JPH06265039A - バルブ開閉制御装置 - Google Patents
バルブ開閉制御装置Info
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- JPH06265039A JPH06265039A JP5055435A JP5543593A JPH06265039A JP H06265039 A JPH06265039 A JP H06265039A JP 5055435 A JP5055435 A JP 5055435A JP 5543593 A JP5543593 A JP 5543593A JP H06265039 A JPH06265039 A JP H06265039A
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- Japan
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- valve
- control device
- opening
- closing control
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】小型軽量で、安全性の高いスロットルアクチュ
エータを提供する。 【構成】流体を導くパイプ１３と、このパイプ内の流量
を調整するバルブ５と、変換機を介して前記バルブを電
磁的に開閉するバルブアクチュエータと、バルブの開度
を示す開度センサ６と、バルブの開度指令と開度センサ
の出力との関係より前記バルブアクチュエータを制御す
る制御装置とを備えたバルブ開閉制御装置において、バ
ルブを電磁的に開閉するバルブアクチュエータとしてブ
ラシレス型モータ３を使用し、かつバルブの開度を示す
開度センサの出力信号から前記バルブアクチュエータの
各相への電流のＯＮ，ＯＦＦ状態を決定する信号を発生
させる手段を持たせるようにした。
エータを提供する。 【構成】流体を導くパイプ１３と、このパイプ内の流量
を調整するバルブ５と、変換機を介して前記バルブを電
磁的に開閉するバルブアクチュエータと、バルブの開度
を示す開度センサ６と、バルブの開度指令と開度センサ
の出力との関係より前記バルブアクチュエータを制御す
る制御装置とを備えたバルブ開閉制御装置において、バ
ルブを電磁的に開閉するバルブアクチュエータとしてブ
ラシレス型モータ３を使用し、かつバルブの開度を示す
開度センサの出力信号から前記バルブアクチュエータの
各相への電流のＯＮ，ＯＦＦ状態を決定する信号を発生
させる手段を持たせるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバルブ開閉制御装置にか
かわり、特に、小型軽量で、高信頼性のバルブ開閉装
置、例えば自動車のスロットルバルブ用に使用されるバ
ルブ開閉装置を提供するものである。
かわり、特に、小型軽量で、高信頼性のバルブ開閉装
置、例えば自動車のスロットルバルブ用に使用されるバ
ルブ開閉装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車においては、排気ガスの清
浄や燃費向上を図るため、スロットルバルブとアクセル
バルブの機械的な連結をなくして、かわりにアクセルの
踏み角に応じて、バルブアクチュエータによってスロッ
トルバルブをコントロールする方向にある。スロットル
バルブ制御はガソリンエンジンの心臓部を制御するため
に特に安全性が重要になり、又、ギヤの自動変速等にま
で利用されることから高速の応答が要求される。このバ
ルブアクチュエータとして直流機やステップモータが考
えられるが、直流機ではブラシの存在により安全性に難
がある点、一方、ステップモータでは高速応答が劣る欠
点があった。これに対してブラシレスモータは高速性で
優れている反面、磁極位置検出器が必要なことから構成
の複雑さと磁極位置検出器の故障に伴う不安全性の欠点
があった。
浄や燃費向上を図るため、スロットルバルブとアクセル
バルブの機械的な連結をなくして、かわりにアクセルの
踏み角に応じて、バルブアクチュエータによってスロッ
トルバルブをコントロールする方向にある。スロットル
バルブ制御はガソリンエンジンの心臓部を制御するため
に特に安全性が重要になり、又、ギヤの自動変速等にま
で利用されることから高速の応答が要求される。このバ
ルブアクチュエータとして直流機やステップモータが考
えられるが、直流機ではブラシの存在により安全性に難
がある点、一方、ステップモータでは高速応答が劣る欠
点があった。これに対してブラシレスモータは高速性で
優れている反面、磁極位置検出器が必要なことから構成
の複雑さと磁極位置検出器の故障に伴う不安全性の欠点
があった。
【０００３】例えば、特開平1−315641 号公報（従来例
１）に記載のスロットルバルブ開閉装置においてはブラ
シレスモータをバルブアクチュエータとして使用した例
について記載されている。ここでは、上記の不安全性に
対して故障検出器を備えるとともに磁極位置検出器の故
障時にはステップモータ動作を行わしめることによって
位置検出器の故障時にも運転可能にして不安全性を緩和
しようとした例について開示している。
１）に記載のスロットルバルブ開閉装置においてはブラ
シレスモータをバルブアクチュエータとして使用した例
について記載されている。ここでは、上記の不安全性に
対して故障検出器を備えるとともに磁極位置検出器の故
障時にはステップモータ動作を行わしめることによって
位置検出器の故障時にも運転可能にして不安全性を緩和
しようとした例について開示している。
【０００４】一方、特開昭62−206248号公報（従来例
２）の記載においては、バルブとアクチュエータとが直
結した構成でかつブラシレスモータを使用した例で、ス
ロットルバルブの開度センサより開度センサの出力に比
例したアドレスを有し、かつそのアドレスのＲＯＭにモ
ータの各相巻線への正弦波状の電圧を印加するデータを
納めた例について開示している。
２）の記載においては、バルブとアクチュエータとが直
結した構成でかつブラシレスモータを使用した例で、ス
ロットルバルブの開度センサより開度センサの出力に比
例したアドレスを有し、かつそのアドレスのＲＯＭにモ
ータの各相巻線への正弦波状の電圧を印加するデータを
納めた例について開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来例１におい
ては、安全生の改良に於いては前進があるが、磁極位置
検出器を備えるためにアクチュエータが煩雑になる点，
アクチュエータの体格が大きくなる点，アクチュエータ
からの引出線の数が多くなる点で問題がある。
ては、安全生の改良に於いては前進があるが、磁極位置
検出器を備えるためにアクチュエータが煩雑になる点，
アクチュエータの体格が大きくなる点，アクチュエータ
からの引出線の数が多くなる点で問題がある。
【０００６】一方、従来例２においては、変換機を介さ
ないことから負荷へのトルクが小さく、高速な応答が出
来なくなる点，各相への通電の情報を記憶するＲＯＭの
要領が多くなる点，位相制御等が絡んで制御が複雑にな
る点で問題であった。
ないことから負荷へのトルクが小さく、高速な応答が出
来なくなる点，各相への通電の情報を記憶するＲＯＭの
要領が多くなる点，位相制御等が絡んで制御が複雑にな
る点で問題であった。
【０００７】本発明では、以上、従来例で示した欠点を
除き、構成が簡単で、小型軽量でかつ更に安全性を高め
たスロットルバルブアクチュエータを提供するものであ
る。
除き、構成が簡単で、小型軽量でかつ更に安全性を高め
たスロットルバルブアクチュエータを提供するものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、流体を導くパイプと、前記パイプ内の流量を調整
するバルブと、変換機を介して前記バルブを電磁的に開
閉するバルブアクチュエータと、バルブの開度を示す開
度センサと、バルブの開度指令と開度センサの出力との
関係より前記バルブアクチュエータを制御する制御装置
とを備えたバルブ開閉制御装置において、バルブを電磁
的に開閉するバルブアクチュエータとしてブラシレス型
モータを使用し、かつバルブの開度を示す開度センサの
出力信号から前記バルブアクチュエータの各相への電流
のＯＮ，ＯＦＦ状態を決定する信号を発生させる手段を
持たせるようにした。
めに、流体を導くパイプと、前記パイプ内の流量を調整
するバルブと、変換機を介して前記バルブを電磁的に開
閉するバルブアクチュエータと、バルブの開度を示す開
度センサと、バルブの開度指令と開度センサの出力との
関係より前記バルブアクチュエータを制御する制御装置
とを備えたバルブ開閉制御装置において、バルブを電磁
的に開閉するバルブアクチュエータとしてブラシレス型
モータを使用し、かつバルブの開度を示す開度センサの
出力信号から前記バルブアクチュエータの各相への電流
のＯＮ，ＯＦＦ状態を決定する信号を発生させる手段を
持たせるようにした。
【０００９】
【作用】以上の構成によれば、特別に磁極位置センサを
備えることなく、開度センサの情報からブラシレスモー
タの各相への切り替え情報を得ることができる。これに
よって上記の従来例で示した欠点であった安全性の向上
や小型軽量，高効率化等が達成できる。
備えることなく、開度センサの情報からブラシレスモー
タの各相への切り替え情報を得ることができる。これに
よって上記の従来例で示した欠点であった安全性の向上
や小型軽量，高効率化等が達成できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。
図１は本発明にかかわる一実施例を示すもので、自動車
用のスロットルアクチュエータの例を示す。図２は本発
明の対象とするスロットルバルブの構造図を示す。
図１は本発明にかかわる一実施例を示すもので、自動車
用のスロットルアクチュエータの例を示す。図２は本発
明の対象とするスロットルバルブの構造図を示す。
【００１１】図２において、自動車の空気量を制御する
スロットルバルブのハード部の構成は、空気をエンジン
に導くパイプ１３の中を約９０度の範囲で回転すること
によって空気量を制御するバルブ５と、バルブ５を閉方
向に常に戻そうとする力を発生させるリターンスプリン
グ１２とバルブ５の開度を示す開度センサ６と、変換機
であるギヤ４を介して前記バルブを開閉する力を発生す
るモータとで構成されている。ここで、モータ３はブラ
シレスモータ固定子巻線３１と、固定子巻線３１を巻き
回した固定子鉄心３３とからなる固定子と永久磁石等か
らなる回転子３２とで構成される。
スロットルバルブのハード部の構成は、空気をエンジン
に導くパイプ１３の中を約９０度の範囲で回転すること
によって空気量を制御するバルブ５と、バルブ５を閉方
向に常に戻そうとする力を発生させるリターンスプリン
グ１２とバルブ５の開度を示す開度センサ６と、変換機
であるギヤ４を介して前記バルブを開閉する力を発生す
るモータとで構成されている。ここで、モータ３はブラ
シレスモータ固定子巻線３１と、固定子巻線３１を巻き
回した固定子鉄心３３とからなる固定子と永久磁石等か
らなる回転子３２とで構成される。
【００１２】この回転子３２はクラッチ１４を介して変
換機４に連結され、またベアリング３４によって支承さ
れている。
換機４に連結され、またベアリング３４によって支承さ
れている。
【００１３】ここで、モータ３の駆動力を増大させるた
めに変換機４が使用されている。これは、特に、バルブ
制御は位置制御であるため、常時モータ３に電流を通電
させてバルブ５の開度を制御する必要がある点、また、
故障時の復帰を早めるためにリターンスプリング１２の
力を強めなければならないために、モータ３のギヤ直結
方式ではトルクが小さく、従ってモータ体格が大きくな
る点、消費電力が多くなる点で問題があるからである。
めに変換機４が使用されている。これは、特に、バルブ
制御は位置制御であるため、常時モータ３に電流を通電
させてバルブ５の開度を制御する必要がある点、また、
故障時の復帰を早めるためにリターンスプリング１２の
力を強めなければならないために、モータ３のギヤ直結
方式ではトルクが小さく、従ってモータ体格が大きくな
る点、消費電力が多くなる点で問題があるからである。
【００１４】図１は本発明に係るスロットルアクチュエ
ータの制御方式を示したもので、回転子３２の発生トル
クはクラッチ１４を介して変換機であるギヤ４を介して
バルブ５を開閉せしめる。バルブ５の開度情報は開度セ
ンサ６，ＡＤ変換器７を介して制御演算装置１に取り込
まれる。ここでは上位からの開度指令ＰＳと開度センサ
からの開度情報であるＰＦとからＰＩ制御などによって
開度制御器９で制御される。
ータの制御方式を示したもので、回転子３２の発生トル
クはクラッチ１４を介して変換機であるギヤ４を介して
バルブ５を開閉せしめる。バルブ５の開度情報は開度セ
ンサ６，ＡＤ変換器７を介して制御演算装置１に取り込
まれる。ここでは上位からの開度指令ＰＳと開度センサ
からの開度情報であるＰＦとからＰＩ制御などによって
開度制御器９で制御される。
【００１５】その出力によってドライバ２を介して固定
子巻線３への電源１１より電力を供給する。ここで制御
演算装置１内の８は磁極位置演算手段を示すもので、こ
れによって、３相の固定子巻線３１へ電流のＯＮ，ＯＦ
Ｆの通電方向を決定する。
子巻線３への電源１１より電力を供給する。ここで制御
演算装置１内の８は磁極位置演算手段を示すもので、こ
れによって、３相の固定子巻線３１へ電流のＯＮ，ＯＦ
Ｆの通電方向を決定する。
【００１６】この出力値はドライバ２に直接制御信号を
送る。また、電流検出器１０によって取り込まれた電流
は、負荷の推定に使用されて過大負荷時にはドライバ２
への通電を制限する機能を有する。
送る。また、電流検出器１０によって取り込まれた電流
は、負荷の推定に使用されて過大負荷時にはドライバ２
への通電を制限する機能を有する。
【００１７】図３は図１で示した制御演算装置１の磁極
位置検出手段８の動作の詳細を示すもので、縦軸にバル
ブの回転角度，横軸に開度センサ６の出力を示す（ギヤ
比が８，４極の例で示す。つまり、２回転でほぼ９０度
のバルブ開度となる）。一般に１２０度通電方式の永久
磁石ブラシレスモータを使用する例で示す。ドライバ２
の各アームの上下への通電のパターンは固定子巻線３と
磁石回転子３２の位置関係から図示のように割り振られ
る。磁石回転子の極数Ｐと、変換機であるギヤの比Ｇ
と、開度センサ６の各アームへの通電モードの繰返し数
との関係Ｋは次の様になる。
位置検出手段８の動作の詳細を示すもので、縦軸にバル
ブの回転角度，横軸に開度センサ６の出力を示す（ギヤ
比が８，４極の例で示す。つまり、２回転でほぼ９０度
のバルブ開度となる）。一般に１２０度通電方式の永久
磁石ブラシレスモータを使用する例で示す。ドライバ２
の各アームの上下への通電のパターンは固定子巻線３と
磁石回転子３２の位置関係から図示のように割り振られ
る。磁石回転子の極数Ｐと、変換機であるギヤの比Ｇ
と、開度センサ６の各アームへの通電モードの繰返し数
との関係Ｋは次の様になる。
【００１８】 Ｋ＝Ｇ・Ｐ／８ （１） 従って、開度センサ出力から各アームへの通電モードの
電気角１サイクル（図示のようにＡ，Ｂ，Ｃのパター
ン）の繰返しとなる。開度センサ出力から図示の通電モ
ードは計算により、決定することができる。制御演算装
置はマイクロコンピュータ等によって構成されることが
多いので演算によって容易に求めることができる。
電気角１サイクル（図示のようにＡ，Ｂ，Ｃのパター
ン）の繰返しとなる。開度センサ出力から図示の通電モ
ードは計算により、決定することができる。制御演算装
置はマイクロコンピュータ等によって構成されることが
多いので演算によって容易に求めることができる。
【００１９】一方、スロットルアクチュエータのバルブ
を開く速度は０〜９０度で０.１ 秒以下の性能が求めら
れる。一方、永久磁石ブラシレスモータとしてトルクア
ップのためには多極化が必要であり、８極以上の極数が
選定される。この場合、速度が０〜４５度までは直線的
に増加し、４５〜９０度までは直線的に減少すると仮定
すると、最高回転数は約３０００回転にもなることが推
定される。この回転数における電気角６０度の時間間隔
は約５００μｓとなり、ソフトで電気角各６０度の切り
替えのタイミングを見出すには少なくとも電気角６０度
の中を５以上のサンプリングが必要となる。これを達成
するためには高速のマイクロプロセッサを使わねばなら
ないこと，通電モードの検出以外のシステムの処理がで
きなくなってしまう不便がある。
を開く速度は０〜９０度で０.１ 秒以下の性能が求めら
れる。一方、永久磁石ブラシレスモータとしてトルクア
ップのためには多極化が必要であり、８極以上の極数が
選定される。この場合、速度が０〜４５度までは直線的
に増加し、４５〜９０度までは直線的に減少すると仮定
すると、最高回転数は約３０００回転にもなることが推
定される。この回転数における電気角６０度の時間間隔
は約５００μｓとなり、ソフトで電気角各６０度の切り
替えのタイミングを見出すには少なくとも電気角６０度
の中を５以上のサンプリングが必要となる。これを達成
するためには高速のマイクロプロセッサを使わねばなら
ないこと，通電モードの検出以外のシステムの処理がで
きなくなってしまう不便がある。
【００２０】図４に本発明の他の実施例について説明す
る。横軸回転数に対する縦軸は電気角６０度の所要時間
を示したものである。高速回転数になるに従って、電気
角６０度の所要時間は図示のように短くなっていく。上
記の欠点を補う制御方式として高速回転数時にはブラシ
レスモータの各相巻線への通電の切り替えのタイミング
を発生させる機構をモータもしくは開度センサ側に備え
ることによって可能である。これを割込み信号として制
御演算装置に切り替えを行えば良い。その代表例とし
て、モータの逆起電圧を利用し、電気角６０度の相変わ
りのタイミングはハードによって検出するようにすれば
良い。
る。横軸回転数に対する縦軸は電気角６０度の所要時間
を示したものである。高速回転数になるに従って、電気
角６０度の所要時間は図示のように短くなっていく。上
記の欠点を補う制御方式として高速回転数時にはブラシ
レスモータの各相巻線への通電の切り替えのタイミング
を発生させる機構をモータもしくは開度センサ側に備え
ることによって可能である。これを割込み信号として制
御演算装置に切り替えを行えば良い。その代表例とし
て、モータの逆起電圧を利用し、電気角６０度の相変わ
りのタイミングはハードによって検出するようにすれば
良い。
【００２１】図５に本発明の他のスロットルアクチュエ
ータの制御方式について示す。これは、電気角６０度の
相変わりの検出法として、高速回転数時にはモータの逆
起電圧を利用したものである。構成では、逆起電圧位置
検出器１５がある以外は図１の構成と全く同一である。
高速回転数時にはモータの逆起電圧を利用する。低回転
数時ではモータの逆起電圧は小さくなりこの方式の信頼
性が悪くなるため、この時には、前述のように開度セン
サよりの情報から通電モードを決定してやれば良い。低
速回転数時には、電気角６０度の時間間隔が十分長いの
で切り替え点を図１で示した方式でも大きくずらしてし
まう心配はない。
ータの制御方式について示す。これは、電気角６０度の
相変わりの検出法として、高速回転数時にはモータの逆
起電圧を利用したものである。構成では、逆起電圧位置
検出器１５がある以外は図１の構成と全く同一である。
高速回転数時にはモータの逆起電圧を利用する。低回転
数時ではモータの逆起電圧は小さくなりこの方式の信頼
性が悪くなるため、この時には、前述のように開度セン
サよりの情報から通電モードを決定してやれば良い。低
速回転数時には、電気角６０度の時間間隔が十分長いの
で切り替え点を図１で示した方式でも大きくずらしてし
まう心配はない。
【００２２】図６は図５における逆起電圧位置検出器１
８の詳細構成と動作原理図である。巻線の電圧を一次遅
れフィルタ１６を介して比較器１７の一方に入れ、かつ
その他方には各相の巻線から抵抗を介して星型接続した
中性点を接続する。星型接続した中性点の電位は各相電
圧の平均値となり、これと各相巻線電圧と比較すること
によって電気角６０度の相切り替わり点を見出すことが
できる。各比較器の出力は図示（ａ)，(ｂ)，(ｃ）のよ
うに１２０度の位相差の矩形波信号となり、この三つの
矩形波信号を合成することによって電気角６０度の信号
が図示（ｄ）のように合成できる。図５の演算制御装置
１がマイクロコンピュータで構成している場合には、こ
の信号を割込み信号として使用することによって、電気
角６０度の相変わり角で瞬時に通電モードを切り替える
ことができる。この時の電気角６０度の相変わり角の通
電モードのデータは逆起電圧位置検出器のデータを使っ
ても良く、また図３で示した開度センサからの通電情報
を示しても良い（図６の（ａ)，(ｂ)，(ｃ）の値をマイ
クロコンピュータへ取り込む）。
８の詳細構成と動作原理図である。巻線の電圧を一次遅
れフィルタ１６を介して比較器１７の一方に入れ、かつ
その他方には各相の巻線から抵抗を介して星型接続した
中性点を接続する。星型接続した中性点の電位は各相電
圧の平均値となり、これと各相巻線電圧と比較すること
によって電気角６０度の相切り替わり点を見出すことが
できる。各比較器の出力は図示（ａ)，(ｂ)，(ｃ）のよ
うに１２０度の位相差の矩形波信号となり、この三つの
矩形波信号を合成することによって電気角６０度の信号
が図示（ｄ）のように合成できる。図５の演算制御装置
１がマイクロコンピュータで構成している場合には、こ
の信号を割込み信号として使用することによって、電気
角６０度の相変わり角で瞬時に通電モードを切り替える
ことができる。この時の電気角６０度の相変わり角の通
電モードのデータは逆起電圧位置検出器のデータを使っ
ても良く、また図３で示した開度センサからの通電情報
を示しても良い（図６の（ａ)，(ｂ)，(ｃ）の値をマイ
クロコンピュータへ取り込む）。
【００２３】なお、スロットルアクチュエータは自動車
エンジンの心臓部を制御するために信頼性が非常に重要
となる。これを実現する一方法として、逆起電圧からの
モータの移動情報を常に把握し、かつ、開度センサの動
きとたえず比較することによって、開度センサの故障の
判定、あるいは逆起電圧位置検出器の故障の判定に使用
できる。故障の検出によって、外部への表示，機能の一
部制限等の処置は任意に行うことができる。
エンジンの心臓部を制御するために信頼性が非常に重要
となる。これを実現する一方法として、逆起電圧からの
モータの移動情報を常に把握し、かつ、開度センサの動
きとたえず比較することによって、開度センサの故障の
判定、あるいは逆起電圧位置検出器の故障の判定に使用
できる。故障の検出によって、外部への表示，機能の一
部制限等の処置は任意に行うことができる。
【００２４】なお、スロットルアクチュエータは自動車
エンジンの心臓部を制御するために信頼性が非常に重要
となる。このため、モータの出力軸にクラッチを備えて
モータがロックして動かなくなったときにクラッチでモ
ータとバルブの連結を解き、別に備えたアクセルワイヤ
で制御する方式もある。この場合、本方式を使用する
と、クラッチを使用したときにはモータの磁極の位置関
係と、開度センサの位置関係がずれて本発明が成り立た
なくなってしまう。そこで、クラッチとして常にモータ
側とバルブ側とが一定の位置に復帰するようなクラッチ
機構とすることによってクラッチの使用にかかわらず、
安定した特性を持つスロットルアクチュエータとするこ
とができる。そのほか、開度センサの動きと、逆起電圧
位置検出器の動きから学習して、開度センサの動きと、
逆起電圧位置検出器の動きを実時間で、学習修正するこ
とも考えられる。
エンジンの心臓部を制御するために信頼性が非常に重要
となる。このため、モータの出力軸にクラッチを備えて
モータがロックして動かなくなったときにクラッチでモ
ータとバルブの連結を解き、別に備えたアクセルワイヤ
で制御する方式もある。この場合、本方式を使用する
と、クラッチを使用したときにはモータの磁極の位置関
係と、開度センサの位置関係がずれて本発明が成り立た
なくなってしまう。そこで、クラッチとして常にモータ
側とバルブ側とが一定の位置に復帰するようなクラッチ
機構とすることによってクラッチの使用にかかわらず、
安定した特性を持つスロットルアクチュエータとするこ
とができる。そのほか、開度センサの動きと、逆起電圧
位置検出器の動きから学習して、開度センサの動きと、
逆起電圧位置検出器の動きを実時間で、学習修正するこ
とも考えられる。
【００２５】なお、制御演算装置として、マイクロコン
ピュータを使用する方式では開度センサのアナログ情報
をＡＤ変換器を介してデジタル量として取り込む。１式
より電気角６０度のデジタルの量は計算されるが、ビッ
ト数の少ないＡＤ変換器を使用する場合には予め、電気
角６０度に相当するデジタル量をＡＤ変換器の最小分解
能の整数倍に同期させることによって、少ないビット数
でかつ性能を落すことなく運転することができる。
ピュータを使用する方式では開度センサのアナログ情報
をＡＤ変換器を介してデジタル量として取り込む。１式
より電気角６０度のデジタルの量は計算されるが、ビッ
ト数の少ないＡＤ変換器を使用する場合には予め、電気
角６０度に相当するデジタル量をＡＤ変換器の最小分解
能の整数倍に同期させることによって、少ないビット数
でかつ性能を落すことなく運転することができる。
【００２６】なお、本方式は、永久磁石式のブラシレス
モータで説明したが、可変リラクタンス型のブラシレス
モータで場合でも良く、また、ステップモータの位置を
検出してクローズドループ運転する形式の場合にも適用
可能である。
モータで説明したが、可変リラクタンス型のブラシレス
モータで場合でも良く、また、ステップモータの位置を
検出してクローズドループ運転する形式の場合にも適用
可能である。
【００２７】
【発明の効果】流体を導くパイプと、前記パイプ内の流
量を調整するバルブと、変換機を介して前記バルブを電
磁的に開閉するバルブアクチュエータと、バルブの開度
を示す開度センサと、バルブの開度指令と開度センサの
出力との関係より前記バルブアクチュエータを制御する
制御装置とを備えたバルブ開閉制御装置において、バル
ブを電磁的に開閉するバルブアクチュエータとしてブラ
シレス型モータを使用し、かつバルブの開度を示す開度
センサの出力信号から前記バルブアクチュエータの各相
への電流のＯＮ，ＯＦＦ状態を決定する信号を発生させ
る手段を持たせるようにした。
量を調整するバルブと、変換機を介して前記バルブを電
磁的に開閉するバルブアクチュエータと、バルブの開度
を示す開度センサと、バルブの開度指令と開度センサの
出力との関係より前記バルブアクチュエータを制御する
制御装置とを備えたバルブ開閉制御装置において、バル
ブを電磁的に開閉するバルブアクチュエータとしてブラ
シレス型モータを使用し、かつバルブの開度を示す開度
センサの出力信号から前記バルブアクチュエータの各相
への電流のＯＮ，ＯＦＦ状態を決定する信号を発生させ
る手段を持たせるようにした。
【００２８】以上の構成によれば、特別に磁極位置セン
サを備えることなく、開度センサの情報からブラシレス
モータの各相への切り替え情報を得ることができる。こ
れによって上記の従来例で示した欠点であった安全性の
向上や小型軽量，高効率化等が達成できる。
サを備えることなく、開度センサの情報からブラシレス
モータの各相への切り替え情報を得ることができる。こ
れによって上記の従来例で示した欠点であった安全性の
向上や小型軽量，高効率化等が達成できる。
【００２９】本発明では、以上、従来例で示した欠点を
除き、構成が簡単で、小型軽量でかつ更に安全性を高め
たスロットルバルブアクチュエータを提供できる。
除き、構成が簡単で、小型軽量でかつ更に安全性を高め
たスロットルバルブアクチュエータを提供できる。
【図１】本発明のスロットルアクチュエータの制御方式
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明のスロットルアクチュエータの構造図で
ある。
ある。
【図３】本発明の通電モード図である。
【図４】本発明の他の実施例の運転モード図である。
【図５】本発明の他のスロットルアクチュエータの制御
方式を示す図である。
方式を示す図である。
【図６】本発明の高速領域での磁極位置検出の原理を示
す図である。
す図である。
１…制御演算装置、２…ドライバ、３…ブラシレスモー
タ、４…変換機のギヤ、５…バルブ、６…開度センサ、
７…ＡＤ変換機、８…磁極位置検出手段、９…開度制御
部、１０…電流検出器、１１…電源、１２…リターンス
プリング、１３…パイプ、１４…クラッチ、１５…ベア
リング、１６…１次遅れフィルタ、１７…比較器。
タ、４…変換機のギヤ、５…バルブ、６…開度センサ、
７…ＡＤ変換機、８…磁極位置検出手段、９…開度制御
部、１０…電流検出器、１１…電源、１２…リターンス
プリング、１３…パイプ、１４…クラッチ、１５…ベア
リング、１６…１次遅れフィルタ、１７…比較器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森永 茂樹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 佐々木 靖 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内
Claims (10)
- 【請求項１】流体を導くパイプと、前記パイプ内の流量
を調整するバルブと、変換機を介して前記バルブを電磁
的に開閉するバルブアクチュエータと、バルブの開度を
示す開度センサと、バルブの開度指令と開度センサの出
力との関係より前記バルブアクチュエータを制御する制
御装置とを備えたバルブ開閉制御装置において、 バルブを電磁的に開閉するバルブアクチュエータとして
ブラシレス型モータを使用し、かつバルブの開度を示す
開度センサの出力信号から前記バルブアクチュエータの
各相への電流のＯＮ，ＯＦＦ状態を決定する信号を発生
させる手段を備えたことを特徴とするバルブ開閉制御装
置。 - 【請求項２】請求項１記載のバルブ開閉制御装置におい
て、バルブを電磁的に開閉するブラシレスモータ型のバ
ルブアクチュエータを使用し、かつバルブとバルブアク
チュエータとの間にクラッチ機構を有する構成のバルブ
開閉装置において、クラッチのバルブ側とアクチュエー
タ側とで常に同一の角度に復帰する機能を備えたことを
特徴とするバルブ開閉制御装置。 - 【請求項３】請求項１記載のバルブ開閉制御装置におい
て、制御装置としてデジタル式の演算装置を備えると共
にブラシレスモータの各相巻線への一定通電区間をバル
ブ開度の最小の分解能のデジタルの値の整数倍としたこ
とを特徴とするバルブ開閉制御装置。 - 【請求項４】請求項３記載のバルブ開閉制御装置におい
て、バルブの開度センサはアナログ式の出力を発生させ
ると共に制御装置としてデジタル式の演算装置にＡＤ変
換機を介して取り込むことを特徴としたバルブ開閉制御
装置。 - 【請求項５】請求項１記載のバルブ開閉制御装置におい
て、ブラシレスモータもしくは開度センサ側にブラシレ
スモータの各相への通電の切り替えのタイミングを発生
させる機構を有し、かつ、通電の情報を開度センサの情
報から決定する手段を備えたことを特徴とするバルブ開
閉制御装置。 - 【請求項６】請求項１記載のバルブ開閉制御装置におい
て、ブラシレスモータの端子電圧より磁極位置を検出す
る逆起電圧位置検出機能を持ったことを特徴とするバル
ブ開閉制御装置。 - 【請求項７】請求項６記載のバルブ開閉制御装置におい
て、ブラシレスモータの高速回転時に端子電圧より磁極
位置を検出する逆起電圧位置検出を使用し、低速回転時
には、開度センサからの磁極位置検出手段を用いたこと
を特徴とするバルブ開閉制御装置。 - 【請求項８】請求項６記載のバルブ開閉制御装置におい
て、ブラシレスモータの高速回転時に端子電圧より磁極
位置を検出し、ブラシレスモータの各相巻線への一定通
電区間を規定する信号発生手段を有することを特徴とす
るバルブ開閉制御装置。 - 【請求項９】請求項６記載のバルブ開閉制御装置におい
て、ブラシレスモータの各相巻線への一定通電区の変化
のカウント手段を持ち、開度センサと検出値との比較手
段を有すると共にその差が一定量以上になった時に機能
を制限する異常処理を行わしめることを特徴とするバル
ブ開閉制御装置。 - 【請求項１０】請求項１記載のバルブ開閉制御装置にお
いて、バルブを電磁的に開閉する３相ブラシレスモータ
型のバルブアクチュエータを使用し、かつバルブアクチ
ュエータの電気角６０度毎のパルス発生手段を備えたこ
とを特徴とするバルブ開閉制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05055435A JP3077443B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | バルブ開閉制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05055435A JP3077443B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | バルブ開閉制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265039A true JPH06265039A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3077443B2 JP3077443B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=12998519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05055435A Expired - Fee Related JP3077443B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | バルブ開閉制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3077443B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1338775A3 (de) * | 2002-02-22 | 2007-03-07 | Pierburg GmbH | Motoransteuerung für einen EC-Motor |
| DE102015105526A1 (de) * | 2015-04-10 | 2016-10-13 | Wittenstein Ag | Antrieb und Verfahren zum Betreiben eines Antriebs |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP05055435A patent/JP3077443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1338775A3 (de) * | 2002-02-22 | 2007-03-07 | Pierburg GmbH | Motoransteuerung für einen EC-Motor |
| DE102015105526A1 (de) * | 2015-04-10 | 2016-10-13 | Wittenstein Ag | Antrieb und Verfahren zum Betreiben eines Antriebs |
| US10626973B2 (en) | 2015-04-10 | 2020-04-21 | Wittenstein Se | Drive and method for operating a drive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3077443B2 (ja) | 2000-08-14 |
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