(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調ユニット（１）内に配設された各種のドア（７、１１、１５〜１７）に対し、前記ドア（７、１１、１５〜１７）を駆動するモータ（１９）と、前記ドア（７、１１、１５〜１７）の現在位置を電圧として出力する位置検出手段（２０）と、与えられた目標位置データと前記位置検出手段（２０）の出力とに基づいて前記モータ（１９）を制御する制御回路（２１）とを備えた同種の複数のアクチュエータ（１８ａ〜１８ｃ）を設け、これら同種の複数のアクチュエータ（１８ａ〜１８ｃ）を双方向シリアル通信を使って制御手段（２２）によって総合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、
前記制御手段（２２）は、前記複数のアクチュエータ（１８ａ〜１８ｃ）のそれぞれに対し所定の送信順序に従って制御データを送信するときに、各送信処理が終了するごとに希望の空調状態を手動で選択するための手動選択手段（３１、３２、３３、３４）が操作されたかどうかを判断し、前記手動選択手段（３１、３２、３３、３４）が操作されたと判断される場合には選択された内容を含む制御データを対応する各アクチュエータ（１８ａ〜１８ｃ）に送信することを特徴とする自動車用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同種の複数のアクチュエータを用いた自動車用空調システムに係り、特に手動操作時の各アクチュエータの応答性の向上を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置に用いられるアクチュエータ制御システムとして、ハーネス本数の削減とシステムコストの低減などを図るため、ドアを駆動するアクチュエータをすべてＩＣを内蔵したＰＢＲ方式のアクチュエータに統一し、これらをオートアンプによって１本の通信線を介してシリアル通信を使って総合的に制御するようにしたシステムが現在開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のシステムにあっては、オートアンプから各アクチュエータへのデータの送信順序が一定であるため、使用するアクチュエータの数が増えると各アクチュエータに対する通信速度が遅くなり、特に手動操作時において、手動スイッチが押されたタイミングによっては各アクチュエータの応答性が悪くなるおそれがある。
【０００４】
たとえば、モードドアアクチュエータ、エアミックスドアアクチュエータ、およびインテークドアアクチュエータという３個のアクチュエータを使用する場合を例にとると、オートアンプから各アクチュエータへのデータ送信順序はあらかじめたとえばモードドアアクチュエータ→エアミックスドアアクチュエータ→インテークドアアクチュエータ→モードドアアクチュエータというように決められており、各アクチュエータとの通信にそれぞれたとえば１００ｍｓｅｃかかるとすれば、全体では１００ｍｓｅｃ×３＝３００ｍｓｅｃかかることになる。したがって、たとえばＤＥＦスイッチがインテークドアアクチュエータへのデータ送信の直前に押されたときにはその情報を含む制御データはただちにインテークドアアクチュエータに送信されるのに対し、インテークドアアクチュエータへのデータ送信の直後に押されたときにはその情報のインテークドアアクチュエータへの送信は次の送信処理まで待たなければならず（約３００ｍｓｅｃ後）、応答性が悪くなる。このような手動操作時の各アクチュエータの応答性の低下は、使用するアクチュエータの数が多くなるほど顕著に現れることになる。
【０００５】
本発明は、上記のアクチュエータ制御システムにおいて手動操作時の各アクチュエータの応答性を向上させた自動車用空調システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る自動車用空調システムは、空調ユニット内に配設された各種のドアに対し、前記ドアを駆動するモータと、前記ドアの現在位置を電圧として出力する位置検出手段と、与えられた目標位置データと前記位置検出手段の出力とに基づいて前記モータを制御する制御回路とを備えた同種の複数のアクチュエータを設け、これら同種の複数のアクチュエータを双方向シリアル通信を使って制御手段によって総合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、前記制御手段は、前記複数のアクチュエータのそれぞれに対し所定の送信順序に従って制御データを送信するときに、各送信処理が終了するごとに希望の空調状態を手動で選択するための手動選択手段が操作されたかどうかを判断し、前記手動選択手段が操作されたと判断される場合には選択された内容を含む制御データを対応する各アクチュエータに送信するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この自動車用空調システムは、従来と同様の空調ユニット１を有しており、この空調ユニット１はインテークユニット２とクーリングユニット３とヒータユニット４からなっている。インテークユニット２には外気取入口５と内気取入口６が開設されており、それらはインテークドア７によって選択的に開閉される。このインテークドア７によってファンが８が吸入する外気と内気の割合が調節される。また、クーリングユニット３にはエバポレータ９が内設されている。インテークユニット２で取り入れられた空気はエバポレータ９で冷媒との熱交換により冷却されてヒータユニット４に送られる。ヒータユニット４の上流には温水を利用して空気を加熱するヒータコア１０が内設されており、このヒータコア１０の上流にはエアミックスドア１１が回動自在に取り付けられている。エアミックスドア１１によって、ヒータコア１０を迂回する冷風とヒータコア１０を通過した温風の割合が調節され、車室内に吹き出される空気の温度が調節される。温調後の空気は各種の吹出口からダクトを介して車室内の所定の場所に吹き出される。ここでは、フロントウインドウの内面に向けて空気を吹き出すためのデフ吹出口１２と、乗員の上半身に向けて風を送るためのベント吹出口１３と、乗員の足元に向けて風を送るためのフット吹出口１４とが設けられている。各吹出口１２〜１４はそれぞれデフドア１５、ベントドア１６、フットドア１７（これらをまとめてモードドアという。）によって開閉される。これらのモードドア１５〜１７によって吹出口１２〜１４が選択され、その組み合わせに応じた吹出口モードが実現される。
【０００８】
上記した各ドア７、１１、１５〜１７はそれぞれアクチュエータ１８ａ、１８ｂ、１８ｃによってリンクを介して開閉駆動される。すなわち、インテークドア７はインテークドアアクチュエータ１８ａによって開閉され、エアミックスドア１１はエアミックスドアアクチュエータ１８ｂによって開閉され、モードドア１５〜１７はモードドアアクチュエータ１８ｃによって開閉される。
【０００９】
各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃはすべて同じ１種類のアクチュエータで構成されている。このアクチュエータ１８は、ドアを駆動するモータ１９とドアの現在位置を電圧として検出するＰＢＲ（ポテンショ・バランス・レジスタ）２０を内蔵したいわゆるＰＢＲ方式のモータアクチュエータであり、本システムに専用のＩＣ（カスタムＩＣ）２１を内蔵している。位置検出手段はＰＢＲ２０で構成され、制御回路はカスタムＩＣ２１で構成されている。ＰＢＲ２０は可変抵抗であり、アクチュエータ１８のシャフトと連動して移動しドア位置に対応するモータ回転位置を電圧値に変換して出力するものである。モータ１９とＰＢＲ２０はそれぞれカスタムＩＣ２１に接続されている。カスタムＩＣ２１は、マイコンを内蔵しており、後述するオートアンプと通信し、与えられた目標位置データとＰＢＲ２０の出力とに基づいてモータ１９を正転させるか、逆転させるか、または停止させるかを決定し、この決定に応じてモータ１９を正転、逆転、または停止させる機能を有している。すなわち、カスタムＩＣ２１は、外部と通信する機能、モータ１９の制御信号を生成する機能、モータ１９の駆動信号を出力する機能を備えている。このカスタムＩＣ２１によってアクチュエータ１８は自身でモータ１９の停止制御を行うことができる。なお、カスタムＩＣ２１は、たとえば、アクチュエータ１８内に設けられた図示しない回路基板上に装填されている。
【００１０】
各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃはマイコンを内蔵したオートアンプ２２によって総合的に制御される。制御手段はオートアンプ２２で構成されている。オートアンプ２２と各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃとは１本の電源線２３と１本の通信線２４とで接続されている。より詳細には、オートアンプ２２にはアクチュエータ用に１本の電源線２３と１本の通信線２４とが接続されており、それぞれが途中で分岐して各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃに接続されている。また、アクチュエータ１８には１本のアース線２５が設けられている。したがって、各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃはそれぞれ１本の電源線２３と１本の通信線２４と１本のアース線２５を持つことになり、オートアンプ２２と各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃの間のハーネスの数は合計で９本となり、従来の一般的なシステムと比べて大幅に削減されている。
【００１１】
ここでは、オートアンプ２２と各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃの間でやり取りされる通信信号は１本の通信線２４のみで伝送され（１線式）、双方向の通信が行われるようになっている。通信信号は１本の通信線２４を使って送受信するため、本システムでは情報を直列伝送するシリアル通信を用いている。すなわち、本システムでは、オートアンプ２２は各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃをシリアル通信を使って制御するように構成されている。
【００１２】
オートアンプ２２と各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃの間で送受信される通信信号（シリアル信号）は、たとえば、図２に示すように構成されている。信号名がＳＯＭ（Ｓｔａｒｔ  Ｏｆ  Ｍｅｓｓａｇｅ）は、ビット数が８／３ビットで、送信開始を表わす符号である。ＡＤＲ（アドレス）は、３ビットで、送信対象とするアクチュエータのアドレスを表わす信号である。つまり、本システムでは、オートアンプ２２からすべてのアクチュエータ１８ａ〜１８ｃに共通の信号が同時に送信されるため、どのアクチュエータに向けた通信信号であるかをこのＡＤＲの信号によって表わしている。ＥＮＡ（イネーブル）は、１ビットで、モータ駆動許可かモータ駆動禁止かを表わす信号である。これにより、異常時にはモータを強制的に停止させることができる。ＤＡＴＡ（データ）は、７ビットで、各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃに対応した制御データ、つまりオートアンプ２２の演算結果としてのドア目標停止位置を表わす信号である。ＰＲＴＹ（パリティ）は、１ビットで、ＡＤＲ、ＥＮＡ、ＤＡＴＡに対する奇数パリティを表わす信号である。奇数であれば正常、偶数であれば異常があったと判断される。以上は、オートアンプ２２からアクチュエータ１８に送られる情報である。ＰＯＳ（モータ位置）は、１ビットで、アクチュエータからの送信信号であり、目標位置到達信号として目標位置に到達したか未到達かを表わす信号である。
【００１３】
すなわち、通信線１７上を送受信される通信信号（シリアル信号）は、オートアンプ２２から各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃへの情報として、アクチュエータの識別情報（アドレス）（ＡＤＲ）、モータの作動・停止信号（ＥＮＡ）、目標位置停止信号（ＤＡＴＡ）、およびエラー検知情報（ＰＲＴＹ）、また、各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃからオートアンプ２２への情報として、目標位置到達情報からなっている。
【００１４】
上記のように構成された通信信号（シリアル信号）は、基本的には、あらかじめ決められた送信順序に従ってオートアンプ２２から各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃへ送信されるようになっている。ここでは、たとえば図３に示すように、モードドアアクチュエータ１８ｃを送信対象とする信号（吹出口制御用データ）、エアミックスドアアクチュエータ１８ｂを送信対象とする信号（吹出風温度制御用データ）、インテークドアアクチュエータ１８ａを送信対象とする信号（吸込口制御用データ）の順序でオートアンプ２２と各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃの間で信号のやり取りが行われる。所定の手動スイッチが操作されない自動制御時には必ず上記の順序でオートアンプ２２と各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃの間で信号の送受信が行われるが、後述するように、所定の手動スイッチが押された場合にはただちにその内容を対応するアクチュエータ１８ａ〜１８ｃに送信するように構成されている。
【００１５】
オートアンプ２２にはスイッチ類やディスプレイを備えた操作／表示部２６が接続されている。図４は操作／表示部２６の一例を示す外観図である。ここでは、操作／表示部２６は、手動（マニュアル）スイッチとして、コンプレッサをＯＮ／ＯＦＦするエアコン（Ａ／Ｃ）スイッチ２７、ファン８の回転スピードを選択するファンスイッチ２８、システム全体をＯＦＦするＯＦＦスイッチ２９、コンプレッサをＯＮしシステムを自動制御するオート（ＡＵＴＯ）スイッチ３０、吹出口モードを選択するモードスイッチ３１、希望の温度を設定するための温度調節スイッチ３２ａ、３２ｂ（スイッチ３２ａは下降用、スイッチ３２ｂは上昇用）、吸込口を内気循環に固定するＲＥＣスイッチ３３、および吹出口をＤＥＦに固定するＤＥＦスイッチ３４を有し、また、表示部として、ファンスピードや設定温度などを表示する表示部３５、および選択された吹出口モードを表示灯の点灯により表示する表示部３６を有している。ＲＥＣスイッチ３３とＤＥＦスイッチ３４はそれぞれＯＮ時に点灯する表示灯を備えている。手動選択手段はモードスイッチ３１、温度調節スイッチ３２ａ、３２ｂ、ＲＥＣスイッチ３３、およびＤＥＦスイッチ３４によって構成されている。これらのスイッチ３１、３２ａ、３２ｂ、３３、３４が操作されるとそれぞれ優先的にその選択された空調内容が対応する各アクチュエータ２１ａ〜２１ｃによって実現されることになる。なお、オートアンプ２２と操作／表示部２６は、たとえば、一体化されて１台のコントローラを構成している。
【００１６】
コントローラには図示しないバッテリが接続されている。各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃへの電力供給は、このバッテリからオートアンプ２２と電源線２３を介して行われる。
【００１７】
また、図示しないが、オートアンプ２２には各種センサ（車室内空気の温度を検出する内気センサ、外気温度を検出する外気センサ、日射量を検出する日射センサなど）も接続されている。オートアンプ２２は、これら各センサや上記の各スイッチ２６〜３４などの信号を演算処理して、各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃを作動させるための情報（ドア目標停止位置など）を１本の通信線２４を介して送信する。各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃは、オートアンプ２２から送信されてきたデータ（目標位置）により、ドアの現在位置を電圧で示すＰＢＲ２０の出力を監視しながらモータ１９を駆動し、ドアを回動させて目標停止位置に近づける。これにより、所望の空調状態が自動的にまたは手動で設定されることになる。
【００１８】
その際、オートアンプ２２から各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃへのデータ送信は、上記のように、基本的には所定の送信順序（モードドアアクチュエータ１８ｃ→エアミックスドアアクチュエータ１８ｂ→インテークドアアクチュエータ１８ａ→モードドアアクチュエータ１８ｃ）に従って行われるが（図３参照）、ここでは、手動操作時の各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃの応答性を高めるため、たとえば、各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃへの送信処理終了後に所定の手動スイッチ３１〜３４が押されたかどうかの判断を追加し、それが押された場合にはただちにその内容を対応するアクチュエータ１８ａ〜１８ｃに送信するようにしている。
【００１９】
図５はそのためのオートアンプ２２のデータ送信処理の動作を示すフローチャートである。
送信処理のプログラムがスタートすると、オートアンプ２２は、所定の送信順序に従って、まず、モードドアアクチュエータ１８ｃを送信対象とする信号（吹出口制御用データ）を出力し（ステップＳ１）、その送信処理が終了すると、操作／表示部２６からの信号により、所定の手動３１〜３４のいずれかがＯＮされたかどうかを判断し（ステップ２）、この判断の結果としてＮＯであれば、次に、エアミックスドアアクチュエータ１８ｂを送信対象とする信号（吹出風温度制御用データ）を出力する（ステップＳ３）。この送信処理が終了すると、ステップＳ２と同様、操作／表示部２６からの信号により、所定の手動３１〜３４のいずれかがＯＮされたかどうかを判断し（ステップ４）、この判断の結果としてＮＯであれば、さらに、インテークドアアクチュエータ１８ａを送信対象とする信号（吸込口制御用データ）を出力し（ステップＳ５）、同じく、操作／表示部２６からの信号により、所定の手動３１〜３４のいずれかがＯＮされたかどうかを判断する（ステップＳ６）。この判断の結果としてＮＯであれば、ステップＳ１に戻る。したがって、所定の手動スイッチ３１〜３４が操作されない限りは、従来と同様、所定の送信順序（モードドアアクチュエータ１８ｃ→エアミックスドアアクチュエータ１８ｂ→インテークドアアクチュエータ１８ａ→モードドアアクチュエータ１８ｃ）に従って各アクチュエータ１８ａ〜１８ｃとの通信が行われる。
【００２０】
これに対し、ステップＳ２、ステップＳ４、ステップＳ６の各判断の結果としてＹＥＳであれば、押された手動スイッチ３１〜３４の内容を反映したデータを対応するアクチュエータ１８ａ〜１８ｃに送信する。すなわち、モードスイッチ３１がＯＮされた場合には（ステップＳ７）、上記の送信順序に関係なくただちにステップＳ１に戻り、選択された吹出口モードを実現するための制御データをモードドアアクチュエータ１８ｃに送信する。同様に、ＤＥＦスイッチ３４がＯＮされた場合にも（ステップＳ８）、上記の送信順序に関係なくただちにステップＳ１に戻り、選択されたＤＥＦモードを実現するための制御データをモードドアアクチュエータ１８ｃに送信する。また、温度調節スイッチ３２ａ、３２ｂがＯＮされた場合には（ステップＳ９）、上記の送信順序に関係なくただちにステップＳ３に戻り、変更された設定温度を実現するための制御データをエアミックスドアアクチュエータ１８ｂに送信する。また、ＲＥＣスイッチ３３がＯＮされた場合には（ステップＳ１０）、上記の送信順序に関係なくただちにステップＳ５に戻り、吸込口を内気循環に設定するための制御データをインテークドアアクチュエータ１８ａに送信する。なお、ステップＳ７〜ステップＳ１０の各処理の順序は図５に示したものに限られず、適当に変更可能であることはもちろんである。
【００２１】
なお、操作／表示部２６の構成は上記のものに限定されないことはもちろんである。たとえば、温度調節スイッチはプッシュ式のもの以外にレバー式のものであってもよい。また、機能的にＤＥＦスイッチを押すと吹出口がＤＥＦに固定されるだけでなく吸込口が外気導入に固定されるタイプであってもよく、この場合には、ＤＥＦスイッチが押されるとただちにインテークドアアクチュエータ１８ａとモードドアアクチュエータ１８ｃに所定のデータが送信されることになる。さらに、フレッシュベント機構（フレッシュベント用ダクト、フレッシュベントドア、フレッシュベントドアアクチュエータなど）を備えたものにあっては、そのためのフレッシュベントスイッチが設けられている。この場合には、フレッシュベントスイッチが押されるとただちにフレッシュベントドアアクチュエータに所定のデータが送信される。
【００２２】
したがって、本実施形態によれば、所定の手動スイッチ３１〜３４が押された場合には、次の送信順序に関係なく、手動スイッチ３１〜３４によって選択された内容に関するデータが優先的にただちに対応するアクチュエータ１８ａ〜１８ｃに送信されるので、従来のように手動スイッチが押されたタイミングによって各アクチュエータの応答性が悪くなるということがなくなり、手動操作時の各アクチュエータの応答性が向上する。この効果は使用するアクチュエータの数が多くなるほど顕著に現れる。
【００２３】
なお、上記の例では、モードドアアクチュエータ１０ａ、エアミックスドアアクチュエータ１０ｂ、インテークドアアクチュエータ１０ｃの３つのアクチュエータを用いたシステムについて説明したが、これに限定されないことはもちろんである。たとえば、本実施形態のようにＡＤＲ（アドレス）信号が３ビットである場合には、合計８台までのアクチュエータを１台のオートアンプ１５に接続することができる。本発明は使用するアクチュエータの数が多い場合に特に有効であることは上記のとおりである。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、各アクチュエータへのデータ送信処理が終了するごとに手動選択手段の操作の有無を判断し、手動選択手段が操作されたと判断される場合には選択された内容のデータを対応する各アクチュエータに送信するので、手動選択手段が操作された場合には選択された内容が所定の送信順序に関係なくただちに対応する各アクチュエータに送られることになり、手動操作時の各アクチュエータの応答性が向上する。この効果は使用するアクチュエータの数が多くなるほど顕著に現れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用空調システムの一実施形態を示す構成図
【図２】通信信号の構成を示す図
【図３】送信順序を説明するための図
【図４】操作／表示部の構成を示す図
【図５】オートアンプの送信処理の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１…空調ユニット
７…インテークドア
１１…エアミックスドア
１５、１６、１７…モードドア
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…アクチュエータ
１９…モータ
２０…ＰＢＲ（位置検出手段）
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ…カスタムＩＣ（制御回路）
２２…オートアンプ（制御手段）
２３…電源線
２４…通信線
２６…操作／表示部
３１…モードスイッチ（手動選択手段）
３２ａ、３２ｂ…温度調節スイッチ（手動選択手段）
３３…ＲＥＣスイッチ（手動選択手段）
３４…ＤＥＦスイッチ（手動選択手段）
【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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