(57)【要約】【課題】サーボモータ１２等に故障が生じていない場合に容易に復帰させる。【解決手段】起動時にエアミックスドア６の位置が上限位置よりも上側に位置するときには、ステップＳ１００でＹＥＳと判定する。また、ステップＳ１１０において、エアミックスドア６の位置が下限位置よりも下側に位置するときにはＹＥＳと判定する。ステップＳ１００、Ｓ１１０のいずれかでＹＥＳと判定したときには、エアミックスドア６の位置が異常であると判定することになる。このとき、ステップＳ１２０に移行して、サーボモータ１２を駆動して、エアミックスドア６の位置をポテンショメータ１２ａの位置検出可能範囲内に戻して、通常制御を実施する。このため、起動前の通常制御でサーボモータ１２が故障してないにもかかわらず、ステップＳ１００、Ｓ１１０のいずれかでＹＥＳと判定したときでも、その後の起動時に、復帰できる。【選択図】図３
2008252983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部材を駆動する電動モータ（１２）と、
前記可動部材の位置を検出する検出手段（１２ａ）と、
前記検出手段の検出位置に基づいて、前記可動部材の位置を通常作動囲内の目標位置に近づけるように前記電動モータを制御するモータ制御手段（Ｓ１３０）と、
前記検出手段の検出位置に基づいて、前記可動部材の位置が前記通常作動範囲から外れた限界位置を超えたか否かを判定する判定手段（Ｓ２３０、Ｓ２４０）と、
前記可動部材の位置が限界位置を超えと前記判定手段が判定したときには、前記可動部材の位置が異常であるとして前記電動モータの作動を不能にするモータ作動不能手段（Ｓ２５０）と、を備えるサーボモータシステムであって、
起動時に、前記判定手段が前記可動部材の位置が異常であると判定したときには、前記モータ作動不能手段の実行は行わずに、前記検出手段の検出可能範囲内に前記可動部材の位置を戻す起動制御手段（Ｓ１２０）を備えることを特徴とするサーボモータシステム。
【請求項２】
前記通常作動範囲の上側には上限位置として前記限界位置が設定されており、
前記通常作動範囲の下側には下限位置として前記限界位置が設定されており、
前記可動部材の位置が前記上限位置よりも上側であるとき、および前記可動部材の位置が前記下限位置よりも下側であるときのうちいずれか一方のときには、前記判定手段は、前記可動部材の位置が前記限界位置を超えたと判定することを特徴とする請求項１に記載のサーボモータシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のサーボモータシステムと、
車室内に向けて通風する室内空調ケース（１）と、を備え、
前記可動部材は、前記室内空調ケース内に配置され、変位可能に支持されるドア（６）であることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部材を駆動する電動モータを制御するサーボモータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置において、エアミックスドアをリンク機構を介して駆動するサーボモータと、エアミックスドアの位置を目標位置に近づけるようにサーボモータを制御する電子制御装置とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３４５５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明者は、上述の特許文献１に基づいてドアの位置制御について検討したところ、次のような問題点が分かった。
【０００４】
すなわち、図４に示すようにエアミックスドアの作動可能範囲Ｈａのうち通常作動範囲ｈｔのうち下側に下限位置を設定し、通常作動範囲ｈｔのうち上側に上限位置を設定する。
【０００５】
ここで、エアミックスドアが下限位置を超えて下側に位置するとき、およびエアミックスドアが上限位置を超えて上側に位置するときのうち一方の場合には、サーボモータを停止して作動不能にする。このことにより、サーボモータ等の異常が生じたときに、エアミックスドアがケース等に衝突して破損することを未然に防止している。
【０００６】
しかし、リンク機構、サーボモータ等の寸法ズレ等が原因で、サーボモータに特別な故障が生じていない場合にもかかわらず、エアミックスドアが上限位置、或いは下限位置を超えてサーボモータが作動不能になる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、サーボモータに故障が生じていないにも関わらず、作動不能になった場合に容易に復帰できるようにしたサーボモータシステム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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、可動部材を駆動する電動モータ（１２）と、可動部材の位置を検出する検出手段（１２ａ）と、検出手段の検出位置に基づいて、可動部材の位置を通常作動囲内の目標位置に近づけるように電動モータを制御するモータ制御手段（Ｓ１３０）と、検出手段の検出位置に基づいて、可動部材の位置が通常作動範囲から外れた限界位置を超えたか否かを判定する判定手段（Ｓ２３０、Ｓ２４０）と、可動部材の位置が限界位置を超えと判定手段が判定したときには、可動部材の位置が異常であるとして電動モータの作動を不能にするモータ作動不能手段（Ｓ２５０）と、を備えるサーボモータシステムであって、起動時に、判定手段が可動部材の位置が異常であると判定したときには、モータ作動不能手段の実行は行わずに、検出手段の検出可能範囲内に可動部材の位置を戻す起動制御手段（Ｓ１２０）を備えることを特徴とする。
【０００９】
したがって、一旦、可動部材の位置が異常であるとしてモータ作動不能手段が電動モータの作動を不能にしたときでも、その後の起動時に、モータ作動不能手段の実行は行わずに、通常作動範囲内に前記可動部材の位置を戻す起動制御手段を実施する。このため、電動モータ等に故障が生じていない場合には、容易に、復帰できる。
【００１０】
なお、特許請求の範囲およびこの欄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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１、図２に本発明のサーボモータシステムが適用される車両用空調装置の一実施形態を示す。
【００１２】
車両用空調装置は、車室内に向けて空気を流す空調ケーシング１と、内気導入口２ａおよび外気導入口２ｂを選択的に開閉する内外気切替ドア２と、内気導入口２ａおよび外気導入口２ｂのうち一方から吸入した空気を車室内に向けて空気を送風する送風機ユニット３と、送風機ユニット３から送風された空気を冷却する冷房用熱交換器４と、冷房用熱交換器４により冷却された冷却空気を加熱する暖房用熱交換器５と、を備える。
【００１３】
冷房用熱交換器４は、圧縮機、凝縮器、減圧器とともに冷媒を循環させる周知の冷凍サイクル装置を構成するもので、冷媒の蒸発により送風機ユニット３からの送風空気と熱交換して冷却する。暖房用熱交換器５は、走行用エンジン５ａからのエンジン冷却水（熱源温水）を循環させることにより、冷房用熱交換器４からの冷風を加熱するものである。
【００１４】
空調ケーシング１内には、暖房用熱交換器５をバイパスして冷却空気を流す冷風バイパス通路１ａが設けられている。空調ケーシング１内には、冷風バイパス通路１ａに流す空気量と暖房用熱交換器５に流れる空気量との割合を調整して車室内への吹出空気温度を調整するエアミックスドア６が設けられている。
【００１５】
冷風バイパス通路１ａおよび暖房用熱交換器５の下流側には、冷風バイパス通路１ａからの冷風と暖房用熱交換器５からの温風とを混合する混合室７が設けられている。混合室７で混合された空気は、フェイス吹出口８ａ、フット吹出口８ｂ、デフ吹出口８ｃのいずれかから車室内に向けて吹き出される。吹出口８ａ、８ｂ、８ｃにはそれぞれを開閉するためのモードドア９ａ、９ｂ、９ｃがそれぞれ設けられている。
【００１６】
本実施形態において、ドア２、６、９ａ、９ｂ、９ｃとしては、回転自在に支持される板状ドアが用いられる。ドア２、６、９ａ〜９ｃは、リンク機構を介してサーボモータ１１、１２、１３により回転駆動される。
【００１７】
図２にリンク機構の具体例としてエアミックスドア６のリンク機構の構造を示す。
【００１８】
エアミックスドア６は支持軸６ａに対して回転自在に支持されている。エアミックスドア６にはリンク溝１４０Ａを有するリンク部材１４０が固定されている。サーボモータ１２の出力軸１３２にはリンクレバー１３１が固定されており、リンクレバー１３１の先端部にはリンクピン１３０が設けられている。リンクピン１３０は、リンク部材１４０のリンク溝１４０Ａ内に配置される。
【００１９】
これにより、サーボモータ１２の出力軸１３２が回転すると、リンクレバー１３１が回転する。これに伴い、リンクレバー１３１のリンクピン１３０が、リンク部材１４０のリンク溝１４０Ａ内を摺動する。このため、リンクレバー１３１の回転力が、リンク部材１４０に伝達されて、エアミックスドア６が回転する。
【００２０】
次に、本実施形態の電気的構成の概略について説明する。
【００２１】
車両用空調装置は、図２に示すように、エアコンＥＣＵ１０、サーボモータ１１、１２、１３、内気センサ１６、外気センサ１７、水温センサ１８、温度設定器１９を備える。
【００２２】
エアコンＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータ、メモリ等から構成される電子制御装置であって、センサ１６〜１８および温度設定器１９等の出力信号に基づいて必要吹出温度ＴＡＯを算出して、必要吹出温度ＴＡＯに基づいて、ドア２、６、９ａ、９ｂ、９ｃの位置制御（すなわち、ドア開度の制御）、および送風機ユニット３のブロアモータ３ａの回転数制御（すなわち、送風量の制御）を実施する。
【００２３】
ここで、必要吹出温度ＴＡＯは、車室内の環境の変化に関わらず、車室内を設定温度ｔｅｓｔに維持するために必要である吹出空気温度である。
【００２４】
ブロアモータ３ａは、送風機ユニット３の羽根車を回転駆動するための電動モータであり、ブロアモータ３ａの回転数（すなわち、送風量）は、周知のように必要吹出温度ＴＡＯに基づいて決められる。
【００２５】
サーボモータ１１はリンク機構を介して内外気切替ドア２を駆動するための電動モータである。サーボモータ１２はリンク機構を介してエアミックスドア６を駆動するための電動モータである。サーボモータ１３はリンク機構を介してモードドア９ａ、９ｂ、９ｃをそれぞれ独立して駆動する。
【００２６】
サーボモータ１１、１２、１３のそれぞれに対応して駆動軸の回転角度（すなわち、ドアの位置）を検出するポテンショメータ１１ａ、１２ａ、１３ａが設けられている。ポテンショメータ１１ａ、１２ａ、１３ａは、それぞれ、駆動軸の回転角度の変化に対応して変化する出力電圧ｐｔを発生する。ポテンショメータ１１ａ、１２ａ、１３ａのそれぞれの出力電圧ｐｔは、ドア２、６、９ａ、９ｂ、９ｃの位置制御に用いられる。
【００２７】
ここで、ポテンショメータ１１ａの出力電圧ｐｔとサーボモータ１１の駆動軸の回転角度とが１対１で特定されるように設定されている。同様に、ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔとサーボモータ１２の駆動軸の回転角度とが１対１で特定されるように設定され、ポテンショメータ１３ａの出力電圧ｐｔとサーボモータ１３の駆動軸の回転角度とが１対１で特定されるように設定されている。
【００２８】
内気センサ１６は、車室内の空気温度を検出する温度センサである。外気センサ１７は車室外の空気温度を検出する温度センサである。水温センサ１８はエンジン冷却水（熱源温水）の温度を検出する温度センサである。温度設定器１９は、車室内の設定温度ｔｅｓｔを設定するためのスイッチである。
【００２９】
次に、本実施形態の特徴であるエアミックスドアの位置制御について図２〜図４を参照して説明する。
【００３０】
図３はエアミックスドア６のドア位置制御を示すフローチャートであり、図４は図３中の通常制御の処理の詳細を示すフローチャートである。本実施形態のエアミックスドア６の位置制御に際して、図４に示すように、作動可能範囲Ｈａのうち通常作動範囲ｈｔ、上限位置、および下限位置が設定されている。
【００３１】
ドア位置制御は、イグニッションスイッチＩＧがオンされると起動する。以下、ドア位置制御の処理について説明する。
【００３２】
まず、ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔに基づいて、ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔが上限閾値よりも高いか否かを判定することにより、エアミックスドア６の位置が上限位置よりも上側に位置するか否かを判定する（ステップＳ１００）。
【００３３】
ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔが上限閾値よりも高いときには、エアミックスドア６の位置が上限位置よりも上側に位置するとして、ステップＳ１００でＹＥＳと判定する。
【００３４】
また、エアミックスドア６の位置が上限位置よりも下側に位置するときには、ＮＯと判定して、ステップＳ１１０に移行する。ここでは、ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔに基づいて、ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔが下限閾値よりも低いか否かを判定することにより、エアミックスドア６の位置が下限位置よりも下側に位置するか否かを判定する。エアミックスドア６の位置が下限位置よりも上側に位置するときには、ＮＯと判定する。
【００３５】
このとき、エアミックスドア６の位置が正常であるとして、通常制御（ステップＳ１３０）を実施する。
【００３６】
また、ステップＳ１００においてエアミックスドア６の位置が上限位置よりも上側に位置すると判定したとき、およびステップＳ１１０においてエアミックスドア６の位置が下限位置よりも下側に位置すると判定したときには、エアミックスドア６の位置が異常であると判定することになる。
【００３７】
このとき、ステップＳ１２０に移行して、サーボモータ１２を駆動して、エアミックスドア６の位置をポテンショメータ１２ａの位置検出可能範囲内に戻して、通常制御（ステップＳ１３０）を実施する。本実施形態では、ポテンショメータ１２ａの位置検出可能範囲としては、上限位置および下限位置の間が設定されている。
【００３８】
次に、通常制御の詳細について図４を参照して説明する。
【００３９】
まず、センサ１６、１７および温度設定器１９等の出力信号に基づいて必要吹出温度ＴＡＯを算出して、必要吹出温度ＴＡＯおよび水温センサ１８の出力信号に基づいて、エアミックスドア６の目標位置を算出する（ステップＳ２００）。
【００４０】
次に、サーボモータ１２を駆動してエアミックスドア６の位置を目標位置に近づける（ステップＳ２１０）。その後、ポテンショメータ１２ａの出力電圧に基づいて、エアミックスドア６の現在位置が目標位置に一致するか否かを判定する（ステップＳ２２０）。
【００４１】
エアミックスドア６の現在位置が目標位置に一致しないときには、ＮＯと判定してステップＳ２３０に移行して、ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔに基づいて、エアミックスドア６の位置が上限位置よりも上側に位置するか否かを判定する。
【００４２】
このとき、エアミックスドア６の位置が上限位置よりも下側に位置するときには、ＮＯと判定して、ステップＳ２４０に移行する。ここでは、ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔに基づいて、エアミックスドア６の位置が下限位置よりも下側に位置するか否かを判定する。エアミックスドア６の位置が下限位置よりも上側に位置するときには、ＮＯと判定する。
【００４３】
その後、ステップＳ２１０に戻り、エアミックスドア６の位置が上限位置および下限位置を超えない限り、ステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２４０を繰り返し、エアミックスドア６の現在位置が目標位置に一致すると、ステップＳ２２０でＹＥＳと判定する。その後、ステップＳ２６０に移行してサーボモータ１２を停止して、ステップＳ２００に戻る。
【００４４】
一方、ステップＳ２３０において、エアミックスドア６の位置が上限位置よりも上側に位置するときにはＹＥＳと判定する。この場合、ステップ２５０に移行してエアミックスドア６の位置が異常であるとして、サーボモータ１２を停止する。
【００４５】
また、ステップＳ２４０において、エアミックスドア６の位置が下限位置よりも下側に位置するときには、ＹＥＳと判定する。この場合、ステップ２５０に移行してエアミックスドア６の位置が異常であるとして、サーボモータ１２を停止する。
【００４６】
このようにエアミックスドア６の位置が異常であるとして、サーボモータ１２を停止して作動不能にする。
【００４７】
以上説明したように本実施形態によれば、起動時に、ポテンショメータ１２ａの出力電圧ｐｔに基づいて、エアミックスドア６の位置が異常であると判定すると（ステップＳ１００）、サーボモータ１２を駆動して、エアミックスドア６の位置をポテンショメータ１２ａの位置検出可能範囲内に戻して、通常制御（ステップＳ１３０）を実施する。
【００４８】
したがって、起動前の通常制御中に、エアミックスドア６の位置が異常となりサーボモータ１２を作動不能にした場合でも、サーボモータ１２に故障が生じていない場合には、起動時に、復帰することができる。このため、サーボモータ１２等に故障が生じていない場合には、容易に復帰できる。
【００４９】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、ドア２、６、９ａ、９ｂ、９ｃとして板ドアを用いた例について説明したが、これに代えて、ドア２、６、９ａ、９ｂ、９ｃとしてロータリドア、スライドドア等の他のドアを用いても良い。
【００５０】
上述の実施形態では、本発明のサーボモータシステムをエアミックスドア６の位置制御に適用した例について説明したが、これに代えて、内外気切替ドア、モードドア等の他のドアの位置制御に適用してもよい。
【００５１】
上述の実施形態では、本発明の位置検出手段として、サーボモータ１２の回転軸の回転角度（すなわち、エアミックスドア６の位置）に対応して電圧出力を変化させるポテンショメータ１２ａを用いた例について説明したが、これに代えて、本発明の位置検出手段として、サーボモータ１２の回転軸が一定角度回転する毎にパルス信号を出力するエンコーダ式ポテンショメータを用いてもよい。
【００５２】
上述の実施形態では、本発明のサーボモータシステムを車両用空調装置に適用した例について説明したが、これに限らず、他の機器に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のサーボモータシステムが適用される車両用空調装置の一実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】図１中のエアミックスドアのリンク機構および車両用空調装置の電気的構成を示す模式図である。
【図３】図２中のエアコンＥＣＵの制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図３中のステップの詳細を示すフローチャートである。
【図５】エアミックスドアのドア作動可能範囲を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
２、６、９ａ、９ｂ、９ｃ…ドア、６ａ…支持軸、１０…エアコンＥＣＵ、  １１、１２、１３…サーボモータ、１６…内気センサ、１７…外気センサ、
１８…水温センサ、１９…温度設定器、１３１…リンクレバー、
１３０…リンクピン、１４０…リンク部材。
【図１】
2008252983.tif 000003
【図２】
2008252983.tif 000004
【図３】
2008252983.tif 000005
【図４】
2008252983.tif 000006
【図５】
2008252983.tif 000007