(57)【要約】【課題】デューティ信号に起因して発生した高調波が、受信状態を定常的に悪くさせることの抑制を図る。【解決手段】デューティ制御装置は、エアコンＥＣＵ１０が有するスイッチング回路１２（出力回路）およびマイコン１１（目標設定手段）を備える。スイッチング回路１２は、車載コンプレッサが有する制御弁のソレノイドコイル２１（アクチュエータ）へ通電オンオフを指令するデューティ信号を出力する。マイコン１１は、通電電流の平均値が目標値となるよう、通電の目標デューティ比を設定する。そして、スイッチング回路１２は、通電のオンオフ周期の長さを調整することで、目標デューティ比に応じたデューティ信号を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたアクチュエータ（２１）へ通電オンオフを指令するデューティ信号を出力する出力回路（１２）と、
通電電流の平均値が目標値となるよう、通電の目標デューティ比を設定する目標設定手段（１１）と、
を備え、
前記出力回路（１２）は、通電のオンオフ周期（Ｔ、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ８）の長さを調整することで、前記目標デューティ比に応じた前記デューティ信号を設定することを特徴とするデューティ制御装置。
【請求項２】
前記出力回路（１２）は、通電のオン時間（Ｔ１、Ｔ２）またはオフ時間を、オンオフ毎に所定量だけ変化させつつ、前記オンオフ周期（Ｔ３、Ｔ４）の長さを調整することを特徴とする請求項１に記載のデューティ制御装置。
【請求項３】
前記出力回路は、前記アクチュエータの目標値が所定時間以上継続して同一の値になっている場合に、前記目標デューティ比をオンオフ毎に変化させるように補正することを特徴とする請求項１または２に記載のデューティ制御装置。
【請求項４】
前記出力回路（１２）は、通電のオン時間（Ｔｏｎ）またはオフ時間を所定時間に固定しつつ、前記オンオフ周期（Ｔ）の長さを調整することを特徴とする請求項１に記載のデューティ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたアクチュエータをデューティ制御するデューティ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２には、車載空調装置用の可変容量コンプレッサに備えられている制御弁の作動を制御することで、コンプレッサによる冷媒の吐出容量を可変させる旨が記載されている。具体的には、前記制御弁が有するソレノイドへの通電を、電子制御装置（エアコンＥＣＵ）がデューティ制御することで、冷媒の吐出容量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３９０６号公報
【特許文献２】特開２００４−４４５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のエアコンＥＣＵは、車室に設置されたインストルメントパネルの内側に配置されるのが一般的である。そして、インストルメントパネルにはラジオやテレビが取り付けられていることが多いため、エアコンＥＣＵから制御弁へデューティ信号を送信することに伴い生じる高調波が、ラジオやテレビにノイズを生じさせることが問題となる。
【０００５】
また、エアコンＥＣＵが備えるマイクロコンピュータは、図２（ｂ）に例示されるように、デューティ信号のオンオフ周期Ｔを一定にしてオン時間Ｔｏｎを調整することで、デューティ信号を目標デューティ比に設定するのが一般的である。そのため、発生する高調波の周波数は常に一定の値（オンオフ周期に起因した値）となる。すると、ラジオやテレビの放送電波の周波数に高調波の周波数が一致すると、その放送電波の受信状態が定常的に悪くなり、その周波数のチャンネル放送が定常的に視聴阻害されるといった問題が生じる。
【０００６】
なお、上記問題は、ラジオやテレビの放送電波に限って生じるものではなく、種々の受信装置の場合について生じるものである。また、上記問題は、可変容量コンプレッサの制御弁（アクチュエータ）に限って生じるものではなく、種々のアクチュエータの場合について生じるものである。また、上記問題は、インストルメントパネルの内側に電子制御装置を取り付けた場合に限って生じるものではなく、受信装置の近傍に配置された電子制御装置であれば生じるものである。
【０００７】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、デューティ信号に起因して発生した高調波が、受信状態を定常的に悪くさせることの抑制を図ったデューティ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する発明は以下の点を特徴とする。なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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って、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
すなわち、本発明は、車両に搭載されたアクチュエータ（２１）へ通電オンオフを指令するデューティ信号を出力する出力回路（１２）と、通電電流の平均値が目標値となるよう、通電の目標デューティ比を設定する目標設定手段（１１）と、を備え、前記出力回路（１２）は、通電のオンオフ周期（Ｔ、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ８）の長さを調整することで、前記目標デューティ比に応じた前記デューティ信号を設定することを特徴とする。
【００１０】
これによれば、オンオフ周期（Ｔ、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ８）の長さを調整することで目標デューティ比に応じたデューティ信号を設定するので、アクチュエータの目標値（例えば図１に例示する可変容量コンプレッサの目標容量）が変化して目標デューティ比が変化することに伴い、デューティ信号のオンオフ周期が変化する。そのため、デューティ信号に起因して発生する高調波の周波数は、アクチュエータの目標値の変化に伴い変化するようになる。よって、高調波の周波数が常に一定の値になることを回避でき、ラジオ等の受信状態が定常的に悪くなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のデューティ制御装置を示す電気ブロック図。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態において、（ｂ）は従来装置において、デューティ比を指令する信号を示す図。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態において、（ｂ）は本発明の第３実施形態において、デューティ比を指令する信号を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかるデューティ制御装置の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
車両の室内に設置されたインストルメントパネル（インパネ）の内側には、車両に搭載された空調装置の作動を制御する電子制御装置（エアコンＥＣＵ１０）が配置されている。具体的には、空調装置が備える図示しない送風機や、吹出しモードドア、コンプレッサ２０が有する制御弁等の作動をエアコンＥＣＵ１０が制御する。
【００１４】
なお、前記送風機は、インパネの内側に配置されて車室内へ空調風を送風するものである。前記吹出しモードドアは、インパネに設けられた複数の吹出口のいずれから空調風を吹き出すかを、吹出しモードに応じて切換えるドアである。コンプレッサ２０は、冷媒を圧縮して吐出することにより冷凍サイクル内を循環させるものである。
【００１５】
制御弁は、コンプレッサ２０のクランク室と吐出室との連通路の開度を調節することで、コンプレッサ２０のピストンストロークを制御し、ひいてはコンプレッサ２０の吐出容量を制御するものである。制御弁は、ソレノイドコイル２１（アクチュエータ）および連通路を開閉する弁体を有する。ソレノイドコイル２１へ通電して電磁力を生じさせると、その電磁力により弁体が開弁する。そして、ソレノイドコイル２１へ通電をデューティ制御（ＰＷＭ制御）することで、弁体のリフト量が制御されて連通路の開度が制御される。これにより、コンプレッサ２０の吐出容量が目標容量となるように制御される。
【００１６】
エアコンＥＣＵ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）および揮発性メモリ（ＲＡＭ）を有して構成されたマイクロコンピュータ（マイコン１１）を備える。さらにエアコンＥＣＵ１０は、スイッチング回路１２（出力回路）、還流ダイオード１３、シャント抵抗１４、増幅回路１５および平滑回路１６を備える。
【００１７】
マイコン１１（目標設定手段）は、ユーザにより設定された設定温度、車室内温度等に基づき、コンプレッサ２０の吐出容量の目標値（目標容量）を算出する。そして、ソレノイドコイル２１に流れる電流値が目標容量に相当する値（目標電流）となるよう、通電のオンオフ周期Ｔ（ＰＷＭ周期）に対する通電のオン時間Ｔｏｎの目標比率（目標デューティ比）を算出する。そして、目標デューティ比を指令する指令信号をスイッチング回路１２に出力する。この指令信号は、０Ｖと５Ｖのオンオフ信号である。
【００１８】
スイッチング回路１２は、マイコン１１から出力された指令信号にしたがってオンオフ作動する。これにより、ソレノイドコイル２１へバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）を印加する通電オン状態と、ソレノイドコイル２１への通電を遮断する通電オフ状態とに、指令信号に従ったデューティ比で切り替えられる。これにより、目標デューティ比にしたがった信号であり、かつ、１２Ｖの駆動電圧によるデューティ信号（ＰＷＭ信号）が、エアコンＥＣＵ１０からソレノイドコイル２１へ出力されることとなる。
【００１９】
なお、スイッチング回路１２のオフ作動時には、ソレノイドコイル２１で生じた励起電流が還流ダイオード１３を通じて流れる。一方、スイッチング回路１２のオン作動時には、バッテリからの電流がソレノイドコイル２１をバイパスして接地側へ流れることを防止するよう、還流ダイオード１３は機能する。
【００２０】
増幅回路１５はシャント抵抗１４の電位差を増幅する。該電位差は、スイッチング回路１２のオンオフ切り替えに伴い変動するが、平滑回路１６により平滑処理されてマイコン１１へ入力される。マイコン１１は、平滑処理された電位差の信号に基づき、シャント抵抗１４を流れる電流、つまりソレノイドコイル２１を流れる電流（検出電流）を算出する。
【００２１】
図１中の（ａ）は、ソレノイドコイル２１へ印加されるバッテリ電圧の変化を示しており、この電圧のオンオフ信号が、エアコンＥＣＵ１０から出力されたデューティ信号に相当する。図１中の（ｂ）は、デューティ信号の電圧をソレノイドコイル２１に印加したことに伴い、ソレノイドコイル２１に流れる電流（通電電流）の変化を示す。図示されるように脈動する電流ｉの平均値ｉａｖｅが前記検出電流に相当する。
【００２２】
マイコン１１は、検出電流が先述した目標電流となるように指令信号を補正する。具体的には、検出電流と目標電流との偏差に基づき指令信号を補正することにより、コンプレッサ２０の吐出容量が目標容量に一致するよう、マイコン１１はコンプレッサ２０をフィードバック制御する。
【００２３】
エアコンＥＣＵ１０から出力されたデューティ信号は、ハーネスＨを通じてソレノイドコイル２１へ入力され、制御弁はデューティ制御される。なお、コンプレッサ２０はエンジンルームに配置されているため、コンプレッサ２０が有するソレノイドコイル２１とエアコンＥＣＵ１０とを接続するハーネスＨは、インパネ内側からエンジンルームに亘って配線されることとなる。そして、デューティ信号を送信することに伴い生じる高調波ノイズが、主にハーネスＨから放射される。
【００２４】
また、インパネには、ラジオ３１やテレビ３２等の、放送電波を受信して音出力または映像表示する受信装置や、その他の各種信号を受信する受信装置（図示せず）が取り付けられている。そのため、ハーネスＨから放射される高調波ノイズが、ラジオ３１やテレビ３２の受信の障害になることが懸念される。
【００２５】
特に、高調波の周波数が常に一定の値になっていると、その高調波周波数と放送電波の特定の周波数とが一致した場合、その周波数の受信状態が定常的に悪くなり、その周波数のチャンネル放送が定常的に視聴阻害されるといった問題が生じる。
【００２６】
この問題に対し、本実施形態では、高調波の周波数が常に一定の値になることを回避するよう、デューティ信号の設定の仕方に工夫を凝らしている。
【００２７】
すなわち、従来のデューティ信号は、図２（ｂ）に示すように、デューティ信号のオンオフ周期Ｔを一定にしてオン時間Ｔｏｎを調整することで、デューティ信号を目標デューティ比に設定している。つまり、図示されるように目標デューティ比が２０％から８０％まで徐々に増大していくと、オンオフ周期Ｔは一定の値のまま変化させず、オン時間Ｔｏｎを徐々に増大させていく。ここで、デューティ信号の出力に起因して発生する高調波は、オンオフ周期Ｔの整数倍の周波数となっている。つまり、高調波の周波数はオンオフ周期Ｔによって決定される。したがって、オン時間Ｔｏｎが変化してデューティ比が変化しても、オンオフ周期Ｔが変化しなければ高調波の周波数は変化しない。
【００２８】
そこで本実施形態では、図２（ａ）に示すように、デューティ信号のオン時間Ｔｏｎを一定にしてオンオフ周期Ｔを調整することで、デューティ信号を目標デューティ比に設定している。つまり、図示されるように目標デューティ比が２０％から８０％まで徐々に増大していくと、オン時間Ｔｏｎは一定の値のまま変化させず、オンオフ周期Ｔを徐々に減少させていく。これにより、発生する高調波の周波数を変化させている。
【００２９】
より具体的に説明すると、マイコン１１は、ユーザにより設定された設定温度、車室内温度等に基づき、コンプレッサ２０の目標容量を算出し、その目標容量に相当する目標電流（つまり目標デューティ比）を算出する。そして、目標デューティ比を指令する指令信号をスイッチング回路１２に出力する。この指令信号を設定するにあたり、図２（ａ）に示す如く、オン時間Ｔｏｎを一定にしつつ、目標デューティ比となるように、オンオフ周期Ｔを調整してデューティ信号を設定する。
【００３０】
したがって、冷凍サイクルによる空気の冷却度合や、車室内温度、設定温度等の空調装置の作動環境変化に応じて目標デューティ比が変化すると、その目標デューティ比の変化に伴い、デューティ信号のオンオフ周期Ｔが変化することとなる。そのため、デューティ信号に起因して発生する高調波の周波数は、目標デューティ比の変化に伴い変化するようになる。よって、高調波の周波数が常に一定の値になることを回避でき、ラジオ等の受信状態が定常的に悪くなることを抑制できる。
【００３１】
ちなみに、図２に示す信号はマイコン１１から出力される指令信号であり、オフレベル信号をオンレベル信号よりも高電位側に設定しているが、図１とは別の回路構成を採用して、オンレベル信号を高電位側に設定してもよい。図１では、スイッチング回路１２から出力されるデューティ信号は、通電オンするとバッテリ電圧（高電位）がソレノイドコイル２１へ印加されるように設定されている。
【００３２】
さらに、以下に列挙する特徴を備えた本実施形態によれば、各々の特徴により以下に説明する作用効果が発揮される。
【００３３】
＜特徴１＞
スイッチング回路１２（出力回路）は、通電のオン時間Ｔｏｎを所定時間に固定しつつ、オンオフ周期（Ｔ）の長さを調整することを特徴とする。これによれば、オン時間Ｔｏｎの長さを可変にしつつオンオフ周期Ｔを調整する、といった後述の第２実施形態の場合に比べて、デューティ信号を設定するマイコン１１の処理負荷を軽減できる。
【００３４】
＜特徴２＞
デューティ制御の対象となるソレノイドコイル２１（アクチュエータ）はエンジンルーム（車室外）に配置されており、ソレノイドコイル２１とスイッチング回路１２（出力回路）とは、デューティ信号を送信するハーネスＨで接続されていることを特徴とする。この特徴の場合、高調波を放出するハーネスＨがインパネの内側からエンジンルームに亘って広範囲に延伸することになるため、一定の周波数の高調波がハーネスＨから放射されることを回避するといった上記効果が、好適に発揮される。
【００３５】
（第２実施形態）
図３（ａ）に示す本実施形態では、スイッチング回路１２（出力回路）は、通電のオン時間Ｔ１、Ｔ２を、オンオフ毎に所定量だけ変化させつつ、オンオフ周期Ｔの長さを調整することを特徴とする。
【００３６】
図３（ａ）を用いてより具体的に説明すると、図３（ａ）の状況は、目標デューティ比が所定時間以上継続して同一の値（例えば２０％）になっている定常期間におけるデューティ信号を示す。図示されるように、オン時間Ｔ２（図中の実線参照）を、前回のオン時間Ｔ１（図中の点線参照）に比べて所定量だけ短く設定している。そして、オンオフ周期Ｔ４（図中の実線参照）を、前回のオンオフ周期Ｔ３（図中の点線参照）に比べて短く設定することで、デューティ比が前回と同一の値になるように調整している。そして、さらに次のオン時間Ｔ１（図中の点線参照）を、前回のオン時間Ｔ２（図中の実線参照）に比べて所定量だけ長く設定し、オンオフ周期Ｔ３（図中の点線参照）を、前回のオンオフ周期Ｔ４（図中の実線参照）に比べて長く設定する。
【００３７】
要するに、オン時間Ｔ１、Ｔ２を交互に所定量だけ変化させつつ、オフ時間を目標デューティ比に応じて調整する。前記所定量は、目標デューティ比の値とは無関係に予め設定された微小の値である。
【００３８】
図３（ａ）の例では定常期間であるため、オン時間Ｔ１、Ｔ２の変化分（所定量）に応じた量だけオフ時間（オンオフ周期）を変化させている。しかし、定常期間ではなく、目標デューティ比が変化する過渡期間であっても、オン時間Ｔ１、Ｔ２を交互に所定量だけ変化させつつ、オフ時間を目標デューティ比に応じて調整する。
【００３９】
ここで、本実施形態に反してオン時間Ｔ１、Ｔ２を交互に変化させることを廃止すると、前記定常期間においては、オンオフ周期が変化しなくなり、高調波の周波数が変化しなくなることが懸念される。つまり、定常期間においては受信状態が定常的に悪くなることが懸念されるようになる。この懸念に対し、本実施形態によれば、オン時間Ｔ１、Ｔ２をオンオフ毎に所定量だけ変化させるので、定常期間であってもオンオフ周期Ｔ３、Ｔ４が逐次変化するようになる。よって、定常期間における前記懸念を解消できる。
【００４０】
（第３実施形態）
図３（ｂ）に示す本実施形態では、スイッチング回路１２（出力回路）は、ソレノイドコイル２１（アクチュエータ）の目標値、つまり、先述した目標容量に相当する目標電流が所定時間以上継続して同一の値になっている場合に、目標デューティ比をオンオフ毎に変化させるように補正することを特徴とする。
【００４１】
図３（ｂ）を用いてより具体的に説明すると、図３（ｂ）の状況は、目標電流が所定時間以上継続して同一の値（例えばデューティ比２０％に相当する電流値）になっている定常期間におけるデューティ信号を示す。図示されるように、オンオフ周期Ｔ８にかかる目標デューティ比を、前回のオンオフ周期Ｔ７にかかる目標デューティ比に比べて所定量だけ小さい値に補正して設定する。そして、さらに次のオンオフ周期Ｔ７にかかる目標デューティ比を、前回のオンオフ周期Ｔ８にかかる目標デューティ比（１９％）に比べて所定量だけ大きい値（２０％）に補正して設定する。
【００４２】
要するに、目標デューティ比を交互に所定量だけ変化させる。これに伴い、オンオフ周期Ｔ７、Ｔ８が交互に変化し、かつ、オン時間Ｔ５、Ｔ６も交互に変化することとなる。前記所定量は、目標デューティ比の値とは無関係に予め設定された微小の値である。また、図示される例では、一方のオンオフ周期Ｔ７にかかる目標デューティ比（２０％）を、目標電流に相当する値と一致させている。
【００４３】
ここで、本実施形態に反して目標デューティ比を交互に変化させることを廃止すると、目標電流（目標値）が所定時間以上継続して同一の値になっている場合（定常期間）においては、オンオフ周期が変化しなくなり、高調波の周波数が変化しなくなることが懸念される。つまり、定常期間においては受信状態が定常的に悪くなることが懸念されるようになる。この懸念に対し、本実施形態によれば、定常期間には、目標デューティ比をオンオフ毎に変化させるように補正するので、定常期間であってもオンオフ周期Ｔ７、Ｔ８が逐次変化するようになる。よって、定常期間における前記懸念を解消できる。
【００４４】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００４５】
・上記第１実施形態では、スイッチング回路１２（出力回路）は、通電のオン時間Ｔｏｎを所定時間に固定しつつ、オンオフ周期Ｔの長さを調整している。これに対し、通電のオフ時間を所定時間に固定しつつ、オンオフ周期Ｔの長さを調整するようにしてもよい。
【００４６】
・上記第２実施形態では、スイッチング回路１２（出力回路）は、通電のオン時間Ｔｏｎをオンオフ毎に所定量だけ変化させつつ、オンオフ周期Ｔの長さを調整している。これに対し、通電のオフ時間をオンオフ毎に所定量だけ変化させつつ、オンオフ周期Ｔの長さを調整するようにしてもよい。
【００４７】
・上記各実施形態では、コンプレッサ２０が有する制御弁のソレノイドコイル２１（アクチュエータ）を、デューティ制御装置による制御対象としているが、本発明はこの種のソレノイドコイル２１に限定されるものではなく、例えば、先述した送風機が有するモータ（アクチュエータ）を、デューティ制御装置による制御対象としてもよい。この場合、デューティ信号によりモータの回転速度が制御され、車室内へ送風される空調風の送風量が目標風量に制御されることとなる。
【００４８】
・上記各実施形態では、スイッチング回路１２（出力回路）をインパネの内側に配置している。正確には、エンジンルームと車室内とを仕切るファイアウォールとインパネとの間の空間に、スイッチング回路１２を備えたエアコンＥＣＵ１０が配置されている。そして、スイッチング回路１２によるデューティ制御の対象（ソレノイドコイル２１）は、車室外であるエンジンルームに配置されている。これに対し、車室内に配置されたアクチュエータをデューティ制御の対象としてもよいし、インパネの内側に配置されたアクチュエータ（例えば先述した送風機のモータ）をデューティ制御の対象としてもよい。
【００４９】
・上述したように、ファイアウォールとインパネとの間の空間にエアコンＥＣＵ１０を配置するにあたり、インパネの内側の面にエアコンＥＣＵ１０を取り付けてもよいし、インパネから離れた位置にエアコンＥＣＵ１０を配置してもよい。また、本発明に係る出力回路１２は、インパネの内側に搭載されたものに限らず、例えば、エンジンルームに搭載されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１１…マイコン（目標設定手段）、１２…スイッチング回路（出力回路）、２１…ソレノイドコイル（アクチュエータ）、Ｔ、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ８…オンオフ周期、Ｔｏｎ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ５、Ｔ６…オン時間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014083925.tif 000005