JP3604244B2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents
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Description
【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 (2)
- 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。
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