JP2004133681A - Digital filter for actuators operation controller - Google Patents

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JP2004133681A
JP2004133681A JP2002297461A JP2002297461A JP2004133681A JP 2004133681 A JP2004133681 A JP 2004133681A JP 2002297461 A JP2002297461 A JP 2002297461A JP 2002297461 A JP2002297461 A JP 2002297461A JP 2004133681 A JP2004133681 A JP 2004133681A
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Hideki Sunaga
須永 英樹
Kaoru Tanaka
田中 馨
Akira Fujisaki
藤崎 彰
Eiji Takahashi
高橋 栄二
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Calsonic Kansei Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital filter capable of reducing a noise component of digital data showing a value regularly gradually decreasing or increasing in a state containing no noise component. <P>SOLUTION: This filter 42 is applied to a control circuit 10 for digital-controlling operation of a drive source 18 of an actuator on the basis of comparison of a target value of the actuator with a feedback signal value from a potentiometer 40 detecting an operation position of the actuator. The filter 42 is composed of a comparison calculation means. The comparison calculation means compares the output with the digital data outputted from an A/D converting circuit 41, and selectively outputs digital data equal to a comparison target with the digital data outputted from the A/D converting circuit 41, digital data larger than the digital data by one level, or digital data smaller by one level according to the comparison result. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルフィルタに関し、特に、自動車用空気調和装置のアクチュエータの駆動源として該アクチュエータに組み込まれる電動ドア開閉制御モータの作動を帰還制御するためのデジタル制御回路に用いられるデジタルフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置では、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あるいは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と称される制御弁体のアクチュエータとして、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採用されている。この電動ドア開閉制御モータの制御には、帰還制御方式が採用されている(例えば特許文献1参照。)。
【0003】
前記特許文献1に記載の帰還制御回路では、各ドアの開度に対応する電動ドア開閉制御モータの動作位置はポテンショメータにより検出され、このポテンショメータからのフィードバック信号をデジタル変換し、デジタル化されたフィードバック信号と所望のドア開度に対応する目標値との偏差に基づいて、ドアを所望の開度に移動させるように、電動ドア開閉制御モータがその作動の制御を受ける。
【0004】
ところで、帰還信号にノイズが重畳されると、適正な帰還制御が困難になることから、ノイズ成分の除去のためにデジタルフィルタを適用することが考えられる。
【0005】
従来のデジタルフィルタには、平滑化法、積算平均化法を利用したものがあり、あるいはスパイクノイズの除去のために5個のデータ値からその中心点のデータ値がノイズであるか否かを判定し、これらノイズであると判定されたデータ値の値を修正することにより、スパイク状のノイズを除去するものがある(例えば特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−309120号公報(第3−5頁、図1)
【特許文献2】
特開平8−330905号公報(第2−3頁、図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の前記デジタルフィルタは、いずれも構成が複雑であり、より単純な構成でポテンショメータから出力され、A/D変換を受けたデジタル信号のノイズ成分を効果的に除去し得るデジタルフィルタが望まれていた。
【0008】
そこで、本発明の目的は、ノイズ成分を含まない状態では規則的に漸減或いは漸増する値を示すデジタルデータのノイズ成分を低減し得る比較的単純な構成のデジタルフィルタを提供することにある。
【0009】
【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デジタル制御すべく前記ポテンショメータから出力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変換回路に接続され、該A/D変換回路から出力されるデジタルデータのノイズを低減するデジタルフィルタであって、比較演算手段からなり、該比較演算手段は、その出力と前記A/D変換回路から出力されるデジタルデータとを比較し、その比較結果に応じて、前記A/D変換回路から出力される前記デジタルデータの比較対象となる前記出力データに等しい出力デジタルデータ、該出力デジタルデータよりも1段階大きなデジタルデータまたは1段階小さなデジタルデータのいずれかを選択的に出力することを特徴とする。
【0010】
請求項1に記載の発明では、比較演算手段は、これに入力する両入力の比較結果に応じて、A/D変換回路から出力される前記デジタルデータの比較対象となる前記出力データに等しいデジタルデータすなわちデータ値を変化させないデジタルデータ、該デジタルデータよりも1段階大きなデジタルデータまたは1段階小さなデジタルデータの中、1つのデジタルデータを出力する。A/D変換回路から比較演算手段に順次入力するデジタル値は、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デジタルであることから、ノイズ成分が含まれない状況下では、デジタル値の変化は、最大で1段階毎に増減するに過ぎない。前記比較演算手段は、その出力デジタルデータとA/D変換回路からのデジタルデータを比較し、たとえ該デジタルデータがノイズ成分により2段階を越える増減を生じていたとしても、その比較結果に応じて、1段階の増減を示すデジタルデータが出力されることとなり、ノイズの影響を抑制したデジタル信号を得ることができる。
【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、比較演算手段が、演算処理回路と、該演算処理回路から出力されるデジタルデータを格納する第1の記憶部と、前記A/D変換回路から出力されるデジタルデータを格納する第2の記憶部と、前記第1および第2の記憶部に格納された両デジタルデータを比較する比較器とを備え、前記演算処理回路が、前記比較器による比較結果で相等しい結果が得られたとき前記第1の記憶部に格納されたデジタルデータを出力し、第1の記憶部に格納されたデジタルデータが第2の記憶部に格納されたデジタルデータよりも大きいとき前記第1の記憶部に格納されたデジタルデータよりも1段階小さなデジタルデータを出力し、第1の記憶部に格納されたデジタルデータが第2の記憶部に格納されたデジタルデータよりも小さいとき前記第1の記憶部に格納されたデジタルデータよりも1段階大きなデジタルデータを出力することを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の発明では、比較演算手段を2つの記憶部、比較器および演算処理回路で構成することができ、これにより比較的安価かつ容易に本願発明を実施することができる。
【0013】
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、前記演算処理回路をアップダウンカウンタで構成することができ、これにより市販の既製品の組み合わせにより、本願発明のデジタルフィルタを実現することができる。
【0014】
請求項4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。
【0015】
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記電動ドア開閉制御モータが前記空気調和装置の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。
【0016】
請求項4および5に記載の発明では、前記空気調和装置の電動モータすなわち電動ドア開閉制御モータの作動制御からノイズの影響を実質的に排除することができ、これにより適正な空気調和により、快適な車内環境の実現が可能となる。
【0017】
【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。
【0018】
図1は、本発明に係るデジタルフィルタが組み込まれ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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
各アクチュエータ110は、図4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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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4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。
【0036】
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。
【0037】
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に表示される。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を経た後、駆動制御回路38に接続された比較器43に供給される。
【0038】
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。
【0039】
デジタルフィルタ42は、図3に示すように、演算処理回路42aと、該演算処理回路の出力データDxを順次格納する第1の記憶部42bと、A/D変換回路41から出力されるデジタルデータを順次格納する第2の記憶部42cと、比較器42dとを備える比較演算手段からなる。
【0040】
比較器42dは、第1の記憶部42bに格納されたデジタルデータDxと、第2の記憶部42cに格納されたデジタルデータDx′とを比較し、両デジタルデータDxおよびDx′が等しいか、あるいは第2の記憶部42cに格納されているデジタルデータDx′が第1の記憶部42bに格納されているデジタルデータDxよりも離散化されたデジタル値の1段階分よりも大きいかあるいは小さいかを判定する。
【0041】
ポテンショメータ40の摺動子40bは、電動モータ18aの正転あるいは逆転に応じて、ほぼ等速で摺動することから、このポテンショメータ40からのアナログ出力電圧はほぼ比例的に増減する。そのため、このアナログ電圧にノイズが含まれていないとき、A/D変換回路からは離散化されたデジタルデータが順次1段階分増加あるいは減少したデジタル値が出力される。
【0042】
デジタルフィルタ42からデジタルデータDxが出力されている状態で引き続きデジタルデータDx′がA/D変換回路41からデジタルフィルタ42の第2の記憶部42cに格納されると、比較器42dは第1の記憶部42bに格納されたデジタルデータDxの値と、第2の記憶部42cに格納されたデジタルデータDx′の値とを比較する。
【0043】
例えば電動モータ18aが停止の状態では、A/D変換回路41から出力されるデジタルデータの値は変化することなく、両記憶部42bおよび42cに格納されたデジタルデータDxおよびDx′の値は等しく保持されることから、比較器42dは、演算処理回路42aに両データ値が等しい旨の信号を出力する。演算処理回路42aは、この信号を受けている状況下では、現出力であるデジタルデータDxをフィードバック信号として出力し続ける。このフィードバック信号は、インテークドア17が該デジタルデータDxに対応するドア開度で保持され続けていることを表示する。
【0044】
また、電動モータ18aの正転あるいは逆転によるポテンショメータ40の動作に伴いデジタルデータDx′が1段階分、すなわち1ビット分増減すると、比較器42dは、その大小関係(Dx′>DxまたはDx′<Dx)に応じて、比較結果を演算処理回路42aに出力する。演算処理回路42aは、比較器42dからデジタルデータDx′がデジタルデータDxよりも大きい旨の比較結果を得ると、そのデジタルデータDxを1段階分増大させたデジタルデータ値(Dx+1)のデジタルデータをフィードバック信号として出力する。したがって、電動モータ18aの正転に応じてインテークドア17の開度が1段階分ずつ増加すると、このフィードバック信号は順次1段階分ずつ増加する。これと同様に、電動モータ18aの逆転に応じてインテークドア17の開度が1段階分ずつ減少すると、フィードバック信号は順次1段階分ずつ減少する。
【0045】
その結果、A/D変換回路41から出力されるデジタルデータにノイズが含まれない状況下では、デジタルフィルタ42は、A/D変換回路41からのデジタルデータをフィードバック信号として適正に比較器43に出力する。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、デジタルフィルタ42からのフィードバック信号との偏差を求める。
【0046】
ところで、例えばポテンショメータ40の抵抗体40aに部分的な欠損が生じ、そのためにポテンショメータ40の摺動子40bがこの欠損部を摺動するとき、ポテンショメータ40からのアナログ信号にノイズが重畳されることがある。このようなノイズ成分を含む信号がA/D変換回路41からデジタルフィルタ42に出力され、このノイズ成分を含むデジタル信号Dx′がデジタルフィルタ42の第2の記憶部42cに格納されると、比較器42dにより、第1の記憶部42bに格納されているデジタルデータDxとの比較を受ける。その結果、比較器42dは、前記したと同様な大小関係(Dx′>DxまたはDx′<Dx)に応じて、比較結果を演算処理回路42aに出力するが、たとえノイズ成分を含むデジタルデータDx′が先のデジタルデータDxよりも2段階を越える大きなデジタル値を示したとしても、デジタルフィルタ42は、その出力端に1段階分大きなデジタルデータ値を出力するに過ぎない。
【0047】
このように、デジタルフィルタ42によれば、あるデジタルデータに引き続くデジタルデータに、たとえ両データ間で2段階分を越える大きなデータ値差を与えるノイズが含まれていても、そのノイズの影響を1段階分のデータ値の増大に抑制することができ、ノイズによるフィードバック信号への影響を低減することができる。
【0048】
また、デジタルフィルタ42を演算処理回路42a、2つの記憶部42b、42cおよび演算処理回路42aで構成することにより、比較的単純な構成で、従来に比較して安価かつ容易にデジタルフィルタ42を得ることができる。
【0049】
また、演算処理回路42aとして従来よく知られたアップダウンカウンタを用いることができ、これにより、市販の既製品の組み合わせにより、デジタルフィルタ42を得ることができる。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
第3の記憶部44に格納された最新の目標値は、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、デジタルフィルタ42を経る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の作動の制御のために駆動制御回路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。
【0054】
この帰還制御では、前記したとおり、デジタルフィルタ42がフィードバック信号に含まれるノイズ成分の低減を図ることから、ノイズ成分の低減が図られたフィードバック信号により、インテークドア17が迅速かつ適正に目標値へ向けての制御を受ける。
【0055】
また、図示の実施の形態では、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。
【0056】
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、該第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。
【0057】
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所定時間としては、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な時間が設定される。この所用時間として、前記したようにポテンショメータ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秒が採用される。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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デジタルフィルタ42を経てノイズ成分が低減された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。
【0062】
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49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。
【0063】
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。
【0064】
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、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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
前記したところでは、本発明に係るデジタルフィルタをタイマー回路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、本発明に係るデジタルフィルタをタイマー回路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に含まれるノイズ成分の影響を効果的に低減することができるので、適正な帰還制御が可能となる。
【0069】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、比較演算手段は、その出力データとA/D変換回路からのデジタルデータを比較し、たとえ該デジタルデータがノイズ成分により2段階以上の増減を生じていたとしても、その比較結果に応じて、1段階の増減を示すデジタルデータを出力することから、ノイズの影響を抑制したデジタル信号を得ることができる。
【0070】
請求項2に記載の発明によれば、比較演算手段を2つの記憶部、比較器および演算処理回路で構成することができ、これにより比較的安価かつ容易に本願発明を実施することができる。
【0071】
請求項3に記載の発明によれば、演算処理回路をアップダウンカウンタで構成することができ、これにより市販の既製品の組み合わせにより、本願発明のデジタルフィルタを実現することができる。
【0072】
請求項4および5に記載の発明によれば、車両用空気調和装置のドアを作動させるドア開閉制御モータの作動制御からノイズの影響を実質的に排除することができ、これにより適正な空気調和により、快適な車内環境の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデジタルフィルタが組み込まれた制御回路を示すブロック図である。
【図2】図1に示した制御回路により制御を受け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】本発明に係るデジタルフィルタの電気回路を示すブロック図である。
【図4】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)
11 自動車用空気調和装置
18(18a、18b) アクチュエータの駆動源(電動モータ)
40 ポテンショメータ
41 A/D変換回路
42 デジタルフィルタ(比較演算手段)
42a 演算処理回路
42b 第1の記憶部
42c 第2の記憶部
42d 比較器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital filter, and more particularly, to a digital filter used in a digital control circuit for feedback-controlling the operation of an electric door opening / closing control motor incorporated in an actuator of a vehicle air conditioner as a driving source of the actuator.
[0002]
[Prior art]
In an air conditioner for an automobile, an electric door is opened and closed as an actuator of a control valve body called an intake door for adjusting an intake ratio of outside air and inside air or an air mix door for adjusting a mixture ratio of cold air and hot air. An actuator using a control motor as a drive source is employed. A feedback control method is used for controlling the electric door opening / closing control motor (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In the feedback control circuit described in Patent Document 1, the operating position of the electric door opening / closing control motor corresponding to the degree of opening of each door is detected by a potentiometer, and a feedback signal from the potentiometer is converted into a digital signal. The operation of the electric door opening / closing control motor is controlled to move the door to the desired opening based on the deviation between the signal and the target value corresponding to the desired door opening.
[0004]
By the way, if noise is superimposed on the feedback signal, it becomes difficult to perform appropriate feedback control. Therefore, it is conceivable to apply a digital filter to remove noise components.
[0005]
Some conventional digital filters use a smoothing method or an integration averaging method, or determine whether or not the data value at the center point is noise from five data values in order to remove spike noise. In some cases, spike-like noise is removed by making a determination and correcting the value of the data value determined to be the noise (for example, see Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-7-309120 (page 3-5, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-8-330905 (page 2-3, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the conventional digital filters has a complicated configuration, and a digital filter which is output from a potentiometer with a simpler configuration and which can effectively remove noise components of a digital signal subjected to A / D conversion is desired. Had been rare.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a digital filter having a relatively simple configuration that can reduce a noise component of digital data that exhibits a gradually decreasing or increasing value when no noise component is included.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is output from the potentiometer to digitally control the operation of the drive source of the actuator based on a comparison between a target value of the actuator and a feedback signal value from a potentiometer for detecting the operation position of the actuator. A digital filter connected to an A / D conversion circuit for sequentially digitizing an analog feedback signal to reduce noise of digital data output from the A / D conversion circuit, comprising a comparison operation means; The means compares the output with the digital data output from the A / D conversion circuit, and, in accordance with the comparison result, the output to be compared with the digital data output from the A / D conversion circuit. Output digital data equal to the data, digital data one step larger than the output digital data. Or and outputs one step of either small digital data selectively.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, the comparison operation means outputs a digital signal equal to the output data to be compared with the digital data output from the A / D conversion circuit in accordance with a comparison result between the two inputs. Data, that is, digital data that does not change the data value, digital data one stage larger than the digital data, or digital data smaller by one stage, outputs one digital data. Since the digital value sequentially input from the A / D conversion circuit to the comparison operation means is a digital value corresponding to an analog value that gradually increases or decreases gradually from the potentiometer, the change in the digital value does not include a noise component under the situation where the noise component is not included. , At most one step at a time. The comparison operation means compares the output digital data with the digital data from the A / D conversion circuit. Even if the digital data has increased or decreased by more than two steps due to a noise component, the comparison operation means determines the difference in accordance with the comparison result. In this case, digital data indicating one step increase / decrease is output, and a digital signal in which the influence of noise is suppressed can be obtained.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the comparison operation means includes: an operation processing circuit; a first storage unit for storing digital data output from the operation processing circuit; A second storage unit for storing digital data output from the / D conversion circuit, and a comparator for comparing the two digital data stored in the first and second storage units, wherein the arithmetic processing circuit Outputting the digital data stored in the first storage unit when the same result is obtained as a result of comparison by the comparator, and storing the digital data stored in the first storage unit in the second storage unit. When the digital data is larger than the stored digital data, the digital data that is smaller by one step than the digital data stored in the first storage unit is output, and the digital data stored in the first storage unit is stored in the second storage unit. Storage And outputting a one step larger digital data than the digital data stored in said first storage unit is smaller than the digital data.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the comparison operation means can be composed of two storage units, a comparator and an operation processing circuit, whereby the present invention can be implemented relatively inexpensively and easily.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the arithmetic processing circuit can be configured by an up-down counter, thereby realizing the digital filter of the present invention by a combination of commercially available off-the-shelf products. can do.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the driving source is an electric door opening / closing control motor of an air conditioner for a vehicle.
[0015]
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the electric door opening / closing control motor operates each door of the air conditioner. As an air conditioner door whose operation is controlled by an actuator that uses the electric door opening / closing control motor as a drive source, an intake door for adjusting the intake ratio of outside air and inside air, and for adjusting the mixing ratio of cold air and hot air. In addition to the air mix door, there are a well-known separate door, mode door, fresh vent door, bi-level door, and the like.
[0016]
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, the influence of noise can be substantially eliminated from the operation control of the electric motor of the air conditioner, that is, the electric door opening / closing control motor. It is possible to realize a comfortable interior environment.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, features of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0018]
FIG. 1 schematically shows an electric circuit diagram of an actuator operation control device incorporating a digital filter according to the present invention. Prior to the description along FIG. 1, an example of an air conditioner for a vehicle to which the actuator operation control device according to the present invention is applied will be described with reference to FIG.
[0019]
As shown in FIG. 2, an automotive air conditioner 11 according to the present invention has an intake unit 12 for selectively taking in outside air from outside the vehicle or inside air inside the vehicle, and cools air taken in through the intake unit. And a heater unit 14 that adjusts the temperature of the cool air from the cooling unit 13 in harmony with the warm air and then blows the air into the vehicle.
[0020]
At the junction of the outside air intake 15 and the inside air intake 16 provided in the intake unit 12, an intake door 17 for adjusting the ratio of the intake amount of outside air and inside air taken into the inside via the respective intakes 15, 16 is provided. , Are provided so as to be swingable around the pivot 17a. The intake door 17 is operated by an intake door actuator that is driven by an electric motor 18a such as a DC motor, which is an electric door opening / closing control motor. The intake port 15 is rotated between an opening position indicated by reference numeral B and the intake port 15 fully closed.
[0021]
Therefore, as is well known in the art, when the fan motor 19 operates, the outside air introduction mode (FRE) is activated when the intake door 17 is at the opening position A in accordance with the intake negative pressure generated by the rotation of the fan 20. The air is taken into the intake unit 12 from the outside air intake 15 from the outside air intake 15 and from the inside air intake 16 as the inside air circulation mode (REC) when in the opening position B. At an intermediate position between the opening positions A and B, outside air and inside air are introduced into the intake unit 12 from the respective intakes 15 and 16 at a ratio corresponding to the opening position of the intake door 17.
[0022]
The cooling unit 13 is provided with an evaporator 21. When the evaporator 21 receives the supply of the compressed cooling medium from a compressor (not shown) connected thereto, the evaporator 21 cools the intake air from the intake unit 12 by a heat exchange action with the cooling medium.
[0023]
The heater unit 14 is provided with a heater core 22 using, for example, engine cooling water as a heat source. An air mix door 23 is provided in association with the heater core 22. As is well known in the art, the air mixing door 23 has a pivot 23a for adjusting the ratio of the amount of cooling air from the cooling unit 13 that passes through the heater core 22 and the amount that bypasses the heater core 22. The door opening is made variable by the operation of an air-mix door actuator which is driven by an electric motor 18b which is the same electric door opening / closing control motor as described above. By adjusting the opening of the air mix door 23, it is possible to adjust the mixing ratio of the warm air heated by the heater core by passing through the heater core 22 and the cool air from the cooling unit 13 bypassing the heater core 22. it can.
[0024]
The air adjusted to an appropriate temperature by adjusting the mixing ratio can be supplied into the vehicle interior from each of the defrosting outlet 24, the ventilator outlet 25, and the foot outlet 26. Each of the outlets 24, 25 and 26 is provided with a door 27, 28 and 29 for opening and closing the outlet. Although not shown, each of the doors 27, 28, and 29 can be operated by an actuator using an electric motor similar to that described above as a drive source.
[0025]
In the example shown in FIG. 4, each actuator 110 includes an electric motor 18 (18a or 18b), a worm 111 fixed to a rotating shaft of the electric motor, and a reduction gear train 112 (112a, 112b, 112c and 112d) and an actuator lever 13 fixed to the rotation shaft of the final gear 111d, and the actuator lever is connected to the pivot of each door.
[0026]
The actuator operation control device according to the present invention is used to adjust each door opening of the intake door 17 and the air mix door 23. In the illustrated embodiment, an actuator operation control circuit 10 (10a, 10b) for controlling each electric motor 18a, 18b is provided for each of the intake door actuator and the air mix door actuator. The actuator operation control circuit according to the present invention includes all doors 17, 23, 27, 28, and 29, as well as conventionally known separate doors, mode doors, fresh vent doors, and bi-level doors. Can be applied to door control. As is well known, each actuator operation control circuit 10 can perform wireless communication with a main control device 30 for an air conditioner called an AC amplifier.
[0027]
Although not shown, the main control device 30 includes various sensors such as an inside air sensor for detecting the inside temperature of the vehicle, a solar radiation sensor for detecting the amount of solar radiation, an outside air sensor for detecting the outside air temperature, an automatic switch for selecting automatic control, and an inside temperature setting device. The optimum target opening of each of the doors 17 and 23 is calculated based on each signal from the manual switches as described above. The main controller 30 controls each actuator operation control circuit 10 (10a, 10b) to operate each door 17, 23 to its target opening through the respective actuator operation control circuit 10 (10a, 10b). Communicate with them to give the target value of opening.
[0028]
The actuator operation control circuit 10 shown in FIG. 1 is provided for each operation of the opening degree of the intake door 17 or the air mix door 23.
[0029]
Hereinafter, for simplicity of description, the actuator operation control circuit 10 will be described as an actuator operation control circuit 10a for an electric motor 18a that is a drive source of an intake door actuator.
[0030]
The actuator operation control circuit 10 shown in FIG. 1 is provided to feedback-control the opening of the intake door 17 in accordance with a target value of the opening of the intake door 17 given by communication with the main controller 30.
[0031]
The actuator operation control circuit 10 includes a communication unit 31 for communication with the main control device 30, a power supply circuit 32 for obtaining a predetermined voltage power supply for feedback control from the power supply B, and an electric motor for operating the intake door 17. And a control circuit unit 33 for controlling power supply to the motor 18a. The electric motor 18a is incorporated as a drive source in an intake door actuator that operates the intake door 17.
[0032]
The communication unit 31 includes an input / output circuit 34 functioning as an interface for data exchange with the main control device 30, a communication processing circuit 35 for communicating data with the main control device 30 via the input / output circuit, An ID setting circuit 36 for setting a communication identifier for identifying the operation control circuit 10 (10a, 10b). The communication processing circuit 35 identifies data that matches the own identifier set by the ID setting circuit 36 among the data transmitted from the main control device 30, and transmits necessary data to the main control device 30. In the illustrated example, a local interconnect network (LIN) is applied as a communication protocol with the main controller 30.
[0033]
In this embodiment, the control circuit unit 33 includes a drive circuit 37 for operating the electric motor 18a that is a drive source of the actuator of the intake door 17, a drive control circuit 38 that outputs a control signal to the drive circuit, A timer circuit 39 for outputting an operation permission signal to the drive control circuit.
[0034]
Although not shown, the drive circuit 37 can be constituted by a conventionally well-known H-bridge circuit formed by connecting four switching elements such as MOS transistors in an H shape. The drive circuit 37 switches the connection relationship between the pair of power supply terminals of the power supply B and the pair of connection terminals of the electric motor 18a according to a control signal supplied from the drive control circuit 38. In response to the switching operation by the drive circuit 37, the electric motor 18a selects, for example, a stop operation, a forward rotation operation, a reverse rotation operation, or a power generation braking operation when the operation is stopped. In the power generation braking operation, as is well known, the electric motor 18a can function as a power generation brake by grounding a pair of connection terminals of the rotating electric motor 18a.
[0035]
As shown in FIG. 4, a rotating shaft of an electric door opening / closing control motor that is a driving source of the intake door actuator, that is, an electric motor 18a, has a worm 111 and a reduction gear train 112 (112a, 112b, 112c, and 112d) that meshes with the worm. ) And the actuator lever 113, the shaft is connected to the pivot 17a of the intake door 17, whereby the opening of the intake door 17 changes according to the operation of the electric motor 18a. The opening of the intake door 17 is detected by the potentiometer 40 as a voltage value.
[0036]
As is well known, the potentiometer 40 includes a resistor 40a and a slider 40b slidable on the resistor. The DC voltage of the power supply circuit 32 is applied between both ends of the resistor 40a, and the slider 40b slides on the resistor 40a between one end and the other end in accordance with the rotation of the intake door 17. Thus, the voltage corresponding to the opening degree of the intake door 17 can be sequentially extracted from the slider 40b.
[0037]
The voltage value output from the slider 40b of the potentiometer 40, that is, the door opening information, is converted by the A / D conversion circuit 41 into, for example, 8-bit digital data. Due to the conversion into the 8-bit digital data, the door opening of the intake door 17 is displayed stepwise by 256 digital data corresponding to the door opening at every 1/256 angle of the adjustable range. You. The feedback signal converted to the digital data is supplied to a comparator 43 connected to a drive control circuit 38 after passing through a digital filter 42 for removing a noise component.
[0038]
As shown in FIG. 1, the feedback signal can be sent from the communication processing circuit 35 to the main controller 30 as needed.
[0039]
As shown in FIG. 3, the digital filter 42 includes an arithmetic processing circuit 42a, a first storage unit 42b that sequentially stores output data Dx of the arithmetic processing circuit, and digital data output from the A / D conversion circuit 41. Are sequentially stored, and a comparison operation means including a comparator 42d.
[0040]
The comparator 42d compares the digital data Dx stored in the first storage unit 42b with the digital data Dx 'stored in the second storage unit 42c, and determines whether both digital data Dx and Dx' are equal. Alternatively, whether the digital data Dx ′ stored in the second storage unit 42c is larger or smaller than the digital data Dx stored in the first storage unit 42b by one step of the digital value discretized Is determined.
[0041]
Since the slider 40b of the potentiometer 40 slides at a substantially constant speed in accordance with the forward or reverse rotation of the electric motor 18a, the analog output voltage from the potentiometer 40 increases and decreases almost proportionally. Therefore, when the analog voltage does not include noise, the A / D conversion circuit outputs a digital value in which discrete digital data is sequentially increased or decreased by one step.
[0042]
When the digital data Dx 'is continuously output from the A / D conversion circuit 41 to the second storage section 42c of the digital filter 42 while the digital data Dx is being output from the digital filter 42, the comparator 42d outputs the first data. The value of the digital data Dx stored in the storage unit 42b is compared with the value of the digital data Dx 'stored in the second storage unit 42c.
[0043]
For example, when the electric motor 18a is stopped, the value of the digital data output from the A / D conversion circuit 41 does not change, and the values of the digital data Dx and Dx 'stored in the two storage units 42b and 42c are equal. Since the data values are held, the comparator 42d outputs a signal indicating that both data values are equal to the arithmetic processing circuit 42a. The arithmetic processing circuit 42a continues to output the digital data Dx which is the current output as a feedback signal under the situation receiving this signal. This feedback signal indicates that the intake door 17 is kept being held at the door opening corresponding to the digital data Dx.
[0044]
When the digital data Dx 'increases or decreases by one step, that is, by one bit in accordance with the operation of the potentiometer 40 due to the forward or reverse rotation of the electric motor 18a, the comparator 42d determines the magnitude relationship (Dx'> Dx or Dx '<). Dx), the comparison result is output to the arithmetic processing circuit 42a. When the arithmetic processing circuit 42a obtains, from the comparator 42d, a comparison result indicating that the digital data Dx 'is larger than the digital data Dx, the arithmetic processing circuit 42a increases the digital data Dx by one step and converts the digital data into a digital data value (Dx + 1). Output as a feedback signal. Therefore, when the opening of the intake door 17 increases by one step in accordance with the forward rotation of the electric motor 18a, the feedback signal sequentially increases by one step. Similarly, when the opening of the intake door 17 decreases by one step in response to the reverse rotation of the electric motor 18a, the feedback signal sequentially decreases by one step.
[0045]
As a result, in a situation where the digital data output from the A / D conversion circuit 41 does not include noise, the digital filter 42 appropriately uses the digital data from the A / D conversion circuit 41 as a feedback signal to the comparator 43. Output. In the example shown in FIG. 1, the comparator 43 calculates a deviation between a target value stored in a third storage unit 44 described later and a feedback signal from the digital filter 42 for feedback control.
[0046]
By the way, for example, when the resistor 40a of the potentiometer 40 has a partial defect, and the slider 40b of the potentiometer 40 slides on the defective portion, noise may be superimposed on the analog signal from the potentiometer 40. is there. When the signal including such a noise component is output from the A / D conversion circuit 41 to the digital filter 42 and the digital signal Dx ′ including the noise component is stored in the second storage unit 42c of the digital filter 42, the comparison is performed. The data is compared with the digital data Dx stored in the first storage unit 42b by the device 42d. As a result, the comparator 42d outputs the comparison result to the arithmetic processing circuit 42a in accordance with the magnitude relation (Dx '> Dx or Dx'<Dx) similar to the above, but the digital data Dx including a noise component is output. ′ Indicates a digital value larger than the previous digital data Dx by more than two steps, the digital filter 42 merely outputs a digital data value larger by one step at its output end.
[0047]
As described above, according to the digital filter 42, even if the digital data subsequent to a certain digital data includes noise giving a large data value difference exceeding two steps between the two data, the influence of the noise is reduced by one. It is possible to suppress an increase in the data value for each step, and it is possible to reduce the influence of the noise on the feedback signal.
[0048]
In addition, by configuring the digital filter 42 with the arithmetic processing circuit 42a, the two storage units 42b and 42c, and the arithmetic processing circuit 42a, the digital filter 42 can be obtained with a relatively simple configuration at a lower cost and easier than in the past. be able to.
[0049]
In addition, a conventionally well-known up-down counter can be used as the arithmetic processing circuit 42a, whereby the digital filter 42 can be obtained by combining commercially available off-the-shelf products.
[0050]
In the illustrated example, the control circuit unit 33 is connected in series to the third storage unit 44 for temporarily holding target value data output from the communication processing circuit 35, and the third storage unit. And a fourth storage unit 45. Each time the target value sent from the main control device 30 is sent from the communication processing circuit 35, the two storage units 44 and 45 send the target value sent from the communication processing circuit 35 using the clock pulse supplied from the communication processing circuit as a trigger. The data latch circuit sequentially stores the target values to be stored in a first-in first-out manner.
[0051]
The target value output from the communication processing circuit 35 is stored in the third storage unit 44 in response to a trigger from the communication processing circuit 35. Thereafter, when a new target value is output from the communication processing circuit 35, the target value stored in the third storage unit 44 is set to the fourth target value as the previous target value in response to a trigger from the communication processing circuit 35. The data is sent to the storage unit 45 and stored in the storage unit. The new target value output from the communication processing circuit 35 is stored in the third storage unit 44. Thereafter, every time a new target value is output from the communication processing circuit 35, the data stored in the third storage unit 44 is updated with the new target value in response to a trigger from the communication processing circuit 35, and the fourth target value is output. The data stored in the storage unit 45 is updated with the target value stored in the first storage. Therefore, the latest target value from the main controller 30 is stored in the third storage unit 44, and the previous target value is stored in the fourth storage unit 45.
[0052]
The latest target value stored in the third storage unit 44 is sent to the comparator 43. The comparator 43 compares the latest target value from the third storage unit 44 with the feedback signal passing through the digital filter 42, and compares the deviation with the drive control circuit 38 for controlling the operation of the electric motor 18a. Output.
[0053]
As long as the drive control circuit 38 receives the operation permission signal from the timer circuit 39, that is, unless the operation control signal is received from the timer circuit 39, the new control value stored in the third storage unit 44 and the feedback A control signal is output to the drive circuit 37 so as to match the signal value. The drive circuit 37 operates according to a control signal from the drive control circuit 38 to rotate the electric motor 18a forward when, for example, the target value is larger than the feedback signal value, thereby increasing the opening degree of the intake door 17. Alternatively, when the target value is smaller than the feedback signal value, the electric motor 18a is operated to rotate in the reverse direction, whereby the opening of the intake door 17 is reduced.
[0054]
In this feedback control, as described above, since the digital filter 42 reduces the noise component included in the feedback signal, the intake signal is quickly and appropriately adjusted to the target value by the feedback signal in which the noise component is reduced. Receive control toward.
[0055]
In the illustrated embodiment, an overcurrent detection circuit 46 and a drive voltage control circuit 47 for preventing supply of an overcurrent to the electric motor 18a are provided. When an overcurrent to the electric motor 18a is detected by the overcurrent detection circuit 46, the drive control circuit 38 operates the drive circuit 37 to stop supplying power to the electric motor 18a. Further, the drive control circuit 38 receives the control signal from the drive voltage control circuit 47 during braking of the electric motor 18a, and gives a time delay to the operation of the switching element composed of the MOS transistor of the drive circuit 37 so as to give a time delay. Control the gate voltage. Due to this time delay, occurrence of backlash due to sudden braking can be suppressed.
[0056]
When a new target value is stored in the third storage unit 44, the timer circuit 39 that transmits the operation permission signal to the drive control circuit 38, when the new target value is stored in the third storage unit 44, The comparator 48 compares the previous target value stored in the fourth storage unit 45 with the previous target value, and outputs a timer reset signal when the two do not match, and the timer 48 when the timer reset signal is received from the comparator. A timer 49 is provided for continuously outputting the operation permission signal to the drive control circuit 38 for a predetermined time after receiving the reset signal, and stopping the transmission of the operation permission signal when a predetermined time has elapsed.
[0057]
The required time set by the timer 49, that is, the predetermined time for continuously outputting the operation permission signal, is set to the given target opening regardless of the opening position of the intake door 17 by the operation of the ordinary electric motor 18a. The time required to move the intake door 17 and converge the movement to the target opening is set. As the required time, for example, 15 seconds, which is slightly longer than the time required for the slider 40b of the potentiometer 40 to move from one end of the resistor 40a to the other end, is employed as described above.
[0058]
When a new target value is stored in the third storage unit 44, the comparator 48 of the timer circuit 39 stores the target value stored in the third storage unit 44 in the target stored in the fourth storage unit 45. When the value coincides with the value, the timer 49 does not output the timer reset signal.
[0059]
Therefore, for example, when a new target value identical to the previous target value is transmitted from the main control device 30 to the actuator operation control circuit 10, the target values of the third storage unit 44 and the fourth storage unit 45 become Since they match, the comparator 48 does not output a timer reset signal to the timer 49. Therefore, in this case, the operation of the drive control circuit 38 is stopped, and the drive circuit 37 holds the electric motor 18a in a stopped state without operating the electric motor 18a. As a result, the intake door 17 is kept at the opening that matches the previous target value.
[0060]
On the other hand, when a new target value different from the previous target value is transmitted from the main controller 30 to the actuator operation control circuit 10, the comparator 48 of the timer circuit 39 causes the new value stored in the third storage unit 44 to be stored. A mismatch between the desired target value and the previous target value stored in the fourth storage unit 45 is detected, and a timer reset signal is output to the timer 49.
[0061]
Upon receiving the timer reset signal from the comparator 48, the timer 49 outputs an operation permission signal to the drive control circuit 38 for, for example, 15 seconds. The drive control circuit 38 is in an operable state while receiving the operation permission signal. Therefore, in a situation where the overcurrent detection signal from the overcurrent detection circuit 46 is not received, the third drive control circuit 38 operates as described above. The deviation between the target value from the storage unit 44 and the feedback signal output from the potentiometer 40 to the A / D conversion circuit 41 and reduced from the A / D conversion circuit via the digital filter 42 according to the present invention and having reduced noise components is output. The operation of the electric motor 18a is controlled via the drive circuit 37 so that the output of the comparator 43 becomes zero.
[0062]
During the control operation of the actuator operation control circuit 10, for example, a lock state occurs due to a mechanical failure in the electric motor 18a, or the intake door 17 does not converge to the target opening degree for some reason. Even if a hunting phenomenon that causes vibration around the center occurs, the timer 49 stops sending the operation permission signal to the drive control circuit 38 when the predetermined time has elapsed, so that the power supply from the drive circuit 37 to the electric motor 18a is stopped. You.
[0063]
Due to the operation of the timer circuit 39, the overheating due to the lock of the electric motor 18a or the excessive hunting exceeding a predetermined time can be performed without depending on the overheating prevention mechanism of the electric motor 18a and without employing a special duty ratio control program. The phenomenon can be reliably prevented.
[0064]
Although the timer circuit 39 can be omitted, in the automotive air conditioner 11, if the hunting phenomenon described above occurs due to the operation of the intake door 17, the abnormal noise caused by the hunting phenomenon causes a noise in the vehicle. Therefore, by providing the timer circuit 39, an excessive hunting phenomenon in the air conditioner can be prevented. Therefore, it is desirable to provide the timer circuit 39 in order to reduce in-vehicle noise due to the hunting phenomenon.
[0065]
Regarding the required time set by the timer circuit 39, the normal operation of the electric motor 18a moves the intake door 17 to the given target opening regardless of the opening position of the intake door 17, The time required to converge the exercise to the target opening can be appropriately selected.
[0066]
Instead of the intake door 17, an actuator operation control circuit 10 similar to that shown in FIG. 1 can be applied to the operation control of the electric motor 18b of the air mix door 23, and if necessary, the doors 27 to 29 and others can be used. The actuator operation control circuit can also be applied to the door operation control.
[0067]
Further, the actuator operation control circuit can be applied to a wired operation control circuit in addition to the above-described wireless system.
[0068]
In the above description, the digital filter according to the present invention has been described along with an example in which the digital filter is incorporated in an actuator operation control device provided with a drive control circuit 38 that operates in response to an operation permission signal from a timer circuit 39. Instead, the digital filter according to the present invention can be applied to an actuator operation control device provided with a drive control circuit that is not controlled by the timer circuit 39, whereby the noise component included in the feedback signal can be reduced. Since the influence can be effectively reduced, appropriate feedback control can be performed.
[0069]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the comparison operation means compares the output data with the digital data from the A / D conversion circuit, and the digital data has increased or decreased in two or more steps due to noise components. However, since digital data indicating one step of increase or decrease is output according to the comparison result, a digital signal in which the influence of noise is suppressed can be obtained.
[0070]
According to the second aspect of the present invention, the comparison operation means can be composed of two storage units, a comparator and an operation processing circuit, whereby the present invention can be implemented relatively inexpensively and easily.
[0071]
According to the third aspect of the present invention, the arithmetic processing circuit can be constituted by an up / down counter, whereby the digital filter of the present invention can be realized by a combination of commercially available off-the-shelf products.
[0072]
According to the inventions set forth in claims 4 and 5, the influence of noise can be substantially eliminated from the operation control of the door opening / closing control motor that operates the door of the air conditioner for a vehicle, whereby proper air conditioning can be achieved. Thereby, a comfortable in-vehicle environment can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a control circuit incorporating a digital filter according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing an example of a vehicle air conditioner controlled by a control circuit shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing an electric circuit of the digital filter according to the present invention.
FIG. 4 is a structural diagram showing an internal configuration of an actuator according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10. Actuator operation control circuit (actuator operation control device)
11 Automotive air conditioner 18 (18a, 18b) Actuator drive source (electric motor)
40 potentiometer 41 A / D conversion circuit 42 digital filter (comparison operation means)
42a arithmetic processing circuit 42b first storage unit 42c second storage unit 42d comparator

Claims (5)

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デジタル制御すべく前記ポテンショメータから出力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変換回路に接続され、該A/D変換回路から出力されるデジタルデータのノイズを低減するデジタルフィルタであって、比較演算手段からなり、該比較演算手段は、その出力データと前記A/D変換回路から出力されるデジタルデータとを比較し、その比較結果に応じて、前記A/D変換回路から出力される前記デジタルデータの比較対象となる前記出力データに等しいデジタルデータ、該デジタルデータよりも1段階大きなデジタルデータまたは1段階小さなデジタルデータのいずれかを選択的に出力することを特徴とする、アクチュエータ作動制御装置のためのデジタルフィルタ。An analog feedback signal output from the potentiometer is sequentially digitized in order to digitally control the operation of the drive source of the actuator based on a comparison between a target value of the actuator and a feedback signal value from a potentiometer for detecting the operating position of the actuator. A digital filter connected to an A / D conversion circuit for reducing noise of digital data output from the A / D conversion circuit, comprising a comparison operation means, wherein the comparison operation means The digital data output from the A / D conversion circuit is compared with the digital data output from the / D conversion circuit, and the digital data output from the A / D conversion circuit is equal to the output data to be compared with the digital data. Digital data that is one step larger than data or digital that is one step smaller And outputting either data selectively, digital filter for actuator operation control device. 比較演算手段は、演算処理回路と、該演算処理回路から出力されるデジタルデータを格納する第1の記憶部と、前記A/D変換回路から出力されるデジタルデータを格納する第2の記憶部と、前記第1および第2の記憶部に格納された両デジタルデータを比較する比較器とを備え、前記演算処理回路は前記比較器による比較結果で相等しい結果が得られたとき前記第1の記憶部に格納されたデジタルデータを出力し、第1の記憶部に格納されたデジタルデータが第2の記憶部に格納されたデジタルデータよりも大きいとき前記第1の記憶部に格納されたデジタルデータよりも1段階小さなデジタルデータを出力し、第1の記憶部に格納されたデジタルデータが第2の記憶部に格納されたデジタルデータよりも小さいとき前記第1の記憶部に格納されたデジタルデータよりも1段階大きなデジタルデータを出力することを特徴とする請求項1記載のデジタルフィルタ。The comparison operation means includes an operation processing circuit, a first storage unit for storing digital data output from the operation processing circuit, and a second storage unit for storing digital data output from the A / D conversion circuit. And a comparator for comparing the two digital data stored in the first and second storage units, wherein the arithmetic processing circuit is configured to perform the first operation when the comparison result obtained by the comparator is equal. And outputting the digital data stored in the first storage unit when the digital data stored in the first storage unit is larger than the digital data stored in the second storage unit. It outputs digital data one step smaller than the digital data, and stores the digital data in the first storage unit when the digital data stored in the first storage unit is smaller than the digital data stored in the second storage unit. Digital filter according to claim 1, wherein the outputting the first stage large digital data than the digital data. 前記演算処理回路はアップダウンカウンタからなる請求項2記載のデジタルフィルタ。3. The digital filter according to claim 2, wherein said arithmetic processing circuit comprises an up / down counter. 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記載のデジタルフィルタ。The digital filter according to claim 1, wherein the drive source is an electric door opening / closing control motor of an air conditioner for a vehicle. 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4記載のデジタルフィルタ。The digital filter according to claim 4, wherein the electric door opening / closing control motor operates each door provided in the air conditioner.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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