JP2004262395A - Electric actuator system - Google Patents

Electric actuator system Download PDF

Info

Publication number
JP2004262395A
JP2004262395A JP2003057077A JP2003057077A JP2004262395A JP 2004262395 A JP2004262395 A JP 2004262395A JP 2003057077 A JP2003057077 A JP 2003057077A JP 2003057077 A JP2003057077 A JP 2003057077A JP 2004262395 A JP2004262395 A JP 2004262395A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
output shaft
resistance element
air
electric
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
JP2003057077A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kinoshita
勉 木下
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.)
Denso Corp
Original Assignee
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2003057077A priority Critical patent/JP2004262395A/en
Publication of JP2004262395A publication Critical patent/JP2004262395A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a value of lock current small by simple constitution and to suppress impact force when locked, in an electric actuator system. <P>SOLUTION: This system has a DC motor 110 to rotate an output shaft 111 by voltage imparted from a battery B. The output shaft 111 is stopped at a first stopping position by a stopper 5a in the state in which the output shaft 111 is normally rotated and power is supplied to the DC motor 110. The output shaft 111 is stopped at a second stopping position by a stopper 5b in the state in which the output shaft 111 is rotated in a reverse direction and power is supplied to the DC motor 110. The system is provided with a resistance element 270 for dividing voltage imparted from the battery B together with the DC motor 110. The resistance element 270 divides voltage imparted from the battery B together with the DC motor 110, and thereby the value of lock current flowing in the DC motor 110 can be made small. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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、車両用空調装置の各種の板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】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、電動アクチュエータシステムとしては、直流モータと、この直流モータの出力軸の回転に伴い回転するレバーとを備え、出力軸を正回転させることにより第1のストッパ部材に突き当ててレバーを第1の停止位置で停止させるとともに、出力軸を逆回転させることにより第2のストッパ部材に突き当ててレバーを第2の停止位置で停止させるようにしたものが提案されている。
【0003】
このようなシステムでは、第1及び第2のストッパ部材でレバーを機械的に停止させているときに、直流モータに電力を供給させ続けると、直流モータの回転停止状態にも関わらず、直流モータにロック電流が流れ、このロック電流により直流モータの寿命を短くさせる可能性があると考えられる。
【0004】
そこで、タイマー回路等を設け、一定期間以降には直流モータへの電力供給を停止させることも考えられるものの、制御回路等の回路構成が複雑になるといった問題が生じる。また、第1及び第2のストッパ部材でレバーを機械的に停止させる時に衝撃が加わり電動アクチュエータシステム及びストッパ部材が破壊し易くなる。
【0005】
本発明は、上記点に鑑み、簡素な構成で直流モータに流れるロック電流を抑えるようにした電動アクチュエータシステムを提供す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、電源装置から電圧が与えられて出力軸を回転させる電動モータを有し、出力軸を正回転させて電動モータに電力が供給された状態にて出力軸を機械的に第1の停止位置で停止させるとともに、出力軸を逆回転させて電動モータに電力が供給された状態にて出力軸を機械的に第2の停止位置で停止させる電動アクチュエータシステムであって、電源装置から与えられる電圧を電動モータとともに分圧するための抵抗素子を備えていることを特徴とする。
【0007】
また、請求項4に記載の発明では、電源装置から電圧が与えられて出力軸を回転させる電動モータを有し、出力軸を回転させて電動モータに電力が供給された状態にて出力軸を機械的に停止位置で停止させる電動アクチュエータシステムであって、電源装置から与えられる電圧を電動モータとともに分圧するための抵抗素子を備えていることを特徴とする。
【0008】
請求項1、4に記載の発明によれば、抵抗素子が、電動モータとともに、電源装置から与えられる電圧を分圧するため、電動モータに流れるロック電流の値を小さくすることができる。このことにより、抵抗素子だけといった簡素な構成で、ロック電流の値を小さくでき、電動モータの寿命が短くなるのを抑制できる。また、ロック電流が小さくなることにより、電動モータのロックトルクを小さくでき、ロック時の衝撃力を抑制することができる。
【0009】
なお、請求項2に記載の発明では、抵抗素子の抵抗値は50Ω〜150Ωの値を用いることが好ましい。
【0010】
具体的には、請求項3に記載の発明のように、請求項1又は2に記載の電動アクチュエータシステムを、車両用空調装置に適用することが好ましい。この場合、請求項3に記載の発明のように、車両用空調装置としては、車室内の空気を導入するための内気導入口と車室外の空気を導入するための外気導入口とを有する空調ケースと、この空調ケースに回転可能に支持され、かつ電動モータの出力軸により回転される切替ドアとを有し、切替ドアは、出力軸が第1の停止位置で機械的に停止されたとき内気導入口を開けて外気導入口を閉じるとともに、出力軸が第2の停止位置で機械的に停止されたとき外気導入口を開けて内気導入口を閉じるようになっていることを特徴とする。
【0011】
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。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の第1実施形態に係る電動アクチュエータシステム(以下、単にアクチュエータという)を、車室内の空気調和を行う車両用空調装置300のエアミックスドアの駆動装置に適用したものである。以下に、車両用空調装置300の概略について図1を用いて説明する。
【0013】
車両用空調装置300は、計器盤内に収納された空調ケース305を備えており、空調ケース305内において、内外気切換ドア307が、ケース305に回転可能に支持されて、アクチュエータ319による駆動のもとに、第1切換位置(図に実線で示す位置)に切り替えられて、空調ケース305内にその外気導入口305aから外気を流入させ、一方第2切換位置(図に破線で示す位置)に切り替えられて、空調ケース305内にその内気導入口305bから車室303内の空気(内気)を流入させる。
【0014】
そして、ブロワ309は、駆動回路321により駆動されるブロワモータ323の回転速度に応じて、外気導入口305aからの外気または内気導入口305bからの内気を空気流としてエバポレータ311に送風し、エバポレータ311は、そのブロワ309から吹き出される空気流を、公知の冷凍サイクルの作動によって循環する冷媒により冷却する。
【0015】
また、エアミックスドア313は、ケース305に回転可能に支持されたもので、アクチュエータ(サーボモータ)325により駆動されて、エバポレータ311から吹き出される冷却空気流をヒータコア315に流入される気流とヒータコア315をバイパスする気流(以下、バイパス冷却気流という)とに分ける。
【0016】
ここで、ヒータコア315に流入される気流は、ヒータコア315内のエンジン冷却水(温水)により加熱されるので、ヒータコア315から温風が吹き出されることになる。これに伴い、ヒータコア315から吹き出される温風とバイパス冷却気流とは混合されて吹出口切換ドア317に向けて流動されることになる。温風とバイパス冷却気流との混合比SW(%)は、エアミックスドア313の開度により決められることになる。
【0017】
また、吹出口切換ドア317は、ケース305に回転可能に支持されたもので、アクチュエータ327による駆動のもとに、フェイスモード時に第1切換位置(図に2点鎖線で示す位置)に切り換えられて、吹出口305cから車室303内の乗員上半身に向けて空気を吹き出させ、フットモード時に第2切換位置(図に破線で示す位置)に切り換えられて、吹出口305dから車室303内の乗員足元に向けて空気を吹き出させ、またバイレベルモード時に第3切換位置(図に実線で示す位置)に切り換えられて、両吹出口305c、305dから空気を吹き出させる。なお、ドア307、313、317は、個々に板状に成形されているものである。
【0018】
電子制御装置330は、車室303内の室内温度Trを検出する内気温センサ331、車室303内に照射される日射強度Tsを検出する日射センサ332、車室外の外気温度Tamを検出する外気温センサ333、制御目標となる車室内の設定温度Tsetを乗員が設定するための温度設定器(温度設定手段)334、等からの出力信号を読み込む。そして、電子制御装置30は、Tr、Ts、Tam、Tsetを予め記憶される数式1に代入して必要吹き出し温度TAOを求め、この必要吹き出し温度TAOを基づきアクチュエータ327およびブロワモータ323を制御する。なお、Kest、Kr、Kam、Ksは、各センサの出力信号のそれぞれゲインで、Cは定数である。
【0019】
【数1】
TAO=Kest・Tset−Kr・Tr−Kam・Tam−Ks・Ts+C
また、電子制御装置330は、走行用エンジンを冷却する冷却水の温度Thを検出する水温センサ335、エバポレータ311から吹き出される冷風の温度(出口温度)Teを検出する出口温センサ336等からの出力信号を読み込むとともに、Te、Th、TAOを予め記憶される数式2に代入して混合比SW(%)を求める。
【0020】
【数2】
SW={(TAO−Te)/(Th−Te)}×100
ここで、混合比SW(%)は、エアミックスドア313の開度と1対1で対応しており、電子制御装置330は、混合比SW(%)に基づき、エアミックスドア313の目標開度を求めるとともに、エアミックスドア313の検出開度を目標開度に近づけるようにアクチュエータ325を制御する。検出開度は、アクチュエータ325に内蔵される開度センサ337によって検出されるものである。
【0021】
次に、内外気切換ドア307を駆動するアクチュエータ319の構成について説明する。
【0022】
図2はアクチュエータ319の外観図であり、アクチュエータ319は、ケーシング140、このケーシング140内に収納された直流モータ(電動モータ)110および減速機構120を備えており、直流モータ110はバッテリ(電源装置)から電力を得て正回転、或いは逆回転するものである。
【0023】
減速機構120は、直流モータ110から入力された回転力を減速してエアミックスドア313に向けて出力する変速機構で、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、125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。
【0024】
また、出力軸127には、内外気切換ドア307を揺動させるリンクレバー160が圧入固定されている。さらには、空調ケース305には、リンクレバー(回転部材)160を、衝突させるためのストッパ(ストッパ部材)5a、5bが設けられている。
【0025】
次に、アクチュエータ313を制御するための電気回路構成について図3を用いて説明する。図3はアクチュエータ313の電子制御装置330を示す模式図である。
【0026】
電子制御装置330は、直流モータ110を正逆回転させるモータ駆動回路210、各種制御情報を記憶するEEPROM等の入力された情報を電力の供給を受けることなく保持できる記憶回路230、モータ駆動回路210を制御するためのCPU240、バッテリBからのバッテリ電圧を一定電圧に変換して回路230、240に出力する定電圧回路260、直流モータ110に直列接続される抵抗素子270とから構成されている。
【0027】
モータ駆動回路210は、リレースイッチ211乃至214から構成されるフルブリッジ回路であり、このフルブリッジ回路は、後述するように直流モータ110に流す電流の向きを切り換える。
【0028】
以上のように構成された本実施形態において、例えば、乗員が操作スイッチ36に対して内気導入モードに切り換えるための操作を行うと、CPU240は、モータ駆動回路210のリレースイッチ211、213をオンし、かつリレースイッチ212、214をオフする。これに伴い、バッテリBからイグニッションスイッチIG、リレースイッチ211、直流モータ110、抵抗素子270、リレースイッチ213を介してグランドに電流が流れる。このため、直流モータ110の出力軸111が正回転する。
【0029】
この直流モータ110の回転は、減速機構120を介して出力軸127に伝えられる。したがって、直流モータ110の回転に伴い出力軸127が回転するので、リンクレバー160が正回転してストッパ5aに突き当てられてる。このことにより、直流モータ110への電力が供給された状態で第1の停止位置にて直流モータ110回転が停止されることになる。
【0030】
このようなリンクレバー160により、内外気切換ドア307が回転して第1切換位置(図1に実線で示す位置)に停止するため、内外気切換ドア307が内気導入口305bを開けて外気導入口305aを閉じることになる。
【0031】
一方、乗員が操作スイッチ36に対して外気導入モードに切り換えるための操作を行うと、CPU240は、モータ駆動回路210のリレースイッチ211、213をオフし、かつリレースイッチ212、214をオンする。これに伴い、バッテリBからイグニッションスイッチIG、リレースイッチ214、抵抗素子270、直流モータ110、リレースイッチ212を介してグランドに電流が流れる。このため、直流モータ110の出力軸111が逆回転する。
【0032】
この直流モータ110の回転は、減速機構120を介して出力軸127に伝えられる。したがって、直流モータ110の回転に伴い出力軸127が逆回転するので、リンクレバー160が逆回転してストッパ5bに突き当てられてる。このことにより、直流モータ110への電力が供給された状態で第2の停止位置にて直流モータ110の回転が停止されることになる。
【0033】
このようなリンクレバー160により、内外気切換ドア307が回転して第2切換位置(図1に破線で示す位置)に停止するため、内外気切換ドア307が外気導入口305aを開けて内気導入口305bを閉じることになる。
【0034】
以上によれば、直流モータ110への電力が供給された状態において第1、2の停止位置にて直流モータ110の回転が停止されているときには、直流モータ110にはロック電流が流れるものの、直流モータ110および抵抗素子270により、バッテリBから印加されるバッテリ電圧が分圧されるので、抵抗素子270を用いない場合に比べて、図4に示すように、ロック電流の値を小さくできる。
【0035】
図4において、縦軸を、直流モータ110の回転をストッパ5a(5b)でロックしたときに流れるロック電流とし、横軸を、抵抗素子270の値として、Gは、抵抗素子270を0Ω〜200Ωで変化させたときのロック電流の変化を示すグラフである。例えば、抵抗素子270が100Ωの場合にはロック電流が0.08Aで、抵抗素子270を用いない場合には0.26Aになるので、100Ωの抵抗素子270を用いる場合には、ロック電流が31%まで低減させることができることが分かる。
【0036】
次に、抵抗素子270の抵抗値の変化に伴う抵抗素子270および直流モータ110に印加される電圧の変化を調べるための実験結果について図5を用いて説明する。
【0037】
図5にて縦軸は直流モータ110、抵抗素子270への印加電圧(V)、横軸は抵抗素子270の抵抗値(Ω)である。そして、S1は直流モータ110の回転作動時にて直流モータ110に印加される電圧(以下、モータ作動時電圧という)を示すグラフ、S2はストッパ5a(5b)により直流モータ110の回転がロックしている時に直流モータ110に印加される電圧を示すグラフである。S3はストッパ5a(5b)により直流モータ110の回転がロックしている時に抵抗素子270に印加される電圧を示すグラフ、S4は直流モータ110の回転作動時にて抵抗素子270に印加される電圧を示すグラフである。
【0038】
ここで、グラフS1に示すように、例えば、抵抗素子270が200Ω以下の場合には、抵抗素子270を用いない場合(すなわち抵抗素子270が0Ωの場合)に比べて、モータ作動時電圧が3(V)低くなる程度である。
【0039】
このため、抵抗素子270を追加しても、図6に示すように、抵抗素子270を0Ω〜200Ωで変化させた場合には直流モータ110の回転数の低下を、1.1(rpm)程度に抑えることができる。図6では、縦軸を、直流モータ110の回転数とし、横軸を抵抗素子270の値として、Hは、抵抗素子270を0Ω〜200Ωで変化させたときの直流モータ110の回転数を示すグラフである。グラフHによれば、抵抗素子270を50Ω〜150Ωの値とすれば、直流モータ110の回転数の低下が僅かで、ロック電流を下げる上で好適である。特に、抵抗素子270が100Ωの場合には、回転数3.4rpmであり、この回転数3.4rpmは、抵抗素子270を用いない場合の回転数4rpmの86%に相当する。このため、抵抗素子270を用いることによる回転数の低下が僅かであることが分かる。
【0040】
また、抵抗素子270を追加した場合、図7に示すように、直流モータ110の消費電力を低下させることができる。図7において、縦軸を電力(W)とし、横軸を抵抗素子270の値とし、K1は抵抗素子270を0Ω〜200Ωで変化させたときの直流モータ110の消費電力、K2は抵抗素子270を0Ω〜200Ωで変化させたときの抵抗素子270の消費電力、K3は抵抗素子270を0Ω〜200Ωで変化させたときの抵抗素子270及び直流モータ110の消費電力を示すグラフである。
【0041】
ここで、グラフK1によれば、抵抗素子270を100Ωとしたときの直流モータ110の消費電力は0.31Wであり、この0.31Wは抵抗素子270を用いない場合の直流モータ110の消費電力:3.1Wの10%に相当し、抵抗素子270の追加により直流モータ110の消費電力が格段に低減したことが分かる。
【0042】
以下、本実施形態の作用効果につき述べる。すなわち、抵抗素子270が、直流モータ110とともに、バッテリBから与えられるバッテリ電圧を分圧するため、直流モータ110に流れるロック電流の値を小さくすることができる。このことにより、抵抗素子だけといった簡素な構成で、ロック電流の値を小さくでき、直流モータの寿命が短くなるのを抑制できる。これに加えて、抵抗素子270を採用しても直流モータ110への印加電圧は僅かであるので、寿命の短化を抑制しつつ、内外気切換ドア307を回転させるためのアクチュエータとしての機能を十分に果たすことができる。また、ロック電流が小さくなることにより、電動モータのロックトルクを小さくでき、ロック時のリンクレバー160によるストッパ5a、5bへの衝撃力を抑制することができる。
【0043】
また、従来、スイッチパターンやブラシを用いて第1、2切換位置まで回転したときにパルス信号を発生するポテンシャルメータを用い、ポテンシャルメータから出力させるパルス信号に応じて内外気切換ドア307を第1、2切換位置で停止させるアクチュエータが提案されている。
【0044】
しかし、この場合、内外気切換ドア307を第1、2切換位置で機械的に停止させていない。したがって、リンクレバー160、ストッパ5a、5bといった機械的手段を用いている本実施形態の方が、上述のポテンシャルメータを用いた従来のアクチュエータに比べて、内外気切換ドア307を精度良く停止させることができる。
【0045】
さらに、本実施形態では、直流モータ110に電力が供給された状態で内外気切換ドア307を第1、2切換位置で停止させている。したがって、切換ドア307が第1、2切換位置に停止されていても、直流モータ110が内外気切換ドア307に回転力を与えることになる。このため、振動等により外部から内外気切換ドア307に力が加わっても、切換ドア307が第1、2切換位置に停止された状態を保つことができる。
【0046】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、リンクレバー160を5a、5bに衝突させて直流モータ110の出力軸111の回転を機械的に第1、2停止位置で停止させるようにした例について示したが、これに限らず、直流モータ110の出力軸111の回転を機械的に第1、2停止位置で停止させるのであれば、リンクレバー160、ストッパ5a、5bを用いる場合に限らず、各種のブレーキ機構を用いてよい。
【0047】
上述の実施形態では、直流モータ110の出力軸111の回転を機械的に第1、2停止位置で停止させるようにした例について示したが、2つのストッパ5a、5bを採用するのではなく、ストッパを1つだけ採用して、直流モータ110の出力軸111の回転を機械的に1つの停止位置だけで停止させるようにしてもよい。
【0048】
すなわち、電動アクチュエータシステムとしては、バッテリB(電源装置)からバッテリ電圧が与えられて出力軸11を回転させる直流モータ110(電動モータ)を有し、出力軸111を回転させて直流モータ110に電力が供給された状態にて出力軸111を機械的に停止位置で停止させるアクチュエータであって、バッテリBから与えられるバッテリ電圧を直流モータ110とともに分圧するための抵抗素子270を備えている。この場合、電動アクチュエータシステムとしては、内外気切換ドア307以外で、エアミックスドア313や吹出口切換ドア317の駆動するようにしてもよい。
【0049】
上述の実施形態では、電動モータとして直流モータ110を用いた例を示したが、これに限らず、交流電動モータなどの各種のモータを用いても良い。
【0050】
上述の実施形態では、リレースイッチ211乃至214を用いてモータ駆動回路210を構成した例を示したが、これに限らず、バイポーラトランジスタ、電界効果型トランジスタ等の各種の半導体スイッチ素子を用いても良い。
【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】第1実施形態に係る電子制御装置の概略電気回路を示すブロック図である。
【図4】第1実施形態に係るロック電流と抵抗素子の関係を示す図である。
【図5】第1実施形態に係る直流モータへの印加電圧と抵抗素子の関係を示す図である。
【図6】第1実施形態に係る直流モータの回転数及び抵抗素子の関係を示す図である。
【図7】第1実施形態に係る直流モータの消費電力および抵抗素子の関係を示す図である。
【符号の説明】
110…直流モータ、120…減速機構、210…モータ駆動回路、
230…記憶回路、240…CPU、260…定電圧回路、
319…アクチュエータ、B…バッテリ、330…電子制御装置。
[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 various plate doors of a vehicle air conditioner.
[0002]
2. Description of the Related Art
Conventionally, an electric actuator system includes a DC motor and a lever that rotates in accordance with rotation of an output shaft of the DC motor. And stop the lever at the second stop position by rotating the output shaft in the reverse direction to abut against the second stopper member.
[0003]
In such a system, when the power is continuously supplied to the DC motor while the lever is mechanically stopped by the first and second stopper members, the DC motor is stopped regardless of the rotation stop state of the DC motor. It is considered that a lock current flows through the DC motor, and the lock current may shorten the life of the DC motor.
[0004]
Therefore, it is conceivable to provide a timer circuit or the like and stop the power supply to the DC motor after a certain period of time. However, there is a problem that the circuit configuration of the control circuit or the like becomes complicated. Further, when the lever is mechanically stopped by the first and second stopper members, an impact is applied and the electric actuator system and the stopper member are easily broken.
[0005]
In view of the above, an object of the present invention is to provide an electric actuator system that has a simple configuration and suppresses a lock current flowing in a DC motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an electric motor that receives a voltage from a power supply device and rotates an output shaft, and the output shaft is rotated forward to provide an electric motor. While the power is supplied, the output shaft is mechanically stopped at the first stop position, and the output shaft is reversely rotated to mechanically move the output shaft to the second stop position while the electric motor is supplied with power. An electric actuator system for stopping at the stop position of (1), characterized by comprising a resistance element for dividing the voltage supplied from the power supply device together with the electric motor.
[0007]
Further, in the invention according to claim 4, there is provided an electric motor that is supplied with a voltage from a power supply device and rotates an output shaft, and the output shaft is rotated in a state where power is supplied to the electric motor by rotating the output shaft. An electric actuator system for mechanically stopping at a stop position, comprising a resistance element for dividing a voltage supplied from a power supply device together with an electric motor.
[0008]
According to the first and fourth aspects of the present invention, since the resistance element divides the voltage supplied from the power supply device together with the electric motor, the value of the lock current flowing through the electric motor can be reduced. As a result, the lock current value can be reduced with a simple configuration including only the resistance element, and the life of the electric motor can be prevented from being shortened. Further, since the lock current is reduced, the lock torque of the electric motor can be reduced, and the impact force at the time of lock can be suppressed.
[0009]
In the invention described in claim 2, it is preferable to use a resistance value of the resistance element of 50Ω to 150Ω.
[0010]
Specifically, it is preferable to apply the electric actuator system according to claim 1 or 2 to a vehicle air conditioner as in the invention according to claim 3. In this case, as in the third aspect of the invention, the vehicle air conditioner has an inside air introduction port for introducing air inside the vehicle compartment and an outside air introduction port for introducing air outside the vehicle compartment. A case, and a switching door rotatably supported by the air-conditioning case and rotated by an output shaft of the electric motor, wherein the switching door is configured to stop when the output shaft is mechanically stopped at the first stop position. The inside air inlet is opened to close the outside air inlet, and when the output shaft is mechanically stopped at the second stop position, the outside air inlet is opened to close the inside air inlet. .
[0011]
Incidentally, reference numerals in parentheses of the above-mentioned units are examples showing the correspondence with specific units described in the embodiments described later.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an electric actuator system (hereinafter, simply referred to as an actuator) according to a first embodiment of the present invention applied to a drive device of an air mixing door of a vehicle air conditioner 300 that performs air conditioning in a vehicle cabin. Hereinafter, an outline of the vehicle air conditioner 300 will be described with reference to FIG.
[0013]
The vehicle air conditioner 300 includes an air conditioning case 305 housed in an instrument panel. In the air conditioning case 305, an inside / outside air switching door 307 is rotatably supported by the case 305, and is driven by an actuator 319. Originally, the air conditioner is switched to the first switching position (the position indicated by the solid line in the figure) to allow the outside air to flow into the air conditioning case 305 from the outside air inlet 305a, while the second switching position (the position indicated by the broken line in the figure) And the air (inside air) in the passenger compartment 303 flows into the air conditioning case 305 from the inside air inlet 305b.
[0014]
Then, the blower 309 sends the outside air from the outside air introduction port 305a or the inside air from the inside air introduction port 305b to the evaporator 311 as an airflow according to the rotation speed of the blower motor 323 driven by the drive circuit 321. The airflow blown from the blower 309 is cooled by a circulating refrigerant by the operation of a known refrigeration cycle.
[0015]
The air mix door 313 is rotatably supported by the case 305, and is driven by an actuator (servo motor) 325 so that the cooling air flow blown out from the evaporator 311 and the air flow flowing into the heater core 315 and the heater core 315. 315 is divided into a bypass airflow (hereinafter referred to as a bypass cooling airflow).
[0016]
Here, the airflow flowing into the heater core 315 is heated by the engine cooling water (warm water) in the heater core 315, so that warm air is blown from the heater core 315. Accordingly, the hot air blown out from the heater core 315 and the bypass cooling airflow are mixed and flow toward the outlet switching door 317. The mixing ratio SW (%) between the hot air and the bypass cooling airflow is determined by the opening of the air mix door 313.
[0017]
The outlet switching door 317 is rotatably supported by the case 305, and is switched to a first switching position (a position shown by a two-dot chain line in the figure) in the face mode under the drive of the actuator 327. Then, air is blown out from the air outlet 305c toward the upper body of the occupant in the vehicle interior 303, and is switched to the second switching position (the position shown by the broken line in the drawing) in the foot mode. The air is blown out toward the feet of the occupant, and is switched to the third switching position (the position shown by the solid line in the figure) in the bi-level mode, and the air is blown out from both the air outlets 305c and 305d. The doors 307, 313, and 317 are individually formed in a plate shape.
[0018]
The electronic control unit 330 includes an inside air temperature sensor 331 for detecting the indoor temperature Tr in the vehicle interior 303, a solar radiation sensor 332 for detecting the solar radiation intensity Ts applied to the interior of the vehicle interior 303, and an outside for detecting the outside air temperature Tam outside the vehicle interior. Output signals are read from an air temperature sensor 333, a temperature setting device (temperature setting means) 334 for the occupant to set a set temperature Tset in the vehicle interior as a control target, and the like. Then, the electronic control unit 30 substitutes Tr, Ts, Tam, and Tset into the pre-stored formula 1 to obtain the required blowout temperature TAO, and controls the actuator 327 and the blower motor 323 based on the required blowout temperature TAO. Kest, Kr, Kam and Ks are the gains of the output signals of the respective sensors, and C is a constant.
[0019]
(Equation 1)
TAO = Kest, Tset-Kr, Tr-Kam, Tam-Ks, Ts + C
Further, the electronic control unit 330 receives a water temperature sensor 335 for detecting the temperature Th of the cooling water for cooling the traveling engine, an outlet temperature sensor 336 for detecting the temperature (outlet temperature) Te of the cool air blown from the evaporator 311, and the like. The output signal is read, and the mixture ratio SW (%) is obtained by substituting Te, Th, and TAO into Equation 2 stored in advance.
[0020]
(Equation 2)
SW = {(TAO-Te) / (Th-Te)} × 100
Here, the mixture ratio SW (%) corresponds to the opening degree of the air mix door 313 on a one-to-one basis, and the electronic control unit 330 determines the target opening of the air mix door 313 based on the mixture ratio SW (%). In addition to obtaining the degree, the actuator 325 is controlled so that the detected opening of the air mix door 313 approaches the target opening. The detected opening is detected by an opening sensor 337 built in the actuator 325.
[0021]
Next, the configuration of the actuator 319 that drives the inside / outside air switching door 307 will be described.
[0022]
FIG. 2 is an external view of the actuator 319. The actuator 319 includes a casing 140, a DC motor (electric motor) 110 housed in the casing 140, and a reduction mechanism 120. The DC motor 110 includes a battery (power supply device). ) To rotate forward or reverse with electric power.
[0023]
The speed reduction mechanism 120 is a speed change mechanism that reduces the rotational force input from the DC motor 110 and outputs it to the air mix door 313. The worm 121 is press-fitted into the output shaft 111 of the motor 110, and the worm meshes with the worm 121. An output shaft 127 is provided on a final gear (output-side gear) 126 which is a gear train including a wheel 122 and a plurality of spur gears 123, 124, and 125 located on the output side.
[0024]
Further, a link lever 160 for swinging the inside / outside air switching door 307 is press-fitted and fixed to the output shaft 127. Further, the air conditioning case 305 is provided with stoppers (stopper members) 5a and 5b for causing the link lever (rotating member) 160 to collide.
[0025]
Next, an electric circuit configuration for controlling the actuator 313 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing the electronic control device 330 of the actuator 313.
[0026]
The electronic control unit 330 includes a motor drive circuit 210 for rotating the DC motor 110 in the forward and reverse directions, a storage circuit 230 for storing input information such as an EEPROM for storing various control information without receiving power supply, and a motor drive circuit 210. , A constant voltage circuit 260 that converts a battery voltage from the battery B into a constant voltage and outputs the voltage to the circuits 230 and 240, and a resistance element 270 connected in series to the DC motor 110.
[0027]
The motor drive circuit 210 is a full-bridge circuit composed of relay switches 211 to 214. This full-bridge circuit switches the direction of a current flowing to the DC motor 110 as described later.
[0028]
In the present embodiment configured as described above, for example, when the occupant operates the operation switch 36 to switch to the inside air introduction mode, the CPU 240 turns on the relay switches 211 and 213 of the motor drive circuit 210. And the relay switches 212 and 214 are turned off. Accordingly, a current flows from the battery B to the ground via the ignition switch IG, the relay switch 211, the DC motor 110, the resistance element 270, and the relay switch 213. Therefore, the output shaft 111 of the DC motor 110 rotates forward.
[0029]
The rotation of the DC motor 110 is transmitted to the output shaft 127 via the speed reduction mechanism 120. Therefore, since the output shaft 127 rotates with the rotation of the DC motor 110, the link lever 160 rotates forward and hits the stopper 5a. As a result, the rotation of the DC motor 110 is stopped at the first stop position while the power is being supplied to the DC motor 110.
[0030]
With such a link lever 160, the inside / outside air switching door 307 rotates and stops at the first switching position (the position indicated by the solid line in FIG. 1), so that the inside / outside air switching door 307 opens the inside air introduction port 305b and introduces outside air. The mouth 305a will be closed.
[0031]
On the other hand, when the occupant operates the operation switch 36 to switch to the outside air introduction mode, the CPU 240 turns off the relay switches 211 and 213 of the motor drive circuit 210 and turns on the relay switches 212 and 214. Accordingly, a current flows from the battery B to the ground via the ignition switch IG, the relay switch 214, the resistance element 270, the DC motor 110, and the relay switch 212. Therefore, the output shaft 111 of the DC motor 110 rotates in the reverse direction.
[0032]
The rotation of the DC motor 110 is transmitted to the output shaft 127 via the speed reduction mechanism 120. Therefore, the output shaft 127 rotates in the reverse direction with the rotation of the DC motor 110, and the link lever 160 rotates in the reverse direction and hits the stopper 5b. As a result, the rotation of the DC motor 110 is stopped at the second stop position in a state where power is supplied to the DC motor 110.
[0033]
With such a link lever 160, the inside / outside air switching door 307 rotates and stops at the second switching position (the position shown by the broken line in FIG. 1), so that the inside / outside air switching door 307 opens the outside air introduction port 305a and introduces inside air. The mouth 305b will be closed.
[0034]
According to the above, when the rotation of the DC motor 110 is stopped at the first and second stop positions in a state where the power is supplied to the DC motor 110, the DC motor 110 receives the lock current, Since the motor 110 and the resistance element 270 divide the battery voltage applied from the battery B, the value of the lock current can be reduced as shown in FIG. 4 as compared with the case where the resistance element 270 is not used.
[0035]
In FIG. 4, the vertical axis represents the lock current flowing when the rotation of the DC motor 110 is locked by the stopper 5a (5b), the horizontal axis represents the value of the resistance element 270, and G represents the resistance element 270 ranging from 0Ω to 200Ω. 6 is a graph showing a change in lock current when the change is made in FIG. For example, when the resistance element 270 is 100Ω, the lock current is 0.08 A, and when the resistance element 270 is not used, the lock current is 0.26 A. Therefore, when the resistance element 270 of 100Ω is used, the lock current is 31 A. % Can be reduced.
[0036]
Next, an experimental result for examining a change in the voltage applied to the resistance element 270 and the DC motor 110 with a change in the resistance value of the resistance element 270 will be described with reference to FIG.
[0037]
5, the vertical axis represents the applied voltage (V) to DC motor 110 and resistance element 270, and the horizontal axis represents the resistance value (Ω) of resistance element 270. S1 is a graph showing a voltage applied to the DC motor 110 when the DC motor 110 rotates (hereinafter referred to as a motor operating voltage), and S2 is a state in which the rotation of the DC motor 110 is locked by the stopper 5a (5b). 5 is a graph showing a voltage applied to the DC motor 110 when the DC motor 110 is ON. S3 is a graph showing a voltage applied to the resistance element 270 when the rotation of the DC motor 110 is locked by the stopper 5a (5b). S4 is a graph showing a voltage applied to the resistance element 270 when the DC motor 110 rotates. It is a graph shown.
[0038]
Here, as shown in the graph S1, for example, when the resistance element 270 is 200Ω or less, the voltage at the time of motor operation is 3 compared to the case where the resistance element 270 is not used (that is, the case where the resistance element 270 is 0Ω). (V) The extent is lower.
[0039]
For this reason, even if the resistance element 270 is added, as shown in FIG. 6, when the resistance element 270 is changed from 0Ω to 200Ω, the decrease in the rotation speed of the DC motor 110 is reduced by about 1.1 (rpm). Can be suppressed. In FIG. 6, the vertical axis represents the rotation speed of the DC motor 110, the horizontal axis represents the value of the resistance element 270, and H represents the rotation speed of the DC motor 110 when the resistance element 270 is changed from 0Ω to 200Ω. It is a graph. According to the graph H, when the resistance element 270 has a value of 50Ω to 150Ω, the rotation speed of the DC motor 110 slightly decreases, which is suitable for lowering the lock current. In particular, when the resistance element 270 has 100Ω, the rotation speed is 3.4 rpm, and this rotation speed 3.4 rpm corresponds to 86% of the rotation speed 4 rpm when the resistance element 270 is not used. Therefore, it can be seen that the rotation speed is slightly reduced by using the resistance element 270.
[0040]
When the resistance element 270 is added, the power consumption of the DC motor 110 can be reduced as shown in FIG. In FIG. 7, the vertical axis represents power (W), the horizontal axis represents the value of the resistance element 270, K1 represents the power consumption of the DC motor 110 when the resistance element 270 is changed from 0Ω to 200Ω, and K2 represents the resistance element 270. Is a graph showing the power consumption of the resistance element 270 when the resistance is changed from 0Ω to 200Ω, and K3 is a graph showing the power consumption of the resistance element 270 and the DC motor 110 when the resistance element 270 is changed from 0Ω to 200Ω.
[0041]
Here, according to the graph K1, the power consumption of the DC motor 110 when the resistance element 270 is 100Ω is 0.31 W, and this 0.31 W is the power consumption of the DC motor 110 when the resistance element 270 is not used. : Equivalent to 10% of 3.1 W, and it can be seen that the power consumption of the DC motor 110 was significantly reduced by the addition of the resistance element 270.
[0042]
Hereinafter, the operation and effect of the present embodiment will be described. That is, since resistance element 270 divides the battery voltage provided from battery B together with DC motor 110, the value of the lock current flowing through DC motor 110 can be reduced. This makes it possible to reduce the value of the lock current with a simple configuration including only the resistance element, and to suppress shortening of the life of the DC motor. In addition, since the voltage applied to the DC motor 110 is very small even when the resistance element 270 is employed, the function as an actuator for rotating the inside / outside air switching door 307 while suppressing the shortening of the life is suppressed. Can be fulfilled enough. Further, since the lock current is reduced, the lock torque of the electric motor can be reduced, and the impact force on the stoppers 5a and 5b by the link lever 160 during locking can be suppressed.
[0043]
Further, conventionally, a potential meter that generates a pulse signal when rotated to the first and second switching positions using a switch pattern or a brush is used, and the inside / outside air switching door 307 is moved to the first position in response to the pulse signal output from the potential meter. An actuator that stops at the second switching position has been proposed.
[0044]
However, in this case, the inside / outside air switching door 307 is not mechanically stopped at the first and second switching positions. Therefore, in the present embodiment using the mechanical means such as the link lever 160 and the stoppers 5a and 5b, the inside / outside air switching door 307 can be stopped more accurately than the conventional actuator using the above-described potential meter. Can be.
[0045]
Further, in the present embodiment, the inside / outside air switching door 307 is stopped at the first and second switching positions while power is supplied to the DC motor 110. Therefore, even if the switching door 307 is stopped at the first and second switching positions, the DC motor 110 applies a rotational force to the inside / outside air switching door 307. Therefore, even when a force is applied to the inside / outside air switching door 307 from outside due to vibration or the like, the state in which the switching door 307 is stopped at the first and second switching positions can be maintained.
[0046]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, an example has been described in which the link lever 160 collides with the 5a and 5b to mechanically stop the rotation of the output shaft 111 of the DC motor 110 at the first and second stop positions. However, if the rotation of the output shaft 111 of the DC motor 110 is mechanically stopped at the first and second stop positions, not only the case where the link lever 160 and the stoppers 5a and 5b are used, but also various types of brake mechanisms are used. May be.
[0047]
In the above-described embodiment, an example has been described in which the rotation of the output shaft 111 of the DC motor 110 is mechanically stopped at the first and second stop positions. However, instead of using the two stoppers 5a and 5b, The rotation of the output shaft 111 of the DC motor 110 may be mechanically stopped at only one stop position by employing only one stopper.
[0048]
That is, the electric actuator system includes a DC motor 110 (electric motor) that receives a battery voltage from a battery B (power supply device) to rotate the output shaft 11, and rotates the output shaft 111 to supply electric power to the DC motor 110. Is an actuator that mechanically stops the output shaft 111 at the stop position in a state where the voltage is supplied, and includes a resistance element 270 for dividing the battery voltage supplied from the battery B together with the DC motor 110. In this case, as the electric actuator system, the air mix door 313 and the air outlet switching door 317 may be driven other than the inside / outside air switching door 307.
[0049]
In the above-described embodiment, an example in which the DC motor 110 is used as the electric motor has been described. However, the invention is not limited thereto, and various motors such as an AC electric motor may be used.
[0050]
In the above-described embodiment, an example in which the motor drive circuit 210 is configured using the relay switches 211 to 214 is described. However, the present invention is not limited to this, and various semiconductor switch elements such as a bipolar transistor and a field-effect transistor may be used. good.
[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 block diagram illustrating a schematic electric circuit of the electronic control device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a lock current and a resistance element according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a voltage applied to a DC motor and a resistance element according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and the resistance element of the DC motor according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between power consumption and a resistance element of the DC motor according to the first embodiment.
[Explanation of symbols]
110: DC motor, 120: reduction mechanism, 210: motor drive circuit,
230: storage circuit, 240: CPU, 260: constant voltage circuit,
319 ... actuator, B ... battery, 330 ... electronic control device.

Claims (4)

電源装置から電圧が与えられて出力軸を回転させる電動モータを有し、
前記出力軸を正回転させて前記電動モータに電力が供給された状態にて前記出力軸を機械的に第1の停止位置で停止させるとともに、前記出力軸を逆回転させて前記電動モータに電力が供給された状態にて前記出力軸を機械的に第2の停止位置で停止させる電動アクチュエータシステムであって、
前記電源装置から与えられる電圧を前記電動モータとともに分圧するための抵抗素子を備えていることを特徴とする電動アクチュエータシステム。
Having an electric motor that is supplied with a voltage from a power supply device and rotates an output shaft,
The output shaft is mechanically stopped at the first stop position in a state where the electric power is supplied to the electric motor by rotating the output shaft forward, and the output shaft is rotated in the reverse direction to supply electric power to the electric motor. An electric actuator system for mechanically stopping the output shaft at the second stop position in a state where
An electric actuator system comprising a resistance element for dividing a voltage supplied from the power supply device together with the electric motor.
前記抵抗素子の抵抗値は50Ω〜150Ωであ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 resistance value of the resistance element is 50Ω to 150Ω. 請求項1又は2に記載の電動アクチュエータシステムを備える車両用空調装置であって、
車室内の空気を導入するための内気導入口と車室外の空気を導入するための外気導入口とを有する空調ケースと、この空調ケースに回転可能に支持され、かつ前記電動モータの出力軸により回転される切替ドアとを有し、
前記切替ドアは、前記出力軸が第1の停止位置で機械的に停止されたとき前記内気導入口を開けて前記外気導入口を閉じるとともに、前記出力軸が第2の停止位置で機械的に停止されたとき前記外気導入口を開けて前記内気導入口を閉じるようになっていることを特徴とする車両用空調装置。
A vehicle air conditioner comprising the electric actuator system according to claim 1 or 2,
An air conditioning case having an inside air introduction port for introducing air inside the vehicle compartment and an outside air introduction port for introducing air outside the vehicle compartment, and rotatably supported by the air conditioning case, and an output shaft of the electric motor. A switching door that is rotated,
The switching door opens the inside air inlet and closes the outside air inlet when the output shaft is mechanically stopped at a first stop position, and the output shaft is mechanically stopped at a second stop position. An air conditioner for a vehicle, wherein when stopped, the outside air inlet is opened and the inside air inlet is closed.
電源装置から電圧が与えられて出力軸を回転させる電動モータを有し、
前記出力軸を回転させて前記電動モータに電力が供給された状態にて前記出力軸を機械的に停止位置で停止させる電動アクチュエータシステムであって、
前記電源装置から与えられる電圧を前記電動モータとともに分圧するための抵抗素子を備えていることを特徴とする電動アクチュエータシステム。
Having an electric motor that is supplied with a voltage from a power supply device and rotates an output shaft,
An electric actuator system for rotating the output shaft and mechanically stopping the output shaft at a stop position in a state where power is supplied to the electric motor,
An electric actuator system comprising a resistance element for dividing a voltage supplied from the power supply device together with the electric motor.
JP2003057077A 2003-03-04 2003-03-04 Electric actuator system Pending JP2004262395A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003057077A JP2004262395A (en) 2003-03-04 2003-03-04 Electric actuator system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003057077A JP2004262395A (en) 2003-03-04 2003-03-04 Electric actuator system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004262395A true JP2004262395A (en) 2004-09-24

Family

ID=33120589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003057077A Pending JP2004262395A (en) 2003-03-04 2003-03-04 Electric actuator system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004262395A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006335172A (en) * 2005-06-01 2006-12-14 Calsonic Kansei Corp Method for setting initial position in electric actuator control device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145818U (en) * 1986-03-10 1987-09-14
JPS6383571A (en) * 1986-09-26 1988-04-14 株式会社三協精機製作所 Position sensing method of motor type damper
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
JPS62145818U (en) * 1986-03-10 1987-09-14
JPS6383571A (en) * 1986-09-26 1988-04-14 株式会社三協精機製作所 Position sensing method of motor type damper
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
JP2006335172A (en) * 2005-06-01 2006-12-14 Calsonic Kansei Corp Method for setting initial position in electric actuator control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6052028B2 (en) Motor control device
WO2013065286A1 (en) Control device for air conditioning device
JP3939642B2 (en) Actuator drive controller
JP4442015B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2004262395A (en) Electric actuator system
JP3966126B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP5594274B2 (en) Control device for air conditioner
JP2012121517A (en) Control device for air conditioning apparatus
WO1998024648A1 (en) Air conditioner for vehicles
JP2006036011A (en) Air-conditioner for vehicle
JP5569506B2 (en) Control device for air conditioner
JP4450145B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP6048285B2 (en) Motor control device
JPH1148742A (en) Air-conditioning device for vehicle
JP3855948B2 (en) Actuator system
JP2596838Y2 (en) Automotive air conditioners
JPS6258930B2 (en)
JP2004196105A (en) Air-conditioner for vehicle
JP4161888B2 (en) Electronic control device for vehicle air conditioner
JP3887930B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2004256049A (en) Electric actuator system
JP4269875B2 (en) Electronic control unit for in-vehicle air conditioner
JP2009035200A (en) Vehicle air conditioner
JPH10170054A (en) Air conditioner
JPH11129725A (en) Air conditioner for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050405

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060511

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060530

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060720

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070206