(57)【要約】  ＷＧアクチュエータの制御装置は、位置センサにより検出されるシャフトの位置が目標位置に近づくようＷＧアクチュエータをフィードバック制御するフィードバック制御部と、シャフトを軸方向に移動させる指示をフィードバック制御部に与え、フィードバック制御部が当該指示を実行している間に位置センサにより検出されたシャフトの移動結果に基づいてＷＧアクチュエータの異常を検知する異常検知部とを備える。
2016162924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、前記シャフトを軸方向に往復運動させるモータと、前記シャフトの位置を検出する位置センサとを有するアクチュエータの制御装置であって、
前記位置センサにより検出される前記シャフトの位置が目標位置に近づくよう前記アクチュエータをフィードバック制御するフィードバック制御部と、
前記シャフトを軸方向に移動させる指示を前記フィードバック制御部に与え、前記フィードバック制御部が当該指示を実行している間に前記位置センサにより検出された前記シャフトの移動結果に基づいて前記アクチュエータの異常を検知する異常検知部とを備えることを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記シャフトの軸方向の往復運動によって駆動対象物を駆動するものであって、
前記異常検知部は、前記シャフトを軸方向に移動させる範囲を、前記駆動対象物の可動範囲にすることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項３】
前記モータは、ロータと一体に回転する導体路および当該導体路上に押し付けられるブラシを有するものであって、
前記異常検知部は、前記シャフトを軸方向に移動させる範囲を、前記ロータが１回転以上回転する範囲にすることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項４】
前記異常検知部は、前記シャフトの軸方向への移動を複数回繰り返すことを特徴とする請求項３記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、車両に搭載されるものであって、
前記異常検知部は、前記アクチュエータの異常検知を、前記車両のエンジンが始動したときまたは停止したときに行うことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項６】
シャフトと、
前記シャフトを軸方向に往復運動させるモータと、
前記シャフトの位置を検出する位置センサと、
請求項１記載の制御装置とを備えることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
シャフト、前記シャフトを軸方向に往復運動させるモータ、および前記シャフトの位置を検出する位置センサを有するアクチュエータと、
前記シャフトの軸方向の往復運動によって駆動されるバルブと、
請求項１記載の制御装置とを備えることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項８】
シャフトと、前記シャフトを軸方向に往復運動させるモータと、前記シャフトの位置を検出する位置センサとを有するアクチュエータに対して、前記位置センサにより検出される前記シャフトの位置が目標位置に近づくようフィードバック制御を行う制御装置によるアクチュエータの異常検知方法であって、
前記制御装置は、前記シャフトを軸方向に移動させ、その間に前記位置センサにより検出された前記シャフトの移動結果に基づいて前記アクチュエータの異常を検知することを特徴とするアクチュエータの異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルブなどの駆動対象物を駆動するアクチュエータの制御装置、アクチュエータ、バルブ駆動装置およびアクチュエータの異常検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シャフトを軸方向に往復運動させるアクチュエータにおいては、異物が付着したり構成部品が変形したりすることによって当該シャフトの往復運動範囲全域を使用できない異常事態に陥ることがあるが、アクチュエータ自体にはシャフトの異常を検知する機能がない。そのため、例えば、ターボチャージャなどの車載機器に用いられるアクチュエータ（例えば、特許文献１参照）が異常事態に陥った場合、車両走行中に車載機器に異変が起こってはじめて当該アクチュエータの異常を疑うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３７３４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来のアクチュエータはシャフトの異常を検知する機能をもたないため、使用前にシャフトの異常を検知できないという課題があった。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、アクチュエータのシャフトの異常を検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアクチュエータの制御装置は、位置センサにより検出されるシャフトの位置が目標位置に近づくようアクチュエータをフィードバック制御するフィードバック制御部と、シャフトを軸方向に移動させる指示をフィードバック制御部に与え、フィードバック制御部が当該指示を実行している間に位置センサにより検出されたシャフトの移動結果に基づいてアクチュエータの異常を検知する異常検知部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、シャフトを軸方向に移動させる指示を実行している間に位置センサにより検出されたシャフトの移動結果に基づいて異常を検知するようにしたので、アクチュエータのシャフトの異常を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るウエストゲートアクチュエータの構成例を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係るウエストゲートアクチュエータの制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１の整流子の構成例を示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係るウエストゲートアクチュエータの制御装置において異常検知部が行う動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係るウエストゲートアクチュエータの制御装置のハードウエア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
この発明に係るアクチュエータを、車両に搭載されたターボチャージャのウエストゲート（以下、ＷＧと称す）バルブを駆動するＷＧアクチュエータとして用いる場合を例にして説明する。
図１は、実施の形態１に係るＷＧアクチュエータ１の構成例を示す断面図である。ターボチャージャは、エンジンからの排気ガスによってタービンを回転させ、このタービンと同軸で接続されたコンプレッサを駆動して吸気を圧縮しエンジンに供給する構成である。排気通路１００のタービン上流側には、排気ガスを排気通路１００からバイパス通路１０１へ逃がすＷＧバルブ２が設置されており、ＷＧアクチュエータ１がＷＧバルブ２を開閉して排気通路１００からバイパス通路１０１への排気ガス流入量を調整することにより、タービンの回転数を制御する。なお、図１では、ＷＧバルブ２の全閉状態を実線で示し、全開状態を二点鎖線で示す。ＷＧアクチュエータ１は、ＷＧバルブ２の開度を全閉位置から全開位置までの範囲（以下、可動範囲Ａと称す）において任意に調整するものである。
【００１０】
ＷＧアクチュエータ１は、駆動源となる直流モータ４と、ＷＧバルブ２を開閉するシャフト１３と、直流モータ４の回転運動をシャフト１３の直線運動に変換するネジ機構１２とを備える。直流モータ４は、複数のＮ極とＳ極に着磁されたマグネット５を有するロータ６と、コイル７が巻回されたステータ８とを含む。コイル７の端部にはブラシ１１ｂが接続されている。ロータ６の一端側は軸受部１４によって回転自在に支持されており、他端側には整流子９が固定されている。
【００１１】
外部端子１０に電圧が印加されると、この外部端子１０に接続しているブラシ１１ａを介し、整流子９を構成する複数の整流子片の中のブラシ１１ａと接触した整流子片に電流が流れ、この整流子片と電気的に接続したブラシ１１ｂを介してコイル７に電流が流れる。コイル７に通電することでステータ８がＮ極とＳ極に磁化し、そのステータ８がマグネット５のＮ極とＳ極と反発および吸引しあうことでロータ６が回転する。ロータ６の回転に伴って通電するコイル７が切り替わることにより、ステータ８の極も切り替わり、ロータ６が回転し続ける。電流の向きが逆になると、ロータ６の回転方向も逆になる。
なお、図１では直流モータ４としてブラシ付きＤＣモータを使用しているが、ブラシレスＤＣモータを使用してもよい。
【００１２】
ロータ６の内部にはシャフト１３を配置するための穴があいており、穴の内周面に雌ネジ部１２ａが形成され、シャフト１３の外周面に雄ネジ部１２ｂが形成されている。この雄ネジ部１２ｂが雌ネジ部１２ａにねじ込まれて結合され、ロータ６の回転運動をシャフト１３の直線運動に変換する。これら雌ネジ部１２ａと雄ネジ部１２ｂとでネジ機構１２が構成される。シャフト１３の一端側は、ハウジング１５を貫通し、リンク機構３を介してＷＧバルブ２と連結されている。シャフト１３の他端側には、このシャフト１３の軸方向における位置を検知する位置センサ１６などが設置されている。
【００１３】
リンク機構３は、２枚のプレート３ａ，３ｂを有する。プレート３ａの一端側にシャフト１３が取り付けられ、他端側の支点３ｃにはプレート３ｂの一端側が回動自在に取り付けられている。このプレート３ｂの他端側にはＷＧバルブ２が取り付けられている。ロータ６の一方向への回転によってシャフト１３がハウジング１５の外へ押し出される方向に移動すると、プレート３ａも同方向に移動して、プレート３ｂとＷＧバルブ２が支点３ｃを中心に回動し、ＷＧバルブ２が開弁方向に動く。ロータ６の逆方向への回転によってシャフト１３がハウジング１５の内へ引き込まれる方向に移動すると、プレート３ａも同方向に移動して、プレート３ｂとＷＧバルブ２が支点３ｃを中心に回動し、ＷＧバルブ２が閉弁方向に動く。
【００１４】
シャフト１３には、二平面などが形成されて回転規制部１３ａとして機能する。また、シャフト１３を貫通するハウジング１５の穴の内周面には、この回転規制部１３ａの形状に合わせて、二平面などのガイド部１５ａが形成されている。回転規制部１３ａとガイド部１５ａとが摺動することにより、ロータ６の回転に合わせてシャフト１３が回転運動するのを規制し、シャフト１３が直線移動するようサポートする。ガイド部１５ａの端部には、シャフト１３側に突出したストッパ１５ｂが形成されており、シャフト１３から突出した形状の当て部１３ｂがこのストッパ１５ｂに当接することにより、シャフト１３のこれ以上の開弁方向への直線移動を規制する。同様に、ネジ機構１２の端部にストッパ１５ｃとして機能するプレートが設置され、当て部１３ｃとして機能するシャフト１３の端面がストッパ１５ｃに当接することにより、シャフト１３のこれ以上の閉弁方向への移動を規制する。
【００１５】
シャフト１３のストッパ１５ｃとして機能するプレートには、シャフト１３の外径より小さな穴が貫通しており、この穴にセンサ用シャフト１７が通され、センサ用シャフト１７の端面がシャフト１３の端面に当接する。これにより、シャフト１３の軸方向の往復運動に合わせてセンサ用シャフト１７も往復運動する。このセンサ用シャフト１７にはセンサ用マグネット１８が固定されており、シャフト１３の往復運動に伴って位置センサ１６に対するセンサ用マグネット１８の位置が変化することにより、位置センサ１６を通過する磁束密度も変化する。位置センサ１６は、ホール素子または磁気抵抗素子などであり、シャフト１３の往復運動に伴って変化する磁束密度を検出し、シャフト１３の実ストローク位置を示すアナログ信号に変換して出力する。
【００１６】
図２は、制御装置２０の構成例を示すブロック図である。制御装置２０は、主に、ＷＧアクチュエータ１を制御してＷＧバルブ２の開度を調整する機能と、ＷＧアクチュエータ１の異常を検知する機能を備えている。なお、図示例では、制御装置２０の機能をエンジンコントロールユニットの一機能として実現するように構成しているが、制御装置２０を独立した電子制御ユニットとして構成してもよいし、あるいはＷＧアクチュエータ１の内部に回路基板として組み込んでもよい。
【００１７】
エンジンコントロールユニットは、エンジン制御部２１と制御装置２０とを備えており、これら以外の構成については図示および説明を省略する。制御装置２０は、フィードバック制御部２２と、モータドライバ２３と、Ａ／Ｄコンバータ２４と、異常検知部３０とを備えている。異常検知部３０は、異常検知開始判定部３１と、異常検知制御部３２と、異常判定部３３とを備えている。
【００１８】
エンジン制御部２１は、シャフト１３の目標ストローク位置を、フィードバック制御部２２へ出力する。また、エンジン制御部２１は、車両の状態を示す車両情報を、異常検知開始判定部３１へ出力する。車両情報は、例えばエンジンが始動したことまたは停止したことを示す、イグニッション（ＩＧ）キーのオンオフ状態の情報である。
また、エンジン制御部２１は、異常検知部３０においてＷＧアクチュエータ１の異常が検知された場合にその旨を示す通知を、異常判定部３３から受け取る。エンジン制御部２１は、異常判定部３３から異常検知の通知を受け取った場合、例えばインストルメントパネルの警告ランプを点灯させる。
【００１９】
Ａ／Ｄコンバータ２４は、位置センサ１６が出力するシャフト１３の実ストローク位置のアナログ信号を受け取り、実ストローク位置のデジタル信号に変換して、フィードバック制御部２２および異常判定部３３へ出力する。
【００２０】
フィードバック制御部２２は、Ａ／Ｄコンバータ２４から受け取った実ストローク位置が、エンジン制御部２１から受け取った目標ストローク位置に近づくように、シャフト１３のストローク位置をフィードバック制御する。シャフト１３のストローク位置をフィードバック制御することにより、シャフト１３に連結されたＷＧバルブ２の開度が調整される。例えばＰＩＤ制御を行う場合、フィードバック制御部２２は、目標ストローク位置と実ストローク位置との偏差を算出し、偏差に応じた比例項、積分項および微分項の各操作量を求めて駆動Ｄｕｔｙを算出し、駆動Ｄｕｔｙに対応するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を生成してモータドライバ２３へ出力する。
【００２１】
また、フィードバック制御部２２は、異常検知処理のためにシャフト１３を軸方向へ移動させる指示を異常検知制御部３２から受け取ると、上述した通常時のフィードバック制御を中断して、異常検知制御部３２からの指示に応じてシャフト１３を移動させるＰＷＭ制御信号を生成しモータドライバ２３へ出力する。
異常検知処理のためにシャフト１３を移動させる範囲は、例えば、通常のシャフト１３の運動に伴いＷＧバルブ２が全閉位置から全開位置まで移動する範囲、つまり図１に示した可動範囲Ａとする。また、異常検知処理のために、ＷＧバルブ２の可動範囲Ａ内でシャフト１３を開弁方向または閉弁方向の一方向へ移動させてもよいし、往復運動させてもよい。
【００２２】
モータドライバ２３は、フィードバック制御部２２から受け取るＰＷＭ制御信号に応じて直流モータ４に印加する電圧をオンオフ制御し、直流モータ４へ通電する電流を調整する。
【００２３】
異常検知開始判定部３１は、エンジン制御部２１から受け取った車両情報に基づいてＷＧアクチュエータ１の異常検知処理を開始するか否かを判定し、異常検知処理を開始すると判定した場合にその旨を異常検知制御部３２へ通知する。例えば車両情報がＩＧキーのオンオフ状態を示す情報である場合、異常検知開始判定部３１は、ＩＧキーがオン状態になったときまたはオフ状態になったときに、異常検知処理を開始すると判定する。
【００２４】
異常検知制御部３２は、異常検知開始判定部３１から異常検知処理の開始通知を受け取ると、シャフト１３を移動させる指示をフィードバック制御部２２へ出力する。また、異常検知制御部３２は、異常検知処理としてシャフト１３の移動を実行していることを異常判定部３３へ通知する。
【００２５】
異常判定部３３は、異常検知制御部３２から異常検知処理の実施通知を受け取った場合、この異常検知処理によって移動しているシャフト１３の実ストローク位置をＡ／Ｄコンバータ２４から受け取り、シャフト１３の実ストローク範囲を求める。異常判定部３３は、この実ストローク範囲と予め定められている判定用範囲とを比較して、シャフト１３の往復運動に異常が発生しているか否かを判定し、異常が発生していると判定した場合にはエンジン制御部２１へ異常検知を通知する。異常判定部３３は、例えば実ストローク範囲が判定用範囲より狭い場合または実ストローク範囲が判定用範囲からずれている場合などに、ＷＧアクチュエータ１に異常が発生していると判定する。判定用範囲は、シャフト１３の実ストローク範囲が正常か異常かを判定するための範囲であり、例えば、異常検知処理においてシャフト１３をＷＧバルブ２の可動範囲Ａ内で往復運動させる場合にはこの可動範囲Ａに相当するシャフト１３の移動範囲などを判定用範囲とする。
さらに異常判定部３３は、異常検知の通知だけでなく、正常に使用できる往復運動範囲を判定しこの判定結果をエンジン制御部２１へ通知してもよい。
【００２６】
次に、異常検知処理におけるシャフト１３の移動範囲を説明する。上記説明では異常検知処理における移動範囲として可動範囲Ａを例示したが、これに限定されるものではない。
例えば、シャフト１３の最大往復運動範囲が、ストッパ１５ｂと当て部１３ｂが当接する位置からストッパ１５ｃと当て部１３ｃが当接する位置までの範囲であり、この最大往復運動範囲がＷＧバルブ２の可動範囲Ａと略等しく設定されている場合には、上記説明のように異常検知処理における移動範囲として可動範囲Ａを用いればよい。
他方、シャフト１３の最大往復運動範囲が可動範囲Ａより大きく設定されている場合には、異常検知処理における移動範囲として、可動範囲Ａを用いてもよいし、最大往復運動範囲を用いてもよい。
【００２７】
また、例えば直流モータ４として、図１に示したようなブラシ付きＤＣモータを使用する場合、整流子９とブラシ１１ａ，１１ｂが接触しない時間が長くなると、整流子９上に酸化膜が形成され、通電不良を引き起こすことがある。ＷＧバルブ２は、車両走行中に可動範囲Ａの全てをまんべんなく使用するわけではなく、可動範囲Ａの中のある部分は使用頻度が高いがある部分は使用頻度が低いというような偏りがある。そのため、ロータ６も狭い角度内で小刻みに正逆回転し、整流子９においてブラシ１１ａ，１１ｂとの接触時間が長い部分と接触時間が短い部分とができ、接触時間が短い部分に酸化膜が形成されやすい。
そこで、異常検知処理におけるシャフト１３の移動範囲として、直流モータ４のロータ６が１回転以上回転する範囲を用い、ロータ６と一体に整流子９を回転させて整流子９に付着した酸化膜をブラシ１１ａ，１１ｂにより除去する。
【００２８】
図３は、ＷＧアクチュエータ１の直流モータ４に用いる整流子９の構成例を示し、図１において位置センサ１６側から整流子９を見た平面図である。直流モータ４はブラシ付きＤＣモータであり、整流子９の端面には、同心円状に４つの導体路が形成されており、一番外側の導体路が整流子片９ａ、内側３つの導体路がＵ相、Ｖ相およびＷ相のスリップリング９ｂである。これら４つの導体路は、絶縁部材９ｃに配置されている。プラス極側のブラシ１１ａとマイナス極側のブラシ１１ａは、不図示のバネ部材に付勢されて整流子片９ａに押し付けられている。各相のコイル７に接続された各相のブラシ１１ｂは、板バネに付勢されて対応する各相のスリップリング９ｂに押し付けられている。整流子片９ａは、ロータ６の回転角度に応じて各スリップリング９ｂに流す電流を切り替えるために周方向に多分割され、各分割片は対応する各相のスリップリング９ｂと絶縁部材９ｃの内部で接続されている。整流子片９ａにより、ロータ６の回転角度に応じて切り替えられた電流は、各相のスリップリング９ｂからブラシ１１ｂを介してコイル７へ流れる。
【００２９】
図３の構成例において、異常検知処理によりシャフト１３を軸方向に移動させたときに、ロータ６が１回転以上回転すれば、ブラシ１１ａ，１１ｂが整流子片９ａ上およびスリップリング９ｂ上を１周まんべんなく摺動して酸化膜を削り落とし、良好な通電状態を確保することができる。
さらに、異常検知処理においてシャフト１３の軸方向への移動を複数回繰り返すことで、ロータ６が何回も回転し、ブラシ１１ａ，１１ｂが整流子片９ａ上およびスリップリング９ｂ上を何周も摺動するようになるので、より確実に酸化膜を削り落とし、より良好な通電状態を確保することができる。
【００３０】
図４は、異常検知部３０の動作を示すフローチャートである。
異常検知開始判定部３１は、エンジン制御部２１から受け取った車両情報に基づきＩＧキーがオン状態になったか否かを判定し（ステップＳＴ１）、オン状態になったと判定した場合に異常検知制御部３２へ異常検知処理の開始を通知し（ステップＳＴ１“ＹＥＳ”）、それ以外の場合はステップＳＴ１の処理を繰り返す（ステップＳＴ１“ＮＯ”）。
【００３１】
異常検知制御部３２は、異常検知開始判定部３１から異常検知処理の開始通知を受け取ると（ステップＳＴ１“ＹＥＳ”）、シャフト１３を移動させる指示をフィードバック制御部２２へ出力する（ステップＳＴ２）。フィードバック制御部２２は、この指示に従ってＷＧアクチュエータ１を制御し、シャフト１３を移動させる。異常判定部３３は、シャフト１３が移動している間に位置センサ１６により検出されるシャフト１３の実ストローク位置を、Ａ／Ｄコンバータ２４を介して受け取り、シャフト１３の実ストローク範囲を求める。続いて異常判定部３３は、この実ストローク範囲と判定用範囲との比較によりＷＧアクチュエータ１の異常を判定する（ステップＳＴ３）。異常判定部３３は、ＷＧアクチュエータ１に異常が発生していると判定した場合（ステップＳＴ３“ＹＥＳ”）、エンジン制御部２１へ異常検知を通知し（ステップＳＴ４）、それ以外の場合はステップＳＴ４の処理をスキップする。異常検知制御部３２は、異常検知処理が終了すると、フィードバック制御部２２に対して通常のフィードバック制御に復帰するよう指示する（ステップＳＴ５）。
【００３２】
このように、ＩＧキーがオン状態になった直後に異常検知処理を実施するので、車両が走行する前に、つまりＷＧアクチュエータ１の使用前に、シャフト１３の往復運動の異常を検知することができる。また、ＷＧアクチュエータ１の直流モータ４がブラシ付きＤＣモータである場合には、異常検知処理と同時に整流子９の酸化膜を除去できるので、使用前に良好な通電状態を確保できる。よって、異物が付着したり構成部品が変形したりすることによってシャフト１３が正常に往復運動できない異常事態を事前に検知できる。
【００３３】
ステップＳＴ５においてフィードバック制御部２２が通常のフィードバック制御を行っているときに、エンジン制御部２１から異常検知開始判定部３１へ、ＩＧキーがオフ状態になったことを示す車両情報が出力された場合、異常検知開始判定部３１は異常検知処理を開始すると判定し、異常検知制御部３２へ異常検知処理の開始を通知する（ステップＳＴ６“ＹＥＳ”）。それ以外の場合（ステップＳＴ６“ＮＯ”）、フィードバック制御部２２は通常のフィードバック制御を継続する。
【００３４】
ステップＳＴ７〜ＳＴ９の処理は、上述したステップＳＴ２〜ＳＴ４の処理と同様であるため説明を省略する。ＩＧキーがオフ状態になった直後に異常検知処理を実施するので、次に車両が走行する前に、つまり次にＷＧアクチュエータ１が使用される前に、シャフト１３の往復運動の異常を検知することができる。
【００３５】
なお、図４のフローチャートでは、ＩＧキーがオン状態になったとき、およびＩＧキーがオフ状態になったときにそれぞれ異常検知処理（ステップＳＴ２，ＳＴ７）を実施するようにしたが、いずれか一方のみ実施してもよい。また、ステップＳＴ２，ＳＴ７の両方で異常検知処理を実施する場合に、シャフト１３を移動させる範囲を変えてもよい。ＩＧキーがオン状態になった直後またはオフ状態になった直後であれば、異常検知処理のためにＷＧバルブ２が全閉と全開を繰り返したとしても、ターボチャージャへの影響はない。なお、異常検知処理を実施するタイミングはＩＧキーのオンオフ時に限定されるものではなく、ターボチャージャの動作に影響を与えないときであればよい。
【００３６】
次に、図５を用いて、制御装置２０のハードウエア構成例を説明する。
モータドライバ２３は、直流モータ４に印加する電圧をオンオフするスイッチング素子などで構成される。フィードバック制御部２２、Ａ／Ｄコンバータ２４および異常検知部３０は、メモリ４０に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ４１により、実現される。プロセッサ４１は、ＣＰＵまたはシステムＬＳＩ等の処理回路である。メモリ４０は、上記プログラムの他、異常検知処理で用いるシャフト１３の移動範囲および判定用範囲などを記憶している。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。
【００３７】
以上より、実施の形態１によれば、ＷＧアクチュエータ１の制御装置２０は、位置センサ１６により検出されるシャフト１３の位置が目標位置に近づくようＷＧアクチュエータ１をフィードバック制御するフィードバック制御部２２と、シャフト１３を軸方向に移動させる指示をフィードバック制御部２２に与え、フィードバック制御部２２が当該指示を実行している間に位置センサ１６により検出されたシャフト１３の移動結果に基づいてＷＧアクチュエータ１の異常を検知する異常検知部３０とを備えるようにしたので、シャフト１３の異常を検知することができる。
【００３８】
また、実施の形態１によれば、ＷＧアクチュエータ１は、シャフト１３の軸方向の往復運動によって駆動対象物であるＷＧバルブ２を駆動するものであって、異常検知部３０は、シャフト１３を軸方向に移動させる範囲を、ＷＧバルブ２の可動範囲Ａにすることにより、正常に使用できるシャフト１３の往復運動範囲を判定することができる。
【００３９】
また、実施の形態１によれば、直流モータ４は、ロータ６と一体に回転する導体路である整流子片９ａおよびスリップリング９ｂならびに当該導体路上に押し付けられるブラシ１１ａ，１１ｂを有するものであって、異常検知部３０は、シャフト１３を軸方向に移動させる範囲を、ロータ６が１回転以上回転する範囲にすることにより、異常検知処理と同時に、導体路に付着した酸化膜を削り落として良好な通電状態にすることができる。
さらに、異常検知部３０は、シャフト１３の軸方向への移動を複数回繰り返すことにより、より確実に良好な通電状態を確保することができる。
【００４０】
また、実施の形態１によれば、異常検知部３０は、ＷＧアクチュエータ１の異常検知を、車両のエンジンが始動したときまたは停止したときに行うことにより、ターボチャージャの動作に影響を与えることなく異常検知処理を行うことができる。
【００４１】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【００４２】
上記説明では、本発明に係るアクチュエータが駆動する駆動対象物の一例としてＷＧバルブを挙げたが、これに限定されるものではなく、エンジンに装着される排気ガス再循環（ＥＧＲ）バルブ、または可変容量（ＶＧ；Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）ターボチャージャに装着される可動ベーン等であってもよい。
また、本発明に係るアクチュエータのシャフトと駆動対象物とを、リンク機構を用いて連結する構成を示したが、リンク機構を用いずに直接シャフトと駆動対象物とを連結する構成であってもよい。
また、本発明に係るアクチュエータと、駆動対象物であるバルブと、制御装置とを備えたバルブ駆動装置として構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明に係るアクチュエータの制御装置は、使用前にアクチュエータの異常を検知するようにしたので、車両に搭載されるＷＧバルブ、ＥＧＲバルブおよびＶＧベーン等を駆動するアクチュエータの制御装置に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００４４】
１  ＷＧアクチュエータ、２  ＷＧバルブ（駆動対象物）、３  リンク機構、３ａ，３ｂ  プレート、３ｃ  支点、４  直流モータ、５  マグネット、６  ロータ、７  コイル、８  ステータ、９  整流子、９ａ  整流子片（導体路）、９ｂ  スリップリング（導体路）、９ｃ  絶縁部材、１０  外部端子、１１ａ，１１ｂ  ブラシ、１２  ネジ機構、１２ａ  雌ネジ部、１２ｂ  雄ネジ部、１３  シャフト、１３ａ  回転規制部、１３ｂ，１３ｃ  当て部、１４  軸受部、１５  ハウジング、１５ａ  ガイド部、１５ｂ，１５ｃ  ストッパ、１６  位置センサ、１７  センサ用シャフト、１８  センサ用マグネット、２０  制御装置、２１  エンジン制御部、２２  フィードバック制御部、２３  モータドライバ、２４  Ａ／Ｄコンバータ、３０  異常検知部、３１  異常検知開始判定部、３２  異常検知制御部、３３  異常判定部、４０  メモリ、４１  プロセッサ、１００  排気通路、１０１  バイパス通路、Ａ  可動範囲。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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