JP2006273032A - 電動アクチュエータシステム、車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転角度の作動範囲を製品毎に判別する
【解決手段】 車両用空調装置は、回転軸１２７を回転する電動モータ１１０と、電動モータ１１０の回転に基づいて、Ａ相、Ｂ相パルス信号を発生するパルスパターンプレート１５３とを備え、Ａ相、Ｂ相パルス信号に基づいて、回転軸１２７の回転角度を制御するようになっており、電子制御装置３３０は、パルスパターンプレート１５３から発生されるイニシャライズパターンのパルス信号に基づいて回転角度の原点位置を判別し、原点位置を基準として電動モータ１１０を一方向に回転させるときにＡ相、Ｂ相パルス信号に基づいて回転軸１２７の作動範囲の一側端を判別し（ステップＳ３４０）、また電動モータ１１０を他方向に回転させるときに、Ａ相、Ｂ相パルス信号に基づいて作動範囲の他側端を判別する（ステップＳ４００）。したがって、作動範囲の一側端および他側端が判別される。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、電動アクチュエータシステムおよび車両用空調装置に関する。

従来、車両用空調装置に適用される電動アクチュエータシステムにおいて、室内空調ユニット内の各種のドアを回転駆動するために適用され、ドアを回転駆動する電動モータと、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器と、パルス発生器からのパルス信号に応じてドアを目標位置まで回転させる電子制御装置とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいては、電動モータの回転軸に固定されて回転軸の回転力をドアに伝えるリンクレバーを備えており、リンクレバーが作動範囲の限界点まで回転するとリンクレバーをストッパーが機械的に停止させるようになっている。

ここで、ストッパーがリンクレバーを停止させる場合には、ストッパーに撓みが生じる。そして、ストッパーの撓み量θは、電動モータの回転トルクなどにより異なるため、電子制御装置は、撓み量θを、電動モータへの印加電力に基づいて算出する。

これに伴い、電子制御装置は、ストッパーにより停止されたリンクレバーの停止位置に対して、撓み量θを加味して位置調整してリンクレバーの原点位置を設定する。そして、電子制御装置は、この設定される原点位置を基準として一定角度を作動範囲として推定して、この作動範囲内にて電動モータの回転角度を制御する。したがって、ドアの絶対的な回転角度を示す信号を発生するパルス発生器を用いなくても、リンクレバー、ひいては、ドアを目標位置まで回転させることができる。
特開２００４−２３７８００号公報

ところで、上述の特許文献１には、原点位置の設定については記載されているものの、原点位置を基準とする作動範囲の設定について記載されていない。

そこで、本発明者等は、作動範囲の設定について着目して鋭意検討したところ、次のような問題点が分かった。

すなわち、上述の如く、ストッパーを基準にして原点位置を設定してその原点位置を基準として一定角度の範囲を作動範囲として設定して、その作動範囲内でリンクレバーを回転させることが考えられる。

ここで、ドア（すなわち、リンクレバー）の暴走を未然に防止するために、図１に示すように、二つのストッパー（図２中符号５ａ、５ｂ）を採用してこれら二つのストッパーの間でリンクレバー（図２中符号１６０）を回転させる場合、室内空調ユニットの寸法バラツキが原因でストッパーの位置ずれが生じて、不具合が生じる可能性がある。

すなわち、製造工程にて生じる寸法バラツキが原因でリンクレバーの作動範囲が製品によって異なるようになり、上述の如く、一方のストッパーを基準にして原点位置（すなわち、作動範囲）を設定してリンクレバーを回転させると、他方のストッパーの位置ずれが原因で、リンクレバーを予め決められる一定角度内で回転させているにも関わらず、リンクレバーが他方のストッパーに衝突する可能性がある。

以上のように寸法バラツキが原因でリンクレバーによるストッパーへの衝突が多数行われると、リンクレバー、ストッパーの損傷を招く可能性がある。

本発明は、上記点に鑑み、製品によって作動範囲にバラツキが生じるようになっていても、回転角度を良好に制御可能である電動アクチュエータシステムおよび車両用空調装置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、
回転軸（１２７）を作動範囲内で回転する電動モータ（１１０）と、
前記電動モータの回転に基づいて、パルス信号を発生するパルス発生手段（１５５〜１５７、１５３）と、を備え、
前記パルス発生手段から発生されるパルス信号に基づいて、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、
前記回転軸が前記回転角度の原点位置に位置する場合には、前記パルス発生手段は、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ものであり、
前記パルス発生手段から発生される初期化パターンのパルス信号に基づいて前記回転角度の原点位置を判別する第１の判別手段（Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１５０）と、
前記原点位置を基準として前記電動モータを一方向に回転させるときに、前記パルス発生手段から出力されるパルス信号に基づいて前記回転軸の作動範囲の一側端を判別する第２の判別手段（Ｓ３４０〜Ｓ３６０）と、
前記電動モータを他方向に回転させるときに、前記パルス発生手段からのパルス信号に基づいて前記作動範囲の他側端を判別する第３の判別手段（Ｓ４００〜Ｓ４２０）と、
を備えることを特徴とする。

したがって、請求項１に記載の発明によれば、第２、第３の判別手段により、作動範囲の一側端および他側端が判別されるため、作動範囲を製品毎に判別することができる。このため、この判別される作動範囲内で電動モータを回転制御すれば、製品によって作動範囲にバラツキが生じるようになっていても、回転角度を良好に制御可能である。

ここで、請求項２に記載の発明のように、前記作動範囲の一側端まで前記回転軸が回転すると、前記回転軸を機械的に停止させる第１の停止手段（５ｂ）と、
前記作動範囲の他側端まで前記回転軸が回転すると、前記回転軸を機械的に停止させる第２の停止手段（５ａ）と、を備えており、
前記第１の停止手段により停止される前記回転軸の位置を前記作動範囲の一側端として前記第２の判別手段が判別し、
前記第２の停止手段により停止される前記回転軸の位置を前記作動範囲の他側端として前記第３の判別手段が判別することが必要である。

また、請求項３に記載の発明によれば、前記作動範囲内のち原点位置以外の領域を前記回転軸が回転しているときには、前記パルス発生手段は、前記初期化パターンとは異なるパルスパターンのパルス信号を発生するようになっていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明の如く、請求項１ないし３のうちいずれか１つに記載の電動アクチュエータシステムを車両用空調装置に適用して、
回転可能に支持されるドア（３１３）を有して、このドアの回転に応じて車室内に空調風を吹き出す室内空調ユニット（３００）を備えており、
前記ドアは前記回転軸を介して前記電動モータにより回転されるようになるように構成してもよい。

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）
第１実施形態は、本発明に係る電動アクチュエータシステムを車室内の空気調和を行う車両用空調装置３００に適用したものであり、以下に、車両用空調装置３００の概略について図１を用いて説明する。

車両用空調装置３００は、計器盤内に収納された空調ケース３０５を備えており、空調ケース３０５内において、内外気切換ドア３０７が、電動アクチュエータ３１９による駆動のもとに第１切換位置（図に実線で示す位置）に切り替えられて、空調ケース３０５内にその外気導入口３０５ａから外気を流入させる一方、第２切換位置（図に破線で示す位置）に切り替えられて、空調ケース３０５内にその内気導入口３０５ｂから車室３０３内の空気（内気）を流入させる。

そして、ブロワ３０９は、駆動回路３２１により駆動されるブロワモータ３２３の回転速度に応じて、外気導入口３０５ａからの外気または内気導入口３０５ｂからの内気を空気流としてエバポレータ３１１に送風し、エバポレータ３１１は、そのブロワ３０９から吹き出される空気流を、公知の冷凍サイクルの作動によって循環する冷媒により冷却する。

また、エアミックスドア３１３は、電動アクチュエータ３２５により回転駆動されて、エバポレータ３１１から吹き出される冷却空気流をヒータコア３１５に流入される気流とヒータコア３１５をバイパスする気流（以下、バイパス冷却気流という）とに分ける。

ここで、ヒータコア３１５に流入される気流は、ヒータコア３１５内のエンジン冷却水（温水）により加熱されるので、ヒータコア３１５から温風が吹き出されることになる。これに伴い、ヒータコア３１５から吹き出される温風がバイパス冷却気流と混合されて吹出口切換ドア３１７に向けて流動されることになる。 温風とバイパス冷却気流との混合比ＳＷ（％）は、エアミックスドア３１３の開度により決められることになる。

また、吹出口切換ドア３１７は、電動アクチュエータ３２７による駆動のもとに、フェイスモード時に第１切換位置（図に一点鎖線で示す位置）に切り換えられて、吹出口３０５ｃから車室３０３の乗員上半身に向けて空気を吹き出させ、フットモード時に第２切換位置（図に破線で示す位置）に切り換えられて、吹出口３０５ｄから車室３０３の乗員足元に向けて空気を吹き出させ、またバイレベルモード時に第３切換位置（図に実線で示す位置）に切り換えられて、両吹出口３０５ｃ、３０５ｄから空気を吹き出させる。

電子制御装置３３０は、車室内の空気状態を制御するため空調制御手段であって、車室３０３内の室内温度Ｔｒを検出する内気温センサ３３１、車室３０３内に照射される日射強度Ｔｓを検出する日射センサ３３２、車室外の外気温度Ｔａｍを検出する外気温センサ３３３、制御目標となる車室内の設定温度Ｔｓｅｔを乗員が設定するための温度設定器（温度設定手段）３３４、等からの出力信号を読み込む。

そして、電子制御装置３０は、Ｔｒ、Ｔｓ、Ｔａｍ、Ｔｓｅｔを予め記憶される数式１に代入して必要吹き出し温度ＴＡＯを求め、この必要吹き出し温度ＴＡＯを基づき電動アクチュエータ３２７およびブロワモータ３２３を制御する。なお、Ｋｅｓｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは、各センサの出力信号のそれぞれゲインで、Ｃは定数である。

ＴＡＯ＝Ｋｅｓｔ・Ｔｓｅｔ−Ｋｒ・Ｔｒ
−Ｋａｍ・Ｔａｍ−Ｋｓ・Ｔｓ＋Ｃ……（数式１）
なお、ＴＡＯは、車室内の環境変化に関わらず、室内温度Ｔｒを設定温度Ｔｓｅｔに維持するための吹き出し空気温度である。

また、電子制御装置３３０は、走行用エンジンを冷却する冷却水の温度Ｔｈを検出する水温センサ３３５、エバポレータ３１１から吹き出される冷風の温度（出口温度）Ｔｅを検出する出口温センサ３３６等からの出力信号を読み込むとともに、Ｔｅ、Ｔｈ、ＴＡＯを予め記憶される数式２に代入してエアミックスドア３１３の目標開度ＳＷ（％）を求める。

ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｈ−Ｔｅ）｝×１００……（数式２）
電子制御装置３３０は、目標開度ＳＷ（％）にエアミックスドア３１３の検出開度を目標開度に近づけるように電動アクチュエータ３２５を制御する。検出開度は、電動アクチュエータ３２５に内蔵される開度センサ３２７によって検出されるものである。

ここで、電動アクチュエータ３１９、３２５、３２７は、通信ラインを通して電子制御装置３３０により制御されており、以下、電動アクチュエータ３１９、３２５、３２７について説明する。

但し、電動アクチュエータ３１９、３２５、３２７は、それぞれ実質的に同様な構造であるため、電動アクチュエータ３２５を代表にとりその構造について図２〜図７を参照して述べる。

図２は電動アクチュエータ３２５の外観図であり、図３は電動アクチュエータ３２５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３１３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、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３〜６（特に、図６参照）に示すように、パルスパターンプレート１５３が設けられている。

パルスパターンプレート１５３は、出力軸１２７と一体的に回転するように構成されて、図４（ａ）に示すように、径方向に並べられる第１、２パルスパターン１５１、１５２およびコモンパターン１５４から構成されている。

第１パルスパターン１５１は、図６に示すように、円周方向に交互に並んだ導電部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んだ導電部１５２ａ及び非導電部１５２ｂからなる。そして、コモンパターン１５４は、図４（ａ）に示すように、第１、２パルスパターン１５１、１５２により内側に設けられており、コモンパターン１５４は、導電部１５４ａ及び非導電部１５４ｂからなる。

ここで、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４００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、回転検出領域４００内のコモンパターン１５４は、図４（ａ）に示すように、導電部１５４ａだけから成る。

このような回転検出領域４００は、後述するように、回転角度の検出に用いるパルス信号のパターンを生成するために用いられている。

また、パルスパターンプレート１５３のうち領域４００以外の扇子状の初期化領域４０１では、第１、２パルスパターン１５１、１５２は、それぞれ、導電部１５１ａ、１５２ａだけから成り、コモンパターン１５４は、非導電部１５４ｂを円周方向から２つの導電部１５４ａで挟むように構成されている。

このような初期化領域４０１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。

ここで、第１、２パルスパターン１５１、１５２において、互いの導電部同士は電気的に繋がっている。さらに、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１５１ａ、１５２ａ、１５４ａは、電気的に接続されている。

一方、ケーシング１４０側には、図３、図４に示すように、バッテリの正極側に接続された銅系導電材料製の第１〜３接点ブラシ（電気接点）１５５〜１５７が樹脂一体成形により固定されており、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されている。

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。

また、図２に示すように、出力軸１２７には、エアミックスドア３１３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３０５には、ストッパー５ａ、５ｂが設けられている。ストッパー５ａ、５ｂは、直流モータ１１０の回転の電気的な規制に失敗したときに、リンクレバー１６０を衝突させてモータの回転を停止させるのに用いられる。

次に、電動アクチュエータ３２５の概略作動について、図７を参照して説明する。

電動アクチュエータ３２５には、図７に示す電気制御回路２００が設けられており、電気制御回路２００は、バッテリから給電されて一定電圧を回路２１０、２２０、２３０、２４０などに出力する定電圧回路２１１、直流モータ１１０を駆動するモータ駆動回路２１０、後述するパルスパターンプレート１５３で発生する２相のパルス信号を検出するパルス信号検出回路２２０、各種制御情報を記憶するＥＥＰＲＯＭ等の入力された情報を電力の供給を受けることなく保持することができる記憶回路２３０、並びに、電子制御装置３３０との間で通信したり、モータ駆動回路２１０を制御したりするＣＰＵ（中央演算装置）２４０を有して構成されている。

そして、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４００に接触している状態では、第３接点ブラシ１５７が導電部１５４ａに接触しつつ、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）状態が相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、図８に示すように、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、このパルス信号を回転角度検出器２２０にて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４０１に接触している状態では、図９に示すように、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、互いの接触する通電（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、図９に示す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。

このイニシャライズパターンは、図８に示すように２相のパルス信号の振幅が交互に切り替わりパターンではなく、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ており、「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。

このようなイニシャライズパターンの２相のパルス信号をパルス信号検知回路２２０を介してＣＰＵ２４０が検出すると、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。そして、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を制御する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、第１、２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（パルス発生手段）１５８（図７参照）を構成することになる。

なお、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、電動モータ１１０の回転に基づき、個々に２相のスイッチング（オン、オフ）してパルス信号を発生する。 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ＣＰＵ２４０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、電子制御装置３３０による電動アクチュエータ３２５の制御処理について図１０、図１１を参照して説明する。図１０は、電動アクチュエータ３２５の原点位置を設定するための原点設定処理を示すフローチャートであり、図１１は、作動範囲を設定するための作動範囲設定処理を示すフローチャートである。

先ず、図１０の原点設定処理について説明すると、原点設定処理は、車載バッテリから初めて電源供給されたときに実行されるものであり、電子制御装置３３０は、車載バッテリから給電されると、図１０の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。

まず、電気制御回路２００のＣＰＵ２４０に対して時計回り方向に直流モータ１１０を回転させるように指令する（ステップＳ１００）。これに伴い、ＣＰＵ２４０が、モータ駆動回路２１０により時計回り方向に直流モータ１１０を回転させる。

これに伴い、パルスパターンプレート１５３からＡ相、Ｂ相パルス信号が出力され、これらＡ相、Ｂ相パルス信号がパルス信号検出回路２２０を介してＣＰＵ２４０で検出され、この検出されるＡ相、Ｂ相パルス信号が電子制御装置３３０に送信される。

このとき、電子制御装置３３０は、Ａ相、Ｂ相パルス信号に基づいて、エアミックスドア３１３（すなわち、リンクレバー１６０）が原点位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。その後、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ときには、エアミックスドア３１３が原点位置に到達したとしてＹＥＳと判定する。すなわち、Ａ相、Ｂ相パルス信号に基づいて原点位置を判別することになる。

これに伴い、電子制御装置３３０は、エアミックスドア３１３の現在位置を原点位置として内蔵メモリに記憶する。すなわち、内蔵メモリに構成される現在位置カウンタ（これは、エアミックスドア３１３の現在位置を示すカウンタ）のカウンタ値ＧＫを「０」に設定することになる（ステップＳ１２０）。

その後、電子制御装置３３０は、ＣＰＵ２４０に対して直流モータ１１０を停止させるように指令すると、ＣＰＵ２４０が、モータ駆動回路２１０から直流モータ１１０への給電を停止してその回転を停止させる。

一方、電子制御装置３３０は、イニシャライズパターンの２相のパルス信号を検出できなく、Ａ相、Ｂ相パルス信号の双方の信号レベルが一定期間以上同一状態になると、ステップＳ１３０でＹＥＳと判定する。これは、リンクレバー１６０がストッパー５ｂに衝突してエアミックスドア３１３が機械的に停止されたと判定されたことを意味する。

その後、電子制御装置３３０は、ＣＰＵ２４０に対して反時計回り方向に直流モータ１１０を回転させるように指令する（ステップＳ１４０）。これに伴い、ＣＰＵ２４０が、モータ駆動回路２１０により反時計回り方向に直流モータ１１０を回転させる。

これに伴い、パルスパターンプレート１５３からＡ相、Ｂ相パルス信号が出力され、電子制御装置３３０は、Ａ相、Ｂ相パルス信号に基づいて、エアミックスドア３１３（すなわち、リンクレバー１６０）が原点位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。その後、電子制御装置３３０が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ときには、エアミックスドア３１３が原点位置に到達したとしてＹＥＳと判定する。すなわち、Ａ相、Ｂ相パルス信号に基づいて原点位置を判別することになる。

これに伴い、ステップＳ１２０に移行して、電子制御装置３３０は、エアミックスドア３１３の現在位置を原点位置として内蔵メモリに記憶する。すなわち、
現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫを「０」に設定することになる。

一方、イニシャライズパターンの２相のパルス信号を検出できなく、Ａ相、Ｂ相パルス信号の双方の信号レベルが一定期間以上同一状態になると、電子制御装置３３０がステップＳ１６０でＹＥＳと判定する。これは、リンクレバー１６０がストッパー５ａに衝突してエアミックスドア３１３が停止されたと判定されたことを意味する。

一方、何らかの原因で誤作動が生じて、上述のＳ１００〜Ｓ１６０の処理で原点位置を判別できないときには、ステップＳ１６０でＹＥＳと判定して、ステップＳ１７０に移行する。そして、上述のＳ１００〜Ｓ１６０の処理を繰り替えして原点位置の判別を試みる。

以上のような原点設定処理によりエアミックスドア３１３の原点位置が設定されることになる。その後、電子制御装置３３０は、図１１の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。

但し、コンピュータプログラムは、エアミックスドア３１３が原点位置に位置して、上述の現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫが「０」に設定されているときに、実行される。

先ず、電子制御装置３３０が、エアミックスドア３１３の目標位置を予め決められる下限値ＭＩＮに設定するとともに（ステップＳ３００）、電気制御回路２００のＣＰＵ２４０に対して時計回り方向に直流モータ１１０を回転させるように指令する（ステップＳ３１０）。なお、下限値ＭＩＮは、ストッパー５ｂの正規の位置（すなわち、位置ずれが生じていない場合の位置）を示す値である。

これに伴い、ＣＰＵ２４０が、モータ駆動回路２１０により時計回り方向に直流モータ１１０を回転させる。この直流モータ１１０の回転に伴い、パルスパターンプレート１５３からＡ相、Ｂ相パルス信号が発生する。

そして、電子制御装置３３０が、パルスパターンプレート１５３から発生するＡ相、Ｂ相パルス信号のうち一方のパルス信号のパルス数をカウントして、そのパルス数を「１」カウントする毎に現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫを「１」ずつデクリメントする。

このため、Ａ相パルス信号のパルス数が「１」ずつカウントされる毎に、現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫが０、−１、−２、−３…の如く変化して下限値ＭＩＮに近づくことになる。

また電子制御装置３３０は、Ａ相、Ｂ相パルス信号の信号レベルが一定期間以上一定状態になると、リンクレバー１６０がストッパー５ｂに衝突してエアミックスドア３１３が機械的に停止されたとして、ステップＳ３３０でＹＥＳと判定する。

このとき、ストッパー５ｂの位置ずれが生じていなく、ストッパー５ｂが正規の位置に配置されていると、現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫが下限値ＭＩＮに一致して（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、エアミックスドア３１３の作動範囲の一側端の位置をＭＩＮと設定する（ステップＳ３５０）。

一方、ストッパー５ｂの位置ずれが生じて、現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫが下限値ＭＩＮに不一致である場合には（ステップＳ３４０：ＮＯ）、エアミックスドア３１３の作動範囲の一側端の位置をカウンタ値ＧＫと設定する（ステップＳ３６０）。

以上により、ストッパー５ｂにより停止されたエアミックスドア３１３の停止位置（すなわち、出力軸１２７の停止位置）を作動範囲の一側端として判別して、その作動範囲の一側端の位置を内蔵メモリに記憶することになる。

その後、電子制御装置３３０が、エアミックスドア３１３の目標位置を予め決められる上限値ＭＡＸに設定するとともに（ステップＳ３７０）、電気制御回路２００のＣＰＵ２４０に対して反時計回り方向に直流モータ１１０を回転させるように指令する（ステップＳ３８０）。これに伴い、ＣＰＵ２４０が、モータ駆動回路２１０により反時計回り方向に直流モータ１１０を回転させる。

そして、この直流モータ１１０の回転に伴い、パルスパターンプレート１５３からＡ相、Ｂ相パルス信号が発生する。

ここで、電子制御装置３３０が、パルスパターンプレート１５３から発生するＡ相、Ｂ相パルス信号のうち一方のパルス信号のパルス数をカウントして、そのパルス数を「１」カウントする毎に現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫを「１」ずつインクリメントする。

このため、Ａ相パルス信号のパルス数が「１」ずつカウントされる毎に、現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫが０、１、２、３…の如く変化して上限値ＭＡＸに近づくことになる。

また、電子制御装置３３０は、Ａ相、Ｂ相パルス信号の信号レベルが一定期間以上一定状態になると、リンクレバー１６０がストッパー５ａに衝突してエアミックスドア３１３が機械的に停止されたとして、ステップＳ３９０でＹＥＳと判定する。

このとき、ストッパー５ａの位置ずれが生じていなく、ストッパー５ａが正規の位置に配置されていると、現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫが上限値ＭＡＸに一致して（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、エアミックスドア３１３の作動範囲の他端側端の位置をＭＡＸと設定する。

一方、ストッパー５ａの位置ずれが生じて、現在位置カウンタのカウンタ値ＧＫが上限値ＭＡＸに不一致である場合には（ステップＳ４００：ＮＯ）、エアミックスドア３１３の作動範囲の他側端の位置をカウンタ値ＧＫと設定する。

以上により、ストッパー５ａにより停止されたエアミックスドア３１３の停止位置（すなわち、出力軸１２７の停止位置）を作動範囲の他側端として判別して、その作動範囲の他側端の位置を内蔵メモリに記憶することになる。

その後、電子制御装置３３０は、上述の如く目標開度ＳＷ（％）を演算し、その目標開度ＳＷ（％）に対応する位置を目標位置と設定するとともに、その目標位置に向けてエアミックスドア３１３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、本実施形態の車両用空調装置３００は、回転軸１２７を作動範囲内で回転する電動モータ１１０と、電動モータ１１０の回転に基づいて、Ａ相、Ｂ相パルス信号を発生するパルスパターンプレート１５３（および接点ブラシ１５５〜１５７）と、を備え、パルスパターンプレート１５３から発生されるＡ相、Ｂ相パルス信号に基づいて、回転軸１２７の回転角度を制御するようになっている。

ここで、回転軸１２７が回転角度の原点位置に位置する場合には、パルスパターンプレート１５３は、回転角度の原点位置を示すイニシャライズパターン（初期化パターン）のパルス信号を発生するものである。

電子制御装置３３０は、パルスパターンプレート１５３から発生されるイニシャライズパターンのパルス信号に基づいて回転角度の原点位置を判別し、原点位置を基準として電動モータ１１０を一方向に回転させるときにＡ相、Ｂ相パルス信号に基づいて回転軸１２７の作動範囲の一側端を判別し、また電動モータ１１０を他方向に回転させるときに、Ａ相、Ｂ相パルス信号に基づいて作動範囲の他側端を判別する。

したがって、作動範囲の一側端および他側端が判別されるため、作動範囲を製品毎に判別することができる。このため、この判別される作動範囲内で電動モータ１１０を回転制御すれば、製品によって作動範囲にバラツキが生じるようになっていても、回転角度を良好に制御可能である。

（その他の実施形態）
また、上述の実施形態では、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。

また、上述の実施形態では、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。

また、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。

以下、上記実施形態と特許請求項の範囲の構成との対応関係について説明すると、電動モータ１１０が「回転軸１２７を作動範囲内で回転する電動モータ」に相当し、パルスパターンプレート１５３および接点ブラシ１５５〜１５７が「前記電動モータの回転に基づいて、パルス信号を発生するパルス発生手段」に相当し、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１５０の各制御処理が「前記パルス発生手段から発生される初期化パターンのパルス信号に基づいて前記回転角度の原点位置を判別する第１の判別手段」に相当し、ステップＳ３４０〜Ｓ３６０の各制御処理が「前記原点位置を基準として前記電動モータを一方向に回転させるときに、前記パルス発生手段から出力されるパルス信号に基づいて前記回転軸の作動範囲の一側端を判別する第２の判別手段」に相当し、ステップＳ４００〜Ｓ４２０の各制御処理が「前記電動モータを他方向に回転させるときに、前記パルス発生手段からのパルス信号に基づいて前記作動範囲の他側端を判別する第３の判別手段」に相当し、ストッパー５ｂが「前記作動範囲の一側端まで前記回転軸が回転すると、前記回転軸を機械的に停止させる第１の停止手段」に相当し、ストッパー５ａが「前記作動範囲の他側端まで前記回転軸が回転すると、前記回転軸を機械的に停止させる第２の停止手段」に相当する。

本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。 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。 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。 第１実施形態に係るパルスプレートの拡大図である。 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。 図３の直流モータの回転角度を検出するためのパルス信号のパターンを示すチャートである。 図３の直流モータの原点位置を検出するためのパルス信号のイニシャライズパターンを示すチャートである。 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実施形態に係る電動アクチュエータの制御フローチャートである。

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…パルスパルスパターンプレート、
１５４…コモンパターン、１５５…第１接点ブラシ、
１５６…第２接点ブラシ、１５７…第３接点ブラシ。

Claims (4)

1. 回転軸（１２７）を作動範囲内で回転する電動モータ（１１０）と、
   前記電動モータの回転に基づいて、パルス信号を発生するパルス発生手段（１５５〜１５７、１５３）と、を備え、
   前記パルス発生手段から発生されるパルス信号に基づいて、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、
   前記回転軸が前記回転角度の原点位置に位置する場合には、前記パルス発生手段は、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ものであり、
   前記パルス発生手段から発生される初期化パターンのパルス信号に基づいて前記回転角度の原点位置を判別する第１の判別手段（Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１５０）と、
   前記原点位置を基準として前記電動モータを一方向に回転させるときに、前記パルス発生手段から出力されるパルス信号に基づいて前記回転軸の作動範囲の一側端を判別する第２の判別手段（Ｓ３４０〜Ｓ３６０）と、
   前記電動モータを他方向に回転させるときに、前記パルス発生手段からのパルス信号に基づいて前記作動範囲の他側端を判別する第３の判別手段（Ｓ４００〜Ｓ４２０）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. 前記作動範囲の一側端まで前記回転軸が回転すると、前記回転軸を機械的に停止させる第１の停止手段（５ｂ）と、
   前記作動範囲の他側端まで前記回転軸が回転すると、前記回転軸を機械的に停止させる第２の停止手段（５ａ）と、を備えており、
   前記第１の停止手段により停止される前記回転軸の位置を前記作動範囲の一側端として前記第２の判別手段が判別し、
   前記第２の停止手段により停止される前記回転軸の位置を前記作動範囲の他側端として前記第３の判別手段が判別することを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータシステム。
3. 前記作動範囲内のち原点位置以外の領域を前記回転軸が回転しているときには、前記パルス発生手段は、前記初期化パターンとは異なるパルスパターンのパルス信号を発生するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動アクチュエータシステム。
4. 請求項１ないし３のうちいずれか１つに記載の電動アクチュエータシステムが適用される車両用空調装置であって、
   回転可能に支持されるドア（３１３）を有して、このドアの回転に応じて車室内に空調風を吹き出す室内空調ユニット（３００）を備えており、
   前記ドアは前記回転軸を介して前記電動モータにより回転されるようになっていることを特徴とする車両用空調装置。

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