JP2004215488A - 電動アクチュエータシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 回転角度検出器220が、イニシャライズパターンのパルス信号を検出したとき、モータ駆動回路210により直流モータ110への給電を停止することにより直流モータ110の回転を電気的に規制することにより、機械的規制手段でロックさせずに初期化設定を行うことができる。これに伴い、例えば、ストッパ等の撓み量のバラツキと無関係で、初期化設定を行うことができるので、初期化設定での停止位置精度を向上させることができる。
【選択図】 図9
Description
ところで、近年、車両駐停車時、つまりイグニッションスイッチを遮断しているときに、バッテリから車載電気機器に供給される暗電流の消費を抑制するために、イグニッションスイッチを遮断した後、所定時間が経過した時にバッテリから車載電気機器への電力供給を停止する車両が増加傾向にある。
本実施形態は、本発明に係る電動アクチュエータ(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スドアの駆動装置に適用したものである。
第1実施形態では、パルスが停止したとき及びパルス飛びが発生したときには、その旨を記憶回路230に記憶し、イグニッションスイッチが遮断された後、直ぐに初期値設定を行ったが、本実施形態は、図13、14に示すように、パルスが停止したとき及びパルス飛びが発生したときには、発生後、直ぐに初期位置設定を行うものである。(S191、S221参照)。
第1実施形態では、パルスが停止したとき及びパルス飛びが発生したときには、その旨を記憶回路230に記憶し、イグニッションスイッチが遮断された後、直ぐに初期値設定を行ったが、本実施形態は、図15、16に示すように、パルスが停止したとき及びパルス飛びが発生したときには、その旨を記憶回路230に記憶し、イグニッションスイッチが遮断された後、所定時間経過後に初期値設定を行うものである。
本実施形態は、図17に示すように、複数個のアクチュエータ100及び制御装置をデータ通信によるネットワークで繋ぎ、電気配線の本数を減少させた電動アクチュエータに本発明を適用したものである。
上述の第1実施形態では、エアミックスドア1(図1参照)の回転角度を制御するために、パルス発生器158(図7参照)から出力されるA相、B相のパルス信号(「00」、「01」、「11」、「10」)を数えて出力軸127の回転角度を検出するとともに、パルス発生器158から出力されるイニシャライズパターンの2相パルス信号(「00」→「11」→「00」)を検出したとき直流モータ110を停止してその停止位置を原点位置として記憶する例について説明した(図19参照)。
本第6実施形態では、図24に示すように、電子制御装置500および複数個のアクチュエータ100をデータ通信によるネットワークで接続して、電子制御装置500が各アクチュエータ100を多重通信にてそれぞれ制御することにより、初期化設定の実行時と通常作動時とでイニシャライズパターンの認識を区別する例について説明する。
上述の第6実施形態では、電子制御装置500が、イニシャライズフラグ信号を電気制御回路200に送信して対応電気制御回路200に対して初期化設定の実施/不実施を指示する例を示した。
上述の第7実施形態では、イニシャライズ開始時(つまり、初期化設定の開始時)において、まず、A/B相のパルス状態を読み出し、その値をもとに図26の特性表を参照してイニシャライズパターンのパルス信号の検出時の現在位置を決定する。この場合、この現在位置を決定するにあたっては、直流モータ110が停止していることが条件となる。
上述の第5〜8実施形態においては、イニシャライズ方向が予め決定されており、図23(b)の例では、FACE付近にて(つまり、ストッパ5aの近くにて)停止している場合にてイニシャライズ方向をストッパ5aとして、初期化設定(イニシャライズ)を開始すると、ストッパ5aで必ずロックすることになり、頻繁に行なわれた場合は直流モータ110やストッパ5a等の破損が心配となる。
上述第5〜9実施形態では、イニシャライズパターンのパルス信号を検出、または無視する方法について述べたが、イニシャライズパターンのパルス信号としては、接点ブラシ155〜157及びパターンプレート153の間の機械的接点を基に発生するものであるため、接点ブラシ155〜157及びパターンプレート153パターンが磨耗したり、チャタリングや異物混入により所望のパルス出力が得られない場合や、上述の第6、7実施形態に示す如く、電子制御装置500及び対応電気制御回路200間で通信を行なうため、電気ノイズにより通信情報に誤りが生じたりした場合に、イニシャライズパターンのパルス信号が検出できない状況が考えられる。
イニシャライズパターンのパルス信号の検出に失敗したと判定して、直流モータ110を停止させる。
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、イニシャライズパターンとしては、2相のパルス信号が同時にローレベル信号→ハイレベル信号→ローレベル信号(「00」→「11」→「00」)というように切り替わるパターンを用いたが、これに代えて、ハイレベル信号→ローレベル信号→ハイレベルレベル信号(「11」→「00」→「11」)というように切り替わるパターンを用いてもよい。さらに、図18に示すように、イニシャライズパターンとしては、2相のパルス信号が同時にローレベル信号→ハイレベル信号(「00」→「11」)というように切り替わるパターンを用いるようにしてもよい。この場合、第3接点ブラシ157と導電部154aとが接触する通電(ON)状態にしておき、第1、2接点ブラシ155、156と導電部151a、152aとが接触する通電(ON)状態から、同時に、非通電(OFF)状態(第1、2接点ブラシ155、156と非導電部151b、152bとが接触している状態)に切り替わるようにしておく。
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…パルスパターンプレート、
154…コモンパターン、155…第1接点ブラシ、156…第2接点ブラシ、
157…第3接点ブラシ。
Claims (36)
- 電動モータ(110)と、
前記電動モータの回転に応じて、パルス信号を発生するパルス発生部(153、155乃至157)と、
前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、回転軸の回転角度を検出する回転角度検出手段(220)と、を有する電動アクチュエータシステムであって、
前記パルス発生部は、前記電動モータの回転に応じて、前記回転の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するものであり、
前記初期化パターンのパルス信号を検出したとき、前記電動モータの回転を電気的に規制する規制手段(S120)を有することを特徴とする電動アクチュエータシステム。 - 前記初期化パターンは、前記回転角度検出手段で回転角度の検出に用いられるパルス信号のパターンとは、異なる信号波形の組み合わせとなってい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。
- 前記パルス発生部は、前記初期化パターンのパルス信号として2位相のパルス信号を発生するものであり、
前記初期化パターンは、前記2位相のパルス信号の振幅が同時に変化するパターンであ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。 - 前記初期化パターンは、前記第1及び第2のパルス信号の振幅が同時に二回以上変化するパターンであることを特徴とする請求項3に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記パルス発生部は、電源回路およびグランドの間で並列的に配設され、前記電動モータの回転に基づき個々にスイッチングして前記2位相のパルス信号を発生する第1及び第2のスイッチ手段(158a、158b)を有していることを特徴とする3又は4に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記パルス発生部は、前記第1及び第2のスイッチ手段とグランドとの間でスイッチングする共通スイッチ手段(158c)を有していることを特徴とする5に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記パルス発生部は、前記第1及び第2のスイッチ手段をオン状態に保ちつつ、前記共通スイッチ手段をスイッチングさせることにより、前記第1及び第2のスイッチ手段から前記2位相のパルス信号を発生させるようになっていることを特徴とする6に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期化パターンは、前記2位相のパルス信号の振幅が同時にローレベルからハイレベルに切り替わるとともに、このハイレベルから同時にローレベルに切り替わるパターンであることを特徴とする請求項3乃至7のいずれか1つに記載の電動アクチュエータシステム。
- 電動モータ(110)と、
前記電動モータ(110)の回転角度に応じて、パルス信号を発生するパルス発生部(153、155乃至157)と、
前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、回転軸の回転角度を検出する回転角度検出手段(220)と、を有する電動アクチュエータシステムであって、
前記パルス発生部は、前記電動モータの回転に応じて、前記回転の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するものであり、
前記初期化パターンのパルス信号を検出した位置を原点位置として記憶する初期位置設定手段と、
前記電動モータ(110)の回転角度に応じて発生するパルス信号に異常が発生したときに、前記初期位置設定手段を作動させる初期位置再設定手段と、を備えることを特徴とする電動アクチュエータシステム。 - 前記初期位置再設定手段は、前記パルス信号により決定されるパルス波形に乱れが発生したときに、前記パルス信号に異常が発生したものと判定することを特徴とする請求項9に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置再設定手段は、前記電動モータ(110)に駆動電流が通電されているときであって、前記パルス信号の変化が停止したときに、前記パルス信号に異常が発生したものと判定することを特徴とする請求項9に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置再設定手段は、前記駆動電流を通電し始めてから所定時間が経過した後に、前記パルス信号に異常が発生したか否かの判定を行うことを特徴とする請求項11に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置再設定手段は、前記パルス信号の変化が停止する直前に前記電動モータ(110)が回転していた向きと反対向きに前記電動モータ(110)を回転させる駆動電流を通電した後に、前記初期位置設定手段を作動させることを特徴とする請求項11又は12に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置再設定手段は、前記原点位置に向かう向きと反対向きに前記電動モータ(110)を回転させる駆動電流を通電した後に、前記初期位置設定手段を作動させることを特徴とする請求項11又は12に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置再設定手段は、前記パルス信号に異常が発生したときには、前記電動モータ(110)に電力を供給することを許可する始動許可スイッチが遮断された後、所定時間が経過したときに前記初期位置設定手段を作動させることを特徴とする請求項9ないし14のいずれか1つに記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置再設定手段は、前記パルス信号に異常が発生したときには、前記電動モータ(110)に電力を供給することを許可する始動許可スイッチが遮断された後、直ぐに、前記初期位置設定手段を作動させることを特徴とする請求項9ないし14のいずれか1つに記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置再設定手段は、前記パルス信号に異常が発生したときには、前記パルス信号に異常が発生した時から直ぐに前記初期位置設定手段を作動させることを特徴とする請求項9ないし14のいずれか1つに記載の電動アクチュエータシステム。
- 電動モータ(110)と、
前記電動モータ(110)に電力を供給するバッテリと、
前記電動モータ(110)の回転角度に応じて、パルス信号を発生するパルス発生部(153、155乃至157)と、
前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、回転軸の回転角度を検出する回転角度検出手段(220)と、を有する電動アクチュエータシステムであって、
前記パルス発生部は、前記電動モータの回転に応じて、前記回転の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するものであり、
前記初期化パターンのパルス信号を検出した位置を原点位置として記憶する初期位置設定手段と、
前記電動モータに電力を供給することを許可する始動許可スイッチと、
入力された情報を電力の供給を受けることなく保持することができる記憶装置(230)と、
前記始動許可スイッチが遮断された後、前記バッテリが接続されていることを意味する情報を前記記憶装置(230)に入力するバッテリ情報書き込み手段と、を備えることを特徴とする電動アクチュエータシステム。 - 前記記憶装置(230)は、電気的な処理により上書き可能なEEPROMであることを特徴とする請求項18に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記始動許可スイッチが投入された後、前記記憶装置(230)に入力された前記情報を初期化する情報初期化手段を備えることを特徴とする請求項18又は19に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記始動許可スイッチが投入された後、前記記憶装置(230)に前記情報が保持されていないときに、前記初期位置設定手段を作動させることを特徴とする請求項18ないし20のいずれか1つに記載の電動アクチュエータシステム。
- 可動部(1a、1b、1c)を回転する電動モータ(110)と、
前記電動モータの回転に応じて、パルス信号を発生するパルス発生部(158)と、
前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、回転軸の回転角度を制御する制御手段と、を備える電動アクチュエータシステムであって、
前記パルス発生部は、前記可動部の回転制御範囲内にて、前記電動モータの回転に応じて、前記回転の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するものであり、
前記初期化パターンのパルス信号を検出したとき、前記電動モータの回転を停止させてその停止位置を原点位置として記憶する初期位置設定手段(S404〜S406)を備えており、
前記制御手段は、前記回転角度の制御中にて、前記初期化パターンのパルス信号を検出しても、前記電動モータの回転を維持するようになっていることを特徴とする電動アクチュエータシステム。 - 前記原点位置を記憶することが必要であると判定したとき、フラグデータをセットするセット手段を有しており、
前記フラグデータがセットされている場合には、前記初期化パターンのパルス信号が検出されたとき、前記初期位置設定手段が前記電動モータの回転を停止させて停止位置を原点位置として記憶するものであり、
前記フラグデータがリセットされている場合には、前記制御手段が、前記初期化パターンのパルス信号を検出しても、前記電動モータの回転を維持するようになっていることを特徴とする請求項22に記載の電動アクチュエータシステム。 - 前記初期位置設定手段によって前記電動モータを回転させる方向は、前記初期化パターンのパルス信号の検出確率に基づき決められていることを特徴とする請求項22又は23に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置設定手段によって前記電動モータを回転させる方向は、前記回転制御範囲の両端部の機械的強度によって決められていることを特徴とする請求項22又は23に記載の電動アクチュエータシステム。
- 前記初期位置設定手段は、季節を判定するとともに、この検出される季節に基づき前記電動モータを回転させる方向を決定することを特徴とする請求項22又は23に記載の電動アクチュエータシステム。
- 請求項26に記載の電動アクチュエータシステムが適用される車両用空調装置であって、
車室内の空気温度を検出する車室内温度センサを備えており、
前記初期位置設定手段は、前記車室内温度センサにより検出される空気温度に基づき、前記季節を判定することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項26に記載の電動アクチュエータシステムが適用される車両用空調装置であって、
車室外の空気温度を検出する車室外温度センサを備えており、
前記初期位置設定手段は、前記車室外温度センサにより検出される空気温度に基づき、前記季節を判定することを特徴とする車両用空調装置。 - 車室内の空気温度を検出する車室内温度センサを備えており、
前記初期位置設定手段は、前記車室外温度センサ及び車室内温度センサのそれぞれにより検出される空気温度に基づき、前記季節を判定することを特徴とする請求項28に記載の車両用空調装置。 - 電動モータ(110)と、
前記電動モータの回転に応じて、パルス信号を発生するとともに、前記回転の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するパルス発生部(158)と、
前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、回転軸の回転角度を制御する制御手段と、
前記初期化パターンのパルス信号を検出したとき、前記電動モータの回転を停止させてその停止位置を原点位置として記憶する初期位置設定手段(S404〜S406)と、
前記初期化パターンのパルス信号の検出を失敗したと判定したとき、フェイルセーフを行う位置にて前記電動モータの回転を停止させるフェイルセーフ停止手段と、
を備えることを特徴とする電動アクチュエータシステム。 - 前記フェイルセーフ停止手段は、
前記前記初期位置設定手段により一方向に前記電動モータの回転を回転させても、前記パルス発生部からのパルス信号に基づいて、前記初期化パターンのパルス信号の未検出と判定したとき、前記電動モータの回転を反転させる反転手段と、
前記反転手段により反転される回数が、一定の複数回数を超えるときには、前記初期化パターンのパルス信号の検出を失敗したと判定することを特徴とする請求項30に記載の電動アクチュエータシステム。 - 可動部(1a、1b、1c)を回転する電動モータ(110)と、前記電動モータの回転に応じて、パルス信号を発生するとともに、前記可動部の回転制御範囲内にて、前記回転の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するパルス発生部(158)と、を個々に備える複数の電動アクチュエータ(100)と、
前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、回転軸の回転角度を前記電動アクチュエータ毎に制御する制御手段と、前記初期化パターンのパルス信号を検出したとき、前記電動モータの回転を停止させてその停止位置を原点位置として記憶する初期位置設定手段(S404〜S406)と、を個々に備える複数の電気制御回路(200)と、
前記複数の電気制御回路と通信する電子制御装置(500)と、を有しており、
前記電子制御装置は、前記初期位置設定手段の稼働を指令するためのフラグデータを前記電動アクチュエータ毎にその電気制御回路に送信するものであり、
前記電気制御回路は、前記電子制御装置から所定フラグデータが受信されている場合には、前記初期化パターンのパルス信号を検出しても、前記制御手段により前記電動モータの回転を維持して前記回転角度をそれぞれ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。 - 可動部(1a、1b、1c)を回転する電動モータ(110)と、
前記電動モータの回転に応じて、パルス信号を発生するとともに、前記可動部の回転制御範囲内にて、前記回転の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するパルス発生部(158)と、を個々に備える複数の電動アクチュエータ(100)と、
前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、回転軸の回転角度を前記電動アクチュエータ毎に制御する制御手段と、前記初期化パターンのパルス信号を検出したとき、前記電動モータの回転を停止させてその停止位置を原点位置として記憶する初期位置設定手段(S404〜S406)と、を個々に備える複数の電気制御回路(200)と、
前記複数の電気制御回路と通信する電子制御装置(500)と、を有しており、
前記電子制御装置は、前記複数の電気制御回路のそれぞれに前記電動アクチュエータ毎の現在位置を送信するものであり、
前記複数の電気制御回路は、
前記電子制御装置から現在位置を受信して、かつ、前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、前記受信された現在位置を更新し、この更新される現在位置が予め決められる所定値と一致して、かつ、前記初期化パターンのパルス信号を検出したときだけ、前記初期位置設定手段により前記電動モータの回転を停止させてその停止位置を原点位置としてそれぞれ記憶させるようになっていることを特徴とする電動アクチュエータシステム。 - 前記複数の電動アクチュエータは、
前記回転制御範囲の両端側のそれぞれで機械的に前記電動モータの回転を停止させる第1、第2の停止手段(5a、5b)と、
前記初期位置設定手段が初期化パターンのパルス信号を検出するに先立ち、前記第1の停止手段により前記回転が停止されたと判定した場合、前記電動モータを逆転させる逆転手段と、
前記逆転手段により前記電動モータを逆転させたとき、前記第2の停止手段による回転停止に先だって前記初期化パターンのパルス信号の検出を跨ぐ位置にて前記電動モータを停止させるとともに、その停止位置にて前記受信記憶手段により前記電子制御装置から現在位置を受信する受信手段と、をそれぞれ備えており、
前記受信手段によって前記現在位置が受信された後で前記逆転手段により前記電動モータを逆転させたとき、前記更新される現在位置が前記所定値と一致して、かつ、前記初期化パターンのパルス信号を検出したとき、前記初期位置設定手段により前記電動モータの回転を停止させてその停止位置を原点位置としてそれぞれ記憶させることを特徴とする請求項33に記載の電動アクチュエータシステム。 - 可動部(1a、1b、1c)を回転する電動モータ(110)と、
前記電動モータの回転に応じて、パルス信号を発生するとともに、前記可動部の回転制御範囲内にて、前記回転の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するパルス発生部(158)と、を個々に備える複数の電動アクチュエータ(100)と、
前記パルス発生部から発生されるパルス信号に応じて、回転軸の回転角度を前記電動アクチュエータ毎に制御する制御手段と、前記初期化パターンのパルス信号を検出したとき、前記電動モータの回転を停止させてその停止位置を原点位置として記憶する初期位置設定手段(S404〜S406)と、を個々に備える複数の電気制御回路(200)と、
前記複数の電気制御回路と通信する電子制御装置(500)と、を有しており、
前記電子制御装置は、前記初期化パターンのパルス信号の検出を失敗したと前記電動アクチュエータ毎に判定したとき、前記電動アクチュエータ毎に電気制御回路に対してフェイルセーフを行う位置にて前記電動モータの回転を停止させるように指令することを特徴とする電動アクチュエータシステム。 - 前記電子制御装置は、
前記前記初期位置設定手段により一方向に前記電動モータの回転を回転させても、前記パルス発生部からのパルス信号に基づいて、前記初期化パターンのパルス信号の未検出と前記電動アクチュエータ毎に判定したとき、前記電動アクチュエータ毎の電動モータの回転を反転させる反転手段と、
前記反転手段により反転される回数が、一定の複数回数を超えるときには、前記初期化パターンのパルス信号の検出を失敗したと前記電動アクチュエータ毎に判定することを特徴とする請求項35に記載の電動アクチュエータシステム。
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