JP2005039958A - 電動アクチュエータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 直流モータ１１０の停止位置に関わらず、イニシャライズパターンのパルス信号を確実に検出する。
【解決手段】 直流モータ１１０の回転に応じてパルス信号を発生するパルス発生器１５８を備え、ＣＰＵ２４０Ａは、パルス発生器１５８から発生されるパルス信号をパルス信号検知回路２２０を介して検出するとともに、この検出されるパルス信号に基づき回転軸１２７の回転角度を検出し、かつ、この検出回転角度に基づき、回転軸の回転角度を制御する。パルス発生器１５８が、直流モータ１１０の回転に応じて、回転角度の原点位置を示すイニシャライズパターンのパルス信号を発生するようになっており、直流モータ１１０を一方向に回転させたときに、ＣＰＵ２４０Ａが、イニシャライズパターンのパルス信号が検出不能であると判定手段が判定した場合には、直流モータ１１０を他方向に回転させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電動アクチュエータシステムに関するもので、車両用空調装置のエアミックスドア、吹出口モード切替ドア等の可動部材を駆動する電動アクチュエータシステムに関する。

従来、ストッパ等の機械的な規制手段に拘束される回転限界まで電動アクチュエータ（例えば、直流モータ）を回転させて、この回転限界点を原点位置として記憶して、回転軸の回転角を制御する電動アクチュエータシステムがある。なお、以下、電動アクチュエータを原点位置まで回転させてこの原点位置まで回転させたことを記憶することを「原点位置設定」という。

この電動アクチュエータシステムにおいては、その回転軸にレバーを固定しておき、このレバーをストッパに衝突させて、電動アクチュエータを回転限界点まで作動させると、ストッパが撓んでしまう。これに伴い、原点位置にバラツキが生じるので、回転角の制御を精度良く行うことができないことが分かった。

そこで、本発明者等は、原点位置を検出するのに、ストッパ等の機械的な規制手段を用いるのではなく、電動アクチュエータとしての直流モータが回転限界点まで回転したとき、原点位置を示すイニシャライズパターンのパルス信号を発生するパルス発生器を用いることについて検討した。

以下、このパルス発生器について図１２、図１３を用いて説明すると、直流モータの回転に伴って出力軸１２７と一体的に回転するパルスパターンプレート１５３が用いられ、このパルスパターンプレート１５３は、第１、２パルスパターン１５１、１５２とコモンパターン１５４とが設けられたものである。

ここで、図１２に示すように、第１パルスパターン１５１は、円周方向に交互に並ぶ導電部１５１ａ及び非導電部１５１ｂからなり、第２パルスパターン１５２は、円周方向に交互に並ぶ導電部１５２ａ及び非導電部１５２ｂからなる。コモンパターン１５４は、円周方向に並ぶ導電部１５４ａ及び非導電部１５４ｂからなる。

ここで、図１３に示すように、パルスパターンプレート１５３のうち、円弧状の回転検出領域３００において、導電部１５１ａ、１５２ａの円周角α１、α２及び非導電部１５１ｂ、１５２ｂの円周角β１、β２を互いに等しくするとともに、第１パルスパターン１５１の位相を第２パルスパターン１５２の位相に対して円周角α１、α２（＝円周角β１、β２）の略１／２ずらしている。また、領域３００でのコモンパターン１５４は、導電部１５４ａだけから成る。

このような回転検出領域３００は、回転角度の検出に用いるパルス信号のパターン（以下、角度検出パターンという）を生成するために用いられている。

また、図１３に示すように、パルスパターンプレート１５３のうち領域３００以外の初期化領域３０１では、第１、２パルスパターン１５１、１５２が、それぞれ、導電部１５１ａ、１５２ａだけから成る。そして、コモンパターン１５４は、非導電部１５４ｂを円周方向の両側から導電部１５４ａで挟むように構成されている。

このような初期化領域３０１は、原点位置を示すパルス信号のパターン（以下、イニシャライズパターンという）を生成するのに用いられる。そして、第１、２パルスパターン１５１、１５２、コモンパターン１５４において、それぞれの導電部同士は電気的に繋がっている。

さらに、バッテリの正極側に接続された銅系導電材料製の第１、第２接点ブラシ（電気接点）１５５、１５６を採用し、また、バッテリの負極側に接続された銅系導電材料製の第３接点ブラシ１５７を採用している。

ここで、第１接点ブラシ１５５は、第１パルスパターン１５１に接触し、第２接点ブラシ１５６は第２パルスパターン１５２に接触し、第３接点ブラシ１５７はコモンパターン１５４に接触するように構成している。

次に、第１、第２パルスパターン１５１、１５２、コモンパターン１５４から発生するパルスを検出するための電気制御回路２００について図１４を用いて説明する。

先ず、直流モータ（Ｍ）が回転して出力軸１２７（パルスパターンプレート１５３）が回転して、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７が回転検出領域３００に接触している状態では、第３接点ブラシ１５７が導電部１５４ａに接触している。

ここで、第１、２接点ブラシ１５５、１５６と導電部１５１ａ、１５２ａとが接触する通電（ＯＮ）状態、及び第１、２接点ブラシ１５５、１５６と非導電部１５１ｂ、１５２ｂとが接触する非通電（ＯＦＦ）状態が交互に周期的に発生する。

したがって、第１、２接点ブラシ１５５、１５６には、直流モータ１１０が所定角度回転する毎にパルス信号が発生するので、ＣＰＵ２４０がパルス信号検知回路２２０を介してパルス信号を数えることにより出力軸１２７の回転角度を検出することができる。

さらに、直流モータ１１０が回転して出力軸１２７（パルスパターンプレート１５３）が回転して、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７が初期化領域３０１に接触している状態では、第１、２接点ブラシ１５５、１５６と導電部１５１ａ、１５２ａとが接触する通電（ＯＮ）状態を保ちつつ、第３接点ブラシ１５７と導電部１５４ａとは、互いに接触する通電（ＯＮ）状態から、第３接点ブラシ１５７と非導電部１５４ｂとが接触する非通電（ＯＦＦ）状態を経て、第３接点ブラシ１５７と導電部１５４ａとが接触する通電（ＯＮ）状態になる（導電部→非導電部→導電部）。

したがって、第１、２接点ブラシ１５５、１５６には、直流モータ１１０の角度回転に応じて、次のようにイニシャライズパターンの２相のパルス信号（Ａ相、Ｂ相）が発生する。

すなわち、このイニシャライズパターンは、２相のパルス信号の振幅が交互に切り替わるパターンではなく、２相のパルス信号が同時にローレベル信号（「００」）からハイレベル信号（「１１」）に切り替わり、このハイレベル信号（「１１」）から同時にローレベル信号（「００」）に切り替わるものである。なお、「０」はローレベル信号を示し、「１」はハイレベル信号を示す。

以上のようにイニシャライズパターンは、直流モータ１１０の角度回転を検出するのに用いる角度検出パターンとは異なり、２相のパルス信号の振幅が同時に変化するものである。

そして、ＣＰＵ２４０が、パルス信号検知回路２２０を介してイニシャライズパターンの２相のパルス信号を検出すると、モータ駆動回路２１０により直流モータ１１０への給電を停止することにより直流モータ１１０の回転を電気的に規制するとともに、このイニシャライズパターンの２相のパルス信号を検出した位置を原点位置として記憶する。

以上の説明から明らかなように、第１〜３接点ブラシ１５５、１５６、１５７とパルスパターンプレート１５３とにより出力軸１２７が所定角度回転する毎にパルス信号を発するスイッチ手段１５８ａ〜１５８ｃを含むパルス発生器１５８を構成することになる。

ここで、図１２に示すように、パルスパターンプレート１５３のうち回転角度を制御する作動範囲（すなわち、回転角度の制御範囲）を、初期化領域３０１を中心とする略左右対象形状の扇形に設定し、かつ、初期化時に、パルスパターンプレート１５３を第１作動方向にだけ回転させて回転角度を制御する場合について検討したところ、次のような不具合が生じることが分かった。

すなわち、パルスパターンプレート１５３の作動範囲のうち初期化領域３０１およびその領域よりも図示右側の領域において、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７が接触状態にて停止すると、原点位置設定を行うことが不可能な領域（以下、原点位置設定ＮＧ停止範囲という）が生成されることになる。

例えば、第１〜第３接点ブラシ１５５〜１５７が初期化領域３０１に接触状態にて停止すると、その後、回転角度を制御するために、パルスパターンプレート１５３を第１作動方向に回転させても、一回転しない限り、第１〜第３接点ブラシ１５５〜１５７が初期化領域３０１まで到達することはない。

同様に、第１〜第３接点ブラシ１５５〜１５７が、作動範囲のうち初期化領域３０１の図示右側の領域にて停止すると、その後、回転角度を制御するためにパルスパターンプレート１５３を第１作動方向に回転させても、３６０度回転しない限り、第１〜第３接点ブラシ１５５〜１５７が初期化領域３０１まで到達することはない。

ここで、出力軸１２７の回転により可動部材（これは、例えば、エアミックスドア、吹出口モード切替ドア等である。）を駆動する場合、出力軸１２７及び可動部材をリンクするリンク機構の構成によっては、パルスパターンプレート１５３を３６０度回転させることが不可能な場合も考えられる。

一方、リンク機構に構成上、パルスパターンプレート１５３が３６０度回転可能に構成されているものであっても、パルスパターンプレート１５３が３６０度回転しても、可動部材が３６０度回転するとは限らない。

例えば、パルスパターンプレート１５３が３６０度回転したときに、可動部材が９０度回転するように構成されているとき、パルスパターンプレート１５３が３６０度回転したときに、イニシャライズパターンの２相のパルス信号が発生するものの、可動部材が正規の原点位置に到達していないことになる。

以上のように、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７が原点位置設定ＮＧ停止範囲に接触状態にて停止すると、イニシャライズパターンのパルス信号が発生しなくなったり、可動部材が正規の原点位置に到達しなくなったりして、原点位置を検出できず、原点位置設定が完了できなくなる可能性がある。

本発明は、上記点に鑑み、電動モータの停止位置に関わらず、原点位置を確実に検出できるようにした電動アクチュエータシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電動モータ（１１０）と、電動モータの回転に応じて、パルス信号を発生するパルス発生部（１５８）と、を備え、パルス発生部から発生されるパルス信号に基づき、回転軸の回転角度を検出するとともに、この検出される回転角度に基づき、回転軸の回転角度を制御する電動アクチュエータシステムであって、パルス発生部が、電動モータの回転に応じて、回転角度の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するようになっており、電動モータを一方向に回転させたときに、初期化パターンのパルス信号が検出不能であるか否かを判定する判定手段（Ｓ１１０）と、初期化パターンのパルス信号が検出不能であると判定手段が判定したとき、電動モータを他方向に回転させる逆転手段（Ｓ１２０）と、を備えることを特徴としている。

これにより、逆転手段により電動モータを他方向に回転させれば、電動モータの停止位置に関わらず、初期化パターンのパルス信号を確実に検出できる。これに伴い、電動モータの停止位置に関わらず、原点位置を確実に検出することが可能になる。

具体的には、請求項２に記載の発明のように、電動モータを機械的に停止させるストッパ部（５ａ、５ｂ）を備えており、判定手段は、パルス発生部から発生されるパルス信号に基づき、電動モータがストッパ部により停止されたか否かを判定することにより、初期化パターンのパルス信号が検出不能であるか否かを判定するように構成してもよい。

ここで、ストッパ部としては、請求項３に記載の発明のように、回転角度の制御範囲以外の位置で電動モータを停止させるように配置されていることが好ましい。

特に、請求項４に記載の発明のように、ストッパ部としては、回転角度の制御範囲の両側の位置で電動モータを停止させるように配置することが好ましい。

この場合、一方のストッパ部により初期化パターンのパルス信号が検出不能であると判定して電動モータを他方向に回転させたとき、何らかの原因で（例えば、異物の混入などにより）初期化パターンのパルス信号が検出不能である場合であっても、他方のストッパ部により電動モータを停止させて電動モータを逆回転させれば、初期化パターンのパルス信号を検出することが可能になる。

すなわち、他方のストッパ部により電動モータを停止させて電動モータを逆回転させれば、原点位置を検出することが可能になる。

さらに、請求項５に記載の発明のように、判定手段は、ストッパ部を用いるのではなく、電動モータを一方向に一定期間、回転させても、初期化パターンのパルス信号を検出できなかったとき、初期化パターンのパルス信号が検出不能であると判定するようにしてもよい。

この場合、ストッパ部を設けることなく、初期化パターンのパルス信号が検出不能であると判定することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１に、本発明に係る電動アクチュエータが適用された車両用空調装置の一実施形態を示す。

本実施形態では、電動アクチュエータがエアミックスドア１の駆動装置に適用されており、エアミックスドア１とは、図１の車両用空調装置において、エンジン２の冷却水を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータコア３を迂回して流れる風量を調節することにより室内に吹き出す空気の温度を調節するものである。

なお、ヒータコア３及び蒸発器４等の熱交換器やエアミックスドア１等は樹脂製の空調ケーシング５内に収納されており、電動アクチュエータは、空調ケーシング５にネジ等の締結手段により固定されている。

次に、本実施形態の電動アクチュエータについて、図２、図３を用いて説明する。

図２は電動アクチュエータ１００の外観図であり、図３は電動アクチュエータ１００の構成図である。そして、図３中、直流モータ１１０は車両に搭載されたバッテリ（図示せず）から電力を得て回転するものであり、減速機構１２０は直流モータ１１０から入力された回転力を減速してエアミックスドア１に向けて出力する変速機構である。なお、以下、直流モータ１１０及び減速機構１２０等の回転駆動する機構部を駆動部１３０と呼ぶ。

ここで、減速機構１２０は、直流モータ１１０の出力軸１１１に圧入されたウォーム１２１、このウォーム１２１と噛み合うウォームホィール１２２、及び複数枚の平歯車１２３、１２４からなる歯車列であり、出力側に位置する最終段歯車（出力側歯車）１２６には、出力軸１２７が設けられている。

なお、ケーシング１４０は駆動部１３０を収納するととともに、後述する接点ブラシ（電気接点）１５５〜１５７が固定されたケーシングである。

また、減速機構１２０のうち、直流モータ１１０により直接駆動される入力歯車（ウォーム１２１）より出力側（出力軸１２７）には、図３〜図５、図１３（特に、図１３）に示すように、パルスパターンプレート１５３が設けられており、このパルスパターンプレート１５３は、上記のの欄で説明したパルスパターンプレート１５３と同一である。

一方、ケーシング１４０側には、銅系導電材料製の第１〜３接点ブラシ（電気接点）１５５〜１５７が樹脂一体成形後に取り付けられており、第１〜第３接点ブラシ１５５〜１５７は、上記のの欄で説明した第１〜第３接点ブラシ１５５〜１５７と同一である。

なお、本実施形態では、第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７とパルスパターンプレート１５３との接点を２点以上（本実施形態では、４点）とすることにより、第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７と導電部１５１ａ、１５２ａ、１５４ａとの電気接続を確実なものとしている。

ここで、図２に示すように、出力軸１２７には、エアミックスドア１を揺動させるリンクレバー１６０が圧入固定されているとともに、空調ケーシング５には、ストッパ５ａ、５ｂが設けられている。

ここで、ストッパ５ａ、５ｂは、突起するように成型されて、リンクレバー１６０を衝突させて停止させるものであって、出力軸１２７の回転角度を制御する作業範囲以外で、直流モータ１１０を機械的に停止させるように配置されており、ストッパ５ａ、５ｂは、当該作業範囲の両側にそれぞれ位置する。そして、ストッパ５ａ、５ｂは、後述するように、イニシャライズパターンのパルス信号の検出不能か否かの判定に用いられる。

なお、図２中の符号Ｎは、ケーシング１４０を空調ケーシング５に取り付けるためのネジである。

次に、電動アクチュエータ１００の概略作動について図６、図７を用いて説明する。

図６は、電動アクチュエータ１００の電気制御回路２００Ａを示す模式図であり、この電気制御回路２００Ａは、モータ駆動回路２１０、定電圧回路２１１、パルス信号検知回路２２０、記憶回路２３０、およびＣＰＵ（中央演算装置）２４０Ａから構成されている。

モータ駆動回路２１０は、ＣＰＵ２４０Ａにより制御されて、直流モータ（Ｍ）１１０に駆動電圧を出力するものであり、定電圧回路２１１は、バッテリから給電されて一定電圧を回路２１０、２２０、２３０、２４０Ａなどに出力するものである。

パルス信号検知回路２２０は、パルスパターンプレート１５３で発生するパルス信号を検出するものであり、記憶回路２３０は、ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）、ＲＡＭなどから構成されて、ＣＰＵ２４０Ａの処理に伴うデータを記憶するとともに、コンピュータプログラムを記憶する。

ＣＰＵ２４０Ａは、パルス信号検知回路２２０介して入力されるパルス信号に基づき、直流モータ１１０の回転角度を制御する制御処理を実行する。またＣＰＵ２４０Ａは、後述するように、直流モータ１１０を一方向に回転させてイニシャライズパターンのパルス信号を検出不能と判定したとき、直流モータ１１０を逆回転させてイニシャライズパターンのパルス信号を検出するための処理を実行する。

また、直流モータ１１０が回転して出力軸１２７（パルスパターンプレート１５３）が回転して、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７が回転検出領域３００に接触している状態では、上記のの欄で説明したパルスパターンプレート１５３の場合と同様に、第１、２接点ブラシ１５５、１５６には、図７に示すように、直流モータ１１０が所定角度回転する毎に角度検出パターンのパルス信号が発生する。

そこで、ＣＰＵ２４０Ａが、パルス信号検知回路２２０介して入力されるパルス信号を数えることにより出力軸１２７の回転角度を検出することができる。

さらに、直流モータ１１０が回転して出力軸１２７（パルスパターンプレート１５３）が回転して、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７が初期化領域３０１に接触している状態では、第１、２接点ブラシ１５５、１５６には、直流モータ１１０の角度回転に応じて、上記のの欄で説明したイニシャライズパターンの２相のパルス信号と同様の２相のパルス信号が発生する（「００」→１１」→「００」））。

そして、ＣＰＵ２４０Ａが、パルス信号検知回路２２０を介してイニシャライズパターンの２相のパルス信号を検出すると、モータ駆動回路２１０により直流モータ１１０への給電を停止することにより、直流モータ１１０の回転を電気的に規制する。

これに伴い、ＣＰＵ２４０Ａが、このイニシャライズパターンの２相のパルス信号を検出した位置を原点位置として記憶し、その後は、バッテリが外れた場合及びパルス信号に異常が発生した場合を除き、原点位置から１パルスずれた位置を作動基準として直流モータ１１０の回転角度を制御する。

以下、イニシャライズパターンの２相のパルス信号を検出した場合には、直流モータ１１０の回転を電気的に規制するとともに、イニシャライズパターンの２相のパルス信号を検出した位置を原点位置として記憶し、その原点位置からずれた作動基準を設定する行為を「初期位置設定」と呼ぶ。

以上の説明から明らかなように、本実施形態でも、図１４に示す構成と同様に、第１〜第３接点ブラシ１５５、１５６、１５７とパルスパターンプレート１５３とにより出力軸１２７が所定角度回転する毎にパルス信号を発するスイッチ手段１５８ａ〜１５８ｃを含むパルス発生器１５８（図６参照）を構成することになる。

ここで、スイッチ手段１５８ａ、１５８ｂは、接点ブラシ１５５、１５６と第１、２パルスパターン１５１、１５２とによって構成されるもので、定電圧回路（電源回路）およびグランドの間で並列的に配設され、電動直流モータ１１０の回転に基づき、個々にスイッチング（オン、オフ）してパルス信号を発生する。

そして、スイッチ手段１５８ｃは、第３接点ブラシ１５７（接点ブラシ１５７の一端部はグランドに電気的に繋がっている）とコモンパターン１５４とにより構成されるもので、スイッチ手段１５８ａ、１５８ｂとグランドとの間で、電動直流モータ１１０の回転に基づき、スイッチングすることになる。

また、第１パルスパターン１５１の位相と第２パルスパターン１５２の位相とがずれているため、パルス発生器１５８では、第１パルスパターン１５１と第１接点ブラシ１５５とにより発生するパルス信号（以下、このパルス信号をＡ相パルスと呼ぶ。）と、第２パルスパターン１５２と第２接点ブラシ１５６とにより発生するＡ相パルス対して位相のずれたパルス信号（以下、このパルス信号をＢ相パルスと呼ぶ。）とが発生する。

このため、本実施形態では、Ａ相パルス及びＢ相パルスのうちいずれの信号が先にパルス信号検知回路２２０を介してＣＰＵ２４０Ａに入力されるかによって、直流モータ１１０（出力軸１２７）の回転方向を検出している。

次に、本実施形態の作動について図８、図９を用いて説明する。図８は、直流モータ１１０の初期位置設定処理を示すフローチャートである。

例えば、ＣＰＵ２４０Ａは、記憶回路２３０に記憶されるフラグに基づき、バッテリを接続後にて初めてイグニッションスイッチ（これは、直流モータ１１０に電力を供給することを許可する始動許可スイッチをなすものである）が投入されたと判定したとき、図８に示すフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムの実行を開始する。

先ず、モータ駆動回路２１０により第１作動方向に直流モータ１１０を回転させる（Ｓ９０）。その後、イニシャライズパターン（初期化パターン）のパルス信号をパルス信号検知回路２２０を介して検出したとき、Ｓ１００の判定にてＹＥＳと判定して初期位置設定を行う。

また、イニシャライズパターンのパルス信号をパルス信号検知回路２２０を介して検出されなかったとき、Ｓ１００の判定でＮＯと判定して、その後、パルス信号検知回路２２０を介して入力されるＡ相、Ｂ相のパルス信号の振幅の変化がそれぞれ停止されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。

ここで、パルス信号検知回路２２０を介して入力されるＡ相、Ｂ相のパルス信号のうち一方のパルス信号の振幅が一定期間に亘り一定であるとき、Ａ相、Ｂ相のパルス信号の振幅の変化がそれぞれ停止されたとして、ストッパ５ｂにレバー１６０が衝突したと判定する。

このとき、イニシャライズパターンのパルス信号を検出不能と判定して、モータ駆動回路２１０によって第２作動方向（これは、第１作動方向とは逆方向である）に直流モータ１１０を回転させる（Ｓ１２０）（図９参照）。

その後、イニシャライズパターン（初期化パターン）のパルス信号をパルス信号検知回路２２０を介して検出したとき、Ｓ１３０の判定にてＹＥＳと判定して初期位置設定を行う。

また、イニシャライズパターンのパルス信号を検出できないとして、Ｓ１３０の判定にてＮＯと判定されたときでも、Ａ相、Ｂ相のパルス信号の振幅の変化がそれぞれ停止されない限り、第２回転方向回転処理（Ｓ１２０）、イニシャライズパターン検出判定処理（Ｓ１３０）、および、パルス変化判定処理（Ｓ１４０）を繰り返す。

その後、例えば、異物の混入等によりイニシャライズパターンのパルス信号を検出できずＳ１３０の判定にてＮＯと判定され、Ａ相、Ｂ相のパルス信号の振幅の変化がそれぞれ停止したときには、ストッパ５ａにレバー１６０が衝突したとして、Ｓ１４０でＹＥＳと判定する。

この場合、第１作動方向回転処理（Ｓ９０）に戻るため、再度、第１作動方向に直流モータ１１０を回転させて、イニシャライズパターンのパルス信号の検出（原点位置の検出）を試みることになる。

以上のような処理において、初期位置設定の実行後にて、パルス信号検知回路２２０を介して入力されるＡ相、Ｂ相のパルス信号に基づいて、エアミックスドア１の開度が目標位置（目標回転角）となるように直流モータ１１０を制御することになる。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

すなわち、本実施形態では、直流モータ１１０と、直流モータ１１０の回転に応じてパルス信号を発生するパルス発生器１５８と、を備え、ＣＰＵ２４０Ａは、パルス発生器１５８から発生されるパルス信号をパルス信号検知回路２２０を介して検出するとともに、この検出されるパルス信号に基づき回転軸１２７の回転角度を検出し、かつ、この検出回転角度に基づき、回転軸の回転角度を制御する。

ここで、パルス発生器１５８が、直流モータ１１０の回転に応じて、回転角度の原点位置を示すイニシャライズパターンのパルス信号を発生するようになっており、直流モータ１１０を一方向に回転させたときに、ＣＰＵ２４０Ａが、イニシャライズパターンのパルス信号が検出不能であると判定した場合には、直流モータ１１０を他方向に回転させる。

これにより、直流モータ１１０を他方向に回転させれば、直流モータ１１０の停止位置に関わらず、イニシャライズパターンのパルス信号を確実に検出することができる。これに伴い、直流モータ１１０の停止位置に関わらず、原点位置を確実に検出して、初期位置設定を確実に完了することが可能になる。

また、本実施形態では、ストッパ５ａ、５ｂを用いて、作動範囲以外の位置にてその範囲の両側で直流モータ１１０を停止させている。そして、第１作動方向に直流モータ１１０を回転させても、イニシャライズパターンのパルス信号を検出できないときには、第２作動方向に直流モータ１１０を回転させているものの、それでも、イニシャライズパターンのパルス信号を検出できないときには、第１作動方向に直流モータ１１０を回転させて、イニシャライズパターンのパルス信号の検出を試みることになる。

このように、第２作動方向に直流モータ１１０を回転させているときに、異物の混入などの何らかの原因で、イニシャライズパターンのパルス信号が発生せずそのパルス信号を検出できないときでも、第１作動方向に直流モータ１１０を回転させて、イニシャライズパターンのパルス信号の検出を試みる。このため、原点位置設定、ひいては、初期位置設定をより確実に行うことができる。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、ストッパ５ａ、５ｂの一方にレバー１６０が衝突したか否かを判定することにより、イニシャライズパターンのパルス信号が検出不能であるか否かを判定する例について説明したが、本第２実施形態では、これに代えて、ストッパ５ａ、５ｂを用いずに、イニシャライズパターンのパルス信号が検出不能であるか否かを判定する。
この場合、ＣＰＵ２４０Ａは、次のように、初期位置設定処理を実行する。そして、ＣＰＵ２４０Ａは、図８に代わる図１０にしたがって、コンピュータプログラムの実行を開始する。

すなわち、モータ駆動回路２１０により第１作動方向に直流モータ１１０を回転させて（Ｓ９０）、予め決められる所定時間に亘り、イニシャライズパターンのパルス信号をパルス信号検知回路２２０を介して検出できなかったとき、イニシャライズパターンのパルス信号を検出不能と判定する（Ｓ２１０）。

これに伴い、モータ駆動回路２１０によって第２作動方向に直流モータ１１０を回転させる（Ｓ１２０）。その後、予め決められる所定時間内にて、イニシャライズパターンのパルス信号をパルス信号検知回路２２０を介して検出したとき、Ｓ１３０の判定にてＹＥＳと判定して初期位置設定を行う。

また、第２作動方向に直流モータ１１０を回転後、所定時間内にて、異物の混入等の何らかの原因でイニシャライズパターンのパルス信号が発生せず、イニシャライズパターンのパルス信号を検出できなかったとき、第１作動方向回転処理（Ｓ９０）に戻るため、上述の第１実施形態と同様に、再度、第１作動方向に直流モータ１１０を回転させて、イニシャライズパターンのパルス信号の検出（原点位置の検出）を試みることになる。なお、図１０において、図８と同一符号は、同一処理を示す。

以上説明したように本実施形態によれば、ストッパ５ａ、５ｂを用いずに、イニシャライズパターンのパルス信号が検出不能であるか否かを判定して、原点位置設定、ひいては、初期位置設定を行うことができる。

この場合、ストッパ５ａ、５ｂを設ける必要が無くなるので、電動アクチュエータ１００およびエアミックスドア１をリンクするためのリンク機構の自由度が増す。

（第３実施形態）
本実施形態は、図１１に示すように、複数個の電動アクチュエータ１００及び制御装置をデータ通信によるネットワークで繋ぎ、電気配線の本数を減少させた電動アクチュエータシステムに本発明を適用したものである。

なお、通信ラインには、所定のプロトコルで定められた手順に従って複数の電動アクチュエータ１００を制御するためのデータ信号及びパルス数に関するデータ信号がＣＰＵと各電動アクチュエータ１００との間で授受されており、複数の電動アクチュエータ１００は通信ラインを介して送信されるデータ信号に基づいて作動する。

（第４実施形態）
上述の第１実施形態では、ストッパ５ａ、５ｂとしては空調ケーシング５に設ける例について説明したが、これに限らず、本第４実施形態では、電動アクチュエータ１００のケーシング１４０に２つの突起部をストッパ５ａ、５ｂとして設けるようにしてもよい。

また、これに代えて、電動アクチュエータ１００内の出力ギアに突起部をストッパ５ａ、５ｂとして設けるようにしてもよい。或いは、リンクレバー１６０に連結される従動リンク、や、エアミックスドア１で、直流モータ１１０を停止させるストッパ５ａ、５ｂを設けるようにしてもよい。

（その他の実施形態）
上述の第１実施形態では、ＣＰＵ２４０が、バッテリを接続後にて初めてイグニッションスイッチが投入されたと判定したとき、初期位置設定処理を実行する例について説明したが、これに限らず、Ａ相、Ｂ相のパルス信号の一方に、パルス飛びなどのパルス異常が生じたとき、初期位置設定処理を実行するようにしてもよい。

例えば、Ａ相、Ｂ相のパルス信号が規則正しく発生しているか否かを判定し、Ａ相、Ｂ相のパルス信号のうち一方のパルス信号が規則正しく発生していないと判定したとき、パルス異常が生じたとして、その後、イグニッションスイッチが投入されたと判定したときに、初期位置設定処理を実行する。

上述の第１実施形態では、直流モータ１１０の回転を電気的に規制して停止させた位置を原点位置として記憶し、その後は、原点位置からずれた位置を作動基準として直流モータ１１０を制御したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば原点位置を作動基準としてもよい。

上述の第１実施形態では、摺動接点方式の位置検出装置を例に本発明を説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光学式のエンコーダ等のその
他の位置検出装置にも適用することができる。

上述の第１実施形態では、出力軸１２７にパルス発生器１５８を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばパルス発生器１５８（パルスプレート１５３）用にさらに減速した回転部を設けパルス信号を発生させてもよい。

上述の第１実施形態では、両パルスパターン１５１、１５２より内周側に設けられたコモンパターン（共通導電部パターン）１５４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、両パルスパターン１５１、１５２より外周側にコモンパターン１５４を設ける、又は両パルスパターン１５１、１５２間にコモンパターン１５４を設ける等してもよい。

上述の実施形態では、二つのストッパ５ａ、５ｂを設けるようにした例について説明したが、これに代えて、ストッパを１つだけ設けるようにしてもよい。

上述の実施形態では、車両用空調装置に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。

車両用空調装置の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータの外観図である。 本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータの模式図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態に係るパルスプレートの正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータの制御回路を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータのパルス信号を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータの制御フローチャートである。 第１実施形態に係るパルスパターンプレートの拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る電動アクチュエータの制御フローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る電動アクチュエータシステムの模式図である。 パルスパターンプレートを示す図である。 パルスパターンプレートの部分拡大図である。 電動アクチュエータの制御回路を示す模式図である。

符号の説明

１００…電動アクチュエータ、１１０…直流モータ、１２０…減速機、
１２７…出力軸、１５１…第１パルスパターン、
１５２…第２パルスパターン、１５３…パルスパターンプレート、
１５４…コモンパターン、１５５…第１ブラシ、１５６…第２ブラシ、
１５７…第３ブラシ、２２０…パルス信号検知回路、２４０Ａ…ＣＰＵ。

Claims (5)

1. 電動モータ（１１０）と、
   前記電動モータの回転に応じて、パルス信号を発生するパルス発生部（１５８）と、を備え、
   前記パルス発生部から発生されるパルス信号に基づき、回転軸の回転角度を検出するとともに、この検出される回転角度に基づき、前記回転軸の回転角度を制御する電動アクチュエータシステムであって、
   前記パルス発生部が、前記電動モータの回転に応じて、前記回転角度の原点位置を示す初期化パターンのパルス信号を発生するようになっており、
   前記電動モータを一方向に回転させたときに、前記初期化パターンのパルス信号が検出不能であるか否かを判定する判定手段（Ｓ１１０）と、
   前記初期化パターンのパルス信号が検出不能であると前記判定手段が判定したとき、前記電動モータを他方向に回転させる逆転手段（Ｓ１２０）と、を備えることを特徴とする電動アクチュエータシステム。
2. 前記電動モータを機械的に停止させるストッパ部（５ａ、５ｂ）を備えており、
   前記判定手段は、前記パルス発生部から発生されるパルス信号に基づき、前記電動モータが前記ストッパ部により停止されたか否かを判定することにより、前記初期化パターンのパルス信号が検出不能であるか否かを判定すること特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータシステム。
3. 前記ストッパ部は、前記回転角度の制御範囲以外の位置で前記電動モータを停止させるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電動アクチュエータシステム。
4. 前記ストッパ部は、前記回転角度の制御範囲の両側の位置で前記電動モータを停止させるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電動アクチュエータシステム。
5. 前記判定手段は、前記電動モータを一方向に一定期間、回転させても、前記初期化パターンのパルス信号を検出できなかったとき、前記初期化パターンのパルス信号が検出不能であると判定すること特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータシステム。

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