(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各センサ、各スイッチ入力によりマイクロコンピュータによって演算処理され決定された目標ドア開度（Ｘｐｂｒ）を決定する目標ドア開度決定手段（５１）と、
ドアの実際の開度（Ｘ）を検出するドア開度検出手段（４０ｂ）と、
前記目標ドア開度決定手段で決定された目標ドア開度のデータを受信し、前記ドア開度検出手段で検出された実際のドア開度が前記目標ドア開度に一致するようにドア（Ｄ）を動作させる信号処理手段（４０ｃ）を有するアクチュエータ（４０）とを備え、
前記アクチュエータから当該アクチュエータの動作信号および停止信号が出力される自動車用空気調和装置（１００）において、
前記ドア開度検出手段（４０ｂ）における検出領域（Ｒｐｂｒ）および前記目標ドア開度決定手段（５１）における目標ドア開度の設定領域（Ｒｘ）が、前記ドアの実際の開度領域（Ｒｄ）よりもその両端においてそれぞれ広く設定され、
前記ドアの実際の開度領域を越えた前記検出領域および目標ドア開度の設定領域において、少なくとも前記アクチュエータからの停止信号を受信するまで、前記アクチュエータに対して前記ドア（Ｄ）を前記実際の開度領域（Ｒｄ）へ戻す解除用動作信号を出力するモータロック解除手段（５２）をさらに備え、
前記モータロック解除手段（５２）から前記アクチュエータに出力される解除用動作信号は、前記ドアを実際の開度領域へ向かって、所定ステップづつ順次戻す動作信号であることを特徴とする自動車用空気調和装置。
【請求項２】
各センサ、各スイッチ入力によりマイクロコンピュータによって演算処理され決定された目標ドア開度（Ｘｐｂｒ）を決定する目標ドア開度決定手段（５１）と、
ドアの実際の開度（Ｘ）を検出するドア開度検出手段（４０ｂ）と、
前記目標ドア開度決定手段で決定された目標ドア開度のデータを受信し、前記ドア開度検出手段で検出された実際のドア開度が前記目標ドア開度に一致するようにドア（Ｄ）を動作させる信号処理手段（４０ｃ）を有するアクチュエータ（４０）とを備え、
前記アクチュエータから当該アクチュエータの動作信号および停止信号が出力される自動車用空気調和装置（１００）において、
前記ドア開度検出手段（４０ｂ）における検出領域（Ｒｐｂｒ）および前記目標ドア開度決定手段（５１）における目標ドア開度の設定領域（Ｒｘ）が、前記ドアの実際の開度領域（Ｒｄ）よりもその両端においてそれぞれ広く設定され、
前記ドアの実際の開度領域を越えた前記検出領域および目標ドア開度の設定領域において、少なくとも前記アクチュエータからの停止信号を受信するまで、前記アクチュエータに対して前記ドア（Ｄ）を前記実際の開度領域（Ｒｄ）へ戻す解除用動作信号を出力するモータロック解除手段（５２）をさらに備え、
前記モータロック解除手段（５２）から前記アクチュエータに出力される解除用動作信号は、前記ドアを実際の開度領域へ向かって所定ステップ戻したのち当該ステップより小さいステップだけ逆方向へ進める動作信号であることを特徴とする自動車用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアコン制御ユニットとドアアクチュエータとをローカルエリアネットワーク化（以下、ＬＡＮ化ともいう）し、目標ドア開度を用いてドアの開度を制御する自動車用空気調和装置に関し、特にドアアクチュエータモータのロック解除機能を備えたＬＡＮ化自動車用空気調和装置に関する。
【従来の技術】
マイクロコンピュータが搭載された従来の自動車用空気調和装置では、マイクロコンピュータで計算された目標開度信号に基づき、インテークドア、エアミックスドアおよびモードドアが電動アクチュエータで自動的に開閉制御される。その際、各ドアの実際の開度をマイクロコンピュータへフィードバックするために、電動アクチュエータの回動位置信号がマイクロコンピュータへ送信される。このような制御信号を送受信するためには、エアコンアンプユニットに内蔵されたマイクロコンピュータと、エアコンユニットに取り付けられた電動アクチュエータとを数十本のハーネスで電気的に接続する必要があった。また、インテークドア、エアミックスドアおよびモードドアの各ドアに必要とされる開度位置も互いに相違することから、電動アクチュエータもそれぞれのドアに応じた作動方式のものが使用され、共用化を図ることができなかった。
このため、エアコンアンプユニットと電動アクチュエータとの間の情報通信をローカルエリアネットワーク化し、伝送媒体であるハーネス本数の削減と電動アクチュエータの統合化を図ることが行われている。
この種のＬＡＮ化された自動車用空気調和装置では、電動アクチュエータに信号処理回路を構成するＩＣチップが搭載され、このＩＣチップとエアコンアンプユニットのマイクロコンピュータとの間でデータの送受信が行われるが、ドアの実開度位置のフィードバックは電動アクチュエータ内のＩＣチップを含む電子回路で自己処理されるため、ハーネス本数が削減できると同時に、この電子回路内でそれぞれのドアに応じた開度位置制御が行えるので電動アクチュエータの共用化を実現することができる。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マイクロコンピュータが搭載された従来の自動車用空気調和装置では、ポテンショバランスレジスタ（ＰＢＲ）４０ｂと呼ばれるドア開度検出センサがアクチュエータ４０に内蔵されており、例えば図９に示すエアミックスドア３３を制御する場合で説明すると、ヒータコア３２の前面を全閉する位置とこれを全開する位置との間（以下、この範囲を実ドア開度領域Ｒｄという）を回動するエアミックスドア３３に対し、ＰＢＲの検出領域Ｒｐｂｒは、実ドア開度領域Ｒｄより狭く設定されていた。
そして、エアミックスドア３３が全開または全閉の何れかに作動すると、実際のドア開度がＰＢＲ４０ｂの検出領域Ｒｐｂｒを越えたところで全開または全閉制御とし、例えばアクチュエータ４０の電源回路パターンによって電力の供給を停止し、これによりアクチュエータモータ４０ａのロックの発生が防止できた。これは、モータロックの防止に必要な位置信号などの電動アクチュエータ４０に関するデータが、全てマイクロコンピュータ５０に送信され、ここで全ての情報処理が行われるからである。
しかしながら、上述したＬＡＮ化自動車用空気調和装置では、マイクロコンピュータから出力される目標ドア開度に対して、実ドア開度がこの目標ドア開度に一致するようにアクチュエータ内で自己処理されるので、図９に示す従来の自動車用空気調和装置のようにＰＢＲ４０ｂの検出領域Ｒｐｂｒを実ドア開度領域Ｒｄより狭く設定することはできない。こうすると、ＰＢＲの検出領域を越えたところで目標ドア開度に一致させる自己処理が実行できなくなるからである。また、目標ドア開度の設定領域を実ドア開度領域より狭くすると、ドアが全開および全閉しなくなる。
このため、ＬＡＮ化自動車用空気調和装置では、ＰＢＲの検出領域Ｒｐｂｒおよび目標ドア開度の設定領域を実ドア開度領域Ｒｄに一致させていたが、ドアの取り付け誤差やドアとＰＢＲとの相関関係の誤差等が原因で、全開または全閉位置の何れかにおいて、モータロック状態が生じ、モータの寿命が短くなるという問題があった。ここでいうモータのロック状態とは、実際にはドアが全開または全閉の何れかの死点に達しているにも拘わらず、ＰＢＲで検出された実ドア開度が未だ死点に達せず、目標ドア開度に一致させるようにモータに電流を供給し続けている状態をいう。
これに加え、電動アクチュエータの位置信号をマイクロコンピュータへフィードバックする必要性がないため、通信フォーマット中、電動アクチュエータ側からマイクロコンピュータ側へ送信されるデータ長は、単に電動アクチュエータが動作中（ハイレベル信号）か停止中（ローレベル信号）かの１ｂｉｔしか用意されていない。
その結果、マイクロコンピュータ側へハイレベル信号が送信されている状態であっても、この信号のみをもって、電動アクチュエータが正常に作動しているのか、モータロックしているのかを判断することはできない。尤も、通信フォーマットに占める電動アクチュエータの作動状況に関するデータ領域を増やせば本問題は解消されるが、こうすると目標ドア開度信号などの他のデータ領域が侵食されるので好ましくない。
本発明は、通信フォーマットを変更することなく、アクチュエータモータのロック解除機能を備えたＬＡＮ化自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、各センサ、各スイッチ入力によりマイクロコンピュータによって演算処理され決定された目標ドア開度を決定する目標ドア開度決定手段と；  ドアの実際の開度を検出するドア開度検出手段と；  前記目標ドア開度決定手段で決定された目標ドア開度のデータを受信し、前記ドア開度検出手段で検出された実際のドア開度が前記目標ドア開度に一致するようにドアを動作させる信号処理手段を有するアクチュエータとを備え；  前記アクチュエータから当該アクチュエータの動作信号および停止信号が出力される自動車用空気調和装置において、
前記ドア開度検出手段における検出領域（Ｒｐｂｒ）および前記目標ドア開度決定手段における目標ドア開度の設定領域（Ｒｘ）が、前記ドアの実際の開度領域（Ｒｄ）よりもその両端においてそれぞれ広く設定され、
前記ドアの実際の開度領域を越えた前記検出領域および目標ドア開度の設定領域において、少なくとも前記アクチュエータからの停止信号を受信するまで、前記アクチュエータに対して前記ドアを前記実際の開度領域へ戻す解除用動作信号を出力するモータロック解除手段をさらに備えたことを特徴とする自動車用空気調和装置が提供される。
この自動車用空気調和装置では、目標ドア開度決定手段から出力される目標ドア開度に対して、実ドア開度がこの目標ドア開度に一致するようにアクチュエータ内で自己処理されるので、実ドア開度の検出領域および目標ドア開度の設定領域を実ドア開度領域より狭く設定することはできないが、広く設定することはできる。また、アクチュエータから出力されるデータ長が小さいので、この信号のみをもってアクチュエータモータのロック状態の診断を行うことはできないが、アクチュエータの動作信号および停止信号の２種類の信号は少なくとも入手することができる。
本発明者らは、かかる知見に基づいて、ドア開度検出手段における検出領域および目標ドア開度決定手段における目標ドア開度の設定領域を、ドアの実際の開度領域よりもその両端においてそれぞれ広く設定するとともに、ドアの実際の開度領域を越えた検出領域および目標ドア開度の設定領域において、少なくともアクチュエータからの停止信号を受信するまで、アクチュエータに対してドアを実際の開度領域へ戻す解除用動作信号を出力するモータロック解除手段を設けることとした。すなわち、この自動車用空気調和装置では、全開または全閉となる直前にドアを停止するという制御が困難であるため、故意にモータロックする領域までドアが回動できるように設定しておき、もしモータロックが生じたら、当該モータロックが解除されるまでドアを戻すこととしている。
ここで、ドア開度検出手段における検出領域および目標ドア開度決定手段における目標ドア開度の設定領域をドアの実際の開度領域よりもその両端においてそれぞれ広く設定することにより、故意にモータロックする領域までドアが回動できることとなり、また、少なくともアクチュエータからの停止信号を受信するまで、アクチュエータに対してドアを実際の開度領域へ戻す解除用動作信号を出力することにより、モータロックが生じたら当該モータロックが解除されるまでドアを戻すことができる。
ドア開度検出手段における検出領域をドアの実際の開度領域よりもその両端において広く設定することは、例えばポテンショバランスレジスタであれば抵抗パターンの範囲を広くすることにより容易に実現することができ、一方、目標ドア開度決定手段における目標ドア開度の設定領域をドアの実際の開度領域よりもその両端においてそれぞれ広く設定することは、目標ドア開度決定手段のプログラムソフトウェアを変更することにより容易に実現することができる。
また、モータロックが解除されたかどうかの判断は、アクチュエータからの動作信号および停止信号を用いて容易に認識することができる。例えば、アクチュエータからの返信信号が動作信号として一定時間以上続いた場合には、モータロック状態と認識できるので、アクチュエータからの出力信号がたとえ２種類の信号のみであったとしても、これのみで判断することができる。
本発明におけるアクチュエータは、自動車用空気調和装置で用いられる全てのアクチュエータ、例えばインテークドアアクチュエータ、エアミックスドアアクチュエータ、モードドアアクチュエータの他、バイパスドアなどの補助ドアアクチュエータなどを含み、何れのドアアクチュエータにも限定されない。
インテークドア、バイパスドアまたはモードドア用アクチュエータの場合には、乗員により選択されるドア開度は主としてそのまま目標ドア開度とされてアクチュエータに送信され、実開度と比較された上でドアが動作されるが、自動制御モードが選択された場合には、乗員の選択により設定された温度と予め定められたプログラムに基づいて、これらのアクチュエータに対する目標ドア開度を演算し、決定しても良い。
また、エアミックスドア用アクチュエータの場合には、限定はされないが、ドア開度の制御を精密に行う必要があるため、目標ドア開度を決定するに際し、車室内温度に影響を及ぼすとされる温度影響要素を考慮して、まず設定温度と車室内温度との温度偏差を求め、この温度偏差に基づいて目標ドア開度を決定することが好ましい。
本発明は、特に、エアコンアンプユニットからアクチュエータに対して目標ドア開度の動作信号が出力され、これに対してアクチュエータで検出された実際のドア開度を目標ドア開度に一致させる信号処理が行われるもの、なかでもアクチュエータからエアコンアンプユニットに送信されるデータが主として動作信号と停止信号のみであるものに適用して好ましい。この種の自動車用空気調和装置では、アクチュエータの実際の開度データなど、モータロック防止に用いて好ましいデータは、当該アクチュエータ内で自己処理され、エアコンアンプユニットに送信する必要がなく、エアコンアンプユニットには動作信号と停止信号があれば充分だからである。したがって、本発明によれば、モータロック防止専用のデータを用いることなく、１ｂｉｔのデータ量でアクチュエータモータのロック解除を行うことができる。
本発明により提供される上記自動車用空気調和装置において、モータロック解除手段からアクチュエータに出力される解除用動作信号が、ドアを実際の開度領域へ向かって、所定ステップづつ順次戻す動作信号であることが好ましい。
すなわち、モータロックが解除される方向へ徐々にドアを戻し、ロック解除信号を受信したらその位置でドアを停止する。これにより、アクチュエータモータのロックが解除される。
また、本発明により提供される上記自動車用空気調和装置において、モータロック解除手段からアクチュエータに出力される解除用動作信号が、ドアを実際の開度領域へ向かって所定ステップ戻したのち当該ステップより小さいステップだけ逆方向へ進める動作信号であることが好ましい。
すなわち、モータロックが解除される方向へドアを一旦戻したのち、逆方向へドアを進め、結果的にドアをロックが解除される方向へ戻す。これによっても、アクチュエータモータのロックを解除することができる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の自動車用空気調和装置を示すブロック図（クレーム対応図）、図２は本発明の自動車用空気調和装置の実施形態を示すブロック図、図３は同実施形態のシステム図、図７は図２に示すエアコンアンプユニットとアクチュエータとの間で交信される通信フォーマットを示す図、図８は図７に示すアクチュエータからの返信信号を示す波形図である。
まず図２および図３に示す本実施形態の自動車用空気調和装置１００の機械系の構成を説明する。図３に示すように、この自動車用空気調和装置１００は、インテークユニット１０、クーラユニット２０およびヒータユニット３０からなり、それぞれインテークユニットケース１１、クーラユニットケース２１、ヒータユニットケース３１を有し、この順序で接続されている。
インテークユニットケース１１には、車室外の空気を取り入れるための外気取入口１２と、室内空気を循環させるための内気取入口１３とが形成されている。内気取入口１３は、インテークユニットケース１１に直接開口形成されているが、外気取入口１２は、車体のカウルパネルに開口形成された取入口とエアダクトを介して連通している。
インテークユニットケース１１には、インテークドア１６Ｄが回動自在に設けられており、外気取入口１２を全閉する位置（内気循環モード）と内気取入口１３を全閉する位置（外気取入モード）との間を回動し、必要に応じてその中間位置（内外気取入モード）でも停止する。このインテークドア１６Ｄの回動動作は、同じくインテークユニットケース１１に取り付けられたインテークドアアクチュエータ４１によってなされる。
なお、内気および／または外気の取り入れは、ファンモータ１４によって回転するファン１５により行われ、ファンモータ１４はエアコンアンプユニット５０から送信される動作信号に基づきファンコントロール回路４５を介して制御される。
クーラユニットケース２１には、取入空気を冷却するためのエバポレータ（凝縮器）２２が設けられており、このエバポレータ２２は、これとコンプレッサ、コンデンサ（蒸発器）、膨張弁およびリキッドタンク等を冷媒配管で接続して構成される冷房サイクルの一要素となる。この冷房サイクルの運転および停止は、車室内のインストルメントパネルに設けられたコントロールパネル７０のエアコンスイッチにより行われる。なお、本発明ではクーラユニット２０を省略しても良い。
ヒータユニット３０は、インテークユニット１０およびクーラユニット２０を通過した空気を温調するとともに、車室内に対して所望の吹出口から調和空気を配風する機能を有している。このために、ヒータユニットケース３１には、ヒータコア３２がバイパス路３７を形成するように設けられ、当該ヒータコア３２の前面に設けられたエアミックスドア３３によりヒータコア３２を通過する空気量とバイパス路３７を通過する空気量とを比率が調節される。
なお、ヒータコア３２には、車両のエンジン冷却水が循環し、このエンジン冷却水と空気との熱交換によって当該空気が加熱される。また、エアミックスドア３３は、ヒータコア３２の前面を全閉する位置（フルクール）とバイパス路３７を全閉する位置（フルホット）との間を、エアミックスドアアクチュエータ４３により回動する。
ヒータユニットケース３１の下流側には、エアミックスチャンバ３９が形成され、ここにベント吹出口３４、デフロスト吹出口３５およびフット吹出口３６が形成されている。ベント吹出口３４は、エアダクトを介して車室内のインストルメントパネルの前面に設けられたベントグリルに連通され、調和空気を主として乗員の上半身に向かって吹き出す。デフロスト吹出口３５は、エアダクトを介してインストルメントパネルの上面に設けられたデフロストグリルに連通され、低湿度空気または温風などをフロントガラス内面に向かって吹き出し、曇りを晴らす。フット吹出口３６は、ヒータユニットケース３１から直接または短いエアダクトを介して車室内の乗員の足下で開口し、主として温風を乗員の足下に向かって吹き出す。
また、それぞれの吹出口３４，３５，３６には、ベントドア３４Ｄ、デフドア３５Ｄ、フットドア３６Ｄがそれぞれの吹出口を開閉可能に設けられており、これらのドア３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、リンク機構等を介してモードドアアクチュエータ４４により動作する。つまり、ベントモード、デフロストモード、バイレベルモード、フットモード等の各種吹出モードの選択によって、３つのドア３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄの開閉の組み合わせにしたがって、これらのドアが動作する。例えば、バイレベルモードでは、ベント吹出口およびフット吹出口をそれぞれ半開とし、ベント吹出口からは冷風をフット吹出口からは温風を吹き出し、いわゆる頭寒足熱型の温調を行う。
本実施形態の自動車用空気調和装置１００では、ヒータユニットケース３１に第２のバイパス路３８が形成され、この第２のバイパス路３８を全閉および全開するバイパスドア３８Ｄがさらに設けられている。このバイパスドア３８Ｄはバイパスドアアクチュエータ４２によって動作するが、エアミックスドア３３をヒータコア３２の全開位置に回動させて温風をフット吹出口３６に導く際に、バイパスドア３８Ｄを全開することで、冷風をベント吹出口に導き、これにより頭寒足熱型温調における温度差を高めるものである。なお、本発明において第２のバイパス路３８およびバイパスドア３８Ｄを省略しても良い。
次に、本実施形態の自動車用空気調和装置１００の制御系の構成を説明する。図３に示すように、本実施形態の自動車用空気調和装置１００は、エアコンアンプユニット５０、各種センサ類６１〜６６、およびコントロールパネル７０を有している。
エアコンアンプユニット５０は、マイクロコンピュータを内蔵し、後述する各種センサ類６１〜６６やコントロールパネル７０のスイッチ類からの入力信号をプログラムソフトにしたがって演算処理し、ファンモータ１４、各ドアアクチュエータ４１〜４４、および図外のコンプレッサ等を総合的に制御する。詳細は後述するが、図１に示す本発明に係る目標ドア開度決定手段５１およびモータロック解除手段５２、および図２に示す車室内空気温度推定手段５３、温度偏差算出手段５４は、当該エアコンアンプユニット５０内で、具体的にはマイクロコンピュータのＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭで構成されている。
センサ類のうち水温センサ６１は、エンジン冷却水の温度を検出するセンサであり、エンジン冷却水回路に設けられて、水温を抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
冷媒温度センサ６２は、冷房サイクルを循環する冷媒温度を検出するセンサで、例えばエバポレータ２２の入口側に取り付けられて、冷媒温度を抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
内気センサ６３は、車室内の実際の空気温度を検出するセンサであり、例えばインストルメントパネルの前面に設けられて、室内温度Ｔｉｎｃを抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
外気センサ６４は、車室外の実際の空気温度を検出するセンサであり、例えばフードロックステイに設けられて、外気温度Ｔａｍを抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
日射センサ６５は、フロントガラスから室内に入る日射量Ｑｓｕｎをフォトダイオードで検出し、電流値としてエアコンアンプユニット５０に出力するセンサで、例えばインストルメントパネルの上面に設けられている。
吸込温度センサ６６は、エバポレータ２２を通過した後の空気温度を検出するセンサで、クーラユニット２０に設けられ、吸込温度Ｔｉｎｔを抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
なお、これら各センサ類６１〜６６からエアコンアンプユニット５０に出力された抵抗値または電流値による信号は、エアコンアンプユニット５０で電圧値に変換されて入力される。
コントロールパネル７０は、乗員が操作し易いインストルメントパネルの中央に装着され、ファンスイッチ、テンプコントロールレバー（またはダイヤル）、吹出モードスイッチ、エアコンスイッチおよび内気強制循環スイッチなどの各種スイッチ類７１と、ファン速度や温度等を表示する表示パネル７２と、エアコンアンプユニット５０とのデータの通信を行うための通信インターフェース７３とを有している。図１に示す本発明の自動車用空気調和装置において、ドア開度設定手段７１は、例えばテンプコントロールレバーや吹出モードスイッチあるいは内気強制循環スイッチなどに相当する。
既述したドアアクチュエータ４０（４１〜４４）は、図１に示されるように、ドアを機械的に開閉するためのモータ４０ａと、ドアの開度を電圧値に変換して検出するドア開度センサ（ドア開度検出手段）４０ｂとの他に、ＩＣチップ等からなる信号処理回路４０ｃを備えたものである。そして、エアコンアンプユニット５０にて目標ドア開度Ｘｐｂｒが決定されると、当該目標ドア開度のデータを信号処理回路４０ｃで受信し、この信号処理回路４０ｃにて、ドア開度センサ４０ｂで検出される実際のドア開度Ｘが目標ドア開度と一致するようにモータ４０ａに電流を流す。
特に本実施形態では、ドア開度センサ４０ｂにおける検出領域Ｒｐｂｒは、図１に示されるように、ドアの実際の開度領域Ｒｄよりも、その両端においてそれぞれ広く設定されており、具体的にはポテンショバランスレジスタＰＢＲの抵抗パターンが、ドアの回動範囲よりも広く形成されている。これにより、ドアの取り付け誤差や目標ドア開度Ｘｐｂｒと実ドア開度とに誤差が生じても、これを吸収して設計されたドア開度領域を越えた領域で実ドア開度を検出することができる。
なお、ドア開度センサ４０ｂは、ドアアクチュエータ４０に内蔵されたＰＢＲ（ポテンショバランスレジスタ）で構成されているが、その他のエンコーダで構成しても良い。
さらに、本実施形態の自動車用空気調和装置１００では、図２に示すように、エアミックスドア３３の制御要素として、エアコンアンプユニット５０に、車室内の空気温度を温度影響要素を考慮して推定する車室内空気温度推定手段５３と、テンプコントロールレバー７１で設定された設定温度Ｔｐｔｃと車室内空気温度推定手段５３により推定された車室内空気温度との偏差Ｓを求める温度偏差算出手段５４と、温度偏差算出手段５４で求められた温度偏差Ｓに基づいて、エアミックスドア３３の動作方向がどちらの方向かを判定し、前回の目標ドア開度に一定開度を加算もしくは減算することにより目標ドア開度を決定する目標ドア開度決定手段５１とが設けられている。これらは全てマイクロコンピュータのＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭ等の電子部品で構成されている。
車室内空気温度推定手段５３では、テンプコントロールレバー７１にて乗員の選択により車室内温度Ｔｐｔｃが設定されると、車室内の空気温度を温度影響要素を考慮して推定する。ここでいう温度影響要素とは、内気温度、外気温度、日射量、吸込温度など、車室内の空気温度に影響を与える可能性のある要素をいい、具体的には内気センサ６３、外気センサ６４、日射センサ６５、および吸込温度センサ６６で検出された内気温度Ｔｉｎｃ、外気温度Ｔａｍ、日射量Ｑｓｕｎ、吸込温度Ｔｉｎｔが用いられている。
温度偏差算出手段５４は、設定温度Ｔｐｔｃと車室内空気温度との偏差Ｓを求めるもので、この温度偏差Ｓは、設定温度に対する車室内空気温度の偏り度合いを意味し、例えばエアミックスドアアクチュエータ４３を動作対象とする場合には、設定温度Ｔｐｔｃ、外気温度Ｔａｍ、内気温度Ｔｉｎｃ、吸込温度Ｔｉｎｔおよび日射量Ｑｓｕｎを用いた熱平衡式によって算出される。熱平衡式は、例えば下記式で与えられるが、本発明では特に限定されない。
【数１】
Ｓ＝（Ａ＋Ｄ）Ｔｐｔｃ＋（Ｂ・Ｔａｍ−Ｄ・Ｔｉｎｃ）＋Ｃ・Ｑｓｕｎ＋Ｅ＋αＸｍ−（Ｆ・Ｘ＋Ｇ）（８８−Ｔｉｎｔ）−Ｔｉｎｔ
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは係数、Ｔｐｔｃは設定温度、Ｔａｍは外気温度、Ｔｉｎｃは内気温度、Ｑｓｕｎは日射量、αＸｍは吹出モードに応じて決定される偏差補正値、Ｘはドア開度、Ｔｉｎｔは吸込温度をそれぞれ表す。
目標ドア開度決定手段５１は、この温度偏差Ｓに基づいて、エアミックスドア３３の動作方向がどちらの方向かを判定し、前回の目標ドア開度に一定開度を加算もしくは減算することにより目標ドア開度を決定し、この目標ドア開度をアクチュエータ４３に送信するものである。
特に本実施形態では、この目標ドア開度決定手段５１における目標ドア開度の設定領域Ｒｘが、図１に示されるように、ドアの実際の開度領域Ｒｄよりも、その両端においてそれぞれ広く設定さている。換言すれば、ドアは実際にはＲｄの領域内でしか回動しないが、目標ドア開度決定手段５１から出力される目標ドア開度のデータＸｐｂｒは、この領域Ｒｄを越えた領域Ｒｘが対象とされている。したがって、例えばエアミックスドア３３のフルシャット（Ｘｐｂｒ＝０％）を出力すると、エアミックスドア３３は機械的にヒータコア３２を全閉する位置まで回動したときにそこで停止するが、当該エアミックスドア３３の実開度が０％に達していないので、エアミックスドアアクチュエータ４０内では、信号処理手段４０ｃからモータ４０ａに対して電流を供給し続けることになる。これはフルオープン（Ｘｐｂｒ＝１００％）の場合も同様である。
エアコンアンプユニット５０とアクチュエータとの間で交信される通信のフォーマットは、図７に示されるように、例えば１６ｂｉｔのデータ領域のうち、送信の開始を表す符号が書き込まれた領域Ｆ１、送信対象とするドアアクチュエータのアドレスが書き込まれた領域Ｆ２、ドアアクチュエータの動作指令（許可または禁止）が書き込まれた領域Ｆ３、ドアアクチュエータの目標停止位置が書き込まれた領域Ｆ４、Ｆ２〜Ｆ４の情報に対する奇数パリティが書き込まれた領域Ｆ５、および診断用ドアアクチュエータ返信信号が書き込まれた領域Ｆ６に割り付けられている。このうち、ドアアクチュエータの返信信号を書き込む領域は、例えば１ｂｉｔのみのデータ長を有し、図８に示されるように、ドアアクチュエータの作動中に出力されるハイレベル信号と、ドアアクチュエータの停止中に出力されるローレベル信号とが書き込まれる。なお、ドアアクチュエータの作動および停止をハイレベルとローレベルとで識別したが、これを逆にすることも可能である。
特に、本実施形態の自動車用空気調和装置１００は、ドアの実際の開度領域Ｒｄを越えた検出領域Ｒｐｂｒおよび目標ドア開度の設定領域Ｒｘ、換言すれば図１に示すフルシャットおよびフルオープンの近傍において、少なくともアクチュエータ４０からの停止信号を受信するまで、当該アクチュエータ４０の信号処理手段４０ｃに対して、ドアを実際の開度領域Ｒｄ側へ戻す解除用動作信号を出力するモータロック解除手段５２をさらに備えている。
このモータロック解除手段５２は、エアコンアンプユニット５０のマイクロコンピュータにＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭの形態で組み込まれているので、当該モータロック解除手段５２から出力される解除用動作信号は、直接アクチュエータ４０の信号処理手段４０ｃへ送信されても良いし、図１に示されるように、目標ドア開度決定手段５１を介して送信されても良い。
次に動作を説明する。
図４は図２に示すエアコンアンプユニット５０で実行される情報処理手順を示すフローチャート、図５は図４に示すモータロック解除ステップ（ステップ７０）のサブルーチンを示すフローチャートである。以下では、エアミックスドア３３の制御を例に挙げて説明する。
エアコンスイッチを入力すると、エアミックスドア３３の自動制御が開始される。まず、ステップ１０にて、各種センサ類６１〜６６およびコントロールパネル７０からエアミックスドア３３の開度制御に必要な情報が入力される。これと相前後して、ステップ２０にて熱平衡式に用いられる係数Ａ〜Ｇが決定される。なお、厳密には係数ＦおよびＧは次のステップ３０にて決定される。
次いで、ステップ３０にて、上記熱平衡式を用いて温度偏差Ｓが求められるが、この温度偏差Ｓの算出にあたり、まず外気温度Ｔａｍと内気温度Ｔｉｎｃと係数Ｂ，Ｄとから、合成温度Ｗが、Ｗ＝Ｂ・Ｔａｍ＋Ｄ・Ｔｉｎｃにより算出される。次に、前回の演算処理で得られた目標ドア開度Ｘｐｂｒからドア開度Ｘが演算により求められ、また選択されている吹出モードに応じて偏差補正値αＸｍが決定される。さらに、係数ＦおよびＧが、上記ドア開度Ｘと吹出モード（ベント、デフ、バイレベル２のモードかそれ以外か）により決定される。
最後に、このようにして求められた値を上述した熱平衡式に代入し、設定温度と室内温度との温度偏差Ｓが演算される。
ステップ４０では、コントロールパネル７０における設定温度Ｔｐｔｃが、１８．５℃未満のフルクール域か、３１．５℃を越えるフルホット域か、１８．５℃以上、３１．５℃以下の温調域かが判断される。この場合の１８．５℃および３１．５℃という境界温度は単なる例示であって、特に限定されない。
そして、設定温度Ｔｐｔｃが１８．５℃未満のフルクール域である場合には、目標ドア開度がＸｐｂｒ＝０％とされて、エアミックスドア３３をヒータコア全閉位置に回動させる（ステップ６４）。これに対して、設定温度Ｔｐｔｃが３１．５℃を越えるフルホット域である場合には、目標ドア開度がＸｐｂｒ＝１００％とされて、エアミックスドア３３をヒータコア全開位置に回動させる（ステップ６５）。
また、ステップ４０において設定温度Ｔｐｔｃが、１８．５℃以上、３１．５℃以下の温調域である場合には、次のステップ５０にて上記算出された温度偏差Ｓの絶対値｜Ｓ｜が２より大きいか小さいかを判断し、温度偏差の絶対値｜Ｓ｜が２以下の場合は、ステップ６１へ進んで、目標ドア開度Ｘｐｂｒを前回の目標ドア開度と同じ値、すなわちＸｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ＋０％とする。
また、ステップ６０にて、温度偏差Ｓが−２未満である場合には、ステップ６２へ進んで、目標ドア開度Ｘｐｂｒを前回より１％減少、すなわちＸｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ−１％とする。一方、ステップ５０にて、温度偏差Ｓが２より大きい場合には、ステップ６３へ進んで、目標ドア開度Ｘｐｂｒを前回より１％増加、すなわちＸｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ＋１％とする。
このような温調制御を繰り返す中で、エアミックスドアアクチュエータ４３のモータ４３ａがロック状態になると、これを解除する処理がモータロック解除手段５２と当該アクチュエータ４３との間で行われる。
すなわち、図５に示すドアロック解除ルーチンでは、まずステップ７１にてモータロック状態が検出されると、ステップ７２にてアクチュエータ４３からの返信信号がハイレベル（動作中）かローレベル（停止中）かを判断する。このとき、返信信号がローレベルであるときは、アクチュエータモータ４３ａは既に停止しているためモータロックを解除する必要がなく、そのまま処理を終了するが、返信信号がハイレベルであるときは、ステップ７３へ進んで、このハイレベル信号が所定の時間ｔ以上継続するかどうかを検証する。この所定時間ｔは、特に限定されないが、例えば１０秒程度である。
ステップ７３のｔ秒経過後に、ステップ７４にて返信信号を再度確認し、ローレベル信号になっている場合にはモータロックを解除する必要がないのでそのまま処理を終了するが、ｔ秒経過後もハイレベル信号が継続している場合、すなわち、エアミックスドア３３が停止しているにも拘わらず、モータ４３ａに電流が流れ続けている場合には、まさにモータロック状態であるので、ステップ７５へ進んでモータロック解除処理を行う。
このモータロック解除処理では、まずステップ７５にて、エアミックスドア３３の回動方向がオープン側へ向かっているのか、あるいはクローズ側へ向かっているのかを判断する。この場合、エアミックスドア３３がオープン側へ向かって回動している状態とは、当該エアミックスドア３３がヒータコア３２を全開する方向へ向かっている状態をいうものとする。すなわち、図１において、図中下側から上側へ向かって回動している状態をいう。また、エアミックスドア３３がクローズ側へ向かっている状態とは、これと逆方向へ向かっている状態をいう。ただし、オープン側およびクローズ側なる表現は、単なる相対的なものであって、Ｘ＝０％，１００％なる表現も同様である。したがって、これらを逆に考えることもできる。
ステップ７５により判断された結果、エアミックスドア３３がオープン側へ向かって回動している場合、つまりＸｐｂｒ＝１００％となる位置の近傍でモータロックしている場合は、ステップ７６にて、モータロック解除手段５２からエアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃへ、前回の目標ドア開度から０．８％だけ減じた目標ドア開度（Ｘｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ−０．８％）を出力し、エアミックスドア３３をクローズ側へ１ステップだけ戻し、ステップ７１へ戻る。
ステップ７６にて解除用動作信号Ｘｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ−０．８％が送信されると、エアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃでは、ポテンショバランスレジスタ４０ｂで検出される実際のエアミックスドア３３の開度Ｘを取り込み、更新された目標ドア開度Ｘｐｂｒと実ドア開度Ｘとが一致すると、モータ４０ａへの電流の供給を停止する。この自己処理の因果関係を利用して、ステップ７２にて、エアミックスドアアクチュエータ４３からモータロック解除手段５２へ返信される通信フォーマットＦの領域Ｆ６に書き込まれる停止信号を検証する。
ステップ７２にてローレベル信号を確認できない場合には、エアミックスドアアクチュエータ４３のモータ４３ａが未だロック状態にあると考えられることから、ステップ７３以降へ進んで、上記の処理を繰り返し、さらに０．８％だけエアミックスドア３３を戻す。
また、ステップ７２にて、エアミックスドアアクチュエータ４３からのローレベル信号を受信したときは、目標ドア開度とエアミックスドア３３の実ドア開度とが一致することによりアクチュエータモータ４３ａのロックが解除されたと認識できるので、処理を終了する。
一方、ステップ７５において、エアミックスドア３３がクローズ側に向かって回動している場合、つまりＸｐｂｒ＝０％となる位置の近傍でモータロックしている場合は、ステップ７７へ進んで、モータロック解除手段５２からエアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃへ、前回の目標ドア開度に０．８％だけ加算した目標ドア開度（Ｘｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ＋０．８％）を出力し、エアミックスドア３３をオープン側へ１ステップだけ戻し、ステップ７１へ戻ったのち、上記と同様の処理を行う。
なお、ステップ７６および７７におけるエアミックスドア３３を戻す量については、１ステップ、つまり０．８％としているが、この具体的数値には何ら限定されない。この戻し量が小さすぎるとモータロック解除に要する時間が長くなり、逆に戻し量が大きすぎると場合によってはドアが実際に回動するおそれがあるため、これらを考慮して適切な値を決定することが好ましい。
このようなモータロック解除手順は、上記エアミックスドア３３以外のドアのアクチュエータ４１，４２，４４に対しても同様に行われ、本実施形態ではモータロック解除専用のデータを用いることなく、従来より用いられていた１ｂｉｔのデータ量でアクチュエータモータの解除処理を自動的に行うことができる。
本発明のモータロック解除手段５２における解除処理手順は、上述した実施形態以外にも種々改変することができる。図６は、図５に示すモータロック解除ステップのサブルーチンの他の実施形態をを示すフローチャートである。
本実施形態では、ステップ７１〜７５までの処理は上述した実施形態と同じであるが、エアミックスドア３３を戻す手法が相違している。すなわち、ステップ７５により判断された結果、エアミックスドア３３がオープン側へ向かって回動している場合、つまりＸｐｂｒ＝１００％となる位置の近傍でモータロックしている場合は、ステップ７６ａにて、モータロック解除手段５２からエアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃへ、前回の目標ドア開度から１．６％だけ減じた目標ドア開度（Ｘｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ−１．６％）を出力し、エアミックスドア３３をクローズ側へ、一旦２ステップだけ戻す。そして、ステップ７６ｂにて所定時間（本実施形態では１秒間）待機したのち、ステップ７６ｃにて、前回の目標ドア開度に０．８％だけ加算した目標ドア開度（Ｘｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ＋０．８％）を出力し、エアミックスドア３３をオープン側へ、１ステップだけ逆に進め、ステップ７１へ戻る。
ステップ７６ａおよび７６ｃにて解除用動作信号Ｘｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ−１．６％およびＸｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ＋０．８％が送信されると、エアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃでは、ポテンショバランスレジスタ４０ｂで検出される実際のエアミックスドア３３の開度Ｘを取り込み、更新された目標ドア開度Ｘｐｂｒと実ドア開度Ｘとが一致すると、モータ４０ａへの電流の供給を停止する。本実施形態でも、この自己処理の因果関係を利用して、ステップ７２にて、エアミックスドアアクチュエータ４３からモータロック解除手段５２へ返信される通信フォーマットＦの領域Ｆ６に書き込まれる停止信号を検証する。ステップ７２にてローレベル信号を確認できない場合には、エアミックスドアアクチュエータ４３のモータ４３ａが未だロック状態にあると考えられることから、ステップ７３以降へ進んで、上記の処理を繰り返し、さらに１．６％だけエアミックスドア３３を戻したのち０．８％だけ逆方向へ進める。以後は、ローレベル信号を受信するまでこれを繰り返す。
また、ステップ７２にて、エアミックスドアアクチュエータ４３からのローレベル信号を受信したときは、目標ドア開度とエアミックスドア３３の実ドア開度とが一致することによりアクチュエータモータ４３ａのロックが解除されたと認識できるので、処理を終了する。
一方、ステップ７５において、エアミックスドア３３がクローズ側に向かって回動している場合、つまりＸｐｂｒ＝０％となる位置の近傍でモータロックしている場合は、ステップ７７ａへ進んで、モータロック解除手段５２からエアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃへ、前回の目標ドア開度に１．６％だけ加算した目標ドア開度（Ｘｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ＋１．６％）を出力し、エアミックスドア３３をオープン側へ一旦２ステップだけ戻す。そして、ステップ７６ｂにて所定時間（本実施形態では１秒間）待機したのち、ステップ７７ｃにて、前回の目標ドア開度から０．８％だけ減じた目標ドア開度（Ｘｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ−０．８％）を出力し、エアミックスドア３３をクローズ側へ、１ステップだけ逆に進め、ステップ７１へ戻ったのち、上記と同様の処理を行う。
なお、ステップ７６ａ，７６ｃ，７７ａおよび７７ｃにおけるエアミックスドア３３を戻す量については、２ステップ（１．６％）戻して１ステップ（０．８％）進めることしているが、この具体的数値には何ら限定されない。この戻し量が小さすぎるとモータロック解除に要する時間が長くなり、逆に戻し量が大きすぎると場合によってはドアが実際に回動するおそれがあるため、これらを考慮して適切な値を決定することが好ましい。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、エアミックスドア３３の制御フローは上述した実施形態以外の方法でも制御でき、図１および図６，７に示す本発明のモータロック解除には直接的に関係がない。
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ＬＡＮ化自動車用空気調和装置であっても、モータロック防止専用のデータを用いることなく、少量のデータ量でアクチュエータモータのロック解除を自動的に行うことができ、モータの耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用空気調和装置を示すブロック図（クレーム対応図）である。
【図２】本発明の自動車用空気調和装置の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２に示す自動車用空気調和装置のシステム図である。
【図４】図２に示すエアコンアンプユニットで実行される情報処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５に示すモータロック解除ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図５に示すモータロック解除ステップのサブルーチンの他の実施形態をを示すフローチャートである。
【図７】図２に示すエアコンアンプユニットとアクチュエータとの間で交信される通信フォーマットを示す図である。
【図８】図７に示すアクチュエータからの返信信号を示す波形図である。
【図９】従来の自動車用空気調和装置におけるモータロック防止機構を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１００…自動車用空気調和装置
１０…インテークユニット
１６Ｄ…インテークドア
２０…クーラユニット
３０…ヒータユニット
３４Ｄ…ベントドア
３５Ｄ…デフロストドア
３６Ｄ…フットドア
３８Ｄ…バイパスドア
４０…ドアアクチュエータ
４０ａ…モータ
４０ｂ…ドア開度センサ
４０ｃ…信号処理手段
５０…エアコンアンプユニット
５１…目標ドア開度決定手段
５２…モータロック解除手段
６０…センサ類
７０…コントロールパネル
７１…ドア開度設定手段
７２…表示手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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