JP2018050432A - Electric actuator system and air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動アクチュエータシステム、および空調装置に関するものである。 The present invention relates to an electric actuator system and an air conditioner.
従来、電動アクチュエータシステムでは、電動モータと、電動モータの回転力を出力する出力軸と、導体パターンが表面に放射状に形成されて電動モータの回転に応じて回転するパターンプレートとを備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, some electric actuator systems include an electric motor, an output shaft that outputs the rotational force of the electric motor, and a pattern plate that has a conductor pattern formed radially on the surface and rotates in accordance with the rotation of the electric motor. (For example, refer to Patent Document 1).
導体パターンは、複数の導電部および複数の非導電部が、2つの摺動接点に1対1で対応する2つの列を成し、2つの列のそれぞれにおいて、複数の導電部と、複数の非導電部とが、1つずつ交互に並ぶよう、導体パターンが形成されている。 In the conductor pattern, the plurality of conductive portions and the plurality of non-conductive portions form two rows corresponding to the two sliding contacts on a one-to-one basis, and in each of the two rows, the plurality of conductive portions, Conductive patterns are formed so that non-conductive portions are alternately arranged one by one.
このものにおいては、パターンプレートが回転すると、これら導電部と非導電部に摺動接点が交互に列毎に接触することにより、摺動接点の導通、非導通が列毎に交互に切り替わる。制御回路は、導通、非導通の切り替わりに応じて発生する列毎のパルス信号を検出することで、出力軸の回転位置を検出する。制御回路は、この検出された出力軸の回転位置に応じて電動モータを介して出力軸の回転位置を制御する。 In this case, when the pattern plate is rotated, the sliding contacts are alternately brought into contact with the conductive portions and the non-conductive portions for each column, whereby the conduction and non-conduction of the sliding contacts are alternately switched for each column. The control circuit detects the rotational position of the output shaft by detecting a pulse signal for each column generated in accordance with switching between conduction and non-conduction. The control circuit controls the rotational position of the output shaft via the electric motor in accordance with the detected rotational position of the output shaft.
以下、説明の便宜上、列毎のパルス信号のうち一方のパルス信号をA相パルス信号とし、他方のパルス信号をB相パルス信号とする。 Hereinafter, for convenience of explanation, one of the pulse signals for each column is referred to as an A-phase pulse signal, and the other pulse signal is referred to as a B-phase pulse signal.
上記電動アクチュエータシステムでは、制御回路は、A相パルス信号、B相パルス信号に応じて、電動モータを介して出力軸の回転位置を制御することができる。しかし、パターンプレートに対する摺動接点の摺動によって摺動接点が摩耗する。これに伴い、摺動接点のうちパターンプレートに接触する接触面積が大きくなる(図10(a)〜(d)参照)。このため、パターンプレートの導体パターンに対する複数の摺動接点の摺動によって発生するパルス信号のデューテイー比が変化する。 In the electric actuator system, the control circuit can control the rotational position of the output shaft via the electric motor in accordance with the A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal. However, the sliding contact is worn by sliding of the sliding contact with respect to the pattern plate. As a result, the contact area of the sliding contact that contacts the pattern plate increases (see FIGS. 10A to 10D). For this reason, the duty ratio of the pulse signal generated by the sliding of the plurality of sliding contacts with respect to the conductor pattern of the pattern plate changes.
図15(a)に摺動接点が初期状態である場合のA相パルス信号のタイミングチャートを示し、図15(b)に摺動接点が初期状態である場合のB相パルス信号のタイミングチャートを示し、図15(c)に摺動接点が摩耗した状態である場合のA相パルス信号のタイミングチャートを示し、図15(d)に摺動接点が摩耗した状態である場合のB相パルス信号のタイミングチャートを示している。 FIG. 15A shows a timing chart of the A phase pulse signal when the sliding contact is in the initial state, and FIG. 15B shows a timing chart of the B phase pulse signal when the sliding contact is in the initial state. FIG. 15C shows a timing chart of the A-phase pulse signal when the sliding contact is worn, and FIG. 15D shows the B-phase pulse signal when the sliding contact is worn. The timing chart is shown.
まず、摺動接点が摩耗した場合には、A相パルス信号においてローレベル信号からハイレベル信号に変化するタイミングが摺動接点が初期状態である場合に比べて遅くなる。 First, when the sliding contact is worn, the timing at which the A-phase pulse signal changes from the low level signal to the high level signal is delayed compared to when the sliding contact is in the initial state.
ここで、制御回路が出力軸の回転位置が目標位置に到達した判定するタイミングを停止判定タイミングとする。例えば、B相パルス信号がハイレベル信号である状態でA相パルス信号がローレベル信号からハイレベル信号に変化したタイミングを停止判定タイミングとする場合には、次のような問題が生じる。 Here, the timing at which the control circuit determines that the rotational position of the output shaft has reached the target position is defined as the stop determination timing. For example, when the timing at which the A-phase pulse signal changes from the low-level signal to the high-level signal while the B-phase pulse signal is a high-level signal is set as the stop determination timing, the following problem occurs.
すなわち、摺動接点が摩耗し場合には、制御回路の停止判定タイミングが、摺動接点が初期状態である場合に比べて遅くなる。このため、摺動接点が摩耗すると、出力軸が本来の目標位置からずれた位置で電動モータへの電力供給が停止される。そして、この電動モータへの電力供給が停止された回転位置から空走距離を経て出力軸が停止することになる。このため、出力軸が本来停止すべき位置からずれた位置で出力軸が停止するため、出力軸の停止精度が低下することになる。 That is, when the sliding contact is worn, the stop determination timing of the control circuit is delayed as compared with the case where the sliding contact is in the initial state. For this reason, when the sliding contact is worn, the power supply to the electric motor is stopped at a position where the output shaft is displaced from the original target position. Then, the output shaft stops after a free running distance from the rotational position where the power supply to the electric motor is stopped. For this reason, since the output shaft stops at a position where the output shaft deviates from the position where it should be stopped, the stop accuracy of the output shaft is lowered.
本発明は上記点に鑑みて、複数の摺動接点が摩耗量を推定することを第1目的とし、複数の摺動接点が摩耗しても、出力軸の停止精度が低下することを抑制するようにした電動アクチュエータシステム、および空調装置を提供することを第2目的とする。 In view of the above points, the present invention has a first object of estimating the amount of wear of a plurality of sliding contacts, and suppresses a decrease in the stopping accuracy of the output shaft even when the plurality of sliding contacts wear. It is a second object of the present invention to provide an electric actuator system and an air conditioner.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、電動モータ(110)から出力される回転力を回転軸(127)から出力する電動アクチュエータシステムであって、
回転軸の回転位置を示すパルス信号を出力するパルス発生部(158)と、
パルス発生部から出力されるパルス信号に応じて電動モータの回転を制御する制御回路(230)と、を備え、
パルス発生部は、
表面に導体パターンが形成されたパターン部材であって、表面には、導体パターンの一部が形成された複数の導電部(151a、152a、154a)および導体パターンが形成されていない複数の非導電部(151b、152b)が配置されているパターン部材(153)と、
パターン部材の表面に接する導体である複数の摺動接点(155、156、157)とを備え、
パターン部材の表面は、電動モータの回転に伴って、複数の摺動接点のそれぞれに対して、相対的な摺動を行うようになっており、
複数の導電部および複数の非導電部が、複数の摺動接点に1対1で対応する複数の列を成し、複数の列のそれぞれにおいて、複数の導電部と、複数の非導電部とが、1つずつ交互に並ぶように導体パターンが形成されており、
複数の摺動接点のそれぞれは、パターン部材の表面に対して相対的に摺動する際に、複数の列のうち対応する列に並んだ複数の導電部と複数の非導電部に対して並び順に交互に接触するように、配置されており、
パルス発生部は、摺動接点が導電部に接触する接触期間と摺動接点が導電部に接触していない非接触期間との比率をデューティ比とするパルス信号を摺動接点毎に出力し、
パルス発生部から出力される摺動接点毎のパルス信号に基づいて、パターン部材の表面に対する複数の摺動接点の摺動によって生じる複数の摺動接点の摩耗量を推定する摩耗推定部(S140)を備える。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an electric actuator system that outputs the rotational force output from the electric motor (110) from the rotating shaft (127),
A pulse generator (158) that outputs a pulse signal indicating the rotational position of the rotary shaft;
A control circuit (230) for controlling the rotation of the electric motor according to the pulse signal output from the pulse generator,
The pulse generator
A pattern member having a conductor pattern formed on the surface, and a plurality of conductive portions (151a, 152a, 154a) in which a part of the conductor pattern is formed on the surface and a plurality of non-conductive elements in which the conductor pattern is not formed A pattern member (153) in which the portions (151b, 152b) are disposed;
A plurality of sliding contacts (155, 156, 157) which are conductors in contact with the surface of the pattern member,
The surface of the pattern member slides relative to each of the plurality of sliding contacts as the electric motor rotates.
The plurality of conductive portions and the plurality of non-conductive portions form a plurality of rows corresponding one-to-one to the plurality of sliding contacts, and in each of the plurality of rows, the plurality of conductive portions, the plurality of non-conductive portions, However, conductor patterns are formed so that they are alternately arranged one by one.
When the plurality of sliding contacts slide relative to the surface of the pattern member, the plurality of sliding contacts are arranged with respect to the plurality of conductive portions and the plurality of non-conductive portions arranged in the corresponding row among the plurality of rows. They are arranged so that they touch each other in turn,
The pulse generator outputs, for each sliding contact, a pulse signal whose duty ratio is the ratio between the contact period in which the sliding contact is in contact with the conductive part and the non-contact period in which the sliding contact is not in contact with the conductive part.
A wear estimation unit (S140) for estimating the wear amount of the plurality of sliding contacts caused by the sliding of the plurality of sliding contacts with respect to the surface of the pattern member based on the pulse signal for each sliding contact output from the pulse generation unit. Is provided.
これにより、複数の摺動接点の摩耗量を推定することができる。但し、摺動接点の摩耗量とは、摺動接点がどのくらい摩耗しているかを示す情報である。 Thereby, the amount of wear of a plurality of sliding contacts can be estimated. However, the wear amount of the sliding contact is information indicating how much the sliding contact is worn.
請求項2に記載の発明では、回転軸の回転位置を制御させるように電動モータを制御する際に、摩耗推定部によって推定される摩耗量に応じて、電動モータへの電力供給を停止するタイミングを制御する制御部(S120〜S170)を備える。 According to the second aspect of the present invention, when the electric motor is controlled so as to control the rotational position of the rotating shaft, the timing for stopping the power supply to the electric motor according to the wear amount estimated by the wear estimation unit. The control part (S120-S170) which controls is provided.
これにより、複数の摺動接点が摩耗しても、出力軸の停止精度が低下することを抑制することができる。 Thereby, even if a some sliding contact wears, it can suppress that the stop precision of an output shaft falls.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の電動アクチュエータシステムが車両用空調装置に適用された一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the electric actuator system of the present invention is applied to a vehicle air conditioner will be described.
本実施形態に係る電動アクチュエータシステムは、図1に示すような車両用空調装置の室内空調装置1のモードドア7a、7b、7cを駆動するために用いられる。
The electric actuator system according to the present embodiment is used to drive the
モードドア7a、7b、7cは、図1に示す室内空調装置1の空調ケーシング5内において、空調ケーシング5のデフロスタ開口部6a、フェイス開口部6b、フット開口部6cを開閉してデフロスタ開口部6a、フェイス開口部6b、フット開口部6cから車室内に吹き出される空気流を制御するためのドア部材である。
The
デフロスタ開口部6aは、空調ケーシング5内からフロントガラスの内表面に空気流を吹き出す空気流路を形成する。フェイス開口部6bは、空調ケーシング5内から乗員上半身に空気流を吹き出す空気流路を形成する。フット開口部6cは、空調ケーシング5内から乗員下半身に空気流を吹き出す空気流路を形成する。モードドア7a、7b、7cは、電動アクチュエータ100によって駆動されて、回転する。
The
モードドア7aは、その回転によってデフロスタ開口部6aを開閉する。モードドア7bは、その回転によってフェイス開口部6bを開閉する。モードドア7cは、その回転によってフット開口部6cを開閉する。
The
空調ケーシング5のうち空気流れ上流側には、送風ユニット11が設けられている。送風ユニット11は、内外気導入ユニット12を通して車室外空気、或いは車室内空気を導入して空気流として吹き出す。
A
空気流は、蒸発器4で冷却され、蒸発器4からデフロスタ開口部6a、フェイス開口部6b、フット開口部6cを通って車室内に流れるようになっている。エアミックスドア8は、空気流の流れを制御するためのドア部材である。
The air flow is cooled by the
エアミックスドア8が閉じられた状態では、空気流がヒータコア3を迂回し、エアミックスドア8が開いた状態では、空気流がヒータコア3を通る。空気流がヒータコア3を通る場合、ヒータコア3は、エンジン2の冷却水を熱源として、ヒータコア3を通る空気流を加熱する。
When the air mix door 8 is closed, the air flow bypasses the
このエアミックスドア8の位置に応じて、ヒータコア3を迂回して流れる空気流の風量と、ヒータコア3を通る空気流の風量との比が変化する。したがって、エアミックスドア8の位置を制御することで、開口部6a、6b、6cから車室内に吹き出す空気流の温度を調節することができる。開口部6a、6b、6cは、デフロスタ開口部6a、フェイス開口部6b、フット開口部6cを纏めて表記したものである。
Depending on the position of the air mix door 8, the ratio of the air volume of the air flow flowing around the
図2は、電動アクチュエータ100の外観図((a)は正面図、(b)は側面図)であり、図3は電動アクチュエータ100の内部構成図である。この電動アクチュエータ100は、電動モータとしての直流モータ110および減速機構120を有している。
2 is an external view of the electric actuator 100 ((a) is a front view, (b) is a side view), and FIG. 3 is an internal configuration diagram of the
このモータ110は、車両に搭載されたバッテリ(図示せず)から電力を得て回転する出力軸111を有するものであり、減速機構120は直流モータ110の出力軸111から入力された回転力を減速してモードドア7a、7b、7cに向けて出力する変速機構である。以下では、直流モータ110および減速機構120等の回転駆動する機構部を駆動部130と呼ぶ。
The
減速機構120は、直流モータ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、および複数枚の平歯車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。この減速機構120の作動により、直流モータ110の出力軸111の回転に応じて出力軸127が回転し、その際、出力軸111の回転角速度よりも、出力軸127の回転角速度が小さくなる。
The speed reduction mechanism 120 is a gear train including a
また電動アクチュエータ100は、駆動部130を収納するケーシング140を有している。電動アクチュエータ100は、このケーシング140に固定された接点ブラシ155〜157を有している。
The
また、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〜図6に示すように、出力軸127と一体的に回転する非導電性プリント基板としてのパルスパターンプレート(以下、単にパターンプレートという)153が設けられている。このパターンプレート153は、パターン部材の一例に相当する。
Further, as shown in FIGS. 3 to 6, the speed reduction mechanism 120 is integrated with the
このパターンプレート153の回転中心を中心とする円周方向の角度範囲は、図4に示すように、回転検出領域300と、角度γの初期化領域301とに分かれている。回転検出領域300は、後述するように、パターンプレート153の回転角度の増減(すなわち、回転位置)の検出に用いるパルス信号のパターンを生成するために用いられる。
The angular range in the circumferential direction around the rotation center of the
また、初期化領域301は、パターンプレート153(またはモードドア7a、7b、7c)の原点位置を示すパルス信号のパターン(以下、イニシャライズ信号パターンという)を生成するために用いられる。
The
このパターンプレート153の1つの表面(以下、パターン面という)には、導体パターン(すなわち、特定の形状を有する導体)がプリントされている。導体パターンは、銅箔上にニッケルめっきを施し、その上に金めっきを施して成るものである。 A conductor pattern (that is, a conductor having a specific shape) is printed on one surface of the pattern plate 153 (hereinafter referred to as a pattern surface). The conductor pattern is formed by performing nickel plating on a copper foil and applying gold plating thereon.
以下、この導体パターンの配置について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、パターンプレート153の回転中心を単に回転中心といい、また、パターン面上の回転中心からの距離を中心距離という。また、回転中心を中心とする円周を、単に円周という。また、回転中心から見たパターン面上の角度を、単に中心角という。また、パターン面上の各部分を回転中心から見込んだ角度範囲を、当該部分の角度幅という。なお、本実施形態においては、摺動によってパターンプレート153が変位する方向は、ここで定義した円周の周方向(すなわち、円周方向)であるので、この円周方向は、摺動方向の一例に相当する。また、角度幅は、パターンプレート153の回転角速度が一定ならば、時間幅と同じである。そして、本実施形態においては、直流モータ110の回転時の回転速度が一定となるよう制御されるので、パターンプレート153の回転時の回転速度も一定である。
Hereinafter, the arrangement of the conductor pattern will be described in detail. In the following description, the rotation center of the
図4、図6に示すように、導体パターンは、複数(例えば100個以上)の導電部151a、導電部151aと同じ数の複数の導電部152a、および1つの導電部154aを有している。
As shown in FIGS. 4 and 6, the conductor pattern has a plurality of (for example, 100 or more)
導電部151aは、導電部151a、導電部152a、導電部154aのうち、中心距離の最も大きい円周上に一列に並んで配置されている。
The
中心角の全範囲のうち、回転検出領域300においては、複数の導電部151aのそれぞれは、回転中心を中心とする半径r1、角度α1の扇形から、回転中心を中心とする半径r2(ただしr2<r1)、角度α1の扇形を取り除いた形状となっている。回転検出領域300内におけるどの導電部151aについても、上記の半径r1、r2、および角度α1は同じ値である。したがって、回転検出領域300における導電部151aの角度幅は、いずれも等しく角度α1である。
Of the entire range of the central angle, in the
また、回転検出領域300における導電部151aは、円周上において一定の間隔を開けて並べられている。隣り合う2つの導電部151aの間隔の角度幅は、β1となっている。この角度β1は、導電部151aの円周方向の幅に相当する角度α1よりも大きい。例えば、角度β1は、角度α1の1.5倍であってもよい。これら導電部151aの間に位置する複数の部分151bのそれぞれは、導体パターンが形成されていない非導電部151bである。
In addition, the
また、中心角の全範囲のうち、回転検出領域300以外の初期化領域301においては、複数の導電部151aのうち1つが配置されている。この初期化領域301における導電部151aは、他の導電部151aよりも角度幅が大きく、初期化領域301全域に亘り、かつ、初期化領域301の一方の側から回転検出領域300にはみ出ている。
Further, in the
より詳しくは、初期化領域301に導電部151aは、回転中心を中心とする半径r1、角度ηの扇形から、回転中心を中心とする半径r2、角度ηの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度ηは、回転検出領域300の角度範囲γよりも大きい。
More specifically, the
また、初期化領域301における導電部151aは、円周方向の両端で、領域300の導電部151aと離れており、その離れている部分の角度幅は、角度β1である。この間隔部分も、導体パターンが形成されていない非導電部151bである。
The
導電部152aは、導電部151a、導電部152a、導電部154aのうち、中心距離が2番目に大きい円周上に一列に並んで配置されている。回転検出領域300においては、複数の導電部152aのそれぞれは、回転中心を中心とする半径r3、角度α2の扇形から、回転中心を中心とする半径r4(ただしr4<r3)、角度α2の扇形を取り除いた形状となっている。回転検出領域300内におけるどの導電部152aについても、上記の半径r3、r4、および角度α2は同じ値である。したがって、回転検出領域300における導電部152aの角度幅は、いずれも等しく角度α2である。なお、半径r3は上述の半径r2に等しく、角度α2は上述の角度α1に等しい。
The
回転検出領域300における導電部152aは、円周上において一定の間隔を開けて並べられている。隣り合う2つの導電部の間隔の角度幅は、β2となっている。この角度β2は、上述のβ1に等しく、導電部152aの円周方向の幅に相当する角度α2よりも大きい。例えば、角度β2は、角度α2の1.5倍であってもよい。これら導電部152aの間に位置する複数の部分152bは、導体パターンが形成されていない非導電部152bである。
The
また、初期化領域301においては、複数の導電部152aのうち1つが配置されている。この初期化領域301における導電部152aは、他の導電部152aよりも角度幅が大きく、初期化領域301全域に亘り、かつ、初期化領域301の一方の側から回転検出領域300にはみ出ている。初期化領域301から導電部152aがはみ出る側と、初期化領域301から導電部151aがはみ出る側とは、互いに反対側である。
In the
より詳しくは、初期化領域301に導電部152aは、回転中心を中心とする半径r3、角度ζの扇形から、回転中心を中心とする半径r4、角度ζの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度ζは、回転検出領域300の角度範囲γよりも大きい。
More specifically, the
また、初期化領域301における導電部152aは、円周方向の両端で、領域300の導電部152bと離れており、その離れている部分の角度幅は、角度β2である。この間隔部分も、導体パターンが形成されていない非導電部152bである。
In addition, the
このように、回転検出領域300においては、複数の導電部151aと複数の非導電部151bとが円周上に等間隔で1つずつ交互に並ぶ第1の列、および、複数の導電部152aと複数の非導電部152bとが円周上に等間隔で1つずつ交互に並ぶ第2の列が、配置されている。
As described above, in the
以下、円周上で複数の導電部151aおよび複数の非導電部151bから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを第1パターン151と呼び、複数の導電部152aおよび複数の非導電部152bから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを第2パターン152と呼ぶ。
Hereinafter, a pattern of change in conductivity / non-conductivity along the circumferential direction including a plurality of
このように、第1パターンおよび第2パターンを形成する2つの列のそれぞれにおいて、当該列中の複数の導電部の摺動方向の幅は、当該列中の複数の非導電部の摺動方向の幅よりも短くなっている。 Thus, in each of the two rows forming the first pattern and the second pattern, the width in the sliding direction of the plurality of conductive portions in the row is the sliding direction of the plurality of non-conductive portions in the row. It is shorter than the width.
なお、回転検出領域300においては、第1パターン151と、第2パターン152との間で、円周方向の導電、非導電のパターンの位相(具体的には、中心角の位相)がずれている。つまり、つまり、第1パターン151と、第2パターン152とは、周方向に沿って、同じ中心角の位置で導電部に切り替わるようになっておらず、また、同じ中心角の位置で非導電部に切り替わるようにもなっていない。第1パターンと第2パターンのずれを回転中心から見込んだ角度εは、α1(=α2)の1/2以上かつ上限値εmax以下である。例えば、角度εは、α1(=α2)の2/3であってもよい。
In the
この上限値εmaxは、1より小さい値であり、かつ、後述する電気制御回路200におけるパルス信号検出の時間分解能と、パターンプレート153の回転角速度によって決まる。つまり、パターンプレート153が回転したときでも、電気制御回路200が、状態A→状態B→状態Cという遷移を検出することができる最大の位相ずれ角が、上限値εmaxである。
This upper limit value εmax is a value smaller than 1, and is determined by the time resolution of pulse signal detection in the
ここで、状態Aとは、接点ブラシ155が導電部151aに接触すると共に接点ブラシ156が導電部152aに接触しない状態(一部接触一部非接触状態の一例に該当する)である。また状態Bとは、接点ブラシ155が導電部151aに接触すると共に接点ブラシ156も導電部152aに接触する状態(全接触状態の一例に該当する)である。また状態Cとは、接点ブラシ155が導電部151aに接触しないと共に接点ブラシ156が導電部152aに接触する状態(一部接触一部非接触状態の一例に該当する)である。
Here, the state A is a state where the
導電部154aは、導電部151a、導電部152a、導電部154aのうち、中心距離が最も小さい円周上において、回転検出領域300の全域および初期化領域301の両端部に亘って配置されている。この導電部154aは、回転中心を中心とする半径r5、角度δの扇形から、回転中心を中心とする半径r6(ただしr6<r5)、角度δの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度δは、回転検出領域300の全体範囲に相当する角度(すなわち、360°−γ)よりも大きい角度であり、r5は、上述のr4に等しい。
The
また、初期化領域301においては、導電部154aの円周方向の両端の間に位置する部分154bがある。この部分154bは、導体パターンが形成されていない非導電部である。これら1つの導電部154aおよび1つの非導電部154bから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを、以下、コモンパターン154と呼ぶ。
Moreover, in the initialization area |
なお、上述の通り、導電部151aの内周端位置の半径r2と導電部152aの外周端位置の半径r3とが等しく、また、導電部152aの内周端位置の半径r4と導電部154aの外周端位置の半径r5が等しい。したがって、導電部152aは導電部154aと導通し、導電部151aは、角度範囲が一部重なる導電部152aと導通する。また、導電部151a、152aとコモンパターン154の導電部154aとは、図示しない接続部材により、電気的に繋がっているようになっていてもよい。
As described above, the radius r2 of the inner peripheral end position of the
また、ケーシング140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接点ブラシ(電気接点)155〜157が樹脂一体成形により固定されている。接点ブラシ155〜157としては、例えば、リン青銅にニッケルめっきを施したものを用いるようになっていてもよい。そして、第1接点ブラシ155(摺動接点の一例に相当する)の先端に近い複数の接点部分155aは第1パターン151に接触し、第2接点ブラシ156(摺動接点の一例に相当する)の先端に近い複数の接点部分156aは第2パターン152に接触し、第3接点ブラシ157の先端に近い複数の接点部分157aはコモンパターン154に接触するように構成されている。
Further, first to third contact brushes (electrical contacts) 155 to 157 made of a copper-based conductive material connected to the positive electrode side of the battery are fixed to the
接点部分155a、156a、157aの(回転中心から見た)角度幅は、電動アクチュエータ100の製造時には、導電部151a、152a、非導電部151b、152bの個々の角度幅に比べて非常に小さい。
When the
本実施形態では、パターンプレート153に対して第1〜3接点ブラシ155〜157が接触している接点部分155a、156a、157aのそれぞれを2点以上(本実施形態では、4点)とすることにより、第1〜3接点ブラシ155〜157と導電部151a、152a、154aとの電気接続を確実なものとしている。また、第1〜3接点ブラシ155〜157とパターンプレート153の表面との接点部分155a、156a、157aは、図3および図6に示すように、回転中心から見て径方向に一直線に並んでいる。
In the present embodiment, each of the
図2に示すように、出力軸127には、モードドア7a、7b、7cを揺動させるリンク160が圧入固定されている。
As shown in FIG. 2, a
リンク160は、図7に示すように、円盤状に形成されている。リンク160のうち表面側には、厚み方向(出力軸127の軸線方向)の一方側に凹となる溝170、171が設けられている。溝170、171は、それぞれ、独立して設けられている。リンク160のうち裏面側には、厚み方向(出力軸127の軸線方向)の他方側に凹となる1つの溝(図示省略)が設けられている。
The
ここで、リンク160のうち表面側の溝170、171とリンク160の裏面側の1つの溝とを便宜上区別するために、表面側の溝170を第1溝170とし、表面側の溝171を第2溝171とし、裏面側の1つの溝を第3溝とする。
Here, in order to distinguish the front
第1溝170は、モードドア7aに設けられたピン10aが摺動可能に構成されている。
ピン10aは、モードドア7aの腕部9aに設けられている。腕部9aは、モードドア7aの軸からその軸線を中心とする径方向外側に延びるように形成されている。ピン10aは、腕部9aから軸線方向に突起するように形成されている。
The 1st groove |
The
第2溝171は、モードドア7bに設けられたピン10bが摺動可能に構成されている。
ピン10bは、モードドア7bの腕部9bに設けられている。腕部9bは、モードドア7bの軸からその軸線を中心とする径方向外側に延びるように形成されている。ピン10bは、腕部9bから軸線方向に突起するように形成されている。
The 2nd groove |
The
第3溝は、モードドア7cに設けられたピン10cが摺動可能に構成されている。ピン10cは、モードドア7cの腕部9cに設けられている。腕部9cは、モードドア7cの軸からその軸線を中心とする径方向外側に延びるように形成されている。ピン10cは、腕部9cから軸線方向に突起するように形成されている。
The 3rd groove is constituted so that
第1溝170には、出力軸127の軸線を中心とする円弧状に形成されているアイドル区間170aが設けられている。
The
ピン10aが第1溝170のうちアイドル区間170aを移動する際に、出力軸127の回転力がリンク160およびピン10aを通してモードドア7aに伝達されることが停止される。一方、ピン10aが第1溝170のうちアイドル区間170a以外の他の領域を移動する際に、出力軸127の回転力がリンク160およびピン10aを通してモードドア7aに伝達される。
When the
第2溝171には、出力軸127の軸線を中心とする円弧状に形成されているアイドル区間171aが設けられている。
The
ピン10bが第2溝171のうちアイドル区間171aを移動する際に、出力軸127の回転力がリンク160およびピン10bを通してモードドア7bに伝達されることが停止される。一方、ピン10bが第2溝171のうちアイドル区間171a以外の他の領域を移動する際に、出力軸127の回転力がリンク160およびピン10bを通してモードドア7bに伝達される。
When the
第3溝には、出力軸127の軸線を中心とする円弧状に形成されているアイドル区間(図示省略)が設けられている。
The third groove is provided with an idle section (not shown) formed in an arc shape centering on the axis of the
ピン10cが第3溝のうちアイドル区間を移動する際に、出力軸127の回転力がリンク160およびピン10cを通してモードドア7cに伝達されることが停止される。一方、ピン10cが第3溝のうちアイドル区間以外の領域を移動する際に、出力軸127の回転力がリンク160およびピン10cを通してモードドア7cに伝達される。
When the
したがって、出力軸127の回転角(すなわち、出力軸127の作動位置)を制御することで、モードドア7a、7b、7cの位置を独立して制御することができる。
Therefore, by controlling the rotation angle of the output shaft 127 (that is, the operating position of the output shaft 127), the positions of the
次に、電動アクチュエータ100の作動の概要について説明する。図8は電動アクチュエータ100の電気制御回路200の回路構成の模式図である。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、パターンプレート153で発生するパルス信号を検出するパルス信号検知回路220、およびCPU230を備えている。これらの回路210、220、230には、イグニッションスイッチを介してバッテリに接続された定電圧回路(図示せず)から一定電圧が供給されるようになっている。
Next, an outline of the operation of the
パルス発生部158は、第1〜3接点ブラシ155、156、157とパターンプレート153により構成され、出力軸127の回転位置を示すパルス信号を出力する回路である。図8においては、パルス発生部158を電気的に等価な図に置き換えて示している。このパルス発生部158から、原点位置を示すイニシャライズ信号パターンおよび出力軸127の回転を検出するためのパルス信号が出力される。
The pulse generator 158 is composed of first to third contact brushes 155, 156, 157 and a
スイッチ158aは、第1接点ブラシ155と第1パターン151とによって構成されるものであり、出力軸127の回転に応じてスイッチングする。すなわち、出力軸127の回転に応じてオン、オフが切り替わる。具体的には、接点ブラシ155の接点部分155aが導電部151aに接触している接触期間では、スイッチ158aがオンとなる。また、接点ブラシ155の接点部分155aが非導電部151bにあることで、導電部151aに接触していない非接触期間では、スイッチ158aがオフとなる。
The
また、スイッチ158bは、第2接点ブラシ156と第2パターン152とによって構成されるものであり、出力軸127の回転に応じてスイッチングする。具体的には、接点ブラシ156の接点部分156aが導電部152aに接触している接触期間では、スイッチ158bがオンとなる。また、接点ブラシ156の接点部分156aが、非導電部152bにあって導電部152aに接触していない非接触期間では、スイッチ158bがオフとなる。
The switch 158b is configured by the
また、スイッチ158cは、第3接点ブラシ157とコモンパターン154とにより構成されるもので、出力軸127の回転に応じてスイッチングする。具体的には、接点ブラシ157の接点部分157aが導電部154aに接触している接触期間では、スイッチ158cがオンとなる。また、接点ブラシ157の接点部分156aが、非導電部154bにあって導電部154aに接触していない非接触期間では、スイッチ158cがオフとなる。
Further, the
ここで、スイッチ158cの一端、すなわち第3接点ブラシ157の一端部は、グランドに電気的に繋がっている。
Here, one end of the
パルス信号検知回路220とスイッチ158a、158bとの間の接続点221、222には、プルアップ抵抗R1、R2が接続されている。プルアップ抵抗R1、R2は、接続点221、222と定電圧電源Vdとの間に接続されている抵抗素子である。したがって、出力軸127の回転に伴うスイッチ158a、158b、159cのオン、オフの変化に応じて、スイッチ158aおよび158bからそれぞれA相およびB相のパルス信号が発生する。
Pull-up resistors R1 and R2 are connected to
パルス信号発生の具体的作動として、まず、モータ駆動回路210によって直流モータ110が駆動され、この直流モータ110の駆動に応じてパターンプレート153および出力軸127が回転し、第1〜3接点ブラシ155〜157が回転検出領域300と接触した状態にある場合について、図9を用いて説明する。
As a specific operation for generating the pulse signal, first, the
この場合、第3接点ブラシ157が導電部154aに接触しつつ、第1接点ブラシ155の接点部分155aにおいては、導電部151aと接触する通電(ON)状態および非導電部151bにあって導電部151aと接触しない非通電(OFF)状態が交互に発生し、また、第2接点ブラシ156の接点部分156aは、導電部152aと接触する通電(ON)状態および非導電部152bにあって導電部152aと接触しない非通電(OFF)状態が交互に発生する。
In this case, while the
この場合に第1、2接点ブラシ155、156に発生するパルス信号の変化を、図9に模式的に示す。図9の横軸方向(左右方向)は、中心角を示している。図9の上部は、パターンプレート153の回転に伴う、接点ブラシ155〜157とパターン151、152、154との間の接触関係の変化を示している。斜線部が導電部151a、152a、154aに相当し、斜線のない部分が非導電部151b、152b、154bに相当する。そして、図9の下部は、その接触関係の変化に伴う、A相のパルス信号の変化(すなわち、図9中出力信号パターン191)およびB相のパルス信号の変化(すなわち、図9中出力信号信号パターン192)を示している。
FIG. 9 schematically shows changes in pulse signals generated in the first and second contact brushes 155 and 156 in this case. The horizontal axis direction (left-right direction) in FIG. 9 indicates the central angle. The upper part of FIG. 9 shows the change in the contact relationship between the contact brushes 155 to 157 and the
この図に示すように、第1接点ブラシ155の通電状態よび非通電状態の切り替わりタイミングと、第2接点ブラシ155の通電状態よび非通電状態の切り替わりタイミングとは、一致しない。これは、第1パターン151と第2パターン152の位相がずれていることに起因している。
As shown in this figure, the switching timing between the energized state and the non-energized state of the
パターンプレート153が正回転方向(図4における時計回り方向、図8における左方向)に変位(具体的には回転)すると、接点ブラシ155〜157とパターン151、152、154との接触点が変化し、それに伴い、A相では、接点ブラシ155が導電部151aに接触している通常状態では信号がローレベル「0」となり、接点ブラシ155が導電部151aに接触していない非通電状態では信号がハイレベル「1」となる。
When the
つまり、A相パルス信号は、接点ブラシ155が導電部151aに接触している接触期間と、接点ブラシ155が導電部151aに接触していない非接触期間との比率をデューティー比Daとするパルス信号となる。
That is, the A-phase pulse signal is a pulse signal having a duty ratio Da as a ratio between a contact period in which the
同様に、B相でも、接点ブラシ156が導電部152aに接触している通常状態では信号がローレベル「0」となり、接点ブラシ156が導電部152aに接触していない非通電状態では信号がハイレベル「1」となる。
Similarly, in the B phase, the signal is low level “0” in the normal state where the
つまり、B相パルス信号は、接点ブラシ156が導電部152aに接触している接触期間と接点ブラシ156が導電部152aに接触していない非接触期間との比率をデューティー比Daとするパルス信号となる。
That is, the B-phase pulse signal is a pulse signal having a duty ratio Da as a ratio between a contact period in which the
したがって、A相、B相の信号レベルの組み合わせを、「A相のレベル、B相のレベル」という形式で記載すると、パターンプレート153の正回転方向への回転に伴って、信号レベルが「1、0」、「1、1」、「0、1」、「0、0」という順序で、循環的に変化する。以下、このパルス信号の組み合わせの循環パターンを、正回転信号パターンという。逆に、パターンプレート153の逆回転方向(正回転方向とは逆の方向)への回転に伴って、信号レベルが「0、0」、「0、1」、「1、1」、「1、0」という順序で、循環的に変化する。以下、このパルス信号の組み合わせの循環パターンを、逆回転信号パターンという。
Therefore, when the combination of the signal levels of the A phase and the B phase is described in the form of “A phase level, B phase level”, the signal level becomes “1” as the
なお、直流モータ110が回転してパターンプレート153および出力軸127が回転して、第1、2、3接点ブラシ155、156、157が初期化領域301に接触している場合について、上記特許文献1と同様であるため、その説明を省略する。
Note that the above-mentioned patent document describes the case where the direct
以上の説明から明らかなように、本実施形態では、第1、第2、第3接点ブラシ155、156、157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スイッチ158a〜158cを含むパルス発生部158(図8参照)を構成することになる。
As is apparent from the above description, in this embodiment, the first, second, and third contact brushes 155, 156, and 157 and the
なお、既に説明した通り、スイッチ158a、158bは、接点ブラシ155、156と第1、2パターン151、152とによって構成されるもので、定電圧電源Vd(電源回路)およびグランドの間で並列的に配設され、直流モータ110の回転に基づき、個々にスイッチングしてパルス信号を発生する。スイッチ158cは、第3接点ブラシ157とコモンパターン154とにより構成されるもので、スイッチ158a、158bとグランドとの間で、直流モータ110の回転に基づき、スイッチングすることになる。
As described above, the
また、第1パターン151の位相と第2パターン152の位相とがずれているため、パルス発生部158では、第1パターン151と第1接点ブラシ155とにより発生するA相のパルス信号191と、第2パターン152と第2接点ブラシ156とにより発生するB相のパルス192との間でも、信号の立ち上がりのタイミングおよび立ち下がりのタイミングにずれが生じる。
Further, since the phase of the
これを利用して、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の立ち上がり(すなわち、信号レベルの「0」から「1」への切り替わり)が先にパルス信号検知回路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。
By utilizing this, in the present embodiment, the rising edge of any one of the A-phase pulse and the B-phase pulse (that is, the switching of the signal level from “0” to “1”) first occurs in the pulse
さらに、第1、第2接点ブラシ155、156が製造当初の初期状態であるときには、A相パルス、B相パルスのデューティー比Da、Dbが50%となるように、接点ブラシ155、156が設定されている。 Further, when the first and second contact brushes 155 and 156 are in the initial state at the time of manufacture, the contact brushes 155 and 156 are set so that the duty ratios Da and Db of the A-phase pulse and the B-phase pulse are 50%. Has been.
ここで、経年経過すると、パターンプレート153のパターン面に対する接点ブラシ155、156の摩耗が進む。すると、接点ブラシ155(156)の複数の接点部分155a(156a)の面積が増加する(図10(a)(b)(c)(d)参照)。これに伴い、A相パルス信号及びB相パルス信号において、ハイレベル期間が短くなる。このため、接点ブラシ155、156の摩耗に伴って、デューティー比Da、Dbがそれぞれ小さくなることになる(図11参照)。
Here, as time passes, the wear of the contact brushes 155 and 156 on the pattern surface of the
このため、A相パルス或いはB相パルスの立ち上がりタイミング(或いは、立ち下がりタイミング)は、接点ブラシ155、156の摩耗に伴って、オフセットする。したがって、A相パルス或いはB相パルスの立ち上がりタイミング(或いは、立ち下がりタイミング)を出力軸127の停止位置として検出する際に、接点ブラシ155、156の摩耗に伴って、出力軸127の停止位置のずれが生じる。
For this reason, the rising timing (or falling timing) of the A phase pulse or the B phase pulse is offset as the contact brushes 155 and 156 are worn. Therefore, when the rising timing (or falling timing) of the A-phase pulse or B-phase pulse is detected as the stop position of the
そこで、本実施形態では、電気制御回路200のCPU230は、直流モータ110を制御するモータ制御処理を実行する際に、接点ブラシ155、156の摩耗量に応じて出力軸127の停止位置のずれを抑える。接点ブラシ155、156の摩耗量とは、接点ブラシがどれほど摩耗しているかを示す情報である。
Therefore, in the present embodiment, the
本実施形態のCPU230は、他のECU(電子制御装置)400との間の通信を行う。さらに、CPU230は、後述するように接点ブラシ155〜157の摩耗量を音声情報としてスピーカ240から出力する。
The
次に、電気制御回路200のCPU230が実行するモータ制御処理の詳細について説明する。図12に、このモータ制御処理のフローチャートを示す。
Next, details of the motor control process executed by the
車両のイグニッションスイッチがオンされると、CPU230は、まずステップS100で、初期位置設定を行う。初期位置設定は、出力軸127の作動位置の原点を、初期化領域301に合わせるための処理である。
When the ignition switch of the vehicle is turned on, the
初期位置設定において、CPU230は、パターンプレート153が予め定められたイニシャライズ方向(例えば、逆回転方向)に回転するようにモータ駆動回路210へ制御信号を出力して直流モータ110を駆動させる。そして、この直流モータ110の駆動に応じてパルス発生部158から出力されるA相、B相のパルス信号191、192をパルス信号検知回路220によって検出し、このパルス信号検知回路220が検出したパルス信号にイニシャライズ信号パターンが含まれるまで、すなわち、接点ブラシ155〜157の端部が初期化領域301に到達するまで、待つ。そして、到達すると、直流モータ110の駆動を停止させ、その停止位置を、原点位置に設定する。
In the initial position setting, the
原点位置の設定は、CPU230中の図示しないメモリ(例えばRAM)中のパルスカウントの現在値および、CPU230のメモリ中のパルスカウントの原点値を、共に所定の基準値(例えば1)に設定することで実現する。
The origin position is set by setting both the current value of the pulse count in a memory (not shown) (eg, RAM) in the
ここで、パルスカウントとは、A相、B相のパルス信号のハイレベル、ローレベルの組み合わせが正回転方向に変化する度に1カウントだけ増加し、逆回転方向に変化する度に1カウントだけ減少するカウントである。例えば、正回転方向については、A相、B相の信号レベルが「1、0」から「1、1」に変化した場合、「1、1」から「0、1」に変化した場合、「0、1」から「0、0」に変化した場合、「0、0」から「1、0」に変化した場合のそれぞれにおいて、パルスカウントが1カウント増加する。 Here, the pulse count is increased by one count whenever the combination of the high and low levels of the A-phase and B-phase pulse signals changes in the forward rotation direction, and only by one count every time when the combination changes in the reverse rotation direction. It is a decreasing count. For example, regarding the positive rotation direction, when the signal level of the A phase and the B phase changes from “1, 0” to “1, 1”, changes from “1, 1” to “0, 1”, “ When changing from “0, 1” to “0, 0” and when changing from “0, 0” to “1, 0”, the pulse count increases by one count.
続いて、ステップ120では、目標値の設定タイミングを待ち、設定タイミングが来ると、目標値を設定する。目標値の設定タイミングは、例えば、図示しない吹出モード設定ボタンに対するドライバの操作があったタイミングであってもよい。目標値とは、モードドア7a、7b、7cの目標位置に基づいて決定される、原点位置からの相対的なパルスカウントの値である。モードドア7a、7b、7cの目標位置とパルスカウントの目標値との対応関係の情報は、あらかじめ電気制御回路200のメモリ中に記録されていてもよい。その場合は、CPU230が、その対応関係の情報に基づいて、エアミックスドア8の目標位置から、パルスカウントの目標値を特定する。
Subsequently, in step 120, the target value setting timing is waited, and when the setting timing comes, the target value is set. The target value setting timing may be, for example, a timing at which a driver has operated an unillustrated blowing mode setting button. The target value is a relative pulse count value from the origin position, which is determined based on the target positions of the
続いてステップS120では、CPU230は、パルスカウントの目標値と現在相対値とを比較し、一致しているか否かを判定する。ここで、現在相対値とは、パルスカウントの現在値から、パルスカウントの原点値を差し引いた値をいう。
Subsequently, in step S120, the
ステップS120で、パルスカウントの目標値と現在相対値と一致していないとしてNOと判定した場合、続いてステップS130で、モータ駆動回路210を制御して、直流モータ110を回転させる。具体的には、現在位置が目標位置に近づく方向にパターンプレート153が回転するよう、直流モータ110を回転させる。そして、パルス信号検知回路220からA相、B相の信号の組み合わせの変化に基づいて、パルスカウントの現在値を変化させる。具体的には、正回転パターンでA相、B相の信号の組み合わせが1回変化すると、パルスカウントの現在値を1カウント増加させ、逆回転パターンでA相、B相の信号の組み合わせが1回変化すると、パルスカウントの現在値を1カウント減少させる。
If NO is determined in step S120 that the pulse count target value does not match the current relative value, then in step S130, the
次に、CPU230は、パルス信号検知回路220からA相、B相のパルス信号のデューテイー比の代表値として算出する(ステップ140)。
Next, the
例えば、A相パルス信号のデューテイー比DA、B相パルス信号のデューテイー比DB、およびデューテイー比DAおよびデューテイー比DBの平均値のうちいずれかの値をA相、B相のパルス信号のデューテイー比の代表値とする。以下、A相、B相のパルス信号のデューテイー比の代表値を単にデューテイー比Dとする。 For example, any one of the duty ratio DA of the A phase pulse signal, the duty ratio DB of the B phase pulse signal, and the average value of the duty ratio DA and the duty ratio DB is set to the duty ratio of the A phase and B phase pulse signals. It is a representative value. Hereinafter, a representative value of the duty ratio of the A-phase and B-phase pulse signals is simply referred to as a duty ratio D.
A相パルス信号のハイレベル期間をAHとし、A相パルス信号のローレベル期間をALとすると、デューテイー比DAは、数式1の如く求められる。
When the high level period of the A-phase pulse signal is AH and the low level period of the A-phase pulse signal is AL, the duty ratio DA is obtained as shown in
DA=AH/(AH+AL)・・・・数式1
B相パルス信号のハイレベル期間をBHとし、B相パルス信号のローレベル期間をBLとすると、デューテイー比DBは、数式1の如く求められる。
DA = AH / (AH + AL)...
When the high level period of the B-phase pulse signal is BH and the low level period of the B-phase pulse signal is BL, the duty ratio DB is obtained as shown in
DB=BH/(BH+BL)・・・・数式2
本実施形態では、CPU230は、デューテイー比Dの実際の値(以下、実値という)と、デューテイー比Dの初期値である「0.5」との差分がdD(=「0.5」−「デューテイー比Dの実際の値」)を接点ブラシ155〜157の摩耗量として算出する。このことにより、デューテイー比Dの実値と初期値「0.5」と接点ブラシ155〜157の摩耗量を推定することになる。
DB = BH / (BH + BL)... Formula 2
In the present embodiment, the
これに伴い、CPU230は、接点ブラシ155〜157の摩耗量を示す音声情報をスピーカ240から出力する。これにより、接点ブラシ155〜157の摩耗量を使用者に伝達することができる。
Accordingly, the
次に、CPU230は、A相、B相のパルス信号のデューテイー比Dに基づいて、停止タイミング補正時間τを算出する(ステップ150)。
Next, the
停止タイミング補正時間τは、接点ブラシ155〜157の摩耗量が出力軸127の停止位置に対してどのくらい影響を及ぼすか示す時間情報であって、直流モータ110への電力供給を停止するタイミングを制御するのに用いる時間である。
The stop timing correction time τ is time information indicating how much the wear amount of the contact brushes 155 to 157 affects the stop position of the
具体的には、停止タイミング補正時間τは、後述するように、目標値のパルスカウントに現在相対値(現在地)が一致したと判定した場合において、直流モータ110の電力供給を停止するまで待機するべき待機時間である。なお、停止タイミング補正時間τは、直流モータ110の回転速度によって変わるものの、本実施形態では、直流モータ110の回転速度を一定速度としている。
Specifically, the stop timing correction time τ waits until the power supply of the
より詳細には、デューテイー比Dと停止タイミング補正時間τとは、図13に示すように、1対1で特定される関係にあり、デューテイー比Dと停止タイミング補正時間τとの対応関係を示す換算データがCPU230内のメモリに予め記憶されている。
More specifically, as shown in FIG. 13, the duty ratio D and the stop timing correction time τ are in a one-to-one relationship, and show the correspondence between the duty ratio D and the stop timing correction time τ. Conversion data is stored in advance in a memory in the
換算データは、直流モータ110の回転速度や接点ブラシ155〜157の摩耗特性から実験(或いは、計算)等により求められる。
The conversion data is obtained by experiments (or calculations) from the rotational speed of the
そこで、本実施形態では、上記データとデューテイー比Dとに基づいて、デューテイー比Dに対応する停止タイミング補正時間τを求める。 Therefore, in the present embodiment, the stop timing correction time τ corresponding to the duty ratio D is obtained based on the data and the duty ratio D.
例えば、B相パルス信号がハイレベルでA相パルスがローレベルからハイレベルに移行する立ち上がりタイミングを停止位置とする停止パターン(図13中HHパターンと記す)の場合には、デューテイー比DAが「0.5」から小さくなるほど、停止タイミング補正時間τが小さくなる(図13参照)。これは、A相パルスの立ち上がりタイミングは、デューテイー比Dが小さくなるほど、遅いタイミングとなるからである。 For example, in the case of a stop pattern (denoted as HH pattern in FIG. 13) where the B-phase pulse signal is at a high level and the rising timing at which the A-phase pulse transitions from a low level to a high level is the stop position, the duty ratio DA is “ The smaller the value from 0.5 ", the smaller the stop timing correction time τ (see FIG. 13). This is because the rise timing of the A-phase pulse becomes later as the duty ratio D becomes smaller.
A相パルスがローレベルでB相パルス信号がローレベルからハイレベルに移行する立ち上がりタイミングを停止位置とする停止パターン(図13中LHパターンと記す)の場合には、デューテイー比DAが「0.5」から小さくなるほど、停止タイミング補正時間τが小さくなる(図13参照)。これは、B相パルスの立ち上がりタイミングは、デューテイー比Dが小さくなるほど、遅いタイミングとなるからである。 In the case of a stop pattern (denoted as an LH pattern in FIG. 13) with the rising timing at which the A-phase pulse is at a low level and the B-phase pulse signal shifts from a low level to a high level, the duty ratio DA is “0. The stop timing correction time τ decreases as the value decreases from 5 ”(see FIG. 13). This is because the rise timing of the B-phase pulse becomes later as the duty ratio D becomes smaller.
一方、B相パルス信号がローレベルでA相パルスがハイレベルからローレベルに移行する立ち下がりタイミングを停止位置とするパターン(図13中LLパターンと記す)の場合には、デューテイー比Dが「0.5」から小さくなるほど、停止タイミング補正時間τが大きくなる(図13参照)。これは、A相パルスの立ち下がりタイミングは、デューテイー比Dが小さくなるほど、早いタイミングとなるからである。 On the other hand, in the case of a pattern in which the B-phase pulse signal is at a low level and the falling timing at which the A-phase pulse transitions from a high level to a low level is a stop position (denoted as LL pattern in FIG. 13), the duty ratio D is “ The smaller the value from “0.5”, the longer the stop timing correction time τ (see FIG. 13). This is because the fall timing of the A-phase pulse becomes earlier as the duty ratio D becomes smaller.
A相パルスがハイレベルでB相パルス信号がハイレベルからローレベルに移行する立ち下がりタイミングを停止位置とする停止パターン(図13中HLパターンと記す)の場合には、デューテイー比DAが「0.5」から小さくなるほど、停止タイミング補正時間τが大きくなる(図13参照)。これは、B相パルスの立ち下がりタイミングは、デューテイー比Dが小さくなるほど、早いタイミングとなるからである。 In the case of a stop pattern (denoted as an HL pattern in FIG. 13) having a falling timing at which the A-phase pulse is at a high level and the B-phase pulse signal shifts from a high level to a low level, the duty ratio DA is “0”. The stop timing correction time τ increases as the value decreases from “.5” (see FIG. 13). This is because the fall timing of the B-phase pulse becomes earlier as the duty ratio D becomes smaller.
このように停止タイミング補正時間τを求めると、その後、ステップ120を実行する。 If the stop timing correction time τ is obtained in this way, then step 120 is executed.
したがって、ステップS120、S130、140、150の処理により、目標値のパルスカウント(具体的には、原点基準値に対する相対的なパルスカウント)に現在相対値(現在地)が一致するまで、直流モータ110の駆動、パルス数のカウント、デューテイー比Dの算出、および停止タイミング補正時間τの算出が繰り返し実行される。このため、目標値のパルスカウントに現在相対値が一致するまで、停止タイミング補正時間τが更新されることになる。
Therefore, the
その後、ステップS120において、パルスカウントの目標値と現在相対値とが一致してYESと判定した場合、最終的に更新された停止タイミング補正時間τ分待機してから、直流モータ110の電力供給を停止する(ステップ160、170)。
Thereafter, in step S120, if the target value of the pulse count matches the current relative value and the determination is YES, the
すなわち、パルスカウントの目標値と現在相対値とが一致したと判定する直前に更新された停止タイミング補正時間τ分待機してから、直流モータ110の電力供給を停止することになる。
That is, the power supply of the
このように、電気制御回路200は、接点ブラシ155、156の導体パターンへの接触と非接触の組み合わせの変化を検出することで、出力軸127の現在位置を検出することができ、この検出した現在位置と原点値との差を目標値に合わせるよう、直流モータ110をフィードバック制御することができる。
As described above, the
ここで、電動アクチュエータ100を長期に亘って使用する際の変化について、図10を用いて説明する。図10(a)は、製造当初の初期状態である接点ブラシ155または156とパターンプレート153との接触状態を示し、図10(b)は、図10(a)の状態においてパルス発生部158から出力されるパルス波形を示し、図10(c)は、長期使用して摩耗した接点ブラシ155または156とパターンプレート153との接触状態を示し、図10(d)は図10(c)の状態において当該パルス発生部158から出力されるパルス波形を示している。
Here, changes when the
電動アクチュエータ100を長期に亘って使用すると、パターンプレート153に対して相対的に摺動する接点ブラシ155〜157が摩耗する。なお、摺動によって接点ブラシ155〜157が摩耗する一方、導体パターンがほとんど摩耗しないのは、接点ブラシ155〜157の表面等の材質よりも導体パターンの表面の材質の方が硬度が高いこと、および、摺動において導体パターンが接点ブラシ155〜157と接触する部分は、円周上の広い範囲内を移動するのに対し、摺動において接点ブラシ155〜157が導体パターンと接触する部分は、固定位置となっていることが原因である。
When the
接点ブラシ155〜157が摩耗すると、接点ブラシ155〜156の接点部分155a、156aの底部が、パターンプレート153の円周方向に拡大する。これは、接点ブラシ155の接点部分155a、156aの形状が、パターンプレート153に近づくにつれて円周方向(摺動方向)に先細りする形状となっているためである。
When the contact brushes 155 to 157 are worn, the bottoms of the
その結果、電動アクチュエータ100の製造当初は、図10(a)の斜線部に示すように、接点ブラシ155、156の接点部分155a、156aの占める円周方向の範囲がごく小さい領域であったのが、摩耗後は、図10(c)の斜線部に示すように、接点部分155a、156aの占める円周方向の範囲が広がってしまっている。
As a result, at the beginning of manufacture of the
図10(a)、(c)から明らかなように、摩耗後の接点部分155aまたは156aは、非導電部151bまたは152b内にあったとしても、導電部151aまたは152aと接触しないで済む範囲が狭い。したがって、パターンプレート153が回転した際の接点155または156からのハイレベルのパルス幅(角度幅)は、図10(b)、(d)に示すように、摩耗によって狭くなってしまう。このため、A相パルス信号およびB相パルス信号の立ち上がりタイミングは、遅延し、A相パルス信号およびB相パルス信号の立ち下がりタイミングは、早くなる。
As is clear from FIGS. 10A and 10C, there is a range in which the
しかし、上述の通り、停止タイミング補正時間τをデューテイー比D(すなわち、接点ブラシ155〜156の接点部分155a、156aの摩耗量)に応じて算出し、A相、B相パルス信号が停止パターンに一致したとき、この算出された停止タイミング補正時間τだけ待機してから直流モータ110への電力供給を停止する。その後、出力軸127(すなわち、直流モータ110)は、空走してから停止する。
However, as described above, the stop timing correction time τ is calculated according to the duty ratio D (that is, the wear amount of the
以上説明した本実施形態によれば、CPU230は、出力軸127が停止する前に接点ブラシ155、156の摩耗量を推定するためA相パルス信号、B相パルス信号におけるハイレベル期間とローレベル期間とからデューティー比Dを求めている。デューティー比Dは、接点ブラシ155、156の摩耗量を示している。CPU230は、デューティー比Dから停止タイミング補正時間τを算出する。
According to the present embodiment described above, the
CPU230は、出力軸127の回転位置を目標位置に停止させるように直流モータ110を制御する際に、デューテイー比Dに応じて、出力軸127の停止位置を補正するために、直流モータ110を制御するタイミングを制御する。
The
すなわち、CPU230は、現在相対値(すなわち、出力軸127の現在位置)がパルスカウントの目標値に一致した際に、即時停止ではなく、上記によって求めた停止タイミング補正時間τだけ待ってから、直流モータ110への電力供給を停止する。
That is, when the current relative value (that is, the current position of the output shaft 127) matches the target value of the pulse count, the
従来では、現在相対値(すなわち、出力軸127の現在位置)がパルスカウントの目標値に一致すると、直流モータ110の電力供給を停止する。このため、出力軸127は、現在相対値がパルスカウントの目標値に一致した位置から空走距離分加わった位置で回転を停止する。
Conventionally, when the current relative value (that is, the current position of the output shaft 127) matches the pulse count target value, power supply to the
ここで、生産後の接点ブラシ155、156が初期状態である出力軸127の停止位置と接点ブラシ155、156が経年変化した後の出力軸127の停止位置とは、出力軸127の同じ角度におけるパルス信号が相違するため、双方の停止位置にずれが生じる。
Here, the stop position of the
これに対して、本実施形態では、CPU230は、現在相対値がパルスカウントの目標値に一致した際に、停止タイミング補正時間τだけ待ってから、直流モータ110への電力供給を停止する。このことにより、接点ブラシ155、156の摩耗前の出力軸127の停止位置に対して接点ブラシ155、156の摩耗後の出力軸127の停止位置を近づけることができる。これにより、出力軸127の停止精度の低下(すなわち、出力軸127の停止精度の経年変化)を抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment, when the current relative value matches the target value of the pulse count, the
通常、車両用空調装置の室内空調ユニットのリンク160の設計では、直流モータ110の停止位置のばらつきがドアの停止位置のばらつきに影響を与えないようにするため、直流モータ110とドアとの間に接続されるリンク160のカムパターンにアイドル区間を設ける設計を行っている。カムパターンとは、第1、第2、第3溝(170、171)においてピン(10a、10b、10c)の摺動軌跡を示すパターンである。
Normally, in the design of the
アイドル区間とは、直流モータ110からドアに駆動力の伝達が停止される期間である。このアイドル区間の角度量は通常、直流モータ110の停止精度の経年変化を考慮した量に設定される。
The idle section is a period in which transmission of driving force from the
一方、近年室内空調ユニットの高機能化が期待されており、例えば吹出口モードの多モード化もその一つである。吹出口モードの多モード化を実現するためにはリンク160のカムパターンをより複雑化する必要がある。具体的にはリンク160を所定確度回転させる中に多数の位置で停止する事の出来るカムパターンを設ける必要がある、といった課題がある。
On the other hand, in recent years, an increase in functionality of an indoor air conditioning unit has been expected, and for example, a multi-mode blower outlet mode is one of them. In order to realize the multimode of the air outlet mode, it is necessary to make the cam pattern of the
しかしながら、前述のとおり停止位置には直流モータ110の停止位置ばらつきを吸収させるためのアイドル区間が必要となり、このアイドル区間のパターンが広いほど、リンク160における所定角度範囲内に設置できるカムパターンの数は限られてしまう。
However, as described above, an idle section for absorbing variation in the stop position of the
または、上記課題を解決させるために、リンク160自体の体格を大きくする方法があるが、おのずと室内空調装置1の体格に影響を与えてしまい、装置全体の小型化の阻害要因となってしまう。
Alternatively, in order to solve the above problem, there is a method of increasing the physique of the
このように直流モータ110の停止精度を向上させることにより接続されるリンク160のカムパターンのアイドル区間を小さくすることができ、室内空調装置1の吹出モードの多モード化、またはリンク160の小型化による室内空調装置1全体(すなわち、電動アクチュエータシステム全体)を小型化にすることができる。
As described above, the idle section of the cam pattern of the
本実施形態では、CPU230は、接点ブラシ155〜157の摩耗量をA相およびB相パルス信号のデューテイー比に基づいて推定して、この推定した接点ブラシ155〜157の摩耗量を音声情報としてスピーカ240から出力する。このため、接点ブラシ155〜157の摩耗量を使用者に通知することができる。これにより、接点ブラシ155〜157が摩耗量が増大したときには、使用者に対して接点ブラシ155〜157の交換を促すことができる。
In the present embodiment, the
(他の実施形態)
(1)上記実施形態では、本発明のパターン部材として、板状に形成されているパルスパターンプレート153を用いた例について説明したが、これに代えて、板形状以外の形状であるパターン部材を用いてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the above embodiment, the example using the
(2)上記実施形態では、本発明に係るドアとして、モードドア7a、7b、7cを用いた例について説明したが、これに代えて、モードドア7a、7b、7c以外のエアミックスドア8等のドアを本発明に係るドアとして用いてもよい。
(2) In the above embodiment, the example using the
(3)上記実施形態では、本発明の電動アクチュエータシステムを車両用空調装置1に適用した例について説明したが、これに代えて、本発明の電動アクチュエータシステムを車両用空調装置1以外の各種機器に適用してもよい。
(3) In the above embodiment, the example in which the electric actuator system of the present invention is applied to the
(4)上記実施形態では、CPU230は、接点ブラシ155〜157の摩耗量を音声情報としてスピーカ240から出力して使用者に通知した例について説明したが、これに代えて、光、振動等を用いて接点ブラシ155〜157の摩耗量を使用者に通知してもよい。
(4) In the above embodiment, the
さらに、接点ブラシ155〜157の摩耗量が閾値以上となったときに、CPU230は、接点ブラシ155〜157の交換を使用者に促すためのアラームを音声、振動、光として出力してもよい。
Furthermore, when the wear amount of the contact brushes 155 to 157 becomes equal to or greater than the threshold, the
(5)上記実施形態では、接点ブラシ155〜157の摩耗量を音声情報としてスピーカ240から出力する例について説明したが、これに代えて、CPU230は、他のECU400に接点ブラシ155〜157の摩耗量を示す情報を送信してもよい。
(5) In the above embodiment, the example in which the wear amount of the contact brushes 155 to 157 is output from the
この場合、他のECU400は、ダイアグノーシスとして、接点ブラシ155〜157の摩耗量を記憶する。或いは、他のECU400は、光、音声等を用いて、接点ブラシ155〜157の摩耗量を示す情報を使用者に伝達してもよい。他のECU400として、ナビゲーションシステム用ECUを用いることができる。
In this case, the
(6)上記実施形態では、パターンプレート153および接点ブラシ155〜157のうちパターンプレート153を直流モータ110によって回転させた例について説明したが、これに代えて、パターンプレート153および接点ブラシ155〜157のうち接点ブラシ155〜157を直流モータ110によって回転させてもよい。
(6) In the above embodiment, the example in which the
(7)上記実施形態では、パルス発生部158から2つのパルス信号(A相パルス信号、B相パルス信号)を出力させた例について説明したが、これに代えて、パルス発生部158からパルス発生部158から3つ以上のパルス信号を出力させてもよい。 (7) In the above embodiment, an example in which two pulse signals (A-phase pulse signal and B-phase pulse signal) are output from the pulse generation unit 158 has been described, but instead of this, the pulse generation unit 158 generates a pulse. Three or more pulse signals may be output from the unit 158.
(8)上記実施形態では、電動モータ(110)としての直流モータを用いた例について説明したが、これに代えて、直流モータ以外の誘導型交流モータ或いは同期型交流モータを電動モータとして用いてもよい。 (8) In the above embodiment, an example using a DC motor as the electric motor (110) has been described. Instead, an induction AC motor or a synchronous AC motor other than the DC motor is used as the electric motor. Also good.
(9)上記実施形態では、本発明に係るドア(7a、7b、7c)をモードドアとした例について説明したが、これに限らず、本発明に係るドアをモードドア以外のエアミックスドアや内外気切替ドア等の各種ドアに適用してもよい。 (9) In the above embodiment, an example in which the doors (7a, 7b, 7c) according to the present invention are mode doors has been described. However, the present invention is not limited to this, and the door according to the present invention may be an air mix door other than a mode door, The present invention may be applied to various doors such as an inside / outside air switching door.
(10)なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。 (10) It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily indispensable except for the case where it is clearly indicated that the element is essential and the case where the element is clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.
(まとめ)
上記実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第1の観点によれば、
電動モータから出力される回転力を回転軸から出力する電動アクチュエータシステムであって、回転軸の回転位置を示すパルス信号を出力するパルス発生部と、
パルス発生部から出力されるパルス信号に応じて電動モータの回転を制御する制御回路と、を備え、パルス発生部は、表面に導体パターンが形成されたパターン部材であって、表面には、導体パターンの一部が形成された複数の導電部および導体パターンが形成されていない複数の非導電部が配置されているパターン部材と、パターン部材の表面に接する導体である複数の摺動接点とを備え、パターン部材の表面は、電動モータの回転に伴って、複数の摺動接点のそれぞれに対して、相対的な摺動を行うようになっており、複数の導電部および複数の非導電部が、複数の摺動接点に1対1で対応する複数の列を成し、複数の列のそれぞれにおいて、複数の導電部と、複数の非導電部とが、1つずつ交互に並ぶように導体パターンが形成されており、複数の摺動接点のそれぞれは、パターン部材の表面に対して相対的に摺動する際に、複数の列のうち対応する列に並んだ複数の導電部と複数の非導電部に対して並び順に交互に接触するように、配置されており、パルス発生部は、摺動接点が導電部に接触する接触期間と摺動接点が導電部に接触していない非接触期間との比率をデューティ比とするパルス信号を摺動接点毎に出力し、パルス発生部から出力される摺動接点毎のパルス信号に基づいて、パターン部材の表面に対する複数の摺動接点の摺動によって生じる複数の摺動接点の摩耗量を推定する摩耗推定部を備える。
(Summary)
According to the first aspect described in part or all of the above embodiment and other embodiments,
An electric actuator system that outputs a rotational force output from an electric motor from a rotary shaft, and a pulse generator that outputs a pulse signal indicating a rotational position of the rotary shaft;
And a control circuit that controls the rotation of the electric motor in accordance with a pulse signal output from the pulse generator. The pulse generator is a pattern member having a conductor pattern formed on the surface, and the conductor is formed on the surface. A pattern member in which a plurality of conductive portions in which a part of the pattern is formed and a plurality of non-conductive portions in which a conductor pattern is not formed are arranged, and a plurality of sliding contacts that are conductors in contact with the surface of the pattern member The surface of the pattern member slides relative to each of the plurality of sliding contacts as the electric motor rotates, and includes a plurality of conductive portions and a plurality of non-conductive portions. However, a plurality of rows corresponding one-to-one to a plurality of sliding contacts are formed, and in each of the plurality of rows, a plurality of conductive portions and a plurality of non-conductive portions are alternately arranged one by one. Conductor pattern is formed When the plurality of sliding contacts slide relative to the surface of the pattern member, each of the plurality of sliding contacts corresponds to a plurality of conductive portions and a plurality of non-conductive portions arranged in a corresponding row of the plurality of rows. The pulse generator is arranged so that the sliding contact is in contact with the conductive part and the non-contact period in which the sliding contact is not in contact with the conductive part. A pulse signal as a duty ratio is output for each sliding contact, and a plurality of sliding contacts generated by sliding of the plurality of sliding contacts with respect to the surface of the pattern member are based on the pulse signal for each sliding contact output from the pulse generator. A wear estimation unit for estimating the wear amount of the sliding contact is provided.
これにより、複数の摺動接点の摩耗量を推定することができる。 Thereby, the amount of wear of a plurality of sliding contacts can be estimated.
第2の観点によれば、回転軸の回転位置を制御させるように電動モータを制御する際に、摩耗推定部によって推定される摩耗量に応じて、電動モータへの電力供給を停止するタイミングを制御する制御部(S120〜S170)を備える。 According to the second aspect, when the electric motor is controlled so as to control the rotational position of the rotary shaft, the timing for stopping the power supply to the electric motor according to the wear amount estimated by the wear estimation unit is set. The control part (S120-S170) to control is provided.
これにより、複数の摺動接点が摩耗しても、出力軸の停止精度が低下することを抑制することができる。 Thereby, even if a some sliding contact wears, it can suppress that the stop precision of an output shaft falls.
第3の観点によれば、摩耗推定部によって推定される複数の摺動接点の摩耗量を使用者または他の装置に伝達する伝達部を備える。 According to the 3rd viewpoint, the transmission part which transmits the wear amount of the some sliding contact estimated by the wear estimation part to a user or another apparatus is provided.
第4の観点によれば、摩耗推定部は、パルス発生部から出力される摺動接点毎のパルス信号のデューティ比に基づいて、複数の摺動接点の摩耗量を推定する。 According to the fourth aspect, the wear estimation unit estimates the wear amount of the plurality of sliding contacts based on the duty ratio of the pulse signal for each sliding contact output from the pulse generation unit.
第5の観点によれば、出力軸が目標位置に到達したと判定したか否かを判定する判定部と、摩耗推定部によって推定される複数の摺動接点の摩耗量に応じて、出力軸が目標位置に到達したと判定部が判定したときから電動モータへの電力供給を停止させるまで待機すべき待機時間を求める算出部とを備え、制御部は、出力軸が目標位置に到達したと判定したと判定部が場合において、算出部で算出される待機時間を経過してから電動モータへの電力供給を停止させる。 According to the fifth aspect, in accordance with the amount of wear of the plurality of sliding contacts estimated by the determination unit that determines whether the output shaft has reached the target position, and the wear estimation unit, the output shaft And a calculation unit for obtaining a standby time to wait until the power supply to the electric motor is stopped after the determination unit determines that the output shaft has reached the target position. When the determination unit determines that the determination has been made, power supply to the electric motor is stopped after the standby time calculated by the calculation unit has elapsed.
これにより、電動モータへの電力供給を停止させるタイミングを制御することにより、出力軸の停止精度が低下することを抑制することができる。 Thereby, it can suppress that the stop precision of an output shaft falls by controlling the timing which stops the electric power supply to an electric motor.
第6の観点によれば、空調装置において、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の電動アクチュエータシステムと、空気流路を形成する空調ケーシングと、回転自在に支持されて、回転によって空気流路を開閉するドアと、出力軸によって回転されて、出力軸の回転力をドアの回転軸に伝達するリンクとを備える。
According to a sixth aspect, in the air conditioner, the electric actuator system according to any one of
これにより、ドアの停止精度が低下することを抑制することができる。 Thereby, it can suppress that the stop precision of a door falls.
第7の観点によれば、ドアの回転軸には、ピンが設けられており、リンクには、ピンが摺動可能に構成されている溝が設けられており、溝には、溝内をピンが摺動する際に、出力軸の回転力がリンクおよびピンを通してドアに伝達されることが停止されるアイドル区間が設けられており、溝のうちアイドル区間以外の領域をピンが摺動することにより、出力軸の回転力がリンクおよびピンを通してドアに伝達されるようになっている。 According to the seventh aspect, the rotating shaft of the door is provided with a pin, the link is provided with a groove configured to be slidable, and the groove has a groove inside the groove. When the pin slides, an idle section is provided in which the rotational force of the output shaft is stopped from being transmitted to the door through the link and the pin, and the pin slides in an area other than the idle section in the groove. Thus, the rotational force of the output shaft is transmitted to the door through the link and the pin.
これにより、ドアの停止精度が低下することを抑制することができるので、アイドル区間を狭くすることができる。 Thereby, since it can suppress that the stop precision of a door falls, an idle area can be narrowed.
1 車両用空調装置
7a、7b、7c モードドア
100 電動アクチュエータ
110 直流モータ
127 出力軸
153 パターンプレート
155、156、157 接点ブラシ
158 パルス発生部
220 パルス信号検知回路
230 CPU
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記回転軸の回転位置を示すパルス信号を出力するパルス発生部(158)と、
前記パルス発生部から出力されるパルス信号に応じて前記電動モータの回転を制御する制御回路(230)と、を備え、
前記パルス発生部は、
表面に導体パターンが形成されたパターン部材であって、前記表面には、前記導体パターンの一部が形成された複数の導電部(151a、152a、154a)および前記導体パターンが形成されていない複数の非導電部(151b、152b)が配置されているパターン部材(153)と、
前記パターン部材の表面に接する導体である複数の摺動接点(155、156、157)とを備え、
前記パターン部材の表面は、前記電動モータの回転に伴って、前記複数の摺動接点のそれぞれに対して、相対的な摺動を行うようになっており、
前記複数の導電部および前記複数の非導電部が、前記複数の摺動接点に1対1で対応する複数の列を成し、前記複数の列のそれぞれにおいて、前記複数の導電部と、前記複数の非導電部とが、1つずつ交互に並ぶように前記導体パターンが形成されており、
前記複数の摺動接点のそれぞれは、前記パターン部材の前記表面に対して相対的に摺動する際に、前記複数の列のうち対応する列に並んだ複数の導電部と複数の非導電部に対して並び順に交互に接触するように、配置されており、
前記パルス発生部は、前記摺動接点が前記導電部に接触する接触期間と前記摺動接点が前記導電部に接触していない非接触期間との比率をデューティ比とする前記パルス信号を前記摺動接点毎に出力し、
前記パルス発生部から出力される前記摺動接点毎の前記パルス信号に基づいて、前記パターン部材の前記表面に対する前記複数の摺動接点の摺動によって生じる前記複数の摺動接点の摩耗量を推定する摩耗推定部(S140)を備える電動アクチュエータシステム。 An electric actuator system for outputting a rotational force output from an electric motor (110) from a rotating shaft (127),
A pulse generator (158) for outputting a pulse signal indicating the rotational position of the rotary shaft;
A control circuit (230) for controlling the rotation of the electric motor according to a pulse signal output from the pulse generator,
The pulse generator is
A pattern member having a conductor pattern formed on a surface thereof, wherein a plurality of conductive portions (151a, 152a, 154a) in which a part of the conductor pattern is formed and a plurality of conductor patterns not formed on the surface A non-conductive portion (151b, 152b) of the pattern member (153),
A plurality of sliding contacts (155, 156, 157) which are conductors in contact with the surface of the pattern member;
The surface of the pattern member slides relative to each of the plurality of sliding contacts as the electric motor rotates.
The plurality of conductive portions and the plurality of non-conductive portions form a plurality of rows corresponding one-to-one to the plurality of sliding contacts, and in each of the plurality of rows, the plurality of conductive portions, The conductor pattern is formed so that a plurality of non-conductive portions are alternately arranged one by one,
Each of the plurality of sliding contacts, when sliding relative to the surface of the pattern member, a plurality of conductive portions and a plurality of non-conductive portions arranged in a corresponding row among the plurality of rows. Are arranged so that they come in contact with each other in the order of arrangement,
The pulse generation unit generates the pulse signal with the duty ratio as a ratio of a contact period in which the sliding contact is in contact with the conductive part and a non-contact period in which the sliding contact is not in contact with the conductive part. Output for each moving contact,
Based on the pulse signal for each of the sliding contacts output from the pulse generator, the amount of wear of the plurality of sliding contacts caused by the sliding of the plurality of sliding contacts with respect to the surface of the pattern member is estimated. An electric actuator system including a wear estimation unit (S140).
前記摩耗推定部によって推定される前記複数の摺動接点の摩耗量に応じて、前記出力軸が目標位置に到達したと前記判定部が判定したときから前記電動モータへの電力供給を停止させるまで待機すべき待機時間を求める算出部(S140)と、を備え、
前記制御部は、前記出力軸が目標位置に到達したと判定したと前記判定部が場合において、前記算出部で算出される待機時間を経過してから前記電動モータへの電力供給を停止させる請求項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。 A determination unit (S120) for determining whether or not it is determined that the output shaft has reached a target position;
From the time when the determination unit determines that the output shaft has reached the target position according to the amount of wear of the plurality of sliding contacts estimated by the wear estimation unit, until the power supply to the electric motor is stopped A calculation unit (S140) for obtaining a waiting time to be waited,
When the determination unit determines that the output shaft has reached a target position, the control unit stops power supply to the electric motor after a waiting time calculated by the calculation unit has elapsed. Item 4. The electric actuator system according to any one of Items 1 to 3.
空気流路を形成する空調ケーシング(5)と、
回転自在に支持されて、回転によって前記空気流路を開閉するドア(7a、7b、7c)と、
前記出力軸によって回転されて、前記出力軸の回転力を前記ドアの回転軸に伝達するリンク(160)と、を備える空調装置。 The electric actuator system according to any one of claims 1 to 5,
An air conditioning casing (5) forming an air flow path;
Doors (7a, 7b, 7c) that are rotatably supported and open and close the air flow path by rotation;
An air conditioner comprising: a link (160) that is rotated by the output shaft and transmits the rotational force of the output shaft to the rotation shaft of the door.
前記リンクには、前記ピンが摺動可能に構成されている溝(170、171)が設けられており、
前記溝には、前記溝内を前記ピンが摺動する際に、前記出力軸の回転力が前記リンクおよび前記ピンを通して前記ドアに伝達されることが停止されるアイドル区間が設けられており、
前記溝のうちアイドル区間以外の領域を前記ピンが摺動することにより、前記出力軸の回転力が前記リンクおよび前記ピンを通して前記ドアに伝達されるようになっている請求項6に記載の空調装置。 Pins (10a, 10b, 10c) are provided on the rotating shaft of the door,
The link is provided with grooves (170, 171) configured to allow the pin to slide,
The groove is provided with an idle section in which the rotation of the output shaft is stopped from being transmitted to the door through the link and the pin when the pin slides in the groove.
The air conditioner according to claim 6, wherein the pin slides in a region of the groove other than the idle section so that the rotational force of the output shaft is transmitted to the door through the link and the pin. apparatus.
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