JP3604244B2

JP3604244B2 - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JP3604244B2
Application number: JP31862796A
Authority: JP
Inventors: 英樹須永; 正敏須藤
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: JPH10138742A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアコン制御ユニットとドアアクチュエータとをローカルエリアネットワーク化（以下、ＬＡＮ化ともいう）し、目標ドア開度を用いてドアの開度を制御する自動車用空気調和装置に関し、特にドアアクチュエータの自己診断機能を備えたＬＡＮ化自動車用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロコンピュータを搭載した従来の自動車用空気調和装置では、マイクロコンピュータで計算された目標開度信号に基づき、インテークドア、エアミックスドアおよびモードドアが電動アクチュエータで自動的に開閉制御される。その際、各ドアの実開度をマイクロコンピュータへフィードバックするために、電動アクチュエータの回動位置信号がマイクロコンピュータへ送信される。このような制御信号を送受信するためには、アンプユニットに内蔵されたマイクロコンピュータと、エアコンユニットに取り付けられた電動アクチュエータとを数十本のハーネスで電気的に接続する必要があった。また、インテークドア、エアミックスドアおよびモードドアの各ドアに必要とされる開度位置も互いに相違することから、電動アクチュエータもそれぞれのドアに応じた作動方式のものが使用され、共用化を図ることができなかった。
【０００３】
このため、エアコンアンプと電動アクチュエータとの間の情報通信をローカルエリアネットワーク化し、伝送媒体であるハーネス本数の削減と電動アクチュエータの統合化を図ることが行われている。この種のＬＡＮ化された自動車用空気調和装置では、電動アクチュエータに信号処理回路を構成するＩＣチップが搭載され、このＩＣチップとアンプユニットのマイクロコンピュータとの間でデータの送受信が行われるが、ドアの実開度位置のフィードバックは電動アクチュエータ内のＩＣチップを含む電子回路で自己処理されるため、ハーネス本数が削減できると同時に、この電子回路内でそれぞれのドアに応じた開度位置制御が行えるので電動アクチュエータの共用化を実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マイクロコンピュータが搭載された従来の自動車用空気調和装置は、電動アクチュエータの動作が正常に行われているかどうかの、いわゆる自己診断機能を備えており、マイクロコンピュータにて電動アクチュエータの動作を検証し、異常が発生した場合にはモニタ等に表示することができた。これは、自己診断に必要な位置信号などの電動アクチュエータに関するデータが、全てマイクロコンピュータに送信され、ここで全ての情報処理が行われるからである。
【０００５】
しかしながら、上述したＬＡＮ化自動車用空気調和装置では、電動アクチュエータの位置信号をマイクロコンピュータへフィードバックする必要性がないため、通信フォーマット中、電動アクチュエータ側からマイコン側へ送信されるデータ長は、単に電動アクチュエータが動作中（ハイレベル信号）か停止中（ローレベル信号）かの１ｂｉｔしか用意されていない。
【０００６】
その結果、マイコン側へハイレベル信号が送信されている状態であっても、電動アクチュエータが正常に作動しているのか、モータロックしているのかの判断ができなかった。また、マイコン側へローレベル信号が送信されている状態であっても、電動アクチュエータが正常に停止しているのかあるいは通信エラーによって停止しているのかの判断もできなかった。
【０００７】
尤も、通信フォーマットに占める電動アクチュエータの作動状況に関するデータ領域を増やせば本問題は解消されるが、こうすると目標ドア開度信号などの他のデータ領域が侵食されるので好ましくない。
【０００８】
本発明は、通信フォーマットを変更することなくアクチュエータの自己診断機能を備えたＬＡＮ化自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、各センサ、各スイッチ入力によりマイクロコンピュータによって演算処理され決定された目標ドア開度を決定する目標ドア開度決定手段と；前記目標ドア開度決定手段で決定された目標ドア開度のデータを受信し、検出された実際のドア開度が前記目標ドア開度に一致するようにドアを動作させる信号処理手段を有するアクチュエータと；を備え、前記アクチュエータから当該アクチュエータの動作信号および停止信号が出力される自動車用空気調和装置において、
前記アクチュエータに対して前記ドアを動作させる診断用動作信号を出力し、この診断用動作信号に対して前記アクチュエータの動作信号および停止信号の受信の有無により当該アクチュエータの故障診断を行う自己診断手段をさらに備えたことを特徴とする自動車用空気調和装置が提供される。
【００１０】
この自動車用空気調和装置では、アクチュエータから出力されるデータが当該アクチュエータの動作信号および停止信号の２種類の信号であるため、この信号のみをもってアクチュエータの動作診断を行うことはできないが、自己診断手段からアクチュエータに対してドアを動作させる診断用動作信号を出力し、この診断用動作信号の応答信号の如何でアクチュエータの故障診断を行う。
【００１１】
すなわち、自己診断手段からアクチュエータに診断用動作信号を出力すると、アクチュエータは、その診断用動作信号に応じたドア開度となるように動作を開始したのち、診断用動作信号に応じたドア開度位置で停止する。したがって、アクチュエータが正常である限り、診断用動作信号を受信すると、まず動作信号が出力され、一定時間経過後に停止信号が出力されるはずである。
【００１２】
このような動作信号に対する応答信号の因果関係を利用して、アクチュエータからの出力信号がたとえ２種類の信号のみであったとしても、これのみでアクチュエータの故障診断を行うことができる。
【００１３】
本発明におけるアクチュエータは、自動車用空気調和装置で用いられる全てのアクチュエータ、例えばインテークドアアクチュエータ、エアミックスドアアクチュエータ、モードドアアクチュエータの他、バイパスドアなどの補助ドアアクチュエータなどを含み、何れのドアアクチュエータにも限定されない。
【００１４】
インテークドア、バイパスドアまたはモードドア用アクチュエータの場合には、乗員により選択されるドア開度は主としてそのまま目標ドア開度とされてアクチュエータに送信され、実開度と比較された上でドアが動作されるが、自動制御モードが選択された場合には、乗員の選択により設定された温度と予め定められたプログラムに基づいて、これらのアクチュエータに対する目標ドア開度を演算し、決定しても良い。
【００１５】
また、エアミックスドア用アクチュエータの場合には、限定はされないが、ドア開度の制御を精密に行う必要があるため、目標ドア開度を決定するに際し、車室内温度に影響を及ぼすとされる温度影響要素を考慮して、まず設定温度と車室内温度との温度偏差を求め、この温度偏差に基づいて目標ドア開度を決定することが好ましい。
【００１６】
本発明は、特に、エアコン制御ユニットからアクチュエータに対して目標ドア開度の動作信号が出力され、これに対してアクチュエータで検出された実際のドア開度を目標ドア開度に一致させる信号処理が行われるもの、なかでもアクチュエータからエアコン制御ユニットに送信されるデータが主として動作信号と停止信号のみであるものに適用して好ましい。この種の自動車用空気調和装置では、アクチュエータの実際の開度データなど、故障診断に用いて好ましいデータは、当該アクチュエータ内で自己処理され、エアコン制御ユニットに送信する必要がなく、エアコン制御ユニットには動作信号と停止信号があれば充分だからである。したがって、本発明によれば、故障診断専用のデータを用いることなく、１ｂｉｔのデータ量でアクチュエータの故障診断を行うことができる。
【００１７】
本発明により提供される上記自動車用空気調和装置において、自己診断手段にて実行される自己診断手順は、以下の如く具体化することができる。
【００１８】
まず、第１の自己診断手順として、前記自己診断手段は、前記アクチュエータに対して前記ドアを何れか一方向に動作させる診断用動作信号を出力し、
（Ａ）前記診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信し、さらに一定時間が経過した後に前記アクチュエータの停止信号を受信したときは、前記アクチュエータは正常であると判断し、
（Ｂ）前記診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信したが一定時間を経過しても前記アクチュエータの停止信号を受信しなかったときは、前記アクチュエータはロック状態にあると判断し、
（Ｃ）前記診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信しなかったときは、前記アクチュエータは通信異常状態であると判断する。
【００１９】
すなわち、自己診断手段からアクチュエータに診断用動作信号を出力すると、アクチュエータは、その診断用動作信号に応じたドア開度となるように動作を開始したのち、診断用動作信号に応じたドア開度位置で停止する。つまり、アクチュエータが正常である限り、診断用動作信号を受信すると、まず動作信号が出力され、一定時間経過後に停止信号が出力されるはずである。したがって、上記（Ａ）の如く「正常」の判断を下す。
【００２０】
アクチュエータが診断用動作信号を受信して動作を開始したが、一定時間を経過しても停止信号が出力されない場合は、動作中であるか、あるいはドアは停止しているがモータへの電流が供給されているいわゆるモータロック状態であるかの何れかである。したがって、診断用動作信号に対するドアの必要動作時間を一定時間に設定しておけば、それ以上の時間が経過しても停止信号が出力されないということは、モータロック状態に他ならないので、上記（Ｂ）の如く「ロック状態」の判断を下す。
【００２１】
また、アクチュエータが診断用動作信号を受信したが、動作信号を出力しない場合は、通信異常に他ならないので、上記（Ｃ）の如く「通信異常状態」の判断を下す。
【００２２】
以上の第１の自己診断手順は、プログラムを簡素に構成できるのでプログラム格納領域が少量で足り、また診断処理も短時間で行える。
【００２３】
第２の自己診断手順として、前記自己診断手段は、前記アクチュエータに対して前記ドアを何れか一方向に動作させる第１の診断用動作信号を出力し、その後、前記アクチュエータに対して前記ドアを他方向に動作させる第２の診断用動作信号を出力し、
（Ａ）前記第１の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信し、さらに一定時間が経過した後に前記アクチュエータの停止信号を受信し、かつ前記第２の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信し、さらに一定時間が経過した後に前記アクチュエータの停止信号を受信したときは、前記アクチュエータは正常であると判断し、
（Ｂ）前記第１の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信したが一定時間を経過しても前記アクチュエータの停止信号を受信しなかったとき、または前記第２の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信したが一定時間を経過しても前記アクチュエータの停止信号を受信しなかったときは、前記アクチュエータはロック状態にあると判断し、
（Ｃ）前記第１の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信しなかったとき、または前記第２の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信しなかったときは、前記アクチュエータは通信異常状態であると判断する。
【００２４】
すなわち、第１の自己診断手順を複数回繰り返す。
このときアクチュエータに送信される診断用動作信号は、それぞれ異なるドア開度の動作信号であることが好ましい。上述した第１の自己診断手順でも充分に故障判断が下せるが、自己診断手段からアクチュエータに送信される診断用動作信号が、たまたま実開度に一致していた場合には、アクチュエータは何らの動作を行わないでそのままの位置を維持することとなる場合もある。したがって、希ではあるが、このようなケースであっても、異なるドア開度の診断用動作信号を複数回送信することで、アクチュエータは必ず動作することになり、自己診断精度がより向上する。
【００２５】
本発明において、自己診断手段により出力される診断結果は、表示手段に表示して、乗員にその旨を喚起することが好ましい。これにより、アクチュエータの故障に起因するエアコン不具合の未然防止が図られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の自動車用空気調和装置を示すブロック図、図２は本発明の自動車用空気調和装置の実施形態を示すブロック図、図３は同実施形態のシステム図、図４は図２に示すドアアクチュエータを示すブロック図、図７は図２に示すエアコンアンプユニットとアクチュエータとの間で交信される通信フォーマットを示す図、図８は図７に示すアクチュエータからの返信信号を示す波形図である。
【００２７】
まず図２および図３に示す本実施形態の自動車用空気調和装置１００の機械系の構成を説明する。図３に示すように、この自動車用空気調和装置１００は、インテークユニット１０、クーラユニット２０およびヒータユニット３０からなり、それぞれインテークユニットケース１１、クーラユニットケース２１、ヒータユニットケース３１を有し、この順序で接続されている。
【００２８】
インテークユニットケース１１には、車室外の空気を取り入れるための外気取入口１２と、室内空気を循環させるための内気取入口１３とが形成されている。内気取入口１３は、インテークユニットケース１１に直接開口形成されているが、外気取入口１２は、車体のカウルパネルに開口形成された取入口とエアダクトを介して連通している。
【００２９】
インテークユニットケース１１には、インテークドア１６Ｄが回動自在に設けられており、外気取入口１２を全閉する位置（内気循環モード）と内気取入口１３を全閉する位置（外気取入モード）との間を回動し、必要に応じてその中間位置（内外気取入モード）でも停止する。このインテークドア１６Ｄの回動動作は、同じくインテークユニットケース１１に取り付けられたインテークドアアクチュエータ４１によってなされる。
【００３０】
なお、内気および／または外気の取り入れは、ファンモータ１４によって回転するファン１５により行われ、ファンモータ１４はエアコンアンプユニット５０から送信される動作信号に基づきファンコントロール回路４５を介して制御される。
【００３１】
クーラユニットケース２１には、取入空気を冷却するためのエバポレータ（凝縮器）２２が設けられており、このエバポレータ２２は、これとコンプレッサ、コンデンサ（蒸発器）、膨張弁およびリキッドタンク等を冷媒配管で接続して構成される冷房サイクルの一要素となる。この冷房サイクルの運転および停止は、車室内のインストルメントパネルに設けられたコントロールパネル７０のエアコンスイッチにより行われる。なお、本発明ではクーラユニット２０を省略しても良い。
【００３２】
ヒータユニット３０は、インテークユニット１０およびクーラユニット２０を通過した空気を温調するとともに、車室内に対して所望の吹出口から調和空気を配風する機能を有している。このために、ヒータユニットケース３１には、ヒータコア３２がバイパス路３７を形成するように設けられ、当該ヒータコア３２の前面に設けられたエアミックスドア３３によりヒータコア３２を通過する空気量とバイパス路３７を通過する空気量とを比率が調節される。
【００３３】
なお、ヒータコア３２には、車両のエンジン冷却水が循環し、このエンジン冷却水と空気との熱交換によって当該空気が加熱される。また、エアミックスドア３３は、ヒータコア３２の前面を全閉する位置（フルクール）とバイパス路３７を全閉する位置（フルホット）との間を、エアミックスドアアクチュエータ４３により回動する。
【００３４】
ヒータユニットケース３１の下流側には、エアミックスチャンバ３９が形成され、ここにベント吹出口３４、デフロスト吹出口３５およびフット吹出口３６が形成されている。ベント吹出口３４は、エアダクトを介して車室内のインストルメントパネルの前面に設けられたベントグリルに連通され、調和空気を主として乗員の上半身に向かって吹き出す。デフロスト吹出口３５は、エアダクトを介してインストルメントパネルの上面に設けられたデフロストグリルに連通され、低湿度空気または温風などをフロントガラス内面に向かって吹き出し、曇りを晴らす。フット吹出口３６は、ヒータユニットケース３１から直接または短いエアダクトを介して車室内の乗員の足下で開口し、主として温風を乗員の足下に向かって吹き出す。
【００３５】
また、それぞれの吹出口３４，３５，３６には、ベントドア３４Ｄ、デフドア３５Ｄ、フットドア３６Ｄがそれぞれの吹出口を開閉可能に設けられており、これらのドア３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、リンク機構等を介してモードドアアクチュエータ４４により動作する。つまり、ベントモード、デフロストモード、バイレベルモード、フットモード等の各種吹出モードの選択によって、３つのドア３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄの開閉の組み合わせにしたがって、これらのドアが動作する。例えば、バイレベルモードでは、ベント吹出口およびフット吹出口をそれぞれ半開とし、ベント吹出口からは冷風をフット吹出口からは温風を吹き出し、いわゆる頭寒足熱型の温調を行う。
【００３６】
本実施形態の自動車用空気調和装置１００では、ヒータユニットケース３１に第２のバイパス路３８が形成され、この第２のバイパス路３８を全閉および全開するバイパスドア３８Ｄがさらに設けられている。このバイパスドア３８Ｄはバイパスドアアクチュエータ４２によって動作するが、エアミックスドア３３をヒータコア３２の全開位置に回動させて温風をフット吹出口３６に導く際に、バイパスドア３８Ｄを全開することで、冷風をベント吹出口に導き、これにより頭寒足熱型温調における温度差を高めるものである。なお、本発明において第２のバイパス路３８およびバイパスドア３８Ｄを省略しても良い。
【００３７】
次に、本実施形態の自動車用空気調和装置１００の制御系の構成を説明する。図３に示すように、本実施形態の自動車用空気調和装置１００は、エアコンアンプユニット５０、各種センサ類６１〜６６、およびコントロールパネル７０を有している。
【００３８】
エアコンアンプユニット５０は、マイクロコンピュータを内蔵し、後述する各種センサ類６１〜６６やコントロールパネル７０のスイッチ類からの入力信号をプログラムソフトにしたがって演算処理し、ファンモータ１４、各ドアアクチュエータ４１〜４４、および図外のコンプレッサ等を総合的に制御する。詳細は後述するが、図１に示す本発明に係る目標ドア開度決定手段５１および自己診断手段５２、および図２に示す車室内空気温度推定手段５３、温度偏差算出手段５４は、当該エアコンアンプユニット５０内で、具体的にはマイクロコンピュータのＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭで構成されている。
【００３９】
センサ類のうち水温センサ６１は、エンジン冷却水の温度を検出するセンサであり、エンジン冷却水回路に設けられて、水温を抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
【００４０】
冷媒温度センサ６２は、冷房サイクルを循環する冷媒温度を検出するセンサで、例えばエバポレータ２２の入口側に取り付けられて、冷媒温度を抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
【００４１】
内気センサ６３は、車室内の実際の空気温度を検出するセンサであり、例えばインストルメントパネルの前面に設けられて、室内温度Ｔｉｎｃを抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
【００４２】
外気センサ６４は、車室外の実際の空気温度を検出するセンサであり、例えばフードロックステイに設けられて、外気温度Ｔａｍを抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
【００４３】
日射センサ６５は、フロントガラスから室内に入る日射量Ｑｓｕｎをフォトダイオードで検出し、電流値としてエアコンアンプユニット５０に出力するセンサで、例えばインストルメントパネルの上面に設けられている。
【００４４】
吸込温度センサ６６は、エバポレータ２２を通過した後の空気温度を検出するセンサで、クーラユニット２０に設けられ、吸込温度Ｔｉｎｔを抵抗値に変換してエアコンアンプユニット５０に出力する。
【００４５】
なお、これら各センサ類６１〜６６からエアコンアンプユニット５０に出力された抵抗値または電流値による信号は、エアコンアンプユニット５０で電圧値に変換されて入力される。
【００４６】
コントロールパネル７０は、乗員が操作し易いインストルメントパネルの中央に装着され、ファンスイッチ、テンプコントロールレバー（またはダイヤル）、吹出モードスイッチ、エアコンスイッチおよび内気強制循環スイッチなどの各種スイッチ類７１と、ファン速度や温度等を表示する表示パネル７２と、エアコンアンプユニット５０とのデータの通信を行うための通信インターフェース７３とを有している。図１に示す本発明の自動車用空気調和装置において、ドア開度設定手段７１は、例えばテンプコントロールレバーや吹出モードスイッチあるいは内気強制循環スイッチなどに相当する。また、同図に示す表示手段７２として、コントロールパネル７０の表示パネル７２を共用することができる。
【００４７】
既述したドアアクチュエータ４０（４１〜４４）は、図４に示されるように、ドアを機械的に開閉するためのモータ４０ａと、ドアの開度を電圧値に変換して検出するドア開度センサ４０ｂとの他に、ＩＣチップ等からなる信号処理回路４０ｃを備えたものである。そして、エアコンアンプユニット５０にて目標ドア開度Ｘｐｂｒが決定されると、当該目標ドア開度のデータを信号処理回路４０ｃで受信し、この信号処理回路４０ｃにて、ドア開度センサ４０ｂで検出される実際のドア開度Ｘが目標ドア開度と一致するようにモータ４０ａに電流を流す。なお、ドア開度センサ４０ｂは、ドアアクチュエータ４０に内蔵されたＰＢＲ（ポテンショバランスレジスタ）で構成されているが、その他のエンコーダで構成しても良い。
【００４８】
さらに、本実施形態の自動車用空気調和装置１００では、図２に示すように、エアミックスドア３３の制御要素として、エアコンアンプユニット５０に、車室内の空気温度を温度影響要素を考慮して推定する車室内空気温度推定手段５３と、テンプコントロールレバー７１で設定された設定温度Ｔｐｔｃと車室内空気温度推定手段５３により推定された車室内空気温度との偏差Ｓを求める温度偏差算出手段５４と、温度偏差算出手段５４で求められた温度偏差Ｓに基づいて、エアミックスドア３３の動作方向がどちらの方向かを判定し、前回の目標ドア開度に一定開度を加算もしくは減算することにより目標ドア開度を決定する目標ドア開度決定手段５１とが設けられている。これらは全てマイクロコンピュータのＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭ等の電子部品で構成されている。
【００４９】
車室内空気温度推定手段５３では、テンプコントロールレバー７１にて乗員の選択により車室内温度Ｔｐｔｃが設定されると、車室内の空気温度を温度影響要素を考慮して推定する。ここでいう温度影響要素とは、内気温度、外気温度、日射量、吸込温度など、車室内の空気温度に影響を与える可能性のある要素をいい、具体的には内気センサ６３、外気センサ６４、日射センサ６５、および吸込温度センサ６６で検出された内気温度Ｔｉｎｃ、外気温度Ｔａｍ、日射量Ｑｓｕｎ、吸込温度Ｔｉｎｔが用いられている。
【００５０】
温度偏差算出手段５４は、設定温度Ｔｐｔｃと車室内空気温度との偏差Ｓを求めるもので、この温度偏差Ｓは、設定温度に対する車室内空気温度の偏り度合いを意味し、例えばエアミックスドアアクチュエータを動作対象とする場合には、設定温度Ｔｐｔｃ、外気温度Ｔａｍ、内気温度Ｔｉｎｃ、吸込温度Ｔｉｎｔおよび日射量Ｑｓｕｎを用いた熱平衡式によって算出される。熱平衡式は、例えば下記式で与えられるが、本発明では特に限定されない。
【００５１】
【数１】
Ｓ＝（Ａ＋Ｄ）Ｔｐｔｃ＋（Ｂ・Ｔａｍ−Ｄ・Ｔｉｎｃ）＋Ｃ・Ｑｓｕｎ＋Ｅ＋αＸｍ−（Ｆ・Ｘ＋Ｇ）（８８−Ｔｉｎｔ）−Ｔｉｎｔ
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは係数、Ｔｐｔｃは設定温度、Ｔａｍは外気温度、Ｔｉｎｃは内気温度、Ｑｓｕｎは日射量、αＸｍは吹出モードに応じて決定される偏差補正値、Ｘはドア開度、Ｔｉｎｔは吸込温度をそれぞれ表す。
【００５２】
目標ドア開度決定手段５１は、この温度偏差Ｓに基づいて、エアミックスドア３３の動作方向がどちらの方向かを判定し、前回の目標ドア開度に一定開度を加算もしくは減算することにより目標ドア開度を決定し、この目標ドア開度をアクチュエータ４３に送信するものである。
【００５３】
エアコンアンプユニット５０とアクチュエータとの間で交信される通信のフォーマットは、図７に示されるように、例えば１６ｂｉｔのデータ領域のうち、送信の開始を表す符号が書き込まれた領域Ｆ１、送信対象とするドアアクチュエータのアドレスが書き込まれた領域Ｆ２、ドアアクチュエータの動作指令（許可または禁止）が書き込まれた領域Ｆ３、ドアアクチュエータの目標停止位置が書き込まれた領域Ｆ４、Ｆ２〜Ｆ４の情報に対する奇数パリティが書き込まれた領域Ｆ５、および診断用ドアアクチュエータ返信信号が書き込まれた領域Ｆ６に割り振られている。このうち、診断用ドアアクチュエータ返信信号を書き込む領域は、例えば１ｂｉｔのみのデータ長を有し、図８に示されるように、ドアアクチュエータの作動中に出力されるハイレベル信号と、ドアアクチュエータの停止中に出力されるローレベル信号とが書き込まれる。なお、ドアアクチュエータの作動および停止をハイレベルとローレベルとで識別したが、これを逆にすることも可能である。
【００５４】
特に本実施形態の自動車用空気調和装置１００では、ドアアクチュエータ４１〜４４に対して各ドアを動作させる診断用動作信号を出力し、この診断用動作信号に対して各ドアアクチュエータの動作信号（ハイレベル信号）および停止信号（ローレベル信号）の受信の有無により当該各ドアアクチュエータの故障診断を行う自己診断手段５２をさらに備えている。この自己診断手段５２は、エアコンアンプユニット５０のマイクロコンピュータにＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭの形態で組み込まれている。
【００５５】
次に動作を説明する。
図５は図２に示すエアコンアンプユニット５０で実行される情報処理手順を示すフローチャート、図６は図５に示す自己診断ステップ（ステップ１０）のサブルーチンを示すフローチャートである。以下では、エアミックスドア３３の制御を例に挙げて説明する。
【００５６】
まず最初に、自己診断手順を説明する。
例えば、エアコンスイッチが入力されると、ステップ１０にて、自動車用空気調和装置１００のドアアクチュエータ４１〜４４に異常がないかどうかをチェックする。図６に示す自己診断ルーチンでは、まずエアミックスドア３３を全開位置に作動させる目標ドア開度信号（診断用動作信号）Ｘｐｂｒが、自己診断手段５２からエアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃへ送信される。この場合、エアミックスドア３３の全開位置（Ｘｐｂｒ＝１００％）とは、当該エアミックスドア３３がヒータコア３２を全開する位置をいうものとする。ただし、ステップ１１で送信される目標ドア開度信号は、エアミックスドア３３がヒータコア３２を全閉する全閉位置とし、後述するステップ１５における全閉ドア開度信号を全開ドア開度信号として、ステップ１１と１５との目標ドア開度信号を互いに逆にすることもできる。
【００５７】
ステップ１１にて全開ドア開度信号Ｘｐｂｒが送信されると、エアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃでは、ポテンショバランスレジスタ４０ｂで検出される実際のエアミックスドア３３の開度Ｘを逐次取り込み、この実ドア開度Ｘが目標ドア開度Ｘｐｂｒに一致するようにモータ４０ａに電流を流す。これにより、当該エアミックスドアアクチュエータ４３が正常であれば動作を開始するので、エアミックスドアアクチュエータ４３から自己診断手段５２へ返信される通信フォーマットＦの領域Ｆ６に、動作信号であるハイレベル信号が書き込まれる。ステップ１２でこのハイレベル信号の有無を判断する。
【００５８】
ステップ１２にてハイレベル信号を確認できない場合には、エアコンアンプユニット５０とエアミックスドアアクチュエータ４３との通信回路に故障があると考えられることから、ステップ１９ｂへ進んで表示パネル７２に「通信エラー」の表示を行う。
【００５９】
ステップ１２にて、エアミックスドアアクチュエータ４３からのハイレベル信号を受信すると、エアミックスドア３３は全開位置に向かって動作を開始したと認識されるので、次に、ステップ１３において、当該全開位置に達するのに要する時間ｔ１だけ待機する。この待機時間ｔ１は、通常、数十秒である。
【００６０】
時間ｔ１経過後に、ステップ１４にて、エアミックスドアアクチュエータ４３から停止信号であるローレベル信号の有無を確認する。ステップ１２にてハイレベル信号を受信したにも拘わらず、ステップ１４にてローレベル信号を受信しなかった場合の現象としては、エアミックスドア３３が回動し始め、全開位置に達する所要時間が経過したにも拘わらず、動作信号が出力されているのであるから、モータがロックしていることと認識される。したがって、ステップ１９ｃに進んで表示パネル７２に「アクチュエータロックエラー」を表示する。
【００６１】
本発明の自己診断手段５２では、少なくともステップ１１〜１４の処理を実行すればアクチュエータの故障診断を行うことができるが、本実施形態ではさらに故障診断の精度を高めるために、ステップ１５〜１８の処理を実行する。
【００６２】
まず、ステップ１５にて、ステップ１１とは逆のドア開度となる位置にエアミックスドア３３を回動させる目標ドア開度信号（診断用動作信号）Ｘｐｂｒが、自己診断手段５２からエアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃへ送信される。この場合、エアミックスドア３３の全閉位置（Ｘｐｂｒ＝０％）とは、当該エアミックスドア３３がヒータコア３２を全閉する位置をいうものとする。
【００６３】
ステップ１５にて全閉ドア開度信号Ｘｐｂｒが送信されると、エアミックスドアアクチュエータ４３の信号処理手段４３ｃでは、ポテンショバランスレジスタ４０ｂで検出される実際のエアミックスドア３３の開度Ｘを逐次取り込み、この実ドア開度Ｘが目標ドア開度Ｘｐｂｒに一致するようにモータ４０ａに電流を流す。これにより、当該エアミックスドアアクチュエータ４３が正常であれば全閉方向に向かって動作を開始するので、エアミックスドアアクチュエータ４３から自己診断手段５２へ返信される通信フォーマットＦの領域Ｆ６に、動作信号であるハイレベル信号が書き込まれる。ステップ１６では、このハイレベル信号の有無を判断する。
【００６４】
ステップ１６にてハイレベル信号を確認できない場合には、ステップ１２と同様に、エアコンアンプユニット５０とエアミックスドアアクチュエータ４３との通信回路に故障があると考えられることから、ステップ１９ｂへ進んで表示パネル７２に「通信エラー」の表示を行う。
【００６５】
ステップ１６にて、エアミックスドアアクチュエータ４３からのハイレベル信号を受信すると、エアミックスドア３３は全閉位置に向かって動作を開始したと認識されるので、次に、ステップ１７において、当該全閉位置に達するのに要する時間ｔ２だけ待機する。この待機時間ｔ２は、上記ｔ１と等しく設定してもよく、通常、数十秒である。
【００６６】
時間ｔ２経過後に、ステップ１８にて、エアミックスドアアクチュエータ４３から停止信号であるローレベル信号の有無を確認する。ステップ１６にてハイレベル信号を受信したにも拘わらず、ステップ１８にてローレベル信号を受信しなかった場合の現象としては、エアミックスドア３３が回動し始め、全閉位置に達する所要時間が経過したにも拘わらず、動作信号が出力されているのであるから、モータがロックしていることと認識される。したがって、ステップ１９ｃに進んで表示パネル７２に「アクチュエータロックエラー」を表示する。
【００６７】
なお、ステップ１８にてローレベル信号が受信された場合には、エアミックスドアアクチュエータ４３に何ら故障がないものとして、ステップ１９ａにて表示パネル７２に「正常」の旨を表示する。このように、ステップ１２〜１４までの処理をステップ１５〜１８で繰り返すことにより、故障診断の精度を高めることができる。特に、ステップ１１による診断用動作信号が出力されたときに、たまたまエアミックスドア３３が全開位置にあるときは、そのままの位置を維持することとなるので、ステップ１２においてハイレベル信号を受信しないおそれがある。このような不具合を防止できる意味でも、ステップ１５〜１８の処理を付加することが好ましい。
【００６８】
このような自己診断手順は、上記エアミックスドア３３以外のドアのアクチュエータ４１，４２，４４に対しても同様に行われるが、本実施形態では故障診断専用のデータを用いることなく、従来より用いられていた１ｂｉｔのデータ量でアクチュエータの故障診断を行うことができる。
【００６９】
次に、このような自己診断が終了すると、図５に示すステップ２０以降のエアミックスドア３３の自動制御が開始される。
【００７０】
まず、ステップ２０にて、各種センサ類６１〜６６およびコントロールパネル７０からエアミックスドア３３の開度制御に必要な情報が入力される。これと相前後して、ステップ３０にて熱平衡式に用いられる係数Ａ〜Ｇが決定される。なお、厳密には係数ＦおよびＧは次のステップ４０にて決定される。
【００７１】
次いで、ステップ４０にて、上記熱平衡式を用いて温度偏差Ｓが求められるが、この温度偏差Ｓの算出にあたり、まず外気温度Ｔａｍと内気温度Ｔｉｎｃと係数Ｂ，Ｄとから、合成温度Ｗが、Ｗ＝Ｂ・Ｔａｍ＋Ｄ・Ｔｉｎｃにより算出される。次に、前回の演算処理で得られた目標ドア開度Ｘｐｂｒからドア開度Ｘが演算により求められ、また選択されている吹出モードに応じて偏差補正値αＸｍが決定される。さらに、係数ＦおよびＧが、上記ドア開度Ｘと吹出モード（ベント、デフ、バイレベル２のモードかそれ以外か）により決定される。
【００７２】
最後に、このようにして求められた値を上述した熱平衡式に代入し、設定温度と室内温度との温度偏差Ｓが演算される。
【００７３】
ステップ５０では、コントロールパネル７０における設定温度Ｔｐｔｃが、１８．５℃未満のフルクール域か、３１．５℃を越えるフルホット域か、１８．５℃以上、３１．５℃以下の温調域かが判断される。この場合の１８．５℃および３１．５℃という境界温度は単なる例示であって、特に限定されない。
【００７４】
そして、設定温度Ｔｐｔｃが１８．５℃未満のフルクール域である場合には、目標ドア開度がＸｐｂｒ＝０％とされて、エアミックスドア３３をヒータコア全閉位置に回動させる（ステップ７４）。これに対して、設定温度Ｔｐｔｃが３１．５℃を越えるフルホット域である場合には、目標ドア開度がＸｐｂｒ＝１００％とされて、エアミックスドア３３をヒータコア全開位置に回動させる（ステップ７５）。
【００７５】
また、ステップ５０において設定温度Ｔｐｔｃが、１８．５℃以上、３１．５℃以下の温調域である場合には、次のステップ６０にて上記算出された温度偏差Ｓの絶対値｜Ｓ｜が２より大きいか小さいかを判断し、温度偏差の絶対値｜Ｓ｜が２以下の場合は、ステップ７１へ進んで、目標ドア開度Ｘｐｂｒを前回の目標ドア開度と同じ値、すなわちＸｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ＋０％とする。
【００７６】
また、ステップ６０にて、温度偏差Ｓが−２未満である場合には、ステップ７２へ進んで、目標ドア開度Ｘｐｂｒを前回より１％減少、すなわちＸｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ−１％とする。一方、ステップ６０にて、温度偏差Ｓが２より大きい場合には、ステップ７３へ進んで、目標ドア開度Ｘｐｂｒを前回より１％増加、すなわちＸｐｂｒ＝Ｘｐｂｒ＋１％とする。
【００７７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、エアミックスドア３３の制御フローは上述した実施形態以外の方法でも制御でき、図１および図６に示す本発明の故障診断には直接的に関係がない。
【００７８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ＬＡＮ化自動車用空気調和装置であっても、故障診断専用のデータを用いることなく、少量のデータ量でアクチュエータの故障診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用空気調和装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の自動車用空気調和装置の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２に示す自動車用空気調和装置のシステム図である。
【図４】図２に示すエアミックスドアアクチュエータを示すブロック図である。
【図５】図２に示すエアコンアンプユニットで実行される情報処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す自己診断ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図２に示すエアコンアンプユニットとアクチュエータとの間で交信される通信フォーマットを示す図である。
【図８】図７に示すアクチュエータからの返信信号を示す波形図である。
【符号の説明】
１００…自動車用空気調和装置
１０…インテークユニット
１６Ｄ…インテークドア
２０…クーラユニット
３０…ヒータユニット
３４Ｄ…ベントドア
３５Ｄ…デフロストドア
３６Ｄ…フットドア
３８Ｄ…バイパスドア
４０…ドアアクチュエータ
４０ａ…モータ
４０ｂ…ドア開度センサ
４０ｃ…信号処理手段
５０…エアコンアンプユニット
５１…目標ドア開度決定手段
５２…自己診断手段
６０…センサ類
７０…コントロールパネル
７１…ドア開度設定手段
７２…表示手段

Claims

各センサ、各スイッチ入力によりマイクロコンピュータによって演算処理され決定された目標ドア開度を決定する目標ドア開度決定手段（５１）と、
前記目標ドア開度決定手段で決定された目標ドア開度のデータを受信し、検出された実際のドア開度が前記目標ドア開度に一致するようにドアを動作させる信号処理手段（４０ｃ）を有するアクチュエータ（４０）とを備え、
前記アクチュエータから当該アクチュエータの動作信号および停止信号が出力される自動車用空気調和装置（１００）において、
前記アクチュエータに対して前記ドアを動作させる診断用動作信号を出力し、この診断用動作信号に対する前記アクチュエータの動作状態および停止状態の受信により少なくとも当該アクチュエータのロック状態と通信異常状態とを判断する自己診断手段（５２）をさらに備え、
前記自己診断手段（５２）は、前記アクチュエータに対して前記ドアを何れか一方向に動作させる診断用動作信号を出力し、
（Ａ）前記診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信し、さらに一定時間が経過した後に前記アクチュエータの停止信号を受信したときは、前記アクチュエータは正常であると判断し、
（Ｂ）前記診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信したが一定時間を経過しても前記アクチュエータの停止信号を受信しなかったときは、前記アクチュエータはロック状態にあると判断し、
（Ｃ）前記診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信しなかったときは、前記アクチュエータは通信異常状態であると判断することを特徴とする自動車用空気調和装置。
各センサ、各スイッチ入力によりマイクロコンピュータによって演算処理され決定された目標ドア開度を決定する目標ドア開度決定手段（５１）と、
前記目標ドア開度決定手段で決定された目標ドア開度のデータを受信し、検出された実際のドア開度が前記目標ドア開度に一致するようにドアを動作させる信号処理手段（４０ｃ）を有するアクチュエータ（４０）とを備え、
前記アクチュエータから当該アクチュエータの動作信号および停止信号が出力される自動車用空気調和装置（１００）において、
前記アクチュエータに対して前記ドアを動作させる診断用動作信号を出力し、この診断用動作信号に対する前記アクチュエータの動作状態および停止状態の受信により少なくとも当該アクチュエータのロック状態と通信異常状態とを判断する自己診断手段（５２）をさらに備え、
前記自己診断手段（５２）は、前記アクチュエータに対して前記ドアを何れか一方向に動作させる第１の診断用動作信号を出力し、その後、前記アクチュエータに対して前記ドアを他方向に動作させる第２の診断用動作信号を出力し、
（Ａ）前記第１の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信し、さらに一定時間が経過した後に前記アクチュエータの停止信号を受信し、かつ前記第２の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信し、さらに一定時間が経過した後に前記アクチュエータの停止信号を受信したときは、前記アクチュエータは正常であると判断し、
（Ｂ）前記第１の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信したが一定時間を経過しても前記アクチュエータの停止信号を受信しなかったとき、または前記第２の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信したが一定時間を経過しても前記アクチュエータの停止信号を受信しなかったときは、前記アクチュエータはロック状態にあると判断し、
（Ｃ）前記第１の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信しなかったとき、または前記第２の診断用動作信号に対して、前記アクチュエータの動作信号を受信しなかったときは、前記アクチュエータは通信異常状態であると判断することを特徴とする自動車用空気調和装置。