JP7539062B2 - Stepping motor abnormality detection device - Google Patents
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Description
本発明は、ステッピングモータの駆動に対して異常を検知する装置に関する。特にガスメータに用いられるガスの流れを開閉する双方向弁に用いるステッピングモータの異常を検知する装置に関するものである。 The present invention relates to a device that detects abnormalities in the drive of a stepping motor. In particular, the present invention relates to a device that detects abnormalities in a stepping motor used in a two-way valve that opens and closes the flow of gas used in a gas meter.
特許文献1は、ステッピングモータがストール状態または脱調状態を判定する遮断弁装置を開示する。 Patent document 1 discloses a shutoff valve device that determines whether a stepping motor is in a stalled state or out of step state.
この遮断弁装置は、ステッピングモータの駆動制御を行う駆動制御回路部と、ステッピングモータがストール状態または脱調状態にあるものと判定する弁動異常回路部を備える。これにより、ステッピングモータから検出される駆動電圧波形における極大値または当該極大値の波高を予め定められたしきい値と比較して、ストール状態または脱調状態を判定することができる。 This shutoff valve device is equipped with a drive control circuit section that controls the drive of the stepping motor, and a valve movement abnormality circuit section that determines whether the stepping motor is in a stalled state or out of step. This makes it possible to determine whether the stepping motor is in a stalled state or out of step by comparing the maximum value or the wave height of the maximum value in the drive voltage waveform detected from the stepping motor with a predetermined threshold value.
特許文献2は、ステッピングモータの脱調検出方法を開示する。この脱調検出方法は、ステッピングモータを駆動するステッピングモータドライバにおけるモータの電流波形を矩形波に、その矩形波を電圧信号に変換し、得られた電圧値に基づいて基準電圧と比較することにより脱調状態の有無を判断することができる。 Patent document 2 discloses a method for detecting out-of-step of a stepping motor. This method converts the motor current waveform in a stepping motor driver that drives the stepping motor into a square wave, converts the square wave into a voltage signal, and determines whether or not an out-of-step state exists by comparing the obtained voltage value with a reference voltage.
特許文献1、特許文献2は、共に正常時と脱調時における電流・電圧波形の違いに着目している。これは安定した脱調状態であれば前記波形の違いを検出することができるが、実際はステッピングモータが若干回転したり戻ったり、不安定な動作を繰り返すことが多い。その場合、波形の違いが不明確になり、正常時と脱調時の判別が難しくなるという課題があった。 Both Patent Document 1 and Patent Document 2 focus on the difference in current and voltage waveforms during normal operation and during out-of-step operation. This makes it possible to detect the difference in the waveforms in a stable out-of-step state, but in reality, the stepping motor often repeats unstable operation, rotating slightly and then returning. In such cases, the difference in the waveforms becomes unclear, making it difficult to distinguish between normal operation and out-of-step operation.
本発明は、不安定な状態で検出した波形を補正し、安定してステッピングモータの異常を検知することに有効なステッピングモータ異常検知装置を提供する。 The present invention provides a stepping motor anomaly detection device that corrects waveforms detected in an unstable state and is effective in stably detecting anomalies in a stepping motor.
本発明におけるステッピングモータ異常検知装置は、ステッピングモータを駆動する駆動パルスを出力するステッピングモータ駆動部と、前記ステッピングモータ駆動部に電源を供給する電源部と、前記ステッピングモータ駆動部に流れる電流のレベルを検出する電流レベル検出部と、第1のタイミングで前記電流レベル検出部で検出された第1電流レベルを記憶する第1記憶部と、前記第1のタイミングから所定時間幅以上離れた第2のタイミングで前記電流レベル検出部で検出された第2電流レベルを記憶する第2記憶部と、前記第1電流レベルと前記第2電流レベルの差が所定値以上の場合に前記ステッピングモータの動作異常と判定する判定部と、を備えた構成としている。 The stepping motor abnormality detection device of the present invention is configured to include a stepping motor drive unit that outputs a drive pulse for driving a stepping motor, a power supply unit that supplies power to the stepping motor drive unit, a current level detection unit that detects the level of a current flowing through the stepping motor drive unit, a first memory unit that stores a first current level detected by the current level detection unit at a first timing, a second memory unit that stores a second current level detected by the current level detection unit at a second timing that is separated from the first timing by a predetermined time width or more, and a determination unit that determines that an operational abnormality of the stepping motor exists when the difference between the first current level and the second current level is equal to or greater than a predetermined value.
本発明における異常検知装置は、不安定な動作環境下での断線やいたずらによるステッピングモータの異常を検知することに有効である。 The anomaly detection device of the present invention is effective in detecting anomalies in a stepping motor caused by disconnection or tampering in an unstable operating environment.
第1の発明は、ステッピングモータを駆動する駆動パルスを出力するステッピングモータ駆動部と、前記ステッピングモータ駆動部に電源を供給する電源部と、前記ステッピングモータ駆動部に流れる電流のレベルを検出する電流レベル検出部と、第1のタイミングで前記電流レベル検出部で検出された第1電流レベルを記憶する第1記憶部と、前記第1のタイミングから所定時間幅以上離れた第2のタイミングで前記電流レベル検出部で検出された第2電流レベルを記憶する第2記憶部と、前記第1電流レベルと前記第2電流レベルの差が所定値以上の場合に前記ステッピングモータの動作異常と判定する判定部と、を備えたことを特徴とするステッピングモータ異常検知装置である。 The first invention is a stepping motor abnormality detection device comprising: a stepping motor drive unit that outputs a drive pulse for driving a stepping motor; a power supply unit that supplies power to the stepping motor drive unit; a current level detection unit that detects the level of a current flowing through the stepping motor drive unit; a first memory unit that stores a first current level detected by the current level detection unit at a first timing; a second memory unit that stores a second current level detected by the current level detection unit at a second timing that is separated from the first timing by a predetermined time width or more; and a determination unit that determines that an operation abnormality occurs in the stepping motor when the difference between the first current level and the second current level is a predetermined value or more.
第2の発明は、特に、第1の発明において、前記電流レベル検出部は、前記ステッピングモータ駆動部に流れる瞬時電流を積分する積分回路を備え、前記積分回路の出力を検出することを特徴とするものである。 The second invention is particularly characterized in that in the first invention, the current level detection unit includes an integration circuit that integrates the instantaneous current flowing through the stepping motor drive unit and detects the output of the integration circuit.
第3の発明は、特に、第2の発明において、前記電源部と前記ステッピングモータ駆動部との間に抵抗を挿入し、前記積分回路は、前記抵抗と前記ステッピングモータ駆動部の接続点の電圧を、抵抗を介してコンデンサで積分する構成としたものである。 The third invention is particularly the second invention, in which a resistor is inserted between the power supply unit and the stepping motor drive unit, and the integrating circuit is configured to integrate the voltage at the connection point between the resistor and the stepping motor drive unit using a capacitor via the resistor.
第4の発明は、特に、第1から3のいずれか1つの発明において、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングは、前記駆動パルスの立ち上がりエッジから所定時間遅延した位置であることを特徴としたものである。 The fourth invention is particularly characterized in that in any one of the first to third inventions, the first timing and the second timing are delayed by a predetermined time from the rising edge of the drive pulse.
第5の発明は、特に、第1から4のいずれか1つの発明において、前記ステッピングモータで動作する双方向弁を有し、前記第1のタイミングは前記双方向弁の動作開始直後に設定し、前記第2のタイミングは前記双方向弁の動作停止直前に設定したことを特徴としたものである。 The fifth invention is particularly characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, there is a two-way valve operated by the stepping motor, and the first timing is set immediately after the two-way valve starts to operate, and the second timing is set immediately before the two-way valve stops operating.
第6の発明は、特に、第1から5のいずれか1つの発明において、前記判定部は、第2電流レベルが所定の範囲を外れている場合にステッピングモータの動作異常と判定することを特徴としたものである。 The sixth invention is particularly characterized in that in any one of the first to fifth inventions, the determination unit determines that an operational abnormality of the stepping motor exists when the second current level is outside a predetermined range.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters or duplicate explanations of substantially identical configurations may be omitted. This is to avoid making the following explanation unnecessarily redundant and to make it easier for those skilled in the art to understand.
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。 The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態におけるステッピングモータ異常検知装置の構成の一例を示すブロック図、図2及び図3は、実施の形態1におけるステッピングモータの異常検知の動作を説明するための信号図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a stepping motor abnormality detection device in an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are signal diagrams for explaining the operation of detecting an abnormality in a stepping motor in embodiment 1.
[1.構成]
実施の形態1の構成について図1を参照しながら説明する。電源部1の出力電圧(電圧a)は、電流レベル検出部2を介してステッピングモータ駆動部3に印加される。ステッピングモータ駆動部3の出力はステッピングモータ4に接続され、ステッピングモータ4の回転により双方向弁5が開閉動作をするように構成されている。
[1. Configuration]
The configuration of the first embodiment will be described with reference to Fig. 1. The output voltage (voltage a) of a power supply unit 1 is applied to a stepping motor driving unit 3 via a current level detection unit 2. The output of the stepping motor driving unit 3 is connected to a stepping motor 4, and a two-way valve 5 is opened and closed by the rotation of the stepping motor 4.
電流レベル検出部2は、抵抗21の両端の電圧a及び電圧bの電位差が抵抗21に流れる電流に比例することを利用し、上記電位差はアナログ・デジタル変換部24でデジタル信号に変換されAD値として出力される。積分回路25は、抵抗22とコンデンサ23で構成され、抵抗21の出力信号bの変化を滑らかにする。そして、積分回路25の出力は、電圧cとしてアナログ・デジタル変換部24に入力される。 The current level detection unit 2 utilizes the fact that the potential difference between voltage a and voltage b at both ends of resistor 21 is proportional to the current flowing through resistor 21, and the potential difference is converted to a digital signal by analog-digital conversion unit 24 and output as an AD value. The integration circuit 25 is composed of resistor 22 and capacitor 23, and smooths out changes in the output signal b of resistor 21. The output of integration circuit 25 is then input to analog-digital conversion unit 24 as voltage c.
アナログ・デジタル変換部24の出力(AD値)は、第1記憶部6及び第2記憶部7に入力され、あるタイミングにおけるAD値が記憶される。そして、判定部8は、第1記憶部6の記憶値と第2記憶部7の記憶値を比較判定することで、ステッピングモータ4の異常の有無を判定する。 The output (AD value) of the analog-to-digital conversion unit 24 is input to the first storage unit 6 and the second storage unit 7, and the AD value at a certain timing is stored. The determination unit 8 then compares the stored value of the first storage unit 6 with the stored value of the second storage unit 7 to determine whether or not there is an abnormality in the stepping motor 4.
本実施の形態におけるステッピングモータ異常検知装置は、ガスメータに組み込まれ、双方向弁5はガスの流れを遮断したり開放したりする遮断弁として用いられる。なお、ガスメータに組み込まれる場合、電源部1としては、ガスメータの電源であるリチウム電池が用いられる。 The stepping motor anomaly detection device in this embodiment is incorporated into a gas meter, and the two-way valve 5 is used as a shutoff valve that cuts off and opens the flow of gas. When incorporated into a gas meter, a lithium battery, which is the power source for the gas meter, is used as the power supply unit 1.
また、ステッピングモータ4は複数のコイルを有し、各コイルに印加するパルスの状態によりモータの回転方向が決まる。そしてモータの回転方向により双方向弁が開動作するのか閉動作するのか決まる構成である。図1には図示していないが、以下に説明する全体動作を制御する制御部を有している。 The stepping motor 4 also has multiple coils, and the direction of rotation of the motor is determined by the state of the pulses applied to each coil. The direction of rotation of the motor determines whether the two-way valve opens or closes. Although not shown in Figure 1, it has a control unit that controls the overall operation, which will be described below.
[2.動作]
上記のように構成された本発明の実施の形態の動作について、図2を参照しながら説明する。
2. Operation
The operation of the embodiment of the present invention configured as above will be described with reference to FIG.
図2は、本実施の形態のステッピングモータ異常検知装置の双方向弁5をガスメータの遮断弁に用いた場合の閉動作時のアナログ・デジタル変換部24の出力であるAD値をグラフで表したものである。 Figure 2 is a graph showing the AD value, which is the output of the analog-to-digital converter 24 during the closing operation when the two-way valve 5 of the stepping motor anomaly detection device of this embodiment is used as a shutoff valve of a gas meter.
アナログ・デジタル変換部24は、電源部1の出力(電圧a)を基準電圧として積分回路25の出力(電圧c)をデジタル信号に変換している。具体的な動作としては、電圧cを電圧aで割った値に1024をかけた整数値がAD値として出力される。図2において、縦軸はAD値、横軸は時間を示している。 The analog-to-digital converter 24 converts the output (voltage c) of the integrator circuit 25 into a digital signal using the output (voltage a) of the power supply unit 1 as a reference voltage. In concrete terms, the integer value obtained by dividing voltage c by voltage a and multiplying the result by 1024 is output as the AD value. In FIG. 2, the vertical axis represents the AD value, and the horizontal axis represents time.
第1のタイミング(イ)は、ステッピングモータ駆動部3から駆動パルスが出力されステッピングモータ4が動作を開始した直後のタイミング、第2のタイミング(ロ)は、双方向弁5によりガス流路の閉止が完了する直前のタイミングである。なお、駆動パルス周波数はステッピングモータ4の駆動中は一定の周波数に保たれている。 The first timing (a) is the timing immediately after the stepping motor driver 3 outputs a drive pulse and the stepping motor 4 starts to operate, and the second timing (b) is the timing immediately before the two-way valve 5 completes closing of the gas flow path. The drive pulse frequency is maintained at a constant frequency while the stepping motor 4 is being driven.
実線で示したグラフbは、双方向弁5の動作が正常に行われた場合を示しており、双方
向弁5が動作している間、すなわちステッピングモータ4が正常に回転動作をしている間は抵抗21に流れる電流に変化はなく第1のタイミング(イ)におけるAD値と第2のタイミング(ロ)におけるAD値に差はほとんどない。グラフbにおいて、第2のタイミング(ロ)直後にAD値が下がっているのは、双方向弁5によりガス流路が閉止し、双方向弁5の動作が停止したことによってステッピングモータ4の負荷が増えたことにより抵抗21に流れる電流が増えたことを示している。
Graph b, indicated by a solid line, shows the case where the two-way valve 5 operates normally, and while the two-way valve 5 is operating, i.e., while the stepping motor 4 is rotating normally, there is no change in the current flowing through the resistor 21, and there is almost no difference between the AD value at the first timing (A) and the AD value at the second timing (B). In graph b, the AD value drops immediately after the second timing (B), indicating that the gas flow path is closed by the two-way valve 5, the operation of the two-way valve 5 is stopped, and the load on the stepping motor 4 increases, causing an increase in the current flowing through the resistor 21.
次に、一点鎖線で示したグラフaは、ステッピングモータ4が2つのコイルを有し、そのうちの一つが断線した場合を示している。この場合、抵抗21に流れる電流が正常動作時に比べ半分になるため、AD値がその分大きくなる。そして、1つのコイルが断線している場合、ステッピングモータ4の動作が不安定となりステッピングモータ4にかかる負荷が変動する。そのため断線時においては、抵抗21に流れる電流が変化しグラフaに示すように第1のタイミング(イ)のAD値と第2のタイミング(ロ)のAD値に差が生じる。 Next, graph a, indicated by a dashed line, shows the case where the stepping motor 4 has two coils and one of them is broken. In this case, the current flowing through resistor 21 is half that during normal operation, and the AD value becomes larger accordingly. Furthermore, when one coil is broken, the operation of the stepping motor 4 becomes unstable and the load on the stepping motor 4 fluctuates. Therefore, when a coil is broken, the current flowing through resistor 21 changes, and a difference occurs between the AD value at the first timing (a) and the AD value at the second timing (b), as shown in graph a.
次に、点線で示したグラフcは、ガスメータのガス流路にいたずらなどにより物がはさまり、双方向弁5が正常に動作せず、双方向弁5の閉動作の途中で動作が止まってしまった場合を示している。双方向弁5の動作が停止すると、ステッピングモータ4の負荷が増え、抵抗21に流れる電流が増えるためAD値が小さくなる。すなわち、第1のタイミング(イ)と第2のタイミング(ロ)との間でいたずらなどにより双方向弁5の動作が停止すると第1のタイミング(イ)でのAD値と第2のタイミング(ロ)でのAD値に差が生じる。 Next, graph c, shown by a dotted line, shows a case where an object is caught in the gas flow path of the gas meter due to tampering or other reasons, causing the two-way valve 5 to malfunction and stop operating partway through the closing operation of the two-way valve 5. When the operation of the two-way valve 5 stops, the load on the stepping motor 4 increases, and the current flowing through the resistor 21 increases, causing the AD value to decrease. In other words, if the operation of the two-way valve 5 stops due to tampering or other reasons between the first timing (a) and the second timing (b), a difference occurs between the AD value at the first timing (a) and the AD value at the second timing (b).
上記説明したごとく正常動作時には第1のタイミング(イ)でのAD値と第2のタイミング(ロ)でのAD値に大きな差はないが、断線及びいたずらなどにより双方向弁5の動作が不安定になったり停止したりすると第1のタイミング(イ)でのAD値と第2のタイミング(ロ)でのAD値に大きな差が生じる。 As explained above, during normal operation, there is no significant difference between the AD value at the first timing (a) and the AD value at the second timing (b). However, if the operation of the two-way valve 5 becomes unstable or stops due to a broken wire or tampering, a significant difference will occur between the AD value at the first timing (a) and the AD value at the second timing (b).
そこで、第1記憶部6は、第1のタイミング(イ)でのAD値を記憶し、第2記憶部7は、前記第2のタイミング(ロ)でのAD値を記憶する。そして、判定部8は、第1記憶部6に記憶したAD値と第2記憶部7に記憶したAD値の差の絶対値が所定以上大きい場合は、ステッピングモータ4の動作異常と判定する。 The first memory unit 6 stores the AD value at the first timing (a), and the second memory unit 7 stores the AD value at the second timing (b). If the absolute value of the difference between the AD value stored in the first memory unit 6 and the AD value stored in the second memory unit 7 is greater than or equal to a predetermined value, the determination unit 8 determines that the stepping motor 4 is malfunctioning.
なお、第1のタイミング(イ)をステッピングモータ4の動作直後、第2のタイミング(ロ)を双方向弁5の閉動作の終了直前としたが、このタイミングにこだわるものではないが第1のタイミング(イ)と第2のタイミング(ロ)の間の時間が広いほどいたずらなどによる異常検知を見逃す確率が下がる。 The first timing (a) is immediately after the operation of the stepping motor 4, and the second timing (b) is immediately before the end of the closing operation of the two-way valve 5. Although this timing is not essential, the longer the time between the first timing (a) and the second timing (b), the lower the probability of missing an abnormality due to tampering or the like.
また、第1のタイミング(イ)と第2のタイミング(ロ)の位置を固定して説明したが、例えばステッピングモータ4の動作直後から双方向弁5の開閉動作の終了直前までの区間のAD値の最大値を第一のタイミング(イ)として第1記憶部6に記憶し、AD値の最小値を第二のタイミング(ロ)として第2記憶部7とすることもできる。 In addition, the positions of the first timing (a) and the second timing (b) have been described as fixed, but for example, the maximum value of the AD value in the section from immediately after the operation of the stepping motor 4 to immediately before the end of the opening and closing operation of the two-way valve 5 can be stored in the first memory unit 6 as the first timing (a), and the minimum value of the AD value can be stored in the second memory unit 7 as the second timing (b).
次に、ステッピングモータ4を駆動する駆動パルスと電圧b及び電圧cの関係について図3を参照しながら説明する。図3において縦軸は電圧レベル、横軸は時間を示している。 Next, the relationship between the drive pulse that drives the stepping motor 4 and the voltages b and c will be explained with reference to FIG. 3. In FIG. 3, the vertical axis indicates the voltage level, and the horizontal axis indicates the time.
ステッピングモータ4は、2つのコイル(第1のコイルと第2のコイル)を有しており、図3(1)及び(2)に示す波形は、ステッピングモータ4の2つのコイルに印加する駆動パルスA及び駆動パルスBの波形を示している。また、図3(3)の実線は、電圧b
の波形を示し、一点鎖線は、電圧cの波形を示している。
The stepping motor 4 has two coils (a first coil and a second coil), and the waveforms shown in Figures 3(1) and (2) show the waveforms of the drive pulse A and the drive pulse B applied to the two coils of the stepping motor 4. The solid line in Figure 3(3) shows the waveforms of the voltage b
The dashed dotted line indicates the waveform of voltage c.
駆動パルスAはステッピングモータ4の第1のコイルを駆動させ、駆動パルスBはステッピングモータ4の第2のコイルを駆動させる。駆動パルスAに対して駆動パルスBは90度位相が遅れている。そして、駆動パルスAに対して駆動パルスBの位相が90度遅れているか進んでいるかによりステッピングモータ4の回転方向が決まる。 Drive pulse A drives the first coil of stepping motor 4, and drive pulse B drives the second coil of stepping motor 4. Drive pulse B is delayed in phase from drive pulse A by 90 degrees. The direction of rotation of stepping motor 4 is determined by whether drive pulse B is delayed or advanced in phase from drive pulse A by 90 degrees.
図3(3)に示す電圧bは、ステッピングモータ4に流れる電流波形に対応している。そして、ステッピングモータ4はコイル負荷であり、コイルに流れる電流波形は電圧bに示すような微分波形になる。したがって、抵抗22とコンデンサ23で構成される積分回路25を用いずに直接電圧bをアナログ・デジタル変換部24に入力させ電圧bをAD値に変換することも可能であるが、この場合、アナログ・デジタル変換部24においてサンプリングタイミングを駆動パルスのどの位置にするかによりAD値が大きく異なってくる。 The voltage b shown in FIG. 3 (3) corresponds to the waveform of the current flowing through the stepping motor 4. The stepping motor 4 is a coil load, and the waveform of the current flowing through the coil is a differential waveform as shown by voltage b. Therefore, it is possible to directly input voltage b to the analog-digital conversion unit 24 and convert voltage b to an AD value without using the integrating circuit 25 consisting of resistor 22 and capacitor 23. In this case, however, the AD value will vary greatly depending on where in the drive pulse the sampling timing is set in the analog-digital conversion unit 24.
よって、積分回路25を用いない場合は、サンプリングタイミングを駆動パルスに対して一定のタイミングにすることが重要であり、駆動パルスAの立ち上がりエッジから時間τ遅延したタイミングをアナログ・デジタル変換部24のAD変換タイミングとする。なお、積分回路25を介した電圧cをAD変換することにより、上記AD変換タイミングによるAD値への影響を小さくできるという利点がある。 Therefore, when the integrating circuit 25 is not used, it is important to set the sampling timing to a constant timing with respect to the drive pulse, and the timing delayed by a time τ from the rising edge of the drive pulse A is set as the AD conversion timing of the analog-to-digital converter 24. Note that by AD converting the voltage c via the integrating circuit 25, there is an advantage in that the effect of the AD conversion timing on the AD value can be reduced.
なお、図2に示すグラフは、図3で説明したAD変換タイミングで取得したAD値を時系列的に並べてグラフ化したものである。 The graph shown in Figure 2 is a graph of the AD values obtained at the AD conversion timing described in Figure 3 arranged in chronological order.
また、判定部8での判定において、第2のタイミング(ロ)でのAD値が所定の範囲を超えて、例えば、第1のAD値(図2に示すAD1)以上であれば断線、第2のAD値(図2に示すAD2)以下であればいたずらなどによる双方向弁の動作停止という判定を追加することにより、より正確にステッピングモータの異常を検知できることとなる。なお、AD1,AD2は、正常時のAD値に対して、適切な値を予め設定することができる。 In addition, by adding a judgment in the judgment by the judgment unit 8 that if the AD value at the second timing (b) exceeds a predetermined range, for example, if it is equal to or greater than the first AD value (AD1 shown in FIG. 2), it is determined that there is a disconnection, and if it is equal to or less than the second AD value (AD2 shown in FIG. 2), it is determined that the two-way valve has stopped operating due to tampering, etc., it is possible to more accurately detect an abnormality in the stepping motor. Note that AD1 and AD2 can be preset to appropriate values for the AD value during normal operation.
[3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、断線やいたずらなどによりステッピングモータ4の動作が不安定な状況になっても正確にステッピングモータの異常を検知できる。
[3. Effects, etc.]
As described above, in this embodiment, even if the operation of the stepping motor 4 becomes unstable due to a broken wire, tampering, or the like, an abnormality in the stepping motor can be accurately detected.
なお、本実施の形態では、双方向弁5の閉動作におけるステッピングモータ4の異常検知方法を説明したが、開動作においても応用できることは言うまでもない。 In this embodiment, a method for detecting an abnormality in the stepping motor 4 during the closing operation of the two-way valve 5 has been described, but it goes without saying that the method can also be applied to the opening operation.
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 The above-described embodiments are intended to illustrate the technology disclosed herein, and various modifications, substitutions, additions, omissions, etc. may be made within the scope of the claims or their equivalents.
本発明は、特にガスメータ等に内蔵する双方向弁を駆動するステッピングモータに適用可能である。 The present invention is particularly applicable to stepping motors that drive two-way valves built into gas meters, etc.
1 電源部
2 電流レベル検出部
3 ステッピングモータ駆動部
4 ステッピングモータ
5 双方向弁
6 第1記憶部
7 第2記憶部
8 判定部
21 抵抗
22 抵抗
23 コンデンサ
24 アナログ・デジタル変換部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Power supply unit 2 Current level detection unit 3 Stepping motor drive unit 4 Stepping motor 5 Two-way valve 6 First storage unit 7 Second storage unit 8 Determination unit 21 Resistor 22 Resistor 23 Capacitor 24 Analog-to-digital conversion unit
Claims (4)
前記複数の各コイルに対応した複数の駆動パルスを出力するステッピングモータ駆動部と、
前記ステッピングモータ駆動部に電源を供給する電源部と、
前記ステッピングモータ駆動部に流れる電流のレベルを検出する電流レベル検出部と、
前記駆動パルスが出力されている第1のタイミングで前記電流レベル検出部で検出された第1電流レベルを記憶する第1記憶部と、
前記第1のタイミングから所定時間幅以上離れかつ前記駆動パルスが出力されている第2のタイミングで前記電流レベル検出部で検出された第2電流レベルを記憶する第2記憶部と、
前記第1電流レベルと前記第2電流レベルの差が所定値の範囲を外れている場合に前記ステッピングモータの動作異常と判定する判定部と、
を備え、
前記複数の駆動パルスはお互いに位相が異なっているものであり、
前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングは、前記駆動パルスの立ち上がりエッジから所定時間遅延した位置であることを特徴とするステッピングモータ異常検知装置。 A stepping motor having a plurality of coils;
a stepping motor driver that outputs a plurality of drive pulses corresponding to each of the plurality of coils;
a power supply unit that supplies power to the stepping motor drive unit;
a current level detection unit that detects a level of a current flowing through the stepping motor drive unit;
a first storage unit configured to store a first current level detected by the current level detection unit at a first timing when the drive pulse is output;
a second storage unit configured to store a second current level detected by the current level detection unit at a second timing that is separated from the first timing by a predetermined time width or more and at which the drive pulse is being output;
a determination unit that determines that an operation abnormality occurs in the stepping motor when a difference between the first current level and the second current level is outside a predetermined value range;
Equipped with
The plurality of driving pulses are out of phase with each other,
The stepping motor abnormality detection device according to claim 1, wherein the first timing and the second timing are delayed by a predetermined time from a rising edge of the drive pulse.
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