(57)【要約】【課題】電動アクチュエータシステムにおいて出力軸１２７の停止精度の低下を抑制する。【解決手段】ＣＰＵ２３０は、パルス発生部１５８から出力されるＡ相、Ｂ相パルス信号に基づいて、パターンプレート１５３の表面に対する接点ブラシ１５５、１５６の接点部分の摺動によって生じる接点ブラシ１５５、１５６の摩耗量をデューテイー比Ｄとして推定する。ＣＰＵ２３０は、出力軸１２７の回転位置を目標位置に停止させるように直流モータ１１０を制御する際に、デューテイー比Ｄに応じて、出力軸１２７の停止位置を補正するために、直流モータ１１０を制御するタイミングを制御する。したがって、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗後のの出力軸１２７の停止位置を接点ブラシ１５５、１５６の摩耗前の出力軸１２７の停止位置に近づけることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ（１１０）から出力される回転力を回転軸（１２７）から出力する電動アクチュエータシステムであって、
前記回転軸の回転位置を示すパルス信号を出力するパルス発生部（１５８）と、
前記パルス発生部から出力されるパルス信号に応じて前記電動モータの回転を制御する制御回路（２３０）と、を備え、
前記パルス発生部は、
表面に導体パターンが形成されたパターン部材であって、前記表面には、前記導体パターンの一部が形成された複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ、１５４ａ）および前記導体パターンが形成されていない複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）が配置されているパターン部材（１５３）と、
前記パターン部材の表面に接する導体である複数の摺動接点（１５５、１５６、１５７）とを備え、
前記パターン部材の表面は、前記電動モータの回転に伴って、前記複数の摺動接点のそれぞれに対して、相対的な摺動を行うようになっており、
前記複数の導電部および前記複数の非導電部が、前記複数の摺動接点に１対１で対応する複数の列を成し、前記複数の列のそれぞれにおいて、前記複数の導電部と、前記複数の非導電部とが、１つずつ交互に並ぶように前記導体パターンが形成されており、
前記複数の摺動接点のそれぞれは、前記パターン部材の前記表面に対して相対的に摺動する際に、前記複数の列のうち対応する列に並んだ複数の導電部と複数の非導電部に対して並び順に交互に接触するように、配置されており、
前記パルス発生部は、前記摺動接点が前記導電部に接触する接触期間と前記摺動接点が前記導電部に接触していない非接触期間との比率をデューティ比とする前記パルス信号を前記摺動接点毎に出力し、
前記パルス発生部から出力される前記摺動接点毎の前記パルス信号に基づいて、前記パターン部材の前記表面に対する前記複数の摺動接点の摺動によって生じる前記複数の摺動接点の摩耗量を推定する摩耗推定部（Ｓ１４０）を備える電動アクチュエータシステム。
【請求項２】
前記回転軸の回転位置を制御させるように前記電動モータを制御する際に、前記摩耗推定部によって推定される摩耗量に応じて、前記電動モータへの電力供給を停止するタイミングを制御する制御部（Ｓ１２０〜Ｓ１７０）を備える請求項１に記載の電動アクチュエータシステム。
【請求項３】
前記摩耗推定部によって推定される前記複数の摺動接点の摩耗量を使用者または他の装置（４００）に伝達する伝達部（Ｓ１４０）を備える請求項１または２に記載の電動アクチュエータシステム。
【請求項４】
前記摩耗推定部は、前記パルス発生部から出力される前記摺動接点毎の前記パルス信号のデューティ比に基づいて、前記複数の摺動接点の摩耗量を推定する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動アクチュエータシステム。
【請求項５】
前記出力軸が目標位置に到達したと判定したか否かを判定する判定部（Ｓ１２０）と、
前記摩耗推定部によって推定される前記複数の摺動接点の摩耗量に応じて、前記出力軸が目標位置に到達したと前記判定部が判定したときから前記電動モータへの電力供給を停止させるまで待機すべき待機時間を求める算出部（Ｓ１４０）と、を備え、
前記制御部は、前記出力軸が目標位置に到達したと判定したと前記判定部が場合において、前記算出部で算出される待機時間を経過してから前記電動モータへの電力供給を停止させる請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動アクチュエータシステム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動アクチュエータシステムと、
空気流路を形成する空調ケーシング（５）と、
回転自在に支持されて、回転によって前記空気流路を開閉するドア（７ａ、７ｂ、７ｃ）と、
前記出力軸によって回転されて、前記出力軸の回転力を前記ドアの回転軸に伝達するリンク（１６０）と、を備える空調装置。
【請求項７】
前記ドアの回転軸には、ピン（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）が設けられており、
前記リンクには、前記ピンが摺動可能に構成されている溝（１７０、１７１）が設けられており、
前記溝には、前記溝内を前記ピンが摺動する際に、前記出力軸の回転力が前記リンクおよび前記ピンを通して前記ドアに伝達されることが停止されるアイドル区間が設けられており、
前記溝のうちアイドル区間以外の領域を前記ピンが摺動することにより、前記出力軸の回転力が前記リンクおよび前記ピンを通して前記ドアに伝達されるようになっている請求項６に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動アクチュエータシステム、および空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動アクチュエータシステムでは、電動モータと、電動モータの回転力を出力する出力軸と、導体パターンが表面に放射状に形成されて電動モータの回転に応じて回転するパターンプレートとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
導体パターンは、複数の導電部および複数の非導電部が、２つの摺動接点に１対１で対応する２つの列を成し、２つの列のそれぞれにおいて、複数の導電部と、複数の非導電部とが、１つずつ交互に並ぶよう、導体パターンが形成されている。
【０００４】
このものにおいては、パターンプレートが回転すると、これら導電部と非導電部に摺動接点が交互に列毎に接触することにより、摺動接点の導通、非導通が列毎に交互に切り替わる。制御回路は、導通、非導通の切り替わりに応じて発生する列毎のパルス信号を検出することで、出力軸の回転位置を検出する。制御回路は、この検出された出力軸の回転位置に応じて電動モータを介して出力軸の回転位置を制御する。
【０００５】
以下、説明の便宜上、列毎のパルス信号のうち一方のパルス信号をＡ相パルス信号とし、他方のパルス信号をＢ相パルス信号とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１５０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記電動アクチュエータシステムでは、制御回路は、Ａ相パルス信号、Ｂ相パルス信号に応じて、電動モータを介して出力軸の回転位置を制御することができる。しかし、パターンプレートに対する摺動接点の摺動によって摺動接点が摩耗する。これに伴い、摺動接点のうちパターンプレートに接触する接触面積が大きくなる（図１０（ａ）〜（ｄ）参照）。このため、パターンプレートの導体パターンに対する複数の摺動接点の摺動によって発生するパルス信号のデューテイー比が変化する。
【０００８】
図１５（ａ）に摺動接点が初期状態である場合のＡ相パルス信号のタイミングチャートを示し、図１５（ｂ）に摺動接点が初期状態である場合のＢ相パルス信号のタイミングチャートを示し、図１５（ｃ）に摺動接点が摩耗した状態である場合のＡ相パルス信号のタイミングチャートを示し、図１５（ｄ）に摺動接点が摩耗した状態である場合のＢ相パルス信号のタイミングチャートを示している。
【０００９】
まず、摺動接点が摩耗した場合には、Ａ相パルス信号においてローレベル信号からハイレベル信号に変化するタイミングが摺動接点が初期状態である場合に比べて遅くなる。
【００１０】
ここで、制御回路が出力軸の回転位置が目標位置に到達した判定するタイミングを停止判定タイミングとする。例えば、Ｂ相パルス信号がハイレベル信号である状態でＡ相パルス信号がローレベル信号からハイレベル信号に変化したタイミングを停止判定タイミングとする場合には、次のような問題が生じる。
【００１１】
すなわち、摺動接点が摩耗し場合には、制御回路の停止判定タイミングが、摺動接点が初期状態である場合に比べて遅くなる。このため、摺動接点が摩耗すると、出力軸が本来の目標位置からずれた位置で電動モータへの電力供給が停止される。そして、この電動モータへの電力供給が停止された回転位置から空走距離を経て出力軸が停止することになる。このため、出力軸が本来停止すべき位置からずれた位置で出力軸が停止するため、出力軸の停止精度が低下することになる。
【００１２】
本発明は上記点に鑑みて、複数の摺動接点が摩耗量を推定することを第１目的とし、複数の摺動接点が摩耗しても、出力軸の停止精度が低下することを抑制するようにした電動アクチュエータシステム、および空調装置を提供することを第２目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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）から出力される回転力を回転軸（１２７）から出力する電動アクチュエータシステムであって、
回転軸の回転位置を示すパルス信号を出力するパルス発生部（１５８）と、
パルス発生部から出力されるパルス信号に応じて電動モータの回転を制御する制御回路（２３０）と、を備え、
パルス発生部は、
表面に導体パターンが形成されたパターン部材であって、表面には、導体パターンの一部が形成された複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ、１５４ａ）および導体パターンが形成されていない複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）が配置されているパターン部材（１５３）と、
パターン部材の表面に接する導体である複数の摺動接点（１５５、１５６、１５７）とを備え、
パターン部材の表面は、電動モータの回転に伴って、複数の摺動接点のそれぞれに対して、相対的な摺動を行うようになっており、
複数の導電部および複数の非導電部が、複数の摺動接点に１対１で対応する複数の列を成し、複数の列のそれぞれにおいて、複数の導電部と、複数の非導電部とが、１つずつ交互に並ぶように導体パターンが形成されており、
複数の摺動接点のそれぞれは、パターン部材の表面に対して相対的に摺動する際に、複数の列のうち対応する列に並んだ複数の導電部と複数の非導電部に対して並び順に交互に接触するように、配置されており、
パルス発生部は、摺動接点が導電部に接触する接触期間と摺動接点が導電部に接触していない非接触期間との比率をデューティ比とするパルス信号を摺動接点毎に出力し、
パルス発生部から出力される摺動接点毎のパルス信号に基づいて、パターン部材の表面に対する複数の摺動接点の摺動によって生じる複数の摺動接点の摩耗量を推定する摩耗推定部（Ｓ１４０）を備える。
【００１４】
これにより、複数の摺動接点の摩耗量を推定することができる。但し、摺動接点の摩耗量とは、摺動接点がどのくらい摩耗しているかを示す情報である。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、回転軸の回転位置を制御させるように電動モータを制御する際に、摩耗推定部によって推定される摩耗量に応じて、電動モータへの電力供給を停止するタイミングを制御する制御部（Ｓ１２０〜Ｓ１７０）を備える。
【００１６】
これにより、複数の摺動接点が摩耗しても、出力軸の停止精度が低下することを抑制することができる。
【００１７】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。
【図２】（ａ）は上記実施形態の電動アクチュエータの正面図、（ｂ）は上記実施形態の電動アクチュエータの側面図である。
【図３】上記実施形態の電動アクチュエータの内部構成の模式図である。
【図４】（ａ）は上記実施形態のパターンプレートの正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のパターンプレートの部分拡大図である。
【図７】図３中リンクの正面図である。
【図８】上記実施形態の電気制御回路を示す模式図である。
【図９】上記実施形態の回転検出領域において回転角度を検出するために出力されるパルス信号のパターンを示すチャートである。
【図１０】（ａ）は、製造当初の初期状態である接点ブラシとパターンプレートとの接触状態を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態において図８のパルス発生部から出力されるパルス波形を示図であり、（ｃ）は、長期使用後の接点ブラシとパターンプレートとの接触状態を示図であり、（ｄ）は、（ｃ）の状態において図８のパルス発生部から出力されるパルス波形を示図である。
【図１１】図８のパルス発生部から出力されるパルス信号のデューティー比と経過年数との対応関係を示す特性図である。
【図１２】上記実施形態の電気制御回路のＣＰＵが実行するモータ制御処理のフローチャートである。
【図１３】図８のパルス発生部から出力されるパルス信号のデューティー比と停止補正時間（待機時間）との対応関係を示す特性図である。
【図１４】（ａ）は、上記実施形態において摺動接点が製造当初の初期状態である場合のＡ相パルス信号のタイミングチャートであり、（ｂ）は、上記実施形態において摺動接点が製造当初の初期状態である場合のＢ相パルス信号のタイミングチャートであり、（ｃ）は、上記実施形態において摺動接点が摩耗した状態である場合のＡ相パルス信号のタイミングチャートであり、（ｄ）は、上記実施形態において摺動接点が摩耗した状態である場合のＢ相パルス信号のタイミングチャートである。
【図１５】（ａ）は、対比例において摺動接点が製造当初の初期状態である場合のＡ相パルス信号のタイミングチャートであり、（ｂ）は、対比例において摺動接点が製造当初の初期状態である場合のＢ相パルス信号のタイミングチャートであり、（ｃ）は、対比例において摺動接点が摩耗した状態である場合のＡ相パルス信号のタイミングチャートであり、（ｄ）は、対比例において摺動接点が摩耗した状態である場合のＢ相パルス信号のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の電動アクチュエータシステムが車両用空調装置に適用された一実施形態について説明する。
【００２０】
本実施形態に係る電動アクチュエータシステムは、図１に示すような車両用空調装置の室内空調装置１のモードドア７ａ、７ｂ、７ｃを駆動するために用いられる。
【００２１】
モードドア７ａ、７ｂ、７ｃは、図１に示す室内空調装置１の空調ケーシング５内において、空調ケーシング５のデフロスタ開口部６ａ、フェイス開口部６ｂ、フット開口部６ｃを開閉してデフロスタ開口部６ａ、フェイス開口部６ｂ、フット開口部６ｃから車室内に吹き出される空気流を制御するためのドア部材である。
【００２２】
デフロスタ開口部６ａは、空調ケーシング５内からフロントガラスの内表面に空気流を吹き出す空気流路を形成する。フェイス開口部６ｂは、空調ケーシング５内から乗員上半身に空気流を吹き出す空気流路を形成する。フット開口部６ｃは、空調ケーシング５内から乗員下半身に空気流を吹き出す空気流路を形成する。モードドア７ａ、７ｂ、７ｃは、電動アクチュエータ１００によって駆動されて、回転する。
【００２３】
モードドア７ａは、その回転によってデフロスタ開口部６ａを開閉する。モードドア７ｂは、その回転によってフェイス開口部６ｂを開閉する。モードドア７ｃは、その回転によってフット開口部６ｃを開閉する。
【００２４】
空調ケーシング５のうち空気流れ上流側には、送風ユニット１１が設けられている。送風ユニット１１は、内外気導入ユニット１２を通して車室外空気、或いは車室内空気を導入して空気流として吹き出す。
【００２５】
空気流は、蒸発器４で冷却され、蒸発器４からデフロスタ開口部６ａ、フェイス開口部６ｂ、フット開口部６ｃを通って車室内に流れるようになっている。エアミックスドア８は、空気流の流れを制御するためのドア部材である。
【００２６】
エアミックスドア８が閉じられた状態では、空気流がヒータコア３を迂回し、エアミックスドア８が開いた状態では、空気流がヒータコア３を通る。空気流がヒータコア３を通る場合、ヒータコア３は、エンジン２の冷却水を熱源として、ヒータコア３を通る空気流を加熱する。
【００２７】
このエアミックスドア８の位置に応じて、ヒータコア３を迂回して流れる空気流の風量と、ヒータコア３を通る空気流の風量との比が変化する。したがって、エアミックスドア８の位置を制御することで、開口部６ａ、６ｂ、６ｃから車室内に吹き出す空気流の温度を調節することができる。開口部６ａ、６ｂ、６ｃは、デフロスタ開口部６ａ、フェイス開口部６ｂ、フット開口部６ｃを纏めて表記したものである。
【００２８】
図２は、電動アクチュエータ１００の外観図（（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図）であり、図３は電動アクチュエータ１００の内部構成図である。この電動アクチュエータ１００は、電動モータとしての直流モータ１１０および減速機構１２０を有している。
【００２９】
このモータ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出力軸１１１を有するものであり、減速機構１２０は直流モータ１１０の出力軸１１１から入力された回転力を減速してモードドア７ａ、７ｂ、７ｃに向けて出力する変速機構である。以下では、直流モータ１１０および減速機構１２０等の回転駆動する機構部を駆動部１３０と呼ぶ。
【００３０】
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、および複数枚の平歯車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。この減速機構１２０の作動により、直流モータ１１０の出力軸１１１の回転に応じて出力軸１２７が回転し、その際、出力軸１１１の回転角速度よりも、出力軸１２７の回転角速度が小さくなる。
【００３１】
また電動アクチュエータ１００は、駆動部１３０を収納するケーシング１４０を有している。電動アクチュエータ１００は、このケーシング１４０に固定された接点ブラシ１５５〜１５７を有している。
【００３２】
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６に示すように、出力軸１２７と一体的に回転する非導電性プリント基板としてのパルスパターンプレート（以下、単にパターンプレートという）１５３が設けられている。このパターンプレート１５３は、パターン部材の一例に相当する。
【００３３】
このパターンプレート１５３の回転中心を中心とする円周方向の角度範囲は、図４に示すように、回転検出領域３００と、角度γの初期化領域３０１とに分かれている。回転検出領域３００は、後述するように、パターンプレート１５３の回転角度の増減（すなわち、回転位置）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る。
【００３４】
また、初期化領域３０１は、パターンプレート１５３（またはモードドア７ａ、７ｂ、７ｃ）の原点位置を示すパルス信号のパターン（以下、イニシャライズ信号パターンという）を生成するために用いられる。
【００３５】
このパターンプレート１５３の１つの表面（以下、パターン面という）には、導体パターン（すなわち、特定の形状を有する導体）がプリントされている。導体パターンは、銅箔上にニッケルめっきを施し、その上に金めっきを施して成るものである。
【００３６】
以下、この導体パターンの配置について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、パターンプレート１５３の回転中心を単に回転中心といい、また、パターン面上の回転中心からの距離を中心距離という。また、回転中心を中心とする円周を、単に円周という。また、回転中心から見たパターン面上の角度を、単に中心角という。また、パターン面上の各部分を回転中心から見込んだ角度範囲を、当該部分の角度幅という。なお、本実施形態においては、摺動によってパターンプレート１５３が変位する方向は、ここで定義した円周の周方向（すなわち、円周方向）であるので、この円周方向は、摺動方向の一例に相当する。また、角度幅は、パターンプレート１５３の回転角速度が一定ならば、時間幅と同じである。そして、本実施形態においては、直流モータ１１０の回転時の回転速度が一定となるよう制御されるので、パターンプレート１５３の回転時の回転速度も一定である。
【００３７】
図４、図６に示すように、導体パターンは、複数（例えば１００個以上）の導電部１５１ａ、導電部１５１ａと同じ数の複数の導電部１５２ａ、および１つの導電部１５４ａを有している。
【００３８】
導電部１５１ａは、導電部１５１ａ、導電部１５２ａ、導電部１５４ａのうち、中心距離の最も大きい円周上に一列に並んで配置されている。
【００３９】
中心角の全範囲のうち、回転検出領域３００においては、複数の導電部１５１ａのそれぞれは、回転中心を中心とする半径ｒ１、角度α１の扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ２（ただしｒ２＜ｒ１）、角度α１の扇形を取り除いた形状となっている。回転検出領域３００内におけるどの導電部１５１ａについても、上記の半径ｒ１、ｒ２、および角度α１は同じ値である。したがって、回転検出領域３００における導電部１５１ａの角度幅は、いずれも等しく角度α１である。
【００４０】
また、回転検出領域３００における導電部１５１ａは、円周上において一定の間隔を開けて並べられている。隣り合う２つの導電部１５１ａの間隔の角度幅は、β１となっている。この角度β１は、導電部１５１ａの円周方向の幅に相当する角度α１よりも大きい。例えば、角度β１は、角度α１の１．５倍であってもよい。これら導電部１５１ａの間に位置する複数の部分１５１ｂのそれぞれは、導体パターンが形成されていない非導電部１５１ｂである。
【００４１】
また、中心角の全範囲のうち、回転検出領域３００以外の初期化領域３０１においては、複数の導電部１５１ａのうち１つが配置されている。この初期化領域３０１における導電部１５１ａは、他の導電部１５１ａよりも角度幅が大きく、初期化領域３０１全域に亘り、かつ、初期化領域３０１の一方の側から回転検出領域３００にはみ出ている。
【００４２】
より詳しくは、初期化領域３０１に導電部１５１ａは、回転中心を中心とする半径ｒ１、角度ηの扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ２、角度ηの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度ηは、回転検出領域３００の角度範囲γよりも大きい。
【００４３】
また、初期化領域３０１における導電部１５１ａは、円周方向の両端で、領域３００の導電部１５１ａと離れており、その離れている部分の角度幅は、角度β１である。この間隔部分も、導体パターンが形成されていない非導電部１５１ｂである。
【００４４】
導電部１５２ａは、導電部１５１ａ、導電部１５２ａ、導電部１５４ａのうち、中心距離が２番目に大きい円周上に一列に並んで配置されている。回転検出領域３００においては、複数の導電部１５２ａのそれぞれは、回転中心を中心とする半径ｒ３、角度α２の扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ４（ただしｒ４＜ｒ３）、角度α２の扇形を取り除いた形状となっている。回転検出領域３００内におけるどの導電部１５２ａについても、上記の半径ｒ３、ｒ４、および角度α２は同じ値である。したがって、回転検出領域３００における導電部１５２ａの角度幅は、いずれも等しく角度α２である。なお、半径ｒ３は上述の半径ｒ２に等しく、角度α２は上述の角度α１に等しい。
【００４５】
回転検出領域３００における導電部１５２ａは、円周上において一定の間隔を開けて並べられている。隣り合う２つの導電部の間隔の角度幅は、β２となっている。この角度β２は、上述のβ１に等しく、導電部１５２ａの円周方向の幅に相当する角度α２よりも大きい。例えば、角度β２は、角度α２の１．５倍であってもよい。これら導電部１５２ａの間に位置する複数の部分１５２ｂは、導体パターンが形成されていない非導電部１５２ｂである。
【００４６】
また、初期化領域３０１においては、複数の導電部１５２ａのうち１つが配置されている。この初期化領域３０１における導電部１５２ａは、他の導電部１５２ａよりも角度幅が大きく、初期化領域３０１全域に亘り、かつ、初期化領域３０１の一方の側から回転検出領域３００にはみ出ている。初期化領域３０１から導電部１５２ａがはみ出る側と、初期化領域３０１から導電部１５１ａがはみ出る側とは、互いに反対側である。
【００４７】
より詳しくは、初期化領域３０１に導電部１５２ａは、回転中心を中心とする半径ｒ３、角度ζの扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ４、角度ζの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度ζは、回転検出領域３００の角度範囲γよりも大きい。
【００４８】
また、初期化領域３０１における導電部１５２ａは、円周方向の両端で、領域３００の導電部１５２ｂと離れており、その離れている部分の角度幅は、角度β２である。この間隔部分も、導体パターンが形成されていない非導電部１５２ｂである。
【００４９】
このように、回転検出領域３００においては、複数の導電部１５１ａと複数の非導電部１５１ｂとが円周上に等間隔で１つずつ交互に並ぶ第１の列、および、複数の導電部１５２ａと複数の非導電部１５２ｂとが円周上に等間隔で１つずつ交互に並ぶ第２の列が、配置されている。
【００５０】
以下、円周上で複数の導電部１５１ａおよび複数の非導電部１５１ｂから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを第１パターン１５１と呼び、複数の導電部１５２ａおよび複数の非導電部１５２ｂから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを第２パターン１５２と呼ぶ。
【００５１】
このように、第１パターンおよび第２パターンを形成する２つの列のそれぞれにおいて、当該列中の複数の導電部の摺動方向の幅は、当該列中の複数の非導電部の摺動方向の幅よりも短くなっている。
【００５２】
なお、回転検出領域３００においては、第１パターン１５１と、第２パターン１５２との間で、円周方向の導電、非導電のパターンの位相（具体的には、中心角の位相）がずれている。つまり、つまり、第１パターン１５１と、第２パターン１５２とは、周方向に沿って、同じ中心角の位置で導電部に切り替わるようになっておらず、また、同じ中心角の位置で非導電部に切り替わるようにもなっていない。第１パターンと第２パターンのずれを回転中心から見込んだ角度εは、α１（＝α２）の１／２以上かつ上限値εｍａｘ以下である。例えば、角度εは、α１（＝α２）の２／３であってもよい。
【００５３】
この上限値εｍａｘは、１より小さい値であり、かつ、後述する電気制御回路２００におけるパルス信号検出の時間分解能と、パターンプレート１５３の回転角速度によって決まる。つまり、パターンプレート１５３が回転したときでも、電気制御回路２００が、状態Ａ→状態Ｂ→状態Ｃという遷移を検出することができる最大の位相ずれ角が、上限値εｍａｘである。
【００５４】
ここで、状態Ａとは、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触すると共に接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触しない状態（一部接触一部非接触状態の一例に該当する）である。また状態Ｂとは、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触すると共に接点ブラシ１５６も導電部１５２ａに接触する状態（全接触状態の一例に該当する）である。また状態Ｃとは、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触しないと共に接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触する状態（一部接触一部非接触状態の一例に該当する）である。
【００５５】
導電部１５４ａは、導電部１５１ａ、導電部１５２ａ、導電部１５４ａのうち、中心距離が最も小さい円周上において、回転検出領域３００の全域および初期化領域３０１の両端部に亘って配置されている。この導電部１５４ａは、回転中心を中心とする半径ｒ５、角度δの扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ６（ただしｒ６＜ｒ５）、角度δの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度δは、回転検出領域３００の全体範囲に相当する角度（すなわち、３６０°−γ）よりも大きい角度であり、ｒ５は、上述のｒ４に等しい。
【００５６】
また、初期化領域３０１においては、導電部１５４ａの円周方向の両端の間に位置する部分１５４ｂがある。この部分１５４ｂは、導体パターンが形成されていない非導電部である。これら１つの導電部１５４ａおよび１つの非導電部１５４ｂから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを、以下、コモンパターン１５４と呼ぶ。
【００５７】
なお、上述の通り、導電部１５１ａの内周端位置の半径ｒ２と導電部１５２ａの外周端位置の半径ｒ３とが等しく、また、導電部１５２ａの内周端位置の半径ｒ４と導電部１５４ａの外周端位置の半径ｒ５が等しい。したがって、導電部１５２ａは導電部１５４ａと導通し、導電部１５１ａは、角度範囲が一部重なる導電部１５２ａと導通する。また、導電部１５１ａ、１５２ａとコモンパターン１５４の導電部１５４ａとは、図示しない接続部材により、電気的に繋がっているようになっていてもよい。
【００５８】
また、ケーシング１４０には、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いる。接点ブラシ１５５〜１５７としては、例えば、リン青銅にニッケルめっきを施したものを用いるようになっていてもよい。そして、第１接点ブラシ１５５（摺動接点の一例に相当する）の先端に近い複数の接点部分１５５ａは第１パターン１５１に接触し、第２接点ブラシ１５６（摺動接点の一例に相当する）の先端に近い複数の接点部分１５６ａは第２パターン１５２に接触し、第３接点ブラシ１５７の先端に近い複数の接点部分１５７ａはコモンパターン１５４に接触するように構成されている。
【００５９】
接点部分１５５ａ、１５６ａ、１５７ａの（回転中心から見た）角度幅は、電動アクチュエータ１００の製造時には、導電部１５１ａ、１５２ａ、非導電部１５１ｂ、１５２ｂの個々の角度幅に比べて非常に小さい。
【００６０】
本実施形態では、パターンプレート１５３に対して第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７が接触している接点部分１５５ａ、１５６ａ、１５７ａのそれぞれを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、第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７とパターンプレート１５３の表面との接点部分１５５ａ、１５６ａ、１５７ａは、図３および図６に示すように、回転中心から見て径方向に一直線に並んでいる。
【００６１】
図２に示すように、出力軸１２７には、モードドア７ａ、７ｂ、７ｃを揺動させるリンク１６０が圧入固定されている。
【００６２】
リンク１６０は、図７に示すように、円盤状に形成されている。リンク１６０のうち表面側には、厚み方向（出力軸１２７の軸線方向）の一方側に凹となる溝１７０、１７１が設けられている。溝１７０、１７１は、それぞれ、独立して設けられている。リンク１６０のうち裏面側には、厚み方向（出力軸１２７の軸線方向）の他方側に凹となる１つの溝（図示省略）が設けられている。
【００６３】
ここで、リンク１６０のうち表面側の溝１７０、１７１とリンク１６０の裏面側の１つの溝とを便宜上区別するために、表面側の溝１７０を第１溝１７０とし、表面側の溝１７１を第２溝１７１とし、裏面側の１つの溝を第３溝とする。
【００６４】
第１溝１７０は、モードドア７ａに設けられたピン１０ａが摺動可能に構成されている。
ピン１０ａは、モードドア７ａの腕部９ａに設けられている。腕部９ａは、モードドア７ａの軸からその軸線を中心とする径方向外側に延びるように形成されている。ピン１０ａは、腕部９ａから軸線方向に突起するように形成されている。
【００６５】
第２溝１７１は、モードドア７ｂに設けられたピン１０ｂが摺動可能に構成されている。
ピン１０ｂは、モードドア７ｂの腕部９ｂに設けられている。腕部９ｂは、モードドア７ｂの軸からその軸線を中心とする径方向外側に延びるように形成されている。ピン１０ｂは、腕部９ｂから軸線方向に突起するように形成されている。
【００６６】
第３溝は、モードドア７ｃに設けられたピン１０ｃが摺動可能に構成されている。ピン１０ｃは、モードドア７ｃの腕部９ｃに設けられている。腕部９ｃは、モードドア７ｃの軸からその軸線を中心とする径方向外側に延びるように形成されている。ピン１０ｃは、腕部９ｃから軸線方向に突起するように形成されている。
【００６７】
第１溝１７０には、出力軸１２７の軸線を中心とする円弧状に形成されているアイドル区間１７０ａが設けられている。
【００６８】
ピン１０ａが第１溝１７０のうちアイドル区間１７０ａを移動する際に、出力軸１２７の回転力がリンク１６０およびピン１０ａを通してモードドア７ａに伝達されることが停止される。一方、ピン１０ａが第１溝１７０のうちアイドル区間１７０ａ以外の他の領域を移動する際に、出力軸１２７の回転力がリンク１６０およびピン１０ａを通してモードドア７ａに伝達される。
【００６９】
第２溝１７１には、出力軸１２７の軸線を中心とする円弧状に形成されているアイドル区間１７１ａが設けられている。
【００７０】
ピン１０ｂが第２溝１７１のうちアイドル区間１７１ａを移動する際に、出力軸１２７の回転力がリンク１６０およびピン１０ｂを通してモードドア７ｂに伝達されることが停止される。一方、ピン１０ｂが第２溝１７１のうちアイドル区間１７１ａ以外の他の領域を移動する際に、出力軸１２７の回転力がリンク１６０およびピン１０ｂを通してモードドア７ｂに伝達される。
【００７１】
第３溝には、出力軸１２７の軸線を中心とする円弧状に形成されているアイドル区間（図示省略）が設けられている。
【００７２】
ピン１０ｃが第３溝のうちアイドル区間を移動する際に、出力軸１２７の回転力がリンク１６０およびピン１０ｃを通してモードドア７ｃに伝達されることが停止される。一方、ピン１０ｃが第３溝のうちアイドル区間以外の領域を移動する際に、出力軸１２７の回転力がリンク１６０およびピン１０ｃを通してモードドア７ｃに伝達される。
【００７３】
したがって、出力軸１２７の回転角（すなわち、出力軸１２７の作動位置）を制御することで、モードドア７ａ、７ｂ、７ｃの位置を独立して制御することができる。
【００７４】
次に、電動アクチュエータ１００の作動の概要について説明する。図８は電動アクチュエータ１００の電気制御回路２００の回路構成の模式図である。この電気制御回路２００は、直流モータ１１０を駆動するモータ駆動回路２１０、パターンプレート１５３で発生するパルス信号を検出するパルス信号検知回路２２０、およびＣＰＵ２３０を備えている。これらの回路２１０、２２０、２３０には、イグニッションスイッチを介してバッテリに接続された定電圧回路（図示せず）から一定電圧が供給されるようになっている。
【００７５】
パルス発生部１５８は、第１〜３接点ブラシ１５５、１５６、１５７とパターンプレート１５３により構成され、出力軸１２７の回転位置を示すパルス信号を出力する回路である。図８においては、パルス発生部１５８を電気的に等価な図に置き換えて示している。このパルス発生部１５８から、原点位置を示すイニシャライズ信号パターンおよび出力軸１２７の回転を検出するためのパルス信号が出力される。
【００７６】
スイッチ１５８ａは、第１接点ブラシ１５５と第１パターン１５１とによって構成されるものであり、出力軸１２７の回転に応じてスイッチングする。すなわち、出力軸１２７の回転に応じてオン、オフが切り替わる。具体的には、接点ブラシ１５５の接点部分１５５ａが導電部１５１ａに接触している接触期間では、スイッチ１５８ａがオンとなる。また、接点ブラシ１５５の接点部分１５５ａが非導電部１５１ｂにあることで、導電部１５１ａに接触していない非接触期間では、スイッチ１５８ａがオフとなる。
【００７７】
また、スイッチ１５８ｂは、第２接点ブラシ１５６と第２パターン１５２とによって構成されるものであり、出力軸１２７の回転に応じてスイッチングする。具体的には、接点ブラシ１５６の接点部分１５６ａが導電部１５２ａに接触している接触期間では、スイッチ１５８ｂがオンとなる。また、接点ブラシ１５６の接点部分１５６ａが、非導電部１５２ｂにあって導電部１５２ａに接触していない非接触期間では、スイッチ１５８ｂがオフとなる。
【００７８】
また、スイッチ１５８ｃは、第３接点ブラシ１５７とコモンパターン１５４とにより構成されるもので、出力軸１２７の回転に応じてスイッチングする。具体的には、接点ブラシ１５７の接点部分１５７ａが導電部１５４ａに接触している接触期間では、スイッチ１５８ｃがオンとなる。また、接点ブラシ１５７の接点部分１５６ａが、非導電部１５４ｂにあって導電部１５４ａに接触していない非接触期間では、スイッチ１５８ｃがオフとなる。
【００７９】
ここで、スイッチ１５８ｃの一端、すなわち第３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。
【００８０】
パルス信号検知回路２２０とスイッチ１５８ａ、１５８ｂとの間の接続点２２１、２２２には、プルアップ抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続されている。プルアップ抵抗Ｒ１、Ｒ２は、接続点２２１、２２２と定電圧電源Ｖｄとの間に接続されている抵抗素子である。したがって、出力軸１２７の回転に伴うスイッチ１５８ａ、１５８ｂ、１５９ｃのオン、オフの変化に応じて、スイッチ１５８ａおよび１５８ｂからそれぞれＡ相およびＢ相のパルス信号が発生する。
【００８１】
パルス信号発生の具体的作動として、まず、モータ駆動回路２１０によって直流モータ１１０が駆動され、この直流モータ１１０の駆動に応じてパターンプレート１５３および出力軸１２７が回転し、第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７が回転検出領域３００と接触した状態にある場合について、図９を用いて説明する。
【００８２】
この場合、第３接点ブラシ１５７が導電部１５４ａに接触しつつ、第１接点ブラシ１５５の接点部分１５５ａにおいては、導電部１５１ａと接触する通電（ＯＮ）状態および非導電部１５１ｂにあって導電部１５１ａと接触しない非通電（ＯＦＦ）状態が交互に発生し、また、第２接点ブラシ１５６の接点部分１５６ａは、導電部１５２ａと接触する通電（ＯＮ）状態および非導電部１５２ｂにあって導電部１５２ａと接触しない非通電（ＯＦＦ）状態が交互に発生する。
【００８３】
この場合に第１、２接点ブラシ１５５、１５６に発生するパルス信号の変化を、図９に模式的に示す。図９の横軸方向（左右方向）は、中心角を示している。図９の上部は、パターンプレート１５３の回転に伴う、接点ブラシ１５５〜１５７とパターン１５１、１５２、１５４との間の接触関係の変化を示している。斜線部が導電部１５１ａ、１５２ａ、１５４ａに相当し、斜線のない部分が非導電部１５１ｂ、１５２ｂ、１５４ｂに相当する。そして、図９の下部は、その接触関係の変化に伴う、Ａ相のパルス信号の変化（すなわち、図９中出力信号パターン１９１）およびＢ相のパルス信号の変化（すなわち、図９中出力信号信号パターン１９２）を示している。
【００８４】
この図に示すように、第１接点ブラシ１５５の通電状態よび非通電状態の切り替わりタイミングと、第２接点ブラシ１５５の通電状態よび非通電状態の切り替わりタイミングとは、一致しない。これは、第１パターン１５１と第２パターン１５２の位相がずれていることに起因している。
【００８５】
パターンプレート１５３が正回転方向（図４における時計回り方向、図８における左方向）に変位（具体的には回転）すると、接点ブラシ１５５〜１５７とパターン１５１、１５２、１５４との接触点が変化し、それに伴い、Ａ相では、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触している通常状態では信号がローレベル「０」となり、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触していない非通電状態では信号がハイレベル「１」となる。
【００８６】
つまり、Ａ相パルス信号は、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触している接触期間と、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触していない非接触期間との比率をデューティー比Ｄａとするパルス信号となる。
【００８７】
同様に、Ｂ相でも、接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触している通常状態では信号がローレベル「０」となり、接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触していない非通電状態では信号がハイレベル「１」となる。
【００８８】
つまり、Ｂ相パルス信号は、接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触している接触期間と接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触していない非接触期間との比率をデューティー比Ｄａとするパルス信号となる。
【００８９】
したがって、Ａ相、Ｂ相の信号レベルの組み合わせを、「Ａ相のレベル、Ｂ相のレベル」という形式で記載すると、パターンプレート１５３の正回転方向への回転に伴って、信号レベルが「１、０」、「１、１」、「０、１」、「０、０」という順序で、循環的に変化する。以下、このパルス信号の組み合わせの循環パターンを、正回転信号パターンという。逆に、パターンプレート１５３の逆回転方向（正回転方向とは逆の方向）への回転に伴って、信号レベルが「０、０」、「０、１」、「１、１」、「１、０」という順序で、循環的に変化する。以下、このパルス信号の組み合わせの循環パターンを、逆回転信号パターンという。
【００９０】
なお、直流モータ１１０が回転してパターンプレート１５３および出力軸１２７が回転して、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７が初期化領域３０１に接触している場合について、上記特許文献１と同様であるため、その説明を省略する。
【００９１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態では、第１、第２、第３接点ブラシ１５５、１５６、１５７とパターンプレート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１５８ａ〜１５８ｃを含むパルス発生部１５８（図８参照）を構成することになる。
【００９２】
なお、既に説明した通り、スイッチ１５８ａ、１５８ｂは、接点ブラシ１５５、１５６と第１、２パターン１５１、１５２とによって構成されるもので、定電圧電源Ｖｄ（電源回路）およびグランドの間で並列的に配設され、直流モータ１１０の回転に基づき、個々にスイッチングしてパルス信号を発生する。スイッチ１５８ｃは、第３接点ブラシ１５７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１５８ａ、１５８ｂとグランドとの間で、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。
【００９３】
また、第１パターン１５１の位相と第２パターン１５２の位相とがずれているため、パルス発生部１５８では、第１パターン１５１と第１接点ブラシ１５５とにより発生するＡ相のパルス信号１９１と、第２パターン１５２と第２接点ブラシ１５６とにより発生するＢ相のパルス１９２との間でも、信号の立ち上がりのタイミングおよび立ち下がりのタイミングにずれが生じる。
【００９４】
これを利用して、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の立ち上がり（すなわち、信号レベルの「０」から「１」への切り替わり）が先にパルス信号検知回路２２０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。
【００９５】
さらに、第１、第２接点ブラシ１５５、１５６が製造当初の初期状態であるときには、Ａ相パルス、Ｂ相パルスのデューティー比Ｄａ、Ｄｂが５０％となるように、接点ブラシ１５５、１５６が設定されている。
【００９６】
ここで、経年経過すると、パターンプレート１５３のパターン面に対する接点ブラシ１５５、１５６の摩耗が進む。すると、接点ブラシ１５５（１５６）の複数の接点部分１５５ａ（１５６ａ）の面積が増加する（図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）参照）。これに伴い、Ａ相パルス信号及びＢ相パルス信号において、ハイレベル期間が短くなる。このため、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗に伴って、デューティー比Ｄａ、Ｄｂがそれぞれ小さくなることになる（図１１参照）。
【００９７】
このため、Ａ相パルス或いはＢ相パルスの立ち上がりタイミング（或いは、立ち下がりタイミング）は、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗に伴って、オフセットする。したがって、Ａ相パルス或いはＢ相パルスの立ち上がりタイミング（或いは、立ち下がりタイミング）を出力軸１２７の停止位置として検出する際に、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗に伴って、出力軸１２７の停止位置のずれが生じる。
【００９８】
そこで、本実施形態では、電気制御回路２００のＣＰＵ２３０は、直流モータ１１０を制御するモータ制御処理を実行する際に、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗量に応じて出力軸１２７の停止位置のずれを抑える。接点ブラシ１５５、１５６の摩耗量とは、接点ブラシがどれほど摩耗しているかを示す情報である。
【００９９】
本実施形態のＣＰＵ２３０は、他のＥＣＵ（電子制御装置）４００との間の通信を行う。さらに、ＣＰＵ２３０は、後述するように接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を音声情報としてスピーカ２４０から出力する。
【０１００】
次に、電気制御回路２００のＣＰＵ２３０が実行するモータ制御処理の詳細について説明する。図１２に、このモータ制御処理のフローチャートを示す。
【０１０１】
車両のイグニッションスイッチがオンされると、ＣＰＵ２３０は、まずステップＳ１００で、初期位置設定を行う。初期位置設定は、出力軸１２７の作動位置の原点を、初期化領域３０１に合わせるための処理である。
【０１０２】
初期位置設定において、ＣＰＵ２３０は、パターンプレート１５３が予め定められたイニシャライズ方向（例えば、逆回転方向）に回転するようにモータ駆動回路２１０へ制御信号を出力して直流モータ１１０を駆動させる。そして、この直流モータ１１０の駆動に応じてパルス発生部１５８から出力されるＡ相、Ｂ相のパルス信号１９１、１９２をパルス信号検知回路２２０によって検出し、このパルス信号検知回路２２０が検出したパルス信号にイニシャライズ信号パターンが含まれるまで、すなわち、接点ブラシ１５５〜１５７の端部が初期化領域３０１に到達するまで、待つ。そして、到達すると、直流モータ１１０の駆動を停止させ、その停止位置を、原点位置に設定する。
【０１０３】
原点位置の設定は、ＣＰＵ２３０中の図示しないメモリ（例えばＲＡＭ）中のパルスカウントの現在値および、ＣＰＵ２３０のメモリ中のパルスカウントの原点値を、共に所定の基準値（例えば１）に設定することで実現する。
【０１０４】
ここで、パルスカウントとは、Ａ相、Ｂ相のパルス信号のハイレベル、ローレベルの組み合わせが正回転方向に変化する度に１カウントだけ増加し、逆回転方向に変化する度に１カウントだけ減少するカウントである。例えば、正回転方向については、Ａ相、Ｂ相の信号レベルが「１、０」から「１、１」に変化した場合、「１、１」から「０、１」に変化した場合、「０、１」から「０、０」に変化した場合、「０、０」から「１、０」に変化した場合のそれぞれにおいて、パルスカウントが１カウント増加する。
【０１０５】
続いて、ステップ１２０では、目標値の設定タイミングを待ち、設定タイミングが来ると、目標値を設定する。目標値の設定タイミングは、例えば、図示しない吹出モード設定ボタンに対するドライバの操作があったタイミングであってもよい。目標値とは、モードドア７ａ、７ｂ、７ｃの目標位置に基づいて決定される、原点位置からの相対的なパルスカウントの値である。モードドア７ａ、７ｂ、７ｃの目標位置とパルスカウントの目標値との対応関係の情報は、あらかじめ電気制御回路２００のメモリ中に記録されていてもよい。その場合は、ＣＰＵ２３０が、その対応関係の情報に基づいて、エアミックスドア８の目標位置から、パルスカウントの目標値を特定する。
【０１０６】
続いてステップＳ１２０では、ＣＰＵ２３０は、パルスカウントの目標値と現在相対値とを比較し、一致しているか否かを判定する。ここで、現在相対値とは、パルスカウントの現在値から、パルスカウントの原点値を差し引いた値をいう。
【０１０７】
ステップＳ１２０で、パルスカウントの目標値と現在相対値と一致していないとしてＮＯと判定した場合、続いてステップＳ１３０で、モータ駆動回路２１０を制御して、直流モータ１１０を回転させる。具体的には、現在位置が目標位置に近づく方向にパターンプレート１５３が回転するよう、直流モータ１１０を回転させる。そして、パルス信号検知回路２２０からＡ相、Ｂ相の信号の組み合わせの変化に基づいて、パルスカウントの現在値を変化させる。具体的には、正回転パターンでＡ相、Ｂ相の信号の組み合わせが１回変化すると、パルスカウントの現在値を１カウント増加させ、逆回転パターンでＡ相、Ｂ相の信号の組み合わせが１回変化すると、パルスカウントの現在値を１カウント減少させる。
【０１０８】
次に、ＣＰＵ２３０は、パルス信号検知回路２２０からＡ相、Ｂ相のパルス信号のデューテイー比の代表値として算出する（ステップ１４０）。
【０１０９】
例えば、Ａ相パルス信号のデューテイー比ＤＡ、Ｂ相パルス信号のデューテイー比ＤＢ、およびデューテイー比ＤＡおよびデューテイー比ＤＢの平均値のうちいずれかの値をＡ相、Ｂ相のパルス信号のデューテイー比の代表値とする。以下、Ａ相、Ｂ相のパルス信号のデューテイー比の代表値を単にデューテイー比Ｄとする。
【０１１０】
Ａ相パルス信号のハイレベル期間をＡＨとし、Ａ相パルス信号のローレベル期間をＡＬとすると、デューテイー比ＤＡは、数式１の如く求められる。
【０１１１】
ＤＡ＝ＡＨ／（ＡＨ＋ＡＬ）・・・・数式１
Ｂ相パルス信号のハイレベル期間をＢＨとし、Ｂ相パルス信号のローレベル期間をＢＬとすると、デューテイー比ＤＢは、数式１の如く求められる。
【０１１２】
ＤＢ＝ＢＨ／（ＢＨ＋ＢＬ）・・・・数式２
本実施形態では、ＣＰＵ２３０は、デューテイー比Ｄの実際の値（以下、実値という）と、デューテイー比Ｄの初期値である「０．５」との差分がｄＤ（＝「０．５」−「デューテイー比Ｄの実際の値」）を接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量として算出する。このことにより、デューテイー比Ｄの実値と初期値「０．５」と接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を推定することになる。
【０１１３】
これに伴い、ＣＰＵ２３０は、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を示す音声情報をスピーカ２４０から出力する。これにより、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を使用者に伝達することができる。
【０１１４】
次に、ＣＰＵ２３０は、Ａ相、Ｂ相のパルス信号のデューテイー比Ｄに基づいて、停止タイミング補正時間τを算出する（ステップ１５０）。
【０１１５】
停止タイミング補正時間τは、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量が出力軸１２７の停止位置に対してどのくらい影響を及ぼすか示す時間情報であって、直流モータ１１０への電力供給を停止するタイミングを制御するのに用いる時間である。
【０１１６】
具体的には、停止タイミング補正時間τは、後述するように、目標値のパルスカウントに現在相対値（現在地）が一致したと判定した場合において、直流モータ１１０の電力供給を停止するまで待機するべき待機時間である。なお、停止タイミング補正時間τは、直流モータ１１０の回転速度によって変わるものの、本実施形態では、直流モータ１１０の回転速度を一定速度としている。
【０１１７】
より詳細には、デューテイー比Ｄと停止タイミング補正時間τとは、図１３に示すように、１対１で特定される関係にあり、デューテイー比Ｄと停止タイミング補正時間τとの対応関係を示す換算データがＣＰＵ２３０内のメモリに予め記憶されている。
【０１１８】
換算データは、直流モータ１１０の回転速度や接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗特性から実験（或いは、計算）等により求められる。
【０１１９】
そこで、本実施形態では、上記データとデューテイー比Ｄとに基づいて、デューテイー比Ｄに対応する停止タイミング補正時間τを求める。
【０１２０】
例えば、Ｂ相パルス信号がハイレベルでＡ相パルスがローレベルからハイレベルに移行する立ち上がりタイミングを停止位置とする停止パターン（図１３中ＨＨパターンと記す）の場合には、デューテイー比ＤＡが「０．５」から小さくなるほど、停止タイミング補正時間τが小さくなる（図１３参照）。これは、Ａ相パルスの立ち上がりタイミングは、デューテイー比Ｄが小さくなるほど、遅いタイミングとなるからである。
【０１２１】
Ａ相パルスがローレベルでＢ相パルス信号がローレベルからハイレベルに移行する立ち上がりタイミングを停止位置とする停止パターン（図１３中ＬＨパターンと記す）の場合には、デューテイー比ＤＡが「０．５」から小さくなるほど、停止タイミング補正時間τが小さくなる（図１３参照）。これは、Ｂ相パルスの立ち上がりタイミングは、デューテイー比Ｄが小さくなるほど、遅いタイミングとなるからである。
【０１２２】
一方、Ｂ相パルス信号がローレベルでＡ相パルスがハイレベルからローレベルに移行する立ち下がりタイミングを停止位置とするパターン（図１３中ＬＬパターンと記す）の場合には、デューテイー比Ｄが「０．５」から小さくなるほど、停止タイミング補正時間τが大きくなる（図１３参照）。これは、Ａ相パルスの立ち下がりタイミングは、デューテイー比Ｄが小さくなるほど、早いタイミングとなるからである。
【０１２３】
Ａ相パルスがハイレベルでＢ相パルス信号がハイレベルからローレベルに移行する立ち下がりタイミングを停止位置とする停止パターン（図１３中ＨＬパターンと記す）の場合には、デューテイー比ＤＡが「０．５」から小さくなるほど、停止タイミング補正時間τが大きくなる（図１３参照）。これは、Ｂ相パルスの立ち下がりタイミングは、デューテイー比Ｄが小さくなるほど、早いタイミングとなるからである。
【０１２４】
このように停止タイミング補正時間τを求めると、その後、ステップ１２０を実行する。
【０１２５】
したがって、ステップＳ１２０、Ｓ１３０、１４０、１５０の処理により、目標値のパルスカウント（具体的には、原点基準値に対する相対的なパルスカウント）に現在相対値（現在地）が一致するまで、直流モータ１１０の駆動、パルス数のカウント、デューテイー比Ｄの算出、および停止タイミング補正時間τの算出が繰り返し実行される。このため、目標値のパルスカウントに現在相対値が一致するまで、停止タイミング補正時間τが更新されることになる。
【０１２６】
その後、ステップＳ１２０において、パルスカウントの目標値と現在相対値とが一致してＹＥＳと判定した場合、最終的に更新された停止タイミング補正時間τ分待機してから、直流モータ１１０の電力供給を停止する（ステップ１６０、１７０）。
【０１２７】
すなわち、パルスカウントの目標値と現在相対値とが一致したと判定する直前に更新された停止タイミング補正時間τ分待機してから、直流モータ１１０の電力供給を停止することになる。
【０１２８】
このように、電気制御回路２００は、接点ブラシ１５５、１５６の導体パターンへの接触と非接触の組み合わせの変化を検出することで、出力軸１２７の現在位置を検出することができ、この検出した現在位置と原点値との差を目標値に合わせるよう、直流モータ１１０をフィードバック制御することができる。
【０１２９】
ここで、電動アクチュエータ１００を長期に亘って使用する際の変化について、図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、製造当初の初期状態である接点ブラシ１５５または１５６とパターンプレート１５３との接触状態を示し、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の状態においてパルス発生部１５８から出力されるパルス波形を示し、図１０（ｃ）は、長期使用して摩耗した接点ブラシ１５５または１５６とパターンプレート１５３との接触状態を示し、図１０（ｄ）は図１０（ｃ）の状態において当該パルス発生部１５８から出力されるパルス波形を示している。
【０１３０】
電動アクチュエータ１００を長期に亘って使用すると、パターンプレート１５３に対して相対的に摺動する接点ブラシ１５５〜１５７が摩耗する。なお、摺動によって接点ブラシ１５５〜１５７が摩耗する一方、導体パターンがほとんど摩耗しないのは、接点ブラシ１５５〜１５７の表面等の材質よりも導体パターンの表面の材質の方が硬度が高いこと、および、摺動において導体パターンが接点ブラシ１５５〜１５７と接触する部分は、円周上の広い範囲内を移動するのに対し、摺動において接点ブラシ１５５〜１５７が導体パターンと接触する部分は、固定位置となっていることが原因である。
【０１３１】
接点ブラシ１５５〜１５７が摩耗すると、接点ブラシ１５５〜１５６の接点部分１５５ａ、１５６ａの底部が、パターンプレート１５３の円周方向に拡大する。これは、接点ブラシ１５５の接点部分１５５ａ、１５６ａの形状が、パターンプレート１５３に近づくにつれて円周方向（摺動方向）に先細りする形状となっているためである。
【０１３２】
その結果、電動アクチュエータ１００の製造当初は、図１０（ａ）の斜線部に示すように、接点ブラシ１５５、１５６の接点部分１５５ａ、１５６ａの占める円周方向の範囲がごく小さい領域であったのが、摩耗後は、図１０（ｃ）の斜線部に示すように、接点部分１５５ａ、１５６ａの占める円周方向の範囲が広がってしまっている。
【０１３３】
図１０（ａ）、（ｃ）から明らかなように、摩耗後の接点部分１５５ａまたは１５６ａは、非導電部１５１ｂまたは１５２ｂ内にあったとしても、導電部１５１ａまたは１５２ａと接触しないで済む範囲が狭い。したがって、パターンプレート１５３が回転した際の接点１５５または１５６からのハイレベルのパルス幅（角度幅）は、図１０（ｂ）、（ｄ）に示すように、摩耗によって狭くなってしまう。このため、Ａ相パルス信号およびＢ相パルス信号の立ち上がりタイミングは、遅延し、Ａ相パルス信号およびＢ相パルス信号の立ち下がりタイミングは、早くなる。
【０１３４】
しかし、上述の通り、停止タイミング補正時間τをデューテイー比Ｄ（すなわち、接点ブラシ１５５〜１５６の接点部分１５５ａ、１５６ａの摩耗量）に応じて算出し、Ａ相、Ｂ相パルス信号が停止パターンに一致したとき、この算出された停止タイミング補正時間τだけ待機してから直流モータ１１０への電力供給を停止する。その後、出力軸１２７（すなわち、直流モータ１１０）は、空走してから停止する。
【０１３５】
以上説明した本実施形態によれば、ＣＰＵ２３０は、出力軸１２７が停止する前に接点ブラシ１５５、１５６の摩耗量を推定するためＡ相パルス信号、Ｂ相パルス信号におけるハイレベル期間とローレベル期間とからデューティー比Ｄを求めている。デューティー比Ｄは、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗量を示している。ＣＰＵ２３０は、デューティー比Ｄから停止タイミング補正時間τを算出する。
【０１３６】
ＣＰＵ２３０は、出力軸１２７の回転位置を目標位置に停止させるように直流モータ１１０を制御する際に、デューテイー比Ｄに応じて、出力軸１２７の停止位置を補正するために、直流モータ１１０を制御するタイミングを制御する。
【０１３７】
すなわち、ＣＰＵ２３０は、現在相対値（すなわち、出力軸１２７の現在位置）がパルスカウントの目標値に一致した際に、即時停止ではなく、上記によって求めた停止タイミング補正時間τだけ待ってから、直流モータ１１０への電力供給を停止する。
【０１３８】
従来では、現在相対値（すなわち、出力軸１２７の現在位置）がパルスカウントの目標値に一致すると、直流モータ１１０の電力供給を停止する。このため、出力軸１２７は、現在相対値がパルスカウントの目標値に一致した位置から空走距離分加わった位置で回転を停止する。
【０１３９】
ここで、生産後の接点ブラシ１５５、１５６が初期状態である出力軸１２７の停止位置と接点ブラシ１５５、１５６が経年変化した後の出力軸１２７の停止位置とは、出力軸１２７の同じ角度におけるパルス信号が相違するため、双方の停止位置にずれが生じる。
【０１４０】
これに対して、本実施形態では、ＣＰＵ２３０は、現在相対値がパルスカウントの目標値に一致した際に、停止タイミング補正時間τだけ待ってから、直流モータ１１０への電力供給を停止する。このことにより、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗前の出力軸１２７の停止位置に対して接点ブラシ１５５、１５６の摩耗後の出力軸１２７の停止位置を近づけることができる。これにより、出力軸１２７の停止精度の低下（すなわち、出力軸１２７の停止精度の経年変化）を抑制することができる。
【０１４１】
通常、車両用空調装置の室内空調ユニットのリンク１６０の設計では、直流モータ１１０の停止位置のばらつきがドアの停止位置のばらつきに影響を与えないようにするため、直流モータ１１０とドアとの間に接続されるリンク１６０のカムパターンにアイドル区間を設ける設計を行っている。カムパターンとは、第１、第２、第３溝（１７０、１７１）においてピン（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）の摺動軌跡を示すパターンである。
【０１４２】
アイドル区間とは、直流モータ１１０からドアに駆動力の伝達が停止される期間である。このアイドル区間の角度量は通常、直流モータ１１０の停止精度の経年変化を考慮した量に設定される。
【０１４３】
一方、近年室内空調ユニットの高機能化が期待されており、例えば吹出口モードの多モード化もその一つである。吹出口モードの多モード化を実現するためにはリンク１６０のカムパターンをより複雑化する必要がある。具体的にはリンク１６０を所定確度回転させる中に多数の位置で停止する事の出来るカムパターンを設ける必要がある、といった課題がある。
【０１４４】
しかしながら、前述のとおり停止位置には直流モータ１１０の停止位置ばらつきを吸収させるためのアイドル区間が必要となり、このアイドル区間のパターンが広いほど、リンク１６０における所定角度範囲内に設置できるカムパターンの数は限られてしまう。
【０１４５】
または、上記課題を解決させるために、リンク１６０自体の体格を大きくする方法があるが、おのずと室内空調装置１の体格に影響を与えてしまい、装置全体の小型化の阻害要因となってしまう。
【０１４６】
このように直流モータ１１０の停止精度を向上させることにより接続されるリンク１６０のカムパターンのアイドル区間を小さくすることができ、室内空調装置１の吹出モードの多モード化、またはリンク１６０の小型化による室内空調装置１全体（すなわち、電動アクチュエータシステム全体）を小型化にすることができる。
【０１４７】
本実施形態では、ＣＰＵ２３０は、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量をＡ相およびＢ相パルス信号のデューテイー比に基づいて推定して、この推定した接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を音声情報としてスピーカ２４０から出力する。このため、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を使用者に通知することができる。これにより、接点ブラシ１５５〜１５７が摩耗量が増大したときには、使用者に対して接点ブラシ１５５〜１５７の交換を促すことができる。
【０１４８】
（他の実施形態）
（１）上記実施形態では、本発明のパターン部材として、板状に形成されているパルスパターンプレート１５３を用いた例について説明したが、これに代えて、板形状以外の形状であるパターン部材を用いてもよい。
【０１４９】
（２）上記実施形態では、本発明に係るドアとして、モードドア７ａ、７ｂ、７ｃを用いた例について説明したが、これに代えて、モードドア７ａ、７ｂ、７ｃ以外のエアミックスドア８等のドアを本発明に係るドアとして用いてもよい。
【０１５０】
（３）上記実施形態では、本発明の電動アクチュエータシステムを車両用空調装置１に適用した例について説明したが、これに代えて、本発明の電動アクチュエータシステムを車両用空調装置１以外の各種機器に適用してもよい。
【０１５１】
（４）上記実施形態では、ＣＰＵ２３０は、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を音声情報としてスピーカ２４０から出力して使用者に通知した例について説明したが、これに代えて、光、振動等を用いて接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を使用者に通知してもよい。
【０１５２】
さらに、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量が閾値以上となったときに、ＣＰＵ２３０は、接点ブラシ１５５〜１５７の交換を使用者に促すためのアラームを音声、振動、光として出力してもよい。
【０１５３】
（５）上記実施形態では、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を音声情報としてスピーカ２４０から出力する例について説明したが、これに代えて、ＣＰＵ２３０は、他のＥＣＵ４００に接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を示す情報を送信してもよい。
【０１５４】
この場合、他のＥＣＵ４００は、ダイアグノーシスとして、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を記憶する。或いは、他のＥＣＵ４００は、光、音声等を用いて、接点ブラシ１５５〜１５７の摩耗量を示す情報を使用者に伝達してもよい。他のＥＣＵ４００として、ナビゲーションシステム用ＥＣＵを用いることができる。
【０１５５】
（６）上記実施形態では、パターンプレート１５３および接点ブラシ１５５〜１５７のうちパターンプレート１５３を直流モータ１１０によって回転させた例について説明したが、これに代えて、パターンプレート１５３および接点ブラシ１５５〜１５７のうち接点ブラシ１５５〜１５７を直流モータ１１０によって回転させてもよい。
【０１５６】
（７）上記実施形態では、パルス発生部１５８から２つのパルス信号（Ａ相パルス信号、Ｂ相パルス信号）を出力させた例について説明したが、これに代えて、パルス発生部１５８からパルス発生部１５８から３つ以上のパルス信号を出力させてもよい。
【０１５７】
（８）上記実施形態では、電動モータ（１１０）としての直流モータを用いた例について説明したが、これに代えて、直流モータ以外の誘導型交流モータ或いは同期型交流モータを電動モータとして用いてもよい。
【０１５８】
（９）上記実施形態では、本発明に係るドア（７ａ、７ｂ、７ｃ）をモードドアとした例について説明したが、これに限らず、本発明に係るドアをモードドア以外のエアミックスドアや内外気切替ドア等の各種ドアに適用してもよい。
【０１５９】
（１０）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０１６０】
（まとめ）
上記実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、
電動モータから出力される回転力を回転軸から出力する電動アクチュエータシステムであって、回転軸の回転位置を示すパルス信号を出力するパルス発生部と、
パルス発生部から出力されるパルス信号に応じて電動モータの回転を制御する制御回路と、を備え、パルス発生部は、表面に導体パターンが形成されたパターン部材であって、表面には、導体パターンの一部が形成された複数の導電部および導体パターンが形成されていない複数の非導電部が配置されているパターン部材と、パターン部材の表面に接する導体である複数の摺動接点とを備え、パターン部材の表面は、電動モータの回転に伴って、複数の摺動接点のそれぞれに対して、相対的な摺動を行うようになっており、複数の導電部および複数の非導電部が、複数の摺動接点に１対１で対応する複数の列を成し、複数の列のそれぞれにおいて、複数の導電部と、複数の非導電部とが、１つずつ交互に並ぶように導体パターンが形成されており、複数の摺動接点のそれぞれは、パターン部材の表面に対して相対的に摺動する際に、複数の列のうち対応する列に並んだ複数の導電部と複数の非導電部に対して並び順に交互に接触するように、配置されており、パルス発生部は、摺動接点が導電部に接触する接触期間と摺動接点が導電部に接触していない非接触期間との比率をデューティ比とするパルス信号を摺動接点毎に出力し、パルス発生部から出力される摺動接点毎のパルス信号に基づいて、パターン部材の表面に対する複数の摺動接点の摺動によって生じる複数の摺動接点の摩耗量を推定する摩耗推定部を備える。
【０１６１】
これにより、複数の摺動接点の摩耗量を推定することができる。
【０１６２】
第２の観点によれば、回転軸の回転位置を制御させるように電動モータを制御する際に、摩耗推定部によって推定される摩耗量に応じて、電動モータへの電力供給を停止するタイミングを制御する制御部（Ｓ１２０〜Ｓ１７０）を備える。
【０１６３】
これにより、複数の摺動接点が摩耗しても、出力軸の停止精度が低下することを抑制することができる。
【０１６４】
第３の観点によれば、摩耗推定部によって推定される複数の摺動接点の摩耗量を使用者または他の装置に伝達する伝達部を備える。
【０１６５】
第４の観点によれば、摩耗推定部は、パルス発生部から出力される摺動接点毎のパルス信号のデューティ比に基づいて、複数の摺動接点の摩耗量を推定する。
【０１６６】
第５の観点によれば、出力軸が目標位置に到達したと判定したか否かを判定する判定部と、摩耗推定部によって推定される複数の摺動接点の摩耗量に応じて、出力軸が目標位置に到達したと判定部が判定したときから電動モータへの電力供給を停止させるまで待機すべき待機時間を求める算出部とを備え、制御部は、出力軸が目標位置に到達したと判定したと判定部が場合において、算出部で算出される待機時間を経過してから電動モータへの電力供給を停止させる。
【０１６７】
これにより、電動モータへの電力供給を停止させるタイミングを制御することにより、出力軸の停止精度が低下することを抑制することができる。
【０１６８】
第６の観点によれば、空調装置において、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動アクチュエータシステムと、空気流路を形成する空調ケーシングと、回転自在に支持されて、回転によって空気流路を開閉するドアと、出力軸によって回転されて、出力軸の回転力をドアの回転軸に伝達するリンクとを備える。
【０１６９】
これにより、ドアの停止精度が低下することを抑制することができる。
【０１７０】
第７の観点によれば、ドアの回転軸には、ピンが設けられており、リンクには、ピンが摺動可能に構成されている溝が設けられており、溝には、溝内をピンが摺動する際に、出力軸の回転力がリンクおよびピンを通してドアに伝達されることが停止されるアイドル区間が設けられており、溝のうちアイドル区間以外の領域をピンが摺動することにより、出力軸の回転力がリンクおよびピンを通してドアに伝達されるようになっている。
【０１７１】
これにより、ドアの停止精度が低下することを抑制することができるので、アイドル区間を狭くすることができる。
【符号の説明】
【０１７２】
１    車両用空調装置
７ａ、７ｂ、７ｃ    モードドア
１００    電動アクチュエータ
１１０    直流モータ
１２７    出力軸
１５３    パターンプレート
１５５、１５６、１５７    接点ブラシ
１５８    パルス発生部
２２０    パルス信号検知回路
２３０    ＣＰＵ
【図１】
2018050432.tif 000003
【図２】
2018050432.tif 000004
【図３】
2018050432.tif 000005
【図４】
2018050432.tif 000006
【図５】
2018050432.tif 000007
【図６】
2018050432.tif 000008
【図７】
2018050432.tif 000009
【図８】
2018050432.tif 000010
【図９】
2018050432.tif 000011
【図１０】
2018050432.tif 000012
【図１１】
2018050432.tif 000013
【図１２】
2018050432.tif 000014
【図１３】
2018050432.tif 000015
【図１４】
2018050432.tif 000016
【図１５】
2018050432.tif 000017