JPH11299204A - ブラシレスモータを用いた被駆動体の変位検出装置 - Google Patents
ブラシレスモータを用いた被駆動体の変位検出装置Info
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- JPH11299204A JPH11299204A JP10111539A JP11153998A JPH11299204A JP H11299204 A JPH11299204 A JP H11299204A JP 10111539 A JP10111539 A JP 10111539A JP 11153998 A JP11153998 A JP 11153998A JP H11299204 A JPH11299204 A JP H11299204A
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
-
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
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- Power Engineering (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブラシレスモータにより駆動される例えば冷
却水の流量制御弁の構成を単純化し、小型化および低価
格化を実現すること。 【解決手段】 ラジエータ側に送る冷却水の量を制御す
る流量制御弁１１は、ブラシレスモータ１１によって、
その開度が制御されるようになされている。ブラシレス
モータ１１を駆動する整流用スイッチ信号を相順検出回
路２２ａが受けて、アップ・ダウンカウンタ２２ｂを制
御する。カウンタ２２ｂのカウント値を演算回路２２ｃ
で演算することにより、前記流量制御弁１１の開度を把
握することができ、これをＥＣＵにフィードバックさせ
て他の運転パラメータと共に演算することで、エンジン
の理想的な冷却制御装置を実現する。特に流量制御弁１
１の開度センサ等を不要にできるため、小型化および低
価格化を実現することができる。
却水の流量制御弁の構成を単純化し、小型化および低価
格化を実現すること。 【解決手段】 ラジエータ側に送る冷却水の量を制御す
る流量制御弁１１は、ブラシレスモータ１１によって、
その開度が制御されるようになされている。ブラシレス
モータ１１を駆動する整流用スイッチ信号を相順検出回
路２２ａが受けて、アップ・ダウンカウンタ２２ｂを制
御する。カウンタ２２ｂのカウント値を演算回路２２ｃ
で演算することにより、前記流量制御弁１１の開度を把
握することができ、これをＥＣＵにフィードバックさせ
て他の運転パラメータと共に演算することで、エンジン
の理想的な冷却制御装置を実現する。特に流量制御弁１
１の開度センサ等を不要にできるため、小型化および低
価格化を実現することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
を駆動源とした被駆動体の変位検出装置に関し、例えば
自動車用エンジンの冷却水をラジエータ側に送る流量制
御弁の開度を電気的に検出できるようにした被駆動体の
変位検出装置に関する。
を駆動源とした被駆動体の変位検出装置に関し、例えば
自動車用エンジンの冷却水をラジエータ側に送る流量制
御弁の開度を電気的に検出できるようにした被駆動体の
変位検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等のエンジンには、これを冷却す
るために一般にラジエータを用いる水冷式の冷却装置が
使用されている。この種の冷却装置においては、エンジ
ン内のウォータジャケットを通過して昇温された冷却水
をラジエータ側に循環し、ラジエータによる放熱によっ
て冷却された冷却水を再度エンジンのウォータジャケッ
ト内に送り込むように構成されている。そして、エンジ
ンの冷却水出口からエンジンの冷却水入口に至るバイパ
ス水路が設けられると共に、エンジンからラジエータ側
に至る水路に冷却水の流量制御弁を設け、この流量制御
弁の開度を調整することで、ラジエータ側への冷却水の
流入量を制御するようになされている。これにより冷却
効率を調整して冷却水の温度を一定の範囲に制御し、終
局的にエンジンを最適な温度で駆動することができるよ
うに構成されている。
るために一般にラジエータを用いる水冷式の冷却装置が
使用されている。この種の冷却装置においては、エンジ
ン内のウォータジャケットを通過して昇温された冷却水
をラジエータ側に循環し、ラジエータによる放熱によっ
て冷却された冷却水を再度エンジンのウォータジャケッ
ト内に送り込むように構成されている。そして、エンジ
ンの冷却水出口からエンジンの冷却水入口に至るバイパ
ス水路が設けられると共に、エンジンからラジエータ側
に至る水路に冷却水の流量制御弁を設け、この流量制御
弁の開度を調整することで、ラジエータ側への冷却水の
流入量を制御するようになされている。これにより冷却
効率を調整して冷却水の温度を一定の範囲に制御し、終
局的にエンジンを最適な温度で駆動することができるよ
うに構成されている。
【０００３】近来、この種の冷却制御装置として、エン
ジンの負荷情報等の各種パラメータを取り込んで流量制
御弁の最適な開度を演算する制御ユニット（以下ＥＣＵ
という）と、このＥＣＵによる制御信号によって駆動さ
れるモータと、このモータの動力により、その開度が制
御される流量制御弁としてのバタフライ弁を備えたもの
が提案されている。このような冷却制御装置において
は、前記バタフライ弁の変位検出装置として、その開度
を検出する開度センサが必須とされており、この開度セ
ンサにより得られたバタフライ弁の開度を前記ＥＣＵに
フィードバックしつつ、運転状態に応じて前記バタフラ
イ弁が最適な開度となるように制御されるように構成さ
れている。
ジンの負荷情報等の各種パラメータを取り込んで流量制
御弁の最適な開度を演算する制御ユニット（以下ＥＣＵ
という）と、このＥＣＵによる制御信号によって駆動さ
れるモータと、このモータの動力により、その開度が制
御される流量制御弁としてのバタフライ弁を備えたもの
が提案されている。このような冷却制御装置において
は、前記バタフライ弁の変位検出装置として、その開度
を検出する開度センサが必須とされており、この開度セ
ンサにより得られたバタフライ弁の開度を前記ＥＣＵに
フィードバックしつつ、運転状態に応じて前記バタフラ
イ弁が最適な開度となるように制御されるように構成さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うな冷却制御装置においては、そのシステムにおいて、
バタフライ弁の変位検出手段として、その開度を検出す
る開度センサが必要であり、したがって開度センサを前
記バタフライ弁と一体にして流量制御ユニットを構成し
ていた。したがって、エンジンルームに配置される流量
制御ユニットが大型化せざるを得ず、エンジンルーム内
のレイアウトに苦慮する場合もある。また部品点数も多
くなりコストの上昇は免れない等の技術的課題を抱えて
いた。
うな冷却制御装置においては、そのシステムにおいて、
バタフライ弁の変位検出手段として、その開度を検出す
る開度センサが必要であり、したがって開度センサを前
記バタフライ弁と一体にして流量制御ユニットを構成し
ていた。したがって、エンジンルームに配置される流量
制御ユニットが大型化せざるを得ず、エンジンルーム内
のレイアウトに苦慮する場合もある。また部品点数も多
くなりコストの上昇は免れない等の技術的課題を抱えて
いた。
【０００５】本発明は、前記した技術的課題に鑑みてな
されたものであり、ブラシレスモータにより駆動される
前記したバタフライ弁に代表される被駆動体の変位、す
なわち開度を電気的に検出することができるように構成
し、小型にしてコストを低減し得る被駆動体の変位検出
装置を提供することを目的とするものである。
されたものであり、ブラシレスモータにより駆動される
前記したバタフライ弁に代表される被駆動体の変位、す
なわち開度を電気的に検出することができるように構成
し、小型にしてコストを低減し得る被駆動体の変位検出
装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記した目的を解決する
ためになされた本発明にかかる被駆動体の変位検出装置
は、ブラシレスモータと、このブラシレスモータの動力
により駆動される被駆動体と、前記ブラシレスモータに
おけるマグネットロータの回転に基づく磁電変換素子よ
り得られる波形信号の数をカウントするカウンタ手段
と、前記カウンタ手段によるカウント値に基づいて、前
記被駆動体の変位を演算する演算手段とにより構成され
る。
ためになされた本発明にかかる被駆動体の変位検出装置
は、ブラシレスモータと、このブラシレスモータの動力
により駆動される被駆動体と、前記ブラシレスモータに
おけるマグネットロータの回転に基づく磁電変換素子よ
り得られる波形信号の数をカウントするカウンタ手段
と、前記カウンタ手段によるカウント値に基づいて、前
記被駆動体の変位を演算する演算手段とにより構成され
る。
【０００７】この場合、好ましくは前記ブラシレスモー
タには、回転するマグネットロータに対峙するように配
置された少なくとも３つの磁電変換素子が具備され、ま
た前記カウンタ手段には、それぞれの磁電変換素子に発
生する波形信号の位相状態を検出してアップ・ダウン情
報を抽出し、アップ・ダウン情報に基づいて前記波形信
号の数を可逆的にカウントするアップ・ダウンカウンタ
が具備される。そして、好ましい実施の形態において
は、前記被駆動体は、ブラシレスモータの回転を減速機
構を介してその開度が制御される冷却水の流量制御弁で
あり、前記アップ・ダウンカウンタを含むカウンタ手段
による出力に基づいて、前記演算手段により流量制御弁
の開度を演算するように構成される。この場合、前記演
算手段は、少なくとも前記カウンタ手段より得られるカ
ウント値と、前記減速機構の減速比とから流量制御弁の
開度を演算するように構成される。
タには、回転するマグネットロータに対峙するように配
置された少なくとも３つの磁電変換素子が具備され、ま
た前記カウンタ手段には、それぞれの磁電変換素子に発
生する波形信号の位相状態を検出してアップ・ダウン情
報を抽出し、アップ・ダウン情報に基づいて前記波形信
号の数を可逆的にカウントするアップ・ダウンカウンタ
が具備される。そして、好ましい実施の形態において
は、前記被駆動体は、ブラシレスモータの回転を減速機
構を介してその開度が制御される冷却水の流量制御弁で
あり、前記アップ・ダウンカウンタを含むカウンタ手段
による出力に基づいて、前記演算手段により流量制御弁
の開度を演算するように構成される。この場合、前記演
算手段は、少なくとも前記カウンタ手段より得られるカ
ウント値と、前記減速機構の減速比とから流量制御弁の
開度を演算するように構成される。
【０００８】以上のように構成された本発明にかかる被
駆動体の変位検出装置によると、カウンタ手段におい
て、ブラシレスモータにおけるマグネットロータの回転
に基づく磁電変換素子より得られる波形信号の数をカウ
ントする。そして演算手段において、前記カウンタ手段
によりカウントされたカウント値に基づいて、被駆動体
としての例えばバタフライ弁の開度が演算される。した
がって、バタフライ弁の開度はブラシレスモータから得
られる波形信号によって、いわば電気的に求めることが
可能となる。そして、ブラシレスモータの整流スイッチ
ング作用に使用されている磁電変換素子としての例えば
ホール素子をそのまま利用し、ホール素子の出力波形信
号をカウンタ手段によってカウントすることで、被駆動
体の変位、すなわちバタフライ弁の開度を演算すること
ができる。
駆動体の変位検出装置によると、カウンタ手段におい
て、ブラシレスモータにおけるマグネットロータの回転
に基づく磁電変換素子より得られる波形信号の数をカウ
ントする。そして演算手段において、前記カウンタ手段
によりカウントされたカウント値に基づいて、被駆動体
としての例えばバタフライ弁の開度が演算される。した
がって、バタフライ弁の開度はブラシレスモータから得
られる波形信号によって、いわば電気的に求めることが
可能となる。そして、ブラシレスモータの整流スイッチ
ング作用に使用されている磁電変換素子としての例えば
ホール素子をそのまま利用し、ホール素子の出力波形信
号をカウンタ手段によってカウントすることで、被駆動
体の変位、すなわちバタフライ弁の開度を演算すること
ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるブラシレス
モータを用いた被駆動体の変位検出装置について、これ
をエンジンにおける冷却水の流量制御装置に利用した実
施の形態に基づいて説明する。図１はブラシレスモータ
によって、冷却水の流量を制御するためのバタフライ弁
の開度検出を行う構成を示したものである。図１に示す
ようにブラシレスモータ１１の駆動軸１１ａには、クラ
ッチ機構１２を構成する第１クラッチ盤１２ａが取り付
けられている。ここで、モータ１１の駆動軸１１ａは多
角柱状に成されており、一方第１クラッチ盤１２ａ側
は、前記駆動軸１１ａを包囲するように多角形の孔が形
成されている。これにより、第１クラッチ盤１２ａは駆
動軸１１ａの回転方向に結合され、かつ軸方向に摺動可
能となるように構成されている。
モータを用いた被駆動体の変位検出装置について、これ
をエンジンにおける冷却水の流量制御装置に利用した実
施の形態に基づいて説明する。図１はブラシレスモータ
によって、冷却水の流量を制御するためのバタフライ弁
の開度検出を行う構成を示したものである。図１に示す
ようにブラシレスモータ１１の駆動軸１１ａには、クラ
ッチ機構１２を構成する第１クラッチ盤１２ａが取り付
けられている。ここで、モータ１１の駆動軸１１ａは多
角柱状に成されており、一方第１クラッチ盤１２ａ側
は、前記駆動軸１１ａを包囲するように多角形の孔が形
成されている。これにより、第１クラッチ盤１２ａは駆
動軸１１ａの回転方向に結合され、かつ軸方向に摺動可
能となるように構成されている。
【００１０】そして、前記第１クラッチ盤１２ａの周側
面には環状の溝部１２ｂが形成されており、この溝部１
２ａには電磁プランジャ１３の作動子１３ａの先端部が
遊嵌されている。またプランジャ１３にはコイルスプリ
ング１３ｂが取り付けられており、このコイルスプリン
グ１３ｂの拡開作用により、プランジャ１３に通電され
ない状態においては、図１に示すように第１クラッチ盤
１２ａをモータ１１側に引き込むように成されている。
また前記第１クラッチ盤１２ａに対向するように第２ク
ラッチ盤１２ｃが配置されており、この第２クラッチ盤
１２ｃは、減速機構１４を構成する入力側回転軸１４ａ
に固着されている。
面には環状の溝部１２ｂが形成されており、この溝部１
２ａには電磁プランジャ１３の作動子１３ａの先端部が
遊嵌されている。またプランジャ１３にはコイルスプリ
ング１３ｂが取り付けられており、このコイルスプリン
グ１３ｂの拡開作用により、プランジャ１３に通電され
ない状態においては、図１に示すように第１クラッチ盤
１２ａをモータ１１側に引き込むように成されている。
また前記第１クラッチ盤１２ａに対向するように第２ク
ラッチ盤１２ｃが配置されており、この第２クラッチ盤
１２ｃは、減速機構１４を構成する入力側回転軸１４ａ
に固着されている。
【００１１】前記減速機構１４はピニオンおよび平歯車
の組み合わせにより構成されており、これらにより減速
された出力軸１４ｂは、流量制御弁１５を駆動するよう
に構成されている。この流量制御弁１５は、図に示す例
においては円形平板状のバタフライ弁１５ａにより構成
されており、減速機構１４の出力軸１４ｂは、バタフラ
イ弁１５ａを取り付けた弁軸１５ｂに結合されている。
このバタフライ弁１５ａは周知のとおり、冷却水の流通
方向に対するその平面方向の角度が前記弁軸により調整
（開度調整）されることにより冷却水の流量が制御され
る。そして、前記弁軸１５ｂには筒状体１５ｃが取り付
けられており、この筒状体１５ｃに樹立されたピン部材
１５ｄと、流量制御弁１５のケース１５ｅとの間にそれ
ぞれの端部が係合されたコイル状のリターンスプリング
１５ｆにより、前記バタフライ弁１５ａが開弁される方
向に付勢されている。したがって、前記クラッチ機構１
２が開放された状態においては、リターンスプリング１
５ｆの作用によりバタフライ弁１５ａは開弁状態となさ
れる。
の組み合わせにより構成されており、これらにより減速
された出力軸１４ｂは、流量制御弁１５を駆動するよう
に構成されている。この流量制御弁１５は、図に示す例
においては円形平板状のバタフライ弁１５ａにより構成
されており、減速機構１４の出力軸１４ｂは、バタフラ
イ弁１５ａを取り付けた弁軸１５ｂに結合されている。
このバタフライ弁１５ａは周知のとおり、冷却水の流通
方向に対するその平面方向の角度が前記弁軸により調整
（開度調整）されることにより冷却水の流量が制御され
る。そして、前記弁軸１５ｂには筒状体１５ｃが取り付
けられており、この筒状体１５ｃに樹立されたピン部材
１５ｄと、流量制御弁１５のケース１５ｅとの間にそれ
ぞれの端部が係合されたコイル状のリターンスプリング
１５ｆにより、前記バタフライ弁１５ａが開弁される方
向に付勢されている。したがって、前記クラッチ機構１
２が開放された状態においては、リターンスプリング１
５ｆの作用によりバタフライ弁１５ａは開弁状態となさ
れる。
【００１２】次に図２は前記バタフライ弁の開弁状態を
制御するブラシレスモータの一部の構成を示すものであ
る。このブラシレスモータ１１には周知のとおりマグネ
ットロータ１１ｂが配置されており、このマグネットロ
ータ１１ｂに対峙して磁電変換素子としての３つのホー
ル素子Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃが配置されている。このホール
素子Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃは、マグネットロータ１１ｂに着
磁された磁極に沿って６０度毎に配置されている。すな
わち第１のホール素子Ｈａを起点として、θ１が６０度
の位置に第２のホール素子Ｈｂが配置され、また第１の
ホール素子Ｈａを起点として、θ２が１２０度の位置に
第３のホール素子Ｈｃが配置されている。これにより、
マグネットロータ１１ｂの矢印Ｒ方向への回転に伴い図
３に（ａ）（ｂ）（ｃ）として示すように電気角で６０
度の位相関係を持った各波形信号を得るようにしてい
る。この各波形信号は、後述する波形整形回路によって
図３の（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すＡ相、Ｂ相、Ｃ相の矩
形波信号に変換され、この矩形波信号を用いてブラシレ
スモータ１１に配置されたステータ側駆動コイルに対し
て駆動信号を供給するように構成されている。
制御するブラシレスモータの一部の構成を示すものであ
る。このブラシレスモータ１１には周知のとおりマグネ
ットロータ１１ｂが配置されており、このマグネットロ
ータ１１ｂに対峙して磁電変換素子としての３つのホー
ル素子Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃが配置されている。このホール
素子Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃは、マグネットロータ１１ｂに着
磁された磁極に沿って６０度毎に配置されている。すな
わち第１のホール素子Ｈａを起点として、θ１が６０度
の位置に第２のホール素子Ｈｂが配置され、また第１の
ホール素子Ｈａを起点として、θ２が１２０度の位置に
第３のホール素子Ｈｃが配置されている。これにより、
マグネットロータ１１ｂの矢印Ｒ方向への回転に伴い図
３に（ａ）（ｂ）（ｃ）として示すように電気角で６０
度の位相関係を持った各波形信号を得るようにしてい
る。この各波形信号は、後述する波形整形回路によって
図３の（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すＡ相、Ｂ相、Ｃ相の矩
形波信号に変換され、この矩形波信号を用いてブラシレ
スモータ１１に配置されたステータ側駆動コイルに対し
て駆動信号を供給するように構成されている。
【００１３】図４は、前記ブラシレスモータ１１の駆動
回路およびこの駆動回路から得られる前記Ａ相、Ｂ相、
Ｃ相の矩形波信号を利用してバタフライ弁の開度を演算
する演算手段の構成を示したものである。すなわち、符
号２１はブラシレスモータ１１の駆動回路の基本構成を
示しており、その波形整形回路２１ａには各ホール素子
Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃより得られる図３に（ａ）（ｂ）
（ｃ）として示す各波形信号が供給される。この各波形
信号は、波形整形回路２１ａにおいて所定の閾値電圧と
比較され、同図（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すＡ相、Ｂ相、
Ｃ相の矩形波信号に変換される。これら各矩形波信号
は、モータ制御回路２１ｂに供給され、このモータ制御
回路２１ｂによりスイッチングされた電流をブラシレス
モータ１１に具備された各ステータコイル１１ｃに流す
ように作用する。したがって、ステータコイル１１ｃに
よって順次回転磁界が発生し、マグネットロータ１１ｂ
が回転駆動されるようになされる。
回路およびこの駆動回路から得られる前記Ａ相、Ｂ相、
Ｃ相の矩形波信号を利用してバタフライ弁の開度を演算
する演算手段の構成を示したものである。すなわち、符
号２１はブラシレスモータ１１の駆動回路の基本構成を
示しており、その波形整形回路２１ａには各ホール素子
Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃより得られる図３に（ａ）（ｂ）
（ｃ）として示す各波形信号が供給される。この各波形
信号は、波形整形回路２１ａにおいて所定の閾値電圧と
比較され、同図（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すＡ相、Ｂ相、
Ｃ相の矩形波信号に変換される。これら各矩形波信号
は、モータ制御回路２１ｂに供給され、このモータ制御
回路２１ｂによりスイッチングされた電流をブラシレス
モータ１１に具備された各ステータコイル１１ｃに流す
ように作用する。したがって、ステータコイル１１ｃに
よって順次回転磁界が発生し、マグネットロータ１１ｂ
が回転駆動されるようになされる。
【００１４】符号２２は変位検出回路を示し、これは前
記駆動回路２１における波形整形回路２１ａより得られ
た図３の（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すＡ相、Ｂ相、Ｃ相の
矩形波信号を受けるカウンタ回路と演算回路により構成
されている。前記Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の矩形波信号は、相
順検出回路２２ａに供給されるように構成されており、
この相順検出回路２２ａにより生成されるアップ・ダウ
ン指令信号が、アップ・ダウンカウンタ２２ｂに供給さ
れる。このアップ・ダウンカウンタ２２ｂには、前記Ａ
相、Ｂ相、Ｃ相のうちの１つ、例えばＡ相の矩形波信号
が供給されるように構成されており、アップ・ダウンカ
ウンタ２２ｂは、Ａ相の矩形波信号の立上がり回数をカ
ウントすると共に、相順検出回路２２ａより供給される
アップ・ダウン指令信号に基づいて、前記立上がり回数
を加減算することで、そのカウント値を演算回路２２ｃ
に供給するように構成されている。
記駆動回路２１における波形整形回路２１ａより得られ
た図３の（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すＡ相、Ｂ相、Ｃ相の
矩形波信号を受けるカウンタ回路と演算回路により構成
されている。前記Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の矩形波信号は、相
順検出回路２２ａに供給されるように構成されており、
この相順検出回路２２ａにより生成されるアップ・ダウ
ン指令信号が、アップ・ダウンカウンタ２２ｂに供給さ
れる。このアップ・ダウンカウンタ２２ｂには、前記Ａ
相、Ｂ相、Ｃ相のうちの１つ、例えばＡ相の矩形波信号
が供給されるように構成されており、アップ・ダウンカ
ウンタ２２ｂは、Ａ相の矩形波信号の立上がり回数をカ
ウントすると共に、相順検出回路２２ａより供給される
アップ・ダウン指令信号に基づいて、前記立上がり回数
を加減算することで、そのカウント値を演算回路２２ｃ
に供給するように構成されている。
【００１５】前記演算回路２２ｃは、アップ・ダウンカ
ウンタ２２ｂによるカウント値を受けて被駆動体として
のバタフライ弁の変位、すなわち弁の開度を演算するも
のである。これには、少なくともアップ・ダウンカウン
タ２２ｂより得られるカウント値“ｎ”と、前記減速機
構１４の減速比とからバタフライ弁の開度を演算する。
ここで、前記Ａ相の信号は図３に示すように、モータの
１回転について２回の立上がり（２パルス数）が発生す
る。そして減速機構１４の減速比が例えば“１００”で
あるとした場合、バタフライ弁の開度θｖは次のような
演算により求めることができる。 θｖ＝〔ｎ×（１／２）／１００〕×３６０゜……（式１）
ウンタ２２ｂによるカウント値を受けて被駆動体として
のバタフライ弁の変位、すなわち弁の開度を演算するも
のである。これには、少なくともアップ・ダウンカウン
タ２２ｂより得られるカウント値“ｎ”と、前記減速機
構１４の減速比とからバタフライ弁の開度を演算する。
ここで、前記Ａ相の信号は図３に示すように、モータの
１回転について２回の立上がり（２パルス数）が発生す
る。そして減速機構１４の減速比が例えば“１００”で
あるとした場合、バタフライ弁の開度θｖは次のような
演算により求めることができる。 θｖ＝〔ｎ×（１／２）／１００〕×３６０゜……（式１）
【００１６】このようにして得られたバタフライ弁の開
度θｖは演算回路２２ｃより、エンジンの制御ユニット
（ＥＣＵ）２３に供給される。そして、ＥＣＵ２３はエ
ンジンの運転状態を示す他のパラメータを取り込んで、
バタフライ弁の開度θｖをさらに開くべきか、閉じるべ
きかの判断をなし、その制御信号を前記モータ制御回路
２１ｂに供給してブラシレスモータ１１の駆動を制御す
るように構成されている。なお、前記ＥＣＵ２３から
は、クラッチ機構１２を制御する前記プランジャ１３に
も制御信号を送出するようになされており、エンジンの
始動時にＥＣＵ２３より制御信号を送り、プランジャ１
３を動作させてクラッチ機構１２を接続させることで、
モータ１１によりバタフライ弁１５ａの開度を調整する
ことができるように構成されている。
度θｖは演算回路２２ｃより、エンジンの制御ユニット
（ＥＣＵ）２３に供給される。そして、ＥＣＵ２３はエ
ンジンの運転状態を示す他のパラメータを取り込んで、
バタフライ弁の開度θｖをさらに開くべきか、閉じるべ
きかの判断をなし、その制御信号を前記モータ制御回路
２１ｂに供給してブラシレスモータ１１の駆動を制御す
るように構成されている。なお、前記ＥＣＵ２３から
は、クラッチ機構１２を制御する前記プランジャ１３に
も制御信号を送出するようになされており、エンジンの
始動時にＥＣＵ２３より制御信号を送り、プランジャ１
３を動作させてクラッチ機構１２を接続させることで、
モータ１１によりバタフライ弁１５ａの開度を調整する
ことができるように構成されている。
【００１７】図５は、図４に示した変位検出回路２２の
作用を説明するためのフローチャートである。先ずエン
ジンが始動された時、前記変位検出回路２２におけるカ
ウンタ２２ｂは、ステップＳ１においてそのカウント値
がクリアされる。この場合、図１に示す構成において
は、エンジン停止時にはバタフライ弁１５ａはリターン
バネ１５ｆにより開弁状態になされており、この開弁状
態を基準位置と定められる。そして、エンジンの始動に
伴って、前記したようにプランジャ１３がＥＣＵからの
指令によって動作し、クラッチ機構１２が接続されてモ
ータ１１によりバタフライ弁１５の開閉動作が可能とな
される。
作用を説明するためのフローチャートである。先ずエン
ジンが始動された時、前記変位検出回路２２におけるカ
ウンタ２２ｂは、ステップＳ１においてそのカウント値
がクリアされる。この場合、図１に示す構成において
は、エンジン停止時にはバタフライ弁１５ａはリターン
バネ１５ｆにより開弁状態になされており、この開弁状
態を基準位置と定められる。そして、エンジンの始動に
伴って、前記したようにプランジャ１３がＥＣＵからの
指令によって動作し、クラッチ機構１２が接続されてモ
ータ１１によりバタフライ弁１５の開閉動作が可能とな
される。
【００１８】相順検出回路２２ａはステップＳ２におい
て、図３に示した各矩形信号Ａ，Ｂ，Ｃの立上がりを監
視しており、信号Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかに立上がりが生
じた場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ３におい
て、最初に立ち上がった信号のタイプを、相順検出回路
２２ａ内に構築された、１つ前の信号状態を格納する図
示しない格納エリア（Pre Pulse ）に格納する。続いて
ステップＳ４において、相順検出回路２２ａは各矩形信
号Ａ，Ｂ，Ｃの立上がりを監視しており、信号Ａ，Ｂ，
Ｃのいずれかに立上がりが生じた場合（Ｙｅｓの場合）
には、ステップＳ４において、次に立ち上がった信号の
タイプを、相順検出回路２２ａ内に構築された、現状の
信号状態を格納する図示しない格納エリア（Real Puls
e）に格納する。
て、図３に示した各矩形信号Ａ，Ｂ，Ｃの立上がりを監
視しており、信号Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかに立上がりが生
じた場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ３におい
て、最初に立ち上がった信号のタイプを、相順検出回路
２２ａ内に構築された、１つ前の信号状態を格納する図
示しない格納エリア（Pre Pulse ）に格納する。続いて
ステップＳ４において、相順検出回路２２ａは各矩形信
号Ａ，Ｂ，Ｃの立上がりを監視しており、信号Ａ，Ｂ，
Ｃのいずれかに立上がりが生じた場合（Ｙｅｓの場合）
には、ステップＳ４において、次に立ち上がった信号の
タイプを、相順検出回路２２ａ内に構築された、現状の
信号状態を格納する図示しない格納エリア（Real Puls
e）に格納する。
【００１９】そして、ステップＳ６において、前記格納
エリアに格納された信号のタイプを比較してアップカウ
ントまたはダウンカウントの指令信号を生成する。すな
わち、ステップＳ６に示すように相順がＡ→Ｂ，Ｂ→
Ｃ，Ｃ→Ａのいずれかの場合においては、例えば閉弁方
向への駆動であることを意味し、開弁状態を基準とした
アップ・ダウンカウンタ２２ｂに、アップカウントを指
示する制御信号を送出する。また相順がＣ→Ｂ，Ｂ→
Ａ，Ａ→Ｃのいずれかの場合においては、例えば開弁方
向への駆動であることを意味し、アップ・ダウンカウン
タ２２ｂにダウンカウントを指示する制御信号を送出す
る。
エリアに格納された信号のタイプを比較してアップカウ
ントまたはダウンカウントの指令信号を生成する。すな
わち、ステップＳ６に示すように相順がＡ→Ｂ，Ｂ→
Ｃ，Ｃ→Ａのいずれかの場合においては、例えば閉弁方
向への駆動であることを意味し、開弁状態を基準とした
アップ・ダウンカウンタ２２ｂに、アップカウントを指
示する制御信号を送出する。また相順がＣ→Ｂ，Ｂ→
Ａ，Ａ→Ｃのいずれかの場合においては、例えば開弁方
向への駆動であることを意味し、アップ・ダウンカウン
タ２２ｂにダウンカウントを指示する制御信号を送出す
る。
【００２０】アップ・ダウンカウンタ２２ｂは、前記Ａ
相の矩形波信号の立上がりを監視し、その立上がりにお
いて、相順検出回路２２ａから到来するアップカウント
指令またはダウンカウント指令によってカウント値の加
減算を実行する。そして、ステップＳ７においては、現
状の信号状態を格納した格納エリア（Real Pulse）のデ
ータを、１つ前の信号状態を格納する格納エリア（Pre
Pulse ）に移動する操作（すなわち書き換え）がなされ
る。続くステップＳ８において演算回路２２ｃは、アッ
プ・ダウンカウンタ２２ｂより供給されるカウント値
“ｎ”に基づいてバタフライ弁１５ａの開度θｖを演算
する。この場合の演算は前記した式１によってなされ
る。
相の矩形波信号の立上がりを監視し、その立上がりにお
いて、相順検出回路２２ａから到来するアップカウント
指令またはダウンカウント指令によってカウント値の加
減算を実行する。そして、ステップＳ７においては、現
状の信号状態を格納した格納エリア（Real Pulse）のデ
ータを、１つ前の信号状態を格納する格納エリア（Pre
Pulse ）に移動する操作（すなわち書き換え）がなされ
る。続くステップＳ８において演算回路２２ｃは、アッ
プ・ダウンカウンタ２２ｂより供給されるカウント値
“ｎ”に基づいてバタフライ弁１５ａの開度θｖを演算
する。この場合の演算は前記した式１によってなされ
る。
【００２１】このようにして得られたバタフライ弁の開
度情報θｖは、前記したとおりＥＣＵ２３に供給され、
ＥＣＵ２３はエンジンの運転状態を示す他のパラメータ
を取り込んで、バタフライ弁の開度θｖを調整する制御
信号を前記モータ制御回路２１ｂに供給する。そして、
再びステップＳ４に戻り同様のルーチンを巡回する。す
なわちルーチンを一巡する毎にカウンタ２２ｂは矩形波
の相順を把握してアップまたはダウンカウントし、バタ
フライ弁の開度に対応したカウント値“ｎ”を発生す
る。このようにして、ブラシレスモータにおいてスイッ
チング駆動させるための制御信号をそのまま利用するこ
とにより、バタフライ弁の開度を把握することができ
る。そして、これをＥＣＵにフィードバックさせて他の
運転パラメータと共に演算することで、エンジンの理想
的な冷却制御を実現することができる。
度情報θｖは、前記したとおりＥＣＵ２３に供給され、
ＥＣＵ２３はエンジンの運転状態を示す他のパラメータ
を取り込んで、バタフライ弁の開度θｖを調整する制御
信号を前記モータ制御回路２１ｂに供給する。そして、
再びステップＳ４に戻り同様のルーチンを巡回する。す
なわちルーチンを一巡する毎にカウンタ２２ｂは矩形波
の相順を把握してアップまたはダウンカウントし、バタ
フライ弁の開度に対応したカウント値“ｎ”を発生す
る。このようにして、ブラシレスモータにおいてスイッ
チング駆動させるための制御信号をそのまま利用するこ
とにより、バタフライ弁の開度を把握することができ
る。そして、これをＥＣＵにフィードバックさせて他の
運転パラメータと共に演算することで、エンジンの理想
的な冷却制御を実現することができる。
【００２２】なお以上の説明は、本発明の変位検出装置
をエンジンの冷却制御装置に利用した一例に基づくもの
であり、本発明はこのような特定の装置に限らず、本発
明の精神を逸脱しない範囲においてその他の装置に利用
することが可能である。
をエンジンの冷却制御装置に利用した一例に基づくもの
であり、本発明はこのような特定の装置に限らず、本発
明の精神を逸脱しない範囲においてその他の装置に利用
することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかるブラシレスモータを用いた被駆動体の変位検出装
置によると、ブラシレスモータの整流作用に用いられる
スイッチング信号をそのまま利用して被駆動体の変位を
検出するようにしているので、被駆動体の変位を検出す
るための、例えば開度センサ等を不要にすることができ
る。したがって、実施の形態のようにエンジンの冷却制
御装置に利用した場合においては、エンジンルームに配
置される流量制御ユニットを小型化することが可能であ
り、エンジンルーム内のレイアウトに余裕を持たせるこ
とができる。また、部品点数も少なく構成できるため、
低価格な装置を提供することができる。
かかるブラシレスモータを用いた被駆動体の変位検出装
置によると、ブラシレスモータの整流作用に用いられる
スイッチング信号をそのまま利用して被駆動体の変位を
検出するようにしているので、被駆動体の変位を検出す
るための、例えば開度センサ等を不要にすることができ
る。したがって、実施の形態のようにエンジンの冷却制
御装置に利用した場合においては、エンジンルームに配
置される流量制御ユニットを小型化することが可能であ
り、エンジンルーム内のレイアウトに余裕を持たせるこ
とができる。また、部品点数も少なく構成できるため、
低価格な装置を提供することができる。
【図１】本発明にかかる変位検出装置を、エンジンの冷
却制御装置に利用した実施の形態を示す構成図である。
却制御装置に利用した実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明において使用されるブラシレスモータの
一部の構成を示した構成図である。
一部の構成を示した構成図である。
【図３】図２に示すブラシレスモータにおいて生成され
る磁電変換信号と、駆動用矩形波信号の関係を示したタ
イミング図である。
る磁電変換信号と、駆動用矩形波信号の関係を示したタ
イミング図である。
【図４】本発明にかかる変位検出装置を、エンジンの冷
却制御装置に利用した制御回路を示すブロック図であ
る。
却制御装置に利用した制御回路を示すブロック図であ
る。
【図５】図４に示す回路においてなされる作用を示した
フローチャートである。
フローチャートである。
１１ ブラシレスモータ １１ｂ マグネットロータ １１ｃ ステータコイル １２ クラッチ機構 １３ 電磁プランジャ １４ 減速機構 １５ 流量制御弁 １５ａ バタフライ弁 １５ｂ 弁軸 １５ｆ リターンスプリング ２１ モータ駆動回路 ２１ａ 波形整形回路 ２１ｂ モータ制御回路 ２２ 変位検出回路 ２２ａ 相順検出回路 ２２ｂ アップ・ダウンカウンタ ２２ｃ 演算回路 ２３ 制御ユニット（ＥＣＵ） Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ ホール素子（磁電変換素子）
Claims (4)
- 【請求項１】 ブラシレスモータと、このブラシレスモ
ータの動力により駆動される被駆動体と、前記ブラシレ
スモータにおけるマグネットロータの回転に基づく磁電
変換素子より得られる波形信号の数をカウントするカウ
ンタ手段と、前記カウンタ手段によるカウント値に基づ
いて、前記被駆動体の変位を演算する演算手段とを具備
したことを特徴とするブラシレスモータを用いた被駆動
体の変位検出装置。 - 【請求項２】 前記ブラシレスモータには、回転するマ
グネットロータに対峙するように配置された少なくとも
３つの磁電変換素子が具備され、また前記カウンタ手段
には、それぞれの磁電変換素子に発生する波形信号の位
相状態を検出してアップ・ダウン情報を抽出し、アップ
・ダウン情報に基づいて前記波形信号の数を可逆的にカ
ウントするアップ・ダウンカウンタが具備されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータを用
いた被駆動体の変位検出装置。 - 【請求項３】 前記被駆動体は、ブラシレスモータの回
転を減速機構を介してその開度が制御される冷却水の流
量制御弁であり、前記アップ・ダウンカウンタを含むカ
ウンタ手段による出力に基づいて、前記演算手段により
流量制御弁の開度を演算するように構成したことを特徴
とする請求項２に記載のブラシレスモータを用いた被駆
動体の変位検出装置。 - 【請求項４】 前記演算手段は、少なくとも前記カウン
タ手段より得られるカウント値と、前記減速機構の減速
比とから流量制御弁の開度を演算するように構成したこ
とを特徴とする請求項３に記載のブラシレスモータを用
いた被駆動体の変位検出装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111539A JPH11299204A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | ブラシレスモータを用いた被駆動体の変位検出装置 |
| CA002291626A CA2291626A1 (en) | 1998-04-07 | 1999-04-06 | Driven body displacement sensor comprising brushless motor |
| PCT/JP1999/001813 WO1999052199A1 (fr) | 1998-04-07 | 1999-04-06 | Capteur de deplacement de masse entraine, comprenant un moteur sans balai |
| KR19997011242A KR20010013251A (ko) | 1998-04-07 | 1999-04-06 | 브러시리스 모터를 이용한 피구동체의 변위검출장치 |
| EP99912117A EP0987812A4 (en) | 1998-04-07 | 1999-04-06 | BRUSHLESS MOTOR WITH TRAVEL SENSOR FOR A DRIVEN BODY |
| CN99800477A CN1263644A (zh) | 1998-04-07 | 1999-04-06 | 使用无刷电动机的被驱动体的位移检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111539A JPH11299204A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | ブラシレスモータを用いた被駆動体の変位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11299204A true JPH11299204A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14563936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10111539A Pending JPH11299204A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | ブラシレスモータを用いた被駆動体の変位検出装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0987812A4 (ja) |
| JP (1) | JPH11299204A (ja) |
| KR (1) | KR20010013251A (ja) |
| CN (1) | CN1263644A (ja) |
| CA (1) | CA2291626A1 (ja) |
| WO (1) | WO1999052199A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014030351A (ja) * | 2013-10-04 | 2014-02-13 | Shimadzu Emit Co Ltd | 電動アクチュエータ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101539191B (zh) * | 2009-04-03 | 2012-05-09 | 莱芜钢铁集团电子有限公司 | 一种电动蝶阀开度显示和控制的方法以及装置 |
| DE102014101437A1 (de) * | 2014-02-05 | 2015-08-06 | Eto Magnetic Gmbh | Elektromagnetventil sowie Verbrennungsmotorkühlsystem mit Elektromagnetventil |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3874280T2 (de) * | 1987-10-21 | 1993-01-21 | Canon Kk | Motorregelvorrichtung. |
| JPH03258916A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-19 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の冷却水温制御装置 |
| JPH0491314A (ja) * | 1990-08-06 | 1992-03-24 | Calsonic Corp | 水冷式エンジンの冷却制御装置 |
| JP3070292B2 (ja) * | 1992-09-17 | 2000-07-31 | 株式会社日立製作所 | ブラシレスモータ駆動バルブ開閉制御装置 |
| JPH06144274A (ja) * | 1992-11-16 | 1994-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 四輪操舵車の後輪操舵角制御方式 |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP10111539A patent/JPH11299204A/ja active Pending
-
1999
- 1999-04-06 WO PCT/JP1999/001813 patent/WO1999052199A1/ja not_active Ceased
- 1999-04-06 KR KR19997011242A patent/KR20010013251A/ko not_active Withdrawn
- 1999-04-06 EP EP99912117A patent/EP0987812A4/en not_active Withdrawn
- 1999-04-06 CA CA002291626A patent/CA2291626A1/en not_active Abandoned
- 1999-04-06 CN CN99800477A patent/CN1263644A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014030351A (ja) * | 2013-10-04 | 2014-02-13 | Shimadzu Emit Co Ltd | 電動アクチュエータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0987812A4 (en) | 2001-06-20 |
| CN1263644A (zh) | 2000-08-16 |
| WO1999052199A1 (fr) | 1999-10-14 |
| EP0987812A1 (en) | 2000-03-22 |
| KR20010013251A (ko) | 2001-02-26 |
| CA2291626A1 (en) | 1999-10-14 |
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