JP4660833B2 - ステッピングモータ制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空調システムの空調ドアを駆動するステッピングモータアクチュエータの駆動制御などに用いられるステッピングモータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ステッピングモータ制御装置においては、電源電圧低下時のステッピングモータのトルク不足を改善し脱調を防止するという観点から、電源電圧に基づいて、ステッピングモータの駆動モードが高トルク低速駆動モードまたは低トルク高速駆動モードに切換えられるようになっている。高トルク低速駆動モードでは第1の駆動周波数でステッピングモータが駆動され、低トルク高速駆動モードでは第1の駆動周波数よりも高い第2の駆動周波数でステッピングモータが駆動される。これにより、電源電圧が低トルク高速駆動モードから高トルク低速駆動モードに切換わる電圧値以下になった場合に、ステッピングモータの駆動モードが駆動周波数の低い高トルク低速駆動モードに切換えられ、電源電圧の低下時にトルク不足が生じないように図られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなステッピングモータ制御装置では、車両用空調システムにおける空調ドアの制御のように複数のステッピングモータアクチュエータを駆動制御するような場合、複数のステッピングモータアクチュエータが同時に駆動状態になることに起因して、電源電圧が低トルク高速駆動モードから高トルク低速駆動モードに切換わる電圧値以下になる場合がある。このような場合、ステッピングモータアクチュエータは、駆動周波数の低い高トルク低速駆動モードで駆動されることとなり、その作動速度が遅くなる。そのため、例えば、インテークドアの外気導入から内気循環への切換えが遅くなり、車外の異臭がより多く車室内に入り込み、乗員に不快感を増大させるなどの問題が生じる。このようなステッピングモータアクチュエータの作動遅れは、運転席側と助手席側とで空調制御を変えることができるようにした左右独立タイプの車両用空調システム、および、車両のフロント側に設けられたフロント側空調ユニットとリア側に設けられたリア側空調ユニットとを有する所謂ツインタイプの車両用空調システムでは、より多くのステッピングモータアクチュエータを有するので、更に生じやすくなる。
【0004】
本発明は上記観点に基づいてなされたもので、その目的は、複数のステッピングモータが同時に駆動状態になることに起因して、ステッピングモータの駆動速度が遅くなることによる弊害を防止することのできるステッピングモータ制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、複数のステッピングモータを有し、各ステッピングモータの駆動モードを電源電圧に基づいて第1の駆動周波数で駆動する高トルク低速駆動モードまたは前記第1の駆動周波数よりも高い第2の駆動周波数で駆動する低トルク高速駆動モードに切換えるステッピングモータ制御装置において、前記低トルク高速駆動モードの状態下で前記ステッピングモータが複数同時に駆動状態になる場合に、当該同時駆動によって前記電源電圧が前記低トルク高速駆動モードで駆動可能な電圧値に基づいて設定された所定の電圧値以下に低下するか否かを推定する電源電圧推定手段と、前記電源電圧推定手段によって前記電源電圧が前記所定の電圧値以下になることが推定された場合に、前記電源電圧が前記所定の電圧値以下にならないように、同時駆動になる各ステッピングモータを予め定められた優先順位に従って前記低トルク高速駆動モードで駆動する優先制御手段とを有するステッピングモータ制御装置によって、上記目的を達成する。
【0006】
このような構成によれば、低トルク高速駆動モードの状態下でステッピングモータが複数同時に駆動状態になる場合に、この同時駆動によって電源電圧が低トルク高速駆動モードで駆動可能な電圧値に基づいて設定された所定の電圧値以下になる否かが電源電圧推定手段によって推定され、電源電圧が所定の電圧値以下になることが推定された場合に、優先制御手段によって、電源電圧が所定の電圧値以下にならないように、同時駆動になる各ステッピングモータが予め定められた優先順位に従って低トルク高速駆動モードで駆動される。そのため、優先順位に従って各ステッピングモータを低トルク高速駆動モードで駆動することができ、しかも、電源電圧が低トルク高速駆動モードで駆動可能な電圧値に基づいて設定された低トルク高速駆動モードで駆動可能な所定の電圧値以下にならないように駆動されるので、脱調を招来することなく高速で駆動することができる。従って、例えば、車両用空調システムに適用した場合にインテークドアのステッピングモータアクチュエータを最優先にすれば、複数のステッピングモータアクチュエータが同時に駆動状態になることに起因してインテークドアの外気導入から内気循環への切換えが遅くなることによる弊害などを有効に防止することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態の一例を示す構成図で、車両用空調システムに適用した場合を示している。
【0008】
図1において、1はコントロールユニットで、電源電圧情報,センサ情報,設定温度情報および操作情報を入力すると共に、インテーク駆動回路2,モード駆動回路3,エアミックス駆動回路4,コンプレッサ駆動回路5および送風機駆動回路6を制御するようになっている。電源電圧情報は、本例では、イグニッションスイッチを介して与えられるイグニッション電圧である。センサ情報としては外気温度,室内温度および日射量などが与えられ、設定温度情報は外部操作に応じて与えられる。操作情報としては、エアコンスイッチのオン/オフ操作,内気/外気の切換操作および吹出しモードの切換操作などが外部操作に応じて与えられる。インテーク駆動回路2は、コントロールユニット1の制御下でインテークアクチュエータ7のステッピングモータ8を駆動し、外気導入/内気循環を切換えるインテークドア9を制御する。モード駆動回路3は、コントロールユニット1の制御下でモードアクチュエータ10のステッピングモータ11を駆動し、吹出しモードをDEF,B/LおよびVENTなどに切換えるモードドア12を制御する。エアミックス駆動回路4は、コントロールユニット1の制御下でエアミックスアクチュエータ13のステッピングモータ14を駆動し、冷気と暖気との混合割合を調節するエアミックスドア15を制御する。コンプレッサ駆動回路5および送風機駆動回路6は、夫々、コントロールユニット1の制御下で、コンプレッサ16および送風機17を制御する。
【0009】
コントロールユニット1は、外気温度,室内温度および日射量などのセンサ情報ならびに設定温度情報を用いて車室内を設定温度に制御すべき熱負荷の量を表わす総合信号を演算し、演算した総合信号に基づいて車室内が設定温度となるように、インテークドア9を制御するインテーク制御、モードドア12を制御するモード制御、およびエアミックスドア15を制御するエアミックス制御を行なうと共に、コンプレッサ16および送風機17を制御する周知の空調制御を行なう機能を有している。また、コントロールユニット1は、インテーク制御,モード制御およびエアミックス制御の夫々におけるアクチュエータ駆動処理において、アクチュエータ7,10,13のステッピングモータ8,11,14の駆動モードを、電源電圧に基づいて、第1の駆動周波数で駆動する高トルク低速駆動モード、または、第1の駆動周波数よりも高い第2の駆動周波数で駆動する低トルク高速駆動モードに切換える機能を有している。更に、コントロールユニット1は、このような駆動モードの切換え機能に加えて、低トルク高速駆動モードの状態下でアクチュエータ7,10,13が複数同時に駆動状態になる場合に、この同時駆動によって電源電圧が駆動周波数の低い高トルク低速駆動モードに切換えられる所定の電圧値以下になるか否かを推定し、電源電圧が所定の電圧値以下になることが推定される場合に、電源電圧が所定の電圧値以下にならないように、アクチュエータ7,10,13を予め定められた優先順位に従って低トルク高速駆動モードで駆動する機能を有している。本例での優先順位は、インテークアクチュエータ7が第1順位、モードアクチュエータ10が第2順位、エアミックスアクチュエータ13が第3順位に設定されている。従って、例えば、インテークアクチュエータ7とエアミックスアクチュエータ13とが同時に駆動状態になることによって電源電圧が所定の電圧値以下になることが推定されれば、インテークアクチュエータ7が優先して低トルク高速駆動モードで駆動される。
【0010】
図2は図1のコントロールユニット1のメインフローチャート、図3は図2におけるアクチュエータ駆動処理を示すフローチャートである。
【0011】
イグニッションスイッチのオンにより電源が印加されると、コントロールユニット1は、図2の制御を開始し、先ずステップ20において外部操作で与えられる操作情報に基づいてエアコンスイッチのオン/オフを判断する。エアコンスイッチがオフであればステップ21の空調停止処理を経てステップ20に戻り、エアコンスイッチがオンであれば空調制御に入る。空調制御では、ステップ22でセンサ情報および設定温度情報が入力され、次のステップ23でセンサ情報および設定温度情報を用いて総合信号が演算された後、演算された総合信号に基づいて車室内が設定温度となるように、ステップ24のインテーク制御,ステップ25のモード制御,ステップ26のエアミックス制御およびステップ27のコンプレッサおよび送風機制御が行なわれ、その後、コントロールユニット1はステップ20に戻る。インテーク制御,モード制御およびエアミックス制御では、図3のアクチュエータ駆動処理によってインテークドア9,モードドア12およびエアミックスドア15が制御される。外部操作によって内気/外気の切換操作および吹出しモードの切換操作が要求された場合には、ステップ24のインテーク制御およびステップ25のモード制御において、操作情報に基づいて外部操作を認識し、当該外部操作に応答するようにインテークドア9およびモードドア12が制御される。
【0012】
図3のアクチュエータ駆動処理では、先ずステップ30において電源電圧情報を入力して電源電圧Vmを認識した後、ステップ31の駆動周波数判定に入る。駆動周波数判定では、電源電圧Vmに基づいて、駆動対象のアクチュエータのステッピングモータを停止とするか、または、第1の駆動周波数で駆動する高トルク低速駆動モードで駆動するか、または、第1の駆動周波数よりも高い第2の駆動周波数で駆動する低トルク高速駆動モードで駆動するかが、判定される。駆動対象のアクチュエータは、図2のステップ24のインテーク制御ではインテークアクチュエータ7、ステップ25のモード制御ではモードアクチュエータ10、ステップ26のエアミックス制御ではエアミックスアクチュエータ13である。本例では、第1の駆動周波数は166ppsであり、第2の駆動周波数は250ppsである。また、本例では、電源電圧Vmが9.5V以上になると停止から高トルク低速駆動モードになり、9V以下になると高トルク低速駆動モードから停止になるヒステリシスと、電源電圧Vmが12.5V以上になると高トルク低速駆動モードから低トルク高速駆動モードになり、12V以下になると低トルク高速駆動モードから高トルク低速駆動モードになるヒステリシスとがもうけられており、これによって切換えの際のチャタリングが防止されるようになっている。ステップ31において、コントロールユニット1は、停止と判定することでステップ32の停止処理を経て図2のメインフローに戻り、高トルク低速駆動モードと判定することでステップ33の高トルク低速駆動モードの設定を経てステップ35に入り、低トルク高速駆動モードと判定することでステップ34の低トルク高速駆動モードの設定を経てステップ35に入る。
【0013】
ステップ35では低トルク高速駆動モードが設定されているか否かを判断し、低トルク高速駆動モードが設定されていなければ、ステップ36で駆動対象のアクチュエータの駆動処理を行なった後、図2のメインフローに戻る。ステップ36の駆動対象のアクチュエータの駆動処理では、駆動対象のアクチュエータの現在位置と目標位置とから当該アクチュエータの駆動方向が認識され、現在位置から目標位置までの印加パルス数が演算され、現在位置が目標位置に更新された後、設定された駆動モード,認識された駆動方向および演算された印加パルス数に従って駆動対象のアクチュエータのステッピングモータが駆動される。ステップ35からステップ36に入った場合には、駆動対象のアクチュエータは高トルク低速駆動モードで駆動されることとなる。
【0014】
一方、ステップ35において低トルク高速駆動モードが設定されていれば、ステップ37に入り、駆動対象のアクチュエータ以外に駆動中のアクチュエータがあるか否かを判断する。例えば、駆動対象のアクチュエータがインテークアクチュエータ7であるとすると、モードアクチュエータ10および/またはエアミックスアクチュエータ13が駆動中であるか否かが判断される。ステップ37において駆動対象のアクチュエータ以外に駆動中のアクチュエータがなければ、当該アクチュエータを駆動しても複数同時に駆動状態にはならず電源電圧は所定の電圧値以下にはならないと認識して、上述したステップ36の駆動対象のアクチュエータの駆動処理を経て図2のメインフローに戻る。ステップ37からステップ36に入った場合には、駆動対象のアクチュエータは低トルク高速駆動モードで駆動されることとなる。
【0015】
一方、ステップ37において駆動中のアクチュエータがあれば、ステップ38に入り、駆動対象のアクチュエータを駆動した場合に、電源電圧Vmが低トルク高速駆動モードで駆動可能な電圧値に基づいて設定された所定の電圧値以下に低下するか否かを推定する。本例では、所定の電圧値は低トルク高速駆動モードから高トルク低速駆動モードに切換えられる電圧値に基づいて設定されており、12Vである。この推定は、{Vm−α}<12になるか否かによって行なわれる。Vmは前述したように電源電圧であり、αはアクチュエータ1個の電圧低下分である。本例では、電圧低下分αは各アクチュエータの電圧低下分の平均値に基づいて設定されている。{Vm−α}が12Vよりも小にならなければ、コントロールユニット1は、当該アクチュエータを駆動して複数同時駆動になっても電源電圧Vmは所定の電圧値である12V以下にはならないと推定して、ステップ38からステップ36に入り、上述した駆動対象のアクチュエータの駆動処理を経て図2のメインフローに戻る。ステップ38からステップ36に入った場合には、駆動対象のアクチュエータは低トルク高速駆動モードで駆動されることとなる。一方、ステップ38において{Vm−α}が12Vよりも小になれば、コントロールユニット1は、当該アクチュエータを駆動すると電源電圧Vmが所定の電圧値以下になると推定して、ステップ39のアクチュエータ優先処理に入る。
【0016】
図4,図5および図6は図3におけるアクチュエータ優先処理を示すフローチャートで、図5の端子A,Bは図4の同符号の端子に接続され、図6の端子C,Bは図4および図5の同符号の端子に接続される。本例のアクチュエータ優先処理では、同時駆動になる各アクチュエータが、駆動が重ならないように、優先順位に従って夫々独立に低トルク高速駆動モードで駆動されるようになっている。
【0017】
コントロールユニット1は、先ず図4のステップ50で、駆動対象のアクチュエータが優先順位が第1順位のインテークアクチュエータ7か否かを判断する。
駆動対象のアクチュエータがインテークアクチュエータ7であれば、ステップ51で駆動中のアクチュエータを停止した後、次のステップ52でインテークアクチュエータ7の駆動処理を行ない、ステップ53のインテークアクチュエータ7の駆動終了判断に入る。ステップ51の駆動中のアクチュエータの停止処理では、当該アクチュエータを目標位置まで駆動するための再駆動情報が一時記憶される。ステップ52のインテークアクチュエータ7の駆動処理では、インテークアクチュエータ7の現在位置と目標位置とからインテークアクチュエータ7の駆動方向が認識され、現在位置から目標位置までの印加パルス数が演算され、現在位置が目標位置に更新された後、認識された駆動方向および演算された印加パルス数に従ってインテークアクチュエータ7のステッピングモータ8が低トルク高速駆動モードで駆動される。この場合、駆動中のアクチュエータは停止されているので、電源電圧Vmは所定の電圧値である12V以下にはならず、従って、低トルク高速駆動モードで駆動してもステッピングモータ8は脱調するようなことはない。これにより、優先順位が第1順位のインテークアクチュエータ7が高速駆動モードで駆動されることとなるので、例えば、インテークドア7の外気導入から内気循環への切換えが高速で行なわれ、車室内への車外の異臭などの入り込みが低減される。インテークアクチュエータ7の駆動が終了すると、ステップ53からステップ54に入り、ステップ51で停止した駆動中のアクチュエータに優先順位が第2順位のモードアクチュエータ10があるか否かを判断する。モードアクチュエータ10があれば、ステップ55に入り、ステップ51で一時記憶された再駆動情報に基づいてモードアクチュエータ10の駆動処理を再開し、ステップ56のモードアクチュエータ10の駆動終了判断に入る。モードアクチュエータ10は低トルク高速駆動モードで再駆動される。モードアクチュエータ10の駆動が終了することでステップ57に入り、ステップ51で停止した駆動中のアクチュエータに優先順位が第3順位のエアミックスアクチュエータ13があるか否かを判断する。エアミックスアクチュエータ13があれば、ステップ58に入り、ステップ51で一時記憶された再駆動情報に基づいてエアミックスアクチュエータ13の駆動処理を再開した後、図2のメインフローに戻る。エアミックスアクチュエータ13は低トルク高速駆動モードで再駆動される。エアミックスアクチュエータ13がなければ、直ちに図2のメインフローに戻る。また、先のステップ54において、ステップ51で停止した駆動中のアクチュエータにモードアクチュエータ10がなければ、ステップ54から直ちにステップ58に入り、エアミックスアクチュエータ13の駆動処理を再開する。
【0018】
一方、図4のステップ50において駆動対象のアクチュエータがインテークアクチュエータ7でなければ、コントロールユニット1は、ステップ50から図5のステップ60に入り、駆動対象のアクチュエータが優先順位が第2順位のモードアクチュエータ10か否かを判断する。駆動対象のアクチュエータがモードアクチュエータ10であれば、ステップ61に入り、駆動中のアクチュエータに優先順位が第1順位のインテークアクチュエータ7があるか否かを判断する。駆動中のアクチュエータにインテークアクチュエータ7があることで、ステップ62においてインテークアクチュエータ7以外の駆動中のアクチュエータを停止し、次のステップ63でインテークアクチュエータ7の駆動を継続させて、ステップ64のインテークアクチュエータ7の駆動終了判断に入る。ステップ62で駆動中のアクチュエータを停止した場合には、当該アクチュエータを目標位置まで駆動するための再駆動情報が一時記憶される。インテークアクチュエータ7は、低トルク高速駆動モードのままで駆動が継続する。インテークアクチュエータ7の駆動が終了すると、ステップ64からステップ65に入り、駆動対象のアクチュエータであるモードアクチュエータ10の駆動処理を行なう。また、先のステップ61において駆動中のアクチュエータにインテークアクチュエータ7がなければ、ステップ61から直ちにステップ65に入り、駆動対象のアクチュエータであるモードアクチュエータ10の駆動処理を行なう。モードアクチュエータ10の駆動処理では、モードアクチュエータ10の現在位置と目標位置とから駆動方向が認識され、現在位置から目標位置までの印加パルス数が演算され、現在位置が目標位置に更新された後、認識された駆動方向および演算された印加パルス数に従ってモードアクチュエータ10のステッピングモータ11が低トルク高速駆動モードで駆動される。モードアクチュエータ10の駆動が終了することで、ステップ66からステップ67に入り、ステップ62で停止した駆動中のアクチュエータに優先順位が第3順位のエアミックスアクチュエータ13があるか否かを判断する。エアミックスアクチュエータ13があれば、ステップ68に入り、ステップ62で一時記憶された再駆動情報に基づいてエアミックスアクチュエータ13の駆動処理を再開した後、図2のメインフローに戻る。エアミックスアクチュエータ13は低トルク高速駆動モードで再駆動される。エアミックスアクチュエータ13がなければ、直ちに図2のメインフローに戻る。
【0019】
一方、図5のステップ60において駆動対象のアクチュエータがモードアクチュエータ10でなければ、コントロールユニット1は、ステップ60から図6のステップ70に入り、駆動中のアクチュエータに優先順位が第1順位のインテークアクチュエータ7があるか否かを判断する。駆動中のアクチュエータにインテークアクチュエータ7があることで、ステップ71においてインテークアクチュエータ7以外の駆動中のアクチュエータを停止し、次のステップ72でインテークアクチュエータ7の駆動を継続させて、ステップ73のインテークアクチュエータ7の駆動終了判断に入る。ステップ71で駆動中のアクチュエータを停止した場合には、当該アクチュエータを目標位置まで駆動するための再駆動情報が一時記憶される。インテークアクチュエータ7は、低トルク高速駆動モードのままで駆動が継続する。インテークアクチュエータ7の駆動が終了すると、ステップ73からステップ74に入り、ステップ71で停止した駆動中のアクチュエータに優先順位が第2順位のモードアクチュエータ10があるか否かを判断する。モードアクチュエータ10があれば、ステップ75に入り、ステップ71で一時記憶された再駆動情報に基づいてモードアクチュエータ10の駆動処理を再開し、ステップ76のモードアクチュエータ10の駆動終了判断に入る。モードアクチュエータ10は低トルク高速駆動モードで再駆動される。モードアクチュエータ10の駆動が終了することでステップ77に入り、駆動対象のアクチュエータであるエアミックスアクチュエータ13の駆動処理を行なう。また、先のステップ74において駆動中のアクチュエータにモードアクチュエータ10がなければ、ステップ74から直ちにステップ77に入り、駆動対象のアクチュエータであるエアミックスアクチュエータ13の駆動処理を行なう。エアミックスアクチュエータ13の駆動処理では、エアミックスアクチュエータ13の現在位置と目標位置とから駆動方向が認識され、現在位置から目標位置までの印加パルス数が演算され、現在位置が目標位置に更新された後、認識された駆動方向および演算された印加パルス数に従ってエアミックスアクチュエータ13のステッピングモータ14が低トルク高速駆動モードで駆動される。その後、コントロールユニット1は図2のメインフローに戻る。
【0020】
図7,図8および図9は図3におけるアクチュエータ優先処理の別の例を示すフローチャートで、図4〜図6のアクチュエータ優先処理に代えて図3に適用される。図8の端子D,Eは図7の同符号の端子に接続され、図9の端子E,Fは図7および図8の同符号の端子に接続される。本例のアクチュエータ優先処理では、図4〜図6で述べたように同時駆動になるアクチュエータが夫々独立して駆動されることに加えて、2個のアクチュエータを同時に駆動しても電源電圧Vmが所定の電圧値である12V以下にならないと推定される場合に、2個のアクチュエータが同時に低トルク高速駆動モードで駆動されるようになっている。
【0021】
コントロールユニット1は、先ず図7のステップ80で、電源電圧を所定の電圧値である12V以下に低下させることなく2個のアクチュエータを同時に駆動することができるか否かを推定する。この推定は、例えば駆動対象のアクチュエータ以外の駆動中のアクチュエータの個数が2個であるか否かに基づいて、行なわれる。すなわち、駆動対象のアクチュエータ以外の駆動中のアクチュエータが1個の状態でアクチュエータ優先処理に入る場合、図3のステップ38で電源電圧が12V以下になると推定されるので、アクチュエータ優先処理において駆動対象のアクチュエータと駆動中のアクチュエータとを同時に駆動状態にすることはできない。これに対して、駆動対象のアクチュエータ以外の駆動中のアクチュエータが2個の状態でアクチュエータ優先処理に入る場合には、駆動対象のアクチュエータを更に駆動することで電源電圧が12V以下になると推定されるので、2個のアクチュエータを同時に駆動することが可能になる。ステップ80において2個のアクチュエータを同時に駆動することができると推定することで、ステップ81に入り同時駆動フラグFを「1」にセットした後、ステップ82に入る。2個のアクチュエータを同時に駆動することはできないと推定した場合には、ステップ81に入ることなく直ちにステップ82に入る。
【0022】
コントロールユニット1は、ステップ82において、駆動対象のアクチュエータが優先順位が第1順位のインテークアクチュエータ7か否かを判断する。駆動対象のアクチュエータがインテークアクチュエータ7であれば、ステップ83に入り、同時駆動フラグFが「1」か否かを判断する。同時駆動フラグFが「1」であれば、ステップ84〜88の2個のアクチュエータの同時駆動処理に入る。同時駆動処理では、先ずステップ84でエアミックスアクチュエータ13を停止し、次のステップ85で、モードアクチュエータ10の駆動を継続させると共に、駆動対象のアクチュエータであるインテークアクチュエータ7の駆動処理を行ない、ステップ86のモードアクチュエータ10およびインテークアクチュエータ7の駆動終了判断に入る。モードアクチュエータ10は低トルク高速駆動モードで駆動が継続され、また、インテークアクチュエータ7も低トルク高速駆動モードで駆動される。モードアクチュエータ10およびインテークアクチュエータ7が共に駆動を終了することで、ステップ86からステップ87に入り、ステップ84で停止したエアミックスアクチュエータ13の駆動を再開し、次のステップ88で同時駆動フラグFを「0」にリセットした後、図2のメインフローに戻る。エアミックスアクチュエータ13は低トルク高速駆動モードで駆動が継続される。一方、ステップ83において同時駆動フラグFが「1」でなければ、前述した図4のステップ51〜58の処理を行ない、同時駆動になるアクチュエータを夫々独立して駆動したのち、図2のメインフローに戻る。
【0023】
図7のステップ82において駆動対象のアクチュエータがインテークアクチュエータ7でなければ、コントロールユニット1は、ステップ82から図8のステップ90に入り、駆動対象のアクチュエータが優先順位が第2順位のモードアクチュエータ10か否かを判断する。駆動対象のアクチュエータがモードアクチュエータ10であれば、ステップ91に入り、同時駆動フラグFが「1」か否かを判断する。同時駆動フラグFが「1」であれば、2個のアクチュエータの同時駆動処理に入り、先ずステップ92でエアミックスアクチュエータ13を停止し、次のステップ93で、インテークアクチュエータ7の駆動を継続させると共に、駆動対象のアクチュエータであるモードアクチュエータ10の駆動処理を行ない、ステップ94のインテークアクチュエータ7およびモードアクチュエータ10の駆動終了判断に入る。インテークアクチュエータ7は低トルク高速駆動モードで駆動され、また、モードアクチュエータ10も低トルク高速駆動モードで駆動が継続される。インテークアクチュエータ7およびモードアクチュエータ10が共に駆動を終了することで、ステップ94からステップ95に入り、ステップ92で停止したエアミックスアクチュエータ13の駆動を再開し、次のステップ96で同時駆動フラグFを「0」にリセットした後、図2のメインフローに戻る。エアミックスアクチュエータ13は低トルク高速駆動モードで駆動が継続される。一方、ステップ91において同時駆動フラグFが「1」でなければ、前述した図5のステップ61〜68の処理を行ない、同時駆動になるアクチュエータを夫々独立して駆動したのち、図2のメインフローに戻る。
【0024】
図8のステップ90において駆動対象のアクチュエータがモードアクチュエータ10でなければ、コントロールユニット1は、ステップ90から図9のステップ100に入り、同時駆動フラグFが「1」か否かを判断する。同時駆動フラグFが「1」であれば、2個のアクチュエータの同時駆動処理に入り、ステップ101でインテークアクチュエータ7およびモードアクチュエータ10の駆動を継続させて、ステップ102のインテークアクチュエータ7およびモードアクチュエータ10の駆動終了判断に入る。インテークアクチュエータ7およびモードアクチュエータ10は低トルク高速駆動モードで駆動が継続される。インテークアクチュエータ7およびモードアクチュエータ10が共に駆動を終了することで、ステップ102からステップ103に入り、駆動対象のアクチュエータであるエアミックスアクチュエータ13の駆動処理を行ない、次のステップ104で同時駆動フラグFを「0」にリセットした後、図2のメインフローに戻る。エアミックスアクチュエータ13は低トルク高速駆動モードで駆動が継続される。一方、ステップ100において同時駆動フラグFが「1」でなければ、前述した図6のステップ70〜77の処理を行ない、同時駆動になるアクチュエータを夫々独立して駆動したのち、図2のメインフローに戻る。
【0025】
上述した例では、電圧低下分αを各アクチュエータ7,10,13の電圧低下分の平均値に基づいて設定し、各アクチュエータ7,10,13に対して共通に用いるようにしたが、これに限定するものではない。インテークアクチュエータ7の電圧低下分をα1,モードアクチュエータ10の電圧低下分をα2,エアミックスアクチュエータ13の電圧低下分をα3として、各アクチュエータ毎に設定してもよい。この場合、図3のステップ38に代えて、図10のステップが図3に適用される。これにより、駆動対象のアクチュエータがインテークアクチュエータ7であれば電圧低下分α1が用いられ、モードアクチュエータ10であれば電圧低下分α2が用いられ、エアミックスアクチュエータ13であれば電圧低下分α3が用いられる。その他の処理は図3で述べた通りである。
【0026】
図11は図7〜図9のアクチュエータ優先処理において同時駆動することができるか否かを推定する同時駆動推定手段の別の例を示すフローチャートで、図7のステップ80および81に代えて図7に適用される。
【0027】
本例では、図3のステップ38に代えて図10のステップが図3に適用されており、インテークアクチュエータ7の電圧低下分がα1、モードアクチュエータ10の電圧低下分がα2、エアミックスアクチュエータ13の電圧低下分がα3に設定されている。コントロールユニット1は、先ずステップ110で、電源電圧Vmを所定の電圧値である12V以下に低下させることなく2個のアクチュエータを同時に駆動することができるか否かを推定する。同時に駆動することができると推定することで、ステップ111に入って駆動対象のアクチュエータを認識する。駆動対象のアクチュエータがインテークアクチュエータ7であれば、駆動中のアクチュエータはモードアクチュエータ10とエアミックスアクチュエータ13であるので、ステップ112において{Vm+α3−α1}<12であるか否かを判断することによって、優先順位の高いインテークアクチュエータ7とモードアクチュエータ10とを同時駆動した場合に電源電圧が所定の電圧値である12V以下になるか否かを推定する。ステップ112において、12V以上であればステップ113で同時駆動フラグFを「1」にセットした後に図7のステップ82に進み、12V以下であればステップ113に入ることなく直ちにステップ82に進む。ステップ111において、駆動対象のアクチュエータがモードアクチュエータ10であれば、駆動中のアクチュエータはインテークアクチュエータ7とエアミックスアクチュエータ13であるので、ステップ114において{Vm+α3−α2}<12であるか否かを判断することによって、優先順位の高いインテークアクチュエータ7とモードアクチュエータ10とを同時駆動した場合に電源電圧が所定の電圧値である12V以下になるか否かを推定する。ステップ114において、12V以上であればステップ113の同時駆動フラグFの「1」へのセットを経て図7のステップ82に進み、12V以下であればステップ113に入ることなく直ちにステップ82に進む。ステップ111において、駆動対象のアクチュエータがエアミックスアクチュエータ13であれば、駆動中のアクチュエータはインテークアクチュエータ7とモードアクチュエータ10であるので、優先順位の高いインテークアクチュエータ7およびモードアクチュエータ10の駆動を継続させるために直ちにステップ113に入り、同時駆動フラグFの「1」へのセットを経て図7のステップ82に進む。その他の処理は図7〜図9で述べた通りである。
【0028】
以上述べた各例では3個のステッピングモータアクチュエータを制御しているが、これに限定されるものではなく、例えばより多くのステッピングモータアクチュエータを有する左右独立タイプの車両用空調システムおよびツインタイプの車両用空調システムなどに適用することのできることは勿論である。また、車両用空調システムに限らず、複数のステッピングモータの駆動制御に適用することができる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、低トルク高速駆動モードの状態下でステッピングモータが複数同時に駆動状態になる場合に、この同時駆動によって電源電圧が低トルク高速駆動モードで駆動可能な電圧値に基づいて設定された所定の電圧値以下になる否かを、電源電圧推定手段によって推定し、電源電圧が所定の電圧値以下になることが推定された場合に、優先制御手段によって、電源電圧が所定の電圧値以下にならないように、同時駆動になる各ステッピングモータを予め定められた優先順位に従って低トルク高速駆動モードで駆動するようにしたので、優先順位に従って各ステッピングモータを低トルク高速駆動モードで駆動することができ、しかも、電源電圧が低トルク高速駆動モードで駆動可能な電圧値に基づいて設定された所定の電圧値以下にならないように駆動されるので、脱調を招来することなく高速で駆動することができる。従って、例えば、車両用空調システムに適用した場合にインテークドアのステッピングモータアクチュエータを最優先にすれば、複数のステッピングモータアクチュエータが同時に駆動状態になることに起因してインテークドアの外気導入から内気循環への切換えが遅くなることによる弊害などを有効に防止することができる。
【0030】
また、本発明によれば、同時駆動になる各ステッピングモータの駆動が重ならないように、各ステッピングモータを優先順位に従って夫々独立に低トルク高速駆動モードで駆動するようにしたので、制御構成を簡単化することができる。
【0031】
また、本発明によれば、電源電圧を所定の電圧値以下に低下させることなく、同時駆動になる各ステッピングモータを複数同時に駆動することが可能か否かを推定し、複数同時に駆動することが可能であると推定した場合に、同時駆動になる各ステッピングモータを優先順位に従って複数同時に低トルク高速駆動モードで駆動するようにしたので、優先順位の高いステッピングモータの複数同時駆動により制御速度を向上させることができるばかりでなく、電源電圧の有効利用を図ることができる。
【0032】
また、本発明によれば、予め定められたステッピングモータ1個当たりの電圧低下分と電源電圧とに基づいて、電源電圧が所定の電圧値以下になるか否かを推定するようにしたので、構成を簡単化することができる。
【0033】
更に、本発明によれば、各ステッピングモータ毎に電圧低下分を設定し、駆動対象のステッピングモータに対応する電圧低下分と電源電圧とに基づいて、電源電圧が所定の電圧値以下になるか否かを推定するようにしたので、より正確に電源電圧の低下を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図2】図2は図1のコントロールユニットのメインフローチャートである。
【図3】図3は図2におけるアクチュエータ駆動処理を示すフローチャートである。
【図4】図4は図3におけるアクチュエータ優先処理を示すフローチャートである。
【図5】図5は図3におけるアクチュエータ優先処理を示すフローチャートで、図5の端子A,Bは図4の同符号の端子に接続される。
【図6】図6は図3におけるアクチュエータ優先処理を示すフローチャートで、図6の端子C,Bは図4および図5の同符号の端子に接続される。
【図7】図7は図3におけるアクチュエータ優先処理の別の例を示すフローチャートである。
【図8】図8は図3におけるアクチュエータ優先処理の別の例を示すフローチャートで、図8の端子D,Eは図7の同符号の端子に接続される。
【図9】図9は図3におけるアクチュエータ優先処理の別の例を示すフローチャートで、図9の端子E,Fは図7および図8の同符号の端子に接続される。
【図10】図10は図3におけるステップ38の電源電圧推定手段の別の例を示すステップである。
【図11】図11は図7におけるステップ80および81の同時駆動推定手段の別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 コントロールユニット
7 インテークアクチュエータ
8,11,14 ステッピングモータ
9 インテークドア
10 モードアクチュエータ
12 モードドア
13 エアミックスアクチュエータ
15 エアミックスドア
Claims (8)
- 複数のステッピングモータを有し、各ステッピングモータの駆動モードを電源電圧に基づいて第1の駆動周波数で駆動する高トルク低速駆動モードまたは前記第1の駆動周波数よりも高い第2の駆動周波数で駆動する低トルク高速駆動モードに切換えるステッピングモータ制御装置において、
前記低トルク高速駆動モードの状態下で前記ステッピングモータが複数同時に駆動状態になる場合に、当該同時駆動によって前記電源電圧が前記低トルク高速駆動モードで駆動可能な電圧値に基づいて設定された所定の電圧値以下に低下するか否かを推定する電源電圧推定手段と、
前記電源電圧推定手段によって前記電源電圧が前記所定の電圧値以下になることが推定された場合に、前記電源電圧が前記所定の電圧値以下にならないように、同時駆動になる各ステッピングモータを予め定められた優先順位に従って前記低トルク高速駆動モードで駆動する優先制御手段とを有するステッピングモータ制御装置。 - 前記所定の電圧値が、前記低トルク高速駆動モードから前記高トルク低速駆動モードに切換わる電圧値に基づいて設定された請求項1に記載のステッピングモータ制御装置。
- 前記優先制御手段が、同時駆動になる各ステッピングモータの駆動が重ならないように、各ステッピングモータを前記優先順位に従って夫々独立に前記低トルク高速駆動モードで駆動する第1の駆動手段を有する請求項1又は2に記載のステッピングモータ制御装置。
- 前記優先制御手段が、
前記電源電圧を前記所定の電圧値以下に低下させることなく、同時駆動になる各ステッピングモータを複数同時に駆動することが可能か否かを推定する同時駆動推定手段と、
前記同時駆動推定手段によって複数同時に駆動することが可能と推定された場合に、同時駆動になる各ステッピングモータを前記優先順位に従って複数同時に前記低トルク高速駆動モードで駆動する第2の駆動手段を有すると共に、
前記同時駆動推定手段によって複数同時に駆動することができないと推定された場合に、前記第1の駆動手段によって同時駆動になる各ステッピングモータを夫々独立に駆動するようにした請求項3に記載のステッピングモータ制御装置。 - 前記電源電圧推定手段が、予め定められたステッピングモータ1個当たりの電圧低下分を有し、前記電源電圧と前記電圧低下分とに基づいて前記電源電圧が前記所定の電圧値以下になるか否かを推定する請求項1乃至4の何れかに記載のステッピングモータ制御装置。
- 前記電源電圧推定手段が、各ステッピングモータ毎に設定された電圧低下分を有し、前記電源電圧と駆動対象のステッピングモータに対応する前記電圧低下分とに基づいて前記電源電圧が前記所定の電圧値以下になるか否かを推定する請求項1乃至4の何れかに記載のステッピングモータ制御装置。
- 前記複数のステッピングモータが、夫々、車両用空調システムにおけるインテークドアを駆動するインテークアクチュエータ,モードドアを駆動するモードアクチュエータおよびエアミックスドアを駆動するエアミックアクチュエータに設けられたアクチュエータ駆動用のステッピングモータである請求項1乃至6の何れかに記載のステッピングモータ制御装置。
- 前記優先順位として、前記インテークアクチュエータを第1順位とし、前記モードアクチュエータを第2順位とし、前記エアミックスアクチュエータを第3順位とするように定めた請求項7に記載のステッピングモータ制御装置。
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