JP5486248B2

JP5486248B2 - アクチュエータ制御装置

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Publication number: JP5486248B2
Application number: JP2009210455A
Authority: JP
Inventors: 亮一郎木原; 武司桑原; 洋介原田; 伸二瀬尾
Original assignee: Japan Climate Systems Corp
Current assignee: Japan Climate Systems Corp
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: JP2011062009A

Description

本発明は、例えば車両用空調装置に搭載されるアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置に関するものである。

従来から、例えば、車両用空調装置には、外気導入及び内気循環を切り替えるためのドアや、吹出空気の温度を調節するためのドア、吹出方向を切り替えるためのドア等が設けられている。これらドアは、アクチュエータにより作動するようになっている。

アクチュエータは、電動モータ、電動モータの回転速度を減速する歯車からなる減速機構、ドアが連結される駆動軸及びこれらを収容して保持するケースを備えている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のアクチュエータには、駆動軸の回動範囲を所定範囲とするためのストッパが設けられている。すなわち、電動モータの回転力が減速機構を介して駆動軸に伝達されて駆動軸が回動範囲の一端まで回動すると、回転部分の一部がストッパに当接し、駆動軸の回転が停止する。

特開昭６３−８３５７１号公報

ところで、特許文献１のように減速機構を内蔵したアクチュエータは駆動トルクを大きくできる利点がある。しかしながら、駆動トルクの大きいアクチュエータにおいて、回転部分の一部をストッパに当接させて駆動軸の回転を強制的に停止させると、ストッパからの反力が減速機構や駆動軸に作用し、これらやケースには高い応力が発生したままとなる。この応力により、減速機構や、駆動軸、ケースには、特に周囲の温度が高いときにクリープ現象が起こり得る。クリープ現象によりこれら部品に変形が生じると、歯車の空回りやギヤ飛び等が発生してアクチュエータが作動不良を起こす虞れがある。

このことを回避するために、各部品の強度を高めることや、駆動トルクの上限を低くして応力を低減することが考えられるが、各部品の強度を高めようとするとコスト高を招き、また、駆動トルクの上限を低くするとアクチュエータの使用範囲が限定されてしまい、汎用性が低くなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ストッパにより駆動軸の回転を強制的に停止する構造のアクチュエータにおいて、各部品の強度を特別に向上させずに駆動トルクの上限を高めても各部品にクリープ現象が起こりにくくすることにより、アクチュエータの低コスト化及び汎用性を高めることができるようにしながら、作動不良を起こさないようにすることにある。

第１の発明は、電動モータと、上記電動モータの回転速度を減速する減速機構と、上記減速機構からの出力が伝達される駆動軸と、上記電動モータ、上記減速機構及び上記駆動軸を収容して保持するケースと、上記駆動軸が回動範囲の端まで回動した時点で、上記減速機構乃至上記駆動軸に当接して該駆動軸の回転を強制的に停止させるためのストッパとを備えたアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置であって、上記電動モータへの通電を制御する制御部を備え、上記制御部は、上記駆動軸が回動範囲の端まで回動して上記減速機構乃至上記駆動軸が上記ストッパに当接するまで上記電動モータに通電する第１の通電処理を行った後、上記減速機構乃至上記駆動軸が上記ストッパに当接する力が減少または無くなるまで該電動モータが逆回転するように該電動モータに通電する第２の通電処理を行うように構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、制御部が第１の通電処理を行うと、駆動軸が回動範囲の端まで回動して減速機構乃至駆動軸がストッパに当接し、駆動軸が強制的に停止する。その後、制御部が第２の通電処理を行うと電動モータが逆回転する。これにより、減速機構乃至駆動軸がストッパへ当接する力が減少または無くなる。その結果、減速機構や駆動軸、ケースに発生する応力が小さくなり、クリープ現象が起こりにくくなる。

第２の発明は、第１の発明において、第２の通電処理は、回動範囲の端にある駆動軸の反対側への回動角度が１．０度以下となるように行うことを特徴とするものである。

すなわち、制御部が電動モータを逆回転させることにより駆動軸は回動範囲の端から反対側へ回動することになる。このときの回動角度を１．０度以下としたことで、駆動軸によって駆動される被駆動部材に対する逆回転の影響が殆ど無視できる程度となる。

第３の発明は、第１または２の発明において、電動モータに印加される電圧を検出する電圧検出部を備え、制御部は、第２の通電処理において、上記電圧検出部で検出された電圧が所定電圧以上であると所定電圧よりも低い場合に比べて通電時間を短くすることを特徴とするものである。

すなわち、電動モータに印加される電圧が高いと電動モータの回転速度が速くなる。印加される電圧が所定電圧以上である場合に通電時間を短くすることで、電動モータが逆回転し過ぎるのを防止して、所定電圧よりも低い場合と同様に逆回転する量が設定されることになる。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、電動モータは直流モータであり、制御部は、第２の通電処理において、アクチュエータの雰囲気温度を得て、雰囲気温度が所定温度以上であると所定温度よりも低い場合に比べて通電時間を短くすることを特徴とするものである。

すなわち、直流モータでは、雰囲気温度が高いと回転速度が速くなる性質がある。雰囲気温度が所定温度以上である場合に通電時間を短くすることで、電動モータが逆回転し過ぎるのを防止して、所定温度よりも低い場合と同様に逆回転する量が設定されることになる。

第５の発明は、第４の発明において、アクチュエータは空調装置に設けられたドアを駆動するものであり、制御部は、室内温度に基づいてアクチュエータの雰囲気温度を推定することを特徴とするものである。

この構成によれば、アクチュエータに専用の温度検出センサを設けることなく、空調装置に設けられている既存の室内温度センサを利用してアクチュエータの雰囲気温度を推定して得ることが可能になる。

第１の発明によれば、駆動軸を回動範囲の端まで回動させた後に電動モータを逆回転させるようにしたので、アクチュエータの各部品の強度を特別に高めることなく、しかも、駆動トルクの上限を低くしなくても、クリープ現象が起こりにくくなる。よって、アクチュエータの低コスト化を図ることができるとともに、高い汎用性を得ることができ、しかも、作動不良の発生を抑制できる。

第２の発明によれば、駆動軸の反対側への回動角度が１．０度以下となるようにしたので、被駆動部材への影響を殆どなくしながら、アクチュエータの各部品のクリープ現象を抑制できる。

第３の発明によれば、電動モータに印加される電圧が所定電圧以上であると通電時間を短くするようにしたので、第２の通電処理において電動モータが逆回転し過ぎるのを防止でき、電圧が低い場合と同様に、駆動軸が反対側へ回動する量を少なくできる。

第４の発明によれば、電動モータの雰囲気温度が所定温度以上であると通電時間を短くするようにしたので、第２の通電処理において電動モータが逆回転し過ぎるのを防止でき、雰囲気温度が低い場合と同様に、駆動軸が反対側へ回動する量を少なくできる。

第５の発明によれば、アクチュエータは空調装置のドアを駆動するものであり、制御部が室内温度に基づいてアクチュエータの雰囲気温度を推定するようにしたので、アクチュエータに専用の温度センサを設けることなく、雰囲気温度を推定して得ることができ、コストを低減できる。

アクチュエータの平面図である。空調装置の送風ユニットの分解斜視図である。アクチュエータの内部構造を示す図である。空調装置のブロック図である。制御装置が行う制御手順を示すフローチャートである。アクチュエータの制御にかかるタイムチャートである。逆回転処理の手順を示すフローチャートである。逆回転時間を演算する手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態にかかるアクチュエータ制御装置１により制御されるアクチュエータ３を示すものである。このアクチュエータ３は、車両用空調装置（その一部を図２に示す）に取り付けられるようになっている。この実施形態の説明では、アクチュエータ３及び制御装置１の説明をする前に空調装置の構造について説明する。

空調装置は、空調用空気を送風する送風ユニット２（図２に分解した状態を示す）と、送風ユニット２から送風された空調用空気を温度調節して車室の各部に供給する空調ユニット（図示せず）とを備えている。

尚、この実施形態の説明では説明の便宜を図るために、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両左側を単に「左」といい、車両右側を単に「右」というものとする。

送風ユニット２は、送風ファン１０を収容する送風ケーシング１１を備えている。ケーシング１１には、内外気切替ドア１２とフィルタ１３も収容されるようになっている。ケーシング１１は、左右方向の中央部において左側部材１１ａと右側部材１１ｂとに分割されており、これら左側部材１１ａ及び右側部材１１ｂはビスやファスナ等の締結部材により結合されている。

送風ケーシング１１上部の前側には、室外の空気を導入するための外気導入ダクト１４が設けられている。また、送風ケーシング１１上部の後側には、内気導入口１６が形成されている。

内外気切替ドア１２は、送風ケーシング１１内部の上側に配置されている。内外気切替ドア１２は、いわゆるロータリードアであり、左右方向に延びる回動軸１２ａと、回動軸１２ａの左右両側から径方向に延びる左右の端壁部１２ｂ，１２ｂと、左右の端壁部１２ｂ，１２ｂ同士を連結するように左右方向に延びる閉止壁部１２ｃとを備えている。回動軸１２ａの両端部は、送風ケーシング１１の左右両側壁に回動可能に支持されている。回動軸１２ａの右端部は送風ケーシング１１の外方へ突出している。内外気切替ドア１２の回動軸１２ａの右端部には、リンク部材２１が固定されている。

閉止壁部１２ｃは、外気導入ダクト１４と内気導入口１６との一方を選択的に閉塞できる略矩形状となっている。

内外気切替ドア１２が前側へ回動した状態では、閉塞壁部１２ｃによって外気導入ダクト１４が閉塞される一方、内気導入口１６が開放される。これにより、車室内の空気のみが送風ケーシング１１に取り入れられる内気循環モードとなる。また、内外気切替ドア１２が後側へ回動した状態では、閉塞壁部１２ｃによって内気導入口１６が閉塞される一方、外気導入ダクト１４が開放される。これにより、車室外の空気のみが送風ケーシング１１に取り入れられる外気導入モードとなる。

送風ケーシング１１の後壁部には、フィルタ挿入孔２２が形成されている。フィルタ挿入孔２２に挿入されるフィルタ１３は、全体として略矩形板状に形成されている。送風ケーシング１１には、フィルタ挿入孔２２を塞ぐ蓋部材２４が着脱可能に取り付けられている。

送風ケーシング１１内部の下側には、上記送風ファン１０が収容されるようになっている。送風ファン１０はシロッコファンであり、回転軸が上下方向に向いている。送風ケーシング１１の底壁部には、送風ファン１０を回転駆動するためのモータ３０が取り付けられている。

尚、図２における符号３５は、送風ユニット２を車体に固定するための取付脚である。取付脚３５は、ボルトやナット等で車体に締結される。

アクチュエータ３は、送風ケーシング１１の右側壁に取り付けられている。図３に示すように、アクチュエータ３は、電動モータ４０と、電動モータ４０の回転速度を減速する減速機構４１と、減速機構４１からの出力が伝達される駆動軸４２と、電動モータ４０、減速機構４１及び駆動軸４２を収容して保持するケース４３とを備えている。

ケース４３は、樹脂材を成形してなるものであり、ケース４３の厚み方向に分割された２つの部材を組み合わせて構成されている。ケース４３には、送風ケーシング１１に締結固定される複数の取付部４３ａ，４３ａ，…が形成されている。各取付部４３ａは、ケース４３の外方へ突出する板状をなしており、締結部材（図示せず）が挿通する挿通孔４３ｂを有している。

ケース４３には、電動モータ４０と制御装置１とを電気的に接続するためのコネクタ４３ｃが設けられている。

電動モータ４０は直流モータで構成されている。電動モータ４０は、ケース４３内の幅方向一側に収容され、ケース４３に固定されている。電動モータ４０に接続されている配線４０ａ，４０ａはコネクタ４３ｃまで延びている。

減速機構４１は、ウォーム４１ａ、ウォームホイール４１ｂ、第１平歯車４１ｃ、第２平歯車４１ｄ、第３平歯車４１ｅ、第１支軸４１ｆ及び第２支軸４１ｇを備えている。ウォーム４１ａは、電動モータ４０の出力軸４０ｂに固定されている。ウォームホイール４１ｂは、ウォーム４１ａと噛み合うように、第１支軸４１ｆによってケース４３に対し回転可能に支持されている。第１支軸４１ｆには、第１平歯車４１ｃがウォームホイール４１ｂと一体に回転するように支持されている。

第２平歯車４１ｄは、第１平歯車４１ｃと噛み合うように、第２支軸４１ｇによってケース４３に対し回転可能に支持されている。第２支軸４１ｇには、第３平歯車４１ｅが第２平歯車４１ｄと一体に回転するように支持されている。ウォーム４１ａ、ウォームホイール４１ｂ、第１〜第３平歯車４１ｃ〜４１ｅ、第１及び第２支軸４１ｆ，４１ｇは、樹脂製である。尚、減速機構４１は、上記構成に限られるものではなく、各種歯車を用いて構成することができる。

駆動軸４２の両端はケース４３の側壁に回転可能に支持されている。駆動軸４２には、駆動側平歯車４２ａが一体に設けられている。この駆動側平歯車４２ａは、第３平歯車４１ｅに噛み合うようになっている。電動モータ４０の回転力は、ウォーム４１ａ、ウォームホイール４１ｂ、第１平歯車４１ｃ、第２平歯車４１ｄ、第３平歯車４１ｅを経て駆動側平歯車４２ａに伝達される。これにより、駆動軸４２が回転するようになっている。尚、電動モータ４０へ印加する電圧の極性を切り替えることで駆動軸４２はどちら側にも回動する。

駆動軸４２は樹脂製である。駆動軸４２の一端部は、ケース４３の側壁を貫通してケース４３外に露出している。図１に示すように、この駆動軸４２の一端部には、駆動アーム４５の一端部が固定されている。駆動アーム４５の他端部には係合ピン４５ａが形成されている。係合ピン４５ａは、図２に示すリンク部材２１に係合するようになっている。駆動軸４２の回転力は、駆動アーム４５及びリンク部材２１を介して内外気切替ドア１２に伝達される。

図３に示すように、駆動側平歯車４２ａの側面には、径方向に延びる第１リブ４２ｂと第２リブ４２ｃとが周方向に間隔をあけて形成されている。

一方、ケース４３には、駆動軸４２の回転を強制的に停止させるためのストッパ４６（仮想線で示す）が設けられている。このストッパ４６は、駆動軸４２の回動範囲を所定範囲とするためのものであり、ケース４３に一体成形されている。すなわち、駆動軸４２が、図３において左方向に回動範囲の端まで回動した時点で第１リブ４２ｂがストッパ４６に当接し、駆動軸４２がそれ以上左方向へ回動するのが阻止される（同図に示す状態）。また、駆動軸４２が右方向に回動範囲の端まで回動した時点で第２リブ４２ｃがストッパ４６に当接し、駆動軸４２が、それ以上、右方向へ回動するのが阻止される。

駆動軸４２の回動範囲は、内外気切替ドア１２が内気導入口１６を開放する位置から閉塞する位置まで回動する範囲に対応している。

制御装置１は、車室に設けられた空調操作スイッチ５０（図４にのみ示す）の操作によって内気循環モードが選択された場合には、内外気切替ドア１２が内気取入口１６を開放するようにアクチュエータ３を制御し、また、外気導入モードが選択された場合には、内外気切替ドア１２が内気取入口１６を閉塞するようにアクチュエータ３を制御する。この制御装置１は、アクチュエータ３の駆動軸４２を回動範囲の端まで回動させた後、電動モータ４０を逆回転させることにより、アクチュエータ３の各部品に発生する応力を低減、又は、無くすような制御を行うように構成されている。

以下、制御装置１について詳細に説明する。図４に示すように、制御装置１は、制御部１ａと、制御部１ａに接続された電圧センサ（電圧検出部）５１とを備えている。制御部１ａには、温度センサ５２も接続されている。電圧センサ５１は、電動モータ４０に印加される電圧を検出するためのものである。

電動モータ４０には車両に搭載されているバッテリ（図示せず）から電力が供給されるようになっている。従って、電圧センサ５１はバッテリの電圧を検出するように構成されている。また、温度センサ５２は、空調装置の温度制御に用いられている既存のものであり、車室内の温度を検出するように構成されている。

制御部１ａには、温度推定部５７が設けられている。温度推定部５７は、アクチュエータ３の雰囲気温度を推定するためのものである。温度推定部５７には、温度センサ５２の出力信号が入力されるようになっており、この温度センサ５２からの出力信号に基づいてアクチュエータ３の雰囲気温度を推定している。つまり、アクチュエータ３は車室内に配設されているので、温度センサ５２で検出される車室内の温度とアクチュエータ３の雰囲気温度とは相関性があり、車室内の温度に、実験から求められた所定の補正値をかけることでアクチュエータ３の雰囲気温度がおよそ推定される。

制御部１ａの具体的な制御手順について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。スタート後のステップＳＡ１では、空調操作スイッチ５０が操作されて内外気モードの変更指示がなされたことを検出すると、電動モータ４０に通電を開始する。ステップＳＡ１に続くステップＳＡ２では、通電開始から駆動通電時間Ｔａを経過したか否かを判定する。駆動通電時間Ｔａとは、内外気切替ドア１２が例えば内気循環モードにある場合には外気導入モードとなるまでに要する時間であり、外気導入モードにある場合には外気導入モードとなるまでの時間である。いずれのモードに移行する場合も駆動通電時間Ｔａは同じであり、図６のタイムチャートに示すように、この実施形態では例えば７秒に設定されている。この駆動通電時間Ｔａは、内外気切替ドア１２がモードの移行途中で止まってしまうことのないように長めの時間に設定されており、７秒に限られるものではなく、アクチュエータ３の構造や内外気切替ドア１２の構造によって任意に設定できる。

図５のフローチャートのステップＳＡ２でＮＯと判定されて駆動通電時間Ｔａを経過していない場合には、ステップＳＡ１に戻って電動モータ４０への通電を継続する。一方、ステップＳＡ２でＹＥＳと判定されて駆動通電時間Ｔａを経過している場合には、ステップＳＡ３に進み、電動モータ４０への通電を停止する。ステップＳＡ１〜ＳＡ３までが、本発明の第１の通電処理である。

その後、ステップＳＡ４に進み、電動モータ４０を逆回転させる逆回転処理を行う。ステップＳＡ３とステップＳＡ４との間の時間は、図６に示すように、約０．５秒に設定されている。この時間は、０．５秒よりも短くしてもよいし、長くしてもよく、通電停止してからアクチュエータ３の駆動軸４２が完全停止するまでにかかる時間である約０．１秒よりも長く設定するのが好ましい。

逆回転処理について図７及び図８に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、図７に示すフローチャートにおいて、スタート後のステップＳＢ１では、電圧センサ５１で検出されたバッテリ電圧Ｖを読み込むとともに、温度センサ５２で検出された車室内温度に基づいて温度推定部５７で推定されたアクチュエータ３の雰囲気温度ＴＨを読み込む。

そして、ステップＳＢ２に進み、逆回転時間Ｔｂを演算する。逆回転時間Ｔｂの演算については、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。スタート後のステップＳＣ１では、電圧ＶがＶａ以上であるか否かを判定する。このＶａは、例えば１０Ｖ程度の低い電圧である。ステップＳＣ１でＮＯと判定されて電圧ＶがＶａ未満である場合には、ステップＳＣ３に進み、Ｔｂo＝１００ｍｓ（ミリ秒）とし、ステップＳＣ６に進む。

ステップＳＣ１でＹＥＳと判定されて電圧ＶがＶａ以上である場合には、ステップＳＣ２に進む。ステップＳＣ２では、電圧ＶがＶｂ以上であるか否かを判定する。このＶｂは、例えば１３．５Ｖ程度である。ステップＳＣ２でＮＯと判定されて電圧ＶがＶｂ未満である場合には、ステップＳＣ４に進み、Ｔｂo＝７５ｍｓとし、ステップＳＣ６に進む。

ステップＳＣ２でＹＥＳと判定されて電圧ＶがＶｂ以上である場合には、ステップＳＣ５に進む。ステップＳＣ５では、Ｔｂｏ＝５０ｍｓとし、ステップＳＣ６に進む。

尚、電圧Ｖａ、Ｖｂは、上記した値に限られるものではなく、バッテリの定格電圧に基づいて任意に設定することができるが、ＶａをＶｂよりも小さな値にしておく。

ステップＳＣ６では、アクチュエータの雰囲気温度ＴＨがＴＨａ以上であるか否かを判定する。このＴＨａは、例えば−４０℃程度の低い温度である。

ステップＳＣ６でＮＯと判定されて雰囲気温度ＴＨがＴＨａ未満である場合には、ステップＳＣ８に進み、ＴｂoにＡ（ｍｓ）だけ加算した時間を逆回転時間Ｔｂとし、終了する。Ａは２０〜３０ｍｓ程度に設定するのが好ましい。

ステップＳＣ６でＹＥＳと判定されて雰囲気温度ＴＨがＴＨａ以上である場合には、ステップＳＣ７に進む。ステップＳＣ７では、雰囲気温度ＴＨがＴＨｂ以上であるか否かを判定する。このＴＨｂは、例えば２０℃程度である。ステップＳＣ７でＮＯと判定されて雰囲気温度ＴＨがＴＨｂ未満である場合には、ステップＳＣ９に進み、Ｔｂoを逆回転時間Ｔｂとし、終了する。

尚、温度ＴＨａ、ＴＨｂは、上記した値に限られるものではなく、任意に設定することができるが、ＴＨａをＴＨｂよりも低い値にしておく。

ステップＳＣ７でＹＥＳと判定されて雰囲気温度ＴＨがＴＨｂ以上である場合には、ステップＳＣ１０に進む。ステップＳＣ１０では、ＴｂｏからＢ（ｍｓ）だけ減算した時間を逆回転時間Ｔｂとし、終了する。Ｂは２０〜３０ｍｓ程度に設定するのが好ましい。

この図８のフローチャートから明らかなように、逆回転時間Ｔｂは、電圧Ｖが高いほど短くなり、また、雰囲気温度ＴＨが高いほど短くなる。

逆回転時間Ｔｂは、アクチュエータ３の駆動軸４２の回動角度が０．５度以上１．０度以下となるように設定されている。尚、上記各時間は例示であり、アクチュエータ３の構造や被駆動部材である内外気切替ドア１２の構造等により任意の値に設定することが可能である。

上記のようにして逆回転時間Ｔｂを得た後、図７に示すフローチャートのステップＳＢ３において、電動モータ４０が逆回転するように通電を開始する。そして、ステップＳＢ３に続くステップＳＢ４では、通電開始から逆回転時間Ｔｂを経過したか否かを判定する。ステップＳＢ４でＮＯと判定されて逆回転時間Ｔｂを経過していない場合には、ステップＳＢ３に戻って電動モータ４０への通電を継続する。一方、ステップＳＢ４でＹＥＳと判定され逆回転時間Ｔｂを経過している場合には、ステップＳＢ５に進み、電動モータ４０への通電を停止する。ステップＳＢ３〜ＳＢ５が、本発明の第２の通電処理である。

したがって、この実施形態にかかる制御装置１によれば、空調装置１の内外気モードを切り替える際に、図６に示すように、まず、アクチュエータ３の電動モータ４０に駆動通電時間Ｔａだけ通電することで、駆動軸４２が回動範囲の端まで回動してストッパ４６が第１リブ４２ｂ又は第２リブ４２ｃに当接し、駆動軸４２の回動が強制的に停止され、これにより、内外気モードを切り替えることができる。

その後、電動モータ４０を逆回転させることで、駆動軸４２も逆回転してストッパ４６が第１リブ４２ｂ又は第２リブ４２ｃから離れるようになるので、ストッパ４６へ当接する力が無くなる。その結果、減速機構４１や駆動軸４２、ケース４３に発生する応力が十分に小さくなり、クリープ現象が起こりにくくなるので、アクチュエータ３の各部品の強度を特別に高めることなく、しかも、駆動トルクの上限を低くしなくても、クリープ現象が起こりにくくなる。よって、アクチュエータ３の低コスト化を図ることができるとともに、高い汎用性を得ることができ、しかも、作動不良の発生を抑制できる。

尚、電動モータ４０を逆回転させる際には、ストッパ４６と第１リブ４２ｂ又は第２リブ４２ｃとが完全に離れなくてもよく、ストッパ４６の当接力が弱くなる程度であってもよい。このようにした場合であっても、アクチュエータ３の各部品に発生する応力は十分に小さくなり、クリープ現象が起こりにくくなる。

ここで、駆動軸４２の逆回転時の回動角度が１．０度よりも大きいと、内外気切替ドア１２が内気導入口１６や外気導入ダクト１４を十分に閉塞できなくなり、性能低下を招くことになる。一方、０．５度よりも小さいと、各部品の製造公差を考慮したときに各部品の応力を十分に小さくするのが困難になる場合がある。従って、駆動軸４２の逆回転時の回動角度を０．５度以上１．０度以下とすることで、駆動軸４２が回動範囲の端から反対側へ回動することによる影響を殆どなくしながら、アクチュエータ３の各部品のクリープ現象を抑制できる。

また、電動モータ４０に印加される電圧が高いと、直流モータの性質上、回転速度が速くなる。これに対応するように、印加される電圧が高い場合に逆回転時間Ｔｂを短くするようにしているので、電動モータ４０が逆回転し過ぎるのを防止して、電圧が低い場合と同様に駆動軸４２が反対側へ回動する量を少なくできる。

また、直流モータでは、雰囲気温度が高い（上限は８０℃程度）と、回転速度が速くなる性質がある。これに対応するように、雰囲気温度が高い場合に逆回転時間Ｔｂを短くするようにしているので、電動モータ４０が逆回転し過ぎるのを防止して、雰囲気が低い場合と同様に駆動軸４２が反対側へ回動する量を少なくできる。

また、アクチュエータ３に専用の温度検出センサを設けることなく、空調装置の温度センサ５１を利用してアクチュエータ３の雰囲気温度を推定して得ることができるので、コストを低減できる。

尚、上記実施形態では、アクチュエータ３の雰囲気温度ＴＨを車室内の温度に基づいて推定するようにしているが、これに限らず、例えば、アクチュエータ３に温度センサを設けておき、アクチュエータ３の温度を直接測定して得るようにしてもよい。また、車室外の温度と、空調装置が作動を開始して経過した時間とに基づいてアクチュエータ３の雰囲気温度を推定するようにしてもよい。この場合、例えば、夏季のように外気温度が高い場合には、空調装置が作動を開始して経過した時間が短いと、アクチュエータ３の雰囲気温度は高い状態であると推定でき、一方、経過した時間が長いとアクチュエータ３の雰囲気温度は低下していると推定できる。また、冬季のように外気温度が低い場合には、空調装置が作動を開始して経過した時間が短いと、アクチュエータ３の雰囲気温度は低い状態であると推定できる。また、アクチュエータ３の雰囲気温度は、空調装置の作動状態に基づいて推定するようにしてもよい。この場合、例えば、強い冷房が行われてある程度時間が経過している場合には、アクチュエータ３の雰囲気温度が低下していると推定できる。

また、上記実施形態では、アクチュエータ３が内外気切替ドア１２を駆動するものである場合について説明したが、これに限らず、アクチュエータ３は、例えば、空調装置の温度調節ドアや、吹出方向切替ドアを駆動する場合に用いることができる。

また、アクチュエータ３は、空調装置のドア以外の被駆動部材を駆動する場合に用いることができる。

また、本発明にかかる制御装置１は、空調装置を制御する制御装置に組み込むようにするのが好ましい。

以上説明したように、本発明にかかるアクチュエータ制御装置は、車両用空調装置の内外気切替ドアを駆動する場合に適用できる。

１制御装置
１ａ制御部
２送風ユニット
３アクチュエータ
１２内外気切替ドア
４０電動モータ
４１減速機構
４２駆動軸
４３ケース
４６ストッパ
５１電圧センサ（電圧検出部）
５２温度センサ
５７温度推定部

Claims

電動モータと、
上記電動モータの回転速度を減速する減速機構と、
上記減速機構からの出力が伝達される駆動軸と、
上記電動モータ、上記減速機構及び上記駆動軸を収容して保持するケースと、
上記駆動軸が回動範囲の端まで回動した時点で、上記減速機構乃至上記駆動軸に当接して該駆動軸の回転を強制的に停止させるためのストッパとを備えたアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置であって、
上記電動モータへの通電を制御する制御部を備え、
上記制御部は、上記駆動軸が回動範囲の端まで回動して上記減速機構乃至上記駆動軸が上記ストッパに当接するまで上記電動モータに通電する第１の通電処理を行った後、上記減速機構乃至上記駆動軸が上記ストッパに当接する力が減少または無くなるまで該電動モータが逆回転するように該電動モータに通電する第２の通電処理を行うように構成されていることを特徴とするアクチュエータ制御装置。
請求項１に記載のアクチュエータ制御装置において、
第２の通電処理は、回動範囲の端にある駆動軸の反対側への回動角度が１．０度以下となるように行うことを特徴とするアクチュエータ制御装置。
請求項１または２に記載のアクチュエータ制御装置において、
電動モータに印加される電圧を検出する電圧検出部を備え、
制御部は、第２の通電処理において、上記電圧検出部で検出された電圧が所定電圧以上であると所定電圧よりも低い場合に比べて通電時間を短くすることを特徴とするアクチュエータ制御装置。
請求項１から３のいずれか１つに記載のアクチュエータ制御装置において、
電動モータは直流モータであり、
制御部は、第２の通電処理において、アクチュエータの雰囲気温度を得て、雰囲気温度が所定温度以上であると所定温度よりも低い場合に比べて通電時間を短くすることを特徴とするアクチュエータ制御装置。
請求項４に記載のアクチュエータ制御装置において、
アクチュエータは空調装置に設けられたドアを駆動するものであり、
制御部は、室内温度に基づいてアクチュエータの雰囲気温度を推定することを特徴とするアクチュエータ制御装置。