JP6745665B2 - Electric actuator and electric actuator control method - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された動力伝達装置に適用される電動アクチュエータ及び電動アクチュエータの制御方法に関する。 The present invention relates to an electric actuator applied to a power transmission device mounted on a vehicle and a method for controlling the electric actuator.
従来、電動アクチュエータとしては、移動部材としてのモータ軸を作動させる電動モータと、この電動モータの出力を制御する制御手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric actuator, an electric actuator that includes an electric motor that operates a motor shaft as a moving member and a control unit that controls the output of the electric motor is known (see, for example, Patent Document 1).
この電動アクチュエータは、一対の回転部材と、この一対の回転部材間の動力伝達を断続する摩擦クラッチと、モータ軸からの回転を減速させる減速機構と、減速機構からの回転を軸方向推力に変換し摩擦クラッチを接続させるボールねじ機構とを備えた動力伝達装置に適用されている。 The electric actuator includes a pair of rotating members, a friction clutch that intermittently transmits power between the pair of rotating members, a speed reducing mechanism that reduces rotation from a motor shaft, and a rotation from the speed reducing mechanism to axial thrust. The present invention is applied to a power transmission device having a ball screw mechanism for connecting a friction clutch.
このような電動アクチュエータでは、制御手段から供給される電力により電動モータが作動され、モータ軸から出力される回転が減速機構で減速され、減速された回転がボールねじ機構で軸方向推力に変換され、摩擦クラッチを接続して一対の回転部材間の動力伝達を可能としている。 In such an electric actuator, the electric motor is operated by the electric power supplied from the control means, the rotation output from the motor shaft is reduced by the reduction mechanism, and the reduced rotation is converted into the axial thrust by the ball screw mechanism. A friction clutch is connected to enable power transmission between the pair of rotating members.
一方、他の電動アクチュエータとしては、移動部材としてのロータを作動させる電動モータと、この電動モータの出力を制御する制御手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。 On the other hand, as another electric actuator, one provided with an electric motor that operates a rotor as a moving member and a control unit that controls the output of the electric motor is known (for example, see Patent Document 2).
この電動アクチュエータは、一対の回転部材と、この一対の回転部材間の動力伝達を断続するクラッチ機構と、ロータからの回転を減速させる減速機構と、減速機構からの回転を軸方向推力に変換しクラッチ機構を接続させるカム機構とを備えた動力伝達装置に適用されている。 This electric actuator includes a pair of rotating members, a clutch mechanism for connecting and disconnecting power transmission between the pair of rotating members, a speed reducing mechanism for reducing the rotation from the rotor, and a rotation from the speed reducing mechanism for converting the rotation into an axial thrust. It is applied to a power transmission device provided with a cam mechanism for connecting a clutch mechanism.
このような電動アクチュエータでは、制御手段から供給される電力により電動モータが作動され、ロータから出力される回転が減速機構で減速され、減速された回転がカム機構で軸方向推力に変換され、クラッチ機構を接続して一対の回転部材間の動力伝達を可能としている。 In such an electric actuator, the electric motor is operated by the electric power supplied from the control means, the rotation output from the rotor is reduced by the reduction mechanism, the reduced rotation is converted into the axial thrust by the cam mechanism, and the clutch is rotated. The mechanism is connected to enable power transmission between the pair of rotating members.
ところで、上記特許文献１，２のような電動アクチュエータでは、最終的に作動されるボールねじ機構やカム機構が目標とする作動位置となるように、制御手段が、電動モータの出力を制御し、この制御出力によって移動部材を目標位置に移動させている。
By the way, in the electric actuators described in
この制御手段は、移動部材が目標位置となるように電動モータの出力を制御した後、作動された移動部材が目標位置か否かを判断し、移動部材が目標位置となっていなければ、偏差を加えて再び電動モータの出力を制御するという制御を行っている。 The control means controls the output of the electric motor so that the moving member reaches the target position, then determines whether the operated moving member is at the target position, and if the moving member is not at the target position, the deviation is determined. Is added to control the output of the electric motor again.
ここで、最終的に作動されるボールねじ機構やカム機構は、その場に止まろうとする慣性が大きく、移動部材が作動するまでに時間がかかり、移動部材の応答性が低下する恐れがあった。 Here, the ball screw mechanism or the cam mechanism that is finally operated has a large inertia that tries to stop at that position, it takes time until the moving member operates, and the responsiveness of the moving member may decrease. ..
この移動部材の応答性を向上するために、従来の制御手段によって電動モータの制御出力を大きくすることが考えられる。 In order to improve the responsiveness of the moving member, it is possible to increase the control output of the electric motor by the conventional control means.
しかしながら、従来の制御手段では、電動モータの制御出力を大きくしてしまうと、移動部材が目標位置を大きく超えてしまい易く、偏差を加えて再び電動モータの出力を制御するという制御を繰り返し行う恐れがあった。 However, in the conventional control means, if the control output of the electric motor is increased, the moving member is likely to greatly exceed the target position, and there is a risk of repeatedly performing control such that deviation is added to control the output of the electric motor again. was there.
一方、移動部材が目標位置を超えることを抑制するために、従来の制御手段によって電動モータの制御出力を移動部材の目標位置に近づくように徐々に大きくすることが考えられる。 On the other hand, in order to prevent the moving member from exceeding the target position, it can be considered that the control output of the electric motor is gradually increased by the conventional control means so as to approach the target position of the moving member.
しかしながら、従来の制御手段では、電動モータの制御出力を移動部材の目標位置に近づくように徐々に大きくすると、移動部材が目標位置を超えてしまうことがないが、移動部材が目標位置に移動するまでに時間がかかってしまう。 However, in the conventional control means, when the control output of the electric motor is gradually increased so as to approach the target position of the moving member, the moving member does not exceed the target position, but the moving member moves to the target position. It will take some time.
そこで、この発明は、移動部材の応答性を向上することができる電動アクチュエータ及び電動アクチュエータの制御方法の提供を目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric actuator and a method for controlling the electric actuator that can improve the response of the moving member.
本発明は、移動部材を作動させる電動モータと、この電動モータの出力を制御する制御手段とを備えた電動アクチュエータであって、前記移動部材が作動される前の前記電動モータの出力を検出する検出手段と、この検出手段が検出した前記電動モータの出力に基づき前記移動部材の予測位置を推定する予測手段とを有し、前記制御手段は、前記予測手段が推定する前記移動部材の予測位置が、前記移動部材の目標位置と異なる場合に、前記電動モータの出力を調整することを特徴とする。
The present invention is an electric actuator including an electric motor that operates a moving member and a control unit that controls an output of the electric motor, and detects an output of the electric motor before the moving member is operated. Detecting means and predicting means for estimating a predicted position of the moving member based on the output of the electric motor detected by the detecting means, wherein the control means estimates the predicted position of the moving member estimated by the predicting means. However, when the target position of the moving member is different from the target position, the output of the electric motor is adjusted.
この電動アクチュエータでは、電動モータの出力を検出する検出手段と、この検出手段が検出した電動モータの出力に基づき移動部材の予測位置を推定する予測手段とを有するので、移動部材が移動する前に移動部材の予測位置を推定することができる。 Since this electric actuator has the detecting means for detecting the output of the electric motor and the predicting means for estimating the predicted position of the moving member based on the output of the electric motor detected by the detecting means, before the moving member moves. The predicted position of the moving member can be estimated.
また、制御手段は、予測手段が推定する移動部材の予測位置が、移動部材の目標位置と異なる場合に、電動モータの出力を調整するので、移動部材が移動した後に移動部材の目標位置に合わせて電動モータの出力を調整する必要がなく、制御手段による電動モータの制御性を向上させることができる。 Further, the control means adjusts the output of the electric motor when the predicted position of the moving member estimated by the predicting means is different from the target position of the moving member. Therefore, the control means adjusts to the target position of the moving member after the moving member moves. It is not necessary to adjust the output of the electric motor by using the control means, and the controllability of the electric motor by the control means can be improved.
このため、移動部材は、制御手段による電動モータの制御出力によって、目標位置を大きく超えたり、目標位置まで時間をかけて到達することがなく、初期位置から目標位置まで効率的に移動することができ、移動部材の応答性を向上することができる。 Therefore, the moving member can efficiently move from the initial position to the target position without greatly exceeding the target position or reaching the target position in a long time by the control output of the electric motor by the control means. Therefore, the responsiveness of the moving member can be improved.
従って、このような電動アクチュエータでは、制御手段による電動モータの制御性を向上させることができ、移動部材の応答性を向上することができる。 Therefore, in such an electric actuator, the controllability of the electric motor by the control means can be improved, and the responsiveness of the moving member can be improved.
本発明によれば、移動部材の応答性を向上することができる電動アクチュエータ及び電動アクチュエータの制御方法を提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide an electric actuator and a method for controlling the electric actuator that can improve the response of the moving member.
まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータが適用される動力伝達装置の一例について説明する。 First, an example of a power transmission device to which the electric actuator according to the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図１に示すように、動力伝達装置１０１は、一対の回転部材としての入力部材１０３と出力部材１０５と、断続部１０７と、カム機構１０９と、減速機構１１１と、電動アクチュエータ１とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
入力部材１０３は、ベアリング１１３を介してケーシング１１５に回転可能に支持され、軸方向一側に軸部１１７が設けられ、軸方向他側に外側クラッチ部１１９が設けられている。
The
入力部材１０３の軸部１１７の端部外周には、例えば、エンジンや電動モータのような駆動源などの入力側の機構に連結された連結部材（不図示）が一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部１２１が設けられている。
A spline in which a coupling member (not shown) coupled to an input side mechanism such as a drive source such as an engine or an electric motor is integrally rotatably coupled to the outer periphery of the end portion of the
入力部材１０３の外側クラッチ部１１９は、軸部１１７と連続する一部材でフランジ状に形成されて外径側から軸方向に向けて延設され、内周にスプライン形状の係合部が設けられている。
The
この入力部材１０３の外側クラッチ部１１９の回転軸心側には、出力部材１０５が入力部材１０３と相対回転可能に配置されている。
An
出力部材１０５は、中空の軸状に形成され、ベアリング１２３を介して入力部材１０３と相対回転可能に配置されると共にベアリング１２５を介してケーシング１１５に回転可能に支持されている。
The
この出力部材１０５の内周側には、例えば、デファレンシャル装置などの出力側の機構に連結された連結部材１２７が一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部１２９が設けられている。
On the inner peripheral side of the
このような出力部材１０５の外周側には、出力部材１０５と連続する一部材でフランジ状に形成されて外径側から軸方向に向けて延設され、外周にスプライン形状の係合部が設けられた内側クラッチ部１３１が設けられている。
On the outer peripheral side of such an
なお、入力部材１０３とケーシング１１５との径方向間には、シール部材１３３が配置され、出力部材１０５とケーシング１１５との径方向間には、シール部材１３５が配置されており、ケーシング１１５の内部と外部とが区画されている。
A
このような入力部材１０３と出力部材１０５とは、外側クラッチ部１１９と内側クラッチ部１３１との間に配置された断続部１０７によって、入力部材１０３と出力部材１０５との間の動力伝達が断続される。
Between the
断続部１０７は、複数の外側クラッチ板と、複数の内側クラッチ板とを備えている。
The interrupting
複数の外側クラッチ板は、入力部材１０３の外側クラッチ部１１９の内周に形成された係合部に軸方向移動可能で入力部材１０３と一体回転可能に係合されている。
The plurality of outer clutch plates are axially movable with the engaging portion formed on the inner periphery of the
複数の内側クラッチ板は、複数の外側クラッチ板に対して軸方向に交互に配置され、出力部材１０５の内側クラッチ部１３１の外周に形成された係合部に軸方向移動可能で出力部材１０５と一体回転可能に係合されている。
The plurality of inner clutch plates are alternately arranged in the axial direction with respect to the plurality of outer clutch plates, and are axially movable to the engaging portion formed on the outer periphery of the
この断続部１０７は、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の複数のクラッチ板からなる多板クラッチとなっている。
The connecting/disconnecting
このような断続部１０７は、カム機構１０９を構成する移動部材１３７の軸方向移動によって押圧されて接続され、入力部材１０３と出力部材１０５との間の動力伝達を可能とする。
The connecting/disconnecting
カム機構１０９は、回転可能に配置された移動部材１３７と、ケーシング１１５に回転不能に配置された固定部材１３９と、移動部材１３７と固定部材１３９との軸方向の対向面にそれぞれ周方向に複数形成されたカム面間に介在されたカムボール１４１とを有するボールカム機構からなる。
The
移動部材１３７は、環状に形成され、断続部１０７の複数のクラッチ板と軸方向に隣接して配置され、軸方向移動可能で回転可能に配置されている。
The moving
この移動部材１３７と断続部１０７との軸方向間には、移動部材１３７の回転を許容させると共に、移動部材１３７の軸方向移動によって断続部１０７の複数のクラッチ板を押圧するスラストベアリング１４３が配置されている。
A
なお、入力部材１０３の外側クラッチ部１１９とケーシング１１５との軸方向間には、入力部材１０３の回転を許容させると共に、カム機構１０９で発生するスラスト力を受けるスラストベアリング１４５が配置されている。
A
固定部材１３９は、環状に形成され、移動部材１３７と軸方向に隣接して配置され、ケーシング１１５に対して軸方向移動不能で回転不能に配置されている。
The fixed
この固定部材１３９と移動部材１３７との軸方向の対向面には、それぞれ同一傾斜となるカム面が周方向に複数形成され、これらのカム面間にカムボール１４１が介在されている。
A plurality of cam surfaces having the same inclination are circumferentially formed on the axially facing surfaces of the fixed
カムボール１４１は、移動部材１３７の回転によって、移動部材１３７と固定部材１３９との間に相対的な差回転が生じることにより、移動部材１３７を断続部１０７側へ軸方向移動させるカムスラスト力を発生させる。
The
このようなカム機構１０９における移動部材１３７には、外径側に減速機構１１１を構成するギヤ部が設けられ、減速機構１１１から伝達される回転をカム機構１０９で軸方向推力に変換する。
The moving
減速機構１１１は、大小２つのギヤ部が形成され、軸部材１４７を介してケーシング１１５に回転可能に支持されたギヤ部材１４９を有する。
The
ギヤ部材１４９の大径のギヤ部は、電動モータ５のモータ軸１５９と噛み合い第１減速ギヤ組１５１を構成する。
The large-diameter gear portion of the
ギヤ部材１４９の小径のギヤ部は、カム機構１０９の移動部材１３７のギヤ部と噛み合い第２減速ギヤ組１５３を構成する。
The small-diameter gear portion of the
なお、ギヤ部材１４９と軸方向に対向するケーシング１１５の壁部には、開口が設けられ、ギヤ部材１４９をケーシング１１５に収容した後、閉塞部材１５５によって開口が閉塞される。
An opening is provided in a wall portion of the
このような減速機構１１１は、電動モータ５のモータ軸１５９の回転を第１減速ギヤ組１５１で減速し、さらに第２減速ギヤ組１５３で減速して移動部材１３７を回転させ、カム機構１０９で軸方向推力に変換される。
In such a
このような減速機構１１１には、電動アクチュエータ１の電動モータ５の回転が入力される。
The rotation of the
電動モータ５は、モータ本体１５７とモータ軸１５９とを有し、ケーシング１１５の外側にモータ本体１５７が組付けられ、ケーシング１１５の内部にモータ軸１５９が配置されている。
The
この電動モータ５は、モータ本体１５７が供給される電流やモータ軸１５９の回転角度、或いは回転速度などの出力を制御する制御手段７（図３参照）に接続されている。
The
このような電動モータ５は、モータ本体１５７が制御手段７による制御された出力によって作動され、モータ軸１５９を回転させる。
In such an
このように構成された動力伝達装置１０１では、制御手段７の制御により電動モータ５のモータ本体１５７が作動され、モータ本体１５７の出力によってモータ軸１５９を回転させる。
In the
このモータ軸１５９の回転は、減速機構１１１の第１減速ギヤ組１５１と第２減速ギヤ組１５３とで減速され、カム機構１０９に伝達される。
The rotation of the
このカム機構１０９に伝達された回転は、軸方向推力に変換され、移動部材１３７が断続部１０７の接続方向に移動される。
The rotation transmitted to the
この移動部材１３７の軸方向移動により、断続部１０７の複数のクラッチ板が押圧操作され、断続部１０７が接続される。
By the axial movement of the moving
この断続部１０７の接続により、入力部材１０３と出力部材１０５との間の動力伝達が可能となる。
The connection of the connecting/disconnecting
このような動力伝達装置１０１に適用された電動アクチュエータ１では、電動モータ５のモータ軸１５９の回転位置や回転速度を制御することによって、的確な断続部１０７の断続状態を得ることができる。
In the
次に、図２を用いて本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータが適用される動力伝達装置の他例について説明する。 Next, another example of the power transmission device to which the electric actuator according to the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図２に示すように、動力伝達装置２０１は、一対の回転部材としての入力部材２０３と出力部材２０５と、断続部２０７と、カム機構２０９と、減速機構２１１と、電動アクチュエータ１とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
入力部材２０３は、中空の軸状に形成され、ベアリング２１３を介してケーシング２１５に回転可能に支持され、軸方向一側に小径の軸部２１７が設けられ、軸方向他側に大径の外側クラッチ部２１９が設けられている。
The
入力部材２０３の軸部２１７の内周には、例えば、フロントデフなどの入力側の機構に連結された連結部材２２１が一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部２２３が設けられている。
On the inner circumference of the
入力部材２０３の外側クラッチ部２１９は、軸部２１７と連続する一部材でフランジ状に形成されて外径側から軸方向に向けて軸部２１７より大径に延設され、内周にスプライン形状の係合部が設けられている。
The outer
この入力部材２０３の外側クラッチ部２１９の回転軸心側には、出力部材２０５が入力部材２０３と相対回転可能に配置されている。
An
出力部材２０５は、中空の軸状に形成され、ベアリング２２５を介して入力部材２０３と相対回転可能に配置され、軸方向一側に大径の内側クラッチ部２２７が設けられ、軸方向他側に小径の軸部２２９が設けられている。
The
出力部材２０５の内側クラッチ部２２７の外周には、スプライン形状の係合部が設けられている。
A spline-shaped engaging portion is provided on the outer periphery of the inner
出力部材２０５の軸部２２９は、内側クラッチ部２２７と連続する一部材でフランジ状に形成されて内径側から軸方向に向けて内側クラッチ部２２７より小径に延設され、例えば、リヤデフなどの出力側の機構に連結される駆動軸２３１が一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部２３３が設けられている。
The
なお、駆動軸２３１は、ベアリング２３５，２３７を介して回転可能に支持され、端部外周に、例えば、リヤデフなどの出力側の機構に連結される連結部材２３９が一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部２４１が設けられている。
The
このような入力部材２０３と出力部材２０５とは、外側クラッチ部２１９と内側クラッチ部２２７との間に配置された断続部２０７によって、入力部材２０３と出力部材２０５との間の動力伝達が断続される。
The power transmission between the
断続部２０７は、複数の外側クラッチ板と、複数の内側クラッチ板とを備えている。
The interrupted
複数の外側クラッチ板は、入力部材２０３の外側クラッチ部２１９の内周に形成された係合部に軸方向移動可能で入力部材２０３と一体回転可能に係合されている。
The plurality of outer clutch plates are axially movable with the engaging portion formed on the inner periphery of the outer
複数の内側クラッチ板は、複数の外側クラッチ板に対して軸方向に交互に配置され、出力部材２０５の内側クラッチ部２２７の外周に形成された係合部に軸方向移動可能で出力部材２０５と一体回転可能に係合されている。
The plurality of inner clutch plates are alternately arranged in the axial direction with respect to the plurality of outer clutch plates, and are axially movable to the engaging portion formed on the outer periphery of the inner
この断続部２０７は、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の複数のクラッチ板からなる多板クラッチとなっている。
The connecting/disconnecting
このような断続部２０７は、カム機構２０９を構成する移動部材２４３の軸方向移動によって押圧されて接続され、入力部材２０３と出力部材２０５との間の動力伝達を可能とする。
The connecting/disconnecting
カム機構２０９は、回転可能に配置された移動部材２４３と、ケーシング２１５に回転不能に配置された固定部材２４５と、移動部材２４３と固定部材２４５との軸方向の対向面にそれぞれ周方向に複数形成されたカム面間に介在されたカムボール２４７とを有するボールカム機構からなる。
The
移動部材２４３は、環状に形成され、断続部２０７の複数のクラッチ板と軸方向に隣接して配置され、軸方向移動可能で回転可能に配置されている。
The moving
この移動部材２４３と断続部２０７との軸方向間には、移動部材２４３の回転を許容させると共に、移動部材２４３の軸方向移動によって断続部２０７の複数のクラッチ板を押圧するスラストベアリング２４９が配置されている。
A
なお、入力部材２０３の外側クラッチ部２１９とケーシング２１５との軸方向間には、入力部材２０３の回転を許容させると共に、カム機構２０９で発生するスラスト力を受けるスラストベアリング２５１が配置されている。
A
固定部材２４５は、環状に形成され、移動部材２４３と軸方向に隣接して配置され、外径側がケーシング２１５に固定されたモータハウジング２５３に対して軸方向移動不能で回転不能に係合されている。
The fixed
この固定部材２４５と移動部材２４３との軸方向の対向面には、それぞれ同一傾斜となるカム面が周方向に複数形成され、これらのカム面間にカムボール２４７が介在されている。
A plurality of cam surfaces having the same inclination are circumferentially formed on the axially facing surfaces of the fixed
カムボール２４７は、移動部材２４３の回転によって、移動部材２４３と固定部材２４５との間に相対的な差回転が生じることにより、移動部材２４３を断続部２０７側へ軸方向移動させるカムスラスト力を発生させる。
The
このようなカム機構２０９における移動部材２４３には、内径側に軸方向移動可能で減速機構２１１と一体回転可能に連結されるギヤ部が設けられ、減速機構２１１から伝達される回転をカム機構２０９で軸方向推力に変換する。
The moving
減速機構２１１は、入力部２５５と、固定部２５７と、中間部材２５９と、出力部２６１とを備えている。
The
入力部２５５は、中空状に形成されて外周が電動モータ５のロータ２７７と一体回転可能に固定され、軸方向の両側をそれぞれベアリング２６３，２６５を介してモータハウジング２５３に回転可能に支持されている。
The
この入力部２５５の軸方向端部側の外周には、電動モータ５のロータ２７７の回転軸心と異なる回転軸心を有するように偏心された偏心部２６７が設けられている。
An
固定部２５７は、環状に形成され、入力部２５５の外周側でカム機構２０９の固定部材２４５と軸方向に隣接して配置され、外径側がモータハウジング２５３に対してボルトを介して回転不能に固定されている。
The fixing
この固定部２５７の内周面には、複数の噛み合い歯からなる内噛合部が設けられている。
The inner peripheral surface of the fixed
中間部材２５９は、固定部２５７より小径の環状に形成され、入力部２５５の偏心部２６７の外周にベアリング２６９を介して回転可能に嵌合されて配置されている。
The
この中間部材２５９の外周面には、固定部２５７の内噛合部と噛み合い可能で、固定部２５７の内噛合部の歯数より少なく設定された複数の噛み合い歯からなる外噛合部が設けられている。
The outer peripheral surface of the
このような中間部材２５９は、入力部２５５の回転により、偏心部２６７によって電動モータ５のロータ２７７の回転する回転軸心から偏心して、固定部２５７の内噛合部の内径側を回転される。
Such an
このとき、中間部材２５９の外噛合部は、固定部２５７の内噛合部と噛み合いながら、ロータ２７７の回転軸心周りを公転しつつ自転し、電動モータ５のロータ２７７からの回転を減速させる。
At this time, the outer meshing portion of the
出力部２６１は、中空の軸状に形成され、軸方向一端側にピン２７１が設けられ、軸方向他側に係合部２７３が設けられている。
The
出力部２６１のピン２７１は、出力部２６１の周方向等間隔に軸方向一端側の端面から軸方向の中間部材２５９側に向けて複数突設され、中間部材２５９の周方向等間隔に複数設けられた貫通孔に挿入されている。
A plurality of
なお、中間部材２５９の貫通孔は、ピン２７１の外径より大きく設定されており、入力部２５５の偏心部２６７における中間部材２５９の回転を阻害することがない。
The through hole of the
出力部２６１の係合部２７３は、出力部２６１の軸方向他端側の外周にスプライン形状に設けられ、カム機構２０９の移動部材２４３の内径側に形成されたギヤ部が軸方向移動可能で一体回転可能に係合されている。
The engaging
このような減速機構２１１は、電動モータ５のロータ２７７の回転が入力部２５５を介して入力され、中間部材２５９の回転によって減速し、出力部２６１から出力して移動部材２４３を回転させ、カム機構２０９で軸方向推力に変換される。
In such a
このような減速機構２１１には、電動アクチュエータ１の電動モータ５の回転が入力される。
The rotation of the
電動モータ５は、ステータ２７５とロータ２７７とを有し、静止側のステータ２７５がモータハウジング２５３に回転不能に固定され、回転側のロータ２７７が減速機構２１１の入力部２５５と一体回転可能に固定されている。
The
ステータ２７５は、外周に電磁コイル２７９が複数巻回され、モータハウジング２５３内に配置された回路基板２８１を介して電磁コイル２７９に供給される電流やロータ２７７の回転角度、或いは回転速度などの出力を制御する制御手段７（図３参照）に接続されている。
The
ロータ２７７は、ステータ２７５の内周側に微小隙間であるエアギャップをもって回転可能に配置され、制御手段７による制御された出力によってステータ２７５の電磁コイル２７９に通電されることにより、回転される。
The
このように構成された動力伝達装置２０１では、制御手段７の制御により電動モータ５のステータ２７５が作動され、ステータ２７５の出力によってロータ２７７を回転させる。
In the
このロータ２７７の回転は、減速機構２１１の中間部材２５９の回転によって減速され、カム機構２０９に伝達される。
The rotation of the
このカム機構２０９に伝達された回転は、軸方向推力に変換され、移動部材２４３が断続部２０７の接続方向に移動される。
The rotation transmitted to the
この移動部材２４３の軸方向移動により、断続部２０７の複数のクラッチ板が押圧操作され、断続部２０７が接続される。
By the axial movement of the moving
この断続部２０７の接続により、入力部材２０３と出力部材２０５との間の動力伝達が可能となる。
The connection of the connecting/disconnecting
このような動力伝達装置２０１に適用された電動アクチュエータ１では、電動モータ５のロータ２７７の回転位置や回転速度を制御することによって、的確な断続部２０７の断続状態を得ることができる。
In the
以下、図１〜図４を用いて本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータ及び電動アクチュエータの制御方法について説明する。 Hereinafter, an electric actuator according to an embodiment of the present invention and a control method for the electric actuator will be described with reference to FIGS.
なお、以下では、動力伝達装置１０１における電動モータ５のモータ軸１５９と、動力伝達装置２０１における電動モータ５のロータ２７７とを移動部材３として説明し、電動モータ５の出力とは、動力伝達装置１０１におけるモータ本体１５７の出力と、動力伝達装置２０１におけるステータ２７５の出力として説明する。
In the following, the
本実施の形態に係る電動アクチュエータ１は、移動部材３を作動させる電動モータ５と、この電動モータ５の出力を制御する制御手段７とを備えている。
The
また、電動アクチュエータ１は、電動モータ５の出力を検出する検出手段９と、この検出手段９が検出した電動モータ５の出力に基づき移動部材３の予測位置を推定する予測手段１１とを有する。
Further, the
そして、制御手段７は、予測手段１１が推定する移動部材３の予測位置が、移動部材３の目標位置と異なる場合に、電動モータ５の出力を調整する。
Then, the
また、制御手段７は、電動モータ５が移動部材３を初期位置から作動させる初期の出力を、移動部材３の予測位置が目標位置を超えない範囲で高く設定する。
Further, the
さらに、移動部材３は、回転部材であり、予測手段１１は、移動部材３の回転位置を推定する。
Furthermore, the moving
また、本実施の形態に係る電動アクチュエータ１の制御方法は、電動モータ５の出力を検出し、移動部材３の予測位置を推定し、移動部材３の予測位置が目標位置と異なる場合に、電動モータ５の出力を調整する。
Further, the control method of the
図１〜図３に示すように、移動部材３（モータ軸１５９、ロータ２７７）は、上述したように、回転可能に配置され、電動モータ５（モータ本体１５７、ステータ２７５）の出力によって回転される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the moving member 3 (
この移動部材３の回転は、減速機構１１１，２１１で減速され、カム機構１０９，２０９で軸方向推力に変換され、断続部１０７，２０７を接続させる起動力となる。
The rotation of the moving
このため、移動部材３の回転位置を、断続部１０７，２０７の断続状態に合わせて設定することにより、断続部１０７，２０７の断続特性を安定化することができる。
Therefore, by setting the rotational position of the moving
このような移動部材３を作動させる電動モータ５の出力は、制御手段７によって制御されている。
The output of the
制御手段７は、電動モータ５に接続されると共に、車両の走行状態や車両の環境などの車両の状況を検出する各種センサに接続されている。
The control means 7 is connected to the
この制御手段７は、動力伝達装置１０１，２０１の断続部１０７，２０７の状態に合わせて、電動モータ５に供給する電流や移動部材３の回転角度、或いは回転速度など電動モータ５の出力を制御する。
The control means 7 controls the output of the
ここで、従来の電動モータ５の制御では、得たい断続部１０７，２０７の断続状態に対して、移動部材３が目標位置となるように電動モータ５の出力を制御した後、作動された移動部材３が目標位置か否かを判断し、移動部材３が目標位置となっていなければ、偏差を加えて再び電動モータ５の出力を制御するという制御を行っていた。
Here, in the conventional control of the
しかしながら、断続部１０７，２０７の断続状態を早く得ようと、移動部材３の作動時間を短くするために、電動モータ５の出力を大きくすると、移動部材３が目標位置を大きく超えてしまい易かった。
However, if the output of the
このため、図４の曲線１３で示すように、従来の電動モータ５の制御では、電動モータ５の出力を大きくすると、移動部材３が目標位置を大きく超えた後、偏差を加えて再び電動モータ５の出力を制御するという制御を繰り返し行ってしまい、移動部材３が目標位置に達するまでに時間がかかってしまっていた。
Therefore, as indicated by the
一方、従来の電動モータ５の制御では、移動部材３が目標位置を大きく超えてしまうことを防止するために、電動モータ５の出力を移動部材３の目標位置に近づくように徐々に大きくすることが考えられる。
On the other hand, in the conventional control of the
しかしながら、図４の曲線１５で示すように、従来の電動モータ５の制御では、電動モータ５の出力を徐々に大きくすると、移動部材３が目標位置を超えてしまうことがないが、移動部材３が目標位置に達するまでに時間がかかってしまう。
However, as shown by the
そこで、移動部材３の応答性を向上させるために、電動アクチュエータ１は、検出手段９と、予測手段１１とを備えている。
Therefore, in order to improve the responsiveness of the moving
検出手段９は、電動モータ５と予測手段１１に接続され、移動部材を作動させるために出力する電動モータ５の出力を検出する。
The
この検出手段９は、移動部材３が作動される前の電動モータ５の出力を検出し、検出した電動モータ５の出力を予測手段１１に伝達する。
The detection means 9 detects the output of the
予測手段１１は、検出手段９と制御手段７に接続され、検出手段９から伝達された電動モータ５の出力に基づき、移動部材３が位置するであろう予測位置、すなわち移動部材３の予測の回転位置を推定する。
The
この予測手段１１は、移動部材３が作動される前の電動モータ５の出力による移動部材３の予測位置を推定し、推定した移動部材３の予測位置を制御手段７に伝達する。
The predicting means 11 estimates the predicted position of the moving
そして、制御手段７は、移動部材３の目標位置、すなわち移動部材３の目標とする回転位置と、予測手段１１から伝達された移動部材３の予測位置とを比較し、移動部材３の予測位置が、移動部材３の目標位置と異なる場合に、電動モータ５の出力を調整する。
Then, the
例えば、制御手段７は、移動部材３の予測位置が移動部材３の目標位置に達してしない場合、電動モータ５の出力を大きくするように制御し、移動部材３の予測位置が移動部材３の目標位置を超えている場合、電動モータ５の出力を小さくするように制御する。
For example, when the predicted position of the moving
このように制御手段７が電動モータ５の出力を制御することにより、図４の曲線１７で示すように、移動部材３が目標位置を大きく超えることがなく、移動部材３を無駄なく短い時間で目標位置に作動させることができ、移動部材３の応答性を大幅に向上することができる。
By the control means 7 controlling the output of the
ここで、制御手段７は、電動モータ５が移動部材３を初期位置から作動させる初期の出力を、予測手段１１が推定する移動部材３の予測位置が目標位置を超えない範囲で高く設定している。
Here, the
このように移動部材３を初期位置から作動させるための電動モータ５の初期の出力を高く設定することにより、カム機構１０９，２０９などにおけるその場に止まろうとする慣性に対して、移動部材３の初期の移動力を高めることができ、さらに移動部材３の応答性を向上することができる。
In this way, by setting the initial output of the
このような電動アクチュエータ１の制御方法は、まず、断続部１０７，２０７の断続状態に応じて制御手段７が移動部材３の目標位置を設定する。
In such a control method of the
次に、制御手段７は、移動部材３の目標位置に基づき電動モータ５の出力を制御し、この電動モータ５の出力を検出手段９が検出する。
Next, the control means 7 controls the output of the
次に、予測手段１１は、検出手段９が検出した電動モータ５の出力に基づき移動部材３の予測位置を推定する。
Next, the
そして、制御手段７は、予測手段１１が推定した移動部材３の予測位置と移動部材３の目標位置とを比較し、移動部材３の予測位置と目標位置とが異なる場合に、移動部材３の予測位置が目標位置となるように電動モータ５の出力を制御する。
Then, the
このような電動アクチュエータ１の制御方法により、移動部材３が目標位置を大きく超えることがなく、移動部材３を無駄なく短い時間で目標位置に作動させることができ、移動部材３の応答性を大幅に向上することができる。
With such a control method of the
なお、制御手段７が予め設定する移動部材３の目標位置は、上述した制御を行った後に作動した移動部材３の作動位置に対して偏差を加えたものとなっている。
The target position of the moving
このような電動アクチュエータ１では、電動モータ５の出力を検出する検出手段９と、この検出手段９が検出した電動モータ５の出力に基づき移動部材３の予測位置を推定する予測手段１１とを有するので、移動部材３が移動する前に移動部材３の予測位置を推定することができる。
Such an
また、制御手段７は、予測手段１１が推定する移動部材３の予測位置が、移動部材３の目標位置と異なる場合に、電動モータ５の出力を調整するので、移動部材３が移動した後に移動部材３の目標位置に合わせて電動モータ５の出力を調整する必要がなく、制御手段７による電動モータ５の制御性を向上させることができる。
Further, since the
このため、移動部材３は、制御手段７による電動モータ５の制御出力によって、目標位置を大きく超えたり、目標位置まで時間をかけて到達することがなく、初期位置から目標位置まで効率的に移動することができ、移動部材３の応答性を向上することができる。
Therefore, the moving
従って、このような電動アクチュエータ１では、制御手段７による電動モータ５の制御性を向上させることができ、移動部材３の応答性を向上することができる。
Therefore, in such an
また、制御手段７は、電動モータ５が移動部材３を初期位置から作動させる初期の出力を、移動部材３の予測位置が目標位置を超えない範囲で高く設定するので、移動部材３の初期位置からの作動を迅速に行うことができ、さらに移動部材３の応答性を向上することができる。
In addition, the
さらに、移動部材３は、回転部材であり、予測手段１１は、移動部材３の回転位置を推定するので、制御手段７は移動部材３の予測された回転位置と目標とする回転位置とを比較し、電動モータ５の出力を移動部材３の予測の回転位置が目標の回転位置に近づくように調整することで、移動部材３の応答性を向上することができる。
Further, since the moving
また、本実施の形態に係る電動アクチュエータ１の制御方法は、電動モータ５の出力を検出し、移動部材３の予測位置を推定し、移動部材３の予測位置が目標位置と異なる場合に、電動モータ５の出力を調整するので、移動部材３が目標位置を大きく超えることがなく、移動部材３を無駄なく短い時間で目標位置に作動させることができ、移動部材３の応答性を向上することができる。
Further, the control method of the
なお、本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータでは、電動モータの出力によって作動する移動部材が回転部材となっているが、これに限らず、移動部材が電動モータの出力によって直線的に作動するリニアモータなどの電動モータであってもよい。 In the electric actuator according to the embodiment of the present invention, the moving member that operates by the output of the electric motor is the rotating member, but the invention is not limited to this, and the moving member operates linearly by the output of the electric motor. It may be an electric motor such as a linear motor.
１…電動アクチュエータ
３…移動部材
５…電動モータ
７…制御手段
９…検出手段
１１…予測手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記移動部材が作動される前の前記電動モータの出力を検出する検出手段と、この検出手段が検出した前記電動モータの出力に基づき前記移動部材の予測位置を推定する予測手段とを有し、
前記制御手段は、前記予測手段が推定する前記移動部材の予測位置が、前記移動部材の目標位置と異なる場合に、前記電動モータの出力を調整することを特徴とする電動アクチュエータ。 An electric actuator comprising an electric motor for operating a moving member and a control means for controlling the output of the electric motor,
A detecting means for detecting an output of the electric motor before the moving member is operated , and a predicting means for estimating a predicted position of the moving member based on an output of the electric motor detected by the detecting means,
The electric actuator, wherein the control unit adjusts an output of the electric motor when a predicted position of the moving member estimated by the predicting unit is different from a target position of the moving member.
前記制御手段は、前記電動モータが前記移動部材を初期位置から作動させる初期の出力を、前記移動部材の予測位置が目標位置を超えない範囲で高く設定することを特徴とする電動アクチュエータ。 The electric actuator according to claim 1, wherein
The electric actuator, wherein the control unit sets an initial output of the electric motor that operates the moving member from an initial position to a high value within a range in which a predicted position of the moving member does not exceed a target position.
前記移動部材は、回転部材であり、前記予測手段は、前記移動部材の回転位置を推定することを特徴とする電動アクチュエータ。 The electric actuator according to claim 1 or 2, wherein
The electric actuator, wherein the moving member is a rotating member, and the predicting unit estimates a rotational position of the moving member.
前記移動部材が作動される前の前記電動モータの出力を検出し、前記移動部材の予測位置を推定し、前記移動部材の予測位置が目標位置と異なる場合に、前記電動モータの出力を調整することを特徴とする電動アクチュエータの制御方法。 A method for controlling an electric actuator including an electric motor for operating a moving member, comprising:
The output of the electric motor before the moving member is activated is detected, the predicted position of the moving member is estimated, and the output of the electric motor is adjusted when the predicted position of the moving member is different from the target position. A method for controlling an electric actuator, comprising:
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