(57)【要約】【課題】部材費を抑えることができるとともに、配線の手間を減少させることのできる流量調節装置を提供する。【解決手段】流量調節装置（１）は、電動弁ユニット（２）の摺動子（Ｗ）および第１の端子（Ｃ）それぞれと接続された２つの入力端子（１７１，１７２）と、２つの入力端子からの信号に基づいて、摺動子および第１の端子間の電圧を検出するための電圧検出部（１２）と、可変抵抗器（２３）に固有の最大抵抗値の大きさに応じて、位置比例制御のための最適な制御ゲインを演算する制御を行うための制御手段（１０）とを備える。制御手段は、弁（２２）の開度を一方向に変化させるためにモータ（２１）の駆動制御を行い、電圧検出部から得られる電圧値に基づいて、モータが停止したか否かを判定し、モータが停止したと判定された場合に、摺動子および第１の端子間の停止時電圧に基づいて制御ゲインを決定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動弁ユニットと接続され、流体の流量を調節するために位置比例制御を行う流量調節装置であって、
前記電動弁ユニットは、前記流体の経路に設けられた弁と、前記弁の開度を調整するためのモータと、摺動子、第１の端子および第２の端子を有し、前記モータの回転に応じて抵抗値が変化する可変抵抗器とを含み、
前記流量調節装置は、
前記摺動子および前記第１の端子それぞれと接続された２つの入力端子と、
前記２つの入力端子からの信号に基づいて、前記摺動子および前記第１の端子間の電圧を検出するための電圧検出部と、
前記可変抵抗器に固有の最大抵抗値の大きさに応じて、位置比例制御のための最適な制御ゲインを演算する制御を行うための制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記電圧検出部のゲインを第１の値に設定するための設定手段と、
前記弁の開度を一方向に変化させるために前記モータの駆動制御を行う駆動制御手段と、
前記電圧検出部から得られる電圧値に基づいて、前記モータが停止したか否かを判定するための判定手段と、
前記モータが停止したと判定された場合に、前記摺動子および前記第１の端子間の停止時電圧に基づいて前記制御ゲインを決定する決定手段とを含む、流量調節装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記モータが停止したと判定された場合に、前記停止時電圧と、予め定められた閾値とを比較するための比較手段をさらに含み、
前記決定手段は、前記比較手段による比較の結果、前記停止時電圧が前記閾値を超えていた場合に、前記制御ゲインを決定する、請求項１に記載の流量調節装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記比較手段による比較の結果、前記停止時電圧が前記閾値以下である場合には、前記電圧検出部のゲインを、前記第１の値よりも大きい第２の値に再設定し、
前記制御手段は、前記設定手段によるゲインの再設定後に、前記駆動制御手段による前記モータの駆動制御、および、前記判定手段による判定を再度実行する、請求項２に記載の流量調節装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記設定手段によるゲインの再設定後において、前記モータが停止したと判定された場合に、前記停止時電圧に基づいて前記制御ゲインを決定する、請求項３に記載の流量調節装置。
【請求項５】
前記弁が全開状態であるときの前記摺動子および前記第１の端子間の電圧と、設定すべき制御ゲインとを対応付けた対応情報を記憶するための記憶手段をさらに備え、
前記決定手段は、前記対応情報と前記停止時電圧とに基づいて、前記制御ゲインを決定する、請求項１〜４のいずれかに記載の流量調節装置。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記弁が全開状態となるように、前記モータに対し開信号を出力する、請求項１〜５のいずれかに記載の流量調節装置。
【請求項７】
ユーザからの指示を受付けるための操作手段をさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記操作手段からの操作信号に基づいて、前記モータを駆動制御する、請求項１〜６のいずれかに記載の流量調節装置。
【請求項８】
電動弁ユニットに含まれる可変抵抗器と２線で接続された流量調節装置において実行される制御ゲインの設定方法であって、
電圧検出部のゲインを第１の値に設定するステップと、
前記電動弁ユニットに含まれる弁の開度を一方向に変化させるために、前記電動弁ユニットに含まれるモータの駆動制御を行うステップと、
前記電圧検出部から得られる電圧値に基づいて、前記モータが停止したか否かを判定するステップと、
前記モータが停止したと判定された場合に、前記可変抵抗器の摺動子および１つの端子間の停止時電圧に基づいて制御ゲインを決定するステップとを含む、ゲイン設定方法。
【請求項９】
電動弁ユニットに含まれる可変抵抗器と２線で接続された流量調節装置において制御ゲインを設定するための実行されるプログラムであって、
電圧検出部のゲインを第１の値に設定するステップと、
前記電動弁ユニットに含まれる弁の開度を一方向に変化させるために、前記電動弁ユニットに含まれるモータの駆動制御を行うステップと、
前記電圧検出部から得られる電圧値に基づいて、前記モータが停止したか否かを判定するステップと、
前記モータが停止したと判定された場合に、前記可変抵抗器の摺動子および１つの端子間の停止時電圧に基づいて制御ゲインを決定するステップとを含む、ゲイン設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量調節装置、ゲイン設定方法およびゲイン設定プログラムに関し、特に、電動弁ユニットと接続され、流体の流量を調節するために位置比例制御を行う流量調節装置、ならびに、このような流量調節装置において実行されるゲイン設定方法およびゲイン設定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体や気体などの流体の流量を調節する流量調節装置の一例として、温調器がある。温調器では、温度センサから得られる制御対象の温度と目標温度とが一致するように、流体の流量が調節される。
【０００３】
このような温調器として、電動弁ユニット（コントロールバルブ）を用いて位置比例制御を行なう温調器が市販されている。具体的には、温調器は、電動弁ユニットの可変抵抗器（ポテンショメータ）からのフィードバック抵抗を監視しながら、弁の開度が目標の開度となるようにモータを駆動制御する。
【０００４】
ここで、可変抵抗器を用いて位置比例制御を行う装置においては、たとえば特開平２−１４４７０１号公報（特許文献１）および特開２００１−２４９１５０号公報（特許文献２）に示されるように、可変抵抗器および装置間は３線で接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１４４７０１号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、可変抵抗器および装置間が３線で接続されると、大型装置では部材費が高くなってしまう。また、両者間を接続する際の配線にも手間がかかる。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、部材費を抑えることができるとともに、配線の手間を減少させることのできる流量調節装置を提供することである。
【０００８】
また、このような流量調節装置において、最適な制御ゲインを設定するための方法およびプログラムを提供することも他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従う流量調節装置は、電動弁ユニットと接続され、流体の流量を調節するために位置比例制御を行う流量調節装置であって、電動弁ユニットは、流体の経路に設けられた弁と、弁の開度を調整するためのモータと、摺動子、第１の端子および第２の端子を有し、モータの回転に応じて抵抗値が変化する可変抵抗器とを含む。流量調節装置は、摺動子および第１の端子それぞれと接続された２つの入力端子と、２つの入力端子からの信号に基づいて、摺動子および第１の端子間の電圧を検出するための電圧検出部と、可変抵抗器に固有の最大抵抗値の大きさに応じて、位置比例制御のための最適な制御ゲインを演算する制御を行うための制御手段とを備える。制御手段は、電圧検出部のゲインを第１の値に設定するための設定手段と、弁の開度を一方向に変化させるためにモータの駆動制御を行う駆動制御手段と、電圧検出部から得られる電圧値に基づいて、モータが停止したか否かを判定するための判定手段と、モータが停止したと判定された場合に、摺動子および第１の端子間の停止時電圧に基づいて制御ゲインを決定する決定手段とを含む。
【００１０】
好ましくは、制御手段は、モータが停止したと判定された場合に、停止時電圧と、予め定められた閾値とを比較するための比較手段をさらに含み、決定手段は、比較手段による比較の結果、停止時電圧が閾値を超えていた場合に、制御ゲインを決定する。
【００１１】
好ましくは、設定手段は、比較手段による比較の結果、停止時電圧が閾値以下である場合には、電圧検出部のゲインを、第１の値よりも大きい第２の値に再設定し、制御手段は、設定手段によるゲインの再設定後に、駆動制御手段によるモータの駆動制御、および、判定手段による判定を再度実行する。
【００１２】
好ましくは、決定手段は、設定手段によるゲインの再設定後において、モータが停止したと判定された場合に、停止時電圧に基づいて制御ゲインを決定する。
【００１３】
好ましくは、弁が全開状態であるときの摺動子および第１の端子間の電圧と、設定すべき制御ゲインとを対応付けた対応情報を記憶するための記憶手段をさらに備え、決定手段は、対応情報と停止時電圧とに基づいて、制御ゲインを決定する。
【００１４】
好ましくは、駆動制御手段は、弁が全開状態となるように、モータに対し開信号を出力する。
【００１５】
好ましくは、ユーザからの指示を受付けるための操作手段をさらに備え、駆動制御手段は、操作手段からの操作信号に基づいて、モータを駆動制御する。
【００１６】
この発明の他の局面に従うゲイン設定方法は、電動弁ユニットに含まれる可変抵抗器と２線で接続された流量調節装置において実行される制御ゲインの設定方法であって、電圧検出部のゲインを第１の値に設定するステップと、電動弁ユニットに含まれる弁の開度を一方向に変化させるために、電動弁ユニットに含まれるモータの駆動制御を行うステップと、電圧検出部から得られる電圧値に基づいて、モータが停止したか否かを判定するステップと、モータが停止したと判定された場合に、可変抵抗器の摺動子および１つの端子間の停止時電圧に基づいて制御ゲインを決定するステップとを含む。
【００１７】
この発明のさらに他の局面に従うゲイン設定プログラムは、電動弁ユニットに含まれる可変抵抗器と２線で接続された流量調節装置において制御ゲインを設定するために実行されるプログラムであって、電圧検出部のゲインを第１の値に設定するステップと、電動弁ユニットに含まれる弁の開度を一方向に変化させるために、電動弁ユニットに含まれるモータの駆動制御を行うステップと、電圧検出部から得られる電圧値に基づいて、モータが停止したか否かを判定するステップと、モータが停止したと判定された場合に、可変抵抗器の摺動子および１つの端子間の停止時電圧に基づいて制御ゲインを決定するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、流量調節装置は、可変抵抗器との間の配線数が２本であっても、最適な制御ゲインを自動で設定することができる。その結果、部材費を抑えることができるとともに、配線の手間を減少させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態における温調システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における温調システムの要部を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における制御ゲインの設定方法を示す概念図である。
【図４】本発明の実施の形態における温調器の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における電圧対応テーブルのデータ構造例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における電圧対応テーブルのデータ構造例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における制御ゲイン設定処理を示すフローチャートである。
【図８】一般的な温調システムの要部を示す図である。
【図９】一般的な温調器におけるゲイン設定方法について説明するための概念図である。
【図１０】一般的な温調器におけるゲイン設定方法について説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
本発明の実施の形態における流量調節装置は、液体の流体の流量を調節する温調器であるとして説明する。温調器は、電動弁ユニット（以下「コントローラバルブ」という）および温度センサとともに、温調システムとして構成される。
【００２２】
＜構成について＞
はじめに、図１および図２を参照して、本実施の形態における温調システムの概略構成について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態における温調システムＳＹＳの概略構成を示すブロック図である。図２は、本発明の実施の形態における温調システムＳＹＳの要部を示す図である。
【００２４】
図１および図２を参照して、温調システムＳＹＳは、位置比例制御を行う温調器１と、温調器１と接続されたコントローラバルブ２と、制御対象４の温度を検知し、検知した温度を温調器１に出力する温度センサ３とを含んでいる。
【００２５】
コントローラバルブ２は、モータ２１と、弁２２と、可変抵抗器（ポテンショメータ）２３とを含んでいる。弁２２は、流体の経路である配管に設けられている。モータ２１は、温調器１からの信号（開信号、閉信号）を受けて回転する。モータ２１の回転により、弁２２の開度が全閉から全開の範囲で変化する。可変抵抗器２３は、摺動子（摺動する端子）Ｗ、端子Ｃおよび端子Ｏを有し、モータ２１の回転に連動して、摺動子Ｗが端子Ｃ−Ｏ間を摺動する。摺動子Ｗの摺動により、可変抵抗器２３の抵抗値は変化する。弁２２が閉方向に制御されている場合、摺動子Ｗは端子Ｃ側へ摺動し、弁２２が開方向に制御されている場合には、摺動子Ｗは端子Ｏ側へ摺動する。摺動子Ｗが端子Ｃに到達すると、弁２２は全閉状態となるためモータ２１の回転は停止する。摺動子Ｗが端子Ｏに到達すると、弁２２は全開状態となるためモータ２１の回転は停止する。
【００２６】
本実施の形態において、温調器１と可変抵抗器２３との間は、２つの配線５１、５２によって接続されている。配線５１は、一端が可変抵抗器２３の端子Ｃと接続され、他端が温調器１の入力端子１７１と接続されている。配線５２は、一端が可変抵抗器２３の摺動子Ｗと接続され、他端が温調器１の入力端子１７２と接続されている。このように、温調器１は、可変抵抗器２３からの電気信号を入力する２つの入力端子１７１、１７２を有している。
【００２７】
温調器１は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Analog-to-Digital）コンバータ１２と、スイッチ部（ＳＷ）１３と、各種プログラムおよび各種情報を記憶する記憶部１４と、ユーザからの指示を受付けるための操作部１５と、各種情報を表示するための表示部１６とを有する。
【００２８】
ＣＰＵ１０は、温度センサ３から得られる制御対象４の温度と目標温度とが一致するように流体の流量を調節する制御を行う。具体的には、弁２２の開度が目標の開度となるように位置比例制御を行う。また、可変抵抗器２３に固有の最大抵抗値（測定値）の大きさに応じて、位置比例制御のための最適な制御ゲインを演算する制御を行う。
【００２９】
ＡＤコンバータ１２は、入力端子１７１、１７２を介して得られる電気信号に基づき、可変抵抗器２３の端子Ｗ−Ｃ間の電圧を検出する。ＡＤコンバータ１２により検出される電圧の範囲は、設定されるゲインの大きさによって異なる。検出された電圧は、ＣＰＵ１０に出力される。
【００３０】
スイッチ部１３は、弁２２の開閉を切替える。本実施の形態では、スイッチ部１３は、開動作用リレー１３１および閉動作用リレー１３２を含んでいる。スイッチ部１３は、ＣＰＵ１０からの指示信号に基づき、リレー１３１、１３２のいずれかをＯＮ（導通状態）とする。リレー１３１がＯＮされると、コントローラバルブ２に対して開信号が出力され、リレー１３２がＯＮされると、閉信号が出力される。
【００３１】
記憶部１４は、不揮発性のメモリ、たとえばフラッシュメモリである。記憶部１４には、制御ゲインを設定するために必要な情報等が記憶されている。操作部１５は、たとえば、温度の設定やクロック（図示せず）の設定等を行うための複数のスイッチ（図示せず）を有している。表示部１６は、たとえば液晶により構成され、目標温度や現在時刻等を表示する。また、温調器１は、たとえば、着脱可能な記録媒体からプログラム等を読み出すためのインターフェイス部（図示せず）を備えていてもよい。
【００３２】
このように、本実施の形態では、可変抵抗器２３と温調器１とは、２つの配線５１、５２により接続されているが、一般的な温調システムでは、可変抵抗器と温調器とは３つの配線により接続されている。
【００３３】
ここで、このような一般的な温調システムの概略構成およびゲイン設定方法について簡単に説明する。
【００３４】
図８は、一般的な温調システムの要部を示すブロック図である。図９および図１０は、一般的な温調システムにおけるゲイン設定方法について説明するための概念図である。なお、図８では、図２に示した温調システムＳＹＳの構成と同じ構成については、図２と同じ符号が付されている。
【００３５】
図８を参照して、一般的な温調システムは、温調器１Ａと、コントローラバルブ２と、温度センサ３とを含んでいる。温調器１Ａは、図２に示したＣＰＵ１０およびＡＤコンバータ１２それぞれに相当するＣＰＵ１０ＡおよびＡＤコンバータ１２Ａを含んでいる。
【００３６】
図８に示されるように、一般的な温調器１Ａにおいては、ＡＤコンバータ１２Ａは、可変抵抗器２３の上記３つの端子Ｗ、Ｃ、Ｏそれぞれと接続される。つまり、温調器１Ａと可変抵抗器２３との間には、３つの配線５１、５２、５３が配される。
【００３７】
ここで、温調器１Ａにおいて適切に位置比例制御を行うためには、可変抵抗器２３に固有の最大抵抗値の大きさに応じて、ＡＤコンバータ１２Ａの制御ゲインを設定する必要がある。
【００３８】
一般的な温調器１Ａにおける制御ゲインの設定方法は、次のとおりである。
【００３９】
図９を参照して、温調器１Ａは、ＡＤコンバータ１２Ａのゲインを「１」に設定し、定電流回路１７から配線５３、可変抵抗器２３の端子Ｏ−Ｃ間および配線５１を通るように電流を流す。そして、端子Ｏ−Ｃ間の電圧を読み込み、ＣＰＵ１０Ａにおいて、読み込んだ値を、後述の図５に示すような電圧対応テーブルに割り当てることで、最適な制御ゲインを設定する。端子Ｏ−Ｃ間の電圧は、弁２２が全開状態のときの電圧に等しい。そのため、３線式の温調器１Ａでは、単純に端子Ｏ−Ｃ間の電圧を取得するだけで、可変抵抗器２３に応じた制御ゲインが設定できる。
【００４０】
これに対し、本実施の形態における温調器１は、可変抵抗器２３の端子Ｏと接続される配線５３を有していない。そのため、図１０に示されるように、一般的な温調器１Ａにおけるゲイン設定方法では、端子Ｏ−Ｃ間の電圧を読み込むことができない。したがって、２線式の温調器１の場合、既存の方法では、制御ゲインを自動キャリブレーションすることができない。
【００４１】
そこで、本実施の形態の温調器１は、２線式であっても、すなわち２つの入力端子１７１、１７２のみを有する構成であっても、制御ゲインの自動キャリブレーションを可能とするために、次のような方法を採用する。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態における制御ゲインの設定方法を示す概念図である。温調器１は、たとえば交流電源５に接続されている。なお、図３では、情報の流れや動作の方向を示す矢印に、処理順序を示す符号が付されている。
【００４３】
図２および図３を参照して、温調器１のＣＰＵ１０は、自動キャリブレーション用に、ＡＤコンバータ１２のゲインを「１」に設定する（Ｐ１）。そして、開動作用リレー１３１をＯＮとし、モータ２１に対し開信号を出力する（Ｐ２）。モータ２１は、開信号を受けて、弁２２の開度を上昇させる（Ｐ３）。そうすると、弁２２の開度の上昇に伴って、可変抵抗器２３の摺動子Ｗは、温調器１と接続されていない端子Ｏ側へ摺動する（Ｐ４）。温調器１のＡＤコンバータ１２は、２つの入力端子ＡＩＮ１−ＡＩＮＯ間の電圧を取得し、取得した電圧をデジタル信号としてＣＰＵ１０に出力する（Ｐ５）。
【００４４】
摺動子Ｗは端子Ｏに到達するとモータ２１は停止するため、ＣＰＵ１０は、取得した電圧レベルからモータ２１の停止を検出する。モータ２１の停止が検出されると、ＣＰＵ１０は、モータが停止したと判定された時点の端子Ｗ−Ｃ間の電圧（以下「停止時電圧」という）に基づいて、最適な制御ゲインを演算する。このように、端子Ｗ−Ｃ間の電圧から制御ゲインを演算できるのは、弁２２が全開時の端子Ｗ−Ｃ間の電圧は、可変抵抗器２３の構造から考えて、図９に示した端子Ｏ−Ｃ間の電圧とほぼ等しいと考えられるためである。したがって、本実施の形態では、停止時電圧を、図９に示した端子Ｏ−Ｃ間の電圧に置き換えることで、制御ゲインが演算される。演算された制御ゲインは、位置比例制御のためにＡＤコンバータ１２に設定される。
【００４５】
しかし、一般的な温調器１Ａと同様に、小さいゲインで端子Ｗ−Ｃ間の電圧を読むと、抵抗値の小さい可変抵抗器が接続された場合に、「全開になったこと」を誤検出してしまう可能性がある。なぜなら、モータ２１の停止、すなわち弁２２の全開を検出するために、一般的に、電圧の単位時間当たりの変化を検出する。したがって、ゲインと抵抗が小さい場合には、モータ２１が停止していないのに変化量が小さすぎて「停止」と認識されてしまうことがあるためである。
【００４６】
そこで、本実施の形態では、誤検出の可能性のある電圧の範囲では、ゲインを上げて再度全開にするための信号を出力する動作を追加する。このようなゲイン設定に関して温調器１が有する機能について、以下に詳細に説明する。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態における温調器１の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【００４８】
図４を参照して、温調器１は、機能構成として、ゲイン設定部１０２と、駆動制御部１０４と、電圧取得部１０６と、判定部１０８と、比較部１１０と、決定部１１２とを含む。また、記憶部１４には、閾値（Ｖｔｈ）データ１４２、および、電圧対応テーブル１４４が予め記憶されている。電圧対応テーブル１４４は、弁２２が全開状態であるときの端子Ｗ−Ｃ間の電圧と、設定すべき制御ゲインとを対応付けた対応情報の一例である。電圧対応テーブル１４４のデータ構造例については後述する。
【００４９】
ゲイン設定部１０２は、自動キャリブレーションのためのゲインをＡＤコンバータ１２に設定する。ゲイン設定部１０２は、最初に、ゲインを第１の値に設定する。第１の値は、たとえば「１」である。
【００５０】
駆動制御部１０４は、弁２２の開度を一方向に変化させるために、モータ２１の駆動制御を行う。弁２２の開度を上昇させる（全開にする）ためには、開動作用リレー１３１をＯＮにすることで、モータ２１に対し開信号を出力する。また、弁２２の開度を下げる（全閉にする）ためには、閉動作用リレー１３２をＯＮにすることで、モータ２１に対し閉信号を出力する。
【００５１】
電圧取得部１０６は、ＡＤコンバータ１２が検出した可変抵抗器２３の端子Ｗ−Ｃ間の電圧を取得する。
【００５２】
判定部１０８は、電圧取得部１０６が取得した電圧値に基づいて、モータ２１が停止したか否かを判定する。モータ２１が停止したとき、弁２２は全開になったと推定できる。したがって、判定部１０８は、弁２２が全開となったか否かを推定する機能を果たす。モータ２１の停止の有無を判定するため、判定部１０８は、単位時間当たりの電圧変動レベルを演算する。そして、単位時間当たりの電圧変動レベルが所定値未満となった場合に、モータ２１が停止したと判定する。なお、所定時間中電圧変動していない時間が所定割合（たとえば４／５）以上であるか否かを判定することで、モータ２１の停止の有無を判定してもよい。電圧変動していない時間とは、たとえば、電圧変動レベルが０または所定値未満の時間である。
【００５３】
比較部１１０は、モータ２１が停止したと判定された場合に、そのときの可変抵抗器２３の端子Ｗ−Ｃ間の電圧（停止時電圧）と、記憶部１４に記憶された閾値とを比較する。停止時電圧は、たとえば、単位時間における電圧の平均値であってよい。
【００５４】
決定部１１２は、比較部１１０による比較の結果、停止時電圧が閾値を超えていた場合に、停止時電圧と電圧対応テーブル１４４とに基づいて、制御ゲインを決定する。電圧対応テーブル１４４を用いた制御ゲインの決定方法は、後述する。
【００５５】
ここで、比較部１１０による比較の結果、停止時電圧が閾値以下であった場合には、比較結果をゲイン設定部１０２に出力する。この場合、ゲイン設定部１０２は、ゲインを第１の値よりも大きい第２の値に再設定する。第２の値は、たとえば「１６」である。
【００５６】
ゲイン設定部１０２によってゲインが「１６」に設定された場合、駆動制御部１０４によるモータ２１の駆動制御、および、判定部１０８による判定が再度実行される。ゲインの再設定後、判定部１０８によりモータ２１が停止したと判定された場合は、比較部１１０による比較が行なわれることなく、決定部１１２により制御ゲインが決定される。
【００５７】
図４に示されたゲイン設定部１０２、駆動制御部１０４、電圧取得部１０６、判定部１０８、比較部１１０および決定部１１２の機能は、ＣＰＵ１０が記憶部１４中に格納されたソフトウェアを実行することで実現される。なお、これらの機能ブロックのうち少なくとも１つについては、ハードウェアで実現されてもよい。
【００５８】
図５および図６は、本発明の実施の形態における電圧対応テーブル１４４のデータ構造例を示す図である。図５には、決定部１１２によってはじめに参照されるデータテーブル１４４Ａが示され、図６には、決定部１１２によって２回目に参照されるデータテーブル１４４Ｂが示されている。
【００５９】
図５、６を参照して、電圧対応テーブル１４４Ａ，Ｂには、最大抵抗値の項目１４４１と、電圧の項目１４４２と、制御ゲインの項目１４４３とが含まれる。最大抵抗値の項目１４４１には、「可変抵抗器２３」として取付けられ得る可変抵抗器に固有の最大抵抗値の範囲が示されている。電圧の項目１４４２には、電圧（単位：ｖ）の範囲が示されている。制御ゲインの項目１４４３には、設定されるべきゲインが示されている。制御ゲインは、可変抵抗器の最大抵抗値が小さくなるほど高い値が設定される。
【００６０】
図５を参照して、本実施の形態では、最大抵抗値を「Ｒ」とすると、８ｋ＜Ｒ≦１０ｋの行４１において、項目１４４３には制御ゲイン「１」が格納されており、最大抵抗値の範囲が３ｋ＜Ｒ≦８ｋの行４２においては、項目１４４３には制御ゲイン「２」が格納されている。また、最大抵抗値の範囲が８００＜Ｒ≦３ｋの行４３においては、項目１４４３には制御ゲイン「４」が格納されている。
【００６１】
可変抵抗器２３の最大抵抗値の大きさごとに、弁２２が全開状態であるときの端子Ｗ−Ｃ間の電圧は決まっている。したがって、項目１４４２には、行４１〜４６それぞれにおいて、弁２２が全開状態のときの端子Ｗ−Ｃ間の電圧の範囲が一例として示されている。なお、図５の項目１４４２には、ゲイン＝１で読み込んだ場合の電圧の範囲が示されている。電圧の範囲を「Ｖ」とすると、たとえば、行４１における電圧の範囲は４＜Ｖ≦５であり、行４２における電圧の範囲は１．５＜Ｖ≦４である。
【００６２】
本実施の形態では、８００Ω以下の可変抵抗器が接続されている可能性がある場合には、つまり、停止時電圧が、図５の行４４〜４６に示される電圧範囲であった場合、電圧対応テーブル１４４Ａにて制御ゲインを決定せずに、次フェーズへ移行する。図５の例では、停止時電圧が０．４ｖ以下である場合に、次フェーズへ移行する。つまり、本実施の形態では、閾値（Ｖｔｈ）は、０．４ｖである。
【００６３】
次フェーズにおいて、ゲイン＝１６にて読み込んだ電圧によりモータ２１が停止したと判定された場合に、図６に示される電圧対応テーブル１４４Ｂが参照される。図６を参照して、本実施の形態では、最大抵抗値の範囲が４００＜Ｒ≦８００の行６１において、項目１４４３には制御ゲイン「１６」が格納されており、最大抵抗値の範囲が１２０＜Ｒ≦４００の行６２においては、項目１４４３には制御ゲイン「３２」が格納されている。また、最大抵抗値の範囲がＲ≦１２０の行６３においては、項目１４４３には制御ゲイン「１２８」が格納されている。図６の項目１４４２には、行６１〜６３それぞれにおいて、ゲイン＝１６で読み込んだ場合の、弁２２が全開状態であるときの端子Ｗ−Ｃ間の電圧の範囲が一例として示されている。
【００６４】
なお、図５に示す具体例において０．４ｖを閾値としている理由は以下のとおりである。本実施の形態では、モータ２１の停止の判定基準（電圧変化量／単位時間）はたとえば「０．２ｍＶ／５ｓ」である。全閉から全開になるまでの時間は予め決まっており、たとえば９９９ｓである。この場合、全開時の電圧（ｖ）を「Ｘ」とすると、「（Ｘ／９９９）≧（０．０００２／５）」より、停止したと誤検出しないＸの値は、０．３９９以上となる。
【００６５】
図５の電圧対応テーブル１４４Ａにおいて、０．３９９（ｖ）は、行４４の電圧範囲に含まれており、その電圧範囲の中で、最も高い電圧が「０．４ｖ」である。つまり、停止時電圧が０．４ｖ以下であれば、モータ停止の誤検出の可能性があると判断する。
【００６６】
＜動作について＞
次に、本実施の形態において、制御ゲインを設定する際の温調器１の動作について具体的に説明する。
【００６７】
図７は、本発明の実施の形態における制御ゲイン設定処理を示すフローチャートである。図７に示される制御ゲイン設定処理は、予めプログラムとして記憶部１４に格納されており、ＣＰＵ１０が当該プログラムを読み出して実行することにより実現される。なお、この制御ゲイン設定処理は、たとえば、操作部１５に初期設定の指示が入力された場合に開始される。
【００６８】
図７を参照して、ゲイン設定部１０２は、ゲインを「１」に設定する（ステップＳ（以下「Ｓ」と略す）２）。続いて、駆動制御部１０４は、開動作用リレー１３１をＯＮとすることで、開信号を出力する（Ｓ４）。これにより、モータ２１は、回転駆動され、弁２２の開度を上昇させる。モータ２１が駆動されている期間、電圧取得部１０６は、ＡＤコンバータ１２から端子Ｗ−Ｃ間の電圧を取得する（Ｓ６）。ここでは、ゲイン＝１で読み込まれた電圧が時系列に取得される。取得された電圧は、たとえば、内部メモリに順次記憶される。
【００６９】
取得された端子Ｗ−Ｃ間の電圧に基づいて、判定部１０８は、モータ２１が止まったか否かを判定する（Ｓ８）。停止の判定基準については上述のとおりである。モータ２１が停止したと判定されるまで、ステップＳ４およびＳ６の処理を繰返す（Ｓ８においてＮＯ）。
【００７０】
判定部１０８によりモータ２１が止まったと判定された場合（Ｓ８においてＹＥＳ）、駆動制御部１０４は、開動作用リレー１３１をＯＦＦ（非導通）とし、モータ２１の駆動制御を停止する。また、比較部１１０は、そのときの電圧、すなわち停止時電圧Ｖｓと閾値Ｖｔｈとを比較する（Ｓ１０）。閾値Ｖｔｈは、図５に示した例では「０．４ｖ」である。なお、内部メモリに記憶しておいた電圧データは、停止時電圧が得られた時点で消去されてよい。
【００７１】
比較部１１０による比較の結果、停止時電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈを超えていた場合、決定部１１２は、制御ゲインを決定する（Ｓ１２）。つまり、図５に示した電圧対応テーブルと停止時電圧とに基づいて、制御ゲインが決定される。より具体的には、停止時電圧が含まれる電圧範囲（項目１４４２）と対応付けられた数値（項目１４４３）が、最適な制御ゲインとして決定される。たとえば、停止時電圧が４ｖであった場合、行４２の電圧範囲に含まれるため、制御ゲインは「４」に決定される。制御ゲインが決定されると、ゲイン設定部１０２によって、決定された制御ゲインがＡＤコンバータ１２に設定される。
【００７２】
一方、比較部１１０による比較の結果、停止時電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈ以上であった場合、ゲイン設定部１０２は、ＡＤコンバータ１２のゲインを「１」から「１６」に変更する（Ｓ１４）。つまり、自動キャリブレーション用のゲインが大きい値に変更される。
【００７３】
その後、駆動制御部１０４は、再度、開動作用リレー１３１をＯＮとすることで、モータ２１に対し開信号を出力する（Ｓ１６）。上記ステップＳ４の処理により弁２２は全開に近づいているが、実際には全開まで達していない可能性があるため、駆動制御部１０４は、再度、弁２２を全開状態に近づける制御を行う。
【００７４】
モータ２１が駆動されている期間、電圧取得部１０６は、ＡＤコンバータ１２から端子Ｗ−Ｃ間の電圧を取得する（Ｓ１８）。ここでは、ゲイン＝１６で読み込まれた電圧が取得される。
【００７５】
取得された端子Ｗ−Ｃ間の電圧に基づいて、判定部１０６は、モータ２１が止まったか否かを判定する（Ｓ２０）。モータ２１の停止の判定は、Ｓ８と同様であってよい。モータ２１が停止したと判定されるまで、ステップＳ１６およびＳ１８の処理を繰返す（Ｓ２０においてＮＯ）。
【００７６】
判定部１０８によりモータ２１が止まったと判定された場合（Ｓ２０においてＹＥＳ）、駆動制御部１０４は、開動作用リレー１３１をＯＦＦとし、モータ２１の駆動制御を停止する。
【００７７】
決定部１１２は、図６に示した電圧対応テーブルと停止時電圧とに基づいて、制御ゲインを決定する（Ｓ２２）。具体的には、停止時電圧が含まれる電圧範囲（項目１４４２）と対応付けられた値（項目１４４３）を制御ゲインとして決定する。たとえば、停止時電圧が、３．２ｖであった場合、行６２の電圧範囲に含まれるため、制御ゲインは「３２」に決定される。制御ゲインが決定されると、ゲイン設定部１０２により、決定された制御ゲインがＡＤコンバータ１２に設定される。
【００７８】
以上で、制御ゲイン設定処理は終了される。
【００７９】
なお、図７の例では、はじめにゲイン＝１に設定した後（Ｓ１）、すぐに弁２２の開度を全開方向へ変化させることとしたが（Ｓ４）、一旦、弁２２を全閉方向を変化させてから全開方向へ変化させてもよい。
【００８０】
上述のように、本実施の形態では、温調器１と可変抵抗器２３とを２つの配線５１、５２のみで接続しても、摺動子Ｗを端子Ｏへ強制的に摺動させる、すなわち、強制的に弁２２を全開状態とすることで、接続されている可変抵抗器２３に応じて制御ゲインを設定することができる。
【００８１】
また、温調器１には、最大抵抗値（測定値）が１２０Ωのものから１０ｋΩのものまで、１００倍以上差のある可変抵抗器が接続され得る。本実施の形態では、測定値の小さい可変抵抗器についてはゲインを上げて再度モータ２１の停止を判定するため、弁２２が全開になったことを誤検出したまま、不適切な制御ゲインを設定しまうことを回避することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、温調器１の入力端子１７１、１７２（図２）は、配線５１、５２を介して端子Ｃおよび摺動子Ｗと接続されることとして説明したが、端子Ｏおよび摺動子Ｗと接続されてもよい。この場合、駆動制御部１０４は、弁２２が全開状態から全閉状態となるようモータ２１を駆動制御すればよい。
【００８３】
また、本実施の形態において、駆動制御部１０４は、モータ２１の停止が判定されるまで自動でモータ２１を駆動し続けることとしたが、操作部１５にユーザからの開指示が入力されている期間だけ、モータ２１を駆動制御することとしてもよい。
【００８４】
また、本実施の形態における流量調節装置は、温調器であることとしたが、モータバルブを用いて流量を調節する装置であれば温調器に限定されない。たとえば、流量調節装置は、気体の圧力を調節する装置であってもよい。
【００８５】
また、本実施の形態では、電圧対応テーブル１４４（１４４Ａ、１４４Ｂ）を用いて制御ゲインを演算することとしたが、たとえば数式等、データテーブル以外の対応情報を用いて制御ゲインを演算してもよい。
【００８６】
また、１回目に参照する電圧対応テーブル１４４Ａと２回目に参照する電圧対応テーブル１４４Ｂとを別構成とした例を示したが、図５における電圧対応テーブル１４４Ａの行４１〜４３と、図６における電圧対応テーブル１４４Ｂの行６１〜６３とで構成される１つのデータテーブルであってもよい。
【００８７】
また、本実施の形態では、ＡＤコンバータ１２により電圧を検出することとしたが、他の機器により電圧を検出してもよい。
【００８８】
なお、上述のような温調器１が行なうゲイン設定方法を、プログラムとして提供することもできる。また、本実施の形態に係るゲイン設定プログラムを、メモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録させて提供してもよい。温調器１は、このような記録媒体を、図示しないインターフェイス部で読み出して、記憶部１４のプログラムをアップデートすることもできる。
【００８９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ  温調器、２  コントローラバルブ、３  温度センサ、４  制御対象、１０，１０Ａ  ＣＰＵ、１２Ａ  ＡＤコンバータ、１３  スイッチ部、１４  記憶部、１５  操作部、１６  表示部、１７  定電流回路、２１  モータ、２２  弁、２３  可変抵抗器、５１，５２，５３  配線、１０２  ゲイン設定部、１０４  駆動制御部、１０６  電圧取得部、１０８  判定部、１１０  比較部、１１２  決定部、１３１  開動作用リレー、１３２  平動作用リレー、１７１，１７２  入力端子、１４４，１４４Ａ，１４４Ｂ  電圧対応テーブル、Ｃ，Ｏ  端子、Ｗ  摺動子、ＳＹＳ  温調システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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