JPH02162117A - 故障表示装置及び自動車用空気調和装置の故障表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用空気調和装置に係り、ウォーターバル
ブやエアミックスダンパ等を駆動するアクチュエータの
故障を検出するのに好適な故障検出手段を備えた自動車
用空気調和装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の自動車用空気調和装置には各種センサの断線、短
絡およびモータロンク等の故障検出表示が用いられるこ
とは一般に広く知られている。

また、特開昭５８−１４１９１２号公報に開示されるも
ののように、センサの故障をそのセンサからの出力信号
の大きさが設定範囲か否かを判定して検出するものが知
られている。

〔発明が解決しようとする課題］ また、従来からエアミックスダンパを自動制御する自動
車用空気調和装置も広く知られているが、このエアミッ
クスダンパを駆動するアクチュエータの故障を判別する
ことは困難であった。例えばエアミックスダンパの位置
を検出するポテンショメータの短絡あるいは断線は上記
のような従来の技術によって検出可能であったが、アク
チュエータの故障はダンパ位置の異常として表われず、
エアミックスダンパが正常位置範囲にあるにもかかわら
ずアクチュエータが故障し、ダンパが駆動されなかった
り、ダンパを所定位置に駆動できないという場合があっ
た。

本発明は上記のような問題点に鑑み、自動車用空気調和
装置におけるアクチュエータの故障を確実に検出するこ
とを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本願第１番目の発明では第５図に示すごとき構成の可逆
的に位置を変化し得るアクチュエータと、該アクチュエ
ータの実位置を検出するポジションセンサと、 該ポジションセンサを含む入力手段部からの信号を受け
前記アクチュエータの目標位置を演算し、前記アクチュ
エータの制御信号を出力する制御手段と を備えた自動車用空気調和装置において、前記ポジショ
ンセンサにより検出された上記アクチュエータの実位置
と前記目標位置との差の絶対値が所定量を越えて所定時
間継続した場合、前記アクチュエータの故障と判定する
故障判定手段と、 該判定手段の判定に基づき故障表示する故障表示手段と
を備えるという技術的手段を採用する。

また、本願第２番目の発明では、特に自動車用空気調和
装置の温度調節部材の故障検出に適合するために冷却手
段、加熱手段および車室内温度センサ、外気温センサな
らびに温度調節部材に連動するポジションセンサからの
電気信号を取込んで車室温度と目標温度との差に応じて
前記温度調節部材を制御する制御手段を備え、前記車室
温度を前記目標温度に自動制御する自動車用空気調和装
置において、 前記車室温度と前記目標温度とに基づいて前記温度調節
部材の目標位置を演算する目標位置演算手段と、 該演算手段で演算された目標位置と、前記ポジションセ
ンサで検出された検出位置との差の絶対値が所定量を越
えて所定時間継続した場合、前記温度調節部材を故障と
判定する故障判定手段と、該判定手段の判定に基づき故
障表示する故障表示手段とを備えるという技術的手段を
採用する。

［作用〕 上記の本願第１番目の発明によると、アクチュエータの
目標位置が演算により求められ、ポジションセンサによ
り検出される実位置を目標位置に一致させるようにアク
チュエータが制御される。

さらにアクチュエータの実位置と目標位置との差の絶対
値が所定量を越えて所定時間継続した場合、アクチュエ
ータの故障が判定され、表示が行われる。

ここで、アクチュエータを目標位置へ制御するときアク
チュエータの実位置は遅れをもって目標位置へ制御され
る。このため、実位置と目標位置との差の絶対値はアク
チュエータの正常状態においても所定量を越えることが
ある。しかし本願第１番目の発明では差の絶対値が所定
量を越えて、さらに所定時間継続したときアクチュエー
タを故障と判定しており、アクチュエータの作動精度や
作動遅れによる誤動作をすることなくアクチュエータの
故障を判定する。

本願第２番目の発明においては温度調節部材の目標位置
が演算され、温度調節部材の実位置を目標位置とするよ
うに制御が行われる。さらに温度調節部材の実位置と目
標位置との差の絶対値が所定量を越えて所定時間継続し
た場合、温度調節部材の故障が判定され表示が行われる
。

ここで、温度調節部材の位置は車室温度と目標温度との
偏差に応じて制御され、また目標位置の演算に対して実
位置は遅れをもって制御される。

このため、温度調節部材の実位置と目標位置との差の絶
対値は温度調節部材の作動中にその作動遅れのために頻
繁に増加する。しかし本発明では差の絶対値が所定量を
越え、さらに所定時間継続したとき温度調節部材の故障
を判定するため、温度調節部材の作動精度や作動遅れに
よる誤動作をすることなく故障が判定される。

〔実施例〕

以下図面を参照しつつ本発明を適用した実施例を説明す
る。

第１図は本発明による自動車用空気調和装置の一実施例
構成であってリヒート方式のものを示している。

第１図において、空気調和装置（エアコン）１の空気通
路２と、外気取入通路３および内気取入通路４との連結
部に内外気切換ダンパ５が設けられており、該内外気切
換ダンパ５により選択されて取り込まれた空気はブロワ
６によりその流量が選択され、次にエバボレータフによ
り冷却され、次にヒータコア８により暖められ、吹出切
換ダンパ９により選択された吹出口を介して車室１０内
に吹出される。ここで上記エバボレータフにはエンジン
１１の駆動力がクラッチ１２を介して供給・遮断される
コンプレッサ１３であって冷凍サイクル１４の一環をな
すものにより冷媒が供給され、また上記ヒータコア８に
はエンジン１１の冷却水がウォータバルブ１５を介して
供給されるようにされ、それぞれ空気を冷却および加熱
する。

ウォータバルブ１５は第２図に図示する如き構成をとり
、ダイアフラム１６の負圧変化に伴ない一体となって図
面上下方向に移動する往路側バルブ１７および復路側バ
ルブ１８の各位置に応じて、エンジン１１側からヒータ
コア８側に供給される温水の流量と、ヒータコア８内を
流れる間に冷却され再びヒータコア８側に供給される冷
水の流量との混合比が決定され、ヒータコア８に供給さ
れるエンジン冷却水の全体としての温度を決定する。

ダイアフラム１６の空気取り入れ通路には、図示しない
エンジン吸気管側との連通路を開閉制御するホットバル
ブ１９と、大気との連通路を開閉制御するクールバルブ
２０とが配設されている。また往路側バルブ１７からヒ
ータコア８に通ずる通路にモータポンプ２１が設けられ
ている。

エアコン１には運転状態および雰囲気状態を検出するた
めの各種センサ類、および運転条件を指示するための条
件指示手段が設けられており、これらの入力手段群は後
述する如き制御回路３２による温度制御のためのデータ
を供給する。即ち、外気温センサ２２による外気温情報
、内気温センサ２７による内気温情報、日射センサ２８
による日射情報および温度設定器３０からの目標温度情
報は、後述する如き必要吹出温度を計算するためのデー
タとして用いられ、またダクトセンサ２３によるエバ後
温度情報および水温センサ２６によるエンジン冷却水温
情報は算出された必要吹出温度データとともにアクチュ
エータの目標ストローク量（目標位置）を計算するため
に使用され、またポジションセンサ２４によるアクチュ
エータの実位置情報は算出された目標位置データととも
にアクチュエータに対する制御量を計算するために用い
られる。更にエンジンの作動状態を検出する状態検出手
段の一例である負圧センサ２５はその検出情報即ち圧力
情報が後述する如きアクチュエータ作動状態を判断する
ために使用される。

また条件指示手段の１つであるスイッチパネル２９は各
種の運転モード、例えば自動運転モード、手動運転モー
ドなどを指示するために使用される。

更にエアコン１には異常表示器３１が設けられており、
該異常表示器３１は制御回路３２によりアクチュエータ
に異常がある旨判断されると当該旨を表示する。

制御回路３２はイグニッションスイッチ３３がオン操作
され、電源回路３４により定電圧が印加されると、上記
スイッチパネル２９．温度設定器３０により設定された
条件のもとで上記センサ類からの検出信号にもとづいて
所定の演算処理を行ない、各種の駆動手段を制御する。

ここでこの駆動手段には、内外気切換ダンパ５を駆動す
る内外気切換ダンパ駆動手段３５．ブロワ６を駆動する
ブロワ駆動手段３６．ホットバルブ１９およびクールバ
ルブ２０を駆動するウォータバルブ駆動手段３７．吹出
切換ダンパ９を駆動する吹出切換ダンパ駆動手段３８お
よび上述した如きエンジン１１からコンプレッサ１３へ
の駆動力伝達を断・続するクラッチ１２がある。

また制御回路３２は後述する如く、ウォータバルブ制御
指令信号を出力してから所定の条件が満足されると、ウ
ォータバルブ１５の実位置が目標位置に一致しているか
否かを判断する判断処理を行ない、異常がある旨判断す
ると異常解除努力を行ない、ウォータバルブ１５が正常
状態に回復できるようにする。

次に制御回路３２による処理動作の主要部分を第３図の
フローチャートを参照しつつ説明する。

イグニッションスイッチ３３をオンすると、制御回路３
２は処理を開始する。そして処理が進行シスチン’７”
　１０１に到達するとステップｌｏｌを実行し上記各種
センサ頚部ち入力手段群からの人力信号を１ｌｌｉ次取
り込む。

次にステップ１０２を実行し、上記ステップ１０１にて
取り込まれた各種データを基に必要吹出温度Ｔａｏを算
出する。この温度Ｔａｏ算出に当っては、次の式即ち Ｔａｏ＝Ｋｓ　１Ｔｓ−Ｋｒ−Ｔｒ−ＫＩしＴａｍＫｓ
ｕｎ　　０Ｔｓｕｎ　−Ｃ （但し、Ｋｓ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓｕｎ　、Ｃは夫々定
数、Ｔｓは設定温度即ち目標温度、Ｔ「は車室内温度、
Ｔａｍは車室外温度、Ｔ　ｓｕｎは日射の強さを表わす
。） を用いる。またステップ１０２において、上記の如く算
出した必要吹出温度Ｔａｏ、ダクトセンサ２３によるエ
バ後温度情報および水温センサ２６によるエンジン冷却
水温情報にもとづいてウォータバルブ１５の目標ストロ
ークｌｓｗ　（目標位置）を算出する。

次にステップ１０３を実行し、上記ステップ１０２にて
算出された目標ストローク量ＳＷと、上記入力ステップ
１０１にて取り込まれたポジションセンサ２４からの信
号によるウォータバルブ１５の実ストローク量ＳＰ（実
位置）との偏差即ち（ＳＷ−３Ｐ）を算出する。ここで
目標ストローク量ＳＷおよび実ストローク量ＳＰはと、
もに０％がＭＡＸ　　Ｃ００Ｌ、１００％がＭＡＸ　　
ＨＯＴに対応している。

次にステップ１０４を実行し、図示する如き予め定めた
制御パターン、即ち偏差（ｓｗ−ｓｐ）に対するホット
バルブ（ＨＶ）１９およびクールバルブ（ＣＶ）２００
制御特性に基づいてホットバルブ（ＨＶ）１９．クール
バルブ（ＣＶ）２０をオン即ち開放すべきか、あるいは
オフ即ち閉塞すべきかを決定する。なお上記制御パター
ンは図から明らかな如く、ホットバルブ（ＨＶ）１９に
ついては、偏差（ＳＷ−３Ｐ）が６％以上に増大するよ
うになるとそれまでのオフ状態からオン状態に反転せし
めヒータコア８を通過する流体温度を上昇させるように
し、−力偏差（ＳＷ−３Ｐ）が３％以下に減少するよう
になるとそれまでのオン杖態からオフ状態に反転せしめ
ヒータコア８を通過する流体温度を維持するようにする
。またクールバルブ（Ｃ’／）２０については、偏差＜
５Ｗ−３Ｐ）が−６％以上に増大するようになると、そ
れまでのオフ状態からオン状態に反転せしめヒータコア
８を通過する流体温度を下降させるようにし、−力偏差
（ＳＷ−３Ｐ）が−３％以上に減少するようになると、
それまでのオン状態からオフ状態に反転せしめヒータコ
ア８を通過する流体温度を維持するようにする。

次にステップ１０５を実行し、上記ステップ１０４によ
り定められたホットバルブ（ＨＶ）１９又はクールバル
ブ（ＣＶ）２０がオン領域に属するか否かを判断する。

ホットバルブ（ＨＶ）１９又はクールバルブ（ＣＶ）２
０がオン領域に属していると、次にステップ１０６を実
行し、オン領域に属しているバルブ１９又は２０をオン
すべくオン指令信号をウォータバルブ駆動手段３７に出
力する。

次にステップ１０７を実行し、タイマがストップ状態に
あるならばタイマをスタートさせる。ここでこのタイマ
は後述する如く、ホットバルブ（）（Ｖ）１９又はクー
ルバルブ（ＣＶ）２０をオンした後ウォータバルブ１５
の実位置ＳＰが変化しないままでいる時間を計測するも
のである。

次にステップｌＯ８を実行し、上記ステップ１０１にて
取り込まれたウォータバルブ１５の実位置ＳＰと前回の
ステップ１０１実行により取り込まれた実位置にもとづ
いて実位置ＳＰが変化したか否かを判断する。

実位置ＳＰが変化した旨判断された場合はステップ１０
９に、て上記タイマをクリアした上で、方実位置ＳＰが
変化していない旨判断された場合は直線に、ステップ１
１０に進み、該ステップ１０１において、上記ステップ
１０１にて取り込まれた負圧センサ２５からの負圧信号
にもとづいて負圧が正常に発生しているか否かを判断す
る。

負圧が正常に発生していない旨判断された場合は図示し
ない後続のプログラムにジャツブする。

−力負圧が正常に発生している旨判断されると、次にス
テップ１１１を実行し、上記タイマの値が３０秒以上に
あるか否かを判断する。

タイマ値が未だ３０秒に到達していないときは図示しな
い後続のプログラムにジャンプする。−方タイマ値が３
０秒以上である旨判断されると、次にステップ１１２を
実行する。このステップｌ１２においては、上記ステッ
プ１０６にてホットバルブ（ＨＶ）１９についてオン指
令信号が出力された場合には、実位置ＳＰが所定の範囲
即ち９５％から１０５％までの判定に属しているか否か
を判断し、一方上記ステップ１０６にてクールバルブ（
ＣＶ）２０についてオン指令信号が出力された場合には
、実位置ＳＰが所定の範囲即ち一５％から＋５％までの
範囲に属しているか否かを判断する。換言すればこの判
断処理は、ホットバルブ（ＨＶ）１９についてオン指令
信号が出力されてから少なくとも３０秒が経過した時点
においては実位置ＳＰがＭＡＸ　　ＨＯＴに達している
はずであるとして実際にＭＡＸ　　ＨＯＴ近傍に達して
いるか否かを判断し、一方クールバルブ（ＣＶ）２０に
ついてオン指令信号が出力された場合については実位置
がＭＡＸ　　Ｃ００Ｌ近傍に達しているか否かを判断す
る。

実位置ＳＰがＭＡＸ　　ＨＯＴ近傍あるいはＭＡＸ　　
Ｃ００Ｌ近傍に到達している旨、即ちウォータバルブ１
５が正常に動作している旨が判断されると、図示しない
後続のプログラムにジャンプする。一方つォータバルプ
１５が正常に動作していない旨、即ち異常が発生してい
る旨が判断されると、次にステップ１１３を実行する。

ステップ１１３においては、解除努力カウンタの内容が
「２」に到達したか否かを判断する。ここで解除努力カ
ウンタは後述する如く制御指令信号を所定時間例えば５
秒間反転して出力する処理の回数をカウントするもので
ある。そして図示しない後続のプログラムを実行する。

解除努力カウンタの内容が未だ「２」に到達していない
。即ち「０」又は「１」であると、次にステップ１１４
を実行し、ホットバルブ（ＨＶ）１９に対する制御指令
信号およびクールバルブ（ＣＶ）２０に対する制御指令
信号を所定期間例えば５秒間反転維持し、ウォータパル
プ１５の異常状態を解除する努力をする。この異常状態
としては例えばパルプのゴミ詰りなどが挙げられ、、パ
ルプが逆転されることによりゴミがパルプから除去され
ることがある。そしてステップ１１５を実行し、解除努
力カウンタの内容をインクリメントする。一方解除努力
カウンタの内容が「２」異常である旨判断されると、ス
テップ１１６．ステップ１１７およびステップ１１８を
順次実行する。

即ち解除努力カウンタをクリアし、異常表示指令信号を
異常表示器３１に出力し、更にホットパルプ（ＨＶ）１
９およびクールバルブ（ＣＶ）２０をともにオフ状態に
すべくオフ指令信号をウォータパルプ駆動手段３７に出
力する。そして図示しない後続のプログラムを実行する
。

一方、上述した如きステップ１０５実行によりホットバ
ルブ（ＨＶ）１９およびクールパルプ（ＣＶ）２０がい
ずれもオン領域に達していない旨判断されると、次にス
テップ１１９を実行し、ホットバルブ（ＨＶ）１９およ
び／またはクールバルブ（ＣＶ）２０に対してオフ指令
信号を出力し、次にステップ１２０を実行し、上述した
タイマをストップおよびクリアする。そして図示しない
後続のプログラムを実行する。

このように第３図図示のフローチャートにおいて、ホッ
トバルブ（ＨＶ）１９又はクールバルブ（ＣＶ）２０に
対してオン指令信号が出力された後、負圧が正常に動作
している状態のもとで少なくとも３０秒間実位置ＳＰが
継続して変化しておらず、しかも実位置ＳＰが目標位置
に一致していないときは、５秒間継続して制御指令信号
を反転状態とする解除努力が行なわれる。そして例えば
、努力したにもかかわらず依然として実位置ＳＰが変化
しない場合には、上記の如き５秒間の反転出力後３０秒
か経過した時点で第２回目の解除努力を行なうようにす
る。この解除努力は第３図においては最大２回とされる
。そして２回の解除努力にもかかわらず依然としてウォ
ータパルプ１５に異常状態が発生していると判断してと
きは、異常表示器３１に異常を表示させると共にホット
バルブ（ＨＶ）１９およびクールバルブ（ＣＶ）２０を
ともにオフ状態にする。

以上第３図のフローチャートを参照して制御回路３２の
処理動作を説明したが、次に第４図を参照しつつ更に具
体的に説明する。

ウォータバルブの目標ストローク値（目標位置）ＳＷが
例えば６０％でありかつ実ストローク量（実位置）ＳＰ
が６０％付近に維持されている状態の下で、時点Ｔ、で
温度設定器３１が操作され目標ストローク量ＳＷが例え
ば４０％に変更されるようになると、クールバルブ（Ｃ
Ｖ）２０がオンされ、実ストローク量ＳＰは徐々に４０
％の目標ストローク量ＳＷに近づいてゆく。そして時点
１゛２で実ストローク量ＳＰが目標ストローク量ＳＷと
略一致し、その差（ＳＷ−３Ｐ）が上述した如き制御パ
ターンにおけるオフ領域に属するようになると、クール
バルブ（ＣＶ）２０はオンからオフに反転され、以後４
０％付近の実ストローク量ＳＰが維持される。

その後時点Ｔｘで再び目標温度の設定変更がなされ、目
標ストローク量ＳＷが６０％に変更されると、今度はホ
ットバルブ（ＨＶ）１９に対してオン指令信号が出力さ
れホットバルブ（ＨＶ）１９がオンされる。そして時点
Ｔ、から例えば３０秒が経過した時点Ｔ４でホットバル
ブ（ＨＶ）１９をオフにスイッチング、クールバルブ（
ＣＶ）２０をオンにスイッチングし、この反転状態を５
秒間継続させる。即ち第１回目の解除努力を行なう。

この５秒間が経過した時点Ｔ、で、今度はホットバルブ
（１（Ｖ）１９のみをオンさせ、３０秒間該オン状態を
維持する。

そして３０秒が経過した時点Ｔ６で第２回目の解除努力
を５秒間行なう。そして時点Ｔ、で再びホットバルブ（
ＨＶ）１９のみをオンさせ、該オン状態を３０秒間継続
させる。そして依然としてウォータパルプに異常状態が
ある場合は、特別ＴＩで表示指令信号を異常表示器３１
に出力し、異常を表示する。

以上に述べた実施例では、ステップ１０５の判定により
、ウォータバルブの目標ストロークＳＷと実ストローク
ＳＰとの差の絶対値がステップ１０４に図示される所定
量を越えるか否かが判定され、さらにステップ１０７で
スタートされステップ１１１で経過時間を判定するタイ
マによって、上記ステップ１０５における判定が所定時
間継続したことが判定される。

そして、ステップ１１３ないし１１８の異常時処理を行
ない、ステップ１１７では異常表示を行なう。

上述した実施例においてはアクチュエータがウォータバ
ルブである場合について説明したが、その他のアクチュ
エータ例えばエアミックスタイプの空気調和装置におけ
るエアミックスダンパであってもよい。

またウォータバルブは上述した如きダイアフラム式のも
のでなくモータ式のものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本願第１番目の発明によると自動車用
空気調和装置におけるアクチュエータの故障を、そのア
クチュエータの作動精度１作動遅れにかかわらず確実に
判定し、表示することができる。　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１また本願第２番目の発明によると
自動車用空気調和装置における温度調節部材の故障をそ
の゛温度調節部材の作動精度１作動遅れにかかわらず確
実に判定し、表示することができる。これにより温度調
節部材が故障し、所望の空調状態を得られないまま自動
車用空気調和装置の使用を続けるといった不具合を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動車用空気調和装置の一実施例
構成、第２図はそのウォータバルブの概略構成図、第３
図は本発明による処理の主要部分を説明するためのフロ
ーチャート、第４図は更に具体的に説明するためのタイ
ムチャート、第５図は本発明のブロック構成図を示す。 １・・・空気調和装置、５・・・内外気切換ダンパ、６
・・・ブロワ、７・・・エバポレータ、８・・・ヒータ
コア。 ９・・・吹出切換ダンパ、１５・・・ウォータバルブ、
２２・・・外気温センサ、２３・・・ダクトセンサ、２
４・・・ポジションセンサ、２５・・・負圧センサ、２
６・・・水温センサ、２７・・・内気温センサ、２８・
・・日射センサ、２９・・・スイッチパネル、３０・・
・温度設定器。 ３１・・・異常表示器、３２・・・制御回路、３３・・
・イグニッションスイッチ。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．可逆的に位置を変化し得るアクチュエータと、 該アクチュエータの実位置を検出するポジションセンサ
   と、 該ポジションセンサを含む入力手段群からの信号を受け
   前記アクチュエータの目標位置を演算し、前記アクチュ
   エータの制御信号を出力する制御手段と を備えた自動車用空気調和装置において、 前記ポジションセンサにより検出された上記アクチュエ
   ータの実位置と前記目標位置との差の絶対値が所定量を
   越えて所定時間継続した場合、前記アクチュエータの故
   障と判定する故障判定手段と、 該判定手段の判定に基づき故障表示する故障表示手段と を備えることを特徴とする自動車用空気調和装置。
2. ２．冷却手段，加熱手段および車室内温度センサ，外気
   温センサならびに温度調節部材に連動するポジションセ
   ンサからの電気信号を取込んで車室温度と目標温度との
   差に応じて前記温度調節部材を制御する制御手段を備え
   、前記車室温度を前記目標温度に自動制御する自動車用
   空気調和装置において、 前記車室温度と前記目標温度とに基づいて前記温度調節
   部材の目標位置を演算する目標位置演算手段と、 該演算手段で演算された目標位置と、前記ポジションセ
   ンサで検出された検出位置との差の絶対値が所定量を越
   えて所定時間継続した場合、前記温度調節部材を故障と
   判定する故障判定手段と、該判定手段の判定に基づき故
   障表示する故障表示手段と を備えることを特徴とする自動車用空気調和装置。