JPH0568399A - アクチユエータ駆動装置 - Google Patents
アクチユエータ駆動装置Info
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- JPH0568399A JPH0568399A JP25581291A JP25581291A JPH0568399A JP H0568399 A JPH0568399 A JP H0568399A JP 25581291 A JP25581291 A JP 25581291A JP 25581291 A JP25581291 A JP 25581291A JP H0568399 A JPH0568399 A JP H0568399A
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- winding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アクチュエータの高応答性を確保し、かつチ
ョッパ騒音のない静粛な運転を可能とする。 【構成】 アクチュエータ巻線Ｌの電流を検出し、減算
器２で巻線電流信号ＩLを設定電流信号ＩS と比較して
偏差を検出する。偏差信号は補償器３で比例積分演算さ
れ、三角波と比較されて不可聴周波数域のデューティパ
ルス信号に変調される。該パルス信号は一定の大きさに
減衰されて設定電流信号に重畳される。重畳信号はコン
パレータ６で巻線電流信号と比較され、比較結果により
トランジスタ８が作動せしめられて巻線に通電される。
設定電流信号と巻線電流信号の偏差が大きい場合には、
重畳されたデューティパルス信号の寄与はなく、トラン
ジスタがＯＮまたはＯＦＦを持続して巻線電流が急速に
設定電流に近づく。偏差が小さくなるとデューティパル
ス信号が寄与し始め、トランジスタはチョッパ騒音を生
じることなく不可聴周波数域でＯＮ−ＯＦＦ作動せしめ
られる。
ョッパ騒音のない静粛な運転を可能とする。 【構成】 アクチュエータ巻線Ｌの電流を検出し、減算
器２で巻線電流信号ＩLを設定電流信号ＩS と比較して
偏差を検出する。偏差信号は補償器３で比例積分演算さ
れ、三角波と比較されて不可聴周波数域のデューティパ
ルス信号に変調される。該パルス信号は一定の大きさに
減衰されて設定電流信号に重畳される。重畳信号はコン
パレータ６で巻線電流信号と比較され、比較結果により
トランジスタ８が作動せしめられて巻線に通電される。
設定電流信号と巻線電流信号の偏差が大きい場合には、
重畳されたデューティパルス信号の寄与はなく、トラン
ジスタがＯＮまたはＯＦＦを持続して巻線電流が急速に
設定電流に近づく。偏差が小さくなるとデューティパル
ス信号が寄与し始め、トランジスタはチョッパ騒音を生
じることなく不可聴周波数域でＯＮ−ＯＦＦ作動せしめ
られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクチュエータ駆動装置
に関し、応答性に優れ、かつチョッパ騒音を低減できる
駆動装置に関する。
に関し、応答性に優れ、かつチョッパ騒音を低減できる
駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエンジン出力を調整する部材の
位置を制御する種々のアクチュエータが知られている。
例えばステップモータは複数の巻線への通電および通電
電流値をパルス入力に応じて切り換えて回転磁界を形成
することによりロータを所定角度位置へ回転駆動するも
のである。また通電電流を保持することにより位置決め
制御もできるため、自動車においても吸気制御弁（スロ
ットル弁）の開閉制御等に多用されている。
位置を制御する種々のアクチュエータが知られている。
例えばステップモータは複数の巻線への通電および通電
電流値をパルス入力に応じて切り換えて回転磁界を形成
することによりロータを所定角度位置へ回転駆動するも
のである。また通電電流を保持することにより位置決め
制御もできるため、自動車においても吸気制御弁（スロ
ットル弁）の開閉制御等に多用されている。
【０００３】かかるスロットル弁の制御には高速応答性
が求められるため、従来は例えば図６に示す駆動装置が
使用されている。図６において、一相の巻線Ｌはトラン
ジスタ８により通電され、電流検出器１により巻線電流
ＩL が検出される。巻線電流ＩL はコンパレータ６´で
設定電流ＩS と比較され、比較結果の正負によりトラン
ジスタ８がＯＮ−ＯＦＦ作動せしめられる。
が求められるため、従来は例えば図６に示す駆動装置が
使用されている。図６において、一相の巻線Ｌはトラン
ジスタ８により通電され、電流検出器１により巻線電流
ＩL が検出される。巻線電流ＩL はコンパレータ６´で
設定電流ＩS と比較され、比較結果の正負によりトラン
ジスタ８がＯＮ−ＯＦＦ作動せしめられる。
【０００４】上記駆動装置は設定電流ＩS の変化に対し
て優れた応答性を示すが、設定電流にはヒステリシスが
設定されているため、巻線電流は図７の如く低周波のチ
ョッピングとなり、いわゆるチョッパ騒音を生じるとい
う問題がある。
て優れた応答性を示すが、設定電流にはヒステリシスが
設定されているため、巻線電流は図７の如く低周波のチ
ョッピングとなり、いわゆるチョッパ騒音を生じるとい
う問題がある。
【０００５】そこで、図８に示す如く、設定電流ＩS と
巻線電流ＩL の偏差を補償器３にて比例積分（ＰＩ）処
理し、これを三角波発生器９からの不可聴周波数（例え
ば２０ｋＨｚ）の三角波とコンパレータ６´で比較して
パルス幅変調し、トランジスタ８を駆動するものが知ら
れており、これによればチョッパ騒音を解消することが
できるが、図９に示す如くオーバーシュートが発生し応
答性に欠けるという問題がある。
巻線電流ＩL の偏差を補償器３にて比例積分（ＰＩ）処
理し、これを三角波発生器９からの不可聴周波数（例え
ば２０ｋＨｚ）の三角波とコンパレータ６´で比較して
パルス幅変調し、トランジスタ８を駆動するものが知ら
れており、これによればチョッパ騒音を解消することが
できるが、図９に示す如くオーバーシュートが発生し応
答性に欠けるという問題がある。
【０００６】なお、特開昭５５−１２７８９７号公報に
は、設定電流信号に三角波を交流結合で重畳した駆動装
置が提案されている。
は、設定電流信号に三角波を交流結合で重畳した駆動装
置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するもので、充分な応答性とチョッパ騒音のな
い静粛なモータ作動を実現できるアクチュエータ駆動装
置を提供することを目的とする。
点を解決するもので、充分な応答性とチョッパ騒音のな
い静粛なモータ作動を実現できるアクチュエータ駆動装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、アクチュエータ駆動装置は、アクチュエータ巻線Ｌ
の電流を検出し巻線電流信号ＩL として出力する手段１
と、巻線電流信号ＩLを設定電流信号ＩS と比較してそ
の偏差を検出し偏差信号として出力する手段２と、偏差
信号に対して比例積分演算をなして補償信号として出力
する手段３と、補償信号を不可聴周波数域のデューティ
パルス信号に変調し出力する手段４と、デューティパル
ス信号を一定の大きさで上記設定電流値に重畳し重畳信
号として出力する手段５と、重畳信号を巻線電流信号と
比較して比較結果の正負に応じてアクチュエータ巻線Ｌ
にＯＮ−ＯＦＦ通電する通電手段６とを具備している。
と、アクチュエータ駆動装置は、アクチュエータ巻線Ｌ
の電流を検出し巻線電流信号ＩL として出力する手段１
と、巻線電流信号ＩLを設定電流信号ＩS と比較してそ
の偏差を検出し偏差信号として出力する手段２と、偏差
信号に対して比例積分演算をなして補償信号として出力
する手段３と、補償信号を不可聴周波数域のデューティ
パルス信号に変調し出力する手段４と、デューティパル
ス信号を一定の大きさで上記設定電流値に重畳し重畳信
号として出力する手段５と、重畳信号を巻線電流信号と
比較して比較結果の正負に応じてアクチュエータ巻線Ｌ
にＯＮ−ＯＦＦ通電する通電手段６とを具備している。
【０００９】
【作用】上記構成において、設定電流信号ＩS と巻線電
流信号ＩL の偏差が大きい場合には、通電手段６におけ
る重畳信号との比較結果に対してデューティパルス信号
のレベル変化が影響することはなく、通電手段６の比較
結果はＯＮまたはＯＦＦが持続してアクチュエータ巻線
Ｌへの通電ないし非通電が維持され、巻線電流値は急速
に設定電流値に近づく。これにより速やかな応答性が実
現される。
流信号ＩL の偏差が大きい場合には、通電手段６におけ
る重畳信号との比較結果に対してデューティパルス信号
のレベル変化が影響することはなく、通電手段６の比較
結果はＯＮまたはＯＦＦが持続してアクチュエータ巻線
Ｌへの通電ないし非通電が維持され、巻線電流値は急速
に設定電流値に近づく。これにより速やかな応答性が実
現される。
【００１０】設定電流信号ＩS と巻線電流信号ＩL の偏
差が小さくなると重畳信号中のデューティパルス信号の
レベル変化が比較結果に影響し、比較結果はデューティ
パルス信号の二値レベル変化に応じて不可聴周波数域で
ＯＮ，ＯＦＦを繰り返し、アクチュエータ巻線Ｌへの通
電および非通電が繰り返される。デューティパルス信号
は補償信号を変調したものであるから、これに基づく通
電および非通電により巻線電流は設定電流の近傍に良好
に制御されるとともに、この時の巻線電流の変動は不可
聴周波数域で生じるから低周波のチョッパ騒音を生じる
ことなく無騒音化が実現される。また、電圧変動や、イ
ンダクタンス・抵抗のばらつきによる影響を受けにくく
制御が安定化したものとなる。
差が小さくなると重畳信号中のデューティパルス信号の
レベル変化が比較結果に影響し、比較結果はデューティ
パルス信号の二値レベル変化に応じて不可聴周波数域で
ＯＮ，ＯＦＦを繰り返し、アクチュエータ巻線Ｌへの通
電および非通電が繰り返される。デューティパルス信号
は補償信号を変調したものであるから、これに基づく通
電および非通電により巻線電流は設定電流の近傍に良好
に制御されるとともに、この時の巻線電流の変動は不可
聴周波数域で生じるから低周波のチョッパ騒音を生じる
ことなく無騒音化が実現される。また、電圧変動や、イ
ンダクタンス・抵抗のばらつきによる影響を受けにくく
制御が安定化したものとなる。
【００１１】
【実施例】本発明を自動車のスロットル弁を駆動するス
テップモータに適用した例について述べる。図１にはス
テップモータの一相について駆動装置のブロック構成図
を示す。フライホイールダイオード７１を並列に接続し
た巻線Ｌはトランジスタ８によりＯＮ−ＯＦＦ通電さ
れ、巻線電流はトランジスタ８に直列接続された電流検
出抵抗７２で電圧に変換されて電流検出器１に入力し、
巻線電流信号ＩL として出力される。
テップモータに適用した例について述べる。図１にはス
テップモータの一相について駆動装置のブロック構成図
を示す。フライホイールダイオード７１を並列に接続し
た巻線Ｌはトランジスタ８によりＯＮ−ＯＦＦ通電さ
れ、巻線電流はトランジスタ８に直列接続された電流検
出抵抗７２で電圧に変換されて電流検出器１に入力し、
巻線電流信号ＩL として出力される。
【００１２】巻線電流信号ＩL は減算器２に入力し、設
定電流信号ＩSとの偏差が算出されて偏差信号として比
例積分（ＰＩ）補償器３に入力して比例積分演算され、
補償信号としてコンパレータ４に出力される。コンパレ
ータ４には不可聴周波数域（例えば２０ｋＨｚ）の三角
波が三角波発生器９より入力しており、上記補償信号と
の比較出力は三角波と同一周期で補償信号の信号レベル
に応じてパルス幅変調されたデューティパルス信号とな
る。
定電流信号ＩSとの偏差が算出されて偏差信号として比
例積分（ＰＩ）補償器３に入力して比例積分演算され、
補償信号としてコンパレータ４に出力される。コンパレ
ータ４には不可聴周波数域（例えば２０ｋＨｚ）の三角
波が三角波発生器９より入力しており、上記補償信号と
の比較出力は三角波と同一周期で補償信号の信号レベル
に応じてパルス幅変調されたデューティパルス信号とな
る。
【００１３】デューティパルス信号は減衰器５１にて設
定電流信号ＩS の１／１０程度の大きさになるように減
衰せしめられて加算器５に入力し、ここで設定電流信号
ＩSに重畳されて重畳信号としてコンパレータ６へ出力
される。コンパレータ６では上記重畳信号と巻線電流信
号ＩL を比較して、上記トランジスタ８をＯＮ−ＯＦＦ
作動せしめる。
定電流信号ＩS の１／１０程度の大きさになるように減
衰せしめられて加算器５に入力し、ここで設定電流信号
ＩSに重畳されて重畳信号としてコンパレータ６へ出力
される。コンパレータ６では上記重畳信号と巻線電流信
号ＩL を比較して、上記トランジスタ８をＯＮ−ＯＦＦ
作動せしめる。
【００１４】図２には上記装置構成を実現する実際の回
路の一例を示す。巻線Ｌへの通電はバイポーラトランジ
スタ８により駆動される電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）８１によってなされ、電流検出抵抗７２はフライホ
イールダイオード７１と巻線Ｌ間に介在している。
路の一例を示す。巻線Ｌへの通電はバイポーラトランジ
スタ８により駆動される電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）８１によってなされ、電流検出抵抗７２はフライホ
イールダイオード７１と巻線Ｌ間に介在している。
【００１５】減算器２（図１）はオペアンプを使用して
ＰＩ補償器３と一体としてあり、また、ツェナーダイオ
ード３１により補償信号の電圧範囲は０〜Ｖｚに抑えて
ある。この電圧範囲は、コンパレータ４に入力する三角
波（図４（１））の振幅より小さいから、コンパレータ
４の比較出力であるパルス幅変調されたデューティパル
ス信号のパルス幅は、補償信号が上記電圧範囲で変化し
ても、図４の（２），（３）に示す如く、０％、１００
％になることはない。したがって、０％あるいは１００
％が偶然に数周期連続して等価的に低周波となり、チョ
ッパ騒音を生じる不具合は生じない。
ＰＩ補償器３と一体としてあり、また、ツェナーダイオ
ード３１により補償信号の電圧範囲は０〜Ｖｚに抑えて
ある。この電圧範囲は、コンパレータ４に入力する三角
波（図４（１））の振幅より小さいから、コンパレータ
４の比較出力であるパルス幅変調されたデューティパル
ス信号のパルス幅は、補償信号が上記電圧範囲で変化し
ても、図４の（２），（３）に示す如く、０％、１００
％になることはない。したがって、０％あるいは１００
％が偶然に数周期連続して等価的に低周波となり、チョ
ッパ騒音を生じる不具合は生じない。
【００１６】オペアンプを使用した加算器５は、入出力
側の抵抗比を適当に設定することにより減衰器５１（図
１）を兼ねており、デューティパルス信号はその電圧レ
ベルが設定電流信号ＩS の１／１０程度に低減せしめら
れてこれに重畳される。この重畳をコンデンサを使用し
た交流結合により行ったのでは、図５（１），（２）に
示すように、重畳される時の直流電圧レベルがパルスの
デューティ比により変動するため、コンパレータ５にお
ける巻線電流信号ＩL との比較結果が変動してチョッパ
騒音を生じることがある。
側の抵抗比を適当に設定することにより減衰器５１（図
１）を兼ねており、デューティパルス信号はその電圧レ
ベルが設定電流信号ＩS の１／１０程度に低減せしめら
れてこれに重畳される。この重畳をコンデンサを使用し
た交流結合により行ったのでは、図５（１），（２）に
示すように、重畳される時の直流電圧レベルがパルスの
デューティ比により変動するため、コンパレータ５にお
ける巻線電流信号ＩL との比較結果が変動してチョッパ
騒音を生じることがある。
【００１７】上記構成の駆動装置の作動を以下に説明す
る。モータ駆動時には設定電流信号は図３（１）の破線
で示すようにステップ的に与えられ、これにＰＩ補償さ
れたデューティパルス信号が重畳されて重畳信号となる
（図中線ｘ）。 設定電流信号ＩS と巻線電流信号ＩL
の偏差が大きい場合（図のＡ，Ｂ領域）には、コンパレ
ータ６における重畳信号との比較結果に対して重畳信号
中のデューティパルス信号のレベル変化が影響すること
はなく、コンパレータ６の比較結果、すなわち通電信号
（図３（２））は「１」レベルを持続してステップモー
タ巻線Ｌへの通電が維持される。これにより、巻線電流
値は急速に設定電流値に近づき、速やかな駆動応答性が
実現される。
る。モータ駆動時には設定電流信号は図３（１）の破線
で示すようにステップ的に与えられ、これにＰＩ補償さ
れたデューティパルス信号が重畳されて重畳信号となる
（図中線ｘ）。 設定電流信号ＩS と巻線電流信号ＩL
の偏差が大きい場合（図のＡ，Ｂ領域）には、コンパレ
ータ６における重畳信号との比較結果に対して重畳信号
中のデューティパルス信号のレベル変化が影響すること
はなく、コンパレータ６の比較結果、すなわち通電信号
（図３（２））は「１」レベルを持続してステップモー
タ巻線Ｌへの通電が維持される。これにより、巻線電流
値は急速に設定電流値に近づき、速やかな駆動応答性が
実現される。
【００１８】設定電流信号ＩS と巻線電流信号ＩL の偏
差が小さくなると重畳信号中のデューティパルス信号の
レベル変化がコンパレータ６の比較結果に影響し、通電
信号はデューティパルス信号の二値レベル変化に応じて
不可聴周波数域でレベル変化を繰り返し、ステップモー
タ巻線Ｌへの通電および停止が繰り返される。デューテ
ィパルス信号は偏差をＰＩ処理した補償信号を変調した
ものであるから、これに基づく通電および非通電により
巻線電流値は設定電流値の近傍に良好に制御される。ま
た、この時の巻線電流の変動は不可聴周波数域で生じる
からチョッパ騒音を発生することなく静粛なモータ作動
が実現される。
差が小さくなると重畳信号中のデューティパルス信号の
レベル変化がコンパレータ６の比較結果に影響し、通電
信号はデューティパルス信号の二値レベル変化に応じて
不可聴周波数域でレベル変化を繰り返し、ステップモー
タ巻線Ｌへの通電および停止が繰り返される。デューテ
ィパルス信号は偏差をＰＩ処理した補償信号を変調した
ものであるから、これに基づく通電および非通電により
巻線電流値は設定電流値の近傍に良好に制御される。ま
た、この時の巻線電流の変動は不可聴周波数域で生じる
からチョッパ騒音を発生することなく静粛なモータ作動
が実現される。
【００１９】なお、上記実施例ではアクチュエータとし
てステップモータの例を示したが、リニアソレノイド等
他のアクチュエータにも本発明を適用し得るのはもちろ
んのことである。リニアソレノイドは、ディーゼルエン
ジンの噴射量調整部材、自動車のショックアブソーバ等
の駆動に用いられる。
てステップモータの例を示したが、リニアソレノイド等
他のアクチュエータにも本発明を適用し得るのはもちろ
んのことである。リニアソレノイドは、ディーゼルエン
ジンの噴射量調整部材、自動車のショックアブソーバ等
の駆動に用いられる。
【００２０】
【発明の効果】以上の如く、本発明のアクチュエータ駆
動装置によれば、充分な応答性を維持しつつ、チョッパ
騒音を生じない静粛なアクチュエータ作動を実現するこ
とができる。
動装置によれば、充分な応答性を維持しつつ、チョッパ
騒音を生じない静粛なアクチュエータ作動を実現するこ
とができる。
【図１】装置の全体構成ブロック図である。
【図２】装置の全体回路図である。
【図３】装置の作動を示すタイムチャートである。
【図４】装置の作動を示すタイムチャートである。
【図５】装置の作動を示すタイムチャートである。
【図６】従来装置の回路図である。
【図７】従来装置の作動を示すタイムチャートである。
【図８】従来装置の回路図である。
【図９】従来装置の作動を示すタイムチャートである。
１ 電流検出器（電流検出手段） ２ 減算器（偏差信号出力手段） ３ 比例積分補償器（補償信号出力手段） ４ コンパレータ（変調出力手段） ５ 加算器（重畳信号出力手段） ５１ 減衰器 ６ コンパレータ（通電手段） ８ トランジスタ（通電手段） ９ 三角波発生器 Ｌ 巻線
Claims (1)
- 【請求項１】 アクチュエータ巻線の電流を検出し巻線
電流信号として出力する手段と、巻線電流信号を設定電
流信号と比較してその偏差を検出し偏差信号として出力
する手段と、偏差信号に対して比例積分演算をなして補
償信号として出力する手段と、補償信号を不可聴周波数
域のデューティパルス信号に変調し出力する手段と、デ
ューティパルス信号を一定の大きさで上記設定電流値に
重畳し重畳信号として出力する手段と、重畳信号を巻線
電流信号と比較して比較結果の正負に応じてアクチュエ
ータ巻線にＯＮ−ＯＦＦ通電する通電手段とを具備する
アクチュエータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25581291A JPH0568399A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | アクチユエータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25581291A JPH0568399A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | アクチユエータ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0568399A true JPH0568399A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=17283970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25581291A Pending JPH0568399A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | アクチユエータ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0568399A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7055902B2 (en) | 2003-10-31 | 2006-06-06 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Vehicle seats |
| KR100724269B1 (ko) * | 2002-09-03 | 2007-05-31 | 주식회사 만도 | 액츄에이터 전류 제어 장치 |
| JP2011135732A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Rohm Co Ltd | モータの駆動回路およびそれを用いた位置制御システムならびに電子機器 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP25581291A patent/JPH0568399A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100724269B1 (ko) * | 2002-09-03 | 2007-05-31 | 주식회사 만도 | 액츄에이터 전류 제어 장치 |
| US7055902B2 (en) | 2003-10-31 | 2006-06-06 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Vehicle seats |
| JP2011135732A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Rohm Co Ltd | モータの駆動回路およびそれを用いた位置制御システムならびに電子機器 |
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