(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス信号を用いたデューティ制御により駆動される電気的負荷を備えた車両用空気調和装置において、
自己診断モードに入ったときに前記電気的負荷のコネクタの着脱状態を判別する判別手段と、
該判別手段によって前記電気的負荷のコネクタが抜かれた状態にあると判別された場合にのみ前記パルス信号のオン、オフ周期を通常制御モード時に比べて長く設定する設定手段と
を備えたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記電気的負荷が風路切替用ドアを駆動するためのステッピングモータである請求項３記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス信号を用いたデューティ制御により駆動されるブラシレスモータ或いはステッピングアクチュエータを備えた車両用空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の空気調和装置において、ファンや各種の切換ドア等の駆動源としてパルス信号により制御可能なブラシレスモータやステッピングモータの如きアクチュエータが採用されている。そして、このような目的で使用されているブラシレスモータやステッピングモータを駆動制御するための出力信号として、従来から、デューティ比制御されたパルス信号が用いられているが、この種のパルス信号はオン、オフ時間が８（ｍｓｅｃ）以下と非常に短いものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、これらのアクチュエータの負荷に関して不具合が生じた場合、その原因を究明するためにこのパルス信号をアナログテスターを用いて測定してみても、その周期が短いためアナログテスターが応答せず、故障等の原因究明が不可能であった。これに対処するにはオシロスコープ等の波形観測装置が必要であるが、これは特殊な測定装置であるため、極めて限定された場所でしか使用することができない。したがって、例えば、このような構成の車両用空気調和装置がディーラーに持ち込まれた場合には故障原因を突き止めることができない場合が生じる。
【０００４】
この問題を解決するため、車両用空気調和装置を点検モードにした場合、アクチュエータに出力されるパルス信号のオン、オフ周期を通常制御動作の場合よりも長くする構成が考えられる。しかし、このような構成を採用すると、パルス信号のオン時間が長くなるため、パルス信号オン時におけるアクチュエータの作動トルクが大きくなってしまい、例えば負荷が切換ドアの駆動用のステッピングモータである場合、シート状態でパルス信号がオンとなったときにそのステッピングモータに連結されているドア、リンク、レバー等が破損する虞が生じることになる。
【０００５】
本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができるようにした、車両用空気調和装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ブラシレスモータやステッピングアクチュエータへの出力信号を、アナログテスターでもチェック可能な形態にすると共に、誤って負荷部品を破損しないように通常動作モード用と点検モード用途に切り替えるようにしたものである。
【０００９】
請求項１の発明の特徴は、パルス信号を用いたデューティ制御により駆動される電気的負荷を備えた車両用空気調和装置において、自己診断モードに入ったときに前記電気的負荷のコネクタの着脱状態を判別する判別手段と、該判別手段によって前記電気的負荷のコネクタが抜かれた状態にあると判別された場合にのみ前記パルス信号のオン、オフ周期を通常制御モード時に比べて長く設定する設定手段とを備えた点にある。
【００１０】
請求項２の発明の特徴は、請求項１の発明において、前記電気的負荷が風路切替用ドアを駆動するためのステッピングモータである点にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明による車両用空調装置の概略構成を示す図である。車両用空調装置Ａは、空調ダクト１の最上流側にインテーク切換装置２が設けられ、このインテーク切換装置２は、内気入口３と外気入口４とが分かれた部分に配置された内外気切換ドア５を有し、この内外気切換ドア５をステッピングモータ６により操作して空調ダクト１内に導入する空気を内気又は外気のいずれかを選択し、所望の吸入モードが得られるようになっている。
【００１３】
送風機７は、ブラシレスモータ７Ｍを備えて成り、空調ダクト１内に空気を吸込んで下流側に送風するもので、この送風機７の後方にはエバポレータ８とヒータコア９とが設けられている。また、ヒータコア９の前方にはエアミクスドア１０が設けられており、このエアミクスドア１０の開度をステッピングモータ１１により調節することで、ヒータコア９を通過する空気とヒータコア９をバイパスする空気との量が変えられ、この結果、吹出空気の温度が調節されるようになっている。
【００１４】
そして、空調ダクト１の下流側は、デフロスト吹出口１２、ベント吹出口１３及び足元吹出口１４に分かれて車室１５に開口し、その分かれた部分にモードドア１６ａ、１６ｂ、１６ｃが設けられ、このモードドア１６ａ、１６ｂ、１６ｃをステッピングモータ１７で操作することにより所望の吹出モードが得られるようになっている。
【００１５】
エバポレータ８は、コンプレッサ１８、コンデンサ１９、リキッドタンク２０及びエクスバンションバルブ２１と共に冷房サイクルを構成している。コンプレッサ１８は、電磁クラッチ２３を介してエンジン２２に連結されている。そして、ステッピングモータ６、１１、１７、送風機７のブラシレスモータ７Ｍ、コンプレッサ１８の電磁クラッチ２３は、総体的に符号Ｂによって示されている制御ユニットにそれぞれ図示しないコネクタによって電気的に接続されている。なお、これらのコネクタは制御ユニットＢに着脱自在となっているが、この構成自体は公知であるから、図示するのを省略する。
【００１６】
制御ユニットＢは、マイクロコンピュータ４１を有し、マイクロコンピュータ４１からの出力によって、ステッピングモータ６、１１、１７、送風機７のブラシレスモータ７Ｍ及び電磁クラッチ２３のクラッチソレノイド２３Ｍが各駆動回路４０ａ〜４０ｅを介して制御される構成である。
【００１７】
図２には、ステッピングモータ６の駆動回路４０ａの一例が示されている。駆動回路４０ａは、ステッピングモータ６の各コイルにパルス信号を所定の順序で与えるための切替トランジスタＴ１〜Ｔ４が設けられており、マイクロコンピュータ４１からの出力１〜４に応答して切替トランジスタＴ１〜Ｔ４がオン、オフ動作し、ステッピングモータ６の回転位置が制御される公知の回路構成である。なお、ＣＮは、ステッピングモータ６を制御ユニットＢに着脱自在に接続できるようにするためのコネクタである。他の駆動回路４０ｂ、４０ｃの構成も同様である。
【００１８】
図１に戻ると、車室１５内の温度を検出する車室内温度センサ４３等からの出力信号がマルチプレクサ４４を介して選択され、選択された信号はＡ／Ｄ変換器４５を介してデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ４１に入力される。
【００１９】
また、マイクロコンピュータ４１には、操作パネル４６からの出力信号が入力される。この操作パネル４６は、表示回路４７を介してマイクロコンピュータ４１と接続される表示部４８を有し、この表示部４８に送風機速度、吹出モード、設定温度、外気温等が表示されるようになっている。またコンプレッサ１８を通常状態で稼動させるＡ／Ｃスイッチ４９、コンプレッサ１８を経済的に稼動させるＥＣＯＮスイッチ５０を備え、これらいずれかのスイッチ投入により各空調機器がオート制御モードで作動し始め、それらの作動状態が表示部４８に表示されるようになっている。
【００２０】
更に、操作パネル４６には、送風機７やコンプレッサ１８等を停止させ表示部４８を消灯させるＯＦＦスイッチ５１、吹出モードをデフロストモードに設定するデフスイッチ５２、吸入モードを内気導入（ＲＥＣ）と外気導入（ＦＲＥＳＨ）とに切換えるインテークスイッチ５３、表示部４８の温度表示箇所５８に外気温を表示するＡＭＢスイッチ５４が設けられており、その他に車室内の目標温度を左右に回転させることにより設定する温度調節ノブ５５、吹出モードをベント、バイレベル、ヒートの順で切換えるＭＯＤＥスイッチ５６、及び送風機の回転速度を設定するファンスイッチ（ＦＡＮ  ＳＷ）５７が設けられている。表示部４８の表示箇所５８には通常、設定温度が表示されるようになっており、温度調節ノブ５５の操作でこの表示温度を変えることができる。また、表示部４８の吹出モード表示箇所、送風速度表示箇所（図示せず）の表示も、モードスイッチ５６、ファンスイッチ５７の操作でそれぞれ設定された内容が表示されるようになっている。
【００２１】
図３には、制御ユニットＢによる上述の制御動作を、予め組み込まれた制御プログラムに従って実行するためのマイクロコンピュータ４１の構成が示されている。マイクロコンピュータ４１において、６１は中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、６２は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、６３はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、６４は入出力インターフェイス部（Ｉ／０）で、これらは内部バス６５に接続されており、これによりマイクロコンピュータ４１内で相互にデータの授受を行うことができる。なお、マイクロコンピュータ４１のハードウェアの構成それ自体は公知の構成であるから、ここではこれ以上の詳しい説明は省略する。入出力インターフェイス部６４には、前述した駆動回路４０ａ〜４０ｅ、マルチプレクサ４４、Ａ／Ｄ変換器４５、操作パネル４６及び表示回路４７が接続される。
【００２２】
ＲＯＭ６２には、空調制御のための制御プログラムのほか所要の機能を自己検査するための自己診断プログラムが格納されている。図示しないイグニッションスイッチがオン状態となった場合には制御プログラムが実行され、これにより、操作パネル４６に設けられた各操作スイッチの操作に従う作動モードで空調のための制御が実行される。制御プログラムに従う空調制御のための作動モード及び各作動モードにおける制御動作は公知のものであるから、この制御プログラムの詳細については説明するのを省略する。
【００２３】
一方、自己診断プログラムは、診断内容の異なる複数のステップを有し各ステップにおいて所定の事項についての故障診断を実行するためのプログラムであり、予め定められた所定の操作パネル操作により自己診断プログラムの実行が開始される。
【００２４】
図４には、ＲＯＭ６２に格納されている自己診断プログラムによる故障診断モードの操作手順の概略が示されている。
【００２５】
マイクロコンピュータ４１は、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ  ＳＷ）を投入（ＯＦＦからＯＮにする）した後、１０秒以内にＯＦＦスイッチを５秒以上押した場合に故障診断モード（検査モード）に入る。
【００２６】
故障診断モードは、診断内容の異なる複数の診断ステップを有し、故障診断モードに入った時点では診断ステップ１が実行され、操作パネル４６に設けられている温度調節ノブ５５を右又は左に１クリックだけ回転させることにより診断ステップ１〜５のいずれかを選択して実行できる構成となっている。また、診断ステップ４又は６においてファンスイッチ５７を押すことにより、診断ステップ６又は７を選択して実行できる構成となっている。そして、各診断ステップにおいて、ＡＵＴＯ制御モードへの切換スイッチとして働くＡ／Ｃスイッチ４９またはＥＣＯＮスイッチ５０が押された時点、またはイグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦにした時点で故障診断を終了するようになっている。
【００２７】
図５に示されるように、診断ステップ７は、モードドア１６ａ〜１６ｃ、内外気切換ドア５、エアミクスドア１０及び送風機７を、モード７１〜７４の４つのモードについてチェックするためのステップであり、モード７１〜７４はデフスイッチ５２を１回押すごとにサイクリックに切り替えられる。
【００２８】
この診断ステップ７が実行される場合には、後で詳しく述べるようにして、対応する出力１〜４が常に出力されている状態とされ、且つそのオン、オフ時間が通常の制御の場合よりも長くされる。
【００２９】
次に、図６を参照して、診断ステップ７において行われるデューティ信号切替制御の処理について説明する。
【００３０】
診断ステップ７において行われるデューティ信号切替制御の処理が開始されると、まず、ステップＳ４１において、ステッピングモータ６、１１、１７の各接続端子がオープンか否かのチェックの処理が行われる。
【００３１】
図７には、ステップＳ４１で行われるチェック処理の詳細フローチャートが示されている。ここでは、まず、ステップＳ５０において、入力信号のレベルをＬとする。次に、ステップＳ５１に入り、ここで、ステッピングモータ１１への出力１〜４を順次ＯＮとする。
【００３２】
次に、ステップＳ５２に入り、ここで、ステップＳ５１での各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨであったか否かが判別される。診断出力は図８に示された真理値表に従って定められる。図８の真理値表から判るように、ステップＳ５０において入力信号をＬとした場合、診断出力がＨとなるのは、出力信号がＨである場合だけである。
【００３３】
ステップＳ５２において、ステップＳ５１でのステッピングモータ１１への出力１〜４の各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨであると判別された場合、ステップＳ５２の判別結果はＹｅｓとなり、ステップＳ５７に入る。そして、ステップＳ５７で、ステッピングモータ１１のコネクタがＯＰＥＮであることを示すフラグＦＭＩＸをＯＮとし、ステップＳ５３に入る。
【００３４】
一方、ステップＳ５２において、ステップＳ５１でのステッピングモータ１１への出力１〜４の各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨでないと判別された場合には、ステップＳ５２の判別結果はＮｏとなり、ステップＳ５３に入る。
【００３５】
ステップＳ５３においては、ステッピングモータ１７への出力１〜４を順次ＯＮとする。
【００３６】
次に、ステップＳ５４に入り、ここで、ステップＳ５３での各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨであったか否かが判別される。診断出力は図８に示された真理値表に従って定められる。図８の真理値表から判るように、ステップＳ５０において入力信号をＬとした場合、診断出力がＨとなるのは、出力信号がＨである場合だけである。
【００３７】
ステップＳ５４において、ステップＳ５３でのステッピングモータ１７への出力１〜４の各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨであると判別された場合、ステップＳ５４の判別結果はＹｅｓとなり、ステップＳ５８に入る。そして、ステップＳ５８で、ステッピングモータ１７のコネクタがＯＰＥＮであることを示すフラグＦＭＯＤＥをＯＮとし、ステップＳ５５に入る。
【００３８】
一方、ステップＳ５４において、ステップＳ５３でのステッピングモータ１７への出力１〜４の各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨでないと判別された場合には、ステップＳ５４の判別結果はＮｏとなり、ステップＳ５５に入る。
【００３９】
ステップＳ５５においては、ステッピングモータ６への出力１〜４を順次ＯＮとする。
【００４０】
次に、ステップＳ５６に入り、ここで、ステップＳ５５での各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨであったか否かが判別される。診断出力は図８に示された真理値表に従って定められる。図８の真理値表から判るように、ステップＳ５０において入力信号をＬとした場合、診断出力がＨとなるのは、出力信号がＨである場合だけである。
【００４１】
ステップＳ５６において、ステップＳ５５でのステッピングモータ６への出力１〜４の各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨであると判別された場合、ステップＳ５６の判別結果はＹｅｓとなり、ステップＳ５９に入る。そして、ステップＳ５９で、ステッピングモータ６のコネクタがＯＰＥＮであることを示すフラグＦＩＮＴＡＫＥをＯＮとし、図６のステップＳ４２に戻る。
【００４２】
一方、ステップＳ５６において、ステップＳ５５でのステッピングモータ６への出力１〜４の各出力ＯＮに対して診断出力が全てＨでないと判別された場合には、ステップＳ５６の判別結果はＮｏとなり、図６のステップＳ４２に戻る。
【００４３】
図６に戻ると、ステップＳ４２において、フラグＦＭＩＸ、ＦＭＯＤＥ、ＦＩＮＴＡＫＥがいずれもオンであるか否かが判別される。フラグＦＭＩＸ、ＦＭＯＤＥ、ＦＩＮＴＡＫＥが全てオンでない場合には、ステップＳ４２の判別結果はＮｏとなり、ステップＳ４３に入る。
【００４４】
ステップＳ４３では、ステッピングモータ６、１１、１７に対する各出力１〜４のオン、オフ周期を通常の周期、本実施の形態の場合８（ｍｓ）、としたままにする。次にステップＳ４４に進み、ここで、コネクタがオープンであるとされたステッピングモータについては、シート位置で出力１〜４をオフとするオフ処理が行われる。
【００４５】
一方、フラグＦＭＩＸ、ＦＭＯＤＥ、ＦＩＮＴＡＫＥがいずれもオンであると、ステップＳ４２の判別結果はＹｅｓとなり、ステップＳ４５に入り、ここで、ステッピングモータ６、１１、１７に対する各出力１〜４のオン、オフ周期を２秒に設定する。次にステップＳ４６において、ステッピングモータ６、１１、１７がシート位置に到達しても各出力１〜４はオンのままとするオン処理が行われる。
【００４６】
ステッピングモータ６、１１、１７の駆動制御のための各出力１〜４に対し、対応するコネクタがオープンか否かの検出結果に応じて、上述の如く処理がなされるので、コネクタ・オープンの場合には出力１〜４の周期が２秒とされ、アナログテスターによって充分そのチェックを行うことができる。一方、コネクタがオープンでない場合には、出力１〜４は通常の制御の状態を保っているので、ステッピングモータが低出力トルク状態となり、それに連結されているリンクやドア等がシート状態になっている場合にこれらを破損させるのを防止することができる。
【００４７】
次いで、ステップＳ４７に入り、ここで、ブラシレスモータ７Ｍの制御信号の周期を通常制御時の４（ｍｓ）より充分に長い２秒に設定する。この設定はブラシレスモータ７Ｍの接続用コネクタがオープンか否かに拘らず行われる。この理由は、ブラシレスモータ７Ｍの場合、制御信号の周期を長くしても、ブラシレスモータ７Ｍに大きな負荷が掛かることがなく、送風機を損傷させる虞がないからである。
【００４８】
ステップＳ４８では、デフスイッチ５２がオンとなったか否かが判別され、デフスイッチ５２がオンであれば、ステップＳ４８の判別結果はＹｅｓとなり、ステップＳ４１に戻り、上述の動作を繰り返すと共に、図５に示すモード７２に移行し対応する信号を出力する。一方、デフスイッチ５２がオフであると、ステップＳ４８の判別結果はＮｏとなり、図５に示すモード７１に示す対応する信号を出力し続ける。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、自己診断モードに入った時に、電気的負荷のコネクタの着脱状態を判別し、コネクタが抜かれてオープン状態にある場合にのみその制御のためのパルス信号のオン、オフ周期を通常制御モード時に比べて長く設定し、これにより、パルス信号の良否をアナログテスターによってチェックできるようにしたので、車両用空気調和装置の点検を特殊な測定器なしで、且つ電気的負荷の負荷部品を破損させることなく行うことができる。このため、例えば、装置の風路切換ドアをステッピングモータで制御しているような場合、点検時にドアが高トルクでシートされて破損するといった不具合を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用空調装置の実施の形態の一例を示す概略構成図。
【図２】図１に示したステッピングモータの駆動回路の一例を示す回路図。
【図３】図１に示したマイクロコンピュータの構成を示すブロック図。
【図４】図１に示したマイクロコンピュータにより実行される自己診断プログラムによる故障診断モードの操作手順の概略を示す図。
【図５】図４の自己診断プログラムによって実行されるアクチュエータの診断のための診断モードの内容を示す図。
【図６】図５に示した診断を実行するためのデューティ信号切替制御プログラムを示すフローチャート。
【図７】図６に示した接続端子のオープンチェック処理を示す詳細フローチャート。
【図８】入力信号と出力信号と診断信号との間の関係を示す真理値表。
【符号の説明】
６、１１、１７  ステッピングモータ
７  送風機
７Ｍ  ブラシレスモータ
２３  電磁クラッチ
４０ａ〜４０ｃ  駆動回路
４１  マイクロコンピュータ
Ａ  車両用空調装置
Ｂ  制御ユニット
【図１】
0004149074.tif 000002
【図２】
0004149074.tif 000003
【図３】
0004149074.tif 000004
【図４】
0004149074.tif 000005
【図５】
0004149074.tif 000006
【図６】
0004149074.tif 000007
【図７】
0004149074.tif 000008
【図８】
0004149074.tif 000009