JPH068013U - モータアクチュエータの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】「モータアクチュエータの駆動制御装置」にお
いて、ドアの停止精度を向上させる。 【構成】パターンスイッチ１２のラップ角度βを、モー
タ１１にブレーキ信号が出力されてから停止するまでの
回転角度より小さい角度に形成する。そして、ＣＰＵ２
３が目的コード信号を入力したとき、モータコントロー
ラ２８からモータ１１にブレーキ信号を出力して一度モ
ータを停止させた後、モータを反転起動させて直ちに停
止させるよう、第１反転信号および第２反転信号をそれ
ぞれ短時間だけ出力するような制御内容とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車用空気調和装置に使用されるモータアクチュエータの 駆動制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近、自動車用空気調和装置の制御の自動化に伴って、自動車用空気調和装置 に設けられている各種ドア（例えばインテークドア、エアミックスドア、各種の 吹出口ドア等）をモータアクチュエータによって開閉駆動するものが多くなって いる。

【０００３】 図４は、従来のモータアクチュエータの一例を示す概略構成図である。このモ ータアクチュエータ１０は、前記したドアを駆動させるモータ１１と、ドアの位 置情報を検出するための位置検出器たるパターンスイッチ１２とで構成されてい る。モータ１１は図示しないケース内に配置されており、図示しないギヤ群やリ ンク機構を介してドアを開閉駆動させる。一方、パターンスイッチ１２は、モー タ１１に連動して回動する導電性のブラシ１３と、このブラシ１３と常に接触す る半円弧状に形成された金属性の主接点１４と、この外側の二つの同心円上に間 隔をあけて交互に配置された金属性の三つの分離接点１５〜１７とからなり、こ れら分離接点１５〜１７の互いに隣接する各端部は、所定のラップ角度α（例え ば約１．５°）でブラシに同時に接触するように配置されている。この場合、三 つの分離接点１５〜１７で二つの停止位置ＢとＤが設定されている。パターンス イッチ１２は、主接点１４および分離接点１５〜１７が樹脂製の基板上にプリン トされた形でケース内に収納されており、主接点１４は通常アースされている。 モータ１１の回転に伴ってブラシ１３がパターン上を摺動するとき、各分離接点 １５〜１７の端子からの出力信号Ｓ1 〜Ｓ3 は、図５に示すようにドアの位置Ａ 〜Ｅに応じて変化するので、各出力信号Ｓ1 〜Ｓ3 の状態（コード信号）によっ てドアの現在位置を検知することができる。なお、図５中の「Ｌ」および「Ｈ」 はそれぞれ電位がＬレベル（ローレベル）およびＨレベル（ハイレベル）の意味 である。

【０００４】 このようなモータアクチュエータの駆動制御の方法については、例えば実開昭 ６２−１５５０１８号公報に開示されている。例えばドアの目標停止位置をＢと すると、ドアの現在位置が目標位置Ｂより大きいとき、つまりドアがＣ〜Ｄにあ るときには（以下、ドア位置の大小はＡからＥの順に大きいものと定義する）、 正転信号を出力してモータ１１を正転させ、ドアの現在位置が目標位置Ｂより小 さいとき、つまりドアがＡにあるときには、逆転信号を出力してモータ１１を逆 転させ、また、ドアの現在位置が目標位置Ｂと同じになったとき、つまり目標位 置Ｂに対応するコード信号を入力したときには、ブレーキ信号を出力してモータ １１にブレーキをかけてこれを停止させる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のモータアクチュエータの駆動制御装置にあっ ては、次の理由によってドアの停止精度の向上には限界がある。 すなわち、前記したようにドアの停止位置（図４中のＢ、Ｄ）は、ブラシ１３ が同時に接触しうる相互に隣接してラップしている部分に相当しているので、ド アの停止精度を向上させるためには、パターンのラップ部のラップ角度αを小さ くすればよい。しかし、ブレーキ信号を出力してからモータ１１が停止するまで にはモータ１１の慣性によって通常例えば約０．５°ほどさらに回転してしまう ため、ラップ角度αをあまりに小さくした場合には、ブレーキ信号を出力しただ けではブラシ１３が停止位置のラップ角度αの範囲内で止まりきらずにオーバラ ンしてしまうおそれがある。そしてブラシ１３がオーバランした場合には、ドア を目標位置に戻すべく再度モータ１１に通電されるため、目標位置をはさんでド アが行きつ戻りつの振動を繰り返すおそれがある（いわゆるチャタリング）。そ こで、従来は、ラップ角度αを比較的大きくとって（約１．５°）、ブレーキ信 号によりドアを確実に目標位置内に停止させうるようにしているのである。

【０００６】 本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ドアの 停止精度をさらに向上させることができるモータアクチュエータの駆動制御装置 を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するための本考案は、自動車用空気調和装置に設けられてい るドアを開閉駆動するモータと、前記ドアの現在位置を検出するドア位置検出手 段と、各種の入力信号に基づいて前記ドアの目標位置を演算するドア目標位置演 算手段と、前記ドア位置検出手段からの信号とドア目標位置演算手段からの信号 とに基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御手段とを有するモータアク チュエータの駆動制御装置において、前記位置検出手段は、前記モータと連動し て移動するブラシと、当該ブラシと常に接触する主接点と、相互に隣接する各端 部が前記モータにブレーキ信号が出力されてから停止するまでの回転角度よりも 小さいラップ角度で前記ブラシに同時に接触するように相互に離れて配置された 複数の分離接点とを有するとともに、前記モータ制御手段は、前記モータの作動 中に前記ドアの現在位置が目標位置に達したことを認識したとき、ブレーキ信号 を出力して前記モータを停止させた後、モータを反転させて停止させるべく、第 １反転信号を所定時間出力し、さらにこれに対する第２反転信号を所定時間出力 することを特徴とする。

【０００８】

【作用】

このように構成した本考案にあっては、複数の分離接点の相互に隣接している 各端部のラップ角度がモータにブレーキ信号が出力されてから停止するまでの回 転角度よりも小さい角度に設定されているので、ドアを目標停止位置のラップ角 度内に停止させるようにモータを制御すれば、ドアの停止精度の向上が図られる ことになる。そして本考案では、モータ制御手段は、モータの作動中にドアの現 在位置が目標位置に達したことを認識すると、まずブレーキ信号を出力してモー タを停止させる。このとき、ドアは通常目標停止位置を超えてオーバランしてい る。そこで、次に第１反転信号を所定時間だけ出力してモータを反転させてドア の位置を戻し、引き続き第２反転信号を所定時間だけ出力して先の第１反転信号 によって起動されたモータを完全に停止させる。したがって、それぞれ第１反転 信号および第２反転信号の各出力時間を適当に設定することにより、一旦オーバ ランしたドアを目標停止位置内に戻すようにモータを制御することができる。し たがって、ラップ角度の縮小と相俟って、ドアの停止精度がさらに向上すること になる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例によるモータアクチュエータの駆動制御装置の概略構 成図、図２は同実施例の動作フローチャート、図３は本考案の効果の説明に供す る図である。なお、図１中、図４と共通の部材には同一の符号を付している。

【００１０】 同実施例のモータアクチュエータ２０は、図４に示す従来のモータアクチュエ ータ１０とその基本的構成を同じくし、自動車用空気調和装置に使用されるもの を示している。すなわち、このモータアクチュエータ２０は、自動車用空気調和 装置に設けられている図示しない所定のドアを駆動させるモータ１１と、ドアの 現在位置情報を検出するためのドア位置検出手段としてのパターンスイッチ１２ とで構成されている。モータ１１は図示しないケース内に配置されており、図示 しないギヤ群やリンク機構を介してドアを開閉駆動させる。また、ドア位置信号 を検出するためのパターンスイッチ１２は、モータ１１に連動して回動する導電 性のブラシ１３と、このブラシ１３と常に接触する半円弧状に形成された金属性 の主接点１４と、この外側の二つの同心円上に間隔をあけて交互に配置された金 属性の三つの分離接点１５〜１７とから構成されている。本実施例では、これら の分離接点１５〜１７の隣接する各端部は、ブラシ１３に同時に接触しうるラッ プ角度βが、モータ１１にブレーキ信号が出力されてから停止するまでの回転角 度（約０．５°）よりも小さい角度、例えば０．５°以下になるように配置され ている。ブラシ１３が同時に接触しうるラップ部分ＢとＤがドアの停止位置に相 当し、したがって本実施例では、三つの分離接点１５〜１７によって二つの停止 位置ＢとＤが設定されている。主接点１４と各分離接点１５〜１７は樹脂製の基 板上にプリントされている。また、主接点１４はアースされている。モータ１１ の回転に伴ってブラシ１３がパターン上を摺動すると、各分離接点１５〜１７の 端子からの出力信号Ｓ1 〜Ｓ3 は、前述したようにドアの位置Ａ〜Ｅに応じて図 ５に示すようなコード信号として出力される。このコード信号（Ｓ1 〜Ｓ3 ）は マイコン２１の入出力インタフェース２２に入力され、このコード信号によって ドアの現在位置が認識されることになる。

【００１１】 マイコン２１の入出力インタフェース２２には、車室内の温度を設定する温度 設定器や吹出風量を選択するファンスイッチ、吹出口モードを選択するモードス イッチなどのスイッチ類２５のほか、車室内の温度を検出する内気センサや車室 外の気温を検出する外気センサ、日射量を検出する日射センサなどの各種センサ ２６が、Ａ／Ｄ変換器２７を介して接続されている。

【００１２】 マイコン２１は、パターンスイッチ１２やスイッチ類２５、各種センサ２６な どの入力信号を演算処理して、各モータアクチュエータ（インテークドアアクチ ュエータ、エアミックスドアアクチュエータ、モードドアアクチュエータ等）や 図示しないファンモータ、コンプレッサなどを総合的に制御するものであり、外 部装置との信号の入出力を行う入出力インタフェース２２と、各種の演算処理を 実行するＣＰＵ２３と、ＲＡＭとＲＯＭにより構成されたメモリ２４とから構成 されている。ＣＰＵ２３は、スイッチ類２５や各種センサ２６からの入力信号に 基づいてドアの目標位置を演算するほか、ドアの現在位置情報と目標位置情報に 基づいてモータ１１の作動モードを演算して後述するモータコントローラ２８に 指令信号を出力する。ドア目標位置演算手段はＣＰＵ２３で構成され、また、モ ータ制御手段はＣＰＵ２３とモータコントローラ２８で構成されている。

【００１３】 モータアクチュエータ２０内のモータ１１は、公知のモータコントローラ２８ によって、正転、逆転、停止またはブレーキの四つのモードに制御される。この モータコントローラ２８はマイコン２１の入出力インタフェース２２に接続され ており、マイコン２１のＣＰＵ２３からの指令を受けてモータ１１に正転信号、 逆転信号、停止信号またはブレーキ信号を出力する。モータコントローラ２８か らモータ１１に正転信号が出力されると、モータ１１は正方向（時計回り）に回 転し、これに連動してブラシ１３も正方向つまりＥからＡに向かう方向に回転す る。また、モータ１１に逆転信号が出力されると、モータ１１は逆方向（反時計 回り）に回転し、これに連動してブラシ１３も逆方向つまりＡからＥに向かう方 向に回転する。そして、モータ１１にブレーキ信号が出力されると、つまりモー タ１１の両端子がＬレベルの電位になると、モータ１１はブレーキがかかって停 止した状態となる。

【００１４】 本実施例では、モータアクチュエータ２０が連続的に作動状態にあるときに、 ドアが目標停止位置に達してパターンスイッチ１２からのコード信号が変化した 時にモータコントローラ２８からモータ１１にブレーキ信号が出力されるように なっている。また、マイコン２１による各種の信号取得は適当に設定されたサン プリング周期によって行われ、モータ１１に対する出力もそれに合わせてなされ るようになっている。

【００１５】 さらに、モータ１１を目標位置に停止させる際の制御内容については、まずマ イコン２１にパターンスイッチ１２から目標位置に対応する目的コード信号が入 力されるとモータ１１にブレーキ信号を出力する。このとき、前述のようにラッ プ角度βが小さいので、大体においてモータ１１はオーバランする。そこで、次 に第１の反転信号を出力してモータ１１を反転させ、さらに、モータを確実に止 めるため第１反転信号に対する第２の反転信号を出力する。第１反転信号および 第２反転信号の各出力時間は、マイコン２１の信号処理速度やモータ１１の作動 速度、パターンスイッチ１２のラップ部のラップ角度βの大きさ等を考慮して、 オーバランしたドアを目標位置内に戻して確実に停止させうるよう、あらかじめ 適当な時間に設定されている。本実施例では、第１反転信号および第２反転信号 の各出力時間は、例えばそれぞれ１０ミリセカンド(msec)に設定されている。

【００１６】 次に、以上のように構成されたモータアクチュエータの駆動制御装置の具体的 動作について、図２のフローチャートに従って説明する。 まずマイコン２１内のＣＰＵ２３は、各種センサ２６やスイッチ類２５からの 入力信号を読み込み（Ｓ１）、ドアの目標位置Ｔを演算する（Ｓ２）。本実施例 ではＴはＢまたはＤとなるが、ここではＴ＝Ｂの場合を例にとって説明すること にする。

【００１７】 次いで、パターンスイッチ１２の各端子からの出力信号Ｓ1 〜Ｓ3 つまりコー ド信号を読み込み（Ｓ３）、ドアの現在位置Ｐを演算し認識する（Ｓ４）。この ときの演算は図５のコード信号表にのっとって行われる。

【００１８】 そしてドアの現在位置Ｐと目標位置Ｔとの差（Ｐ−Ｔ）を判別する（Ｓ５）。 前述したように、ドア位置の大小関係はＡからＥの順に大きくなるものと定義さ れている。

【００１９】 ステップ５においてＰ−Ｔが正のとき、すなわちＰ＞Ｔのとき（具体的にはド アがＣ〜Ｅの位置にあるとき）、ＣＰＵ２３は、ドアをＢのほうに移動させるべ く、モータコントローラ２８に指令を出してこれをしてモータ１１に正転信号を 出力させてモータ１１を正転させる（Ｓ６）。その後ステップ３に戻り、ステッ プ５でＰ−Ｔ＝０になるまで以上の動作を繰り返す。

【００２０】 また、ステップ５においてＰ−Ｔが負のとき、すなわちＰ＜Ｔのとき（具体的 にはドアがＡの位置にあるとき）は、ドアをＢのほうに移動させるべく、モータ コントローラ２８をしてモータ１１に逆転信号を出力させてモータ１１を逆転さ せる（Ｓ７）。そして同じくステップ３に戻り、ステップ５でＰ−Ｔ＝０になる まで以上の動作を繰り返す。

【００２１】 ステップ５においてＰ−Ｔ＝０のとき、すなわちドアが目標位置Ｔ（＝Ｂ）に 到達したとき、ＣＰＵ２３は、モータ１１にブレーキをかけて停止させるべく、 モータコントローラ２８に指令を出してこれをしてモータ１１にブレーキ信号を 出力させる（Ｓ８）。このとき、前述のようにパターンスイッチ１２のラップ角 度βは、ブレーキ信号が出力されてからモータ１１が停止するまでにブラシ１３ が回転する角度（通常は約０．５°）よりも小さい角度（０．５°以下）に設定 されているため、パターンスイッチ１２の各ラップ角度βのばらつきを考慮して も、大抵の場合、ブラシ１３は目標位置Ｂをオーバランして停止している。

【００２２】 そこで、引き続き、ドアの現在位置Ｐと目標位置Ｔとの差（Ｐ−Ｔ）を判別し て（Ｓ９）、順次モータ１１に第１反転信号および第２反転信号をそれぞれ例え ば１０ミリセカンド(msec)出力してモータ１１を反転させ、ドアを目標位置Ｂ内 に停止させる。具体的には、ステップ９でＰ−Ｔが正のとき（具体的には、オー バランによりドアがＣの位置にあるとき）は、ドアをＢの位置に戻すべく、モー タ１１にまず正転信号を短時間（１０msec）だけ出力し、さらに逆転信号を短時 間（１０msec）出力する（Ｓ１０、Ｓ１１）。また、ステップ９でＰ−Ｔが負の とき（具体的には、オーバランによりドアがＡの位置にあるとき）は、ドアをＢ の位置に戻すべく、モータ１１にまず逆転信号を短時間（１０msec）出力し、さ らに正転信号を短時間（１０msec）だけ出力する（Ｓ１２、Ｓ１３）。そして、 ステップ９でＰ−Ｔ＝０のとき（すなわち、当初のブレーキ信号によりドアがオ ーバランせずに目標位置内で停止した場合）にも、上記の制御と同様、ドアを若 干戻すべく、先の駆動信号に対する反転信号を短時間（１０msec）出力した後、 これに対する反転信号を短時間（１０msec）出力する（Ｓ１４、Ｓ１５）。

【００２３】 したがって、本実施例によれば、ドアの停止精度を格段に向上させることがで きるようになる。すなわち、従来は、ブラシ１３を目標停止位置の目的コード信 号内に停止させるためパターンスイッチ１２のラップ角度αを比較的大きくとっ ているため、図３（Ａ）に示すように、ブレーキ信号出力後のブラシ１３のオー バラン分のヒステリシス（正転時と逆転時との差）Ｆは避けられない。これに対 し、本実施例では、ブレーキ信号によりモータ１１を一度停止させた後に反対方 向に再起動し直ちに停止させることを内容とする制御を行うようにしたので、反 転に際しモータ１１はフルスピードに達する前に停止することになり、このため 結果的にオーバラン量が小さくなる。したがって、図３（Ｂ）に示すように、パ ターンスイッチ１２のラップ角度βを縮小したことと相俟って、この小さいラッ プ角度β内にブラシ１３を停止させることができるようになり、ヒステリシスＧ をオーバラン量に収め、ドアの停止精度をより一層の向上させることができるよ うになる。

【００２４】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、ドアの停止精度のより一層の向上が図られ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるモータアクチュエータ
の駆動制御装置の概略構成図である。

【図２】同実施例の動作フローチャートである。

【図３】本考案の効果の説明に供する図である。

【図４】従来のモータアクチュエータの一例を示す概略
構成図である。

【図５】パターンスイッチから出力されるコード信号を
示す表である。

【符号の説明】

１１…モータ １２…パターンスイッチ（ドア位置検出手段） １３…ブラシ １４…主接点 １５〜１７…分離接点 ２０…モータアクチュエータ ２３…ＣＰＵ（ドア目標位置演算手段、モータ制御手
段） ２８…モータコントローラ（モータ制御手段） β…ラップ角度

【手続補正書】

【提出日】平成５年２月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるモータアクチュエータ
の駆動制御装置の概略構成図である。

【図２】同実施例の動作フローチャートである。

【図３】本考案の効果の説明に供する図である。

【図４】従来のモータアクチュエータの一例を示す概略
構成図である。

【図５】パターンスイッチから出力されるコード信号を
示す図である。

【符号の説明】 １１…モータ １２…パターンスイッチ（ドア位置検出手段） １３…ブラシ １４…主接点 １５〜１７…分離接点 ２０…モータアクチュエータ ２３…ＣＰＵ（ドア目標位置演算手段、モータ制御手
段） ２８…モータコントローラ（モータ制御手段） …ラップ角度

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車用空気調和装置に設けられているド
   アを開閉駆動するモータ(11)と、前記ドアの現在位置を
   検出するドア位置検出手段(12)と、各種の入力信号に基
   づいて前記ドアの目標位置を演算するドア目標位置演算
   手段(23)と、前記ドア位置検出手段(12)からの信号とド
   ア目標位置演算手段(23)からの信号とに基づいて前記モ
   ータの駆動を制御するモータ制御手段(23,28) とを有す
   るモータアクチュエータの駆動制御装置において、 前記位置検出手段(12)は、前記モータ(11)と連動して移
   動するブラシ(13)と、当該ブラシ(13)と常に接触する主
   接点(14)と、相互に隣接する各端部が前記モータ(11)に
   ブレーキ信号が出力されてから停止するまでの回転角度
   よりも小さいラップ角度で前記ブラシ(13)に同時に接触
   するように相互に離れて配置された複数の分離接点(15,
   16,17)とを有するとともに、 前記モータ制御手段(23,28) は、前記モータ(11)の作動
   中に前記ドアの現在位置が目標位置に達したことを認識
   したとき、ブレーキ信号を出力して前記モータ(11)を停
   止させた後、当該モータ(11)を反転させて停止させるべ
   く、第１反転信号を所定時間出力し、さらにこれに対す
   る第２反転信号を所定時間出力することを特徴とするモ
   ータアクチュエータの駆動制御装置。