JP3892539B2 - 自動車用空調システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータなどの操作対象とこれを制御する制御手段との間をいわゆるＬＡＮ化することにより、車両ハーネス本数の削減とシステムの簡素化を図り、システムコストの低減を図るようにした自動車用空調システムに係り、特に、アクチュエータに加えてさらにブロアファンモータとの間をもＬＡＮ化することにより、システムのより一層の簡素化などを図るようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置に用いられるアクチュエータ制御システムとして、車両ハーネス本数の削減とシステムの簡素化を図りシステムコストの低減を図るため、ドアを駆動するアクチュエータをすべてＩＣを内蔵したＰＢＲ方式のアクチュエータに統一し、これらをオートアンプによって１本の通信線を介して双方向シリアル通信を使って総合的に制御するようにしたもの（アクチュエータとオートアンプ間のＬＡＮ化）が現在開発されている（例えば、特開平９−１０９６６２号公報参照）。以下では、かかるシステムをエアコンＬＡＮシステムと呼ぶことにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエアコンＬＡＮシステムにあっては、ブロアファンモータはＬＡＮ化されておらず、ブロアファンモータの駆動回路は、オートアンプに内蔵されたり、あるいは、別体のファンコントロール回路としてクーリングユニットなどに取り付けられていた。これらの場合には、いずれも、ブロアファンモータの制御に必要なデータ（例えば、実際にブロアファンモータに印加されている電圧）をフィードバックするためのブロアファンモータとオートアンプとをつなぐハーネスが必要となり、ハーネス本数の削減に一定の限界があるとともに、ブロアファンモータとオートアンプとをつなぐハーネスの長さが長くなるため、ハーネスの浮遊容量などにより、回路が発振を起こしたり、ノイズを拾いやすいなどといった不具合を生じるおそれがある。
【０００４】
本発明は、従来のエアコンＬＡＮシステムにおける上記課題に着目してなされたものであり、ブロアファンモータとオートアンプとの間をＬＡＮ化することにより、システムのより一層の簡素化などを図ることができる自動車用空調システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、空調ユニット内に配設された各種のドアに対して、該ドアを駆動するモータと、該ドアの現在位置を電圧として出力する位置検出部と、与えられた目標位置データと前記位置検出部の出力とに基づいて前記モータを制御する制御部とを備えた同種の複数のアクチュエータを設け、これら同種の複数のアクチュエータをシリアル通信を使って制御手段によって総合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、前記制御手段は、前記空調ユニット内に設けられたブロアファンモータを駆動する駆動回路との間でもシリアル通信を行い、前記駆動回路は、前記制御手段によって風量制御の目標値が与えられると、実際に前記ブロアファンモータに加えられている電圧が前記制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、前記ブロアファンモータへの印加電圧を制御する制御部と、ブロアファンモータにソースが接続されるＭＯＳ形電界効果トランジスタと、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲートに接続されるコンデンサと、を有し、前記ブロアファンモータを制御する制御部は、前記モータを制御する制御部と同一種類のＩＣであり、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がフィードバック信号として入力されるＰＢＲ入力端子と、前記コンデンサを充電および放電させて、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート電圧を可変させる２つの出力端子と、を有し、前記駆動回路は、前記ブロアファンモータと、該ブロアファンモータによって回転駆動されるブロアファンとの隙間に配置されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の構成によると、各種のドアを駆動するアクチュエータは１種類に統合されており、これら各アクチュエータと制御手段との間のデータの送受信に加えてブロアファンモータの駆動回路と制御手段との間のデータの送受信をもシリアル通信で行われるため、各アクチュエータおよび駆動回路と制御手段との間の通信線は１本で足りる。このとき、駆動回路は、制御手段によってその通信線を介して風量制御の目標値が与えられると、制御部で、実際にブロアファンモータに加えられている電圧を入力し、この入力した電圧が制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、ブロアファンモータへの印加電圧を制御する。つまり、ブロアファンモータの回転数制御は駆動回路自身によって行われる。一方、各アクチュエータは、位置検出部によってドアの現在位置を電圧として検出し、制御部で、与えられた目標位置データと位置検出部の出力（現在位置）とに基づいてモータを制御し、モータを目標位置に停止させる。つまり、モータの停止制御はアクチュエータ自身によって行われる。したがって、制御手段は、操作対象である各アクチュエータおよび駆動回路との間でシリアル通信を行って目標値データを所望の操作対象に送り、各アクチュエータおよび駆動回路を総合的に制御することになる。
また、駆動回路をブロアファンモータとブロアファンの隙間に配置しているので、駆動回路とブロアファンモータとの距離を、従来よりも大幅に短縮することができるため、ブロアファンモータの制御に必要なデータをフィードバックするためのハーネスの長さも大幅に短縮することができ、ハーネスの長さが長くなるために生じる、回路が発振を起こしたり、ノイズを拾ったりするといったことを抑制することができる。
また、ＰＢＲ入力端子へ入力されるＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧をフィードバックさせて、また２つの出力端子によりＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲートに接続されるコンデンサの電圧を可変させることができ、さらにＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がブロアファンモータと接続されているため、ブロアファンモータを制御手段によって指定された一定の値で制御できる。
また、駆動回路の制御部および各アクチュエータの制御部は一つの同じＩＣで構成されており、それぞれ、例えば、駆動回路の基板上および各アクチュエータの回路基板上に装填される。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、空調ユニット内に配設された各種のドアに対して、該ドアを駆動するモータと、該ドアの現在位置を電圧として出力する位置検出部と、与えられた目標位置データと前記位置検出部の出力とに基づいて前記モータを制御する制御部とを備えた同種の複数のアクチュエータを設け、これら同種の複数のアクチュエータをシリアル通信を使って制御手段によって総合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、前記制御手段は、前記空調ユニット内に設けられたブロアファンモータを駆動する駆動回路との間でもシリアル通信を行い、前記駆動回路は、前記制御手段によって風量制御の目標値が与えられると、実際に前記ブロアファンモータに加えられている電圧が前記制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、前記ブロアファンモータへの印加電圧を制御する制御部と、ブロアファンモータにソースが接続されるＭＯＳ形電界効果トランジスタと、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート側に接続されるコンデンサと、を有し、前記ブロアファンモータを制御する制御部は、前記モータを制御する制御部と同一種類のＩＣであり、前記コンデンサの電圧がフィードバック信号として入力されるＰＢＲ入力端子と、前記コンデンサを充電および放電させて、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート電圧を可変させる２つの出力端子と、を有し、前記駆動回路は、前記ブロアファンモータと、該ブロアファンモータによって回転駆動されるブロアファンとの隙間に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の構成によると、各種のドアを駆動するアクチュエータは１種類に統合されており、これら各アクチュエータと制御手段との間のデータの送受信に加えてブロアファンモータの駆動回路と制御手段との間のデータの送受信をもシリアル通信で行われるため、各アクチュエータおよび駆動回路と制御手段との間の通信線は１本で足りる。このとき、駆動回路は、制御手段によってその通信線を介して風量制御の目標値が与えられると、制御部で、実際にブロアファンモータに加えられている電圧を入力し、この入力した電圧が制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、ブロアファンモータへの印加電圧を制御する。つまり、ブロアファンモータの回転数制御は駆動回路自身によって行われる。一方、各アクチュエータは、位置検出部によってドアの現在位置を電圧として検出し、制御部で、与えられた目標位置データと位置検出部の出力（現在位置）とに基づいてモータを制御し、モータを目標位置に停止させる。つまり、モータの停止制御はアクチュエータ自身によって行われる。したがって、制御手段は、操作対象である各アクチュエータおよび駆動回路との間でシリアル通信を行って目標値データを所望の操作対象に送り、各アクチュエータおよび駆動回路を総合的に制御することになる。
また、駆動回路をブロアファンモータとブロアファンの隙間に配置しているので、駆動回路とブロアファンモータとの距離を、従来よりも大幅に短縮することができるため、ブロアファンモータの制御に必要なデータをフィードバックするためのハーネスの長さも大幅に短縮することができ、ハーネスの長さが長くなるために生じる、回路が発振を起こしたり、ノイズを拾ったりするといったことを抑制することができる。
また、ＰＢＲ入力端子へ入力されるＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート側に接続されるコンデンサの電圧をフィードバックさせて、また２つの出力端子によりコンデンサの電圧を可変させることができ、さらにＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がブロアファンモータと接続されているため、ブロアファンモータを制御手段によって指定された一定の値で制御できる。
また、駆動回路の制御部および各アクチュエータの制御部は一つの同じＩＣで構成されており、それぞれ、例えば、駆動回路の基板上および各アクチュエータの回路基板上に装填される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使って本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態に係る自動車用空調システムの概略構成図であり、アクチュエータに加えてブロアファンモータをもＬＡＮ化したエアコンＬＡＮシステムの一例を示している。
【００１５】
この自動車用空調システムは、従来一般的なものと同様の空調ユニット１を有しており、この空調ユニット１はインテークユニット２とクーリングユニット３とヒータユニット４とからなっている。
【００１６】
インテークユニット２には外気取入口５と内気取入口６が開設されており、それらはインテークドア７によって選択的に開閉される。このインテークドア７によってブロアファン８が吸入する外気と内気の割合が調節される。ブロアファン８はブロアファンモータ９によって回転駆動される。
【００１７】
クーリングユニット３にはエバポレータ１０が内設されている。インテークユニット２で取り入れられた空気はエバポレータ１０で冷媒との熱交換により冷却されてヒータユニット４に圧送される。
【００１８】
ヒータユニット４の上流には温水を利用して空気を加熱するヒータコア１１が内設されており、このヒータコア１１の上流にはエアミックスドア１２が回動自在に取り付けられている。エアミックスドア１２によって、ヒータコア１１を迂回する冷風とヒータコア１１を通過した温風との割合が調節され、車室内に吹き出される空気の温度が調節される。温調後の空気は各種の吹出口からダクトを介して車室内の所定の場所に吹き出される。ここでは、フロントウインドウの内面に向けて空気を吹き出すためのデフ吹出口１３と、乗員の上半身に向けて風を送るためのベント吹出口１４と、乗員の足元に向けて風を送るためのフット吹出口１５とが設けられている。各吹出口１３〜１５はそれぞれデフドア１６、ベントドア１７、フットドア１８（これらをまとめてモードドアという）によって開閉される。これらモードドア１６〜１８によって吹出口１３〜１５が選択され、その組み合わせに応じた吹出口モードが実現される。
【００１９】
上記した各ドア７、１２、１６〜１８はそれぞれアクチュエータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃによってリンクを介して開閉駆動される。すなわち、インテークドア７はインテークドアアクチュエータ２０ａによって開閉され、エアミックスドア１２はエアミックスドアアクチュエータ２０ｂによって開閉され、モードドア１６〜１８はモードドアアクチュエータ２０ｃによって開閉される。なお、例えば、インテークドアアクチュエータ２０ａはインテークユニット２に取り付けられ、エアミックスドアアクチュエータ２０ｂはヒータユニット４の下部前方に取り付けられ、モードドアアクチュエータ２０ｃはヒータユニット４の右側に取り付けられている。
【００２０】
この自動車用空調システムは、前述したエアコンＬＡＮシステムで構成されている。すなわち、上記した各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃはすべて同じ１種類のアクチュエータで構成されている。このアクチュエータ２０は、ドアを駆動するモータ２１とドアの現在位置を電圧として検出するＰＢＲ（ポテンショ・バランス・レジスタ）２２を内蔵したいわゆるＰＢＲ方式のモータアクチュエータであり、本システムに専用のＩＣ（カスタムＩＣ）２３を内蔵している。位置検出部はＰＢＲ２２で構成され、制御部はカスタムＩＣ２３で構成されている。ＰＢＲ２２は可変抵抗であり、アクチュエータ２０のシャフトと連動して移動しドア位置に対応するモータ回転位置を電圧値に変換して出力するものである。モータ２１とＰＢＲ２２はそれぞれカスタムＩＣ２３に接続されている。カスタムＩＣ２３は、マイコンを内蔵しており、後述するオートアンプと通信し、与えられた目標位置データとＰＢＲ２２の出力とに基づいてモータ２１を正転させるか、逆転させるか、または停止させるかを決定し、この決定に応じてモータ２１を正転、逆転、または停止させる機能を有している。すなわち、カスタムＩＣ２３は、外部と通信する機能、モータ２１の制御信号を生成する機能、モータ２１の駆動信号を出力する機能を備えている。このカスタムＩＣ２３によってアクチュエータ２０は自身でモータ２１の停止制御を行うことができる。なお、カスタムＩＣ２３は、例えば、アクチュエータ２０内に設けられた図示しない回路基板上に装填されている。
【００２１】
また、上記したブロアファンモータ９は駆動回路としてのファンコントロール回路２５によって駆動される。より具体的には、ファンコントロール回路２５は、例えば、ＭＯＳ形電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を使用して構成されており、後述するオートアンプからの目標値データにより、ブロアファンモータ９への印加電圧を無段階に制御する機能を有している。
【００２２】
ここでは、上記したアクチュエータのみならずブロアファンモータ９をもＬＡＮ化されている。すなわち、ファンコントロール回路２５は、アクチュエータ２０に内蔵されているＩＣ２３と全く同一のカスタムＩＣ２３ａを内蔵している。このカスタムＩＣ２３ａは、内蔵しているマイコンによって、オートアンプと通信し、与えられた風量制御の目標値と実際にブロアファンモータ９に加えられている電圧とが一致するよう、ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御し、ブロアファンモータ９の印加電圧を無段階に制御する機能を有している。つまり、このカスタムＩＣ２３ａによってファンコントロール回路２５は自身でブロアファンモータ９の回転数制御を行うことができる。なお、カスタムＩＣ２３ａは、例えば、ファンコントロール回路２５の図示しない基板上に装填されている。
【００２３】
また、図示しないが、このファンコントロール回路２５は、ブロアファンモータ９に取り付けられている。より具体的には、例えば、ブロアファン８とブロアファンモータ９との隙間に配置された状態でブロアファンモータ９に取り付けられている。これにより、ファンコントロール回路２５とブロアファンモータ９との距離が従来よりも大幅に短縮され、上記のようにブロアファンモータ９の回転数制御がファンコントロール回路２５自身によって行われることと相俟って、ブロアファンモータ９の制御に必要なデータ（例えば、ブロアファンモータ９への印加電圧の実際値）をフィードバックするためのハーネスの長さが大幅に短縮され、発振などが起こりにくくなっている。
【００２４】
上記した各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５はマイコンを内蔵したオートアンプ３０によって総合的に制御される。制御手段はオートアンプ３０で構成されている。オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５とは１本の電源線３１と１本の通信線３２とで接続されている。より詳細には、オートアンプ３０には操作対象（アクチュエータ２０とファンコントロール回路２５）用に１本の電源線３１と１本の通信線３２とが接続されており、それぞれが途中で分岐して各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５に接続されている。また、アクチュエータ２０およびファンコントロール回路２５には１本のアース線３３が設けられている。したがって、各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５はそれぞれ１本の電源線３１と１本の通信線３２と１本のアース線３３とを持つことになり、オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５との間に存在するハーネスの本数は合計で１２（＝３×４）本となり、従来の一般的なシステムと比べて大幅に削減されている。
【００２５】
ここでは、オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５の間でやり取りされる通信信号は１本の通信線３２のみで伝送され（１線式）、双方向の通信が行われるようになっている。通信信号は１本の通信線３２を使って送受信するため、本システムでは情報を直列伝送するシリアル通信を用いている。すなわち、本システムでは、オートアンプ３０は各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５をシリアル通信を使って制御するように構成されている。
【００２６】
オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５との間で送受信される通信信号（シリアル信号）は、所定の形式で構成されている。たとえば、通信線３２上を送受信される通信信号（シリアル信号）は、オートアンプ３０から各操作対象（各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃとファンコントロール回路２５）への情報として、操作対象の識別情報（アドレス）（ＡＤＲ）、モータの駆動許可・駆動禁止信号（ＥＮＡ）、目標値信号（ＤＡＴＡ）、およびエラー検知情報（ＰＲＴＹ）、また、各操作対象（各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃとファンコントロール回路２５）からオートアンプ３０への情報として、目標値到達情報（ＰＯＳ）から成っている。ここで、ＡＤＲ（アドレス）は、送信対象とする操作対象（アクチュエータとファンコントロール回路）のアドレスを表わす信号である。つまり、本システムでは、オートアンプ３０からすべての操作対象（アクチュエータ２０ａ〜２０ｃとファンコントロール回路２５）に共通の信号が同時に送信されるため、どの操作対象に向けた通信信号であるかをこのＡＤＲの信号によって表わしている。また、ＤＡＴＡ（データ）は、各操作対象（各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃとファンコントロール回路２５）に対応した制御データ、つまりオートアンプ３０の演算結果としてのドア目標停止位置あるいは風量制御目標値を表わす信号である。風量制御の場合には、オートアンプ３０からファンコントロール回路２５に向けて、風量制御の目標値のデータが送信される。これについては、後で詳述する。
【００２７】
オートアンプ３０にはスイッチ類やディスプレイを備えた操作／表示部４０が接続されている。操作／表示部４０にはディスプレイ４１のほか、スイッチ類４２として、たとえば、コンプレッサ（図示せず）をＯＮしてエアコンを作動させるためのエアコンスイッチ４２ａ、車室内の温度を調節するための温度調節スイッチ４２ｂ、風量を選択するファンスイッチ４２ｃなどが設けられている。例えば、オートアンプ３０と操作／表示部４０とは、３本の通信線（クロック、送信、受信）で接続され（３線式）、また、一体化されて１台のコントローラを構成している。コントローラには図示しないバッテリが接続されている。各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５への電力供給は、このバッテリからオートアンプ３０と電源線３１を介して行われる。
【００２８】
また、オートアンプ３０には、例えば、車室内空気の温度を検出する内気センサ５０、外気温度を検出する外気センサ５１、日射量を検出する日射センサ５２、エバポレータ通過後の空気温度を検出する吸込温度センサ５３などが接続されている。オートアンプ３０は、これら各センサや各スイッチなどの信号を入力し、これらを演算処理して、各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５を作動させるための情報（ドア目標停止位置など）を１本の通信線３２を介して送信する。そして、各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃは、オートアンプ３０から送信されてきたデータ（目標位置）により、ドアの現在位置を電圧で示すＰＢＲ２２の出力を監視しながらモータ２１を駆動し、ドアを回動させて目標停止位置に近づける。また、ファンコントロール回路２５は、オートアンプ３０から送信されてきたデータ（目標値）と実際にブロアファンモータ９に加えられている電圧とが一致するよう、ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御し、ブロアファンモータ９の印加電圧を制御して目標風量に近づける。
【００２９】
図２はＬＡＮ化されたファンコントロール回路２５の一例を示す回路図である。
【００３０】
このファンコントロール回路２５は、カスタムＩＣ２３ａとＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ形電界効果トランジスタ）２６を有している。ＭＯＳＦＥＴ２６には、静電気などで破壊されるのを防止するため、ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）が組み入れられている。カスタムＩＣ２３ａの受信端子（Ｒx ）と送信端子（Ｔx ）はそれぞれ入出力回路２７を介して１本の通信線３２と接続されている。カスタムＩＣ２３ａへの電力供給は１本の電源線３１を介して行われる。この電源線３１は、一方ではカスタムＩＣ２３ａのモータ駆動用電源の入力端子（Ｄr-Ｖcc）に接続され、一方では抵抗Ｒ1 を介してカスタムＩＣ２３ａ自身の駆動用電源の入力端子（Ｖcc）に接続されている。カスタムＩＣ２３ａのアース端子（ＧＮＤ）はアース線３３に接続されている。
【００３１】
ブロアファンモータ９とファンコントロール回路２５（より具体的には、ＭＯＳＦＥＴ２６のソース）間の電圧（図中Ａ点）は、フィードバック（Ｆ／Ｂ）信号としてカスタムＩＣ２３ａのＰＢＲ端子に入力される。この電圧をＶA 、ブロアファンモータ９の電源電圧（ここではイグニッション電圧）をＶIGN 、ブロアファンモータ９に加えられている電圧をＶFAN とすると、ＶA ＝ＶIGN −ＶFAN という関係が成立する。したがって、ブロアファンモータ９の印加電圧ＶFAN は、ＶFAN ＝ＶIGN −ＶA によって得られる。よって、カスタムＩＣ２３ａは、Ａ点の電圧ＶA を入力することにより、実際にブロアファンモータ９に印加されている電圧ＶFAN を認識することができる。
【００３２】
カスタムＩＣ２３ａのＭ+ 出力端子とＭＯＳＦＥＴ２６のゲートとの間には抵抗Ｒ2 、抵抗Ｒ3 、トランジスタＴ1 、抵抗Ｒ4 、コンデンサＣ1 が接続され、カスタムＩＣ２３ａのＭ- 出力端子と前記コンデンサＣ1 との間にはダイオードＤ1 と抵抗Ｒ5 が接続されている。ブロアファンモータ９への印加電圧は、カスタムＩＣ２３ａのＭ+ 端子とＭ- 端子からの出力を利用して可変される。
【００３３】
すなわち、オートアンプ３０から通信線３２を介してカスタムＩＣ２３ａへ風量制御の目標値データ（具体的には、例えば、目標印加電圧の反転データ、つまりＡ点の目標電圧）が与えられると、カスタムＩＣ２３ａは、フィードバック信号であるＡ点電圧ＶA が、オートアンプ３０によって与えられた目標電圧となるように、Ｍ- 端子またはＭ+ 端子から信号を出力する。例えば、Ｍ- 端子から出力されると、コンデンサＣ1 が充電されてＭＯＳＦＥＴ２６のゲート電圧が高くなり、また、Ｍ+ 端子から出力されると、トランジスタＴ1 がＯＮしてコンデンサＣ1 が放電されてＭＯＳＦＥＴ２６のゲート電圧が低くなる。Ｍ- 端子とＭ+ 端子がともにＯＦＦすると、コンデンサＣ1 は充放電の経路を持たず一定の電圧に維持されるため、ＭＯＳＦＥＴ２６のゲート電圧は一定に保たれ、出力したい印加電圧を維持するように働く。このようにして、ブロアファンモータ９は、オートアンプ３０によって指示された一定の値で制御される。
【００３４】
なお、上記のようにファンコントロール回路２５をブロアファンモータ９に取り付けて、ブロアファンアセンブリ２８が構成されている。
【００３５】
図３はＬＡＮ化されたファンコントロール回路２５の他の一例を示す回路図である。なお、ここでは、図２の回路と共通する部材には同一の符号を付し、また、ブロアファンモータ９およびＭＯＳＦＥＴ２６は図示省略してある。
【００３６】
このファンコントロール回路２５ａは、リップルなどによりイグニッション（ＩＧＮ）電源が不安定な場合に好適なより高精度の回路であって、基本構成は図２のものと同様である。すなわち、カスタムＩＣ２３ａの基準電源が変動すると、出力が変動するので、電源線３１にツェナーダイオード（低電圧ダイオード）Ｄ2とこれの保護抵抗Ｒ6を接続するとともに、イグニッション電源の補正を行うことで、出力の変動をなくすようにしている。イグニッション電源を補正するための回路は、例えば、同図に示すように、比較器ＢとＣ、抵抗Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11、Ｒ12、およびＲ13で構成されている。比較器Ｂは、インピーダンスを整合させるためのバッファ回路であってバッファ以前の回路のインピーダンスによる影響をなくすためのものであり、比較器Ｃは、入力信号を増幅し安定させるための作動増幅回路である。ブロアファンモータ９を制御するカスタムＩＣには、コンデンサＣ 1 の電圧がフィードバック信号として入力されるＰＢＲ入力端子と、コンデンサＣ 1 を充電させる M −端子と、コンデンサＣ 1 を放電させる M ＋端子とが備えられている。ブロアファン９への印加電圧は、カスタムＩＣの M ＋端子と M −端子からの出力を利用して可変される。
【００３７】
したがって、本実施の形態によれば、ドアを駆動するアクチュエータのみならずブロアファンモータ９を駆動するファンコントロール回路２５をもＬＡＮ化し、オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５との間を１本の電源線３１と１本の通信線３２で接続し、シリアル通信を使って各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５を総合的に制御するようにしたので、オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５との間に存在するハーネス本数が大幅に削減される。また、オートアンプ３０とファンコントロール回路２５間のハーネスがＬＡＮ化されることにより、アンプ側引き出しハーネスおよびコネクタが削減できる。
【００３８】
また、ＬＡＮ化したファンコントロール回路２５をブロアファンモータ９に取り付けたので、ファンコントロール回路２５とブロアファンモータ９との距離が従来よりも大幅に短縮され、ＬＡＮ化によりブロアファンモータ９の回転数制御がファンコントロール回路２５自身によって行われることと相俟って、ブロアファンモータ９の制御に必要なフィードバック信号用のハーネスの長さが大幅に短縮され、発振などが起こりにくい。
【００３９】
また、ファンコントロール回路２５にもカスタムＩＣ２３ａを設けて、従来オートアンプが行っていたブロアファンモータ９の回転数制御をファンコントロール回路２５自身によって行わせるようにしたので、その分だけさらにオートアンプ３０内のマイコンの負荷が低減される。これにより、システムの制御ロジックがより一層簡単になり、ソフトウェアの負荷がより低減されるとともに、ハードウェアの面でもブロアファンモータ９を駆動したり制御したりする回路をなくすことができる。したがって、上記のハーネス削減に伴うＩ／Ｏの削減と相俟って、より廉価なマイコンを採用することができるようになる。
【００４０】
さらに、アクチュエータ用の回路に加えてブロアファンモータ用の回路を削減できることから、オートアンプ３０の小型化が容易になり、操作／表示部４０との一体化などが容易になる。
【００４１】
また、回路部品の点数が削減され、システムの簡素化が図られる。
【００４２】
そして、上記のように、ハーネス本数の削減、システムの簡素化、オートアンプの簡素化などを図ることによって、全体としてシステムのコスト（システムコスト）を削減することができる。
【００４３】
なお、上記の例では、アクチュエータとして、インテークドアアクチュエータ２０ａ、エアミックスドアアクチュエータ２０ｂ、モードドアアクチュエータ２０ｃの三つのアクチュエータを用いたシステムについて説明したが、これに限定されないことはもちろんである。例えば、ＡＤＲ（アドレス）信号が３ビットである場合には、ファンコントロール回路２５を除いて合計７（＝８−１）台までのアクチュエータを１台のオートアンプ３０に接続することができる。本発明は使用するアクチュエータの数が多い場合に特に有効である。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、ブロアファンモータの印加電圧を駆動回路自身で制御しうる構成とし、該駆動回路をシリアル通信を使って制御するようにしたので、ハーネス本数の削減とともに、制御手段のソフトウェアとハードウェア両面での簡素化が図られ、システムコストが低減される。
また、ドアを駆動するアクチュエータのＬＡＮ化に加えて、ブロアファンモータの印加電圧を駆動回路自身で制御しうる構成とし、該駆動回路をアクチュエータと共にシリアル通信を使って制御するようにしたので、ハーネス本数のさらなる削減とともに、制御手段のソフトウェアとハードウェア両面でのより一層の簡素化が図られ、システムコストがより低減される。
また、駆動回路の制御部をアクチュエータの制御部と同じ一つのＩＣを使って構成したので、部品の共通化による簡素化とコスト低減を図ることができる。
また、駆動回路をブロアファンモータと駆動回路の間に取り付けたので、駆動回路とブロアファンモータとの距離が大幅に短縮され、ブロアファンモータの印加電圧の制御が駆動回路自身によって行われることと相俟って、ブロアファンモータの制御に必要なフィードバック信号用のハーネスの長さが大幅に短縮され、発振などが起こりにくくなる。
また、ＰＢＲ入力端子へ入力されるＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧をフィードバックさせて、また２つの出力端子によりＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲートに接続されるコンデンサの電圧を可変させることができ、さらにＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がブロアファンモータと接続されているため、ブロアファンモータを制御手段によって指定された一定の値で制御できる。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、ブロアファンモータの印加電圧を駆動回路自身で制御しうる構成とし、該駆動回路をシリアル通信を使って制御するようにしたので、ハーネス本数の削減とともに、制御手段のソフトウェアとハードウェア両面での簡素化が図られ、システムコストが低減される。
また、ドアを駆動するアクチュエータのＬＡＮ化に加えて、ブロアファンモータの印加電圧を駆動回路自身で制御しうる構成とし、該駆動回路をアクチュエータと共にシリアル通信を使って制御するようにしたので、ハーネス本数のさらなる削減とともに、制御手段のソフトウェアとハードウェア両面でのより一層の簡素化が図られ、システムコストがより低減される。
また、駆動回路の制御部をアクチュエータの制御部と同じ一つのＩＣを使って構成したので、部品の共通化による簡素化とコスト低減を図ることができる。
また、駆動回路をブロアファンモータと駆動回路の間に取り付けたので、駆動回路とブロアファンモータとの距離が大幅に短縮され、ブロアファンモータの印加電圧の制御が駆動回路自身によって行われることと相俟って、ブロアファンモータの制御に必要なフィードバック信号用のハーネスの長さが大幅に短縮され、発振などが起こりにくくなる。
また、ＰＢＲ入力端子へ入力されるＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート側に接続されるコンデンサの電圧をフィードバックさせて、また２つの出力端子によりコンデンサの電圧を可変させることができ、さらにＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がブロアファンモータと接続されているため、ブロアファンモータを制御手段によって指定された一定の値で制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係る自動車用空調システムの概略構成図である。
【図２】 ＬＡＮ化されたファンコントロール回路の一例を示す回路図である。
【図３】 ＬＡＮ化されたファンコントロール回路の他の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…空調ユニット
７…インテークドア
９…ブロアファンモータ
１２…エアミックスドア
１６、１７、１８…モードドア
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…アクチュエータ
２１…モータ
２２…ＰＢＲ（位置検出部）
２３、２３ａ…カスタムＩＣ（制御部）
２５…ファンコントロール回路（駆動回路）
３０…オートアンプ（制御手段）
３１…電源線
３２…通信線
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータなどの操作対象とこれを制御する制御手段との間をいわゆるＬＡＮ化することにより、車両ハーネス本数の削減とシステムの簡素化を図り、システムコストの低減を図るようにした自動車用空調システムに係り、特に、アクチュエータに加えてさらにブロアファンモータとの間をもＬＡＮ化することにより、システムのより一層の簡素化などを図るようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置に用いられるアクチュエータ制御システムとして、車両ハーネス本数の削減とシステムの簡素化を図りシステムコストの低減を図るため、ドアを駆動するアクチュエータをすべてＩＣを内蔵したＰＢＲ方式のアクチュエータに統一し、これらをオートアンプによって１本の通信線を介して双方向シリアル通信を使って総合的に制御するようにしたもの（アクチュエータとオートアンプ間のＬＡＮ化）が現在開発されている（例えば、特開平９−１０９６６２号公報参照）。以下では、かかるシステムをエアコンＬＡＮシステムと呼ぶことにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエアコンＬＡＮシステムにあっては、ブロアファンモータはＬＡＮ化されておらず、ブロアファンモータの駆動回路は、オートアンプに内蔵されたり、あるいは、別体のファンコントロール回路としてクーリングユニットなどに取り付けられていた。これらの場合には、いずれも、ブロアファンモータの制御に必要なデータ（例えば、実際にブロアファンモータに印加されている電圧）をフィードバックするためのブロアファンモータとオートアンプとをつなぐハーネスが必要となり、ハーネス本数の削減に一定の限界があるとともに、ブロアファンモータとオートアンプとをつなぐハーネスの長さが長くなるため、ハーネスの浮遊容量などにより、回路が発振を起こしたり、ノイズを拾いやすいなどといった不具合を生じるおそれがある。
【０００４】
本発明は、従来のエアコンＬＡＮシステムにおける上記課題に着目してなされたものであり、ブロアファンモータとオートアンプとの間をＬＡＮ化することにより、システムのより一層の簡素化などを図ることができる自動車用空調システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、空調ユニット内に配設された各種のドアに対して、該ドアを駆動するモータと、該ドアの現在位置を電圧として出力する位置検出部と、与えられた目標位置データと前記位置検出部の出力とに基づいて前記モータを制御する制御部とを備えた同種の複数のアクチュエータを設け、これら同種の複数のアクチュエータをシリアル通信を使って制御手段によって総合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、前記制御手段は、前記空調ユニット内に設けられたブロアファンモータを駆動する駆動回路との間でもシリアル通信を行い、前記駆動回路は、前記制御手段によって風量制御の目標値が与えられると、実際に前記ブロアファンモータに加えられている電圧が前記制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、前記ブロアファンモータへの印加電圧を制御する制御部と、ブロアファンモータにソースが接続されるＭＯＳ形電界効果トランジスタと、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲートに接続されるコンデンサと、を有し、前記ブロアファンモータを制御する制御部は、前記モータを制御する制御部と同一種類のＩＣであり、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がフィードバック信号として入力されるＰＢＲ入力端子と、前記コンデンサを充電および放電させて、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート電圧を可変させる２つの出力端子と、を有し、前記駆動回路は、前記ブロアファンモータと、該ブロアファンモータによって回転駆動されるブロアファンとの隙間に配置されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の構成によると、各種のドアを駆動するアクチュエータは１種類に統合されており、これら各アクチュエータと制御手段との間のデータの送受信に加えてブロアファンモータの駆動回路と制御手段との間のデータの送受信をもシリアル通信で行われるため、各アクチュエータおよび駆動回路と制御手段との間の通信線は１本で足りる。このとき、駆動回路は、制御手段によってその通信線を介して風量制御の目標値が与えられると、制御部で、実際にブロアファンモータに加えられている電圧を入力し、この入力した電圧が制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、ブロアファンモータへの印加電圧を制御する。つまり、ブロアファンモータの回転数制御は駆動回路自身によって行われる。一方、各アクチュエータは、位置検出部によってドアの現在位置を電圧として検出し、制御部で、与えられた目標位置データと位置検出部の出力（現在位置）とに基づいてモータを制御し、モータを目標位置に停止させる。つまり、モータの停止制御はアクチュエータ自身によって行われる。したがって、制御手段は、操作対象である各アクチュエータおよび駆動回路との間でシリアル通信を行って目標値データを所望の操作対象に送り、各アクチュエータおよび駆動回路を総合的に制御することになる。
また、駆動回路をブロアファンモータとブロアファンの隙間に配置しているので、駆動回路とブロアファンモータとの距離を、従来よりも大幅に短縮することができるため、ブロアファンモータの制御に必要なデータをフィードバックするためのハーネスの長さも大幅に短縮することができ、ハーネスの長さが長くなるために生じる、回路が発振を起こしたり、ノイズを拾ったりするといったことを抑制することができる。
また、ＰＢＲ入力端子へ入力されるＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧をフィードバックさせて、また２つの出力端子によりＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲートに接続されるコンデンサの電圧を可変させることができ、さらにＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がブロアファンモータと接続されているため、ブロアファンモータを制御手段によって指定された一定の値で制御できる。
また、駆動回路の制御部および各アクチュエータの制御部は一つの同じＩＣで構成されており、それぞれ、例えば、駆動回路の基板上および各アクチュエータの回路基板上に装填される。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、空調ユニット内に配設された各種のドアに対して、該ドアを駆動するモータと、該ドアの現在位置を電圧として出力する位置検出部と、与えられた目標位置データと前記位置検出部の出力とに基づいて前記モータを制御する制御部とを備えた同種の複数のアクチュエータを設け、これら同種の複数のアクチュエータをシリアル通信を使って制御手段によって総合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、前記制御手段は、前記空調ユニット内に設けられたブロアファンモータを駆動する駆動回路との間でもシリアル通信を行い、前記駆動回路は、前記制御手段によって風量制御の目標値が与えられると、実際に前記ブロアファンモータに加えられている電圧が前記制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、前記ブロアファンモータへの印加電圧を制御する制御部と、ブロアファンモータにソースが接続されるＭＯＳ形電界効果トランジスタと、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート側に接続されるコンデンサと、を有し、前記ブロアファンモータを制御する制御部は、前記モータを制御する制御部と同一種類のＩＣであり、前記コンデンサの電圧がフィードバック信号として入力されるＰＢＲ入力端子と、前記コンデンサを充電および放電させて、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート電圧を可変させる２つの出力端子と、を有し、前記駆動回路は、前記ブロアファンモータと、該ブロアファンモータによって回転駆動されるブロアファンとの隙間に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の構成によると、各種のドアを駆動するアクチュエータは１種類に統合されており、これら各アクチュエータと制御手段との間のデータの送受信に加えてブロアファンモータの駆動回路と制御手段との間のデータの送受信をもシリアル通信で行われるため、各アクチュエータおよび駆動回路と制御手段との間の通信線は１本で足りる。このとき、駆動回路は、制御手段によってその通信線を介して風量制御の目標値が与えられると、制御部で、実際にブロアファンモータに加えられている電圧を入力し、この入力した電圧が制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、ブロアファンモータへの印加電圧を制御する。つまり、ブロアファンモータの回転数制御は駆動回路自身によって行われる。一方、各アクチュエータは、位置検出部によってドアの現在位置を電圧として検出し、制御部で、与えられた目標位置データと位置検出部の出力（現在位置）とに基づいてモータを制御し、モータを目標位置に停止させる。つまり、モータの停止制御はアクチュエータ自身によって行われる。したがって、制御手段は、操作対象である各アクチュエータおよび駆動回路との間でシリアル通信を行って目標値データを所望の操作対象に送り、各アクチュエータおよび駆動回路を総合的に制御することになる。
また、駆動回路をブロアファンモータとブロアファンの隙間に配置しているので、駆動回路とブロアファンモータとの距離を、従来よりも大幅に短縮することができるため、ブロアファンモータの制御に必要なデータをフィードバックするためのハーネスの長さも大幅に短縮することができ、ハーネスの長さが長くなるために生じる、回路が発振を起こしたり、ノイズを拾ったりするといったことを抑制することができる。
また、ＰＢＲ入力端子へ入力されるＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート側に接続されるコンデンサの電圧をフィードバックさせて、また２つの出力端子によりコンデンサの電圧を可変させることができ、さらにＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がブロアファンモータと接続されているため、ブロアファンモータを制御手段によって指定された一定の値で制御できる。
また、駆動回路の制御部および各アクチュエータの制御部は一つの同じＩＣで構成されており、それぞれ、例えば、駆動回路の基板上および各アクチュエータの回路基板上に装填される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使って本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態に係る自動車用空調システムの概略構成図であり、アクチュエータに加えてブロアファンモータをもＬＡＮ化したエアコンＬＡＮシステムの一例を示している。
【００１５】
この自動車用空調システムは、従来一般的なものと同様の空調ユニット１を有しており、この空調ユニット１はインテークユニット２とクーリングユニット３とヒータユニット４とからなっている。
【００１６】
インテークユニット２には外気取入口５と内気取入口６が開設されており、それらはインテークドア７によって選択的に開閉される。このインテークドア７によってブロアファン８が吸入する外気と内気の割合が調節される。ブロアファン８はブロアファンモータ９によって回転駆動される。
【００１７】
クーリングユニット３にはエバポレータ１０が内設されている。インテークユニット２で取り入れられた空気はエバポレータ１０で冷媒との熱交換により冷却されてヒータユニット４に圧送される。
【００１８】
ヒータユニット４の上流には温水を利用して空気を加熱するヒータコア１１が内設されており、このヒータコア１１の上流にはエアミックスドア１２が回動自在に取り付けられている。エアミックスドア１２によって、ヒータコア１１を迂回する冷風とヒータコア１１を通過した温風との割合が調節され、車室内に吹き出される空気の温度が調節される。温調後の空気は各種の吹出口からダクトを介して車室内の所定の場所に吹き出される。ここでは、フロントウインドウの内面に向けて空気を吹き出すためのデフ吹出口１３と、乗員の上半身に向けて風を送るためのベント吹出口１４と、乗員の足元に向けて風を送るためのフット吹出口１５とが設けられている。各吹出口１３〜１５はそれぞれデフドア１６、ベントドア１７、フットドア１８（これらをまとめてモードドアという）によって開閉される。これらモードドア１６〜１８によって吹出口１３〜１５が選択され、その組み合わせに応じた吹出口モードが実現される。
【００１９】
上記した各ドア７、１２、１６〜１８はそれぞれアクチュエータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃによってリンクを介して開閉駆動される。すなわち、インテークドア７はインテークドアアクチュエータ２０ａによって開閉され、エアミックスドア１２はエアミックスドアアクチュエータ２０ｂによって開閉され、モードドア１６〜１８はモードドアアクチュエータ２０ｃによって開閉される。なお、例えば、インテークドアアクチュエータ２０ａはインテークユニット２に取り付けられ、エアミックスドアアクチュエータ２０ｂはヒータユニット４の下部前方に取り付けられ、モードドアアクチュエータ２０ｃはヒータユニット４の右側に取り付けられている。
【００２０】
この自動車用空調システムは、前述したエアコンＬＡＮシステムで構成されている。すなわち、上記した各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃはすべて同じ１種類のアクチュエータで構成されている。このアクチュエータ２０は、ドアを駆動するモータ２１とドアの現在位置を電圧として検出するＰＢＲ（ポテンショ・バランス・レジスタ）２２を内蔵したいわゆるＰＢＲ方式のモータアクチュエータであり、本システムに専用のＩＣ（カスタムＩＣ）２３を内蔵している。位置検出部はＰＢＲ２２で構成され、制御部はカスタムＩＣ２３で構成されている。ＰＢＲ２２は可変抵抗であり、アクチュエータ２０のシャフトと連動して移動しドア位置に対応するモータ回転位置を電圧値に変換して出力するものである。モータ２１とＰＢＲ２２はそれぞれカスタムＩＣ２３に接続されている。カスタムＩＣ２３は、マイコンを内蔵しており、後述するオートアンプと通信し、与えられた目標位置データとＰＢＲ２２の出力とに基づいてモータ２１を正転させるか、逆転させるか、または停止させるかを決定し、この決定に応じてモータ２１を正転、逆転、または停止させる機能を有している。すなわち、カスタムＩＣ２３は、外部と通信する機能、モータ２１の制御信号を生成する機能、モータ２１の駆動信号を出力する機能を備えている。このカスタムＩＣ２３によってアクチュエータ２０は自身でモータ２１の停止制御を行うことができる。なお、カスタムＩＣ２３は、例えば、アクチュエータ２０内に設けられた図示しない回路基板上に装填されている。
【００２１】
また、上記したブロアファンモータ９は駆動回路としてのファンコントロール回路２５によって駆動される。より具体的には、ファンコントロール回路２５は、例えば、ＭＯＳ形電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を使用して構成されており、後述するオートアンプからの目標値データにより、ブロアファンモータ９への印加電圧を無段階に制御する機能を有している。
【００２２】
ここでは、上記したアクチュエータのみならずブロアファンモータ９をもＬＡＮ化されている。すなわち、ファンコントロール回路２５は、アクチュエータ２０に内蔵されているＩＣ２３と全く同一のカスタムＩＣ２３ａを内蔵している。このカスタムＩＣ２３ａは、内蔵しているマイコンによって、オートアンプと通信し、与えられた風量制御の目標値と実際にブロアファンモータ９に加えられている電圧とが一致するよう、ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御し、ブロアファンモータ９の印加電圧を無段階に制御する機能を有している。つまり、このカスタムＩＣ２３ａによってファンコントロール回路２５は自身でブロアファンモータ９の回転数制御を行うことができる。なお、カスタムＩＣ２３ａは、例えば、ファンコントロール回路２５の図示しない基板上に装填されている。
【００２３】
また、図示しないが、このファンコントロール回路２５は、ブロアファンモータ９に取り付けられている。より具体的には、例えば、ブロアファン８とブロアファンモータ９との隙間に配置された状態でブロアファンモータ９に取り付けられている。これにより、ファンコントロール回路２５とブロアファンモータ９との距離が従来よりも大幅に短縮され、上記のようにブロアファンモータ９の回転数制御がファンコントロール回路２５自身によって行われることと相俟って、ブロアファンモータ９の制御に必要なデータ（例えば、ブロアファンモータ９への印加電圧の実際値）をフィードバックするためのハーネスの長さが大幅に短縮され、発振などが起こりにくくなっている。
【００２４】
上記した各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５はマイコンを内蔵したオートアンプ３０によって総合的に制御される。制御手段はオートアンプ３０で構成されている。オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５とは１本の電源線３１と１本の通信線３２とで接続されている。より詳細には、オートアンプ３０には操作対象（アクチュエータ２０とファンコントロール回路２５）用に１本の電源線３１と１本の通信線３２とが接続されており、それぞれが途中で分岐して各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５に接続されている。また、アクチュエータ２０およびファンコントロール回路２５には１本のアース線３３が設けられている。したがって、各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５はそれぞれ１本の電源線３１と１本の通信線３２と１本のアース線３３とを持つことになり、オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５との間に存在するハーネスの本数は合計で１２（＝３×４）本となり、従来の一般的なシステムと比べて大幅に削減されている。
【００２５】
ここでは、オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５の間でやり取りされる通信信号は１本の通信線３２のみで伝送され（１線式）、双方向の通信が行われるようになっている。通信信号は１本の通信線３２を使って送受信するため、本システムでは情報を直列伝送するシリアル通信を用いている。すなわち、本システムでは、オートアンプ３０は各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５をシリアル通信を使って制御するように構成されている。
【００２６】
オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５との間で送受信される通信信号（シリアル信号）は、所定の形式で構成されている。たとえば、通信線３２上を送受信される通信信号（シリアル信号）は、オートアンプ３０から各操作対象（各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃとファンコントロール回路２５）への情報として、操作対象の識別情報（アドレス）（ＡＤＲ）、モータの駆動許可・駆動禁止信号（ＥＮＡ）、目標値信号（ＤＡＴＡ）、およびエラー検知情報（ＰＲＴＹ）、また、各操作対象（各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃとファンコントロール回路２５）からオートアンプ３０への情報として、目標値到達情報（ＰＯＳ）から成っている。ここで、ＡＤＲ（アドレス）は、送信対象とする操作対象（アクチュエータとファンコントロール回路）のアドレスを表わす信号である。つまり、本システムでは、オートアンプ３０からすべての操作対象（アクチュエータ２０ａ〜２０ｃとファンコントロール回路２５）に共通の信号が同時に送信されるため、どの操作対象に向けた通信信号であるかをこのＡＤＲの信号によって表わしている。また、ＤＡＴＡ（データ）は、各操作対象（各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃとファンコントロール回路２５）に対応した制御データ、つまりオートアンプ３０の演算結果としてのドア目標停止位置あるいは風量制御目標値を表わす信号である。風量制御の場合には、オートアンプ３０からファンコントロール回路２５に向けて、風量制御の目標値のデータが送信される。これについては、後で詳述する。
【００２７】
オートアンプ３０にはスイッチ類やディスプレイを備えた操作／表示部４０が接続されている。操作／表示部４０にはディスプレイ４１のほか、スイッチ類４２として、たとえば、コンプレッサ（図示せず）をＯＮしてエアコンを作動させるためのエアコンスイッチ４２ａ、車室内の温度を調節するための温度調節スイッチ４２ｂ、風量を選択するファンスイッチ４２ｃなどが設けられている。例えば、オートアンプ３０と操作／表示部４０とは、３本の通信線（クロック、送信、受信）で接続され（３線式）、また、一体化されて１台のコントローラを構成している。コントローラには図示しないバッテリが接続されている。各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５への電力供給は、このバッテリからオートアンプ３０と電源線３１を介して行われる。
【００２８】
また、オートアンプ３０には、例えば、車室内空気の温度を検出する内気センサ５０、外気温度を検出する外気センサ５１、日射量を検出する日射センサ５２、エバポレータ通過後の空気温度を検出する吸込温度センサ５３などが接続されている。オートアンプ３０は、これら各センサや各スイッチなどの信号を入力し、これらを演算処理して、各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５を作動させるための情報（ドア目標停止位置など）を１本の通信線３２を介して送信する。そして、各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃは、オートアンプ３０から送信されてきたデータ（目標位置）により、ドアの現在位置を電圧で示すＰＢＲ２２の出力を監視しながらモータ２１を駆動し、ドアを回動させて目標停止位置に近づける。また、ファンコントロール回路２５は、オートアンプ３０から送信されてきたデータ（目標値）と実際にブロアファンモータ９に加えられている電圧とが一致するよう、ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御し、ブロアファンモータ９の印加電圧を制御して目標風量に近づける。
【００２９】
図２はＬＡＮ化されたファンコントロール回路２５の一例を示す回路図である。
【００３０】
このファンコントロール回路２５は、カスタムＩＣ２３ａとＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ形電界効果トランジスタ）２６を有している。ＭＯＳＦＥＴ２６には、静電気などで破壊されるのを防止するため、ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）が組み入れられている。カスタムＩＣ２３ａの受信端子（Ｒx ）と送信端子（Ｔx ）はそれぞれ入出力回路２７を介して１本の通信線３２と接続されている。カスタムＩＣ２３ａへの電力供給は１本の電源線３１を介して行われる。この電源線３１は、一方ではカスタムＩＣ２３ａのモータ駆動用電源の入力端子（Ｄr-Ｖcc）に接続され、一方では抵抗Ｒ1 を介してカスタムＩＣ２３ａ自身の駆動用電源の入力端子（Ｖcc）に接続されている。カスタムＩＣ２３ａのアース端子（ＧＮＤ）はアース線３３に接続されている。
【００３１】
ブロアファンモータ９とファンコントロール回路２５（より具体的には、ＭＯＳＦＥＴ２６のソース）間の電圧（図中Ａ点）は、フィードバック（Ｆ／Ｂ）信号としてカスタムＩＣ２３ａのＰＢＲ端子に入力される。この電圧をＶA 、ブロアファンモータ９の電源電圧（ここではイグニッション電圧）をＶIGN 、ブロアファンモータ９に加えられている電圧をＶFAN とすると、ＶA ＝ＶIGN −ＶFAN という関係が成立する。したがって、ブロアファンモータ９の印加電圧ＶFAN は、ＶFAN ＝ＶIGN −ＶA によって得られる。よって、カスタムＩＣ２３ａは、Ａ点の電圧ＶA を入力することにより、実際にブロアファンモータ９に印加されている電圧ＶFAN を認識することができる。
【００３２】
カスタムＩＣ２３ａのＭ+ 出力端子とＭＯＳＦＥＴ２６のゲートとの間には抵抗Ｒ2 、抵抗Ｒ3 、トランジスタＴ1 、抵抗Ｒ4 、コンデンサＣ1 が接続され、カスタムＩＣ２３ａのＭ- 出力端子と前記コンデンサＣ1 との間にはダイオードＤ1 と抵抗Ｒ5 が接続されている。ブロアファンモータ９への印加電圧は、カスタムＩＣ２３ａのＭ+ 端子とＭ- 端子からの出力を利用して可変される。
【００３３】
すなわち、オートアンプ３０から通信線３２を介してカスタムＩＣ２３ａへ風量制御の目標値データ（具体的には、例えば、目標印加電圧の反転データ、つまりＡ点の目標電圧）が与えられると、カスタムＩＣ２３ａは、フィードバック信号であるＡ点電圧ＶA が、オートアンプ３０によって与えられた目標電圧となるように、Ｍ- 端子またはＭ+ 端子から信号を出力する。例えば、Ｍ- 端子から出力されると、コンデンサＣ1 が充電されてＭＯＳＦＥＴ２６のゲート電圧が高くなり、また、Ｍ+ 端子から出力されると、トランジスタＴ1 がＯＮしてコンデンサＣ1 が放電されてＭＯＳＦＥＴ２６のゲート電圧が低くなる。Ｍ- 端子とＭ+ 端子がともにＯＦＦすると、コンデンサＣ1 は充放電の経路を持たず一定の電圧に維持されるため、ＭＯＳＦＥＴ２６のゲート電圧は一定に保たれ、出力したい印加電圧を維持するように働く。このようにして、ブロアファンモータ９は、オートアンプ３０によって指示された一定の値で制御される。
【００３４】
なお、上記のようにファンコントロール回路２５をブロアファンモータ９に取り付けて、ブロアファンアセンブリ２８が構成されている。
【００３５】
図３はＬＡＮ化されたファンコントロール回路２５の他の一例を示す回路図である。なお、ここでは、図２の回路と共通する部材には同一の符号を付し、また、ブロアファンモータ９およびＭＯＳＦＥＴ２６は図示省略してある。
【００３６】
このファンコントロール回路２５ａは、リップルなどによりイグニッション（ＩＧＮ）電源が不安定な場合に好適なより高精度の回路であって、基本構成は図２のものと同様である。すなわち、カスタムＩＣ２３ａの基準電源が変動すると、出力が変動するので、電源線３１にツェナーダイオード（低電圧ダイオード）Ｄ2とこれの保護抵抗Ｒ6を接続するとともに、イグニッション電源の補正を行うことで、出力の変動をなくすようにしている。イグニッション電源を補正するための回路は、例えば、同図に示すように、比較器ＢとＣ、抵抗Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11、Ｒ12、およびＲ13で構成されている。比較器Ｂは、インピーダンスを整合させるためのバッファ回路であってバッファ以前の回路のインピーダンスによる影響をなくすためのものであり、比較器Ｃは、入力信号を増幅し安定させるための作動増幅回路である。ブロアファンモータ９を制御するカスタムＩＣには、コンデンサＣ 1 の電圧がフィードバック信号として入力されるＰＢＲ入力端子と、コンデンサＣ 1 を充電させる M −端子と、コンデンサＣ 1 を放電させる M ＋端子とが備えられている。ブロアファン９への印加電圧は、カスタムＩＣの M ＋端子と M −端子からの出力を利用して可変される。
【００３７】
したがって、本実施の形態によれば、ドアを駆動するアクチュエータのみならずブロアファンモータ９を駆動するファンコントロール回路２５をもＬＡＮ化し、オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５との間を１本の電源線３１と１本の通信線３２で接続し、シリアル通信を使って各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５を総合的に制御するようにしたので、オートアンプ３０と各アクチュエータ２０ａ〜２０ｃおよびファンコントロール回路２５との間に存在するハーネス本数が大幅に削減される。また、オートアンプ３０とファンコントロール回路２５間のハーネスがＬＡＮ化されることにより、アンプ側引き出しハーネスおよびコネクタが削減できる。
【００３８】
また、ＬＡＮ化したファンコントロール回路２５をブロアファンモータ９に取り付けたので、ファンコントロール回路２５とブロアファンモータ９との距離が従来よりも大幅に短縮され、ＬＡＮ化によりブロアファンモータ９の回転数制御がファンコントロール回路２５自身によって行われることと相俟って、ブロアファンモータ９の制御に必要なフィードバック信号用のハーネスの長さが大幅に短縮され、発振などが起こりにくい。
【００３９】
また、ファンコントロール回路２５にもカスタムＩＣ２３ａを設けて、従来オートアンプが行っていたブロアファンモータ９の回転数制御をファンコントロール回路２５自身によって行わせるようにしたので、その分だけさらにオートアンプ３０内のマイコンの負荷が低減される。これにより、システムの制御ロジックがより一層簡単になり、ソフトウェアの負荷がより低減されるとともに、ハードウェアの面でもブロアファンモータ９を駆動したり制御したりする回路をなくすことができる。したがって、上記のハーネス削減に伴うＩ／Ｏの削減と相俟って、より廉価なマイコンを採用することができるようになる。
【００４０】
さらに、アクチュエータ用の回路に加えてブロアファンモータ用の回路を削減できることから、オートアンプ３０の小型化が容易になり、操作／表示部４０との一体化などが容易になる。
【００４１】
また、回路部品の点数が削減され、システムの簡素化が図られる。
【００４２】
そして、上記のように、ハーネス本数の削減、システムの簡素化、オートアンプの簡素化などを図ることによって、全体としてシステムのコスト（システムコスト）を削減することができる。
【００４３】
なお、上記の例では、アクチュエータとして、インテークドアアクチュエータ２０ａ、エアミックスドアアクチュエータ２０ｂ、モードドアアクチュエータ２０ｃの三つのアクチュエータを用いたシステムについて説明したが、これに限定されないことはもちろんである。例えば、ＡＤＲ（アドレス）信号が３ビットである場合には、ファンコントロール回路２５を除いて合計７（＝８−１）台までのアクチュエータを１台のオートアンプ３０に接続することができる。本発明は使用するアクチュエータの数が多い場合に特に有効である。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、ブロアファンモータの印加電圧を駆動回路自身で制御しうる構成とし、該駆動回路をシリアル通信を使って制御するようにしたので、ハーネス本数の削減とともに、制御手段のソフトウェアとハードウェア両面での簡素化が図られ、システムコストが低減される。
また、ドアを駆動するアクチュエータのＬＡＮ化に加えて、ブロアファンモータの印加電圧を駆動回路自身で制御しうる構成とし、該駆動回路をアクチュエータと共にシリアル通信を使って制御するようにしたので、ハーネス本数のさらなる削減とともに、制御手段のソフトウェアとハードウェア両面でのより一層の簡素化が図られ、システムコストがより低減される。
また、駆動回路の制御部をアクチュエータの制御部と同じ一つのＩＣを使って構成したので、部品の共通化による簡素化とコスト低減を図ることができる。
また、駆動回路をブロアファンモータと駆動回路の間に取り付けたので、駆動回路とブロアファンモータとの距離が大幅に短縮され、ブロアファンモータの印加電圧の制御が駆動回路自身によって行われることと相俟って、ブロアファンモータの制御に必要なフィードバック信号用のハーネスの長さが大幅に短縮され、発振などが起こりにくくなる。
また、ＰＢＲ入力端子へ入力されるＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧をフィードバックさせて、また２つの出力端子によりＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲートに接続されるコンデンサの電圧を可変させることができ、さらにＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がブロアファンモータと接続されているため、ブロアファンモータを制御手段によって指定された一定の値で制御できる。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、ブロアファンモータの印加電圧を駆動回路自身で制御しうる構成とし、該駆動回路をシリアル通信を使って制御するようにしたので、ハーネス本数の削減とともに、制御手段のソフトウェアとハードウェア両面での簡素化が図られ、システムコストが低減される。
また、ドアを駆動するアクチュエータのＬＡＮ化に加えて、ブロアファンモータの印加電圧を駆動回路自身で制御しうる構成とし、該駆動回路をアクチュエータと共にシリアル通信を使って制御するようにしたので、ハーネス本数のさらなる削減とともに、制御手段のソフトウェアとハードウェア両面でのより一層の簡素化が図られ、システムコストがより低減される。
また、駆動回路の制御部をアクチュエータの制御部と同じ一つのＩＣを使って構成したので、部品の共通化による簡素化とコスト低減を図ることができる。
また、駆動回路をブロアファンモータと駆動回路の間に取り付けたので、駆動回路とブロアファンモータとの距離が大幅に短縮され、ブロアファンモータの印加電圧の制御が駆動回路自身によって行われることと相俟って、ブロアファンモータの制御に必要なフィードバック信号用のハーネスの長さが大幅に短縮され、発振などが起こりにくくなる。
また、ＰＢＲ入力端子へ入力されるＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート側に接続されるコンデンサの電圧をフィードバックさせて、また２つの出力端子によりコンデンサの電圧を可変させることができ、さらにＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がブロアファンモータと接続されているため、ブロアファンモータを制御手段によって指定された一定の値で制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係る自動車用空調システムの概略構成図である。
【図２】 ＬＡＮ化されたファンコントロール回路の一例を示す回路図である。
【図３】 ＬＡＮ化されたファンコントロール回路の他の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…空調ユニット
７…インテークドア
９…ブロアファンモータ
１２…エアミックスドア
１６、１７、１８…モードドア
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…アクチュエータ
２１…モータ
２２…ＰＢＲ（位置検出部）
２３、２３ａ…カスタムＩＣ（制御部）
２５…ファンコントロール回路（駆動回路）
３０…オートアンプ（制御手段）
３１…電源線
３２…通信線
Claims (2)
- 空調ユニット (1) 内に配設された各種のドア (7,12,16 〜 18) に対して、該ドア (7,12,16 〜 18) を駆動するモータ (21) と、該ドア (7,12,16 〜 18) の現在位置を電圧として出力する位置検出部 (22) と、与えられた目標位置データと前記位置検出部 (22) の出力とに基づいて前記モータ (21) を制御する制御部 (23) とを備えた同種の複数のアクチュエータ (20a 〜 20c) を設け、これら同種の複数のアクチュエータ (20a 〜 20c) をシリアル通信を使って制御手段 (30) によって総合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、
前記制御手段 (30) は、前記空調ユニット (1) 内に設けられたブロアファンモータ (9) を駆動する駆動回路 (25) との間でもシリアル通信を行い、
前記駆動回路 (25) は、前記制御手段 (30) によって風量制御の目標値が与えられると、実際に前記ブロアファンモータ (9) に加えられている電圧が前記制御手段 (30) によって与えられた目標値と一致するよう、前記ブロアファンモータ (9) への印加電圧を制御する制御部 (23a) と、ブロアファンモータ (9) にソースが接続されるＭＯＳ形電界効果トランジスタと、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲートに接続されるコンデンサ (C1) と、を有し、
前記ブロアファンモータ (9) を制御する制御部 (23a) は、前記モータ (21) を制御する制御部 (23) と同一種類のＩＣであり、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのソース電圧がフィードバック信号として入力されるＰＢＲ入力端子と、前記コンデンサ (C1) を充電および放電させて、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート電圧を可変させる２つの出力端子と、を有し、
前記駆動回路(25)は、前記ブロアファンモータ(9)と、該ブロアファンモータ(9)によって回転駆動されるブロアファンとの隙間に配置されていることを特徴とする自動車用空調システム。 - 空調ユニット(1)内に配設された各種のドア(7,12,16〜18)に対して、該ドア(7,12,16〜18)を駆動するモータ(21)と、該ドア(7,12,16〜18)の現在位置を電圧として出力する位置検出部(22)と、与えられた目標位置データと前記位置検出部(22)の出力とに基づいて前記モータ(21)を制御する制御部(23)とを備えた同種の複数のアクチュエータ(20a〜20c)を設け、これら同種の複数のアクチュエータ(20a〜20c)をシリアル通信を使って制御手段(30)によって総合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、
前記制御手段(30)は、前記空調ユニット(1)内に設けられたブロアファンモータ(9)を駆動する駆動回路(25)との間でもシリアル通信を行い、
前記駆動回路(25)は、前記制御手段(30)によって風量制御の目標値が与えられると、実際に前記ブロアファンモータ(9)に加えられている電圧が前記制御手段(30)によって与えられた目標値と一致するよう、前記ブロアファンモータ(9)への印加電圧を制御する制御部(23a)と、ブロアファンモータ (9) にソースが接続されるＭＯＳ形電界効果トランジスタと、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート側に接続されるコンデンサ (C1) と、を有し、
前記ブロアファンモータ (9) を制御する制御部 (23a) は、前記モータ (21) を制御する制御部 (23) と同一種類のＩＣであり、前記コンデンサ (C1) の電圧がフィードバック信号として入力されるＰＢＲ入力端子と、前記コンデンサ (C1) を充電および放電させて、前記ＭＯＳ形電界効果トランジスタのゲート電圧を可変させる２つの出力端子と、を有し、
前記駆動回路(25)は、前記ブロアファンモータ(9)と、該ブロアファンモータ(9)によって回転駆動されるブロアファンとの隙間に配置されていることを特徴とする自動車用空調システム。
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