JPH052425A - 手動操作ダンパモータ制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 系に供給された条件信号に応答して制御され
るモータアクチュエータの動力出力体の位置を、手動で
制御された選択信号をマイクロプロセッサに供給するこ
とにより手動でセットできるようにし、正常な条件信号
ではなくて手動で制御された調整信号がモータ制御信号
を形成するパラメータを形成すること。 【構成】 モータアクチュエータ３９を制御するマイク
ロプロセッサ３０と、手動で制御できる位置源選択信号
発生源１２ａ，１７，２４と、これにマイクロプロセッ
サの入力に接続した調整信号発生手段１２〜１６を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】ある種の機械的位置決め装置において
は、モータアクチュエータによって個々の要素を駆動す
る。そのようなモータアクチュエータは、通常、機械的
位置決め装置を位置決めする動力出力軸を有する歯車列
を駆動する電動機を具備する。（ここでは「軸」という
用語を使用するが、直線的なモータアクチュエータも含
まれることを理解すべきである。本発明の以下の説明を
通して、「部材」という用語は回転駆動される軸と、直
線的に駆動されるアーム又はラックの双方を指すために
使用される。）通常、モータアクチュエータは可逆性を
有しているので、理論上は、機械的位置決め装置を許容
運動範囲内のどのような向き又は位置にも位置決めする
ことができる。その１列は、炉又はボイラで使用してい
るもののような、バーナに向かう燃料と空気の流れを制
御する機械的位置決め装置である。あらゆる点火レベル
で適正な理論混合化ができる限り厳密に維持されるよう
に、リンク機構を調整することが大切である。

【０００２】このような位置決め装置では、設置又は保
守の際に、モータアクチュエータの動力出力軸のいくつ
かの位置で装置の様々な機械的出力の相互関係を調整す
ることが必要になる場合が多い。従って、動力出力軸を
所望のどのような向きにも位置決めできると好都合であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、軸位置の調整に
は、制御抵抗の代わりとなるべく回路中に挿入される電
位差計を使用するのが普通であった。この方法にはいく
つかの問題点がある。電位差計はアナログ装置であるの
で、位置の変化について厳密な増分を定めることができ
ない。軸をどの程度まで正確に位置決めできるかは、電
位差計を調整するオペレータの技量にかかっている。長
年使用していると、電位差計は摩耗したり、汚れたりす
るため、電位差計の抵抗の変化は不連続になってしま
う。また、軸の位置を電位差計の設定値の関数として確
定することは困難である。モータアクチュエータの軸位
置を指示するための電位差計の制御軸の校正は難しく、
信頼性に欠ける。最後に、近年、固体変換器やマイクロ
プロセッサベース制御装置の技術は制御抵抗を完全に取
除こうという方向に変わってきており、そのため、手動
操作調整用電位差計を使用する方法は時代遅れになりつ
つある。

【０００４】米国特許第４，１４３，８１１号は、煙道
ダンパを駆動するモータアクチュエータと、燃焼室に向
かうガスの流れを制御する弁とに対して制御回路を使用
する典型的な装置を示す。このような装置は、制御素子
への電位差計入力を使用して、先に従来の技術として説
明したような方式で位置制御装置の向きを定めることが
できる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】先に示唆した通り、位置
制御装置に対する制御信号を発生するためにマイクロプ
ロセッサを使用することは今では全く一般的になってい
る。このようなマイクロプロセッサは少なくとも１つの
入力ポートと、１つの出力ポートとを有する。システム
の設計に当たっては、マイクロプロセッサの入力ポート
の１つに外部から印加される条件信号に応答して、モー
タアクチュエータの動力出力部材、すなわち軸を適正に
位置決めするための制御信号を出力ポートから供給する
ようにマイクロプロセッサをプログラムする。手操作制
御の場合、マイクロプロセッサの入力ポートに接続し、
人間が操作できるセレクタ素子を含む位置源選択信号発
生手段を使用して、動力出力部材、すなわち軸を位置決
めすることができる。位置源選択信号発生手段は、セレ
クタ素子が第１の位置にあるときは第１の状態を有し、
セレクタ素子が第２の位置にあるときには第２の状態を
有する位置源選択信号を供給する。位置源選択信号発生
手段は、セレクタ素子を構成するハンドルを有する手動
操作自在のスイッチを含んでいても良い。その場合、位
置源選択信号発生手段は、スイッチハンドルが置かれて
いる位置に従って２つの電圧レベルのいずれか一方をと
る位置源選択信号を発生する。

【０００６】さらに、マイクロプロセッサの入力ポート
に接続する調整信号発生手段が設けられており、この手
段は、人間の操作によって複数の位置をとることができ
る調整素子を含む。調整信号発生手段は、調整素子がそ
の複数の位置にそれぞれ置かれているときに複数の状態
を有する調整信号を供給する。調整信号発生手段は、調
整素子を構成するハンドルを有する手動操作自在のスイ
ッチ手段を含んでいても良く、このスイッチ手段は、ス
イッチハンドルが置かれている特定の位置に応じて、２
つ以上の信号経路に電圧の異なる調整信号を発生する。

【０００７】マイクロプロセッサは、位置源選択信号の
第１の状態に対して、条件信号に従った制御信号を出力
ポートから供給することにより応答すると共に、位置源
選択信号の第２の状態に応答して、調整信号発生手段に
より供給された調整信号に従った制御信号を供給する部
材位置決め手段として機能するようにプログラムされて
いる。従って、セレクタ素子を第２の位置へ動かし、次
に、調整信号発生手段の調整素子を適切に操作すること
により、モータアクチュエータの動力出力部材を所望の
位置へ駆動できることがわかる。

【０００８】そこで、本発明の１つの目的は、モータア
クチュエータの動力出力部材の精密な位置を可能にする
ことである。第２の目的は、部材の位置を正確に指示す
る視覚表示を実行することである。さらに別の目的は、
オペレータが動力出力部材の所望の位置を厳密に得られ
るように動力出力部材の増分運動を可能にすることであ
る。別の目的は、動力出力部材の全運動範囲にわたり部
材の手動操作による位置決めを可能にすることである。
さらに別の目的は、外部から供給される要求信号に基づ
いて位置決めアルゴリズムを実現するマイクロプロセッ
サと統合されるような位置決め装置を提供することであ
る。その他の目的は、以下の本発明の説明から明白にな
るであろう。

【０００９】

【実施例】図１に示す回路は従来通りの回路素子と、適
正にプログラムされたマイクロプロセッサの双方に基づ
いて正しく機能できるようになっている。マイクロプロ
セッサは全般的な制御機能を実行し、要求信号に従って
部材位置を作用制御すると共に、手動操作入力に従って
調整機能を実現する。マイクロプロセッサの機能はソフ
トウェアに従うものであるが、実際には、あらゆる機能
を現実に実行するのはマイクロプロセッサ自体の内部の
ハードウェアであることを理解すべきである。通常、機
能は時間的に順次実行され、それらの機能素子は、時間
の経過につれて、機能を実現するマイクロプロセッサ内
の個々の物理的素子、すなわち回路素子を共用すること
になる。このことが当業者に良く知られているのは言う
までもない。特に図３に関していえば、当業者がハード
ウェア、ソフトウェアのいずれを使用した場合も本発明
をさらに容易に実施できるように、好ましい実施例は実
際のソフトウェア実現携帯としてではなく、ハードウェ
アとして示されている。

【００１０】図１は、マイクロプロセッサ３０を動作の
上で重要な役割を果たす素子として含む制御システムを
示組合わせ機能ブロック・回路図である。マイクロプロ
セッサ３０は、経路２３、２５及び３４を介してそれぞ
れ受信される様々な選択信号、調整信号及び条件信号に
応答して、機械的位置決め装置４２の向き、すなわち位
置を制御する動力出力部材３７を有するモータアクチュ
エータ３９に、経路３２及び３３を介して信号を供給す
る。マイクロプロセッサ３０は複数の入力ポート２３
ａ、２５ａ及び３４ａを有し、経路２３、２５及び２４
はそれらの入力ポートから搬送してきた信号をマイクロ
プロセッサ３０に供給する。経路３４の条件信号は、通
常動作、すなわち自動動作中に動力出力部材３７をいか
に位置決めすべきかを指示するいくつかの供給源からの
データの複合体であっても良い。経路２５の調整信号
は、手動操作による部材位置制御の場合の所望の位置の
変化を指示する。経路２３の選択信号が、マイクロプロ
セッサ３０が経路３２及び３３を介して供給する制御信
号を経路２５の調整信号とするか、あるいは経路３４の
条件信号とするかを規定するために、信号源を選択す
る。マイクロプロセッサ３０は、様々なメーカーから現
在市販されている周知の多様なモデルのいずれかであれ
ば良い。

【００１１】操作盤１０はマイクロプロセッサ３０から
離れた位置にあっても良い。その場合、操作盤とマイク
ロプロセッサとの接続は、データ経路２０を介して通信
するトランシーバ１８及び１９により処理される。トラ
ンシーバ１８は、通常、操作盤１０内部の信号源により
発生される様々な信号の全てと、トランシーバ１９へ伝
送する手動操作調整信号とを同時に受信できるほどの十
分な入力チャネル、すなわちビット信号経路を有してい
ない。従って、それらの信号を様々な供給源から回収
し、入力としてトランシーバ１８に供給するマルチプレ
クサ２８を使用すると好都合である。

【００１２】データ経路２１，２２及び２９はそれらの
信号を搬送し、図示するようにマルチプレクサ２８に入
力させている。マルチプレクサ２８は、多重化機能に加
えていくつかの他の機能を有する局所（操作盤１０に対
して）マイクロプロセッサであっても良い。トランシー
バ１８及び１９は、ＲＳ−４８５通信規約を実現すると
共に、互いに直列に通信するいわゆるＵＡＲＴ（汎用非
同期送受信機）から構成されていても良い。トランシー
バとマルチプレクサ２８はマイクロプロセッサ３０の制
御の下に動作するのであるが、マイクロプロセッサ３０
は経路２６を介してトランシーバ１８及び１９と、マル
チプレクサ２８とに制御信号を供給する。

【００１３】この良く知られた通信規約においては、マ
イクロプロセッサ３０は、マルチプレクサ２８に、経路
２１、２２及び２９から供給される入力信号の条件を数
ミリ秒の間隔で、通常はグループごとに感知し、入力ポ
ート２５ａへ伝送すべきグループを選択することを指示
する。一般に、現在利用できるマルチプレクサやマイク
ロプロセッサが動作可能である速度は、このようなビッ
ト信号の状態の変化をほぼ全ての条件の下で数ミリ秒程
度の時間のうちに確実にマイクロプロセッサ３０に通信
させるような速度であり、これは、ここで扱う手動操作
で発生する信号についてみればほとんど瞬間的な速さで
ある。いずれにせよ、それらの信号をマイクロプロセッ
サ３０へ伝送するための通信機能は本質的には操作盤１
０の信号源と、マイクロプロセッサ３０の双方に対して
トランスペアレットであると考えるのが好都合である。
このことは、データ経路２１、２２及び２９を経路２５
を介して搬送される信号の一部として示している経路２
５の部分拡大図により象徴的に表わされている。

【００１４】本発明の以下の説明の中では、経路２１、
２２及び２９の様々な信号はマイクロプロセッサ３０へ
の直接入力として供給されるかのように扱うが、現実の
実施例ではそのようなことは起こっていない。本発明自
体は通信に関連するそれらの詳細な事項とごく周辺で関
わっているにすぎないので、上記のように仮定しても一
般性は失われない。

【００１５】操作盤１０は、マイクロプロセッサ３０か
らトランシーバ１９及び１８を介し、経路２７を経て送
られてくる信号を受信する表示装置１１を含む。この信
号は、動力出力部材３７の物理的な向き、すなわち位置
を符号化したものである。表示装置１１は、経路２７の
信号の動力出力部材位置情報を可視表示する。操作盤１
０はその様々な構成要素に電力を供給する電源１２を有
する。

【００１６】図面では、この電源を＋５Ｖとごく特定し
て示してあるが、システム内の素子に適合する電圧が適
していることは言うまでもない。マイクロプロセッサ３
０の直接入力端子に電圧を供給する＋５Ｖ電源１２ａも
設けられている。

【００１７】本発明を理解する上で重要である制御シス
テムへの手動操作の入力は、２つの瞬時開スイッチ１５
及び１６と、安定位置スイッチ２４と、それらのスイッ
チにそれぞれ対応するプルアップ抵抗器１３，１４及び
１７との制御を受ける。スイッチ１５、１６及び２４は
手動操作自在のセレクター要素（ハンドル）１５ａ、１
６ａ及び２４ａを有し、それらのセレクタ要素を使用し
てオペレータがスイッチを閉成、またスイッチ２４の場
合には、同様に開成もできる。個々のプルアップ抵抗器
１３、１４及び１７は対応する＋５Ｖ電源と、信号経路
２１、２２及び２３との間に接続している。スイツチ１
５、１６及び２４は対応する信号経路２１、２２及び２
３と、接地点との間に接続している。スイッチが閉成位
置にあるとき、関連する信号経路はスイッチを介して接
地されており、信号経路には０Ｖレベルが現われてい
る。スイッチが開成位置にあるときには、関連する信号
経路に印加される電圧は関連するプルアップ抵抗器１
３、１４又は１７によって＋５Ｖのレベルに保持されて
いる。

【００１８】使用する論理回路の種類に応じて、０Ｖレ
ベルはブール値、すなわち論理値０か、あるいはブール
値、すなわち論理値１のいずれかであると解釈されれば
良い。説明を簡単にすることができ、また、本発明を採
用する現実の市販のシステム例がそのような方式をとっ
ているという理由により、０Ｖレベルはブール値０を表
わし、＋５Ｖレベルはブール値１を表わすものと解釈す
る。尚、この特定の電圧レベル及びそれに関連するブー
ル値は全く任意の値であり、ここでは、本発明を想定し
た信号電圧とブール値との関係に限定しようという意図
はない。

【００１９】安定位置スイッチ２４は、制御信号の状態
を判定するために経路３４の条件信号を使用するマイク
ロプロセッサ３０の動作モードに対応するいわゆる「ラ
ン」状態か、スイッチ１５及び１６の制御の下に経路２
１及び２２の信号を使用する手操作調整モードに対応す
る「試験」状態かのいずれか一方を選択する。スイッチ
２４の手操作自在のセレクタ要素、すなわちハンドル２
４ａが図１に示すように開位置にあるとき、経路２３に
現われていて、マイクロプロセッサ３０の入力ポート２
３ａに印加される＋５Ｖ信号は動作モードに対応すると
考えられる。ハンドル２４ａが閉位置へ動かされると、
スイッチ２４は経路２３に０Ｖ信号レベルを印加するよ
うになるので、手動操作調整モードへ移行する。この場
合、マイクロプロセッサは経路３２及び３３を介して送
り出す動力出力部材位置決め信号を操作盤１０の経路２
１及び２２を介して搬送されてくる信号から取出す。

【００２０】スイッチ１５が開成し且つプルアップ抵抗
器１３が経路２１に＋５Ｖ信号を供給しているとき、そ
れは、モータアクチュエータの動力出力部材３７を順方
向に駆動すべきであることを指示していると任意に指定
することができる。同様に、スイッチ１６が開成して、
経路２２に＋５Ｖの信号レベルを発生させているときに
は、スイッチ１６とプルアップ抵抗器１４は、モータア
クチュエータの動力出力部材３７を逆方向に駆動すべき
であることを表わす信号を供給するものと任意に指定す
ることができる。２つのスイッチ１５及び１６が共に常
時閉位置にあり、経路２１及び２２は共に０Ｖの信号を
搬送している場合には、これは、モータアクチュエータ
の動力出力部材３７の位置を変えるべきではないことを
表わすものと考えれば良い。このように、これら２つの
スイッチ１５及び１６については、本質的に３つの異な
る状態、すなわち、スイッチ１５が開でスイッチ１６が
閉である状態と、スイッチ１５が閉でスイッチ１６が開
である状態と、スイッチ１５及び１６が共に閉成してい
る状態とがある。

【００２１】スイッチ２４によりマイクロプロセッサ３
０の通常モード、すなわち動作モードが選択されると、
その間、マイクロプロセッサ３０は、制御信号経路３２
及び３３を介してモータアクチュエータ３９に制御信号
を供給するための基礎として、入力ポート３４に供給さ
れる条件信号を先にロードされた定数値及びマイクロプ
ロセッサ３０により実行可能である適切なアルゴリズム
と共に使用する。モータアクチュエータ３９は先に述べ
た動力出力部材、すなわち軸３７を含み、この部材は実
際には装置４２の機械的要素を位置決めするための動力
を伝達する。

【００２２】動力出力部材３７の周囲にある両方向の曲
がった矢印は、この部材がモータアクチュエータ３９に
より順方向又は逆方向のいずれかに回転されることを示
している。動力出力部材３７の位置を手動操作により制
御する必要があるときには、スイッチのハンドル２４ａ
を閉位置へ操作して、スイッチ１５及び１６から成るも
う一方の調整信号供給源を選択し、それに基づいて制御
信号値を得るようにする。

【００２３】通常、位置決め装置４２がいくつかの異な
る位置にある間に装置の要素に対して実施しなければな
らない調整にはいくつかの種類がある。それらの調整を
行うための要素は図には調整ねじ３８として記号化して
示されているが、たとえば、回すことによりカムのプロ
ファイルを変化させるようなねじを使用しても良いであ
ろう。実際には、本発明は精密な用途に使用すべく開発
されたものであり、動力出力部材３７は燃料バーナに通
じる給気ダクトにあるダンパの位置を制御する。上記の
ようにプロファイルを調整自在のカムは、カムフォロア
との相互作用によってバーナに至る燃料の流量を制御す
る。それぞれのねじは、不十分であるときには調整され
なければならず、バーナのできる限り効率の良い動作が
得られるようにカムフォロアを制御していなければなら
ない。

【００２４】動力出力部材３７を感知する関係で配置さ
れている位置センサ３６は、部材３７の実際の位置を符
号化した信号を経路３１を介してマイクロプロセッサ３
０に供給する。位置センサ３６は、動力出力部材３７が
動くにつれて抵抗が変化するようにロータ、すなわちワ
イパが部材３７に固着されている単純な電位差計であっ
ても良い。また、動力出力部材３７から出ているが、部
材３７には機械的に結合していない光学的テークオフ又
は磁気的テークオフを使用することも可能である。マイ
クロプロセッサ３０は、経路３１の信号に符号化されて
いる通りの動力出力部材３７の位置を符号化した信号を
トランシーバ１９及び１８と、データ経路２７とを介し
て表示装置１１に頻繁に供給する。これにより、部材３
７の位置を瞬時に判定することができる。

【００２５】図２は、本発明に関係するマイクロプロセ
ッサ３０内の素子を示す機能ブロック線図である。尚、
これらの素子は実際にはマイクロプロセッサ３０の内部
で、マイクロプロセッサ３０の様々に異なる所定の命令
記憶場所に記憶されているソフトウェアルーチンにより
それぞれ実現される。通常のランモードでは、指令位置
はランベース位置素子４２により経路４５の信号として
符号化される。通常、この指令位置は、経路３１の信号
の中で符号化されている現在位置と、経路３４の符号化
された条件信号とから取出される。条件信号自体はいく
つかの独立した信号の複合体であるのが普通である。た
とえば、ターンオン温度、ターンオフ温度及び現在温度
を示す信号が経路３４の単一の条件信号として示すよう
な信号に符号化されていても良い。

【００２６】手動操作調整位置素子４３は経路３１の信
号で符号化されている現在位置値と、経路２１及び２２
の信号でそれぞれ符号化されているスイッチ１５及び１
６の状態とを受信する。（先に説明した通り、経路２１
及び２２の信号は多重化され、実際には、データ経路２
５を搬送されてゆく信号の一部としてマルチプレクサ２
８からトランシーバ１８及び１９を介してマイクロプロ
セッサ３０に供給される。）素子４３は、経路２１及び
２２の信号に応答して、経路４４の信号の中で符号化さ
れる指令位置値を取出す。

【００２７】経路４４の指令位置と、経路４５の指令位
置とは共にセレクタ素子４６に入力として供給される。
セレクタ素子４６はそれら２つの指令位置の一方を出力
としてサーボ制御素子４７に供給する。セレクタ素子４
６がどちらの指令位置信号を選択するかは、経路２３を
介して搬送される信号により指示されるラン／試験スイ
ッチ２４の位置によって決まる。サーボ制御素子４７は
経路３１の現在位置と、セレクタ素子４６により供給さ
れる信号の中で符号化されている指令位置とを受信し、
動力出力部材３７を位置決めし直すための指令を図１の
モータアクチュエータ３９に与えるために、経路３２及
び３３に適切な信号をそれぞれ発生する。

【００２８】図３は、図２の手動操作位置素子４３を概
略論理図として示す。この概略論理図は本発明の好まし
い実施例の構造の詳細を示す。実際には、ここに示す機
能はマイクロプロセッサ３０の内部でソフトウェアによ
り実現されるのであるが、通常はマイクロプロセッサに
関する個々の命令が個々の論理素子を実現していると考
えないことは言うまでもない。このような形で本発明の
この部分を提示することは、図示したハードウェア実現
形態を開発する上で、あるいは要求に最も良く適合する
実施例に関して個々のソフトウェア実現形態を開発する
上で当業者の助けになると考えられる。詳細にいえば、
当業者は図３に示す概略論理回路から本発明を実現する
ために必要なソフトウェア素子を容易に取出すことがで
きる。ここで、出願人が意図している好ましい実用実現
形態はマイクロプロセッサ３０内部のソフトウェアとし
てであるということを今一度強調しておくべきであろ
う。この実現形態は本質的には図３に示す個々の論理素
子及び機能素子を復元したものである。

【００２９】図３の構造と機能を理解するためには、動
力出力部材３７の位置がモータアクチュエータ３９によ
りどのように制御されるかを理解することが必要であ
る。前述のように、この制御システムを設計した対象で
ある機械的位置決め装置４２は燃料バーナであり、機械
的位置決め装置４２は燃焼室に向かう空気と燃料の流れ
を共に制御する。本発明を適用すべき市販の装置では、
動力出力部材３７に４００の等間隔の位置増分、すなわ
ち単位を設けることにより、許容しうる精度が得られる
ことは確定されている。しかしながら、この制御範囲を
越える増分の数は装置に課される必要条件によって異な
り、設計者の選択に任されている。

【００３０】さらに、動力出力部材３７の位置をわずか
に調整するという無用な動作を阻止するために（図２を
参照）、セレクタ素子４６から得られる指令位置と、経
路３１の信号で符号化されている現在位差との差が所定
の数の位置増分、この実施例では位置増分６つ分より大
きく互いに離れていない間は、サーボ制御素子４７は部
材３７の位置を変化させる制御信号を経路３２及び３３
に供給しない。位置変化指令が発生されないこの不感帯
をどのように設定するかも設計者の任意である。従っ
て、サーボ制御素子４７は、セレクタ素子４６からの信
号で符号化されている指令位置と、経路３１の信号で符
号化されている現在位置との差が６（この数は必要に応
じて変えて良い）つの位相増分を越えるたびに、その差
を小さくするために、モータアクチュエータ３９に動力
出力部材３７の位置を変化させるようにする適切な信号
を経路３２又は３３に供給する。

【００３１】図３の装置では、２種類の動作モードが可
能である。その一方のモードは動力出力部材の位置を位
置増分１つだけ変化させる。他方のモードは部材３７の
位置を連続的に変化させる。さらに、図３の装置は動力
出力部材３７を順方向と逆方向の双方に位置変化するよ
うに制御するものであるということに注意すべきであ
る。

【００３２】図３の概略図は、動力出力部材３７の位置
を順方向に変化させるように機能する制御装置を示す。
部材３７を逆方向に動かすためには、図３に示す装置と
ほぼ同一ではあるが、機能素子５０及び６４に関して括
弧内に示すような変更が成されている第２の制御装置が
必要である。図３に関して最後に注意すべきことは、ワ
ンショット５２及び５５と、Ｄ形フリップフロップ５４
の入力端子にある記号「＞」はその入力端子が正に向か
う端、すなわち遷移を感知して動作すること、言いかえ
れば、その論理素子が０Ｖから＋５Ｖ付近のレベルへの
信号レベルの変化にのみ応答するということを示唆して
いるという点である。

【００３３】図４は、図３の論理回路と関連する様々な
信号波形を表わす。図３のいくつかの信号経路の付近に
付されている小文字は、その信号経路を介して搬送され
る図４の対応する波形を指示している。下方の目盛は秒
単位であり、本発明の実施例の実時間動作をほぼ表わし
ている。尚、２．５秒と６秒との間の目盛の一部を省略
してある。

【００３４】波形の様々な場所にある小さな丸印から出
て、別の波形の特定の部分を指示する矢印で終わってい
る曲線は、時間の一致と、因果関係とを示す。波形上の
個々の箇所は波形を表わす文字のすぐ後に、図４の下方
の目盛から取った近似時間を並べることにより表わされ
る。たとえば、波形「ａ」の最初のローからハイへの遷
移は０．２５秒の時点である。最後に、より正である信
号レベルがブール値、すなわち論理値１を表わし、低レ
ベルは論理値、すなわちブール値０を表わすようにする
と、好都合であると共に、わかりやすくなる。当然のこ
とながら、設計に当たっては、発生される信号レベルと
対応するブール論理値との関係を広範囲にわたり任意に
設定できる。

【００３５】まず、この装置のステップモードに特に関
連する図３の素子について考える。経路２１を介して搬
送される順方向調整信号はワンショット５２の入力端子
に印加される。ワンショット５２は、経路２１にローか
らハイへの信号レベルの遷移が現われるたびに、ワンシ
ョット５２について指定された０．５秒の期間にわたり
論理値１、すなわちハイレベルの信号を経路５６に供給
することにより応答する。

【００３６】経路２１の順方向調整信号は０．２５の時
点でローからハイに遷移する。この信号遷移に応答し
て、ワンショット５２は図４の波形ｂとして示されてい
る信号を供給する。波形ｂは０．２５秒の時点で同じよ
うにローからハイに遷移し、その後０．５秒を経た０．
７５秒の時点でハイからローの論理レベルに遷移する。
波形ａと、波形ｂ及びｃとを結ぶ曲線の矢印は、波形ａ
の遷移と、波形ｂ及びｃの遷移との因果関係を示唆して
いる。

【００３７】動力出力部材３７の現在位置値を符号化し
た信号は絶えず経路３１の信号にあって、増分位置発生
素子５０に供給される。この現在位置値は０から４００
までの整数値である。素子５０は７単位とこの現在位置
値との和を形成し、この和を符号化した信号をゲート５
１にデータ入力として供給する。ワンショット５２の出
力は経路５６を介してゲート５１の端感知制御入力端子
に供給される。ゲート５１の制御入力端子にローからハ
イへの遷移が現われると、現在位置値に７を加算するこ
とにより形成される新たな指令位置が経路７０を介して
指令位置レジスタ７３へ送られる。

【００３８】このように、波形ｂの０．２５秒時点にお
ける遷移の後は、現在位置値＋７が指令位置レジスタ７
３に入っているのである。図２のサーボ制御素子４７は
レジスタ７３に記憶されている指令位置値から現在位置
値を減じて、差が７であることを知る。この差は６より
大きいので、経路３３には、モータアクチュエータ３９
が動力出力部材３７の位置を順方向に変化させるための
動作を開始する制御信号が印加される。サーボ制御素子
４７は、経路３１の現在位置値と、指令位置レジスタ７
３の内容との差が６単位以下になるまで、経路３３の制
御信号を維持する。差が６単位以下になると、サーボ制
御素子４７は経路３３の制御信号を変化させて、動力出
力部材３７の動きを停止する。

【００３９】このように、スイッチ１５が開成するたび
に、現在位置値に７単位を加算した新たな値が指令位置
レジスタ７３にロードされることがわかる。従って、こ
の増分動作モードでは、スイッチハンドル１５ａ（図
１）がスイッチ閉成位置からスイッチ開成位置へ動かさ
れるたびに、動力出力部材３７は少なくても増分単位１
つ分、通常は２つから４つ分動くのである。この動き
は、スイッチ１５の開成と、それに続く閉成との間で経
過した時間とは関係なく起こる。スイッチハンドル１５
ａを０．５秒以内に解放すれば、レジスタ７３にはさら
に値はロードされず、動力出力部材３７はステップモー
ド動作の結果としていくつかの増分単位だけ動く。

【００４０】スイッチハンドル１５ａの操作によって動
作がステップモードになるか、あるいは連続動作モード
に移行するかは、スイッチ１５が開成位置に保持される
時間が０．５秒より短いか、長いかによって決まる。連
続モードの動作はワンショット５２及び指令位置レジス
タ７３の２つと、まだ説明していない図３のその他の論
理素子とに関わりをもつ。図４に波形ｄとして示すワン
ショット５２の出力はインバータ５３の入力端子に印加
され、経路５７に現われる。インバータ５３の出力はＤ
形フリップフロップ５４の端感知制御入力端子に印加さ
れる。波形ｄは波形ｂに対して相補形状である。

【００４１】Ｄ形フリップフロップ５４は従来通りの論
理素子であり、経路５７から制御入力端子にローからハ
イへの遷移が供給されると、経路２１を介して供給され
てきたＤ入力端子の論理レベルをＱ出力端子から経路６
６に供給する。従って、ローからハイへの遷移が起こっ
てから０．５秒の後に経路２１の信号が依然としてハ
イ、すなわちブール値１のレベルを有している場合に
は、このレベルがフリップフロップ５４のＱ出力端子に
より経路６６に供給される。このような遷移はほぼ波形
ｄの２．４秒時点の箇所に示されている。図４には、経
路５７及び６６の論理信号を波形ｄ及びｅによりそれぞ
れ示してあり、波形ｄの２．４秒時点におけるローから
ハイへの遷移の箇所から出た曲線の矢印は、それが原因
となって起こる波形ｅの２．４秒時点のローからハイへ
の遷移を指示している。

【００４２】このモードでは、Ｄフリップフロップ５４
を常に初期クリアするように保証することが必要であ
る。これを実行するために、ワンショット５５は波形ａ
として示されている経路２１の順方向調整信号を入力と
して受信する。この実施例のワンショット５５は０．１
秒の公称時定数を有するが、いずれにせよ、この時定数
はワンショット５２の時定数より短くされるべきであ
る。

【００４３】スイッチ１５を開成して、経路２１の信号
をハイにするためにユーザーがスイッチ１５を操作する
たびに、ワンショット５５は０．１秒間だけハイレベル
の信号を経路６０を介してＤ形フリップフロップ５４の
クリア入力端子に供給する。その結果、フリップフロッ
プ５４はクリア状態となり、経路６６に現われるフリッ
プフロップのＱ出力はローレベル、すなわち論理値０の
レベルに設定される。ワンショット５５の出力は波形ｃ
として示されている。ワンショット５５の出力に起こる
そのような事象は波形ｃの０．２５秒及び２．０秒の時
点に示してあり、フリップフロップ５４の対応する出力
レベルは波形ｅの０．２５秒及び２．０秒の時点に示し
てある。波形ｅの０秒から０．２５秒時点までの波形は
中間レベルを示す。

【００４４】経路６６に現われるローからハイへの遷移
によって、ゲート６５はレジスタ６４に記憶されている
最大位置値を信号経路７１を介して指令位置レジスタ７
３へ転送する。ここで意図している実施例についての最
大位置値は４００であるが、これは所望のどのような特
定の値であっても良い。この値は、記憶素子（レジス
タ）６４の機能を実行するマイクロプロセッサ３０のメ
モリ内のいずれかの記憶場所にプリセットされている。
通常、この値をシステムにプリセットするのはユーザー
又はプログラマーである。最大位置値がレジスタ７３に
ロードされた状態で、図２のサーボ制御素子４７は、モ
ータアクチュエータ３９に動力出力部材３７を順方向に
その最大位置向かって移動させる制御信号を経路３３に
供給し続ける。

【００４５】スイッチ１５から指を放すと、経路２１の
信号は波形ａの６．０秒時点に示すようにハイレベルか
らローレベルに変化する。インバータ６２は経路２１の
調整信号を受信し、波形ａの反転形状、すなわち相補形
状を波形ｆとして経路６１に供給する。波形ｆの６．０
秒時点でローからハイへの遷移が起こるのに伴なって、
経路６６の波形ｅがハイ論理レベルであるという状態
は、ＡＮＤゲート６３の２つの入力端子が経路６７の波
形ｇに６．０秒時点で示す遷移を発生させる条件を満た
している。経路６７におけるこのようなローからハイへ
の遷移はゲート６８をイネーブルするので、経路３１の
信号で符号化されている現在位置値は経路７２を介して
指令位置レジスタ７３に供給されることになる。

【００４６】この新たな指令位置に応答して、サーボ制
御素子４７は指令位置と、現在位置とが全く同じである
か又はごく近いこと、そして、いずれにしても位置の差
は６単位未満であることを感知する。これに応答して、
経路３３の制御信号は、モータアクチュエータ３９が動
力出力部材３７をそれ以上動かさないように、サーボ制
御素子４７によって変化する。このようにして、これら
の素子はスイッチ１５がユーザーの操作により開成され
た時点から、指を放すことによりスイッチ１５が再び閉
成されるまで動力出力部材３７を動かし続けるのであ
る。

【００４７】尚、手動操作制御の下で動力出力部材３７
を逆方向に動かすためのシステム素子の動作は、ステッ
プモードでの動作であれ、連続モードでの動作であれ、
以上説明した動作と同じであるということに注意すべき
である。方向を制御するデジタル設定値だけが異なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロプロセッサ制御素子のブロック線図
と、モータアクチュエータ出力部材の位置を調整すると
きにオペレータの操作を受ける回路素子の概略図。

【図２】動力出力部材の位置を制御するマイクロプロセ
ッサの内部素子の機能ブロック線図。

【図３】図２の位置調整素子の組合せ論理・機能ブロッ
ク線図。

【図４】図３に示す装置の動作を理解する上で有用な波
形を示す図。

【符号の説明】

１２，１２ａ 電源 １３，１４，１７ プルアップ抵抗器 １５，１６，２４ スイッチ １５ａ，１６ａ，２４ａ スイッチハンドル（セレクタ
素子） ２３ａ，２５ａ，３４ 入力ポート ３０ マイクロプロセッサ ３７ 動力出力部材 ３９ モータアクチュエータ ４２ 機械的位置決め装置 ４３ 手動操作調整位置素子 ４６ セレクタ素子 ４７ サーボ制御素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータアクチュエータに印加される制御
   信号により指定される通りに駆動される動力出力部材を
   有するもので、少なくとも１つの入力ポートと、１つの
   出力ポートとを有し、前記入力ポートの１つに供給され
   る外部条件信号に応答して制御信号を出力ポートから供
   給するようにプログラムされているマイクロプロセッサ
   を含むモータアクチュエータにあって、 ａ）人間が操作でき、第１の位置にあるときは第１の状
   態を有し、第２の位置にあるときには第２の状態を有す
   る位置源選択信号を供給するセレクタ素子を含む位置源
   選択信号発生手段と、 ｂ）マイクロプロセッサの入力ポートに接続し、人間の
   操作によって複数の位置をとって、それらの複数の位置
   をそれぞれとったときに複数の状態を有する調整信号を
   供給する調整素子を含む調整信号発生手段とを具備し、
   上記マイクロプロセッサは、位置源選択信号の第１の状
   態に応答して、条件信号に従った制御信号を出力ポート
   から供給すると共に、位置源選択信号の第２の状態に応
   答して、調整信号に従った制御信号を供給する部材位置
   決め手段を含み、上記動力出力部材は、セレクタ素子の
   第２の位置への操作と、調整素子の操作とにより所望の
   位置へ駆動されることを特徴とする動力出力部材の位置
   の手動操作ダンパモータ制御装置。
2. 【請求項２】 モータアクチュエータに印加される制御
   信号により指定される通りに駆動される動力出力部材を
   有するもので、少なくとも１つの入力ポート、１つの出
   力ポートとを有し、前記入力ポートの１つに供給される
   外部条件信号に応答して制御信号を出力ポートから供給
   するようにプログラムされているマイクロプロセッサを
   含み、動力出力部材の位置の手操作制御を可能にする装
   置をさらに含むモータアクチュエータを動作させる方法
   において、 ａ）人間が操作でき、第１の位置にあるときは第１の状
   態を有し、第２の位置にあるときには第２の状態を有す
   る位置源選択信号を供給するセレクタ素子を含む位置源
   選択信号発生手段と、 ｂ）マイクロプロセッサの入力ポートに接続し、人間の
   操作によって第１の位置、第２の位置及び第３の位置を
   とって、第１の位置、第２の位置及び第３の位置をそれ
   ぞれとったときに第１の状態と、第２の状態と、第３の
   状態とを有する調整信号を供給する調整素子を含む調整
   信号発生手段とを具備し、マイクロプロセッサは、位置
   源選択信号の第１の状態に応答して、条件信号に従った
   制御信号を出力ポートから供給すると共に、位置源選択
   信号の第２の状態に応答して、調整信号の第１の状態
   と、第２の状態とにそれぞれ対応する動力出力部材の第
   １の運動方向と、第２の運動方向とを指定する制御信号
   を供給し、調整信号の第３の位置に応答して動力出力部
   材をその現在位置に固定する部材位置決め手段を含み、
   それにより、動力出力部材は、セレクタ素子の第２の位
   置への操作と、調整素子の操作とによって所望の位置ま
   で駆動されて、そこに固定され、前記方法は、動力出力
   部材に結合し且つそれにより駆動される機械的位置決め
   装置のそれぞれの要素の調整を容易にするために、動力
   出力部材の位置の手動操作制御を可能にする装置を操作
   することを含む一連の過程から成り、複数回にわたりセ
   レクタ素子を第２の位置へ操作すると共に調整素子を第
   １の位置、第２の位置及び第３の位置へ操作する過程
   と、調整素子を第３の位置へ操作するという選択された
   のち、機械的位置決め装置の機械的要素を調整する過程
   とを含むことを特徴とする手動操作ダンパモータ制御方
   法。