JP2004009881A - Electric actuator system - Google Patents

Electric actuator system Download PDF

Info

Publication number
JP2004009881A
JP2004009881A JP2002165872A JP2002165872A JP2004009881A JP 2004009881 A JP2004009881 A JP 2004009881A JP 2002165872 A JP2002165872 A JP 2002165872A JP 2002165872 A JP2002165872 A JP 2002165872A JP 2004009881 A JP2004009881 A JP 2004009881A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
rotation angle
electric actuator
rotation
actuator system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002165872A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihisa Takeuchi
竹内 徳久
Seiji Tateishi
立石 聖二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asmo Co Ltd
Denso Corp
Original Assignee
Asmo Co Ltd
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asmo Co Ltd, Denso Corp filed Critical Asmo Co Ltd
Priority to JP2002165872A priority Critical patent/JP2004009881A/en
Publication of JP2004009881A publication Critical patent/JP2004009881A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase output torque of an electric actuator without increasing vibration or noise. <P>SOLUTION: A direct current motor 110 is adopted, and a rotating position is detected by a two phases pulse output system. Thereby, the inexpensive electric actuator 100 can be achieved, and the output torque of the electric actuator 100 can be increased without increasing vibration and noise. Further, a position returned from a position on which a link lever abuts on a stopper for several pulses is made to be an operation reference. Thus, deterioration of durability caused by creep can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動アクチュエータシステムに関するもので、車両用空調装置のエアミックスドアやモード切替ドア等の可動部材を駆動する電動アクチュエータシステムに適用して有効である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
特開平11−18403号公報に記載の発明では、出力歯車及びケーシング内にストッパを設けて、両ストッパが衝突した位置を原点位置として記憶するとともに、原点位置からずれた位置を作動基準としてステッピングモータを制御している。
【0003】
しかし、ステッピングモータは出力トルクが小さく、出力トルクを増大させるためには、駆動電流を増大させる又はロータを大きくする等の手段を講じる必要があり、電動アクチュエータ及びモータ駆動回路の電流容量の大型化を招いてしまう。
【0004】
また、減速機構の減速比を大きくすれば、出力軸における出力トルクを増大させることができるものの、ステッピングモータの回転数が大きくなるため、振動や騒音が増大してしまう。
【0005】
本発明は、上記点に鑑み、第1には、従来と異なる新規な電動アクチュエータシステムを提供し、第2には、振動や騒音を増大させることなく、電動アクチュエータの出力トルクを増大させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、直流モータ(110)と、直流モータ(110)の回転角度に応じて発生するパルス信号に基づいて出力軸(127)の回転角度を検出する回転角度検出手段(220)と、直流モータ(110)を作動を制御するモータ制御手段(200)とを有し、モータ制御手段(200)は、直流モータ(110)の回転を機械的に停止させた位置を原点位置として記憶するとともに、原点位置からずれた位置を作動基準として直流モータ(110)を制御することを特徴とする。
【0007】
直流モータ(110)は、ステッピングモータに比べて出力トルクが大きく、かつ、低コストであるので、駆動電流を増大させる又はロータを大きくする等の手段を講じる必要がなく、電動アクチュエータ及びモータ駆動回路の電流容量を大型にする必要がない。
【0008】
また、減速機構の減速比を大きくすることなく、出力軸(127)における出力トルクを増大させることができるので、直流モータ(110)の回転数を低くすることができ、振動や騒音を低減することができる。
【0009】
したがって、従来と異なる新規な電動アクチュエータシステムを安価に得ることができるとともに、振動や騒音を増大させることなく、電動アクチュエータの出力トルクを増大させることができる。
【0010】
請求項2に記載の発明では、回転角度検出手段(220)は、回転角度に応じて発生する位相の異なる2種類以上のパルス信号に基づいて回転角度を検出することを特徴とするものである。
【0011】
請求項3に記載の発明では、モータ制御手段は、パルス信号の変化が停止したときに、直流モータ(110)の回転が機械的に停止したものとして原点位置を記憶することを特徴とするものである。
【0012】
請求項4に記載の発明では、原点位置からずれた位置は、回転角度検出手段(220)で検出された所定回転角度だけ原点位置から戻された位置であることを特徴とするものである。
【0013】
請求項5に記載の発明では、出力軸(127)の回転と連動して回転する可動ストッパ(160)を固定ストッパ(5a)に衝突させることにより、直流モータ(110)の回転を機械的に停止させ、さらに、所定回転角度は、直流モータ(110)を停止させるときに、可動ストッパ(160)が慣性でオーバランする回転角度より大きい回転角度であることを特徴とする。
【0014】
これにより、直流モータ(110)の制御時に、仮に可動ストッパ(160)が慣性でオーバランしても可動ストッパ(160)と固定ストッパ(5a)とが衝突してしまうことを防止できるので、可動ストッパ(160)及び固定ストッパ(5a)の機械的強度が低下することを防止できる。
【0015】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0016】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る電動アクチュエータシステム(以下、アクチュエータと略す。)100を車両用空調装置のエアミックドア1の駆動装置に適用したものであり、図1は車両用空調装置の模式図であり、図2はアクチュエータの外観図である。
【0017】
ここで、エアミックスドア1とは、車両用空調装置において、エンジン2の冷却水を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータコア3を迂回して流れる風量を調節することにより室内に吹き出す空気の温度を調節するものである。
【0018】
なお、ヒータコア3及び蒸発器4等の熱交換器やエアミックスドア1等は樹脂製の空調ケーシング5内に収納されており、アクチュエータ100は、空調ケーシング5にネジ等の締結手段により固定されている。
【0019】
次に、アクチュエータ100について述べる。
【0020】
図2はアクチュエータ100の外観図であり、図3はアクチュエータ100の構成図である。そして、図3中、直流モータ110は車両に搭載されたバッテリに直結されて電力を得て回転するものであり、減速機構120はモータ110から入力された回転力を減速してエアミックスドア1に向けて出力する変速機構である。なお、直流モータ110及び減速機構120等の回転駆動する機構部を駆動部130と呼ぶ。
【0021】
因みに、減速機構120は、モータ110の出力軸111に圧入されたウォーム121、このウォーム121と噛み合うウォームホィール122、及び複数枚の平歯車123、124からなる歯車列であり、出力側に位置する最終段歯車(出力側歯車)126には、出力軸127が設けられている。
【0022】
なお、アクチュエータ用のケーシング140は駆動部130を収納するととともに、後述するブラシ(電気接点)155〜157が固定されたケーシングである。
【0023】
ところで、減速機構120のうち、直流モータ110により直接駆動される入力歯車(ウォーム121)より出力側(出力軸127)には、図3〜6(特に、図6参照)に示すように、パルスパターンプレート(以下、パターンプレートと呼ぶ。)153が設けられており、このパターンプレート153は、円周方向に交互に並んだ導電部151a、152a及び非導電部151b、152bからなる第1、2パルスパターン151、152が設けられたもので、出力軸127と一体的に回転する。
【0024】
このとき、導電部151a、152aの円周角α1、α2及び非導電部151b、152bの円周角β1、β2を互いに等しくするとともに、第1パルスパターン151の位相を第2パルスパターン152の位相に対して円周角α1、α2(=円周角β1、β2)の略1/2ずらしている。
【0025】
なお、第1、2パルスパターン151、152は電気的に繋がっており、第1、2パルスパターン151、152は、両パルスパターン151、152より内周側に設けられたコモンパターン(共通導電部パターン)154と電気的に繋がって、後述するブラシ157を介してバッテリの負極側に電気的に繋がっている。
【0026】
一方、図5のケーシング140側には、バッテリの正極側に接続された銅系導電材料製の第1〜3ブラシ(電気接点)155〜157が固定されており、第1ブラシ155は第1パルスパターン151に接触し、第2ブラシ156は第2パルスパターン152に接触し、第3ブラシ157はコモンパターン154に接触するように構成されている。
【0027】
なお、本実施形態では、第1〜3ブラシ155〜157とパターンプレート153との接点を2点以上(本実施形態では、4点)とすることにより、第1〜3ブラシ155〜157と導電部151a、152a(コモンパターン154を含む。)との電気接続を確実なものとしている。
【0028】
また、図2に示すように、出力軸127には、エアミックスドア1を揺動させるリンクレバー160が圧入固定されているとともに、空調ケーシング5には、リンクレバー160を衝突させるためのストッパ5aが設けられている。
【0029】
次に、アクチュエータ100の概略作動を述べる。
【0030】
図7はモータ制御手段をなすアクチュエータ100の電気制御回路200を示す模式図であり、この電気制御回路200は直流モータ110を駆動するモータ駆動回路210、並びにパターンプレート153で発生するパルス信号に基づいて出力軸127の回転角及び回転の向きを検出する回転角度検出手段をなす回転角度検出器220、各種制御情報を記憶するEEPROM等の記憶回路230等から構成されている。
【0031】
なお、電気制御回路200には、イグニッションスイッチがオンであるかオフであるかを示す信号電圧及びバッテリからの電力が供給されている。
【0032】
そして、直流モータ110が回転して出力軸127、つまりパターンプレート153が回転すると、第1、2ブラシ155、156と導電部151a、152aとが接触する通電(ON)状態、及び第1、2ブラシ155、156と非導電部151b、152bとが接触する非通電(OFF)状態が相互に周期的に発生する。
【0033】
したがって、第1、2ブラシ155、156には、図8に示すように、直流モータ110が所定角度回転する毎にA相及びB相のパルス信号が発生するので、このパルス信号を回転角度検出器220にて数えることにより出力軸127の回転角度を検出することができる。
【0034】
なお、上述の説明から明らかなように、本実施形態では、第1、2ブラシ155、156とパターンプレート153とにより出力軸127が所定角度回転する毎にパルス信号を発するパルス発生器158(図7参照)を構成している。
【0035】
また、第1パルスパターン151の位相と第2パルスパターン152の位相とがずれているため、パルス発生器158では、第1パルスパターン151と第1ブラシ155とにより発生するパルス信号(以下、このパルス信号をA相パルスと呼ぶ。)と、第2パルスパターン152と第2ブラシ156とにより発生するA相パルス対して位相のずれたパルス信号(以下、このパルス信号をB相パルスと呼ぶ。)とが発生する。
【0036】
このため、本実施形態では、A相パルス及びB相パルスのうちいずれの信号が先に回転角度検出器220に入力されるかによって、直流モータ110(出力軸127)の回転方向を検出している。
【0037】
また、直流モータ110の回転量、つまり出力軸127の回転量を制御するに当たっては、図2のリンクレバー160を空調ケーシング5に固定されたストッパ5aに衝突させて直流モータ110の回転を機械的に停止させた位置を原点位置として記憶し、その後は、バッテリが外れた場合及びパルス信号に異常が発生した場合を除き、原点位置からずれた位置、すなわち本実施形態では、原点位置から2パルス戻した位置を作動基準として直流モータ110を制御する。
【0038】
因みに、この原点位置から戻す量は、モータ停止時のオーバラン量、並びにストッパ5aにリンクレバー160が衝突したときのリンクレバー160及びストッパ5aの撓み量を考慮したパルス数とする。
【0039】
すなわち、リンクレバー160を停止位置(作動基準)で止める場合、リンクレバー160の作動慣性で停止位置を超えてオーバランしてしまうことが考えられる。つまり、本実施形態における2パルスは、モータ停止制御後にリンクレバー160がオーバランする量の最大値を見込んだずらし量である。
【0040】
そして、このずらし量を設定することにより、通常作動時に可動ストッパをなすリンクレバー160がオーバランして固定ストッパをなすストッパ5aに衝突して停止することが防止できるので、衝突停止による衝撃及びその後のクリープ状態を回避することができ、樹脂部品の強度低下を防ぐことができる。
【0041】
なお、電気抵抗値の変化(電圧変化)を検出して回転角度を検出する回転角度検出装置では、こような僅かな量を戻して制御するといったことは困難であるが、パルス数を数えることにより回転角度を検出する回転角度検出装置では、こような僅かな量を戻して制御するといったこと比較的容易に行うことができるので、比較的コストの安い回転角度検出装置にて本実施形態を実現することができる。
【0042】
ところで、図9はアクチュエータ100、つまり直流モータ110の制御を示すサブルーチンフローチャートであり、図示しないメインルーチンで車両のイグニッションスイッチのオン−オフを監視し、イグニッションスイッチが投入されている場合には、バッテリを接続した後、初めてイグニッションスイッチが投入されたか否かを記憶回路230に記憶されフラグに基づいて判定し(S110)、バッテリを接続した後、初めてイグニッションスイッチが投入された場合には、リンクレバー160をストッパ5aに衝突させて直流モータ110の回転を機械的に停止させた位置を原点位置として記憶し、原点位置からずれた位置を作動基準として目標位置(目標回転角)となるように直流モータ110を制御する(S120〜S190)。
【0043】
なお、このとき、S150を省略してもよい。つまりS150でリンクレバー160が作動基準で止まらず、そのままS160〜S180において目標位置まで動いて戻りきるときのみ作動基準で止まるようにしてもよい。
【0044】
因みに、本実施形態では、パルス信号の変化が停止したときに、リンクレバー160がストッパ5aに衝突したものと判定している。
【0045】
一方、バッテリを接続した後、初めてイグニッションスイッチが投入された場合でないときには、初期位置設定ステップ(S120〜S150)を行うことなく、原点位置からずれた位置を作動基準として目標位置となるように直流モータ110を制御する(S160〜S190)。
【0046】
また、イグニッションスイッチがオフされた場合であっても、バッテリを接続した後、初めてイグニッションスイッチがオフされた場合には、バッテリ電源チャタリング時の誤作動を修正するため、初期位置設定ステップ(S120〜S150)と同様に初期位置設定ステップ(S200〜S230)を行う。
【0047】
なお、バッテリ電源チャタリング時の誤作動とは、バッテリを交換するとき等バッテリ接続時に、一時的な電源の接続遮断(チャタリング)が発生して電気制御回路200の作動が不安定なときに原点位置や作動基準を記憶してしまうことを言う。
【0048】
また、リンクレバー160を原点位置で停止させたまましておくと、樹脂のクリープ現象によりリンクレバー160及びストッパ5aの強度が低下するので、S230は省略すべきでない。
【0049】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0050】
直流モータ110は、周知のごとく、ステッピングモータに比べて出力トルクが大きいので、駆動電流を増大させる又はロータを大きくする等の手段を講じる必要がなく、アクチュエータ100及びモータ駆動回路210の電流容量を大型にする必要がない。
【0051】
また、減速機構の減速比を大きくすることなく、出力軸127における出力トルクを増大させることができるので、直流モータ110の回転数を低くすることができ、振動や騒音を低減することができる。
【0052】
また、原点位置を記憶後、所定パルス数戻すので、リンクレバー160とストッパ5aが衝突して両者160、5aに過大な応力が作用したまま、その状態が保持されることを防止できる。
【0053】
したがって、ストッパ5aやリンクレバー160等の樹脂部品がクリープして強度が低下してしまうことを防止できるので、アクチュエータ100及び空調装置の耐久性を向上させることができる。
【0054】
また、パルス信号に基づいて出力軸127の回転位置を検出するので、ポテンショメータにて出力軸127の回転位置を検出する場合に比べて位置検出精度を高めることができる。延いては、エアミックスドア1を精度良く制御することができるので、空調装置の温度制御特性を向上させることができる。
【0055】
(第2実施形態)
第1実施形態では、パルス信号の変化が停止したときに、リンクレバー160がストッパ5aに衝突したものと判定したが、本実施形態は、図10に示すように、図9のS130及びS210を廃止し、リンクレバー160をストッパ5a側に回転させる信号(電流)を直流モータ110に所定時間だけ通電し、その所定時間が経過した時のリンクレバー160の位置を原点位置として記憶するものである。
【0056】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、位相の異なる2種類のパルス信号を発生させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、1種類又は3種類以上のパルス信号を発生させてもよい。
【0057】
また、上述の実施形態では、エアミックスドア1に本発明に係る電動アクチュエータシステムを適用したが、本発明は吹出モード切換ドア等のその他の可動部材に対しても適用することができる。
【0058】
また、上述の実施形態では、摺動接点方式の位置検出装置を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光学式のエンコーダ等のその他の位置検出装置にも適用することができる。
【0059】
上述の実施形態では、図7に示すように、出力軸127にパルス発生器158を設け、出力軸127の回転に連動してパルスが発生するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばパルス発生器のパターンプレート153を回転させるために、出力軸127よりも更に減速した回転部を設けパルス信号を発生させてもよい。
【0060】
また、上述の実施形態では、プリント基板にてパターンプレート153を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば減速機120を構成する歯車に直接導電部材をメッキする、又は金属板をプレス成形する等してパターンプレート153を構成してもよい。
【0061】
また、上述の実施形態では、両パルスパターン151、152より内周側に設けられたコモンパターン(共通導電部パターン)154を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、両パルスパターン151、152より外周側にコモンパターン154を設ける、又は両パルスパターン151、152間にコモンパターン154を設ける等してもよい。
【0062】
また、上述の実施形態では、車両用空調装置に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両用空調装置の模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る電動アクチュエータの外観図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係る電動アクチュエータの模式図である。
【図4】(a)は本発明の第1実施形態に係るパルスプレートの正面図であり、(b)は(a)の側面図である。
【図5】図3のA−A断面図である。
【図6】本発明の第1実施形態に係るパルスプレートの拡大図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る電動アクチュエータの制御回路を示す模式図である。
【図8】本発明の第1実施形態に係る電動アクチュエータのパルス信号チャートである。
【図9】本発明の第1実施形態に係る電動アクチュエータの制御フローチャートである。
【図10】本発明の第2実施形態に係る電動アクチュエータの制御フローチャートである。
【符号の説明】
100…電動アクチュエータ、110…直流モータ、120…減速機、
127…出力軸、151…第1パルスパターン、
152…第2パルスパターン、153…パターンプレート、
154…コモンパターン、155…第1ブラシ、156…第2ブラシ、
157…第3ブラシ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric actuator system, and is effective when applied to an electric actuator system that drives a movable member such as an air mix door or a mode switching door of a vehicle air conditioner.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
In the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-18403, a stopper is provided in the output gear and the casing, a position where both stoppers collide is stored as an origin position, and a position deviated from the origin position is set as an operation reference and a stepping motor is used. Is controlling.
[0003]
However, a stepping motor has a small output torque, and in order to increase the output torque, it is necessary to take measures such as increasing the drive current or increasing the rotor, and the current capacity of the electric actuator and the motor drive circuit is increased. Will be invited.
[0004]
In addition, if the reduction ratio of the reduction mechanism is increased, the output torque on the output shaft can be increased. However, since the rotation speed of the stepping motor increases, vibration and noise increase.
[0005]
In view of the above points, the present invention firstly provides a new electric actuator system different from the conventional one, and secondly, increases the output torque of the electric actuator without increasing vibration and noise. Aim.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the output shaft (127) is based on a DC motor (110) and a pulse signal generated according to a rotation angle of the DC motor (110). ), And a motor control means (200) for controlling the operation of the DC motor (110). The motor control means (200) comprises a DC motor (110). The position where the rotation is mechanically stopped is stored as the origin position, and the DC motor (110) is controlled using the position deviated from the origin position as an operation reference.
[0007]
The DC motor (110) has a large output torque and a low cost as compared with a stepping motor, so that it is not necessary to take measures such as increasing the drive current or increasing the size of the rotor. There is no need to increase the current capacity of the power supply.
[0008]
Further, since the output torque of the output shaft (127) can be increased without increasing the reduction ratio of the reduction mechanism, the rotation speed of the DC motor (110) can be reduced, and vibration and noise can be reduced. be able to.
[0009]
Therefore, a new electric actuator system different from the conventional one can be obtained at low cost, and the output torque of the electric actuator can be increased without increasing vibration and noise.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the rotation angle detecting means (220) detects the rotation angle based on two or more types of pulse signals having different phases generated according to the rotation angle. .
[0011]
According to a third aspect of the present invention, when the change of the pulse signal stops, the motor control means stores the origin position on the assumption that the rotation of the DC motor (110) has stopped mechanically. It is.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the position deviated from the origin position is a position returned from the origin position by a predetermined rotation angle detected by the rotation angle detection means (220).
[0013]
According to the fifth aspect of the invention, the movable stopper (160), which rotates in conjunction with the rotation of the output shaft (127), collides with the fixed stopper (5a), thereby mechanically rotating the DC motor (110). When the DC motor (110) is stopped, the predetermined rotation angle is larger than the rotation angle at which the movable stopper (160) overruns due to inertia.
[0014]
This prevents the movable stopper (160) from colliding with the fixed stopper (5a) even if the movable stopper (160) is overrun due to inertia during the control of the DC motor (110). (160) and the mechanical strength of the fixed stopper (5a) can be prevented from lowering.
[0015]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of the respective means are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
In this embodiment, an electric actuator system (hereinafter, abbreviated as an actuator) 100 according to the present invention is applied to a driving device of an aerodynamic door 1 of a vehicle air conditioner, and FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle air conditioner. FIG. 2 is an external view of the actuator.
[0017]
Here, the air mix door 1 refers to the temperature of the air blown into the room by adjusting the amount of air flowing around the heater core 3 that heats the air blown into the room using the cooling water of the engine 2 as a heat source in the vehicle air conditioner. Is to adjust.
[0018]
The heat exchangers such as the heater core 3 and the evaporator 4 and the air mix door 1 are housed in an air-conditioning casing 5 made of resin, and the actuator 100 is fixed to the air-conditioning casing 5 by fastening means such as screws. I have.
[0019]
Next, the actuator 100 will be described.
[0020]
FIG. 2 is an external view of the actuator 100, and FIG. In FIG. 3, a DC motor 110 is directly connected to a battery mounted on a vehicle to rotate by obtaining electric power, and a speed reduction mechanism 120 reduces the rotational force input from the motor 110 to rotate the air mixing door 1. This is a speed change mechanism that outputs power toward. In addition, a mechanism unit that rotationally drives the DC motor 110 and the speed reduction mechanism 120 is referred to as a driving unit 130.
[0021]
Incidentally, the speed reduction mechanism 120 is a gear train including a worm 121 pressed into the output shaft 111 of the motor 110, a worm wheel 122 meshing with the worm 121, and a plurality of spur gears 123 and 124, and is located on the output side. An output shaft 127 is provided on the last stage gear (output side gear) 126.
[0022]
The casing 140 for the actuator is a casing that houses the drive unit 130 and to which brushes (electric contacts) 155 to 157 described later are fixed.
[0023]
By the way, as shown in FIGS. 3 to 6 (particularly, see FIG. 6), on the output side (output shaft 127) of the input gear (worm 121) directly driven by the DC motor 110 in the reduction mechanism 120, as shown in FIGS. A pattern plate (hereinafter, referred to as a pattern plate) 153 is provided. The pattern plate 153 includes first and second conductive portions 151a and 152a and non-conductive portions 151b and 152b alternately arranged in a circumferential direction. It is provided with pulse patterns 151 and 152 and rotates integrally with the output shaft 127.
[0024]
At this time, the circumferential angles α1, α2 of the conductive portions 151a, 152a and the circumferential angles β1, β2 of the non-conductive portions 151b, 152b are made equal to each other, and the phase of the first pulse pattern 151 is changed to the phase of the second pulse pattern 152. With respect to the circumferential angles α1, α2 (= circumferential angles β1, β2).
[0025]
The first and second pulse patterns 151 and 152 are electrically connected to each other, and the first and second pulse patterns 151 and 152 are common patterns (common conductive portions) provided on the inner peripheral side of the both pulse patterns 151 and 152. (Pattern) 154, and is electrically connected to the negative electrode side of the battery via a brush 157 described later.
[0026]
On the other hand, the first to third brushes (electric contacts) 155 to 157 made of a copper-based conductive material connected to the positive electrode side of the battery are fixed to the casing 140 in FIG. The second brush 156 is in contact with the pulse pattern 151, the second brush 156 is in contact with the second pulse pattern 152, and the third brush 157 is in contact with the common pattern 154.
[0027]
In this embodiment, the number of contacts between the first to third brushes 155 to 157 and the pattern plate 153 is two or more (four in this embodiment), so that the first to third brushes 155 to 157 are electrically conductive. The electrical connection with the parts 151a and 152a (including the common pattern 154) is ensured.
[0028]
As shown in FIG. 2, a link lever 160 for swinging the air mix door 1 is press-fitted and fixed to the output shaft 127, and a stopper 5a for causing the link lever 160 to collide with the air-conditioning casing 5. Is provided.
[0029]
Next, a schematic operation of the actuator 100 will be described.
[0030]
FIG. 7 is a schematic diagram showing an electric control circuit 200 of the actuator 100 serving as a motor control means. The electric control circuit 200 is based on a motor drive circuit 210 for driving the DC motor 110 and a pulse signal generated by the pattern plate 153. A rotation angle detector 220 for detecting a rotation angle and a rotation direction of the output shaft 127, and a storage circuit 230 such as an EEPROM for storing various control information.
[0031]
The electric control circuit 200 is supplied with a signal voltage indicating whether an ignition switch is on or off and power from a battery.
[0032]
When the DC motor 110 rotates and the output shaft 127, that is, the pattern plate 153 rotates, the first and second brushes 155 and 156 and the conductive portions 151a and 152a come into contact with each other, and the first and second brushes 155 and 156 contact each other. Non-energized (OFF) states in which the brushes 155 and 156 and the non-conductive portions 151b and 152b are in contact with each other periodically occur.
[0033]
Therefore, the first and second brushes 155 and 156 generate A-phase and B-phase pulse signals each time the DC motor 110 rotates a predetermined angle as shown in FIG. The rotation angle of the output shaft 127 can be detected by counting by the device 220.
[0034]
As is apparent from the above description, in the present embodiment, the pulse generator 158 (see FIG. 9) that generates a pulse signal every time the output shaft 127 rotates by a predetermined angle by the first and second brushes 155 and 156 and the pattern plate 153. 7).
[0035]
Further, since the phase of the first pulse pattern 151 and the phase of the second pulse pattern 152 are shifted, the pulse generator 158 generates a pulse signal generated by the first pulse pattern 151 and the first brush 155 (hereinafter referred to as a pulse signal). A pulse signal is referred to as an A-phase pulse, and a pulse signal having a phase shifted from the A-phase pulse generated by the second pulse pattern 152 and the second brush 156 (hereinafter, this pulse signal is referred to as a B-phase pulse). ) Occurs.
[0036]
For this reason, in the present embodiment, the rotation direction of the DC motor 110 (output shaft 127) is detected based on which signal of the A-phase pulse and the B-phase pulse is input to the rotation angle detector 220 first. I have.
[0037]
In controlling the amount of rotation of the DC motor 110, that is, the amount of rotation of the output shaft 127, the link lever 160 in FIG. 2 is caused to collide with a stopper 5a fixed to the air-conditioning casing 5 to control the rotation of the DC motor 110 mechanically. Is stored as the origin position, and thereafter, the position deviated from the origin position, that is, in the present embodiment, two pulses from the origin position except when the battery is disconnected and when an abnormality occurs in the pulse signal. The DC motor 110 is controlled using the returned position as an operation reference.
[0038]
Incidentally, the amount of return from the origin position is the number of pulses in consideration of the amount of overrun when the motor is stopped and the amount of bending of the link lever 160 and the stopper 5a when the link lever 160 collides with the stopper 5a.
[0039]
That is, when the link lever 160 is stopped at the stop position (operation reference), it is conceivable that the link lever 160 overruns beyond the stop position due to the inertia of operation. That is, the two pulses in the present embodiment are shift amounts that allow for the maximum value of the amount of overrun of the link lever 160 after the motor stop control.
[0040]
By setting the shift amount, it is possible to prevent the link lever 160 forming the movable stopper from overrunning during normal operation and colliding with the stopper 5a forming the fixed stopper to stop. A creep state can be avoided, and a decrease in the strength of the resin component can be prevented.
[0041]
It should be noted that it is difficult for a rotation angle detection device that detects a change in electric resistance (voltage change) to detect a rotation angle to control by returning such a small amount, but it is necessary to count the number of pulses. In the rotation angle detection device that detects the rotation angle, it is relatively easy to perform control by returning such a small amount. Can be realized.
[0042]
FIG. 9 is a subroutine flowchart showing the control of the actuator 100, that is, the DC motor 110. The main routine (not shown) monitors the on / off state of the ignition switch of the vehicle. When the ignition switch is turned on, After connecting the battery, the storage circuit 230 determines whether or not the ignition switch is turned on for the first time based on the flag (S110). When the ignition switch is turned on for the first time after connecting the battery, the link lever is turned on. The position at which the rotation of the DC motor 110 is stopped mechanically by causing the DC motor 110 to collide with the stopper 5a is stored as the origin position, and the position deviated from the origin position is set as an operation reference to reach the target position (target rotation angle). Control the motor 110 (S120 to S190)
[0043]
At this time, S150 may be omitted. That is, the link lever 160 does not stop at the operation reference in S150, and may stop at the operation reference only when the link lever 160 moves to and returns to the target position in S160 to S180.
[0044]
Incidentally, in the present embodiment, when the change of the pulse signal stops, it is determined that the link lever 160 has collided with the stopper 5a.
[0045]
On the other hand, when the ignition switch is not turned on for the first time after the battery is connected, the initial position setting step (S120 to S150) is not performed, and the direct current is shifted to the target position using the position deviated from the origin position as the operation reference. The motor 110 is controlled (S160 to S190).
[0046]
Even if the ignition switch is turned off, if the ignition switch is turned off for the first time after connecting the battery, the initial position setting step (S120 to S120) is performed to correct a malfunction at the time of battery power chattering. An initial position setting step (S200 to S230) is performed in the same manner as in S150).
[0047]
The malfunction during the battery power chattering means that when the battery is connected, such as when the battery is exchanged, the power supply is temporarily disconnected (chattering) and the operation of the electric control circuit 200 is unstable, and the home position is determined. And that the operation criteria are memorized.
[0048]
Also, if the link lever 160 is stopped at the origin position, the strength of the link lever 160 and the stopper 5a is reduced due to the creep phenomenon of the resin, so that S230 should not be omitted.
[0049]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
[0050]
As is well known, the DC motor 110 has a larger output torque than the stepping motor, so that it is not necessary to take measures such as increasing the drive current or increasing the rotor, and the current capacity of the actuator 100 and the motor drive circuit 210 is reduced. There is no need to make it large.
[0051]
Further, since the output torque of the output shaft 127 can be increased without increasing the reduction ratio of the reduction mechanism, the rotation speed of the DC motor 110 can be reduced, and vibration and noise can be reduced.
[0052]
In addition, since the number of pulses is returned after the origin position is stored, it is possible to prevent the link lever 160 and the stopper 5a from colliding with each other and maintaining the state while an excessive stress is applied to the both 160 and 5a.
[0053]
Accordingly, it is possible to prevent the resin parts such as the stopper 5a and the link lever 160 from creeping and reducing the strength, and thus it is possible to improve the durability of the actuator 100 and the air conditioner.
[0054]
Further, since the rotation position of the output shaft 127 is detected based on the pulse signal, the position detection accuracy can be improved as compared with the case where the rotation position of the output shaft 127 is detected by a potentiometer. As a result, the temperature of the air mix door 1 can be accurately controlled, so that the temperature control characteristics of the air conditioner can be improved.
[0055]
(2nd Embodiment)
In the first embodiment, when the pulse signal stops changing, it is determined that the link lever 160 has collided with the stopper 5a. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, S130 and S210 in FIG. A signal (current) for rotating the link lever 160 toward the stopper 5a is supplied to the DC motor 110 for a predetermined time, and the position of the link lever 160 when the predetermined time has elapsed is stored as the origin position. .
[0056]
(Other embodiments)
In the above embodiment, two types of pulse signals having different phases are generated. However, the present invention is not limited to this, and one type or three or more types of pulse signals may be generated.
[0057]
Further, in the above embodiment, the electric actuator system according to the present invention is applied to the air mix door 1, but the present invention can be applied to other movable members such as a blow mode switching door.
[0058]
Further, in the above-described embodiment, the present invention has been described by taking the position detecting device of the sliding contact type as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to other position detecting devices such as an optical encoder. Can also be applied.
[0059]
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 7, the pulse generator 158 is provided on the output shaft 127 to generate a pulse in association with the rotation of the output shaft 127, but the present invention is not limited to this. Instead, for example, in order to rotate the pattern plate 153 of the pulse generator, a rotating unit that is further decelerated than the output shaft 127 may be provided to generate a pulse signal.
[0060]
Further, in the above-described embodiment, the pattern plate 153 is configured by a printed circuit board, but the present invention is not limited to this. The pattern plate 153 may be formed by pressing a plate.
[0061]
Further, in the above-described embodiment, the common pattern (common conductive portion pattern) 154 provided on the inner peripheral side of both the pulse patterns 151 and 152 is provided. However, the present invention is not limited to this. The common pattern 154 may be provided on the outer peripheral side of the patterns 151 and 152, or the common pattern 154 may be provided between the pulse patterns 151 and 152.
[0062]
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the vehicle air conditioner, but the application of the present invention is not limited to this.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle air conditioner.
FIG. 2 is an external view of the electric actuator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of the electric actuator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a front view of a pulse plate according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a side view of FIG.
FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3;
FIG. 6 is an enlarged view of a pulse plate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a control circuit of the electric actuator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a pulse signal chart of the electric actuator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a control flowchart of the electric actuator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a control flowchart of an electric actuator according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100: electric actuator, 110: DC motor, 120: reducer,
127: output shaft, 151: first pulse pattern,
152: second pulse pattern, 153: pattern plate,
154: common pattern, 155: first brush, 156: second brush,
157: Third brush.

Claims (5)

直流モータ(110)と、
前記直流モータ(110)の回転角度に応じて発生するパルス信号に基づいて出力軸(127)の回転角度を検出する回転角度検出手段(220)と、
前記直流モータ(110)を作動を制御するモータ制御手段(200)とを有し、
前記モータ制御手段(200)は、前記直流モータ(110)の回転を機械的に停止させた位置を原点位置として記憶するとともに、前記原点位置からずれた位置を作動基準として前記直流モータ(110)を制御することを特徴とする電動アクチュエータシステム。
A DC motor (110);
Rotation angle detection means (220) for detecting the rotation angle of the output shaft (127) based on a pulse signal generated according to the rotation angle of the DC motor (110);
Motor control means (200) for controlling the operation of the DC motor (110),
The motor control means (200) stores a position where the rotation of the DC motor (110) is mechanically stopped as an origin position, and uses the position deviated from the origin position as an operation reference for the DC motor (110). An electric actuator system characterized by controlling:
前記回転角度検出手段(220)は、回転角度に応じて発生する位相の異なる2種類以上のパルス信号に基づいて回転角度を検出することを特徴とする請求項1に記載の電動アクチュエータシステム。The electric actuator system according to claim 1, wherein the rotation angle detection means (220) detects the rotation angle based on two or more types of pulse signals having different phases generated according to the rotation angle. 前記モータ制御手段は、前記パルス信号の変化が停止したときに、前記直流モータ(110)の回転が機械的に停止したものとして前記原点位置を記憶することを特徴とする請求項1又は2に記載の電動アクチュエータシステム。3. The motor control unit according to claim 1, wherein when the pulse signal stops changing, the rotation of the DC motor is mechanically stopped and the origin position is stored. 4. An electric actuator system as described. 前記原点位置からずれた位置は、前記回転角度検出手段(220)で検出された所定回転角度だけ前記原点位置から戻された位置であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電動アクチュエータシステム。The position deviated from the origin position is a position returned from the origin position by a predetermined rotation angle detected by the rotation angle detection means (220). 3. The electric actuator system according to claim 1. 前記出力軸(127)の回転と連動して回転する可動ストッパ(160)を固定ストッパ(5a)に衝突させることにより、前記直流モータ(110)の回転を機械的に停止させ、
さらに、前記所定回転角度は、前記直流モータ(110)を停止させるときに前記可動ストッパ(160)が慣性でオーバランする回転角度より大きい回転角度であることを特徴とする請求項4に記載の電動アクチュエータシステム。
By causing a movable stopper (160) that rotates in conjunction with the rotation of the output shaft (127) to collide with a fixed stopper (5a), the rotation of the DC motor (110) is mechanically stopped,
The electric motor according to claim 4, wherein the predetermined rotation angle is a rotation angle larger than a rotation angle at which the movable stopper (160) overruns due to inertia when the DC motor (110) is stopped. Actuator system.
JP2002165872A 2002-06-06 2002-06-06 Electric actuator system Pending JP2004009881A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002165872A JP2004009881A (en) 2002-06-06 2002-06-06 Electric actuator system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002165872A JP2004009881A (en) 2002-06-06 2002-06-06 Electric actuator system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004009881A true JP2004009881A (en) 2004-01-15

Family

ID=30433608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002165872A Pending JP2004009881A (en) 2002-06-06 2002-06-06 Electric actuator system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004009881A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100588415B1 (en) 2004-06-17 2006-06-09 동아전기부품 주식회사 Actuator control method of an air conditioning system for car and apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07298689A (en) * 1994-04-26 1995-11-10 Calsonic Corp Drive controller of motor actuator
JPH0816251A (en) * 1994-07-04 1996-01-19 Sutatsuku Syst:Kk Method for controlling electric driven stage
JPH10211815A (en) * 1997-01-30 1998-08-11 Denso Corp Door driver

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07298689A (en) * 1994-04-26 1995-11-10 Calsonic Corp Drive controller of motor actuator
JPH0816251A (en) * 1994-07-04 1996-01-19 Sutatsuku Syst:Kk Method for controlling electric driven stage
JPH10211815A (en) * 1997-01-30 1998-08-11 Denso Corp Door driver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100588415B1 (en) 2004-06-17 2006-06-09 동아전기부품 주식회사 Actuator control method of an air conditioning system for car and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6536465B2 (en) Shift range control device
US20060164030A1 (en) Motor actuator
JP2015111971A (en) Control device and shift by wire system using the same
JP2015129582A (en) Control device and shift-by-wire system using the same
JP2007001368A (en) Electric actuator system
JP3807352B2 (en) Electric actuator system
JP4269878B2 (en) Electronic control unit
WO2004073154A1 (en) Motor control method and motor controller
JP2004009881A (en) Electric actuator system
JP3885777B2 (en) Electric actuator system
JP4298991B2 (en) Wiper device control method, wiper device, and motor with speed reduction mechanism
JP4277484B2 (en) Electric actuator system
JP3861755B2 (en) Electric actuator
JP4356447B2 (en) Electric actuator system and vehicle air conditioner.
JP3876847B2 (en) Electric actuator system
JP2007151376A (en) Method of detecting origin of output shaft in motor actuator, and method of determining abnormality of the same
JP4483526B2 (en) Electric actuator
JP2013187966A (en) Motor controller
JP2006298170A (en) Electric actuator system, and vehicular air-conditioner
JP3941725B2 (en) Electric actuator system
JP2006262641A (en) Servomotor and servomotor driving device
JP7287330B2 (en) motor controller
JP2024057264A (en) Motor Control Device
JP3855948B2 (en) Actuator system
WO2024070464A1 (en) Motor control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040623

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060814

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060912

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061212

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070508