JP2016203726A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダンパを駆動するモータに塗布するグリスの粘度に応じたダンパの駆動を実現する。【解決手段】車両に搭載され、ダンパを駆動するモータを制御する車両用モータ制御装置が、モータの潤滑剤として用いられるグリスの温度と相関関係を有する温度を検出する外気温センサの検出結果に基づいて、モータへの通電時間を決定し(ステップ135)、決定した通電時間だけ、モータに電流を供給する(ステップ140、150、155、160、165)。【選択図】図2
Description
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
特許文献1には、車両用モータ制御装置が、車両用空調装置において用いられるダンパを移動させる際、ダンパの位置検出器が故障した場合にダンパの移動速度を推定し、推定結果に応じた適正な量だけダンパを駆動する技術が開示されている。
具体的には、車両用モータ制御装置は、ダンパを駆動するモータの電源電圧が高いほど高い移動速度を推定し、また、ダンパへの追い風効果または向かい風効果を勘案し、車両用空調装置の送風機への印加電圧に応じて移動速度を推定する。
しかし、発明者の検討によれば、ダンパを駆動するためのモータに潤滑剤として塗布されるグリスの粘度が、ダンパの移動速度に大きく影響することがわかった。本発明は上記点に鑑み、車両用モータ制御装置において、ダンパを駆動するためのモータのグリスの粘度に応じたダンパの駆動を実現することを目的とする。
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、車両に搭載され、ダンパ(5)を駆動するモータ(61)を制御する車両用モータ制御装置(50)であって、前記モータの潤滑剤として用いられるグリスの温度と相関関係を有する温度を検出するセンサ(60)の検出結果に基づいて、前記モータへの通電時間を決定する通電時間決定手段(135)と、前記通電時間決定手段が決定した前記通電時間だけ、バッテリから前記モータに電流を供給させる供給制御手段(140、150、155、160、165)と、を備えた車両用モータ制御装置である。
また、請求項7に記載の発明は、車両に搭載され、ダンパ(5)を駆動するモータ(61)を制御する車両用モータ制御装置(50)であって、前記制御装置は、前記車両の外気の温度を検出する外気温センサ(60)の検出結果に基づいて、前記モータへの通電時間を決定する通電時間決定手段(135)と、前記通電時間決定手段が決定した前記通電時間だけ、バッテリから前記モータに電流を供給させる供給制御手段(140、150、155、160、165)と、を備えた車両用モータ制御装置である。
これらのように、モータの潤滑剤として用いられるグリスの温度と相関関係を有する温度を検出するセンサ(60)の検出結果に基づいて、モータへの通電時間を決定することで、モータのグリスの粘度に応じたダンパの駆動を実現することができる。
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
以下、本発明の一実施形態について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る車両用空調装置1は、車両に搭載され、室内空調ユニット30と、エアコン操作パネル40と、エアコンECU50と、外気温センサ60と、その他図示しないセンサおよびアクチュエータを備えている。
室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されて、車室内に送風空気を供給するユニットである。この室内空調ユニット30は、空調ケーシング2、空調ケーシング2の内部に収容された各種機器(内外気切換ダンパ5、送風機7、ヒータコア10、エアミックスダンパ13、吹出モード切換ダンパ18、19、20等)、を備えている。
空調ケーシング2内には、送風空気の流路が形成されており、空調ケーシング2内の空気流れ上流側部位には、車室内の空気である内気を導入するための内気導入口3と、車室外の空気である外気を導入するための外気導入口4と、これら導入口3、4を選択的に開閉する内外気切換ダンパ5(ドア)が設けられている。
この内外気切換ダンパ5は、電動式のモータ61(例えばDCモータ)によって開閉されるものである。具体的には、電動式のモータ61の出力軸が回転すると、当該出力軸に取り付けられたリンク機構71が変位し、当該リンク機構71に取り付けられた内外気切換ダンパ5が変位する。この変位により、吸込口モードとして内気モードと外気モードの切り替えが実現する。
なお、このリンク機構71は、空調ケーシング2の外部に配置され、モータ61の出力軸および内外気切換ダンパ5の両方に接続されており、モータ61の出力軸の回転トルクを内外気切換ダンパ5に伝達する部材である。例えば、リンク機構71は、内外気切換ダンパ5に接続されると共に所定形状のガイド溝を有する第1リンク部材と、当該ガイド溝内を第1リンク部材に対して摺動可能に係合されると共にモータ61の出力軸に接続される第2リンク部材とを備えている。この場合、第1リンク部材のうちガイド溝を囲む部分の表面と、第2リンク部材のうちガイド溝内を摺動する部分の表面に、潤滑剤としてのグリス71aが塗布されている。これにより、第1リンク部材と第2リンク部材の摩擦抵抗が低減される。
また、このモータ61は、空調ケーシング2の外部に配置され、回転するロータと、当該ロータと同軸に固定された上述の出力軸と、当該出力軸を軸支するベアリングとを有している。そして、出力軸には潤滑剤としてのグリス61aが塗布されており、これにより、出力軸とベアリングの間にはグリス61aが介在し、出力軸とベアリングの摩擦抵抗が低減される。
内気モードは、内気導入口3を全開とするとともに外気導入口4を全閉として空調ケーシング2内へ内気を導入するモードであり、外気モードは、内気導入口3を全閉とするとともに外気導入口4を全開として空調ケーシング2内へ外気を導入するモードである。内外気切換ダンパ5、リンク機構71、およびモータ61は、車両用空調装置1に備えられた内外気切換装置を構成する。
なお、内外気切換ダンパ5の端部が内気導入口3近くに設けられた内気側ストッパ3aに突き当たる位置が、内外気切換ダンパ5の外気モードの位置である。また、内外気切換ダンパ5の端部が外気導入口4近くに設けられた外気側ストッパ4aに突き当たる位置が、内外気切換ダンパ5の内気モードの位置であり、内気側ストッパ3aおよび外気側ストッパ4aは、いずれも、空調ケーシング2の内壁面である。
本実施形態では、内外気切換ダンパ5が位置決めされて停止する位置は、内気モードの位置および外気モードの位置のみであり、内気モードの位置と外気モードの位置の中間位置に位置決め制御されて停止することはない。つまり、内外気切換ダンパ5が1分以上停止する位置は内気モードの位置と外気モードの位置のみである。
内外気切換ダンパ5の空気流れ下流側部位には、遠心式の送風機7が配設されており、この送風機7により導入口3、4から吸入された空気が、後述する各吹出口14、15、17に向けて送風される。
また、送風機7の空気下流側には、空気冷却手段をなす蒸発器9が配設されており、送風機7により送風された送風空気はすべてこの蒸発器9を通過する。蒸発器9は、図示しない圧縮機、凝縮器、気液分離器、および膨張弁等とともに、周知の冷凍サイクルを構成している。そして蒸発器9は、冷凍サイクルにおいて圧縮機での圧縮後に膨張弁によって膨張させられた冷媒を蒸発させ、その冷媒と送風空気とを熱交換させることにより送風空気を冷却する。
また、蒸発器9の空気下流側には、空気加熱手段をなすヒータコア10が配設されており、このヒータコア10は、車両の走行動力を発生するエンジンの冷却水を熱源として空気を加熱している。
そして、空調ケーシング2には、ヒータコア10をバイパスするバイパス通路12が形成されている。また、ヒータコア10の空気流れ上流側かつ蒸発器9の空気流れ下流側には、エアミックスダンパ13が配設されている。エアミックスダンパ13は、サーボモータ62によって駆動され、ヒータコア10を通る送風空気の風量とバイパス通路12を通る送風空気の風量との風量割合(以下エアミックス割合という)を調節することにより、車室内に吹き出す空気の温度を調節する。
また、空調ケーシング2の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口14と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット吹出口15と、車両のフロントガラス16の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口17とが形成されている。
そして、上記各吹出口14、15、17の空気上流側部位には、それぞれ吹出モード切換ダンパ18、19、20が配設されている。なお、これらの吹出モード切換ダンパ18、19、20は、サーボモータ63によって連動して駆動される。
また、エアコン操作パネル40は、車両のセンターコンソールに取り付けられ、複数のメカニカルスイッチを備えている。複数のメカニカルスイッチとしては、例えば、内気モードと外気モードを切り替えるための内外気切替スイッチ41、車室内に吹き出す空気の温度を設定する温度設定スイッチ(図示せず)、冷凍サイクルの作動、非作動を設定するA/Cスイッチ(図示せず)、吹出口14、15、17の開閉を設定する吹出口モード設定スイッチ(図示せず)等がある。
外気温センサ60は、車両に搭載され、車両の外気の温度(すなわち、環境温度)を検出するセンサである。
エアコンECU50は、空調ユニット10の各種機器の作動を制御する制御装置であり、複数個の駆動回路51〜53、マイクロコンピュータ54、バッテリ電圧センサ55、外気温センサ60、および、図示しないセンサ群およびアクチュエータ群を備えている。
駆動回路51は、マイクロコンピュータ54から受ける制御信号に従って、モータ61を駆動するための電流をモータ61に供給する回路である。駆動回路52は、マイクロコンピュータ54から受ける制御信号に従って、サーボモータ62を駆動するための電流をサーボモータ62に供給する回路である。駆動回路53は、マイクロコンピュータ54から受ける制御信号に従って、サーボモータ63を駆動するための電流をサーボモータ63に供給する回路である。
バッテリ電圧センサ55は、車両に搭載され、モータ61〜63、冷凍サイクルのコンプレッサ、ヘッドライト等に作動用の電力を供給する二次電池であるバッテリの電圧を検出するセンサである。
マイクロコンピュータ54(車両用モータ制御装置の一例に相当する)は、CPU、RAM、ROM等を備え、CPUがROMに記録されたプログラムを実行し、実行の際にはRAMを作業領域として使用することで、以下の制御を実現する。
具体的には、マイクロコンピュータ54は、エアコン操作パネル40のA/Cスイッチに対する乗員の操作内容に基づいて、蒸発器9を含む冷凍サイクル中のコンプレッサの作動のオン、オフ、送風機7のオン、オフ等を制御する。
また、マイクロコンピュータ54は、エアコン操作パネル40の温度設定スイッチに対する乗員の操作内容に基づいて設定温度Tsetを決定し、以下の式に基づいて目標吹出温度TAOを決定する。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam+C
ここで、Trは図示しない内気センサで検出された車室内の温度であり、Tamは外気温センサ60で検出された車外の温度であり、Kset、Kr、およびKamは、制御ゲインを示す定数であり、Cは、補正用の定数である。そしてマイクロコンピュータ54は、決定した目標吹出温度TAOに応じたエアミックス割合および送風機7の送風量(具体的には、送風機7が有するファンの回転数)を決定する。そして、決定したエアミックス割合をエアミックスダンパ13にて実現するよう、駆動回路52に制御信号を出力する。また、決定した送風量を送風機7にて実現するよう、送風機7を制御する。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam+C
ここで、Trは図示しない内気センサで検出された車室内の温度であり、Tamは外気温センサ60で検出された車外の温度であり、Kset、Kr、およびKamは、制御ゲインを示す定数であり、Cは、補正用の定数である。そしてマイクロコンピュータ54は、決定した目標吹出温度TAOに応じたエアミックス割合および送風機7の送風量(具体的には、送風機7が有するファンの回転数)を決定する。そして、決定したエアミックス割合をエアミックスダンパ13にて実現するよう、駆動回路52に制御信号を出力する。また、決定した送風量を送風機7にて実現するよう、送風機7を制御する。
また、マイクロコンピュータ54は、エアコン操作パネル40の吹出口モード設定スイッチに対する乗員の操作内容に基づいて、操作内容に応じた吹出モード切換ダンパ18、19、20の位置を実現するよう、駆動回路53に制御信号を出力する。
また、マイクロコンピュータ54は、エアコン操作パネル40の内外気切替スイッチ41に対する乗員の操作状態に基づいて、RAM中の回転指示という変数の値を設定する。具体的には、乗員が内気モードから外気モードに切り替えるよう内外気切替スイッチ41を操作したタイミングで、回転指示の値を「正転」に設定する。また、乗員が外気モードから内気モードに切り替えるよう内外気切替スイッチ41を操作したタイミングで、回転指示の値を「反転」に設定する。それ以外の場合、マイクロコンピュータ54は、後述する内外気切替処理54aのステップ120を例外として、回転指示の値を変化させずに現状のまま維持する。
また、マイクロコンピュータ54は、内気モードと外気モードの間の切替を実現するための処理として、内外気切替処理54aを、繰り返し定期的に(具体的には1秒周期で)、実行するようになっている。
この内外気切替処理54aでは、上述の回転指示の変数と、モータ61の作動状態を表すモータ状態という変数と、通電タイマという変数と、通電時間という変数を、RAM中で利用する。通電タイマは、モータ61への通電時間をカウントするための変数であり、通電時間は、内気モードと外気モードの間で切替を行う際にモータ61に通電を継続させる時間を表す変数である。
モータ状態および通電タイマの変数の初期値、すなわち、車両の主電源(例えばIG)が、オンになった場合に初期化された結果の値は、それぞれ、「停止」およびゼロである。以下、この内外気切替処理54aにおけるマイクロコンピュータ54の作動について、図2を用いて説明する。
(A)内気モードで内外気切換ダンパ5が停止を維持する場合の作動
まず、外気導入口4が全閉となる内気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止しており、内外気切替スイッチ41が操作されていない場合について説明する。この場合は、回転指示の値が「停止」になっており、また、モータ状態の値も「停止」になっている。
まず、外気導入口4が全閉となる内気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止しており、内外気切替スイッチ41が操作されていない場合について説明する。この場合は、回転指示の値が「停止」になっており、また、モータ状態の値も「停止」になっている。
この場合、マイクロコンピュータ54は、ステップ105で、回転指示の値が「停止」であるか否かを判定するが、「停止」であると判定し、ステップ110に進む。
ステップ110では、モータ停止出力処理を行う。具体的には、駆動回路51に対して、モータ61への電流供給を停止させる制御信号を出力する。すると駆動回路51は、モータ61への電流供給を行っていれば電流供給を停止し、モータ61への電流供給を行っていなければその状態を維持する。この結果、内外気切換ダンパ5は移動しない。
ステップ110に続いてはステップ115を実行し、モータ状態を「停止」に設定する。続いてステップ120では、回転指示を「停止」に設定し、その後、今回の内外気切替処理54aの処理を終了する。
したがって、内外気切替処理54aを1回実行しても、回転指示の値は「停止」のまま変化せず、モータ状態の値も「停止」のまま変化せず、また、モータ61も作動しないので内外気切換ダンパ5も移動しない。
したがって、外気導入口4が全閉となる内気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止しており、内外気切替スイッチ41が操作されない間は、回転指示の値は「停止」のまま変化せず、モータ状態の値も「停止」のまま変化せず、内外気切換ダンパ5も内気モードの位置に維持される。
(B)内気モードから外気モードに切り替えるよう操作が行われた場合の作動
上記(A)の作動の後、内気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止している状態で、乗員が内気モードから外気モードに切り替えるよう内外気切替スイッチ41を操作した場合について説明する。この場合、乗員が内外気切替スイッチ41を操作したタイミングで、マイクロコンピュータ54は、回転指示の値を「正転」に変更する。また、モータ状態の値は、「停止」のままである。
上記(A)の作動の後、内気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止している状態で、乗員が内気モードから外気モードに切り替えるよう内外気切替スイッチ41を操作した場合について説明する。この場合、乗員が内外気切替スイッチ41を操作したタイミングで、マイクロコンピュータ54は、回転指示の値を「正転」に変更する。また、モータ状態の値は、「停止」のままである。
そして、乗員が内外気切替スイッチ41を操作した直後の内外気切替処理54aにおいて、マイクロコンピュータ54は、ステップ105で、回転指示の値が「正転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ125に進む。ステップ125では、モータ状態が「停止」であるか否かを判定するが、「停止」であると判定し、ステップ130に進む。ステップ130では、通電タイマの値をゼロに設定する。
続いてステップ135では、通電時間の値を決定する。具体的には、この時点におけるバッテリ電圧センサ55の検出値すなわちバッテリ電圧と、外気温センサ60の検出値すなわち外気温に基づいて、通電時間の値を決定する。ここで、外気温は、動作温度の一例に相当する。動作温度は、少なくとも仕様範囲において、リンク機構71の潤滑剤として用いられるグリス71aの温度と正の相関関係を有し、かつ、モータ61の潤滑剤として用いられるグリス61aの温度と正の相関関係を有する温度をいう。
より具体的には、マイクロコンピュータ54は、動作温度(すなわち本実施形態では外気温)とバッテリ電圧と通電時間の対応関係を示すデータとして、図3に示すような特性を有する対応データを、ROM内に記憶している。そしてマイクロコンピュータ54は、外気温センサ60の検出値である動作温度と、バッテリ電圧センサ55の検出値であるバッテリ電圧を、この対応テーブルに適用することで、通電時間を決定する。
なお、この対応テーブルにおける、バッテリ電圧の範囲は9V以上16V以下であり、動作温度の範囲は−40℃以上85℃以下であり、このバッテリ電圧および動作温度の範囲が、仕様範囲に相当する。
なお、この対応テーブルでは、同じバッテリ電圧では、動作温度が低いほど通電時間が長くなっている。これは、動作温度が低いほど、リンク機構71に潤滑剤として用いられるグリス71aの温度およびモータ61に潤滑剤として用いられるグリス61aの温度が低くなり、その結果、グリス61a、71aの粘度が上昇するからである。
モータ61のグリス61aの粘度が上昇すると、モータ61の回転抵抗が増す。するとその結果、内外気切換ダンパ5の移動速度が低下するので、内外気切換ダンパ5を内気モードの位置から外気モードの位置(またはその逆)に動かすために通電時間を長くする必要がある。
また、リンク機構71のグリス71aの粘度が上昇すると、リンク機構71の回転抵抗が増す。するとその結果、内外気切換ダンパ5の移動速度が低下するので、内外気切換ダンパ5を内気モードの位置から外気モードの位置(またはその逆)に移動させるために通電時間を長くする必要がある。
また、この対応テーブルでは、同じ動作温度では、バッテリ電圧が低いほど通電時間が長くなっている。これは、バッテリ電圧が低いほど、モータ61に供給される電流値が低くなり、モータ61の出力軸からリンク機構71に伝達されるトルクが低下するからである。モータ61の出力軸からリンク機構71に伝達されるトルクが低下すると、内外気切換ダンパ5の移動速度が低下するので、内外気切換ダンパ5を内気モードの位置から外気モードの位置(またはその逆)に移動させるために通電時間を長くする必要がある。
続いてステップ140では、モータ状態の値に回転指示の値を代入する。本事例では、回転指示の値が「正転」なので、モータ状態の値も「停止」から「正転」に変化する。続いてステップ145では、モータ状態の値が「正転」であるか否かを判定する。本事例では「正転」であると判定し、ステップ150に進む。ステップ150では、モータ正転出力処理を行う。具体的には、駆動回路51に対して、モータ61を正転させる制御信号を出力する。すると駆動回路51は、モータ61を正転させる極性でモータ61へ電流を供給していなければ、供給を開始し、供給していれば、その供給を継続する。これにより、駆動回路51は正転し、その結果、内外気切換ダンパ5は内気モードの位置(外気導入口4を全閉する位置)から外気モードの位置(内気導入口3を全閉する位置)の方向に移動する。ステップ150の後、今回の内外気切替処理54aの処理を終了する。
(C)外気モードに切り替える操作の後かつ内外気切換ダンパ5の停止直前までの作動
上記(B)の作動の直後、乗員が内外気切替スイッチ41を操作しない状態が続くとする。この場合、上記(B)の作動の後の内外気切替処理54aの実行機会においては、マイクロコンピュータ54は、ステップ105で、回転指示の値が「正転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ125に進む。ステップ125では、モータ状態が「正転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ160に進む。
上記(B)の作動の直後、乗員が内外気切替スイッチ41を操作しない状態が続くとする。この場合、上記(B)の作動の後の内外気切替処理54aの実行機会においては、マイクロコンピュータ54は、ステップ105で、回転指示の値が「正転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ125に進む。ステップ125では、モータ状態が「正転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ160に進む。
ステップ160では、通電タイマの値を1段階だけ増加させる。本実施形態では、内外気切替処理54aが1秒周期で実行されるので、この1段階は1秒であるが、内外気切替処理54aの実行周期が例えば250ミリ秒なら、1段階は0.25秒である。
続いてステップ165では、通電タイマの値が通電時間の値以上であるか否かを判定する。本事例では、まだ通電タイマの値が通電時間の値未満であるとする。したがって、ステップ165では、通電タイマの値が通電時間の値以上でないと判定し、ステップ145に進む。
続いてステップ145では、モータ状態の値が「正転」であるか否かを判定する。本事例では「正転」であると判定し、ステップ150に進む。ステップ150では、既に説明した通りのモータ正転出力処理を行う。すると駆動回路51は、モータ61を正転させる極性でモータ61へ電流を供給する作動を継続する。これにより、モータ61は正転を続け、その結果、内外気切換ダンパ5は内気モードの位置から外気モードの位置の方向に移動を続ける。ステップ150の後、今回の内外気切替処理54aの処理を終了する。
その後の複数回の内外気切替処理54aの実行機会においても、通電タイマが通電時間に到達しない間は、上記と同様、ステップ105、125、160、165、145、150が実行されることで、通電タイマの値が1段階ずつ増大していく。そしてこの間、駆動回路51は、バッテリからの電力供給を用いて、モータ61を正転させる極性でモータ61へ電流を供給する作動を継続する。これにより、モータ61は正転を続け、その結果、内外気切換ダンパ5は内気モードの位置から外気モードの位置の方向に移動を続ける。
なお、バッテリ電圧は長いタイムスパンでは低下したり上昇したりするが、内気モードの位置から外気モードの位置へ(あるいは逆に)内外気切換ダンパ5が移動する程度の短時間では、実質的にバッテリ電圧は一定であり、したがって、内気モードの位置から外気モードの位置へ(あるいは逆に)内外気切換ダンパ5が移動する期間においては、駆動回路51からモータ61へ供給される電力は実質的に一定である。
(D)内外気切換ダンパ5の停止の作動
上記(C)の作動の後、ある内外気切替処理54aの実行機会において、上記のステップ105、125、160と処理が続いた後、ステップ160で通電タイマの値が1段階加算され、通電時間と同じ値になったとする。すると内外気切替処理54aは、続くステップ165で、通電タイマの値通が通電時間の値以上であると判定し、ステップ110に進む。
上記(C)の作動の後、ある内外気切替処理54aの実行機会において、上記のステップ105、125、160と処理が続いた後、ステップ160で通電タイマの値が1段階加算され、通電時間と同じ値になったとする。すると内外気切替処理54aは、続くステップ165で、通電タイマの値通が通電時間の値以上であると判定し、ステップ110に進む。
ステップ110では、既に説明した通りのモータ停止出力処理を行う。すると駆動回路51は、モータ61への電流供給を停止する。この結果、内外気切換ダンパ5が停止する。ステップ110に続いてはステップ115を実行で、モータ状態を「停止」に設定する。続いてステップ120では、回転指示を「停止」に設定し、その後、今回の内外気切替処理54aの処理を終了する。
したがって、通電タイマの値が通電時間と同じになった段階で、すなわち、内外気切換ダンパ5が内気モードの位置から通電時間だけ継続して移動した段階で、駆動回路51からモータ61への電流の供給が停止し、内外気切換ダンパ5の移動が停止する。
なお、既に説明した通り、通電時間の値は、バッテリ電圧および作動温度に応じてグリス61a、71aの粘度を反映するよう決定されているので、バッテリ電圧にお作動温度にも関わらず、内外気切換ダンパ5が内気導入口3を全閉する外気モードの位置にほぼぴったり到達して内気側ストッパ3aに突き当たった時点で、内外気切換ダンパ5の移動が終了する。
したがって、仕様範囲内のいかなる動作温度とバッテリ電圧の組合せ時においても、内外気切換ダンパ5の突き当て位置(外気モードの位置)までの移動が完了すると速やかにモータ61への通電が終了するようになるので、内外気切換ダンパ5が内気側ストッパ3aに突き当たった状態で、内外気切換ダンパ5にトルクが加え続けられる時間が低減される。
従来は、モータの通電時間は、仕様範囲内の動作温度およびバッテリ電圧がそれぞれ下限値の最悪条件においても、内外気切換ダンパを内気モードの位置と外気モードの位置のうち一方の位置から他方の位置まで駆動できるよう、充分長い時間 (一例として例えば16秒) に設定されてきた。
しかしながら、大抵の場合は、動作温度、バッテリ電圧は下限値よりも高い値であり、その状態で、内外気切換ダンパを駆動するためにモータに通電した場合、モータは最悪条件時よりも早い速度で回転するため、上記の通電時間よりも短い時間で端の位置まで移動を完了してしまい、その時点からモータへの通電が終了するまでの間は、内外気切換ダンパが内気側ストッパまたは外気側ストッパに突き当たった状態で、モータによりトルクが加え続けられるため、強度不足によりモータから内外気切換ダンパまでの機構部 (モータ内のギヤ、内外気切換ダンパ、リンク機構等) に故障 (変形、破断等) が発生することがあった。あるいは、故障しないように機構部の強度を上げる必要があった。
これに対し、本実施形態では、内外気切換ダンパ5が内気側ストッパ3aに突き当たった状態で、内外気切換ダンパ5にトルクが加え続けられる時間が低減されるので、機構部(モータ63内のギヤ、内外気切換ダンパ5、リンク機構71等)の故障が少なくなるか、あるいは、機構部の強度を従来よりも低下させてもよくなる。
(E)外気モードで内外気切換ダンパ5が停止を維持する場合の作動
上記(D)の作動の後、外気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止しており、内外気切替スイッチ41が操作されていない場合について説明する。この場合は、引き続き、回転指示の値が「停止」になっており、また、モータ状態の値も「停止」になっている。
上記(D)の作動の後、外気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止しており、内外気切替スイッチ41が操作されていない場合について説明する。この場合は、引き続き、回転指示の値が「停止」になっており、また、モータ状態の値も「停止」になっている。
この場合、マイクロコンピュータ54は、ステップ105で、回転指示の値が「停止」であるか否かを判定するが、「停止」であると判定し、ステップ110に進む。
ステップ110では、既に説明した通りのモータ停止出力処理を行う。すると駆動回路51は、モータ61への電流供給を行っていない状態を維持する。この結果、内外気切換ダンパ5は移動しない。
ステップ110に続いてはステップ115を実行し、モータ状態を「停止」に設定する。続いてステップ120では、回転指示を「停止」に設定し、その後、今回の内外気切替処理54aの処理を終了する。
したがって、内外気切替処理54aを1回実行しても、回転指示の値は「停止」のまま変化せず、モータ状態の値も「停止」のまま変化せず、また、モータ61も作動しないので内外気切換ダンパ5も移動しない。
したがって、内気導入口3が全閉となる外気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止しており、内外気切替スイッチ41が操作されない間は、回転指示の値は「停止」のまま変化せず、モータ状態の値も「停止」のまま変化せず、内外気切換ダンパ5も外気モードの位置に維持される。
(F)外気モードから外気モードに切り替えるよう操作が行われた場合の作動
上記(E)の作動の後、外気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止している状態で、乗員が外気モードから内気モードに切り替えるよう内外気切替スイッチ41を操作した場合について説明する。この場合、乗員が内外気切替スイッチ41を操作したタイミングで、マイクロコンピュータ54は、回転指示の値を「反転」に変更する。また、モータ状態の値は、「停止」のままである。
上記(E)の作動の後、外気モードの位置に内外気切換ダンパ5が停止している状態で、乗員が外気モードから内気モードに切り替えるよう内外気切替スイッチ41を操作した場合について説明する。この場合、乗員が内外気切替スイッチ41を操作したタイミングで、マイクロコンピュータ54は、回転指示の値を「反転」に変更する。また、モータ状態の値は、「停止」のままである。
そして、乗員が内外気切替スイッチ41を操作した直後の内外気切替処理54aにおいて、マイクロコンピュータ54は、ステップ105で、回転指示の値が「反転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ125に進む。ステップ125では、モータ状態が「停止」であるか否かを判定するが、「停止」であると判定し、ステップ130に進む。ステップ130では、通電タイマの値をゼロに設定する。
続いてステップ135では、通電時間の値を、既に説明した通りの方法で決定する。続いてステップ140では、モータ状態の値に回転指示の値を代入する。本事例では、回転指示の値が「反転」なので、モータ状態の値も「停止」から「反転」に変化する。続いてステップ145では、モータ状態の値が「正転」であるか否かを判定する。本事例では「反転」であるので「正転」でないと判定し、ステップ155に進む。ステップ155では、モータ反転出力処理を行う。具体的には、駆動回路51に対して、モータ61を反転させる制御信号を出力する。すると駆動回路51は、モータ61を反転させる極性でモータ61へ電流を供給していなければ、供給を開始し、供給していれば、その供給を継続する。これにより、モータ61は反転し、その結果、内外気切換ダンパ5は外気モードの位置から内気モードの位置の方向に移動する。ステップ150の後、今回の内外気切替処理54aの処理を終了する。
(G)内気モードに切り替える操作の後かつ内外気切換ダンパ5の停止直前までの作動
上記(F)の作動の直後、乗員が内外気切替スイッチ41を操作しない状態が続くとする。この場合、上記(G)の作動の後の内外気切替処理54aの実行機会においては、マイクロコンピュータ54は、ステップ105で、回転指示の値が「反転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ125に進む。ステップ125では、モータ状態が「反転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ160に進む。
上記(F)の作動の直後、乗員が内外気切替スイッチ41を操作しない状態が続くとする。この場合、上記(G)の作動の後の内外気切替処理54aの実行機会においては、マイクロコンピュータ54は、ステップ105で、回転指示の値が「反転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ125に進む。ステップ125では、モータ状態が「反転」であるので、「停止」でないと判定し、ステップ160に進む。
ステップ160では、通電タイマの値を1段階(本実施形態では1秒)だけ増加させる。続いてステップ165では、通電タイマの値が通電時間の値以上であるか否かを判定する。本事例では、まだ通電タイマの値が通電時間の値未満であるとする。したがって、ステップ165では、通電タイマの値が通電時間の値以上でないと判定し、ステップ145に進む。
続いてステップ145では、モータ状態の値が「正転」であるか否かを判定する。本事例では「正転」でないと判定し、ステップ155に進む。ステップ155では、既に説明した通りのモータ反転出力処理を行う。すると駆動回路51は、モータ61を反転させる極性でモータ61へ電流を供給する作動を継続する。これにより、モータ61は反転を続け、その結果、内外気切換ダンパ5は外気モードの位置から内気モードの位置の方向に移動を続ける。ステップ150の後、今回の内外気切替処理54aの処理を終了する。
その後の複数回の内外気切替処理54aの実行機会においても、通電タイマが通電時間に到達しない間は、上記と同様、ステップ105、125、160、165、145、155が実行されることで、通電タイマの値が1段階ずつ増大していく。そしてこの間、駆動回路51は、バッテリからの電力供給を用いて、モータ61を反転させる極性でモータ61へ電流を供給する作動を継続する。これにより、モータ61は反転を続け、その結果、内外気切換ダンパ5は内気モードの位置から外気モードの位置の方向に移動を続ける。
(H)内外気切換ダンパ5の停止の作動
上記(G)の作動の後、ある内外気切替処理54aの実行機会において、上記のステップ105、125、160と処理が続いた後、ステップ160で通電タイマの値が1段階加算され、通電時間と同じ値になったとする。すると内外気切替処理54aは、続くステップ165で、通電タイマの値通が通電時間の値以上であると判定し、ステップ110に進む。
上記(G)の作動の後、ある内外気切替処理54aの実行機会において、上記のステップ105、125、160と処理が続いた後、ステップ160で通電タイマの値が1段階加算され、通電時間と同じ値になったとする。すると内外気切替処理54aは、続くステップ165で、通電タイマの値通が通電時間の値以上であると判定し、ステップ110に進む。
ステップ110では、既に説明した通りのモータ停止出力処理を行う。すると駆動回路51は、モータ61への電流供給を停止する。この結果、内外気切換ダンパ5が停止する。ステップ110に続いてはステップ115を実行で、モータ状態を「停止」に設定する。続いてステップ120では、回転指示を「停止」に設定し、その後、今回の内外気切替処理54aの処理を終了する。
したがって、通電タイマの値が通電時間と同じになった段階で、すなわち、内外気切換ダンパ5が外気モードの位置から通電時間だけ継続して移動した段階で、駆動回路51からモータ61への電流の供給が停止し、内外気切換ダンパ5の移動が停止する。
なお、既に説明した通り、通電時間の値は、バッテリ電圧および作動温度に応じてグリス61a、71aの粘度を反映するよう決定されているので、バッテリ電圧にも作動温度にも関わらず、内外気切換ダンパ5が外気導入口4を全閉する内気モードの位置にほぼ一致して到達して外気側ストッパ4aに突き当たった時点で、内外気切換ダンパ5の移動が終了する。
したがって、仕様範囲内のいかなる動作温度とバッテリ電圧の組合せ時においても、内外気切換ダンパ5の突き当て位置(内気モードの位置)までの移動が完了すると速やかにモータ61への通電が終了するようになる。したがって、内外気切換ダンパ5が外気側ストッパ4aに突き当たった状態で、内外気切換ダンパ5にトルクが加え続けられる時間が低減される。したがって、機構部(モータ63内のギヤ、内外気切換ダンパ5、リンク機構71等)の故障が少なくなるか、あるいは、機構部の強度を従来よりも低下させてもよくなる。
このように、本実施形態では、マイクロコンピュータ54が、モータ61およびリンク機構71の潤滑剤として用いられるグリス61a、71aの温度と相関関係を有する温度を検出する外気温センサ60の検出結果に基づいて、モータ61への通電時間を決定し(ステップ135)、決定した通電時間だけ、モータ61に電流を供給する(ステップ140、150、155、160、165)。これにより、内外気切換ダンパ5を駆動するモータ61およびリンク機構71に塗布されるグリス61a、71aの粘度に応じたダンパの駆動を実現することができる。
また、本実施形態では、リンク機構71の潤滑剤として用いられるグリス71aの温度と正の相関関係を有し、かつ、モータ61の潤滑剤として用いられるグリス61aの温度と正の相関関係を有する動作温度として、外気温センサ60によって検出された外気温度を用いている。外気温センサ60は、目標吹出口温度を算出するために必要な外気温を検出するためのセンサであるから、車両用空調装置1のために元々必要であったセンサを流用して、ストッパ3a、4aに突き当たった状態で内外気切換ダンパ5にトルクが加え続けられる時間が低減される効果を実現することができる。
なお、本実施形態の車両用空調装置1には、内外気切換ダンパ5の位置を検出するためのセンサ(例えばポテンショメータ)が設けられていない。このような環境下においても、上記のようなエアコンECU50の作動により、車両用空調装置1の作動中は常に、内気モードから外気モードに切り替わるときも、内気モードから外気モードに切り替わるときも、それぞれ、ほぼ正確に外気モードの位置および内気モードの位置に内外気切換ダンパ5を停止させることができる。
また、例えば特許文献1の例では、ポテンショメータの故障時にしかバッテリ電圧等からダンパの速度を推定しないが、本実施形態では、内外気切換ダンパ5を移動させるすべての機会で、内外気切換ダンパ5の移動速度を推定した制御を行う。したがって、内外気切換ダンパ5の位置を検出するポテンショメータが無くても、上述の機構部の強度を従来よりも低下させることが可能になる。
なお、本実施形態において、マイクロコンピュータ54が、内外気切替処理54aのステップ135を実行することで通電時間決定手段の一例として機能し、ステップ140、150、155、160、165を実行することで供給制御手段の一例として機能する。
(他の実施形態)
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記実施形態に対する以下のような変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち明らかに矛盾する組み合わせを除く任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記実施形態に対する以下のような変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち明らかに矛盾する組み合わせを除く任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
(変形例1)
上記実施形態では、マイクロコンピュータ54は、内外気切替処理54aのステップ135で、バッテリ電圧と動作温度に基づいて、通電時間を決定するようになっている。しかし、必ずしもこのようになっておらずともよい。
上記実施形態では、マイクロコンピュータ54は、内外気切替処理54aのステップ135で、バッテリ電圧と動作温度に基づいて、通電時間を決定するようになっている。しかし、必ずしもこのようになっておらずともよい。
例えば、ステップ135では、マイクロコンピュータ54は、バッテリ電圧のみに基づいて通電時間を決定するようになっていてもよいし、動作温度のみに基づいて通電時間を決定するようになっていてもよい。これらの場合でも、従来に比べ、内外気切換ダンパ5がストッパ3a、4aに突き当たった状態で内外気切換ダンパ5にトルクが加え続けられる時間は、ある程度低減される。
あるいは、マイクロコンピュータ54は、バッテリ電圧、動作温度に加え、送風機7の送風風量(送風機7が有するファンの回転数)に基づいて、通電時間を決定するようになっていてもよい。
(変形例2)
また、上記実施形態では、リンク機構71の潤滑剤として用いられるグリス71aの温度と正の相関関係を有し、かつ、モータ61の潤滑剤として用いられるグリス61aの温度と正の相関関係を有する動作温度として、外気温センサ60によって検出された外気温度を用いている。
また、上記実施形態では、リンク機構71の潤滑剤として用いられるグリス71aの温度と正の相関関係を有し、かつ、モータ61の潤滑剤として用いられるグリス61aの温度と正の相関関係を有する動作温度として、外気温センサ60によって検出された外気温度を用いている。
しかし、このような動作温度としては、外気温以外を用いてもよい。例えば、リンク機構71の周囲の気温を検出するセンサの検出結果を用いてもよいし、モータ61の周囲の気温を検出するセンサの検出結果を用いてもよい。
また、動作温度としては、リンク機構71の潤滑剤として用いられるグリス71aの温度と負の相関関係を有し、かつ、モータ61の潤滑剤として用いられるグリス61aの温度と負の相関関係を有する温度を採用してもよい。
(変形例3)
上記実施形態では、通電タイマが通電時間に到達するまでは継続的にモータ61に電流が供給されて内外気切換ダンパ5が駆動されている。つまり、内外気切換ダンパ5の駆動は、連続的に、途切れることなく、通電時間だけ実行されている。しかし、かならずしもこのようになっておらずともよく、内外気切換ダンパ5の内気モードの位置から外気モードの位置への駆動(およびその反対の駆動)は、間欠的に、全体として通電時間だけ実行されていてもよい。
上記実施形態では、通電タイマが通電時間に到達するまでは継続的にモータ61に電流が供給されて内外気切換ダンパ5が駆動されている。つまり、内外気切換ダンパ5の駆動は、連続的に、途切れることなく、通電時間だけ実行されている。しかし、かならずしもこのようになっておらずともよく、内外気切換ダンパ5の内気モードの位置から外気モードの位置への駆動(およびその反対の駆動)は、間欠的に、全体として通電時間だけ実行されていてもよい。
(変形例4)
上記実施形態では、動作温度およびバッテリ電圧に基づいて制御される対象が内外気切換ダンパ5であるが、必ずしもこのようになっておらずともよい。例えば、車両用空調装置1のエアミックスダンパ13、吹出モード切換ダンパ18、19、20、および車両用空調装置1以外の車内のダンパも、動作温度およびバッテリ電圧に基づいて制御されるようになっていてもよい。
上記実施形態では、動作温度およびバッテリ電圧に基づいて制御される対象が内外気切換ダンパ5であるが、必ずしもこのようになっておらずともよい。例えば、車両用空調装置1のエアミックスダンパ13、吹出モード切換ダンパ18、19、20、および車両用空調装置1以外の車内のダンパも、動作温度およびバッテリ電圧に基づいて制御されるようになっていてもよい。
3a 内気側ストッパ
4a 外気側ストッパ
5 内外気切換ダンパ
50 エアコンECU
54 マイクロコンピュータ(車両用モータ制御装置)
60 外気温センサ
61 モータ
71 リンク機構
4a 外気側ストッパ
5 内外気切換ダンパ
50 エアコンECU
54 マイクロコンピュータ(車両用モータ制御装置)
60 外気温センサ
61 モータ
71 リンク機構
Claims (7)
- 車両に搭載され、ダンパ(5)を駆動するモータ(61)を制御する車両用モータ制御装置であって、
前記モータの潤滑剤として用いられるグリスの温度と相関関係を有する温度を検出するセンサ(60)の検出結果に基づいて、前記モータへの通電時間を決定する通電時間決定手段(135)と、
前記通電時間決定手段が決定した前記通電時間だけ、バッテリから前記モータに電流を供給させる供給制御手段(140、150、155、160、165)と、を備えた車両用モータ制御装置。 - 前記供給制御手段は、前記通電時間だけ前記モータに電流を供給させることで、前記ダンパがストッパ(3a)に突き当たる位置まで前記ダンパを移動させることを特徴とする請求項1に記載の車両用モータ制御装置。
- 前記モータおよび前記ダンパの両方に接続されて前記モータの回転トルクを前記ダンパに伝達するリンク機構(71)には、グリスが塗布されており、
前記センサは、前記リンク機構に塗布されるグリスの温度と相関関係を有する温度を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の車両用モータ制御装置。 - 前記ダンパは、車室内の空気である内気を車両用空調装置内に導入する内気モードの位置と、車両用空調装置内に外気を導入する外気モードの位置に停止する、内外気切換ダンパであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用モータ制御装置。
- 前記通電時間決定手段は、前記バッテリの電圧に基づいて、前記モータへの通電時間を決定することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用モータ制御装置。
- 前記センサは、前記車両の外気の温度を検出する外気温センサであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両用モータ制御装置。
- 車両に搭載され、ダンパ(5)を駆動するモータ(61)を制御する車両用モータ制御装置であって、
前記制御装置は、前記車両の外気の温度を検出する外気温センサ(60)の検出結果に基づいて、前記モータへの通電時間を決定する通電時間決定手段(135)と、
前記通電時間決定手段が決定した前記通電時間だけ、バッテリから前記モータに電流を供給させる供給制御手段(140、150、155、160、165)と、を備えた車両用モータ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015085238A JP2016203726A (ja) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | 車両用空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015085238A JP2016203726A (ja) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | 車両用空調装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=57489288
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JP2015085238A Pending JP2016203726A (ja) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | 車両用空調装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016203726A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110316061A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 比亚迪股份有限公司 | 车辆、车载显示终端系统和基于其的车辆控制方法 |
-
2015
- 2015-04-17 JP JP2015085238A patent/JP2016203726A/ja active Pending
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CN110316061A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 比亚迪股份有限公司 | 车辆、车载显示终端系统和基于其的车辆控制方法 |
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