JP2016045951A - Device and method for supplying voltage to sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサに電圧を供給するための装置であって、センサが駆動部材または駆動部材によって駆動される調節部材の位置を検出し、センサが第1接続ラインを介して少なくとも間接的に制御器に接続されており、駆動部材を制御するための制御器の出力段は第2接続ラインを介して駆動部材に接続されている装置に関する。 The present invention is an apparatus for supplying a voltage to a sensor, wherein the sensor detects a position of a driving member or an adjustment member driven by the driving member, and the sensor is controlled at least indirectly via a first connection line. And the output stage of the controller for controlling the drive member is related to a device connected to the drive member via a second connection line.
本発明は、さらにセンサに電圧を供給する方法であって、電圧を供給されるセンサが、駆動部材または駆動部材によって駆動される調節部材の位置を検出し、センサのセンサ信号が伝送のために変換され、制御器に伝送され、制御器のコントローラが出力段を制御し、駆動部材を制御するために複数位相の電力出力信号を供給し、第2接続ラインを介して駆動部材に伝送する方法に関する。 The present invention further provides a method for supplying a voltage to a sensor, wherein the sensor supplied with the voltage detects the position of the driving member or the adjusting member driven by the driving member, and the sensor signal of the sensor is transmitted for transmission. A method of converting and transmitting to a controller, where the controller of the controller controls the output stage, supplies a multi-phase power output signal to control the drive member, and transmits it to the drive member via the second connection line About.
制御器によって生成された電気的な制御信号または制御コマンドを機械的な運動または他の物理的変数に変換する変換器または駆動部材は、アクチュエータとも呼ばれる。 A transducer or drive member that converts electrical control signals or control commands generated by a controller into mechanical motion or other physical variables is also referred to as an actuator.
このようなアクチュエータは、多くの場合、調整回路の調節部材である。アクチュエータの実際の位置または状態を検出するために、アクチュエータは適宜なセンサに結合される。これらのセンサによって生成されたセンサ信号はアナログまたはデジタル信号に変換され、変換された信号は、アクチュエータの検出された位置または状態に対応しており、制御器に出力される。出力のために、アクチュエータは多くの場合、アナログ式またはデジタル式のインタフェイスを有し、変換された信号を、制御器への伝送のために使用される伝送プロトコルに適合させる。 Such an actuator is often an adjustment member of an adjustment circuit. In order to detect the actual position or state of the actuator, the actuator is coupled to a suitable sensor. The sensor signals generated by these sensors are converted into analog or digital signals, and the converted signals correspond to the detected position or state of the actuator and are output to the controller. For output, the actuator often has an analog or digital interface to adapt the converted signal to the transmission protocol used for transmission to the controller.
位置フィードバックを行う駆動部材を有し、遠隔制御器(ECU)により作動されるこのようなアクチュエータでは、従来技術によれば、駆動部材(モータ)のための2本または3本のラインに加えて、位置フィードバックのためのセンサに電圧を供給し、信号を伝送するためのさらなるラインが不可欠である。この場合、種々異なる測定原理を備えるアナログ式およびデジタル式の位置センサ(例えば抵抗センサ/ホールセンサ)を使用することができる。 In such an actuator having a drive member for position feedback and actuated by a remote controller (ECU), according to the prior art, in addition to two or three lines for the drive member (motor) Additional lines for supplying voltage and transmitting signals to the sensor for position feedback are essential. In this case, analog and digital position sensors (for example, resistance sensors / hall sensors) with different measurement principles can be used.
これとは無関係に、いずれの場合にも制御器とセンサ自体との間の電圧供給ラインとして付加的なラインが不可欠であり、この電圧供給ラインを介して例えば5ボルトの作動電圧がセンサに供給される。 Regardless of this, in each case an additional line is essential as a voltage supply line between the controller and the sensor itself, via which an operating voltage of, for example, 5 volts is supplied to the sensor. Is done.
これに対して、独立請求項1の特徴を有する本発明による装置は、モータラインを介してアクチュエータに提供されている電圧が、センサのための作動電圧を供給するために使用されるという利点を有する。したがって、センサに電圧を供給するためのラインを制御器とセンサ自体との間に設けなくてもよい。電圧調整器によって、センサに電圧を供給するために必要な作動電圧、例えば5ボルトのTTL電圧が、2本または3本のモータラインに印加された電圧から供給される。代替的に、電圧調整器の位置に直流電圧変換器を使用することもでき、直流電圧変換器は、例えばいわゆる「ステップダウン・コンバータ」として作動する。モータラインに印加されている電圧よりも高い電圧が要求される場合、いわゆる「ステップアップ・コンバータ」としての作動形式も考慮される。
In contrast, the device according to the invention with the features of the
モータラインの電位は、位置決定のためのセンサのアース電位(接地)に関連しているので、この実施形態ではダイオードによって捕捉することができ、したがって、電圧調整器のための入力電圧を供給する。 Since the potential of the motor line is related to the earth potential (ground) of the sensor for position determination, in this embodiment it can be captured by a diode and thus provides the input voltage for the voltage regulator .
電圧調整器または直流電圧変換器は、必要に応じて、追加回路により平滑化されたTTL電圧UBを生成し、このTTL電圧UBは、供給電圧としてセンサに供給される。 The voltage regulator or the DC voltage converter generates a TTL voltage U B that is smoothed by an additional circuit, if necessary, and this TTL voltage U B is supplied to the sensor as a supply voltage.
従属請求項に記載の手段により、独立請求項に記載の装置の好ましい構成および改良が可能である。 By means of the dependent claims, preferred configurations and refinements of the devices according to the independent claims are possible.
電圧調整器または直流電圧変換器の第1電圧接続部は、複数のダイオードを介して第2接続ラインのそれぞれ1本のモータラインに接続されており、ダイオードのカソード接続部はそれぞれこの第1電圧接続部に接続されていることは、特に有利である。電圧調整器または直流電圧変換器の第2電圧接続部はアース線に接続されており、第1および第2電圧接続部の間には、入力側で電圧調整器または直流電圧変換器にパルス状の直流電圧が印加されている。以下の説明は、電圧調整器を備える実施形態にのみ関連しており、電圧調整器の代わりに直流電圧変換器を使用することもできる。 The first voltage connection portion of the voltage regulator or the DC voltage converter is connected to one motor line of each of the second connection lines via a plurality of diodes, and the cathode connection portions of the diodes are respectively connected to the first voltage. The connection to the connection is particularly advantageous. The second voltage connection part of the voltage regulator or DC voltage converter is connected to the ground wire, and the voltage regulator or DC voltage converter is pulsed on the input side between the first and second voltage connection parts. DC voltage is applied. The following description relates only to embodiments with a voltage regulator, and a DC voltage converter can be used instead of a voltage regulator.
好ましくは、電圧調整器は、生成された作動電圧UBをアクチュエータに配置された複数のセンサに供給することもできる。 Preferably, voltage regulator, can be supplied the generated operating voltage U B to a plurality of sensors arranged in the actuator.
センサが、センサによって供給されたセンサ信号を処理する手段を有していることは、さらに有利である。これにより、例えばセンサによって生成された電流を電圧に変換することができる。さらに、一般に、センサによって生成されたアナログ測定値のデジタル値への変換が行われる。このデジタル値は、上記手段によって、制御器への伝送のために使用される伝送プロトコルに適合される。 It is further advantageous that the sensor has means for processing the sensor signal supplied by the sensor. Thereby, for example, the current generated by the sensor can be converted into a voltage. In addition, conversion of analog measurement values generated by the sensor into digital values is generally performed. This digital value is adapted by this means to the transmission protocol used for transmission to the controller.
好ましくは、電圧調整器は、生成された作動電圧UBを平滑化するための手段を備えている。センサは、一般に小さい電圧または電流をセンサ信号として生成するので、作動電圧の変動によりセンサ信号を歪曲しないように、作動電圧の安定性およびリプルに関する要求が保持される。これらの要求は、作動電圧UBのリプルが小さいことによって満たされる。 Preferably, voltage regulator, the generated operating voltage U B and a means for smoothing. Since a sensor generally generates a small voltage or current as a sensor signal, the requirements regarding the stability and ripple of the operating voltage are maintained so as not to distort the sensor signal due to fluctuations in the operating voltage. These requirements are met by the ripple of the operating voltage U B is small.
独立請求項6の特徴を有する本発明による方法は、電圧調整器によって2本または3本のモータラインで駆動部材を制御するために供給された電圧から、センサのために必要とされる作動電圧が取り出され、これにより、センサに電圧を供給するために従来技術ではセンサと制御器との間に設けることが不可欠であったラインが不要になるという利点を有する。
The method according to the invention having the features of the
モータラインにおける電圧の設定は、好ましくはパルス幅変調方式(PWM)によって行われ、制御器の最終段により選択的に供給電圧(12V)またはアース(0V)がモータラインに印加される。2つの電位を時間的に分割することにより、変調により平均値で随意の電圧値を設定することができる。 Setting of the voltage in the motor line is preferably performed by pulse width modulation (PWM), and a supply voltage (12V) or ground (0V) is selectively applied to the motor line by the final stage of the controller. By dividing the two potentials in time, an arbitrary voltage value can be set as an average value by modulation.
好ましくは、電圧調整器は、電圧調整器に印加された入力側のパルス状直流電圧によって作動することができる。このために、複数のダイオードが電圧調整器の第1電圧接続部とそれぞれ1つのモータラインとの間に挿入される。モータラインに印加された電圧は、それぞれのダイオードを介してダイオード順電圧の超過後に電圧調整器の第1電圧接続部に接続され、第1電圧接続部には、変化する振幅を伴う直流電圧が生じる。 Preferably, the voltage regulator can be operated by an input side pulsed DC voltage applied to the voltage regulator. For this purpose, a plurality of diodes are inserted between the first voltage connection of the voltage regulator and each one motor line. The voltage applied to the motor line is connected to the first voltage connection of the voltage regulator after the diode forward voltage is exceeded through the respective diodes, and a DC voltage with changing amplitude is applied to the first voltage connection. Arise.
さらに、センサ信号の歪曲を防止するために、リプルを減じられた状態で作動電圧UBがセンサに供給されることが好ましい。 Furthermore, in order to prevent the distortion of the sensor signal, it is preferable that the operating voltage U B in a state of reduced ripple is supplied to the sensor.
フラットトップ変調方式を利用して、モータラインで複数位相の電力出力信号を生成することも好ましい。このような変調方式では、あらゆる時点で3本のうちいずれか1本のモータラインに、例えば12ボルトの電圧が印加されている。このようにダイオードおよび電圧調整器を介して、センサのための作動電圧が連続的に供給されることを保証することができ、この場合にモータの制御可能性またはモータのトルク発生は妨げられない。 It is also preferable to generate a multi-phase power output signal on the motor line using a flat top modulation scheme. In such a modulation method, a voltage of, for example, 12 volts is applied to any one of the three motor lines at any time. In this way it can be ensured that the working voltage for the sensor is continuously supplied via the diode and the voltage regulator, in which case the controllability of the motor or the torque generation of the motor is not disturbed. .
出力段の非作動時または故障時にも、センサのために安定した作動電圧UBを生成するために電圧調整手段または直流電圧変換手段に入力電圧を供給することは、特に有利である。例えば、故障時には、半導体スイッチを開放することにより出力段を停止するように構成されており、駆動部材を制御するために複数位相の電力出力信号はもはや供給されない。この場合にも駆動部材または駆動部材により駆動される調節部材の位置をセンサによって検出できることを保証するために、高インピーダンスの電圧源が第2接続ラインに接続される。 Even during non-operation or when a failure of the output stage, by supplying the input voltage to a voltage regulator or DC voltage converting means for generating a stable operating voltage U B for the sensor is particularly advantageous. For example, in the event of a failure, it is configured to stop the output stage by opening the semiconductor switch, so that a multi-phase power output signal is no longer supplied to control the drive member. In this case as well, a high-impedance voltage source is connected to the second connection line in order to ensure that the position of the drive member or the adjustment member driven by the drive member can be detected by the sensor.
好ましくは、データ処理装置で実行可能なプログラムコードを含む特別に構成されたコンピュータプログラムによって、センサに電圧を供給するための方法のステップが実行される。 Preferably, the steps of the method for supplying voltage to the sensor are performed by a specially configured computer program containing program code executable on the data processing device.
さらに、機械読み取り可能なメモリ媒体にコンピュータプログラムを記憶することも有利である。 It may also be advantageous to store the computer program on a machine readable memory medium.
センサに電圧を供給するための装置は、このために、例えばデータ処理装置として、プログラムコードを処理するためのプロセッサを含んでいてもよい。このプログラムコードを記憶するために、装置には不揮発性のメモリ手段、例えばROM(読み出し専用メモリ)、EPROM(消去可能PROM)、EEPROM(電気的消去可能ROM)、またはFlash‐EEPROMを備えている。このメモリ手段は、プログラムコードなどのデータを伝送するためにプロセッサに接続されている。 For this purpose, the device for supplying a voltage to the sensor may include a processor for processing the program code, for example as a data processing device. In order to store this program code, the device is provided with non-volatile memory means, for example ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable PROM), EEPROM (Electrically Erasable ROM) or Flash-EEPROM. . The memory means is connected to the processor for transmitting data such as program code.
本発明の実施例を図面に示し、以下に詳述する。 Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in detail below.
図1には、第1接続ライン9および第2接続ライン10を介して制御器6に接続されたアクチュエータ1からなる、従来技術により既知の装置が示されている。アクチュエータ1は駆動部材2およびセンサ3を含み、センサ3は第1デジタルインタフェイス4に接続されている。駆動部材2は調節部材を駆動する。調節部材は、車両の内燃機関のスロットルバルブ(DV−E)であってもよい。調節部材の位置はセンサ3によって検出され、アナログ‐デジタル変換後に第1デジタルインタフェイス4の出力部に出力値として供給される。
FIG. 1 shows a device known from the prior art consisting of an
センサ3は第1接続ライン9を介して制御器6に接続されている。これらのラインのうち、アース線とも呼ばれる、参照電位「接地」をもたらすライン、および5Vの電圧「供給」をもたらすラインによって作動電圧の供給が確保され、駆動部材2によって移動されたスロットルバルブの位置が検出され、この位置に相当する出力値がデジタル信号として信号ラインを介して制御器6に伝達される。
The
この目的のために、制御器6は、この信号ラインのための入力部を備える第2デジタルインタフェイス5を有する。制御器6は、コントローラ7として示された中央制御ユニットを備える。コントローラ7は第2インタフェイス5に接続されている。駆動部材2を制御するために、制御器6はさらに出力段8を有し、出力段8は同様にコントローラ7に接続されており、第2接続ライン10によって駆動部材2に接続されている。
For this purpose, the
アース線「接地」は、一方ではセンサの供給電圧UBのためのアースとして使用され、他方ではセンサ信号のための参照電位として使用される。このことは、アナログ式の信号伝送についてもデジタル信号伝送についてもあてはまる。駆動部材または調節部材の位置を表すセンサの出力値の信号伝送は、アナログ式に行ってもよいし、デジタル式に行ってもよい。 Ground wire "ground", on the other hand is used as a ground for the supply voltage U B of the sensor, on the other hand is used as a reference potential for the sensor signal. This applies to both analog signal transmission and digital signal transmission. The signal transmission of the sensor output value indicating the position of the driving member or the adjusting member may be performed in an analog manner or digital manner.
図1では、駆動部材2は、3本の第2接続ライン10を介して制御器6の出力段8に接続された、いわゆる「ブラシレス直流モータ」(BLDC)として実施されている。図1には、3本の第2接続ライン10がアルファベットa,b,cにより示されており、3つの位相を有するブラシレス直流モータの位相A,B,Cをもたらす。アクチュエータ1と制御器6とを接続するためには、3本の第1接続ライン9および3本の第2接続ライン10、したがって全部で6本のラインが必要とされる。
In FIG. 1, the
作動電圧は、実施例では5ボルトとして示されている。しかしながら、本発明はこの電圧値に制限されていない。 The operating voltage is shown as 5 volts in the example. However, the present invention is not limited to this voltage value.
センサ3は、複数の個別センサまたはセンサ素子を含んでいてもよい。さらにセンサ3は、検出されたセンサ信号を処理するために不可欠なモジュールを含んでいてもよい。これらのモジュールは、例えば、複数のセンサ入力信号を処理し、妥当性を確認し、決定された伝送プロトコルにしたがって、信号ラインを介して伝送されるアナログまたはデジタル信号を供給する。第1接続ライン9のこの信号ラインにおいて2つ以上のセンサ信号の伝送が、例えば、時間マルチプレックス方式にしたがって行われる。代替的には、複数の信号ラインを介して複数の信号の伝送を行うことも可能である。図1〜図4に示した実施例では、例として非冗長な信号伝送が用いられる。
The
図2には、第1接続ライン9および第2接続ライン10によって制御器6に接続されたアクチュエータ1からなる、同様に従来技術により既知の装置が示されている。この実施形態では、駆動部材2は直流モータ(DCモータ)であり、この直流モータは、図2にaおよびbにより示した2本の第2接続ライン10を介して制御器6の出力段8に接続されている。駆動部材2のこのような実施形態により、アクチュエータ1と制御器6との間には合計して5本の接続ラインが必要とされる。
FIG. 2 shows a device which is likewise known from the prior art, consisting of an
図1のように接続した場合にも、図2のように接続した場合にも、それぞれ駆動部材2の実施形態とは無関係に、常に別個の電圧供給ライン「供給5V」が第1接続ライン9の成分として設けられ、これにより制御器6によって準備された作動電圧UBがセンサ2に供給される。第1接続ライン9および/または第2接続ライン10は、例えば自動車に線束またはケーブル・ハーネスとして配設され、それぞれのラインは、数メートルまでの長さであってもよい。
Regardless of the embodiment of the
図3には、既に図1について説明したモジュールまたは部材1〜10が示されている。さらに図3は、センサ3に電圧を供給するための本発明による装置を示している。この装置は、入力側の2つの電圧接続部13および14を有する電圧調整器11からなる。電圧調整器または直流電圧変換器11は、第1接続ライン9のうち参照電位「接地」をもたらすラインに接続されている。第1電圧接続部13によって、電圧調整器11はそれぞれ1つのダイオード12を介して3本の第2接続ライン10a,b,cに接続されている。電圧調整器11の電圧出力部15はセンサ3の作動電圧のための入力部に接続されており、作動電圧は、実施例では5ボルトとして示されている。例えば5ボルトの作動電圧は、第2電圧接続部14で参照電位「接地」に関連付けられている。電圧調整器11の電圧出力部15とセンサ3の作動電圧入力部との間の実質的により短い接続ラインは、従来技術では不可欠な第1接続ライン9である電圧供給ライン「供給5V」を代替する。
FIG. 3 shows the modules or
駆動部材2が制御された場合、第2接続ライン10の、好ましくは少なくとも1つのモータラインa,b,cに供給電圧が提供されていることがあらゆる時点で保証される。このようにして、電圧調整器11を用いて位置センサ3の作動電圧UBを供給し、制御器6とセンサ3との間の接続ラインを省略することができる。このような装置を使用した場合、例えば自動車においては、モータ2を制御する電圧は、一般に12ボルトまたは24ボルトの範囲である。要求されたセンサ3の作動電圧UBを超える12ボルトまたは24ボルトの電圧は、電圧調整器11の入力側の電圧であり、電圧調整器11によって、図3には例として5ボルトと示されているように、要求されるセンサ3の作動電圧UBに調整される。
If the
図4は、センサ3に電圧を供給するための装置の本発明による代替的な構成を示し、この構成では、図3に既に示したように、駆動部材2は直流モータである。この場合にも電圧調整器11の第2電圧接続部14は、参照電位「接地」を供給する第1接続ライン9に接続されている。電圧調整器11の第1電圧接続部13は、ダイオード12のそれぞれ1つのカソードに接続されており、ダイオード12のアノードは第2接続ライン10aおよびbに接続されている。電圧調整器11の電圧出力部15はセンサ3の電圧入力部に接続されており、安定化され、調整された、例えば5ボルトの作動電圧UBを供給される。常にいずれか一方のモータライン10aまたは10bが供給電圧を備えるように駆動部材2の制御が行われることにより、電圧調整部11、したがってセンサ3の電圧供給が保証される。
FIG. 4 shows an alternative arrangement according to the invention of a device for supplying a voltage to the
図3および図4に示した本発明の2つの構成では、センサ3と制御器6との間に必要とされるラインがそれぞれ1本少ない。例えばスロットルバルブを調節部材として駆動する駆動部材2は、センサ3に直接に接続され、アクチュエータ1のモジュールに格納されている。アクチュエータ1のモジュールには、電圧調整器11が本発明にしたがって付属のダイオード12と共に配置されている。
In the two configurations of the present invention shown in FIGS. 3 and 4, one less line is required between the
制御器により制御されるアクチュエータ1の数に応じてラインの長さは多様であるが、センサ3に電圧を供給するための別個のラインを制御器6とアクチュエータ1との間に設けることが不可欠ではなくなり、ラインのための材料が節約される。駆動部材2、電圧調整器11、およびセンサ3の間で不可欠なラインは極めて短くなる。なぜならこれらの全ての部材はアクチュエータ1のモジュール内に近接して配置されているからである。例えば、電圧調整器11およびセンサ3は共通のボードに配置してもよいし、またはセンサモジュールに組み込まれていてもよい。電圧調整器のモジュールにダイオード12を組み込むことも有利である。
Although the length of the line varies depending on the number of
図5は、図3および図1に示した出力段8の概略図を示す。出力段8は、BLDCモータ2の第2供給ライン10のそれぞれの位相A,B,Cを、入力側により高い電圧電位を備えるそれぞれ1つの「ハイサイドスイッチ」、および入力側により低い電圧電位を備えるそれぞれ1つの「ローサイドスイッチ」に接続可能であるように構成されている。この目的のために、スイッチが制御回路(図示しない)により制御され、モータ2は、例えばいわゆる「フラットトップ変調方式」によって作動される。
FIG. 5 shows a schematic diagram of the
この変調方式は、出力段8が作動している場合には、位相A,B,Cに対応する少なくともいずれか1つのモータラインa,b,cに、あらゆる時点で供給電圧Ubatが提供されている(PWMデューティ比100%)ことを保証する。したがって、常に少なくとも1つのハイサイドスイッチT1H,T2HまたはT3Hが作動している。フラットトップ変調方式の目的は、最終段における切換損失の低減である。モータの制御は、フラットトップ変調方式の採用による影響を受けない。なぜなら、モータにとっては個々のモータ位相電圧間の差のみが重要なのであり、センサ3のアースまたは制御器6のアースに対する電位差は重要ではないからである。
In this modulation system, when the
したがって、モータ制御の全ての自由度が保持される。必要とされる電圧ベクトル量の側のモータの作用点が許容するのであれば、3つのモータ位相の最大のデューティ比が上述のように100%ではなく、電圧調整器11の最小限の入力電圧をちょうどカバーする随意の小さい値となるようにフラットトップ変調を調整することも可能である。これにより、電圧調整器で生じる損失出力を低減することができる。制御器6のコントローラ7によってより大きい電圧ベクトルが要求された場合には、位相A,B,Cの電圧の最大値を再び増大してもよい。
Therefore, all the degrees of freedom of motor control are maintained. If the working point of the motor on the side of the required voltage vector amount allows, the maximum duty ratio of the three motor phases is not 100% as described above, and the minimum input voltage of the
上記方法は、同様にDCモータ2を備えるアクチュエータ1のためにも適している。図6は、このために適した半導体回路の出力段8を概略図で示している。同様に第2供給ライン10のいずれか一方のモータラインaまたはbが常に供給電圧を有するように、出力段8で使用されるHブリッジのハイサイドスイッチT1HおよびT2Hを制御することができる。これにより、ダイオード12を介した電圧調整器11、ひいてはセンサ3の電圧供給を確保することもできる。入力側の電圧Ubatは、例えば、車両搭載電圧から取り出されるか、または制御器6(図6には示されていない)によって準備される。
The above method is also suitable for an
図3では第2供給ライン10のモータラインa,b,cに、または図4ではモータラインa,bに供給電圧が提供されていることは、あらゆる時点で最大の電圧振幅が得られなければならないことを意味するわけではない。本発明によりセンサ3に電圧を供給するためには、電圧調整器11の入力側に印加された電圧が、確実な調整に不可欠な電圧値ΔUだけ、電圧出力部から出力されたセンサ3のための作動電圧UBを超えていれば十分である。電圧調整器11の時間平均の入力側電圧がこの条件を満たしていれば十分である。
In FIG. 3, the supply voltage is provided to the motor lines a, b and c of the
ダイオード12および電圧調整器11を介したセンサ3の電圧供給は、アクチュエータ1の作動準備状態で第2接続ラインを介して連続的に確保されている必要がある。このためにBLDCモータの場合には、図7に示されているように、いわゆる「フラットトップ変調方式」が使用される。図7は、12ボルトのモータ位相電圧による位相A,B,Cの変調を例示的に示す。位相Cはもはや接続されず、12ボルトの電圧に保持される。
The voltage supply of the
BLDCモータ2が、コイルが星形結線で構成されたアクチュエータ1で使用される場合、図3に示した回路に対して代替的に、モータ位相電圧を捕捉するためにモータ2の中性点を使用してもよい。この場合、3つのダイオード12のうちの2つは不要であり、1つのダイオード12のみをモータ2の中性点と電圧調整器11の電圧接続部13との間に接続すればよい。
When the
例えば車両を駆動する内燃機関において、吸入される空気を制御するためのスロットルバルブのように安全性に関連したアクチュエータ1においては、故障時にアクチュエータ1を停止するという要求がある。この場合、出力段8は、半導体スイッチの開放により停止され、アクチュエータ1はばねにより自動的に作動され、機械的に限定された安全な位置をとる。出力段8が停止されたこのような状況においてもセンサ3によってアクチュエータの位置情報を供給することができることがさらに要求され、これによりアクチュエータ1が安全な位置へ到達することが確保される。したがって、さらにセンサ3への電圧供給が確保されている必要がある。このために、出力段8が停止されている場合に、位置センサの小さい消費電力(−15mA)をカバーする高インピーダンスの電圧源を3つ(DCモータの場合には2つ)のモータ位相に接続することができる。
For example, in an internal combustion engine that drives a vehicle, the
例えば、ばねによりアクチュエータ1が安全な位置に戻された場合、電圧源による影響を受けない。なぜなら、一方ではこの電圧源は全ての3つ(2つ)のモータ位相に作用し、したがって電流はモータコイルに流れず、他方では、モータ位相により電流>15mAを出力できないように内部抵抗によって電圧源を設定することもできるからである。したがって、(例えば、モータラインの交差結線などの)エラー発生時にも、出力段8が停止された場合に、電流がばねによる戻りを妨げるか、または遮断をもたらしかねない大きさでモータコイルを介して流れることができないことが確保されている。
For example, when the
この高インピーダンスの電圧源は、フラットトップ変調方式を使用した場合の最終段の作動状態のためにはもはや重要ではなく、したがって、出力段8の作動時には遮断してもよい。停止状態において電圧供給を確保するために不可欠な接続は、出力段8への外部からの接続により制御器6の内部で行ってもよいし、または出力段8の設計段階で考慮してもよい。
This high impedance voltage source is no longer important for the operating state of the final stage when using a flat top modulation scheme and may therefore be shut off when the
1 アクチュエータ
2 駆動部材
3 センサ
4 インタフェイス
6 制御器
7 コントローラ
8,9,10 接続ライン
11 電圧調整器または直流電圧変換器
12 ダイオード
13 第1電圧接続部
14 第2電圧接続部
15 電圧出力部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
第1接続ライン(9)と第2接続ライン(10)との間に、直列接続により電圧調整器または直流電圧変換器(11)および少なくとも1つのダイオード(12)が配置されており、電圧調整器または直流電圧変換器(11)が、作動電圧UBを出力するための電圧出力部(15)を備え、該電圧出力部がセンサ(3)に接続されていることを特徴とする、センサ(3)に電圧を供給するための装置。 An apparatus for supplying a voltage to the sensor (3), wherein the sensor (3) detects the position of the driving member (2) or the adjusting member driven by the driving member (2), and the sensor (3) Is connected to the controller (6) at least indirectly via the first connection line (9), and the output stage (8) of the controller (6) for driving the drive member (2) In the device connected to the drive member (2) via the two connection lines (10),
Between the first connection line (9) and the second connection line (10), a voltage regulator or a DC voltage converter (11) and at least one diode (12) are arranged in series connection, and the voltage regulation vessel or DC voltage converter (11) is provided with a voltage output unit (15) for outputting the operating voltage U B, characterized in that the voltage output of which is connected to the sensor (3), the sensor A device for supplying voltage to (3).
前記電圧調整器(11)の第1電圧接続部(13)が、複数の前記ダイオード(12)のカソード接続部に接続されており、ダイオード(12)のアノード接続部がそれぞれ前記第2接続ライン(10)の異なるラインに接続されており、電圧調整器または直流電圧変換器(11)の第2電圧接続部(14)が、前記第1接続ライン(9)のうち、アース電位をもたらすラインに接続されており、電圧調整器(11)の電圧出力部(15)が前記センサ(3)の作動電圧入力部に接続されている装置。 The apparatus of claim 1.
The first voltage connection (13) of the voltage regulator (11) is connected to the cathode connection of the plurality of diodes (12), and the anode connection of the diode (12) is the second connection line, respectively. The line connected to the different line of (10), and the second voltage connection part (14) of the voltage regulator or the DC voltage converter (11) provides the ground potential among the first connection line (9). And the voltage output unit (15) of the voltage regulator (11) is connected to the operating voltage input unit of the sensor (3).
前記センサ(3)が複数の部分センサを含む装置。 The apparatus according to claim 1 or 2,
A device wherein the sensor (3) comprises a plurality of partial sensors.
前記センサ(3)が、センサ信号を処理するための手段と、出力されるセンサ出力信号をデジタル信号のための所定の伝送プロトコルに適合させる第1インタフェイス(4)とを含む装置。 The device according to any one of claims 1 to 3,
Apparatus wherein said sensor (3) comprises means for processing a sensor signal and a first interface (4) for adapting the output sensor output signal to a predetermined transmission protocol for digital signals.
前記電圧調整器または直流電圧変換器(11)が、電圧調整器(11)の電圧出力部(15)で出力された作動電圧UBを平滑化するための手段を備える装置。 The device according to any one of claims 1 to 4,
The voltage regulator or DC voltage converter (11), device comprising means for smoothing the operating voltage U B that is output by the voltage output of the voltage regulator (11) (15).
電圧調整手段または直流電圧変換手段(11)により制御され、供給された複数位相の電力出力信号から、センサ(3)のために安定化された作動電圧UBを生成し、センサ(3)に出力することを特徴とする方法。 A method of supplying a voltage to the sensor (3), wherein the sensor (3) to which the voltage is supplied detects the position of the driving member (2) or the adjustment member driven by the driving member (2), The sensor signal of 3) is converted for transmission and transmitted to the controller (6), and the controller (7) of the controller (6) controls the output stage (8), whereby the output stage (8) Supplying a plurality of phase power output signals to control the drive member (2), wherein the power output signal is transmitted to the drive member (2) via the second connection line (10),
Is controlled by the voltage adjusting means or DC voltage converting means (11), the power output signal of the supplied multiple phase, to generate the operating voltage U B which is stabilized for the sensor (3), the sensor (3) A method characterized by outputting.
供給された複数位相の電力出力信号から、複数の整流手段によってパルス状の直流電圧を生成し、入力側の電圧として電圧調整手段または直流電圧変換手段(11)に供給する方法。 The method of claim 6, wherein
A method in which a pulsed DC voltage is generated from a plurality of supplied phase power output signals by a plurality of rectifying means and supplied to a voltage adjusting means or a DC voltage converting means (11) as an input side voltage.
電圧調整手段または直流電圧変換手段(11)によって生成され、安定化されたセンサ(3)のための作動電圧UBをさらに平滑化し、これにより作動電圧UBのリプルを減じる方法。 The method according to claim 6 or 7, wherein
A method of further smoothing the operating voltage U B for the stabilized sensor (3) generated by the voltage regulation means or DC voltage converting means (11), thereby reducing the ripple of the operating voltage U B.
フラットトップ変調方式を利用して、前記出力段(8)によって複数相の電力出力信号を生成する方法。 The method according to any one of claims 6 to 8, wherein
A method of generating a multi-phase power output signal by the output stage (8) using a flat top modulation method.
前記出力段(8)が停止され、駆動部材(2)を制御するための複数位相の電力出力信号が供給されない場合に、高インピーダンスの電圧供給手段を第2接続ライン(10)に接続し、これにより、電圧調整手段または直流電圧変換手段(11)に、センサ(3)のために安定化された作動電圧UBを生成するための入力電圧を供給する方法。 The method according to any one of claims 6 to 9, wherein
When the output stage (8) is stopped and a multi-phase power output signal for controlling the driving member (2) is not supplied, a high-impedance voltage supply means is connected to the second connection line (10), Thus, the voltage adjusting means or DC voltage converting means (11), a method for supplying an input voltage to generate the operating voltage U B which is stabilized for the sensor (3).
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