(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの直流モーターで回転駆動される駆動軸と、
前記駆動軸の回転に基づいて、スラットを昇降し、あるいは角度調節するスラット駆動装置と、
前記モーターをＰＷＭ制御するモーター制御部と、
前記駆動軸の回転に基づいて、前記スラットの回動速度及び回動角度を検出する検出手段と
を備えた電動横型ブラインドにおいて、
前記モーター制御部は、
前記スラットの回動角度及び回動速度を目標角度及び目標速度に収束させるフィードバック制御部を備え、
前記フィードバック制御部は、
前記検出手段から出力される検出パルスと、あらかじめ設定された目標パルスとを比較して、前記検出パルスのエッジと前記目標パルスのエッジで前記回動角度と目標角度のズレを検出し、前記検出パルスのエッジで前記回動速度と目標速度とのズレを検出する第一の演算手段と、
前記第一の演算手段の出力信号に基づいて、前記スラットの回動角度及び回動速度を目標角度及び目標速度に収束させるパルス信号のデューティ比を演算する第二の演算手段と、
前記デューティ比を備えたパルス信号で前記直流モーターをＰＷＭ制御するモーター駆動回路とを備え、前記スラットの回動速度が目標速度に達しても、回動量の不足分あるいは過剰分を相殺するため、前記直流モーターをＰＷＭ制御する動作が繰り返し行われることを特徴とする電動横型ブラインドの制御装置。
【請求項２】
前記第二の演算手段は、前記スラットの高さ位置に応じて前記パルス信号の波高値を調整するテーブルを備えたことを特徴とする請求項１記載の電動横型ブラインドの制御装置。
【請求項３】
検出手段から出力される検出パルスと、目標パルスとを比較して、前記検出パルスのエッジと前記目標パルスのエッジでスラットの回動角度と目標角度のズレを検出し、前記検出パルスのエッジで前記スラットの回動速度と目標速度とのズレを検出し、前記スラットの回動角度及び回動速度を目標角度及び目標速度に収束させるパルス信号のデューティ比を演算し、前記デューティ比を備えたパルス信号で直流モーターをＰＷＭ制御し、前記スラットの回動速度が目標速度に達しても、回動量の不足分あるいは過剰分を相殺するため、前記直流モーターをＰＷＭ制御する動作を繰り返し行うことを特徴とする電動横型ブラインドの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、１つの直流モーターの駆動力でスラットの昇降操作及び角度調節操作を行う電動横型ブラインドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動横型ブラインドの一種類として、ヘッドボックス内に配設された１つの直流モーターの駆動力でスラットの昇降操作及び角度調節操作を行うようにしたものがある。このような電動横型ブラインドでは、操作スイッチあるいは中央制御装置から出力される指令信号に基づいてモーターの動作が制御される。そして、モーターの駆動力で回転駆動される駆動軸によりスラットの昇降操作及び角度調節操作が行われる。
【０００３】
ヘッドボックス内には、指令信号に基づいてモーターの動作を制御するマイコン等の制御部と、駆動軸の回転量を検出するエンコーダーが配設されている。
そして、エンコーダーの検出信号に基づいて駆動軸の回転量が検出され、その回転量に基づいてスラットの昇降高さ及び回動角度が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６３４２２７号
【特許文献２】特許第３６１２２３７号
【特許文献３】特許第３９０２１０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような電動横型ブラインドでは、１つのモーターで回転駆動される駆動軸で、スラットの昇降操作及び角度調節操作が行われる。すると、スラットの角度調節時には駆動軸が１８０度回転されると、スラットが全閉状態から逆全閉状態に回動される。従って、スラットの昇降操作時と同一のモーター回転速度でスラットの回動操作を行うと、スラット回動速度が速すぎて、スラットの角度を微調整することが難しくなる。
【０００６】
そこで、スラットの角度調節操作時にはモーターの回転速度を低速化して、スラットの角度調節操作を容易に行い得るようにすることが望ましい。
モーターの回転速度を低速化するためには、モーターに供給する電圧を低電圧化するとよい。しかし、直流モーターに供給する電圧を低下させると、モーターの性能のばらつきにより、モーターの回転速度のばらつきが大きくなるとともに、指令信号に対するモーターの応答速度も低下する。
【０００７】
回転速度のばらつきが大きいと、複数台のブラインドを並設する連装ブラインドにおいて、スラットの回動速度が不揃いとなり、スラットの回動角度を揃えることも困難となる。
【０００８】
従って、１つの直流モーターでスラットを昇降操作及び角度調節操作を行う電動横型ブラインドでは、スラットの回動速度及び回動角度を正確に制御することが困難であった。
特許文献１〜３には、スラットの回動速度及び回動角度を正確に制御可能とする制御装置は開示されていない。
【０００９】
この発明の目的は、１つのモーターでスラットの昇降操作及び角度調節操作を行う電動横型ブラインドにおいて、スラットの回動速度及び回動角度を正確に制御可能とする電動横型ブラインドの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】
【００１０】
請求項１では、１つの直流モーターで回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸の回転に基づいて、スラットを昇降し、あるいは角度調節するスラット駆動装置と、前記モーターをＰＷＭ制御するモーター制御部と、前記駆動軸の回転に基づいて、前記スラットの回動速度及び回動角度を検出する検出手段とを備えた電動横型ブラインドにおいて、前記モーター制御部は、前記スラットの回動角度及び回動速度を目標角度及び目標速度に収束させるフィードバック制御部を備え、前記フィードバック制御部は、前記検出手段から出力される検出パルスと、あらかじめ設定された目標パルスとを比較して、前記検出パルスのエッジと前記目標パルスのエッジで前記回動角度と目標角度のズレを検出し、前記検出パルスのエッジで前記回動速度と目標速度とのズレを検出する第一の演算手段と、前記第一の演算手段の出力信号に基づいて、前記スラットの回動角度及び回動速度を目標角度及び目標速度に収束させるパルス信号のデューティ比を演算する第二の演算手段と、前記デューティ比を備えたパルス信号で前記直流モーターをＰＷＭ制御するモーター駆動回路とを備え、前記スラットの回動速度が目標速度に達しても、回動量の不足分あるいは過剰分を相殺するため、前記直流モーターをＰＷＭ制御する動作が繰り返し行われる。
【００１３】
請求項２では、前記第二の演算手段は、前記スラットの高さ位置に応じて前記パルス信号の波高値を調整するテーブルを備えた。
請求項３では、検出手段から出力される検出パルスと、目標パルスとを比較して、前記検出パルスのエッジと前記目標パルスのエッジでスラットの回動角度と目標角度のズレを検出し、前記検出パルスのエッジで前記スラットの回動速度と目標速度とのズレを検出し、前記スラットの回動角度及び回動速度を目標角度及び目標速度に収束させるパルス信号のデューティ比を演算し、前記デューティ比を備えたパルス信号で直流モーターをＰＷＭ制御し、前記スラットの回動速度が目標速度に達しても、回動量の不足分あるいは過剰分を相殺するため、前記直流モーターをＰＷＭ制御する動作を繰り返し行う。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、１つのモーターでスラットの昇降操作及び角度調節操作を行う電動横型ブラインドにおいて、スラットの回動速度及び回動角度を正確に制御可能とする電動横型ブラインドの制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電動横型ブラインドを示す正面図である。
【図２】モーター制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】スラット昇降操作時のモーター制御部の動作を示す波形図である。
【図４】スラット角度調節操作時のモーター制御部の動作を示す波形図である。
【図５】スラット角度調節操作時のモーター制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】モーター制御部のフィードバック制御動作を示す説明図である。
【図７】モーター制御部のフィードバック制御動作を示す説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はモーターの動作を示す説明図である。
【図９】モーター制御部のフィードバック制御動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。図１に示す電動ブラインドは、ヘッドボックス１から複数本のラダーコード２を介して多数段のスラット３が吊下支持されている。ラダーコード２の下端にはボトムレール４が吊下支持されている。前記ラダーコード２の上端部は、前記ヘッドボックス１内においてラダーコード吊下装置（スラット駆動装置）５に支持されている。
【００１８】
前記スラット３の長手方向両端部には昇降テープ６が挿通されている。前記昇降テープ６の下端は前記ボトムレール４に接続されるとともに、その上端部は前記ヘッドボックス１内において昇降テープ巻取り装置（スラット駆動装置）７に巻着されている。
【００１９】
前記ラダーコード吊下装置５及び昇降テープ巻取り装置７には駆動軸８が挿通されている。前記駆動軸８の一方の端部はモーター９の出力軸に連結されている。従って、駆動軸８はモーター９の作動により正逆回転される。
【００２０】
そして、駆動軸８が回転されると、ラダーコード吊下装置５及びラダーコード２を介して各スラット３が回動される。また、駆動軸８が正転されると、昇降テープ巻取り装置７により昇降テープ６が巻き取られ、ボトムレール４が引き上げられてスラット３が引き上げられる。駆動軸８が逆転されると、昇降テープ巻取り装置７により昇降テープ６が巻戻され、ボトムレール４及びスラット３が下降する。
【００２１】
前記ヘッドボックス１内には前記モーター９の動作を制御するモーター制御部１０が配設され、制御配線（図示しない）で前記モーター９と接続されている。前記ヘッドボックス１の一端にはコネクタボックス１１が配設され、そのコネクタボックス１１には外部通信ケーブルが接続される。そして、前記モーター制御部１０は、内部通信ケーブル１２を介して前記コネクタボックス１１に接続される。
【００２２】
前記コネクタボックス１１には、外部通信ケーブル１３を介して操作スイッチ１４あるいはコントローラー（図示しない）が接続されるとともに、複数のブラインドが連装される場合は、隣接するブラインドのコネクタボックスに接続される。そして、操作スイッチ１４あるいはコントローラーから送信された指令信号が外部通信ケーブル１３及び内部通信ケーブル１２を介して前記モーター制御部１０に供給される。
【００２３】
前記操作スイッチ１４は、各ブラインド毎に設置されたり、あるいは連装ブラインドでは特定のエリア毎に設置されるが、この実施形態では各ブラインド毎に個別に設置されている。
【００２４】
前記ヘッドボックス１内には、前記コネクタボックス１１に隣接して電源トランス１５が配設されている。そして、電源トランス１５には前記コネクタボックス１１を介して商用電源が供給されるとともに、その商用電源が電源トランス１５で所要電圧に降圧されて前記モーター制御部１０の電源回路に供給される。
【００２５】
前記モーター制御部１０には、前記電源トランス１５から出力される交流電圧を直流電圧に変換する電源回路が備えられるとともに、その直流電圧を電源としてモーター制御部１０及び前記モーター９が動作する。
【００２６】
前記モーター制御部１０にはエンコーダー１６が取着されている。そのエンコーダー１６は、前記駆動軸８と一体に回転するスリットプレート１７の回転角度を検出する２組の検出子を備えている。
【００２７】
図２は、前記モーター制御部１０の電気的構成を示す。電源回路１８には前記電源トランス１５で降圧された交流電圧が供給され、その交流電圧を例えば２４Ｖの直流電圧に変換して可変電圧回路及び定電流回路１９に電源として供給する。
【００２８】
前記可変電圧回路及び定電流回路１９は、マイコン２１から出力される制御信号Ｃ１に基づいてモーター駆動回路２０に供給する直流電圧を調整する機能と、モーター駆動回路２０に供給する電流を一定値以下に抑制する定電流機能とを備えている。
【００２９】
モーター駆動回路２０は、可変電圧回路及び定電流回路１９から供給される直流電圧に基づいてモーター９を駆動する。このモーター駆動回路２０は、マイコン２１から出力される制御信号Ｃ２，Ｃ３に基づいて前記可変電圧回路及び定電流回路１９から出力される直流電圧で前記モーター９の回転速度を制御する電圧制御動作を行う。また、マイコン２１から出力される制御信号Ｃ４に基づいて、図４に示すパルス信号Ｐをモーター９に出力して、モーター９の回転速度をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する動作を行うようになっている。
【００３０】
なお、制御信号Ｃ３は前記駆動軸８をスラット引き上げ方向に回転させるか、あるいはスラット下降方向に回転させるかを制御する信号である。
前記モーター９の回転角は前記エンコーダー１６で検出され、そのエンコーダー１６の検出信号は前記マイコン２１に出力される。
【００３１】
前記マイコン２１は、記憶装置２２にあらかじめ格納されているプログラムに基づいて動作する。そして、前記操作スイッチ１４あるいは中央制御装置から出力される指令信号ＣＭに基づいて、スラット３の昇降動作と角度調節動作を制御する。また、マイコン２１はエンコーダー１６の検出信号に基づいてスラット３の昇降高さ及び角度を検出し、その現在値データを記憶装置２２に一時的に格納するようになっている。
【００３２】
前記記憶装置２２には、前記可変電圧回路及び定電流回路１９の出力電圧を調整するためのテーブルが格納されている。このテーブルは、スラット３の昇降範囲を４つのブロックに分割し、図３に示すように、可変電圧回路及び定電流回路１９の出力電圧Ｖｏを、スラット３を引き上げるにつれて段階的に上昇させるものである。
【００３３】
また、前記記憶装置２２にはスラット３の回動速度を制御するために、前記パルス信号Ｐのデューティ比を変更するためのテーブルが格納されている。
次に、上記のように構成されたモーター制御部１０の動作を説明する。操作スイッチ１４あるいは中央制御装置からスラット３を昇降操作するための指令信号ＣＭがマイコン２１に入力されると、マイコン２１はスラット３の昇降高さデータに基づく制御信号Ｃ１を可変電圧回路及び定電流回路１９に出力する。すると、モーター駆動回路２０は、可変電圧回路及び定電流回路１９から出力される直流電圧でモーター９を動作させる。
【００３４】
このとき、スラット３の引き上げ操作時には図３に示す電圧制御が行われるが、スラット３の下降操作時には駆動軸８を回転させるためのトルクは小さくてよいので、図３に示す電圧制御は行われない。
【００３５】
スラット３の角度調節操作時のマイコン２１の動作を図５に従って説明する。スラット３を角度調節するための指令信号ＣＭがマイコン２１に入力されると、マイコン２１はスラット３の現在高さ位置データを記憶装置２２から取得する（ステップ１）。
【００３６】
次いで、マイコン２１はスラット３の現在高さ位置データに対応するチルトパラメータを記憶装置２２から読み出す（ステップ２）。このチルトパラメータは、スラットの昇降高さに応じて可変電圧回路及び定電流回路１９からモーター駆動回路２０に供給される出力電圧Ｖｏの値であり、スラット３をスラット引き上げ方向に回動させる場合に、モーター９をＰＷＭ制御するパルス信号の波高値が設定される。スラット３をスラット下降方向に回動させる場合は、このチルトパラメータを使用せず、パルス信号の波高値を一定の定電圧とする。
【００３７】
次いで、指令信号ＣＭに基づいてモーター９にパルス信号の出力を開始する（ステップ３）。このとき、スラット３の角度調節操作を始めて行う場合には、モーター９に出力するパルス信号のデューティをあらかじめ設定された初期値（図６に示す「初」）とする。
【００３８】
そして、マイコン２１は出力されたパルス信号Ｐに基づいて駆動軸８が回転されるとき、エンコーダー１６から出力されるべき目標パルスＴＰを生成し（ステップ４）、その目標パルスＴＰと実際のエンコーダー１６の検出パルスＥＰとの比較動作を開始する（ステップ５）。
【００３９】
その比較動作を説明すると、まず検出パルスＥＰと目標パルスＴＰの立ち上がり及び立下り（以下エッジという）を検出する（ステップ５，６）。設定された初期値のデューティ比でパルス信号Ｐをモーター９に出力している状態で、図６に示すように、マイコン２１がタイミングｔ１で目標パルスＴＰの立下りを検出したとき、検出パルスＥＰは未だＨレベルであると、マイコン２１はスラット３の回動速度が目標より遅いと判断する（ステップ６，７）。
【００４０】
そして、ステップ８，９に移行して、回動速度を上昇させるためのデューティ比をテーブルに基づいて演算し、新たなデューティ比のパルス信号Ｐをモーター９に出力してステップ５に復帰する。
【００４１】
ステップ７で、スラット３の回動速度が目標より速いと判断すると、回動速度を下降させるためのデューティ比をテーブルに基づいて演算し、新たなデューティ比のパルス信号Ｐをモーター９に出力して（ステップ１０，１１）、ステップ５に復帰する。
【００４２】
ステップ５で検出パルスＥＰのエッジを検出すると、ステップ１２に移行してスラット３の回動速度と目標速度とを比較する。
図６に示すタイミングｔ２では、検出パルスＥＰのパルス幅が目標パルスＴＰより長いことから、スラット３の回動速度が目標速度より遅いと判定されてステップ１３へ移行する。そして、ステップ１３では検出パルスＥＰのエッジが目標パルスＴＰのエッジより遅れていることが検出され、回動速度を上昇させるためのデューティ比をテーブルに基づいて演算し、新たなデューティ比のパルス信号Ｐをモーター９に出力して（ステップ１４，１５）、ステップ５に復帰する。
【００４３】
ステップ１３において、検出パルスＥＰのエッジが目標パルスＴＰのエッジより進んでいることが検出されると、回動速度を低下させるためのデューティ比をテーブルに基づいて演算し、新たなデューティ比のパルス信号Ｐをモーター９に出力して（ステップ１６，１７）、ステップ５に復帰する。
【００４４】
また、タイミングｔ４では、スラット３の回動速度が目標速度より速く、かつ検出パルスＥＰのエッジが目標パルスＴＰより早いと判定され（ステップ１２，１８）、回動速度を低下させるためのデューティ比をテーブルに基づいて演算し、新たなデューティ比のパルス信号Ｐをモーター９に出力して（ステップ１９，２０）、ステップ５に復帰する。
【００４５】
ステップ１８において、検出パルスＥＰのエッジが目標パルスＴＰより遅いと判定されると、ステップ２１，２２に移行して、回動速度を上昇させるためのデューティ比をテーブルに基づいて演算し、新たなデューティ比のパルス信号Ｐをモーター９に出力して、ステップ５に復帰する。
【００４６】
このような動作により、図６に示すように、エンコーダー１６の検出パルスＥＰが目標パルスＴＰに一致するように収束するため、スラット３の回動速度と回動位置が目標パルスＴＰで設定された回動速度と回動位置に収束する。
【００４７】
検出パルスＥＰが目標パルスＴＰと一致すると、マイコン２１はその状態でのパルス信号Ｐのデューティ比を記憶装置２２に格納し、次回のスラット角度調節操作時には、その格納値をパルス信号Ｐのデューティ比の更新初期値として使用する。
【００４８】
図７は、２回目以降のスラット角度調節操作時の動作を示す。スラット３の回動操作が開始されると、更新初期値に基づいてパルス信号Ｐが出力される。そして、検出パルスＥＰが目標パルスＴＰと一致している状態から、タイミングｔ５で何らかの負荷変動により検出パルスＥＰのエッジが目標パルスＴＰのエッジより早くなり、スラット３の回動速度が目標速度より速くなると、パルス信号Ｐのデューティ比が変更されて回動速度が低下する。
【００４９】
タイミングｔ６で検出パルスＥＰのエッジが目標パルスＴＰのエッジより遅れると、パルス信号Ｐのデューティ比が変更されて回動速度が低下する。このような動作が繰り返されて、検出パルスＥＰが目標パルスＴＰと一致するように動作する。
【００５０】
上記のような動作を図８に従って説明すると、同図（ａ）はスラットの回動動作の開始から回動速度が上昇し、目標速度に達した後は一定速度となる理想的な状態を示し、同図（ａ）に示す斜線部Ｂ１は回動量に相当する。
【００５１】
図８（ｂ）は、回動速度の上昇が遅れる場合、斜線部Ｂ２分の回動量が不足する。すると、連装ブラインドではスラットの回動角度が不揃いとなる場合がある。
図８（ｃ）は、モーター９の起動時に回動速度が目標速度を超える速度までオーバーシュートする場合を示す。この場合には、斜線部Ｂ３分の回動量が過剰となる。すると、連装ブラインドではスラットの回動角度が不揃いとなる場合がある。
【００５２】
図８（ｄ）は、上記実施形態のモーター制御部１０の動作を示す。同図に示すように、回動速度が目標速度に達するのが遅れて斜線部Ｂ４で回動量が不足すると、続いて回動速度が目標速度を超えるまで引き上げられて、斜線部Ｂ５で回動量の不足分が補われる。斜線部Ｂ５で回動量が過剰となると、斜線部Ｂ６で回動量の過剰部分が相殺され、このような動作が斜線部Ｂ７〜Ｂ９で繰り返されて、目標回動量に収束する。
【００５３】
因みに、図９は検出パルスＥＰのエッジでのみ目標パルスＴＰと比較して、スラットの回動速度を目標速度に一致するようにパルス信号Ｐのデューティ比を変更する場合の動作を示す。
【００５４】
このような動作では、検出パルスＥＰのエッジ毎に目標パルスＴＰとの速度差を検出して、検出パルスＥＰの周期すなわちスラット３の回動速度が目標パルスＴＰと一致した後は、デューティ比のそれ以上の変更を行わない。
【００５５】
このような動作では、スラット３の回動速度が目標速度に達しても、回動量の不足分あるいは過剰分を相殺することができないため、目標パルスＴＰと検出パルスＥＰとのズレＸに相当する回動量のズレを補正できない。従って、このような制御では、連装ブラインドのスラット３の回動角を揃えることができない。
【００５６】
上記のように構成された電動横型ブラインドでは、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）直流モーター９をＰＷＭ制御してスラット３を角度調節する電動横型ブラインドにおいて、スラット３の回動操作時に、スラット３の回動速度と回動角度とを目標の回動速度と回動角度とに収束させることができる。従って、連装ブラインドでのスラット角度調節操作時に、各ブラインドのスラット角度を揃えることができる。
（２）検出パルスＥＰを目標パルスＴＰに一致させるように制御することにより、スラット３の回動速度と回動角度とを目標の回動速度と回動角度とに収束させることができる。
（３）目標パルスＴＰのエッジで検出パルスＥＰとの回動速度及び回動角度のずれを検出して、ＰＷＭ制御を行うパルス信号Ｐのデューティ比を調整することができる。従って、検出パルスＥＰを目標パルスＴＰに収束させる動作を高速化することができる。
（４）検出パルスＥＰを目標パルスＴＰに速やかに収束させることができるので、スラット３の回動速度及び回動角度を目標速度及び目標角度に速やかに収束させることができる。
（５）検出パルスＥＰが目標パルスＴＰに収束した状態でのデューティ比を更新初期値として記憶装置２２に格納し、次回のスラット回動操作時に更新初期値のデューティ比でモーター９を作動させることができる。従って、スラット３の回動速度及び回動角度を目標速度及び目標角度に速やかに収束させることができる。
（６）スラット３の高さ位置データに基づいて、パルス信号Ｐの電圧波高値を調整することができる。従って、スラット３の昇降高さが変化しても、スラット３の回動速度をほぼ一定に維持することができる。
【００５７】
上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・モーター９の電圧制御と、ＰＷＭ制御とを別個のモーター駆動回路で行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
３…スラット、８…駆動軸、９…モーター、１０…モーター制御部、１６…検出手段（エンコーダー）、２０…フィードバック制御部（モーター駆動回路）、２１…フィードバック制御部（第一の演算手段、第二の演算手段、マイコン）。
【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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