JP2004130922A - アクチュエータ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポテンショメータの部分的な欠損による異常な帰還信号に起因するハンチング現象を防止する。
【解決手段】目標値とポテンショメータ４０からのフィードバック信号値との比較に基づいてアクチュエータの駆動源１８の作動を制御する装置１０。駆動制御装置１０は、フィードバック信号が正常か否かを判定する異常信号検出回路４４と、この回路４４が異常を検出したとき、異常値Ｄ_ｎを与えたポテンショメータ４０の作動位置に対応する目標値情報Ｔ_ｎを格納するメモリ４６と、目標値Ｔ_ｎが与えられたとき該目標値をメモリ４６に格納されている目標値情報から検索し、検索によって前記目標値に対応する目標値情報が得られたとき、目標値Ｔ_ｎに代えて該目標値に隣接する値Ｔ_ｎ＋１またはＴ_ｎー１を新たな目標値としてフィードバック信号との比較のために出力するデータ置換回路４５とを備える。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空気調和装置のインテークドアやエアミックスドアを作動させるためのアクチュエータにその駆動源として組み込まれる電動ドア開閉制御モータの作動を制御するのに好適なアクチュエータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置に帰還制御を用いたものがある（例えば特許文献１参照。）。この空気調和装置では、外気および内気の吸入割合を調整するためのインテークドアあるいは冷風および温風の混合割合を調整するためのエアミックスドアと称される制御弁体がアクチュエータにより操作される。このアクチュエータは、電動モータを駆動源とし、この電動モータにより作動されるドアの開度は、ドアと一体的に動作する摺動子が設けられたポテンショメータにより検出される。ポテンショメータは、抵抗体上の摺動子が電動モータの作動に応じて前記抵抗体上を連続的に摺動することにより、ドア開度に応じた電圧値すなわちドア開度情報を帰還信号として出力する。この帰還信号と目標値との偏差に基づいてドアが目標開度となるように制御を受ける。
【０００３】
従って、ポテンショメータの抵抗体に損傷がなく、この抵抗体上を電動モータの作動に応じて摺動子が摺動するとき、この摺動に比例的に増減する帰還信号が得られることから、ドアを目標値へ向けて迅速に操作することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３０９１２０号公報（第３−５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ポテンショメータの例えば抵抗体の一部に損傷が生じあるいは塵埃等が付着すると、帰還信号が比例的に増減しない異常な信号を発生する欠損部が生じることがある。また、この欠損部が生じた状況下で、前記抵抗体上の異常信号を与える部分に対応する開度が目標値として与えられることがある。例えば、長さＬの摺動領域の中央部（Ｌ／２）に欠損が生じている場合に、この中央部（Ｌ／２）は、ドアの最大開度（Ｆ）の半値である半開度（Ｆ／２）が対応する。そのため、抵抗体上の摺動領域の中央部に欠損部がある状況下で、ドアの目標値として半開度（Ｆ／２）が与えられると、ドアは目標値に一致する所望の半開度（Ｆ／２）に移動されているにも拘わらず、この半開度に対応する適正な帰還信号が得られないことから、目標値を中心とした振動であるハンチング現象が引き起こされる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ポテンショメータの部分的な欠損による異常な帰還信号に起因するハンチング現象を防止し得るアクチュエータ駆動制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、アクチュエータの駆動源の作動を、前記アクチュエータの目標値とその作動位置を検出するポテンショメータからのフィードバック信号値との比較に基づいて制御する装置であって、前記ポテンショメータから帰還されるフィードバック信号が正常か否かを判定する異常信号検出回路と、該異常信号検出回路が異常を検出したとき、この異常値を与えた前記ポテンショメータの作動位置に対応する目標値情報を格納するためのメモリと、目標値が与えられたとき該目標値を前記メモリに格納されている目標値情報から検索し、検索によって前記目標値に対応する目標値情報が得られたとき、前記目標値に代えて、該目標値に隣接する値を新たな目標値として前記フィードバック信号との比較のために出力するデータ置換回路とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、異常信号検出回路がポテンショメータから帰還されるフィードバック信号が比例的に増減するか否かを順次判定し、例えばデジタル信号では所定の段階毎に比例的に増減するか否かを判定する。異常信号検出回路は、フィードバック信号が比例的に増減しない、すなわち、この比例関係からずれる異常なフィードバック信号を検出すると、例えば、この異常値を与える前記ポテンショメータの摺動抵抗上の各摺動子位置Ｐ（０〜摺動領域長Ｌ）に対応する目標値情報（Ｔ_ｎ：０〜最大開度Ｆ）をメモリに順次書き込む。
【０００９】
データ置換回路は、目標値を受けると、メモリ内の目標値情報を検索し、与えられた目標値に対応する開度情報が検索できたとき、この与えられた目標値に代えて該目標値に近接した他の目標値を新たな目標値として出力する。
【００１０】
従って、データ置換回路にポテンショメータの欠損部分に対応する目標値が入力されても、この欠損部分に対応する目標値がこれに近接する新たな目標値に変換されるので、この欠損部分に対応する目標値を使用しない制御が可能となり、欠損部分に起因するハンチング現象が防止される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動源がデジタル制御により回転位置の制御を受ける電動モータであり、前記異常信号検出回路が、前記電動モータの動作回転角度に対応して前記ポテンショメータから出力されかつデジタル変換された開度データを順次先入れ先出し方式で保持する第１の記憶部および第２の記憶部と、前記第１の記憶部に保持された開度データおよび第２の記憶部に保持され前記第１の記憶部に保持された前記開度データに引き続く開度データを比較し、両開度データの値が所定の値を越えたとき前記メモリに前記第２の記憶部に保持された開度データを与えた前記ポテンショメータの位置情報Ｐに対応する目標値情報Ｔ_ｎを書き込む演算処理部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、異常信号検出回路は、いわゆるＦＩＦＯ形式の２つの記憶部と、演算処理部とを備え、これにより比較的容易かつ単純な構成で異常信号検出回路を形成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記演算処理部が前記第１および第２の両記憶部に保持されたそれぞれの前記開度データに２段階分以上の差があったとき前記メモリに、前記第２の記憶部に保持された開度データに対応する前記目標値情報を書き込むことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明では、演算処理部がデジタル化され継時的に与えられる２つの開度データに２段階以上の差があるとき、後の開度データが異常データであると判定する。このような演算処理部は、アップダウンカウンタのような既製回路素子を利用して比較的容易に構成することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記データ置換回路が、前記目標値が与えられたとき該目標値に一致する目標値情報を前記メモリに格納されている目標値情報から検索する検索部を備え、該検索部が一致する目標情報を見い出したとき前記目標値に代えて該目標値よりも１段階分大きなまたは小さな目標値を新たな目標値として出力することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、検索部がメモリに格納されている目標値情報から目標値に一致する目標値情報を検索したとき、前記目標値よりも一段階分増加或いは減少する新たな目標値が設定される。この目標値は、例えばドアの最大開度が３００度のような大きな開度が与えられていても、８ビットのデジタル処理によれば、２５６段階で開度を制御することができ、１段階でたとえば約１度（３００度／２５６）という極めて微少な開度を制御することができる。従って、たとえある目標値から１段階の増減する新たな目標値が与えられても、この目標値の変更が制御精度に実質的な影響を与えることはない。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１において、前記駆動源が自動車用空気調和装置の電動ドア開閉制御モータであることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、電動ドア開閉制御モータを駆動源とするアクチュエータが設けられた自動車用空気調和装置で、ポテンショメータの部分的な欠損によるハンチング現象を防止できる。自動車用空気調和装置の電動ドア開閉制御モータにハンチング現象が生じると、このハンチング現象に伴う異音が車内騒音の原因となるので、ハンチング現象の防止は車内騒音の低減の上で、極めて有効である。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記電動ドア開閉制御モータは、前記空気調和装置に設けられる各ドアを作動させることを特徴とする。この電動ドア開閉制御モータを駆動源とするアクチュエータにより作動の制御を受ける空気調和装置のドアとして、外気及び内気の吸入割合を調整するためのインテークドア、冷風及び温風の混合割合を調整するためのエアミックスドアの他、従来よく知られたセパレートドア、モードドア、フレッシュベントドア、バイレベルドア等がある。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、空気調和装置の比較的頻繁に作動の制御を受ける各ドアの過剰なハンチング動作を抑制することができ、これにより過剰なハンチング現象による異音発生の抑制に著しい効果が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の特徴を図示の実施の形態に沿って、詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るアクチュエータ駆動制御装置の電気回路図を概略的に示す。この図１に沿っての説明に先立ち、本発明に係るアクチュエータ駆動制御装置が適用される自動車用空気調和装置の一例を図２に沿って説明する。
【００２３】
本発明に係る自動車用空気調和装置１１は、図２に示すように、車外からの外気或いは車内の内気を選択的に取り入れるためのインテークユニット１２と、該インテークユニットを経て取り入れられた空気を冷却するクーリングユニット１３と、このクーリングユニット１３からの冷風を温風との調和によって温度を調整した後、車内に吹き出すヒータユニット１４とを備える。
【００２４】
インテークユニット１２に設けられた外気取入口１５および内気取入口１６の合流点には、各取入口１５、１６を経て内部に取り入れられる外気と内気との吸入量の割合を調整するインテークドア１７が、その枢軸１７ａの回りに揺動自在に設けられている。インテークドア１７は、電動ドア開閉制御モータである例えばＤＣモータのような電動モータ１８ａを駆動源とするインテークドアアクチュエータの動作により、内気取入口１６を全閉する符号Ａで示す開度位置および外気取入口１５を全閉する符号Ｂで示す開度位置との間で回動する。
【００２５】
従って、従来よく知られているように、ファンモータ１９が作動すると、そのファン２０の回転によって生じる吸気負圧に応じて、インテークドア１７が開度位置Ａにあるとき、外気導入モード（ＦＲＥ）として外気取入口１５から、また開度位置Ｂにあるとき内気循環モード（ＲＥＣ）として内気取入口１６からそれぞれ空気がインテークユニット１２内に取り入れられる。また、両開度位置Ａ、Ｂの中間位置ではインテークドア１７の開度位置に応じた割合で、外気および内気が、それぞれの取入口１５、１６からインテークユニット１２内に取り入れられる。
【００２６】
クーリングユニット１３には、エバポレータ２１が設けられている。エバポレータ２１は、これに接続されたコンプレッサ（図示せず）から圧縮された冷却媒体の供給を受けると、この冷却媒体との熱交換作用により、インテークユニット１２からの取入れ空気を冷却する。
【００２７】
ヒータユニット１４には、例えばエンジン冷却水を熱源とするヒータコア２２が設けられている。また、ヒータコア２２に関連して、エアミックスドア２３が設けられている。エアミックスドア２３は、従来よく知られているように、クーリングユニット１３からの冷却空気のうち、ヒータコア２２を通過する量とヒータコア２２を迂回する量との割合を調整するために、その枢軸２３ａの回りに揺動自在であり、前記したと同様な電動ドア開閉制御モータである電動モータ１８ｂを駆動源とするエアミックスドアアクチュエータの作動により、そのドア開度を可変とする。このエアミックスドア２３の開度を調整することにより、ヒータコア２２を通過することによって該ヒータコアで加熱された温風とヒータコア２２を迂回するクーリングユニット１３からの冷風との混合割合を調整することができる。
【００２８】
この混合割合の調整によって適温に調整された空気は、霜取り用吹出口２４、ベンチレータ吹出口２５、足元吹出口２６のそれぞれから車室内に供給可能である。吹出口２４、２５および２６のそれぞれには、各吹出口の開閉のためのドア２７、２８および２９が設けられている。各ドア２７、２８、２９は、図示しないが、前記したと同様な電動モータを駆動源とするアクチュエータにより作動させることができる。
【００２９】
各アクチュエータ１１０は、図５に示す例では、電動モータ１８（１８ａまたは１８ｂ）と、該電動モータの回転軸に固定されたウォーム１１１と、該ウォームに噛合する減速ギヤ列１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃおよび１１２ｄ）と、最終ギヤ１１１ｄの回転軸に固定されたアクチュエータレバー１３とを備え、該アクチュエータレバーが各ドアの前記枢軸に連結されている。
【００３０】
インテークドア１７およびエアミックスドア２３の各ドア開度を調整するために、本発明に係るアクチュエータ駆動制御装置が用いられている。図示の実施の形態では、インテークドアアクチュエータおよびエアミックスドアアクチュエータ毎に、各電動モータ１８ａ、１８ｂの制御のためのアクチュエータ駆動制御回路１０（１０ａ、１０ｂ）が設けられている。本発明に係るアクチュエータ駆動制御回路は、各ドア１７、２３、２７、２８、２９の他、従来よく知られたセパレートドア、モードドア、フレッシュベントドア、バイレベルドア等、空気調和装置の全てのドアの制御に適用することができる。各アクチュエータ駆動制御回路１０は、従来よく知られているように、ＡＣアンプと称される空気調和装置用の主制御装置３０との間で無線交信が可能である。
【００３１】
主制御装置３０は、図示しないが、車内温度を検出する内気センサ、日射量を検出する日射センサ、外気温度を検出する外気センサ等の各種センサや自動制御を選択するオートスイッチ、車内温度設定器のような手動スイッチ類からの各信号に基づいて、各ドア１７、２３の最適な目標開度を算出する。主制御装置３０は、それぞれのアクチュエータ駆動制御回路１０（１０ａ、１０ｂ）を通して各ドア１７、２３をその目標開度に動作させるために、それぞれのアクチュエータ駆動制御回路１０（１０ａ、１０ｂ）に各ドア開度の目標値を与えるように、これらと交信する。
【００３２】
図１に示すアクチュエータ駆動制御回路１０は、インテークドア１７またはエアミックスドア２３のドア開度の操作のために、それぞれに設けられている。
【００３３】
以下、説明の簡素化のために、アクチュエータ駆動制御回路１０をインテークドアアクチュエータの駆動源である電動モータ１８ａのためのアクチュエータ駆動制御回路１０ａとして説明する。
【００３４】
図１に示すアクチュエータ駆動制御回路１０は、主制御装置３０との交信によって与えられるインテークドア１７のドア開度の目標値に沿ってこのドア開度を帰還制御するために設けられている。
【００３５】
アクチュエータ駆動制御回路１０は、主制御装置３０との交信のための通信部３１と、電源Ｂから帰還制御のための所定の電圧電源を得るための電源回路３２と、インテークドア１７を操作する電動モータ１８ａへの給電制御のためのコントロール回路部３３とを備える。電動モータ１８ａは、インテークドア１７を操作するインテークドアアクチュエータ内にその駆動源として組み込まれている。
【００３６】
通信部３１は、主制御装置３０とのデータ交換のためのインタフェースとして機能する入出力回路３４と、該入出力回路を経て主制御装置３０とデータ交信するための通信処理回路３５と、各アクチュエータ駆動制御回路１０（１０ａ、１０ｂ）を識別するための通信識別子を設定するＩＤ設定回路３６とを備える。通信処理回路３５は、主制御装置３０から送信されるデータのうち、ＩＤ設定回路３６により設定された自己の識別子に一致するデータを識別し、また必要なデータを主制御装置３０に送信する。図示の例では、主制御装置３０との間の通信プロトコルは、ローカル・インターコネクト・ネットワーク（ＬＩＮ）が適用されている。
【００３７】
コントロール回路部３３は、この実施の形態では、インテークドア１７のアクチュエータの駆動源である電動モータ１８ａを作動させるための駆動回路３７と、該駆動回路に制御信号を出力する駆動制御回路３８と、該駆動制御回路に動作許可信号を出力するタイマー回路３９とを備える。
【００３８】
駆動回路３７は、図示しないが４つの例えばＭＯＳトランジスタのようなスイッチング素子をＨ字状に結線して形成された従来よく知られたＨブリッジ回路で構成することができる。この駆動回路３７は、駆動制御回路３８から供給される制御信号に応じて、電源Ｂの一対の電力供給端子と電動モータ１８ａの一対の接続端子との接続関係を切り替える。この駆動回路３７による切替え動作に応じて電動モータ１８ａは、例えば停止動作、正転動作、逆転動作または動作停止時での発電ブレーキ動作を選択される。発電ブレーキ動作では、従来よく知られているように、回転動作中の電動モータ１８ａの一対の接続端子を接地させることにより、この電動モータ１８ａを発電ブレーキとして機能させることができる。
【００３９】
インテークドアアクチュエータの駆動源である電動ドア開閉制御モータすなわち電動モータ１８ａの回転軸は、図５に示したように、ウォーム１１１、該ウォームに噛合する減速ギヤ列１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃおよび１１２ｄ）およびアクチュエータレバー１１３を介して、インテークドア１７の枢軸１７ａに連結され、これによりインテークドア１７のドア開度は、電動モータ１８ａの作動に応じて変化する。このインテークドア１７の開度は、ポテンショメータ４０により、電圧値として検出される。
【００４０】
ポテンショメータ４０は、従来よく知られているように、抵抗体４０ａと、該抵抗体上を摺動可能の摺動子４０ｂとを備える。抵抗体４０ａの両端間には電源回路３２の直流電圧が印加され、摺動子４０ｂがインテークドア１７の回動に応じて抵抗体４０ａ上をその一端と他端との間で摺動することから、インテークドア１７のドア開度に対応した電圧を摺動子４０ｂから順次取り出すことができる。
【００４１】
ポテンショメータ４０の摺動子４０ｂから出力される電圧値すなわちドア開度情報は、Ａ／Ｄ変換回路４１によって例えば８ビットのデジタルデータに変換される。この８ビットのデジタルデータへの変換により、インテークドア１７のドア開度は、その調整可能範囲の１／２５６の角度毎に、ドア開度に応じた２５６段階のデジタルデータによって段階的、すなわち離散的に示される。そのため、抵抗体４０ａに部分的な欠損等がない限り、電動モータ１８ａの作動に応じたポテンショメータ４０の摺動子４０ｂの摺動に応じて、比例的に増加または減少するアナログ電圧値が出力されることから、Ａ／Ｄ変換回路４１からは所定の１段階（１ビット）分のデータ値差を示すデジタル化された開度データが順次出力される。Ａ／Ｄ変換回路４１によりデジタルデータに変換されたフィードバック信号は、ノイズ成分を除去するデジタルフィルタ４２を経て駆動制御回路３８に接続された比較器４３に供給される。
【００４２】
デジタルフィルタ４２を不要とすることができる。また、図１に示すとおり、必要に応じて前記フィードバック信号を通信処理回路３５から主制御装置３０に送出することができる。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換回路４１によりデジタルデータに変換されたフィードバック信号すなわち開度データは、図示の例ではデジタルフィルタ４２を経て、比較器４３に供給されると共に、本発明に係る異常信号検出回路４４に供給される。この異常信号検出回路４４は、データ置換回路４５に接続されており、両回路４４および４５間には、メモリ４６が接続されている。
【００４４】
異常信号検出回路４４は、図３に示すように、Ａ／Ｄ変換回路４１からのデジタル化された開度データを順次先入れ先出し方式で格納する第１および第２の記憶部４４ａおよび４４ｂと、両記憶部４４ａ、４４ｂに格納された開度データを比較する演算処理部４４ｃとを備える。本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換回路４１から出力されたデジタル化された開度データは、デジタルフィルタ４２を経て、第１の記憶部４４ａおよび第２１の記憶部４４ｂに順次先入れ先出し方式で入力される。従って、デジタルフィルタ４２から第１の記憶部４４ａに新たな開度データＤ_ｎが出力される毎に、第２の記憶部４４ｂには、第１の記憶部４４ａに格納されていた旧開度データＤ_ｎ−１が格納されることから、Ａ／Ｄ変換回路４１から新たなデジタル化された開度データが出力される毎に、両記憶部４４ａ、４４ｂに格納される開度データが順次更新される。第２の記憶部４２ｂの初期値には、第１の記憶部４２ｂに格納される開度データと同一のデジタルデータが格納される。
【００４５】
演算処理部４４ｃは、第１の記憶部４４ａに格納された開度データＤ_ｎと、第２の記憶部４４ｂに格納された開度データＤ_ｎー１とを比較し、両デジタル開度データＤ_ｎおよびＤ_ｎ−１のデータ値の差が２段階分以上であるか否かを判定する。このような演算処理部４４ｃの比較機能は、アップダウンカウンタのような既製回路素子により容易に得ることができる。
【００４６】
データ値の差が２段階分以上であるとき、演算処理部４４ｃは、第１の記憶部４４ａに格納されている開度データＤ_ｎが異常であると判断し、この異常データを出力したときの電動モータ１８ａの回転方向（時計方向：ｃ．ｗ．、反時計方向：ｃ．ｃ．ｗ．）すなわちポテンショメータ４０の摺動子４０ｂの摺動方向と、異常データを与えたときの目標値データとを相互に対応付けてメモリ４６に書き込む。演算処理部４４ｃには、後述するようにデータ置換回路４５からの指示データが目標値データとして供給される。
【００４７】
図４は、メモリ４６に格納されるデータ内容を示すデータテーブルである。演算処理部４４ｃは、図４のデータテーブルに示すように、異常データを検出したとき、そのときの電動モータ１８ａの回転方向（時計方向：ｃ．ｗ．、反時計方向：ｃ．ｃ．ｗ．）毎に、異常結果を得たときの第１の記憶部４４ａ内に格納されていた異常データＤ_ｎと、この異常データＤ_ｎを与えた、データ置換回路４５からの目標値データＴ_ｎとを対応付けてメモリ４６に格納する。
【００４８】
再び図３を参照するに、データ置換回路４５は検索部４５ａを有する。検索部４５ａは、データ置換回路４５が通信部３１の通信処理回路３５から目標値データを受けると、この目標値データに一致する目標値データをメモリ４６内のデータから検索する。この検索では、比較器４３の後述する比較結果を参照して、電動モータ１８ａの回転方向と同一方向（時計方向：ｃ．ｗ．、反時計方向：ｃ．ｃ．ｗ．）についての目標値データＤが検索される。検索部４５ａが一致するデータを見出せないとき、データ置換回路４５は、通信処理回路３５からの目標値データを指示データとして比較器４３に向けて出力する。
【００４９】
他方、検索部４５ａが目標値データＴ_ｎに一致するデータをメモリ４６内のデータから見出すと、それに対応する前記目標値データＴ_ｎに隣接する値、すなわち目標値データよりも１段階（１ビット）分大きなまたは小さな新たな目標値データ（Ｔ_ｎ−１またはＴ_ｎ＋１）を指示データとして、データ置換回路４５は比較器４３に向けて出力する。
【００５０】
このデータ置換回路４５から出力される各指示データは、前記したデータテーブルの作成のための目標値データとして、演算処理部４４ｃにも供給される。
【００５１】
フィードバック信号を受ける比較器４３が設けられたコントロール回路部３３は、図示の例では、データ置換回路４５から目標値データとして供給される指示データを一時的に保持するための第３の記憶部４７と、該第３の記憶部に直列的に接続された第４の記憶部４８とを備える。両記憶部４７および４８は、データラッチ回路で構成することができる。これらデータラッチ回路４７および４８は、主制御装置３０から送出された目標値が通信処理回路３５からデータ置換回路４５に送出される毎に、通信処理回路３５から供給されるクロックパルスをトリガーとして、データ置換回路４５から送出される指示データを先入れ先出し方式で順次格納する。
【００５２】
第３の記憶部４７に格納されたデータ置換回路４５からの最新の指示データは、デジタルフィルタ４２からの帰還信号を受ける前記した比較器４３に送出される。比較器４３は、この第３の記憶部４７からの最新の目標値すなわち指示データと、デジタルフィルタ４２からのフィードバック信号とを比較し、その偏差を電動モータ１８ａの作動を制御するための駆動制御回路３８に出力する。
【００５３】
駆動制御回路３８は、タイマー回路３９から動作許可信号を受けている限り、すなわち、タイマー回路３９から動作禁止信号を受けていない限り、第３の記憶部４７に格納された目標値とフィードバック信号値とを一致させるように駆動回路３７に制御信号を出力する。駆動回路３７は、駆動制御回路３８からの制御信号により、例えば目標値がフィードバック信号値よりも大きいとき、電動モータ１８ａを正転させるように動作し、これによりインテークドア１７の開度が増大し、あるいは目標値がフィードバック信号値よりも小さいとき、電動モータ１８ａを逆転させるように動作し、これによりインテークドア１７の開度が減少する。
【００５４】
また、図示の実施の形態では、タイマー回路３９に加えて、電動モータ１８ａへの過電流の供給を阻止する過電流検出回路４９および駆動電圧制御回路５０が設けられている。駆動制御回路３８は、過電流検出回路４９により電動モータ１８ａへの過電流が検出されたとき、電動モータ１８ａへの給電を停止すべく駆動回路３７を動作させる。また、駆動制御回路３８は、電動モータ１８ａの制動時に駆動電圧制御回路５０からの制御信号を受けたとき、駆動回路３７のＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子の動作に時間遅延を与えるように各ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を制御する。この時間遅延により、急激な制動によるバックラッシュの発生を抑制することができる。
【００５５】
駆動制御回路３８に動作許可信号を送出するタイマー回路３９は、第３の記憶部４７および第４の記憶部４８に格納された両データを比較する比較器５１と、該比較器からのタイマーリセット信号に応じて動作するタイマー５２とを備える。比較器５１は、第３の記憶部４７に新たな目標値が格納されたとき、この第３の記憶部４７に格納された新たな目標値と、第４の記憶部４８に格納された前の目標値である旧指示データとを相互に比較し、両者が一致しないときタイマー５２にタイマーリセット信号を出力する。タイマー５２は、比較器５１からタイマーリセット信号を受けたとき該タイマーリセット信号を受けてから所定の時間、動作許可信号を駆動制御回路３８に出し続け、所定の時間が経過したとき動作許可信号の送出を停止する。
【００５６】
タイマー４９によって設定される所要時間すなわち動作許可信号を出し続ける時間は、ポテンショメータ４０の摺動子４０ｂが抵抗体４０ａの一端から他端へ移動するのに要する時間よりも僅かに長い、例えば１５秒が設定される。この設定時間として、通常の電動モータ１８ａの作動によってインテークドア１７がいずれの開度位置にあっても、与えられた目標の開度にインテークドア１７を移動させ、その運動を目標開度に収束させるに必要かつ充分な時間が採用される。
【００５７】
タイマー回路３９の比較器５１は、第３の記憶部４７に新たな目標値が格納された場合、該第３の記憶部に格納された目標値が第４の記憶部４７に格納された目標値と一致するとき、タイマー５２にタイマーリセット信号を出力することはない。
【００５８】
従って、例えば、主制御装置３０から前の目標値と同一の新たな目標値がアクチュエータ駆動制御回路１０に送信されたとき、データ置換回路４５によるデータの置き換えなしに前記目標値が第３の記憶部４７に出力されると、第３の記憶部４７および第４の記憶部４８の目標値すなわち指示データは相互に一致することから、比較器５１がタイマー５２にタイマーリセット信号を出力することはない。そのため、この場合、駆動制御回路３８は作動が停止した状態におかれることから、駆動回路３７は電動モータ１８ａを作動させることなく停止状態に保持する。その結果、インテークドア１７は、先の目標値に一致する開度に保持され続ける。
【００５９】
他方、主制御装置３０から前の目標値と異なる新たな目標値がアクチュエータ駆動制御回路１０に送信されたとき、データ置換回路４５によるデータの置き換えなしに前記目標値が第３の記憶部４７に出力されると、タイマー回路３９の比較器５１は、第３の記憶部４７に格納された新たな目標値と第４の記憶部４８に格納された前の目標値との不一致を検出し、タイマー５２にタイマーリセット信号を出力する。
【００６０】
タイマー５２は、比較器５１からのタイマーリセット信号を受けると、駆動制御回路３８に動作許可信号を例えば１５秒の間、出力する。駆動制御回路３８は、この動作許可信号を受けている間、動作可能状態におかれることから、過電流検出回路４９からの過電流検出信号を受けない状況下では、前記したとおり、第３の記憶部４７からの目標値と、ポテンショメータ４０からＡ／Ｄ変換回路４１を経て帰還されるフィードバック信号との偏差を出力する比較器４３の出力が零になるように、駆動回路３７を経て電動モータ１８ａの作動を制御する。
【００６１】
このアクチュエータ駆動制御回路１０の制御動作中に、例えば電動モータ１８ａに機械的な障害によりロック状態が生じ、あるいは何らかの原因でインテークドア１７が目標の開度に収束することなく、この目標開度を中心として振動を生じるハンチング現象が生じても、所定時間を超えるとタイマー５２が駆動制御回路３８への動作許可信号の送出を停止することから、駆動回路３７から電動モータ１８ａへの給電が停止される。
【００６２】
このタイマー５２の動作により、電動モータ１８ａの過熱防止機構に依存することなく、また格別なデューティ比制御用プログラムを採用することなく、電動モータ１８ａのロックによる過熱あるいは所定時間を超える過剰なハンチング現象を確実に防止することができる。
【００６３】
また、本発明に係るアクチュエータ駆動制御回路１０では、前記した帰還制御で、異常信号検出回路４４の演算処理部４４ｃは、Ａ／Ｄ変換回路４１からのフィードバック信号の各デジタル開度データＤ_ｎが異常であるか否かを前のデジタル開度データＤ_ｎ−１との比較で判定する。この判定の結果、前のデジタルデータＤ_ｎ−１に継時的に出力されたデジタルデータＤ_ｎが異常であると判定されると、演算処理部４４ｃは、この異常データを得たときの電動モータ１８ａの回転方向と、この異常データを与えた目標値データＴ_ｎを順次メモリ４６に書き込む。
【００６４】
データ置換回路４５の検索部４５ａは、前記したように、データ置換回路４５が通信部３１の通信処理回路３５から目標値データを受ける毎に、この目標値データに一致する目標値データをメモリ４６内のデータから検索する。検索部４５ａが目標値データＴ_ｎに一致するデータをメモリ４６内のデータから見出すと、データ置換回路４５は、通信処理回路３５から受けた目標値データＴ_ｎに代えて、この目標値データＴ_ｎよりも１段階（１ビット）分大きなまたは小さな新たな目標値データ（Ｔ_ｎ＋１またはＴ_ｎ−１）を指示データとして、比較器４３に向けて出力する。
【００６５】
従って、この場合、置換された新たな目標値データ（Ｔ_ｎ−１またはＴ_ｎ＋１）にインテークドア１７の開度が一致するように、電動モータ１８ａが制御を受ける。この置換された目標値データ（Ｔ_ｎ−１またはＴ_ｎ＋１）への制御では、ポテンショメータ４０からの適正なフィードバック信号がＡ／Ｄ変換回路４１により適正なデジタル開度データ（Ｄ_ｎ−１またはＤ_ｎ＋１）に変換されて比較器４３に戻される。このことから、電動モータ１８ａは、インテークドア１７のドア開度を目標値データ（Ｔ_ｎ−１またはＴ_ｎ＋１）に一致させるように、迅速に動作の制御を受ける。
【００６６】
その結果、本発明のアクチュエータ駆動制御回路１０によれば、ポテンショメータ４０の抵抗体４０ａの部分的な欠損箇所に対応する目標値データが自動的にメモリ４６内に書き込まれ、このメモリ４６内に記憶された異常データを与える目標値データの入力があったとき、該目標値データが自動的に適正な目標データに置換されるので、このポテンショメータ４０の部分的な欠損による異常なフィードバック信号に起因するハンチング現象を確実に防止することができる。
【００６７】
アクチュエータ駆動制御回路１０において、タイマー回路３９を不要とすることができる。しかしながら、自動車用空気調和装置１１では、機械的なロックによってインテークドア１７の作動で前記したハンチング現象が生じると、このハンチング現象に伴う異音が車内騒音の原因となる。そこで、タイマー回路３９を設けることにより、前記空気調和装置におけるロックによる過剰なハンチング現象を防止することができるので、このハンチング現象による車内騒音をも低減する上で、タイマー回路３９を設けることが望ましい。
【００６８】
タイマー回路３９により設定される所要時間として、電動モータ１８ａの通常の作動で、インテークドア１７がいずれの開度位置にあっても、与えられた目標の開度にインテークドア１７を移動させ、その運動を目標開度に収束させるに必要な時間を適宜選択することができる。
【００６９】
インテークドア１７に代えてエアミックスドア２３の電動モータ１８ｂの駆動制御に図１に示したと同様なアクチュエータ駆動制御回路１０を適用することができ、また、必要に応じて各ドア２７〜２９およびその他のドアの駆動制御にも前記アクチュエータ駆動制御回路を適用することができる。
【００７０】
また、前記アクチュエータ駆動制御回路は、前記した無線方式の他、有線方式の駆動制御回路にも適用することができる。
【００７１】
本発明に係る異常信号検出回路４４、データ置換回路４５およびメモリ４６を備えるアクチュエータ駆動制御回路１０では、ポテンショメータ４０の部分的な欠損により、Ａ／Ｄ変換回路４１によりデジタル化されたフィードバック信号に異常が生じたとき、異常信号検出回路４４は、異常信号を与えた目標値情報（Ｔ_ｎ）をメモリ４６に書き込む。データ置換回路４５は新たな目標値データ（Ｔ_ｎ）の入力を受けたとき、この目標値データをメモリ４６内のデータから検索し、対応するデータを見出したとき、当該目標値に代えて、これに隣接するデータ（Ｔ_ｎ＋１またはＴ_ｎー１）を新たな目標値として比較器４３に出力する。従って、この欠損部分に対応する目標値が入力されている状況下であっても、当該目標値がこれに隣接する新たな目標値に置換されるので、ポテンショメータ４０の部分的な欠損に対応する目標値の使用が阻止され、これによりポテンショメータ４０の部分的な欠損に起因するハンチング現象を防止することができる。
【００７２】
また、Ａ／Ｄ変換回路４１から出力されるデジタル開度データを順次先入れ先出し方式で格納する第１および第２の記憶部４４ａおよび４４ｂと、該両記憶部に格納された開度データを比較し、その比較で異常が検出されたとき異常信号を与えた目標値情報をメモリ４６に書き込む演算処理部４４ｃとにより、異常信号検出回路４４を形成することができ、これにより、比較的容易かつ単純な構成で異常信号検出回路を形成することができる。
【００７３】
演算処理部４４ｃは、デジタル化されかつ継時的に与えられる２つの開度データ（Ｄ_ｎー１、Ｄ_ｎ）に２段階（２ビット）以上の差があるとき、後の開度データ（Ｄ_ｎ）に異常があると判定する。このような演算処理部４４ｃは、アップダウンカウンタのような既製の回路素子を利用することにより、比較的容易に形成することができる。
【００７４】
また、異常信号検出回路４４がポテンショメータ４０からの帰還信号に異常を検出したとき、データ置換回路４５はメモリ４６内のデータを検索し、該当するデータを見出したとき、目標値よりも１段階（１ビット）分大きな或いは小さなデータを新たな目標値として出力する。この目標値の１段階の増減による変更は制御精度に実質的な影響を与えることはなく、その結果、ポテンショメータ４０の部分的な欠損に起因するハンチング現象が確実に防止される。
【００７５】
さらに、本発明の異常信号検出回路４４を備えるアクチュエータ駆動制御回路１０を空気調和装置１１の比較的頻繁に作動の制御を受けるインテークドア１７またはエアミックスドア２３の電動モータ１８（１８ａ、１８ｂ）の制御に適用することにより、ポテンショメータ４０の部分的な欠損によるハンチング動作を防止することができることから、ハンチング現象による異音発生を効果的に抑制することができる。
【００７６】
前記したところでは、本発明に係る異常信号検出回路４４をタイマー回路３９からの動作許可信号に応じて動作する駆動制御回路３８が設けられたアクチュエータ駆動制御装置に組み込んだ例に沿って説明した。これに代えて、本発明に係る異常信号検出回路４４をタイマー回路３９による制御を受けることのない駆動制御回路が設けられたアクチュエータ駆動制御装置に適用することができる。また、メモリ４６を異常信号検出回路４４およびデータ置換回路４５から独立的に設けることに代えて、いずれか一方の回路４４または４５に一体的に形成することができる。
【００７７】
また、前記したところでは、デジタル制御の例に沿って本発明を説明したが、これに限らず、Ａ／Ｄ変換回路４１によるデジタル化処理を施すことのないアナログ制御に本発明を適用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、データ置換回路にポテンショメータの欠損部分に対応する目標値が入力されても、この欠損部分に対応する目標値がこれに近接する新たな目標値に変換されるので、この欠損部分に対応する目標値を使用しない制御装置が可能となり、欠損部分に起因するハンチング現象を防止することができる。
【００７９】
請求項２に記載の発明によれば、異常信号検出回路を比較的容易かつ単純な構成で形成することができる。
【００８０】
請求項３に記載の発明によれば、異常検出回路の演算処理部をアップダウンカウンタのような既製回路素子を利用して比較的容易に構成することができる。
【００８１】
請求項４に記載の発明によれば、この目標値の変更によっても空調の性能上に実質的な影響を与えることなくハンチング現象を防止することができる。
【００８２】
請求項５および６に記載の発明によれば、自動車用空気調和装置におけるポテンショメータの部分的な欠損によるハンチング現象を防止することにより、このハンチング現象に起因する車内騒音の低減を効果的に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアクチュエータ駆動制御装置の電気回路を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る駆動制御装置が組み込まれる車両用空気調和装置の一例を概略的に示す断面図である。
【図３】図１に示した異常信号検出回路およびデータ置換回路を示すブロック図である。
【図４】メモリ内のデータテーブルの一例を示す説明図である。
【図５】本発明に係るアクチュエータの内部構成を示す構造図である。
【符号の説明】
１０　アクチュエータ駆動制御回路（アクチュエータ駆動制御装置）
４０　ポテンショメータ
４１　Ａ／Ｄ変換回路
４４　異常信号検出回路
４４ａ　第１の記憶部
４４ｂ　第２の記憶部
４４ｃ　演算処理部
４５　データ置換回路
４５ａ　検索部

Claims (6)

1. アクチュエータの駆動源の作動を、前記アクチュエータの目標値とその作動位置を検出するポテンショメータからのフィードバック信号値との比較に基づいて制御する装置であって、前記ポテンショメータから帰還されるフィードバック信号が正常か否かを判定する異常信号検出回路と、該異常信号検出回路が異常を検出したとき、この異常値を与える前記ポテンショメータの作動位置に対応する目標値情報を格納するためのメモリと、目標値が与えられたとき該目標値を前記メモリに格納されている目標値情報から検索し、検索によって前記目標値に対応する目標値情報が得られたとき、前記目標値に代えて、該目標値に隣接する値を新たな目標値として前記フィードバック信号との比較のために出力するデータ置換回路とを備えることを特徴とする、アクチュエータのための駆動制御装置。
2. 前記駆動源はデジタル制御により回転位置の制御を受ける電動モータであり、前記異常信号検出回路は、前記電動モータの動作回転角度に対応して前記ポテンショメータから出力されかつデジタル変換された開度データを順次先入れ先出し方式で保持する第１の記憶部および第２の記憶部と、前記第１の記憶部に保持された開度データおよび第２の記憶部に保持され前記第１の記憶部に保持された前記開度データに引き続く開度データを比較し、両開度データの値が所定の値を越えたとき前記メモリに前記第２の記憶部に保持された開度データを与えた前記ポテンショメータの位置情報に対応する目標値情報を書き込む演算処理部とを備える請求項１記載の駆動制御装置。
3. 前記演算処理部は前記第１および第２の両記憶部に保持されたそれぞれの前記開度データに２段階分以上の差があったとき前記メモリに、前記第２の記憶部に保持された開度データに対応する前記目標値情報を書き込むことを特徴とする請求項２記載の駆動制御装置。
4. 前記データ置換回路は、前記目標値が与えられたとき該目標値に一致する目標値情報を前記メモリに格納されている目標値情報から検索する検索部を備え、該検索部が一致する目標情報を見い出したとき前記目標値に代えて該目標値よりも１段階分大きなまたは小さな目標値を新たな目標値として出力する請求項２記載の駆動制御装置。
5. 前記駆動源は、自動車用空気調和装置の電動ドア開閉制御モータである請求項１記載の駆動制御装置。
6. 前記電動ドア開閉制御モータは、前記空気調和装置に設けられる各ドアを作動させる請求項５記載の駆動制御装置。

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