JP2004130926A - アクチュエータ作動制御装置 - 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】アクチュエータの作動位置を特定する目標値とアクチュエータの作動位置を検出するポテンショメータ４０からのフィードバック信号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。この制御装置１０は、ポテンショメータ４０から帰還されるアナログフィードバック信号を順次デジタル化するＡ／Ｄ変換回路４１と、該Ａ／Ｄ変換回路から順次出力されるデジタルデータのうち異常なデジタルデータを適正なデジタルデータで補完する補完回路４２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作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作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アナログフィードバック信号を順次デジタル化するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路から順次出力されるデジタルデータを比較し、引き続く２つのデジタルデータの比較結果が１段階分以内であるとき、引き続く前記２つのデジタルデータの中の後のデジタルデータを出力し、前記比較結果が２段階分以上となるとき、引き続く前記２つのデジタルデータの中の後のデジタルデータを前記２つのデジタルデータの中の前のデジタルデータよりも１段階分増大もしくは減少したデジタルデータで補完し、当該補完値を適正なデジタルデータとして出力する補完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、Ａ／Ｄ変換回路から順次出力されるデジタル値は、ポテンショメータから順次漸増もしくは漸減するアナログ値に対応した離散的なデジタル値であり、ポテンショメータに異常がない限り、このデジタル値の変化は１段階毎の増減を示すに過ぎない。補完回路は、引き続く２つのデジタルデータを比較し、その比較結果が１段階以内のとき、すなわち２段階分を越えないとき、２つのデータの中の後のデジタルデータを出力し、また比較結果が２段階分以上となるとき、引き続く２つのデジタルデータの中の前のデジタルデータよりも１段階分増大もしくは減少したデジタルデータを出力する。このように、補完回路は、前のデジタルデータを基準として、これよりも２段階を越えるデジタルデータは異常として判定し、このとき前のデジタルデータよりも１段階分の差を有するデジタルデータを補完値として出力する。
【０００９】
従って、ポテンショメータから帰還されＡ／Ｄ変換回路によりデジタル化されたフィードバック信号に、ポテンショメータの部分的な欠損によりたとえ欠落等の異常が生じても、補完回路により適正なデジタルデータがリアルタイムで補完されることから、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確実に防止することができる。
【００１０】
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、前記補完回路が、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるデジタル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の記憶部と、前記第１の記憶部に格納されたデジタルデータおよび前記第２の記憶部に格納され、前記第１の記憶部に格納されたデジタルデータに引き続くデジタルデータの両値を比較する比較器と、該比較器による比較結果がデジタル値についての所定の２段階分を越えないとき第２の記憶部に格納されているデジタルデータをフィードバック信号として出力し、前記比較器による比較結果が２段階を越えるとき前記アクチュエータの前記駆動源の作動方向に応じて前記第１の記憶部に格納されたデジタルデータよりも１段階分増減した適正な補完デジタルデータをフィードバック信号として出力する演算処理部とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、Ａ／Ｄ変換回路から出力されるデジタル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の記憶部と、両記憶部に格納されたデジタルデータを比較する比較器と、演算処理部とにより補完回路を構成することができ、これにより比較的容易かつ単純な構成で補完回路を形成することができる。
【００１２】
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、前記デジタルデータは開度データであり、さらに前記補完回路はメモリを有し、前記演算処理部は、前記比較器による比較結果が２段階分以上となるときの前記第２の記憶部に格納されている開度データと該開度データに対応する補完開度データとを当該両開度データの対応関係および前記駆動源の作動方向の情報と共に、前記メモリに書き込こむことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、補完回路がさらにメモリを有し、前記演算処理部は、このメモリに、第２の記憶部に格納されている開度データと該開度データに対応する補完開度データとを両者の対応関係およびアクチュエータの駆動源の作動方向の情報と共に記憶する。前記補完回路は、このメモリに格納された情報から補完すべきデータを迅速に求めることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記比較器による比較結果が２段階分以上となるとき、前記演算処理部が前記駆動源の作動方向に応じて、前記第１の記憶部に格納されている開度データに基づいて該開度データに対応した補完開度データを前記メモリ内の書込みデータから検索し、検索によって得られた補完開度データをフィードバック信号として出力し、検索によって対応する補完開度データが得られなかった場合、前記駆動源の作動方向に応じて前記第１の記憶部に格納された開度データよりも１段階分増減した補完開度データを求め、前記第１の記憶部に格納された開度データおよび求められた前記補完開度データを両者の対応関係および前記駆動源の作動方向の情報と共に前記メモリに書き込み、前記補完開度データをフィードバック信号として出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、前記演算処理部が検索動作によりメモリー内のデータを検索し、対応する補完開度データが得られなかったときに補完開度データを求めるための演算処理を行うことから、演算処理部の処理の高速化に有利である。
【００１６】
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制御モータであることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、電動ドア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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は、本発明に係るアクチュエータ作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作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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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各アクチュエータにより作動させることができる。
【００２８】
各アクチュエータ１１０は、図６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。
【００２９】
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作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作動制御回路１０（１０ａ、１０ｂ）が設けられている。本発明に係るアクチュエータ作動制御回路は、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。各アクチュエータ作動制御回路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。
【００３０】
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作動制御回路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作動制御回路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。
【００３１】
図１に示すアクチュエータ作動制御回路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。
【００３２】
以下、説明の簡素化のために、アクチュエータ作動制御回路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作動制御回路１０ａとして説明する。
【００３３】
図１に示すアクチュエータ作動制御回路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。
【００３４】
アクチュエータ作動制御回路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。
【００３５】
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、各アクチュエータ作動制御回路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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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６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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。この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、本発明に係る補完回路４２に供給され、この補完回路４２から、駆動制御回路３８に接続された比較器４３に供給される。
【００４１】
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。
【００４２】
補完回路４２は、図３に示すように、Ａ／Ｄ変換回路４１から出力されるデジタル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４２ａおよび４２ｂと、両記憶部４２ａ、４２ｂに格納されたデータを比較する比較器４２ｃと、該比較器による比較結果を受ける演算処理部４２ｄと、該演算処理部に接続された例えばＲＯＭのような、望ましくは不揮発性のメモリ４２ｅとを有する。
【００４３】
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データは、デジタルフィルタ４２′を経て、第２の記憶部４２ｂおよび第１の記憶部４２ａ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′から出力されているデジタルデータＤ_ｎが第２の記憶部４２ｂに格納されているとき、第１の記憶部４２ａには、第２の記憶部４２ｂに格納されていた前のデジタルデータＤ_ｎ−１が格納されており、Ａ／Ｄ変換回路４１からデジタルフィルタ４２′を経てデジタルデータが第２の記憶部４２ｂに出力される毎に、両記憶部４２ａ、４２ｂに格納されるデータが順次更新される。第１の記憶部４２ａの初期値には、第２の記憶部４２ｂに格納されるデータと同一のデジタルデータが格納される。
【００４４】
比較器４２ｃは、第１の記憶部４２ａに格納されたデジタルデータＤ_ｎ−１と、第２の記憶部４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎとを比較し、両デジタルデータＤ_ｎおよびＤ_ｎ−１のデータ値の差が１段階分以内であるかあるいは２段階分以上であるかを判定する。
【００４５】
演算処理部４２ｄは、比較器４２ｃの判定結果と、電動モータ１８ａの回転方向すなわちポテンショメータ４０の摺動子４０ｂの摺動方向とに応じたデジタルデータを比較器４３に出力する。
【００４６】
比較器４２ｃにより、両デジタルデータＤ_ｎおよびＤ_ｎ−１のデータ値が所定の１段階（±１ビット）分以内である、すなわち２段階（±２ビット）分以上にならないと判定されたとき、演算処理部４２ｄは、第２の記憶部４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎを帰還開度データとして比較器４３に出力する。従って、初期値として第１の記憶部４２ａおよび第２の記憶部４２ｂに同一のデジタルデータＤ_ｎが格納されている場合も、第２の記憶部４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎが帰還開度データとして、第２の記憶部４２ｂに出力される。
【００４７】
他方、比較器４２ｃにより、両デジタルデータＤ_ｎおよびＤ_ｎ−１のデータ値が所定の２段階（±２ビット）分以上であると判定されたとき、演算処理部４２ｄは、そのときの電動モータ１８ａの回転方向が正転方向すなわち時計方向であれば、第１の記憶部４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎー１よりも１段階分増大した補完デジタルデータ値ｄｙ（Ｄ_ｎー１＋１）を帰還開度データｄｎとして、比較器４３に出力する。また、演算処理部４２ｄは、そのときの電動モータ１８ａの回転方向が逆転方向すなわち反時計方向であれば、第１の記憶部４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎー１よりも１段階分減少した補完デジタルデータ値ｄｙ（Ｄ_ｎー１−１）を帰還開度データｄｎとして比較器４３に出力する。
【００４８】
前記した比較器４２ｃによる判定結果毎に、比較器４３に出力する帰還デジタルデータｄｎを演算処理部４２ｄに演算処理させることができる。しかしながら、次に述べるように、比較器４２ｃが異常を検出したときの各データをメモリ４２ｅに格納し、この格納データを演算処理部４２ｄに検索させることが、該演算処理部の作業能力の軽減の上で、望ましい。
【００４９】
図４は、メモリ４２ｅに格納されるデータ内容を示す補完データテーブルである。演算処理部４２ｄは、図４のデータテーブルに示すように、比較器４２ｃが異常を検出したとき、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、異常結果を与えたときの第２の記憶部４２ｂ内に格納されていた異常データＤ_ｎと、このとき演算処理部４２ｄにより求められた補完デジタルデータｄｙとを対応付けてメモリ４２ｅに格納する。また、演算処理部４２ｄは、比較器４２ｃが異常を検出したとき、そのときの電動モータ１８ａの回転方向に応じて、異常値と判定された第２の記憶部４２ｂ内のデジタルデータに一致する異常データがテーブル内にあるか否かを検索する。この検索結果で、一致する異常データが検出されると、既に求められたテーブル内の対応する補完デジタルデータｄｙが帰還開度データｄｎとして比較器４３に出力される。
【００５０】
本発明に係る補完回路４２の動作を図５のフローチャートに沿って説明する。
【００５１】
ステップＳ１：　補完回路４２の比較器４２ｃが両記憶部４２ａ、４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎ−１と、第２の記憶部４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎとを比較する。
【００５２】
ステップＳ２：　両デジタルデータＤ_ｎおよびＤ_ｎ−１のデータ値の差が２段階分を越えないとき、演算処理部４２ｄは、第２の記憶部４２ｂに格納されたデータＤ_ｎを帰還デジタルデータとして比較器４３に出力する。
【００５３】
ステップＳ３：　ステップＳ１での比較の結果、両デジタルデータＤ_ｎおよびＤ_ｎ−１のデータ値の差が２段階分以上であるとき、演算処理部４２ｄは、メモリ４２ｅ内のデータを検索し、２段階分以上の差を与えた異常データであるデジタルデータＤ_ｎに一致するデータをメモリ４２ｅ内のデータから検索する。
【００５４】
ステップＳ４：　この検索の結果に基づいて、演算処理部４２ｄは、デジタルデータＤ_ｎがメモリ４２ｅ内のデータにあるか否かを判定する。
【００５５】
ステップＳ５：　ステップＳ４で該当するデータＤ_ｎがあると判定されたとき、そのデータＤ_ｎが時計方向（正転方向）および反時計方向（逆転方向）のいずれの方向への移動時に関するものであるかを演算処理部４２ｄは判定する。
【００５６】
ステップＳ６：　ステップＳ５での判定結果が時計方向への移動時に関するものであれば、演算処理部４２ｄは、図４の時計方向（ｃ．ｗ．）の欄の異常データＤ_ｎに対応する補完デジタルデータｄｙを帰還デジタルデータｄｎとして比較器４３に出力する。
【００５７】
ステップＳ７：　他方、ステップＳ５での判定結果が反時計方向への移動時に関するものであれば、演算処理部４２ｄは、図４の反時計方向（ｃ．ｃ．ｗ．）の欄の異常データＤ_ｎに対応する補完デジタルデータｄｙを帰還デジタルデータｄｎとして比較器４３に出力する。
【００５８】
ステップＳ８：　ステップＳ４で該当するデータＤ_ｎがメモリ４２ｅ内のデータにないと判定されたとき、演算処理部４２ｄは、そのデータＤ_ｎが時計方向および反時計方向のいずれの方向への移動時に関するものであるかを判定する。
【００５９】
ステップＳ９：　異常データＤ_ｎが時計方向への移動時に関するものであるとき、演算処理部４２ｄは、第１の記憶部４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎー１よりも１段階分増大した補完デジタルデータ値ｄｙ（Ｄ_ｎー１＋１）を帰還開度データｄｎとして、比較器４３に出力する。
【００６０】
ステップＳ１０：　続いて、演算処理部４２ｄは、電動モータ１８ａの回転方向の情報（時計方向：ｃ．ｗ．）と共に、異常データＤ_ｎとステップＳ９で求めた補完デジタルデータ値ｄｙ（Ｄ_ｎー１＋１）とを両者の対応を関係付けて、メモリ４２ｅ内のテーブルに書き込む。
【００６１】
ステップＳ１１：　他方、ステップＳ９で異常データＤ_ｎが反時計方向への移動時に関するものであると判断されたとき、演算処理部４２ｄは、第１の記憶部４２ｂに格納されたデジタルデータＤ_ｎー１よりも１段階分減少した補完デジタルデータ値ｄｙ（Ｄ_ｎー１−１）を帰還開度データｄｎとして、比較器４３に出力する。
【００６２】
ステップＳ１２：　続いて、演算処理部４２ｄは、電動モータ１８ａの回転方向の情報（反時計方向：ｃ．ｃ．ｗ．）と共に、異常データＤ_ｎとステップＳ１１で求めた補完デジタルデータ値ｄｙ（Ｄ_ｎー１−１）とを両者の対応を関係付けて、メモリ４２ｅ内のテーブルに書き込む。
【００６３】
前記したように、演算処理部４２ｄは、比較器４２ｃから異常データである旨の異常判定結果を受けると、先ず、メモリ４２ｅ内のデータを検索する。この検索によって該当する補完値データが得られないとき、演算処理部４２ｄは初めて適正な補完値（Ｄ_ｎー１−１またはＤ_ｎー１＋１）を求めるべく、前記した演算処理を行う。このことから、比較器４２ｃによる判定結果毎に、比較器４３に出力する帰還デジタルデータｄｎを演算処理部４２ｄに演算処理させる必要がないので、該演算処理部４２ｄの演算処理作業の軽減が図られる。
【００６４】
補完回路４２の前記した補完作用により、適正にデータが補完された帰還開度データは、フィードバック信号として比較器４３に出力される。この比較器４３は、帰還制御のために、図１に示す例では、後述する第３の記憶部４４に格納された目標値と、補完回路４２からの開度データであるフィードバック信号との偏差を求める。
【００６５】
この帰還制御で、ポテンショメータ４０から帰還され、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、ポテンショメータ４０の部分的な欠損によりたとえ欠落等の異常が生じても、補完回路４２により適正なデジタルデータがリアルタイムで補完されることから、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が確実に防止される。
【００６６】
フィードバック信号が帰還される比較器４３を有するコントロール回路部３３は、図示の例では、通信処理回路３５から出力される目標値データを一時的に保持するための第３の記憶部４４と、該第３の記憶部に直列的に接続された第４の記憶部４５とを備える。両記憶部４４および４５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から送出される毎に、該通信処理回路から供給されるクロックパルスをトリガーとして、通信処理回路３５から送出される目標値を先入れ先出し方式で順次格納するデータラッチ回路で構成することができる。
【００６７】
通信処理回路３５から出力される目標値は、通信処理回路３５からのトリガーに応じて第３の記憶部４４に格納される。その後、通信処理回路３５から新たな目標値が出力されると、通信処理回路３５からのトリガーに応じて、第３の記憶部４４に格納されていた目標値は前回の目標値として第４の記憶部４５に送られ、該記憶部に格納される。また、通信処理回路３５から出力された新たな目標値は第３の記憶部４４に格納される。以降、通信処理回路３５から新たな目標値が出力される毎に、通信処理回路３５からのトリガーに伴い第３の記憶部４４に格納されているデータは新たな目標値で更新され、第４の記憶部４５に格納されているデータは第１の記憶に格納されていた目標値で更新される。従って、第３の記憶部４４には主制御装置３０からの最新の目標値が格納され、第４の記憶部４５には前回の目標値が格納されている。
【００６８】
第３の記憶部４４に格納された最新の目標値は、補完回路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４４からの最新の目標値と、補完回路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。
【００６９】
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４４に格納された新たな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。
【００７０】
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４６および駆動電圧制御回路４７が設けられている。駆動制御回路３８は、過電流検出回路４６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４７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。
【００７１】
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４４に新たな目標値が格納されたとき、この第３の記憶部４４に格納された新たな目標値と、第４の記憶部４５に格納された前の目標値とを相互に比較し、両者が一致しないときタイマーリセット信号を出力する比較器４８と、該比較器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タイマー４９とを備える。
【００７２】
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。
【００７３】
タイマー回路３９の比較器４８は、第３の記憶部４４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４５に格納された目標値と一致するとき、タイマー４９にタイマーリセット信号を出力することはない。
【００７４】
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作動制御回路１０に送信されて来ると、第３の記憶部４４および第４の記憶部４５の目標値は一致することから、比較器４８がタイマー４９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。
【００７５】
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作動制御回路１０に送信されて来ると、タイマー回路３９の比較器４８は、第３の記憶部４４に格納された新たな目標値と第４の記憶部４５に格納された前の目標値との不一致を検出し、タイマー４９にタイマーリセット信号を出力する。
【００７６】
タイマー４９は、比較器４８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４６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４４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に出力され該Ａ／Ｄ変換回路から本発明に係る補完回路４２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。
【００７７】
このアクチュエータ作動制御回路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回路３９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。
【００７８】
このタイマー回路３９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。
【００７９】
タイマー回路３９を不要とすることができるが、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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の作動制御に図１に示したと同様なアクチュエータ作動制御回路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作動制御にも前記アクチュエータ作動制御回路を適用することができる。
【００８２】
また、前記アクチュエータ作動制御回路は、前記した無線方式の他、有線方式の作動制御回路にも適用することができる。
【００８３】
本発明に係る補完回路４２を備えるアクチュエータ作動制御装置によれば、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、ポテンショメータ４０の部分的な欠損による異常が生じても、補完回路４２により適正なデジタルデータがリアルタイムで補完されるので、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ポテンショメータ４０の部分的な欠損によるハンチング現象を確実に防止することができる。
【００８４】
また、Ａ／Ｄ変換回路４１から出力されるデジタル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４２ａ、４２ｂと、両記憶部に格納されたデジタルデータを比較する比較器４２ｃと、演算処理部４２ｄとにより補完回路４２を形成することにより、比較的容易かつ単純な構成で補完回路を形成することができる。
【００８５】
また、補完回路４２に異常データについての情報を格納するメモリ４２ｅを設け、このメモリ４２ｅに、第２の記憶部４２ｂに格納されている開度データＤ_ｎと該開度データＤ_ｎに対応する補完開度データｄｙとを両者の対応関係およびアクチュエータの駆動源である電動モータ１８ａの作動方向の情報（ｃ．ｗ．またはｃ．ｃ．ｗ．）と共に記憶させることにより、このメモリ４２ｅに格納された情報から補完すべきデータを迅速に求めることができる。
【００８６】
また、補完回路４２の演算処理部４２ｄがメモリ４２ｅ内のデータを検索動作により検索し、対応する補完開度データが得られなかったときに補完開度データを求めるための演算処理を演算処理部４２ｄに行なわせることにより、この演算処理部４２ｄの処理の高速化を図ることができる。
【００８７】
さらに、本発明の補完回路４２を備えるアクチュエータ作動制御装置を空気調和装置１１のインテークドア１７またはエアミックスドア２３の各アクチュエータの電動モータ１８（１８ａ、１８ｂ）あるいはその他の各ドアのアクチュエータの駆動源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。
【００８８】
前記したところでは、本発明に係る補完回路４２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作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、本発明に係る補完回路４２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作動制御装置に適用することができ、これによりフィードバック信号の部分的な欠損による帰還データを適正に補完することができるので、適正な帰還制御が可能となる。
【００８９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ポテンショメータから帰還されるフィードバック信号に含まれるポテンショメータの部分的な欠損による異常データは、補完回路により適正なデジタルデータでリアルタイムに補完されることから、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欠損部分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。
【００９０】
請求項２に記載の発明によれば、第１および第２の記憶部と、両記憶部に格納されたデジタルデータを比較する比較と、演算処理部とにより、比較的容易かつ単純な構成で補完回路を形成することができる。
【００９１】
請求項３に記載の発明によれば、補完回路がメモリに格納されている開度データと該開度データに対応する補完開度データとを両者の対応関係およびアクチュエータの作動方向の情報から補完すべきデータを迅速に求めることができる。
【００９２】
請求項４に記載の発明によれば、前記演算処理部はメモリー内のデータから対応する補完開度データが得られなかったときにのみ、補完開度データを求めるための演算処理を行い、メモリに格納されている情報を有効に利用することから、演算処理部の処理の高速化を図ることができる。
【００９３】
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作動制御装置の電気回路を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る作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に示した補完回路の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】補完データデーブルの一例を示す説明図である。
【図５】補完回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】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　アクチュエータ作動制御回路（アクチュエータ作動制御装置）
１７　インテークドア
１８（１８ａ、１８ｂ）　アクチュエータの駆動源（電動モータ）
２３　エアミックスドア
４０　ポテンショメータ
４１　Ａ／Ｄ変換回路
４２　補完回路
４２ａ　第１の記憶部
４２ｂ　第２の記憶部
４２ｃ　比較器４２ｃ
４２ｄ　演算処理部

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アナログフィードバック信号を順次デジタル化するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路から順次出力されるデジタルデータを比較し、引き続く２つのデジタルデータの比較結果が１段階分以内であるとき、引き続く前記２つのデジタルデータの中の後のデジタルデータを出力し、前記比較結果が２段階分以上となるとき、引き続く前記２つのデジタルデータの中の後のデジタルデータを前記２つのデジタルデータの中の前のデジタルデータよりも１段階分増大もしくは減少したデジタルデータで補完し、当該補完値を適正なデジタルデータとして出力する補完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作動制御装置。
2. 前記補完回路は、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるデジタル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の記憶部と、前記第１の記憶部に格納されたデジタルデータおよび前記第２の記憶部に格納され、前記第１の記憶部に格納されたデジタルデータに引き続くデジタルデータの両値を比較する比較器と、該比較器による比較結果がデジタル値についての所定の２段階分を越えないとき前記第２の記憶部に格納されているデジタルデータをフィードバック信号として出力し、前記比較器による比較結果が２段階を越えるとき前記駆動源の作動方向に応じて前記第１の記憶部に格納されたデジタルデータよりも１段階分増減した補完デジタルデータをフィードバック信号として出力する演算処理部とを有する請求項１記載の作動制御装置。
3. 前記デジタルデータは開度データであり、さらに前記補完回路はメモリを有し、前記演算処理部は、前記比較器による比較結果が２段階分以上となるときの前記第２の記憶部に格納されている開度データと該開度データに対応する補完開度データとを当該両開度データの対応関係および前記駆動源の作動方向の情報と共に、前記メモリに書き込こむことを特徴とする請求項２記載の作動制御装置。
4. 前記演算処理部は、前記比較器による比較結果が２段階分以上となるとき、前記駆動源の作動方向に応じて、前記第１の記憶部に格納されている開度データに基づいて該開度データに対応した補完開度データを前記メモリ内の書込みデータから検索し、検索によって得られた補完開度データをフィードバック信号として出力し、検索によって対応する補完開度データが得られなかった場合、前記駆動源の作動方向に応じて前記第１の記憶部に格納された開度データよりも１段階分増減した補完開度データを求め、前記第１の記憶部に格納された開度データおよび求められた前記補完開度データを両者の対応関係および前記駆動源の作動方向の情報と共に前記メモリに書き込み、前記補完開度データをフィードバック信号として出力する請求項３記載の作動制御装置。
5. 前記駆動源は、自動車用空気調和装置の電動ドア制御モータである請求項１記載の作動位置制御装置。
6. 前記電動ドア制御モータは、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記載の作動位置制御装置。

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