
   と、この駆動機構の位置を検出するポジションセンサ
   と、前記ポジションセンサからの信号を取り込むととも
   にその信号を演算処理した操作信号を前記駆動機構に出
   力する制御演算器とを具備する駆動装置における位置決
   め制御方法であって、前記制御演算器にてポジションセ
   ンサからの信号を取り込むステップ(a) と、前記制御演
   算器にて外部から要求される目標位置に基づいて演算さ
   れた操作量を駆動機構に出力するステップ(b) と、駆動
   機構の駆動方向が逆転する都度、別途記憶させておいた
   バックラッシュ量を前記操作量に加算するステップ(c)
   とを含むことを特徴とする駆動装置における位置決め制
   御方法。
2. 【請求項２】 上記ステップ(a) 乃至(c) に並行して駆
   動機構の駆動方向を求め、この方向が逆転する都度、前
   記ステップ(a) で取り込んだ位置を記憶させるととも
   に、その後の操作でステップ(a) で取り込んだ位置が前
   記記憶した逆転前の位置より逆転方向へ移動した時、そ
   れまでのステップ(c) における操作量を積算し、この積
   算した操作量から、前記逆転前の位置とこの逆転前の位
   置を通過した後の位置との差分を差し引くことにより駆
   動機構のバックラッシュ量を求めるステップ(d) を含む
   請求項１記載の駆動装置における位置決め制御方法。
3. 【請求項３】 上記ステップ(d) で積算される操作量を
   別途設定されたバックラッシュの判定量と比較し超過し
   ている場合に駆動装置の異常を判定するステップ(e) を
   含む請求項２記載の駆動装置における位置決め制御方
   法。
4. 【請求項４】 上記ステップ(a) 乃至(c) に並行して駆
   動機構の計測位置の移動の有無を確認し、移動が認めら
   れない時に、駆動操作出力の積算量（積算操作量）が別
   途設定しておいた判定基準量に到達した場合に前記積算
   を開始した時に記憶した位置と前記判定基準量に到達し
   た時の位置とを比較して未追従量を算出し駆動伝達機構
   の異常を自動判定するステップ(f) を含む請求項１又は
   ２記載の駆動装置における位置決め制御方法。
5. 【請求項５】 ２つ以上の異なる前後進もしくは開閉動
   作を行う駆動機構と、各駆動機構の位置を検出する各ポ
   ジションセンサと、前記各ポジションセンサからの信号
   を取り込むとともにその信号を演算処理した操作信号を
   前記各駆動機構に出力する制御演算器とを具備する駆動
   装置における位置決め制御方法であって、前記制御演算
   器にて各ポジションセンサからの信号を取り込むステッ
   プ(g)と、前記制御演算器にて外部から要求される目標
   位置に基づいて演算された各駆動機構毎の操作量を各駆
   動機構毎に出力するステップ(h) と、各駆動機構の駆動
   方向が逆転する都度、その逆転した駆動機構の別途記憶
   させておいたバックラッシュ量をその駆動機構の前記操
   作量に加算するとともに、他の駆動機構の内、駆動方向
   の逆転しない駆動機構への操作出力を行わないようにす
   るステップ(i) とを含むことを特徴とする駆動装置にお
   ける位置決め制御方法。
6. 【請求項６】 上記ステップ(g) 乃至(i) に並行して各
   駆動機構の駆動方向を求め、この方向が逆転する駆動機
   構が生じる都度、その逆転する駆動機構の、前記ステッ
   プ(g) で取り込んだ位置を記憶させるとともに、その後
   の操作でステップ(g) で取り込んだ位置が前記記憶した
   逆転前の位置より逆転方向へ移動した時、それまでのス
   テップ(i) における操作量を積算し、この積算した操作
   量から、前記逆転前の位置とこの逆転前の位置を通過し
   た後の位置との差分を差し引くことにより逆転した駆動
   機構のバックラッシュ量を求めるステップ(j) を含む請
   求項５記載の駆動装置における位置決め制御方法。