サーボモータ制御回路
【課題】モータの作動異常判定を迅速に行うとともに、迅速にモータを停止させることが可能なモータ制御回路を提供する。
【解決手段】通信可能に接続された主制御装置から、制御対象を駆動するサーボモータの目標停止位置を含むサーボモータ駆動指令を受信する受信手段と、サーボモータの出力軸に設けられ、該サーボモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、サーボモータの回転位置が目標停止位置に到達するように、該サーボモータを駆動制御する駆動制御手段と、を備えるサーボモータ制御回路であって、サーボモータの回転位置の変化を検出する回転位置変化検出手段と、回転位置の変化に基づいて、該サーボモータが作動限界位置に到達したか否かを判定する作動限界判定手段と、を備え、駆動制御手段は、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定したとき、主制御装置からのサーボモータ駆動停止指令を受信することなくサーボモータの駆動を停止する。
【解決手段】通信可能に接続された主制御装置から、制御対象を駆動するサーボモータの目標停止位置を含むサーボモータ駆動指令を受信する受信手段と、サーボモータの出力軸に設けられ、該サーボモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、サーボモータの回転位置が目標停止位置に到達するように、該サーボモータを駆動制御する駆動制御手段と、を備えるサーボモータ制御回路であって、サーボモータの回転位置の変化を検出する回転位置変化検出手段と、回転位置の変化に基づいて、該サーボモータが作動限界位置に到達したか否かを判定する作動限界判定手段と、を備え、駆動制御手段は、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定したとき、主制御装置からのサーボモータ駆動停止指令を受信することなくサーボモータの駆動を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信可能に接続された主制御装置から、制御対象を駆動するサーボモータの目標停止位置を含む駆動指令を受信し、その駆動指令に基づいてサーボモータを駆動制御するサーボモータ制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置では、空調ユニット内に設けられるエアミックスドアなどの各種ドアを出力軸にて回転駆動する各アクチュエータ（サーボモータ等）と、アクチュエータ毎にその出力軸の現在位置を検出するとともに、この検出される現在位置に基づき、各アクチュエータをこのアクチュエータ毎に目標停止位置まで駆動させるように制御する各制御回路と、各制御回路との間と通信して各制御回路のそれぞれにアクチュエータ毎の目標停止位置を送信する電子制御装置（ＥＣＵ）と、を備えている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
アクチュエータ動作中に、何らかの異常により通常動作範囲外に移動してもアクチュエータが停止しないと、エアミックスドアやモード切替ドアが車両用空調装置のダクト等の外壁に突き当たる。また、特許文献１〜４のような現在位置の検出にパルスエンコーダを使用するアクチュエータでは現在位置の絶対値は検出できないため、電源投入後、もしくは何らかの理由で現在位置を見失ったときに、アクチュエータの現在位置を確定させるための原点位置検出制御を行うが、このときも原点方向と逆に回転させるとエアミックスドアやモード切替ドアが外壁に突き当たる。頻繁にエアミックスドアやモード切替ドアを外壁に突き当てたり、突き当てたままアクチュエータを駆動させ続けると、エアコンユニットの外壁が変形したりアクチュエータに不要な電流が流れたりする恐れがある。これを防止するため電子制御装置は外壁に突き当たったことを検出してアクチュエータを停止させる制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１４１１９号公報
【特許文献２】特開２００５−１１２２９３号公報
【特許文献３】特開２００６−２９８１７０号公報
【特許文献４】特開平９−２０１０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術による構成では、何らかの理由でサーボモータの現在位置を見失ったとき、あるいはサーボモータの作動限界を超えたことを電子制御装置が検出しモータの異常を判定して、サーボモータを停止させるための制御指令をサーボモータ制御回路に送るまでには、ある程度の時間を要する。また、電子制御装置とモータ制御回路との通信は定期的に行われているため、異常判定を迅速に行うことが難しいという問題がある。さらに、サーボモータの数（すなわちサーボモータ制御回路の数）が増加するほど、通信周期や処理時間が長くなるので、この問題は顕著になる。
【０００６】
また、通信線や通信回路に異常が発生して、電子制御装置からサーボモータを制御できなくなると、サーボモータを停止させる手段がないという問題もある。
【０００７】
上記問題点を背景として、本発明の課題は、通信可能に接続された主制御装置から、制御対象を駆動するサーボモータの目標停止位置を含む駆動指令を受信し、その駆動指令に基づいてサーボモータを駆動制御するサーボモータ制御回路において、サーボモータの作動異常判定を迅速に行うとともに、迅速にサーボモータを停止させることが可能なモータ制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するためのサーボモータ制御回路は、制御対象を駆動するサーボモータと、通信可能に接続された主制御装置から、サーボモータの目標停止位置を含むサーボモータ駆動指令を受信する受信手段と、サーボモータの出力軸に設けられ、該サーボモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、サーボモータの回転位置が目標停止位置に到達するように、該サーボモータを駆動制御する駆動制御手段と、を備えるサーボモータ制御回路であって、サーボモータの回転位置の変化を検出する回転位置変化検出手段と、サーボモータの回転位置の変化に基づいて、該サーボモータが作動限界位置に到達したか否かを判定する作動限界判定手段と、をさらに備え、駆動制御手段は、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定したとき、主制御装置からのサーボモータ駆動停止指令を受信することなくサーボモータの駆動を停止することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によって、従来の主制御装置からのサーボモータ駆動停止指令を受信してからサーボモータを停止させる構成に比べて、異常発生時すなわち作動限界位置に到達したと判定してからサーボモータを停止させるまでの時間を短縮することが可能となる。また、主制御装置とサーボモータ制御回路との間で通信ができない状態となっても、サーボモータ制御回路のみでサーボモータ異常発生時の対応が可能となる。
【００１０】
また、本発明のサーボモータ制御回路における作動限界判定手段は、回転位置が目標停止位置になく、かつ回転位置が予め定められた期間内で変化しないとき、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定する。
【００１１】
上記構成によって、主制御装置においてサーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定を行わないので、少なくともサーボモータ制御回路から主制御装置への回転位置情報の送信時間分だけ、サーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定に要する時間を短縮でき、迅速にサーボモータを停止させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明のサーボモータ制御回路における回転位置検出手段は、サーボモータの回転位置に応じて発生するパルス信号を計数することで回転位置を検出し、回転位置変化検出手段は、回転位置検出手段が検出したサーボモータの回転位置を、回転位置の検出タイミングとは異なる予め定められた検出タイミングで該回転位置をサンプリングするサンプリング手段と、前回サンプリングした前回回転位置と今回サンプリングした今回回転位置とが一致するか否かを比較する位置比較手段と、比較の結果を、回転位置の一致回数として記憶し、前回回転位置と今回回転位置とが一致するときは一致回数に１を加算し、前回回転位置と今回回転位置とが一致しないときは一致回数から１を減算して記憶する一致回数記憶手段と、を含み、作動限界判定手段は、一致回数が予め定められた値を上回るとき、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定する。
【００１３】
パルス信号を計数するタイミングで回転位置の変化の有無を判定する場合、サーボモータの回転数が低くなるとパルス信号の発生周期は長くなるので、回転位置の変化の有無を正確に判定することができない。一方、上記構成では、サーボモータの回転数に関係ないタイミングで回転位置の変化の有無を判定することができる。
【００１４】
また、本発明のサーボモータ制御回路における一致回数記憶手段は、一致回数から１を減算する際、減算結果の下限値をゼロとして記憶する。
【００１５】
上記構成によって、サーボモータが正常駆動しているとき、負の値が増加することを防止し、回転位置の一致回数が予め定められた値を上回ったにもかかわらず記憶されている一致回数の値が予め定められた値を上回っていない状況になることはなく、サーボモータが作動限界位置に到達したか否かを正確に判定することができる。
【００１６】
また、本発明のサーボモータ制御回路は、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定され、駆動制御手段がサーボモータの駆動を停止したときに、このときのサーボモータの状態を主制御装置に送信する送信手段を備える。
【００１７】
上記構成によって、主制御装置はサーボモータの駆動状態を把握することができ、その状態に応じた例えばサーボモータの初期化等の制御指令を、サーボモータ制御回路に送信することが可能となる。
【００１８】
また、本発明のサーボモータ制御回路は、主制御装置に通信可能に複数接続され、そのそれぞれのサーボモータ制御回路が各々の備えるサーボモータの駆動制御を行う。
【００１９】
従来の構成では、主制御装置に接続されるサーボモータ制御回路の数が増えると、サーボモータ制御回路と主制御装置との間の通信量も増え、個々のサーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定の処理負荷も増大する。一方、上記構成によって、サーボモータが作動限界位置に到達したときに、該当するサーボモータ制御回路によって迅速にサーボモータを停止させることができるとともに、通信量は増えるものの個々のサーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定は行わないので、主制御装置の処理負荷は増大しない。
【００２０】
また、本発明のサーボモータ制御回路における主制御装置は、車両用空調装置の制御を行うためのものであり、サーボモータは、車両用空調装置に含まれる空調ユニットの空気流路に設けられる制御対象であるドア等の可動部材を回動するために用いる。
【００２１】
車両用空調装置では、複数のサーボモータを備え、サーボモータで可動部材を回動して空気流路を切り替えている。上記構成によって、サーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定に要する時間を短縮でき、迅速にサーボモータを停止させることが可能となり、可動部材が空気流路を構成する部材に不必要に当たることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車両用空調装置のシステム構成図。
【図２】Ａ／Ｃ ＥＣＵとサーボモータ制御回路との接続構成を示すブロック図。
【図３】サーボモータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図４】パルスエンコーダ入力信号と回転位置カウンタ動作の関係を示す図。
【図５】従来技術によるサーボモータ駆動制御処理の流れを説明するフロー図。
【図６】本発明の構成によるサーボモータ駆動制御処理の流れを説明するフロー図。
【図７】サーボモータ停止判定処理を説明するフロー図。
【図８】サーボモータ停止判定処理を説明するチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明のサーボモータ制御回路について、図１のような、サーボモータ制御回路を車両用空調装置ＣＡに適用した例を挙げて、図面を用いて説明する。車両用空調装置ＣＡはダクト（空気流路）１を備え、ダクト１には、車内空気を循環させるための内気吸い込み口１３と、車外の空気を取込む外気吸い込み口１４とが形成され、内外気切替ダンパー１５により切り替え使用される。これら内気吸い込み口１３ないし外気吸い込み口１４からの空気は、ブロワモータ２３により駆動されるブロワ１６によってダクト１内に吸い込まれる。
【００２４】
ダクト１内は、吸い込まれた空気を冷却して冷気を発生させるためのエバポレータ１７と、逆にこれを加熱して暖気を発生させるヒータコア２（エンジン冷却水の廃熱により発熱動作する）とが設けられている。そして、これら冷気と暖気とが、エアミックスダンパー３の角度位置に対応した比率にて混合され、吹出口４，５，６より吹き出される。
【００２５】
このうち、フロントグラス曇り止め用のデフ吹出口（［ＤＥＦ］）４は、フロントグラスの内面下縁に対応するインパネ上方奥に、フェイス（［ＦＡＣＥ］）吹出口５はインパネの正面中央に、フット吹出口（［ＦＯＯＴ］）６はインパネ下面奥の搭乗者足元に対向する位置にそれぞれ開口し、吹出口切替用ダンパー７，８，９により個別に開閉される。具体的には、吹出口切替用モータ２０からのダンパー制御用の回転入力位相に応じて、ダンパー駆動ギア機構１０により、例えばデフ吹出口４のみを開いた状態、フェイス吹出口５のみを開いた状態、フット吹出口６のみを開いた状態、フェイス吹出口５とデフ吹出口４とを開いた状態、フット吹出口６とデフ吹出口４とを開いた状態の間で切り替えられる。
【００２６】
また、内外気切替ダンパー１５（本発明の制御対象，可動部材）は内外気切替用サーボモータ２１により、エアミックスダンパー３（本発明の制御対象，可動部材）はエアミックス用サーボモータ１９により、吹出口切替用ダンパー７，８，９（本発明の制御対象，可動部材）は吹出口切替用サーボモータ２０により、それぞれ電動駆動される。これらサーボモータ１９，２０，２１は、例えばＤＣサーボモータにて構成され、個々の動作は各サーボモータ制御回路１９０，２００，２１０により制御される（詳細は後述）。さらにブロワモータ２３はブラシレスモータ等で構成され、Ａ／Ｃ（エアコン） ＥＣＵ５０により、ＰＷＭ制御にて回転速度制御することにより吹き出し風量が調整される。
【００２７】
本発明の主制御装置でもあるＡ／Ｃ ＥＣＵ５０の実体は周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータハードウェアであり、エバポレータセンサ５１、内気温センサ，外気温センサ，水温センサ，日射センサ等を含むセンサ群５２、温度設定スイッチ，風量設定スイッチ吹出口を切り替えるための吹出口切替スイッチ，内外気切替スイッチ等を含む操作スイッチ群５３が接続されている。
【００２８】
Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、内蔵のＲＯＭ等（図示せず）に搭載されたエアコン制御ファームウェアの実行により、例えば次のような制御を行う。操作スイッチ群５３に含まれる温度設定スイッチによる設定温度の入力情報と、センサ群５２に含まれる内気温センサ，外気温センサ，水温センサ，および日射センサの出力情報とを参照し、車内温度が設定温度に近づくよう、エアミックスダンパー３の開度調整による吹き出し温度調整と、ブロワモータ２３による風量調整と、吹出口切替ダンパー７，８，９の位置変更とがなされるよう、対応するエアミックス用サーボモータ１９を制御するサーボモータ制御回路１９０，ブロワモータ２３，吹出口切替用サーボモータ２０を制御するサーボモータ制御回路２００へサーボモータ駆動指令を出力する。
【００２９】
また、操作スイッチ群５３に含まれる内外気切替スイッチの操作入力状態に対応して、内気側，外気側，あるいは両者の間の位置に内外気切替用ダンパー１５が位置するよう、対応する内外気切替用サーボモータ２１を制御するサーボモータ制御回路２１０にサーボモータ駆動指令を出力する。
【００３０】
図２に、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０と複数のサーボモータ制御回路１〜Ｎの接続ブロック図を示す。Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０と各サーボモータ制御回路とは、車載ＬＡＮの通信プロトコルの一種であるＬＩＮ（Local Interconnect Network）回線１１１により双方向通信可能に接続されている。また、電源線（＋Ｂ）１１０とグランド（ＧＮＤ）線１１２は、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０と各サーボモータ制御回路とで共通となっている。ここで、サーボモータ制御回路１は図１のサーボモータ制御回路１９０に相当し、サーボモータ制御回路２は図１のサーボモータ制御回路２００に相当し、サーボモータ制御回路Ｎ−１は図１のサーボモータ制御回路２１０に相当している。
【００３１】
図３に、サーボモータ制御回路１９０の構成を表したブロック図を示す。他のサーボモータ制御回路（２００，２１０等）も同様の構成である。サーボモータ制御回路１９０は、ロジック回路１９１，モータドライバ１９２，ＬＩＮトランシーバ１９３，電源１９４を含んで構成される。
【００３２】
電源１９４は、サーボモータ制御回路１９０の各部やエアミックス用サーボモータ（以下、「サーボモータ」と略称）１９に、電源線（＋Ｂ）１１０から所定の電圧の電源を供給する。ＬＩＮトランシーバ１９３は、ＬＩＮ回線１１１に接続されて通信を行うための通信インターフェース回路で、このＬＩＮトランシーバ１９３が本発明の受信手段，送信手段に相当する。モータドライバ１９２は、サーボモータ１９を駆動するための回路を含んでいる。
【００３３】
パルスエンコーダ１９５は、サーボモータ１９の回転軸の近傍に取付けられてサーボモータ１９の回転に同期して駆動され、パルス信号を出力するもので、例えば周知のロータリーエンコーダおよび波形整形回路を含んで構成される。図４に、パルスエンコーダ１９５の波形整形回路（図示せず）からロジック回路１９１に入力されるパルス信号Ｐ１，Ｐ２の詳細を示す。波形整形回路からのパルス信号Ｐ１，Ｐ２の組み合わせは、回転方向により２つのパターンになる。パルス信号Ｐ１，Ｐ２は９０°位相がずれているが、回転方向によってずれ方が異なる。図４（ａ）では、パルス信号Ｐ１の立ち上がり時にパルス信号Ｐ２は必ずＨになっており、この状態を正回転として検出する。このとき、両パルス信号Ｐ１，Ｐ２の立上りおよび立下りのエッジを検出した場合、回転位置をカウントアップし、メモリ１９１ｍに記憶されている回転位置カウンタの値を１増やす。
【００３４】
また、図４（ｂ）では、パルス信号Ｐ１の立ち上がり時にパルス信号Ｐ２は必ずＬになっており、この状態を逆回転として検出する。このとき、両パルス信号Ｐ１，Ｐ２の立上りおよび立下りのエッジを検出した場合、回転位置をカウントダウンし回転位置カウンタの値を１減らす。このようにしてサーボモータ１９の回転方向の判別と現在の回転位置の検出とを行うことができる。なお、パルスエンコーダ１９５が本発明の回転位置検出手段に相当する。また、本実施例では、２個のパルスエンコーダを用いているが、パルスエンコーダを１個用いる構成でもよい。
【００３５】
図３に戻り、ロジック回路１９１は、周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータハードウェアあるいは通常のハードウエアロジック回路として構成され、さらに、メモリ１９１ｍを備えている。なお、ロジック回路１９１が本発明の駆動制御手段，回転位置変化検出手段，作動限界判定手段，サンプリング手段，位置比較手段に相当する。また、メモリ１９１ｍが本発明の回転位置変化検出手段，一致回数記憶手段に相当する。
【００３６】
図５を用いて、従来技術によるサーボモータ駆動制御処理の流れについて説明する。Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０（図５では、単に「ＥＣＵ」と表記）とサーボモータ制御回路１９０（他のサーボモータ制御回路も同様）とはＬＩＮ回線１１１により定期的にデータ通信を実行している。そのデータ通信において、サーボモータ制御回路１９０はＡ／Ｃ ＥＣＵ５０に対して、サーボモータ１９の現在の回転位置（すなわち、メモリ１９１ｍ上の回転位置カウンタの値）を含むサーボモータ１９の状態を送信している（Ｓ１１）。
【００３７】
Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、サーボモータ１９の現在の回転位置を確認し（Ｓ１２）、センサ群５２に含まれる各センサの状態，操作スイッチ群５３におけるユーザの操作（設定）内容，およびサーボモータ１９の現在の回転位置に基づいて目標停止位置を設定し、その目標停止位置までサーボモータ１９駆動を駆動するようなサーボモータ駆動指令を作成し（Ｓ１３）、サーボモータ制御回路１９０に送信する（Ｓ１４）。
【００３８】
サーボモータ制御回路１９０のロジック回路１９１は、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０からのサーボモータ駆動指令をＬＩＮトランシーバ１９３を介して受信すると、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を正回転あるいは逆回転させて目標停止位置に到達するように駆動する（Ｓ１５）。
【００３９】
検出したサーボモータ１９の現在の回転位置が目標停止位置と一致したとき（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ロジック回路１９１は、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を停止させる（Ｓ１７）。
【００４０】
この後、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０との定期通信の際に、サーボモータ１９が駆動中のときには上述のようにパルスエンコーダ１９５のパルス信号Ｐ１，Ｐ２に基づいて検出したサーボモータ１９の現在の回転位置をＡ／Ｃ ＥＣＵ５０に送信する。また、サーボモータ１９が目標停止位置で停止したときには、その旨の情報をＡ／Ｃ ＥＣＵ５０に送信する（Ｓ１８）。
【００４１】
Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、サーボモータ制御回路１９０から受信したデータに、サーボモータ１９が停止したという情報が含まれているか否かを判定する。サーボモータ１９が停止したという情報が含まれているとき（Ｓ１９：ＹＥＳ）、サーボモータ１９が目標停止位置に到達したと判定する（Ｓ２０）。
【００４２】
一方、サーボモータ１９が停止したという情報が含まれていないと判定したとき（Ｓ１９：ＮＯ）、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、今回受信したサーボモータ１９の現在の回転位置と前回の通信で受信したサーボモータ１９の現在の回転位置とを比較し、現在の回転位置の変化の有無を判定する。現在の回転位置の変化があるとき（Ｓ２１：ＮＯ）、次の通信を待つ（Ｓ１６）。
【００４３】
現在の回転位置の変化がないとき（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、現在の回転位置の変化がない状態が連続して発生しているか否かを判定する。例えば、５回のような予め定められた回数（図５では「Ｎ回」と表記）、現在の回転位置の変化がない状態が連続しないとき（Ｓ２２：ＮＯ）、次の通信を待つ（Ｓ１６）。
【００４４】
一方、現在の回転位置の変化がない状態が予め定められた回数連続したとき（Ｓ２２：ＹＥＳ）、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、サーボモータ１９の作動限界を超えてエアミックスダンパー３がダクト１の内壁に押し当てられた状態（壁当たり状態）と判定し、モータ停止指令を作成して（Ｓ２３）、次の定期通信でサーボモータ制御回路１９０に送信する（Ｓ２４）。
【００４５】
モータ停止指令を受信したサーボモータ制御回路１９０のロジック回路１９１は、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を直ちに停止させる（Ｓ２５）。そして、その後の定期通信で、モータを停止させた旨の情報をＡ／Ｃ ＥＣＵ５０に送信する。その後、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、エアミックスダンパー３すなわちサーボモータ１９を正常位置に復帰させる、あるいはエアミックスダンパー３の位置を初期状態に戻すような異常処理を実行する（Ｓ２６）。
【００４６】
図６を用いて、本発明の構成におけるサーボモータ駆動制御処理の流れについて説明する。ステップＳ３１〜Ｓ３５は、図５のステップＳ１１〜Ｓ１５と同様である。ロジック回路１９１は、サーボモータ１９を駆動した後に、モータ停止判定処理を実行する（Ｓ３６，後述）。また、サーボモータ１９駆動中（Ｓ３８：ＮＯ）は、サーボモータ制御回路１９０（すなわちロジック回路１９１）とＡ／Ｃ ＥＣＵ５０との間で定期通信が行われている（Ｓ３７）。
【００４７】
Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、サーボモータ制御回路１９０から受信したデータにサーボモータ１９が停止した旨の情報が含まれているとき（Ｓ３８：ＹＥＳ）、その受信データに含まれているモータ停止要因を調べ、壁当たり（詳細は後述）を検出しているか否かを判定する。壁当たりを検出していないと判定したとき（Ｓ３９：ＮＯ）、サーボモータ１９が目標停止位置に到達して停止したものであると判定する（Ｓ４０）。
【００４８】
一方、壁当たりを検出していると判定したとき（Ｓ３９：ＹＥＳ）、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、壁当たりによる停止と判定し（Ｓ４１）、図５のステップＳ２６と同様の異常処理を実行する（Ｓ４２）。
【００４９】
図７，図８を用いて、図６のステップＳ３６に相当するサーボモータ停止判定処理について説明する。なお、本処理は、サーボモータ１９の回転数すなわちパルスエンコーダ１９５からのパルス信号Ｐ１，Ｐ２の周期とは関係ない、予め定められた周期Ｔ（図８参照）で実行される。
【００５０】
まず、現在位置カウンタ（図４参照）の値を読み出し、今回回転位置として、メモリ１９１ｍあるいはＲＡＭ（図示せず）上の今回回転位置レジスタに書き込む（Ｓ５１）。次に、今回回転位置と、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０から受信してメモリ１９１ｍあるいはＲＡＭ（図示せず）に記憶されているサーボモータ１９の目標停止位置とを比較する（Ｓ５２）。
【００５１】
サーボモータ１９の今回回転位置と目標停止位置とが一致してサーボモータ１９が目標停止位置に到達したとき（Ｓ５３：ＹＥＳ）、ロジック回路１９１は、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を停止させる。そして、停止要因を「目標停止位置到達」とし、サーボモータ１９の状態（停止中）とともにＡ／Ｃ ＥＣＵ５０への送信データとしてメモリ１９１ｍあるいはＲＡＭ（図示せず）に記憶する（Ｓ５４）。その後、メモリ１９１ｍに記憶されている前回回転位置レジスタの内容を今回回転位置レジスタの内容に置き換えて（Ｓ５５）、処理を終了する。
【００５２】
一方、サーボモータ１９の今回回転位置と目標停止位置とが一致せずサーボモータ１９が目標停止位置に到達していないとき（Ｓ５３：ＮＯ）、ロジック回路１９１は、サーボモータ１９の今回回転位置レジスタの内容と前回回転位置レジスタの内容とを比較する（Ｓ５６）。
【００５３】
サーボモータ１９の今回回転位置と前回回転位置とが一致したとき（Ｓ５７：ＹＥＳ）、ロジック回路１９１は、メモリ１９１ｍに記憶されている一致回数レジスタの値を１増やす（Ｓ５８）。
【００５４】
一致回数レジスタの値が、例えば３（図８参照）のような予め定められた判定値を上回るとき（Ｓ５９：ＹＥＳ）、ロジック回路１９１は、サーボモータ１９の作動限界を超えてエアミックスダンパー３がダクト１の内壁に押し当てられた状態（壁当たり状態）と判定し、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を停止させる。そして、停止要因を「壁当たり検出」とし、サーボモータ１９の状態（停止中）とともにＡ／Ｃ ＥＣＵ５０への送信データとしてメモリ１９１ｍあるいはＲＡＭ（図示せず）に記憶する（Ｓ５４）。その後、メモリ１９１ｍに記憶されている前回回転位置レジスタの内容を今回回転位置レジスタの内容に置き換えて（Ｓ５５）、処理を終了する。
【００５５】
一致回数レジスタの値が、予め定められた判定値を上回らないとき（Ｓ５９：ＮＯ）、ロジック回路１９１は、メモリ１９１ｍに記憶されている前回回転位置レジスタの内容を今回回転位置レジスタの内容に置き換えて（Ｓ５５）、処理を終了する。
【００５６】
また一方、サーボモータ１９の今回回転位置と前回回転位置とが一致しないとき（Ｓ５７：ＮＯ）、ロジック回路１９１は、メモリ１９１ｍに記憶されている一致回数レジスタの値を１減らす（Ｓ６０）。なお、一致回数レジスタの下限値は０とする。そして、メモリ１９１ｍに記憶されている前回回転位置レジスタの内容を今回回転位置レジスタの内容に置き換えて（Ｓ５５）、処理を終了する。
【００５７】
図８に、壁当たり検出によるモータ停止のシーケンスを示す。上述のように、一定周期Ｔで回転位置カウンタの値を今回回転位置レジスタに書込み、前回回転位置レジスタの内容と比較する。比較の結果、２つのレジスタ値が同じであれば一致回数レジスタの値を１増やし、同じでなければ一致回数レジスタの値を１減らす（下限値は０）。そして、現在位置カウンタの値がｎＨ（Ｈ：１６進数）の状態すなわち２つのレジスタ値が同じである状態が続き、一致回数レジスタの値が判定値である３となったときに、サーボモータ１９を停止する。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ ダクト
３ エアミックスダンパー（制御対象，可動部材）
７，８，９ 吹出口切替用ダンパー（制御対象，可動部材）
１５ 内外気切替ダンパー（制御対象，可動部材）
１９ エアミックス用サーボモータ（サーボモータ）
２０ 吹出口切替用サーボモータ
２１ 内外気切替用サーボモータ
５０ Ａ／Ｃ ＥＣＵ（主制御装置）
１９０ サーボモータ制御回路
１９１ ロジック回路（駆動制御手段，回転位置変化検出手段，作動限界判定手段，サンプリング手段，位置比較手段）
１９１ｍ メモリ（回転位置変化検出手段，一致回数記憶手段）
１９２ モータドライバ
１９３ ＬＩＮトランシーバ（受信手段，送信手段）
１９５ パルスエンコーダ（回転位置検出手段）
１１１ ＬＩＮ
ＣＡ 車両用空調装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信可能に接続された主制御装置から、制御対象を駆動するサーボモータの目標停止位置を含む駆動指令を受信し、その駆動指令に基づいてサーボモータを駆動制御するサーボモータ制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置では、空調ユニット内に設けられるエアミックスドアなどの各種ドアを出力軸にて回転駆動する各アクチュエータ（サーボモータ等）と、アクチュエータ毎にその出力軸の現在位置を検出するとともに、この検出される現在位置に基づき、各アクチュエータをこのアクチュエータ毎に目標停止位置まで駆動させるように制御する各制御回路と、各制御回路との間と通信して各制御回路のそれぞれにアクチュエータ毎の目標停止位置を送信する電子制御装置（ＥＣＵ）と、を備えている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
アクチュエータ動作中に、何らかの異常により通常動作範囲外に移動してもアクチュエータが停止しないと、エアミックスドアやモード切替ドアが車両用空調装置のダクト等の外壁に突き当たる。また、特許文献１〜４のような現在位置の検出にパルスエンコーダを使用するアクチュエータでは現在位置の絶対値は検出できないため、電源投入後、もしくは何らかの理由で現在位置を見失ったときに、アクチュエータの現在位置を確定させるための原点位置検出制御を行うが、このときも原点方向と逆に回転させるとエアミックスドアやモード切替ドアが外壁に突き当たる。頻繁にエアミックスドアやモード切替ドアを外壁に突き当てたり、突き当てたままアクチュエータを駆動させ続けると、エアコンユニットの外壁が変形したりアクチュエータに不要な電流が流れたりする恐れがある。これを防止するため電子制御装置は外壁に突き当たったことを検出してアクチュエータを停止させる制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１４１１９号公報
【特許文献２】特開２００５−１１２２９３号公報
【特許文献３】特開２００６−２９８１７０号公報
【特許文献４】特開平９−２０１０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術による構成では、何らかの理由でサーボモータの現在位置を見失ったとき、あるいはサーボモータの作動限界を超えたことを電子制御装置が検出しモータの異常を判定して、サーボモータを停止させるための制御指令をサーボモータ制御回路に送るまでには、ある程度の時間を要する。また、電子制御装置とモータ制御回路との通信は定期的に行われているため、異常判定を迅速に行うことが難しいという問題がある。さらに、サーボモータの数（すなわちサーボモータ制御回路の数）が増加するほど、通信周期や処理時間が長くなるので、この問題は顕著になる。
【０００６】
また、通信線や通信回路に異常が発生して、電子制御装置からサーボモータを制御できなくなると、サーボモータを停止させる手段がないという問題もある。
【０００７】
上記問題点を背景として、本発明の課題は、通信可能に接続された主制御装置から、制御対象を駆動するサーボモータの目標停止位置を含む駆動指令を受信し、その駆動指令に基づいてサーボモータを駆動制御するサーボモータ制御回路において、サーボモータの作動異常判定を迅速に行うとともに、迅速にサーボモータを停止させることが可能なモータ制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するためのサーボモータ制御回路は、制御対象を駆動するサーボモータと、通信可能に接続された主制御装置から、サーボモータの目標停止位置を含むサーボモータ駆動指令を受信する受信手段と、サーボモータの出力軸に設けられ、該サーボモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、サーボモータの回転位置が目標停止位置に到達するように、該サーボモータを駆動制御する駆動制御手段と、を備えるサーボモータ制御回路であって、サーボモータの回転位置の変化を検出する回転位置変化検出手段と、サーボモータの回転位置の変化に基づいて、該サーボモータが作動限界位置に到達したか否かを判定する作動限界判定手段と、をさらに備え、駆動制御手段は、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定したとき、主制御装置からのサーボモータ駆動停止指令を受信することなくサーボモータの駆動を停止することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によって、従来の主制御装置からのサーボモータ駆動停止指令を受信してからサーボモータを停止させる構成に比べて、異常発生時すなわち作動限界位置に到達したと判定してからサーボモータを停止させるまでの時間を短縮することが可能となる。また、主制御装置とサーボモータ制御回路との間で通信ができない状態となっても、サーボモータ制御回路のみでサーボモータ異常発生時の対応が可能となる。
【００１０】
また、本発明のサーボモータ制御回路における作動限界判定手段は、回転位置が目標停止位置になく、かつ回転位置が予め定められた期間内で変化しないとき、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定する。
【００１１】
上記構成によって、主制御装置においてサーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定を行わないので、少なくともサーボモータ制御回路から主制御装置への回転位置情報の送信時間分だけ、サーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定に要する時間を短縮でき、迅速にサーボモータを停止させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明のサーボモータ制御回路における回転位置検出手段は、サーボモータの回転位置に応じて発生するパルス信号を計数することで回転位置を検出し、回転位置変化検出手段は、回転位置検出手段が検出したサーボモータの回転位置を、回転位置の検出タイミングとは異なる予め定められた検出タイミングで該回転位置をサンプリングするサンプリング手段と、前回サンプリングした前回回転位置と今回サンプリングした今回回転位置とが一致するか否かを比較する位置比較手段と、比較の結果を、回転位置の一致回数として記憶し、前回回転位置と今回回転位置とが一致するときは一致回数に１を加算し、前回回転位置と今回回転位置とが一致しないときは一致回数から１を減算して記憶する一致回数記憶手段と、を含み、作動限界判定手段は、一致回数が予め定められた値を上回るとき、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定する。
【００１３】
パルス信号を計数するタイミングで回転位置の変化の有無を判定する場合、サーボモータの回転数が低くなるとパルス信号の発生周期は長くなるので、回転位置の変化の有無を正確に判定することができない。一方、上記構成では、サーボモータの回転数に関係ないタイミングで回転位置の変化の有無を判定することができる。
【００１４】
また、本発明のサーボモータ制御回路における一致回数記憶手段は、一致回数から１を減算する際、減算結果の下限値をゼロとして記憶する。
【００１５】
上記構成によって、サーボモータが正常駆動しているとき、負の値が増加することを防止し、回転位置の一致回数が予め定められた値を上回ったにもかかわらず記憶されている一致回数の値が予め定められた値を上回っていない状況になることはなく、サーボモータが作動限界位置に到達したか否かを正確に判定することができる。
【００１６】
また、本発明のサーボモータ制御回路は、サーボモータが作動限界位置に到達したと判定され、駆動制御手段がサーボモータの駆動を停止したときに、このときのサーボモータの状態を主制御装置に送信する送信手段を備える。
【００１７】
上記構成によって、主制御装置はサーボモータの駆動状態を把握することができ、その状態に応じた例えばサーボモータの初期化等の制御指令を、サーボモータ制御回路に送信することが可能となる。
【００１８】
また、本発明のサーボモータ制御回路は、主制御装置に通信可能に複数接続され、そのそれぞれのサーボモータ制御回路が各々の備えるサーボモータの駆動制御を行う。
【００１９】
従来の構成では、主制御装置に接続されるサーボモータ制御回路の数が増えると、サーボモータ制御回路と主制御装置との間の通信量も増え、個々のサーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定の処理負荷も増大する。一方、上記構成によって、サーボモータが作動限界位置に到達したときに、該当するサーボモータ制御回路によって迅速にサーボモータを停止させることができるとともに、通信量は増えるものの個々のサーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定は行わないので、主制御装置の処理負荷は増大しない。
【００２０】
また、本発明のサーボモータ制御回路における主制御装置は、車両用空調装置の制御を行うためのものであり、サーボモータは、車両用空調装置に含まれる空調ユニットの空気流路に設けられる制御対象であるドア等の可動部材を回動するために用いる。
【００２１】
車両用空調装置では、複数のサーボモータを備え、サーボモータで可動部材を回動して空気流路を切り替えている。上記構成によって、サーボモータが作動限界位置に到達したか否かの判定に要する時間を短縮でき、迅速にサーボモータを停止させることが可能となり、可動部材が空気流路を構成する部材に不必要に当たることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車両用空調装置のシステム構成図。
【図２】Ａ／Ｃ ＥＣＵとサーボモータ制御回路との接続構成を示すブロック図。
【図３】サーボモータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図４】パルスエンコーダ入力信号と回転位置カウンタ動作の関係を示す図。
【図５】従来技術によるサーボモータ駆動制御処理の流れを説明するフロー図。
【図６】本発明の構成によるサーボモータ駆動制御処理の流れを説明するフロー図。
【図７】サーボモータ停止判定処理を説明するフロー図。
【図８】サーボモータ停止判定処理を説明するチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明のサーボモータ制御回路について、図１のような、サーボモータ制御回路を車両用空調装置ＣＡに適用した例を挙げて、図面を用いて説明する。車両用空調装置ＣＡはダクト（空気流路）１を備え、ダクト１には、車内空気を循環させるための内気吸い込み口１３と、車外の空気を取込む外気吸い込み口１４とが形成され、内外気切替ダンパー１５により切り替え使用される。これら内気吸い込み口１３ないし外気吸い込み口１４からの空気は、ブロワモータ２３により駆動されるブロワ１６によってダクト１内に吸い込まれる。
【００２４】
ダクト１内は、吸い込まれた空気を冷却して冷気を発生させるためのエバポレータ１７と、逆にこれを加熱して暖気を発生させるヒータコア２（エンジン冷却水の廃熱により発熱動作する）とが設けられている。そして、これら冷気と暖気とが、エアミックスダンパー３の角度位置に対応した比率にて混合され、吹出口４，５，６より吹き出される。
【００２５】
このうち、フロントグラス曇り止め用のデフ吹出口（［ＤＥＦ］）４は、フロントグラスの内面下縁に対応するインパネ上方奥に、フェイス（［ＦＡＣＥ］）吹出口５はインパネの正面中央に、フット吹出口（［ＦＯＯＴ］）６はインパネ下面奥の搭乗者足元に対向する位置にそれぞれ開口し、吹出口切替用ダンパー７，８，９により個別に開閉される。具体的には、吹出口切替用モータ２０からのダンパー制御用の回転入力位相に応じて、ダンパー駆動ギア機構１０により、例えばデフ吹出口４のみを開いた状態、フェイス吹出口５のみを開いた状態、フット吹出口６のみを開いた状態、フェイス吹出口５とデフ吹出口４とを開いた状態、フット吹出口６とデフ吹出口４とを開いた状態の間で切り替えられる。
【００２６】
また、内外気切替ダンパー１５（本発明の制御対象，可動部材）は内外気切替用サーボモータ２１により、エアミックスダンパー３（本発明の制御対象，可動部材）はエアミックス用サーボモータ１９により、吹出口切替用ダンパー７，８，９（本発明の制御対象，可動部材）は吹出口切替用サーボモータ２０により、それぞれ電動駆動される。これらサーボモータ１９，２０，２１は、例えばＤＣサーボモータにて構成され、個々の動作は各サーボモータ制御回路１９０，２００，２１０により制御される（詳細は後述）。さらにブロワモータ２３はブラシレスモータ等で構成され、Ａ／Ｃ（エアコン） ＥＣＵ５０により、ＰＷＭ制御にて回転速度制御することにより吹き出し風量が調整される。
【００２７】
本発明の主制御装置でもあるＡ／Ｃ ＥＣＵ５０の実体は周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータハードウェアであり、エバポレータセンサ５１、内気温センサ，外気温センサ，水温センサ，日射センサ等を含むセンサ群５２、温度設定スイッチ，風量設定スイッチ吹出口を切り替えるための吹出口切替スイッチ，内外気切替スイッチ等を含む操作スイッチ群５３が接続されている。
【００２８】
Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、内蔵のＲＯＭ等（図示せず）に搭載されたエアコン制御ファームウェアの実行により、例えば次のような制御を行う。操作スイッチ群５３に含まれる温度設定スイッチによる設定温度の入力情報と、センサ群５２に含まれる内気温センサ，外気温センサ，水温センサ，および日射センサの出力情報とを参照し、車内温度が設定温度に近づくよう、エアミックスダンパー３の開度調整による吹き出し温度調整と、ブロワモータ２３による風量調整と、吹出口切替ダンパー７，８，９の位置変更とがなされるよう、対応するエアミックス用サーボモータ１９を制御するサーボモータ制御回路１９０，ブロワモータ２３，吹出口切替用サーボモータ２０を制御するサーボモータ制御回路２００へサーボモータ駆動指令を出力する。
【００２９】
また、操作スイッチ群５３に含まれる内外気切替スイッチの操作入力状態に対応して、内気側，外気側，あるいは両者の間の位置に内外気切替用ダンパー１５が位置するよう、対応する内外気切替用サーボモータ２１を制御するサーボモータ制御回路２１０にサーボモータ駆動指令を出力する。
【００３０】
図２に、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０と複数のサーボモータ制御回路１〜Ｎの接続ブロック図を示す。Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０と各サーボモータ制御回路とは、車載ＬＡＮの通信プロトコルの一種であるＬＩＮ（Local Interconnect Network）回線１１１により双方向通信可能に接続されている。また、電源線（＋Ｂ）１１０とグランド（ＧＮＤ）線１１２は、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０と各サーボモータ制御回路とで共通となっている。ここで、サーボモータ制御回路１は図１のサーボモータ制御回路１９０に相当し、サーボモータ制御回路２は図１のサーボモータ制御回路２００に相当し、サーボモータ制御回路Ｎ−１は図１のサーボモータ制御回路２１０に相当している。
【００３１】
図３に、サーボモータ制御回路１９０の構成を表したブロック図を示す。他のサーボモータ制御回路（２００，２１０等）も同様の構成である。サーボモータ制御回路１９０は、ロジック回路１９１，モータドライバ１９２，ＬＩＮトランシーバ１９３，電源１９４を含んで構成される。
【００３２】
電源１９４は、サーボモータ制御回路１９０の各部やエアミックス用サーボモータ（以下、「サーボモータ」と略称）１９に、電源線（＋Ｂ）１１０から所定の電圧の電源を供給する。ＬＩＮトランシーバ１９３は、ＬＩＮ回線１１１に接続されて通信を行うための通信インターフェース回路で、このＬＩＮトランシーバ１９３が本発明の受信手段，送信手段に相当する。モータドライバ１９２は、サーボモータ１９を駆動するための回路を含んでいる。
【００３３】
パルスエンコーダ１９５は、サーボモータ１９の回転軸の近傍に取付けられてサーボモータ１９の回転に同期して駆動され、パルス信号を出力するもので、例えば周知のロータリーエンコーダおよび波形整形回路を含んで構成される。図４に、パルスエンコーダ１９５の波形整形回路（図示せず）からロジック回路１９１に入力されるパルス信号Ｐ１，Ｐ２の詳細を示す。波形整形回路からのパルス信号Ｐ１，Ｐ２の組み合わせは、回転方向により２つのパターンになる。パルス信号Ｐ１，Ｐ２は９０°位相がずれているが、回転方向によってずれ方が異なる。図４（ａ）では、パルス信号Ｐ１の立ち上がり時にパルス信号Ｐ２は必ずＨになっており、この状態を正回転として検出する。このとき、両パルス信号Ｐ１，Ｐ２の立上りおよび立下りのエッジを検出した場合、回転位置をカウントアップし、メモリ１９１ｍに記憶されている回転位置カウンタの値を１増やす。
【００３４】
また、図４（ｂ）では、パルス信号Ｐ１の立ち上がり時にパルス信号Ｐ２は必ずＬになっており、この状態を逆回転として検出する。このとき、両パルス信号Ｐ１，Ｐ２の立上りおよび立下りのエッジを検出した場合、回転位置をカウントダウンし回転位置カウンタの値を１減らす。このようにしてサーボモータ１９の回転方向の判別と現在の回転位置の検出とを行うことができる。なお、パルスエンコーダ１９５が本発明の回転位置検出手段に相当する。また、本実施例では、２個のパルスエンコーダを用いているが、パルスエンコーダを１個用いる構成でもよい。
【００３５】
図３に戻り、ロジック回路１９１は、周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータハードウェアあるいは通常のハードウエアロジック回路として構成され、さらに、メモリ１９１ｍを備えている。なお、ロジック回路１９１が本発明の駆動制御手段，回転位置変化検出手段，作動限界判定手段，サンプリング手段，位置比較手段に相当する。また、メモリ１９１ｍが本発明の回転位置変化検出手段，一致回数記憶手段に相当する。
【００３６】
図５を用いて、従来技術によるサーボモータ駆動制御処理の流れについて説明する。Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０（図５では、単に「ＥＣＵ」と表記）とサーボモータ制御回路１９０（他のサーボモータ制御回路も同様）とはＬＩＮ回線１１１により定期的にデータ通信を実行している。そのデータ通信において、サーボモータ制御回路１９０はＡ／Ｃ ＥＣＵ５０に対して、サーボモータ１９の現在の回転位置（すなわち、メモリ１９１ｍ上の回転位置カウンタの値）を含むサーボモータ１９の状態を送信している（Ｓ１１）。
【００３７】
Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、サーボモータ１９の現在の回転位置を確認し（Ｓ１２）、センサ群５２に含まれる各センサの状態，操作スイッチ群５３におけるユーザの操作（設定）内容，およびサーボモータ１９の現在の回転位置に基づいて目標停止位置を設定し、その目標停止位置までサーボモータ１９駆動を駆動するようなサーボモータ駆動指令を作成し（Ｓ１３）、サーボモータ制御回路１９０に送信する（Ｓ１４）。
【００３８】
サーボモータ制御回路１９０のロジック回路１９１は、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０からのサーボモータ駆動指令をＬＩＮトランシーバ１９３を介して受信すると、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を正回転あるいは逆回転させて目標停止位置に到達するように駆動する（Ｓ１５）。
【００３９】
検出したサーボモータ１９の現在の回転位置が目標停止位置と一致したとき（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ロジック回路１９１は、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を停止させる（Ｓ１７）。
【００４０】
この後、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０との定期通信の際に、サーボモータ１９が駆動中のときには上述のようにパルスエンコーダ１９５のパルス信号Ｐ１，Ｐ２に基づいて検出したサーボモータ１９の現在の回転位置をＡ／Ｃ ＥＣＵ５０に送信する。また、サーボモータ１９が目標停止位置で停止したときには、その旨の情報をＡ／Ｃ ＥＣＵ５０に送信する（Ｓ１８）。
【００４１】
Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、サーボモータ制御回路１９０から受信したデータに、サーボモータ１９が停止したという情報が含まれているか否かを判定する。サーボモータ１９が停止したという情報が含まれているとき（Ｓ１９：ＹＥＳ）、サーボモータ１９が目標停止位置に到達したと判定する（Ｓ２０）。
【００４２】
一方、サーボモータ１９が停止したという情報が含まれていないと判定したとき（Ｓ１９：ＮＯ）、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、今回受信したサーボモータ１９の現在の回転位置と前回の通信で受信したサーボモータ１９の現在の回転位置とを比較し、現在の回転位置の変化の有無を判定する。現在の回転位置の変化があるとき（Ｓ２１：ＮＯ）、次の通信を待つ（Ｓ１６）。
【００４３】
現在の回転位置の変化がないとき（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、現在の回転位置の変化がない状態が連続して発生しているか否かを判定する。例えば、５回のような予め定められた回数（図５では「Ｎ回」と表記）、現在の回転位置の変化がない状態が連続しないとき（Ｓ２２：ＮＯ）、次の通信を待つ（Ｓ１６）。
【００４４】
一方、現在の回転位置の変化がない状態が予め定められた回数連続したとき（Ｓ２２：ＹＥＳ）、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、サーボモータ１９の作動限界を超えてエアミックスダンパー３がダクト１の内壁に押し当てられた状態（壁当たり状態）と判定し、モータ停止指令を作成して（Ｓ２３）、次の定期通信でサーボモータ制御回路１９０に送信する（Ｓ２４）。
【００４５】
モータ停止指令を受信したサーボモータ制御回路１９０のロジック回路１９１は、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を直ちに停止させる（Ｓ２５）。そして、その後の定期通信で、モータを停止させた旨の情報をＡ／Ｃ ＥＣＵ５０に送信する。その後、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、エアミックスダンパー３すなわちサーボモータ１９を正常位置に復帰させる、あるいはエアミックスダンパー３の位置を初期状態に戻すような異常処理を実行する（Ｓ２６）。
【００４６】
図６を用いて、本発明の構成におけるサーボモータ駆動制御処理の流れについて説明する。ステップＳ３１〜Ｓ３５は、図５のステップＳ１１〜Ｓ１５と同様である。ロジック回路１９１は、サーボモータ１９を駆動した後に、モータ停止判定処理を実行する（Ｓ３６，後述）。また、サーボモータ１９駆動中（Ｓ３８：ＮＯ）は、サーボモータ制御回路１９０（すなわちロジック回路１９１）とＡ／Ｃ ＥＣＵ５０との間で定期通信が行われている（Ｓ３７）。
【００４７】
Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、サーボモータ制御回路１９０から受信したデータにサーボモータ１９が停止した旨の情報が含まれているとき（Ｓ３８：ＹＥＳ）、その受信データに含まれているモータ停止要因を調べ、壁当たり（詳細は後述）を検出しているか否かを判定する。壁当たりを検出していないと判定したとき（Ｓ３９：ＮＯ）、サーボモータ１９が目標停止位置に到達して停止したものであると判定する（Ｓ４０）。
【００４８】
一方、壁当たりを検出していると判定したとき（Ｓ３９：ＹＥＳ）、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０は、壁当たりによる停止と判定し（Ｓ４１）、図５のステップＳ２６と同様の異常処理を実行する（Ｓ４２）。
【００４９】
図７，図８を用いて、図６のステップＳ３６に相当するサーボモータ停止判定処理について説明する。なお、本処理は、サーボモータ１９の回転数すなわちパルスエンコーダ１９５からのパルス信号Ｐ１，Ｐ２の周期とは関係ない、予め定められた周期Ｔ（図８参照）で実行される。
【００５０】
まず、現在位置カウンタ（図４参照）の値を読み出し、今回回転位置として、メモリ１９１ｍあるいはＲＡＭ（図示せず）上の今回回転位置レジスタに書き込む（Ｓ５１）。次に、今回回転位置と、Ａ／Ｃ ＥＣＵ５０から受信してメモリ１９１ｍあるいはＲＡＭ（図示せず）に記憶されているサーボモータ１９の目標停止位置とを比較する（Ｓ５２）。
【００５１】
サーボモータ１９の今回回転位置と目標停止位置とが一致してサーボモータ１９が目標停止位置に到達したとき（Ｓ５３：ＹＥＳ）、ロジック回路１９１は、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を停止させる。そして、停止要因を「目標停止位置到達」とし、サーボモータ１９の状態（停止中）とともにＡ／Ｃ ＥＣＵ５０への送信データとしてメモリ１９１ｍあるいはＲＡＭ（図示せず）に記憶する（Ｓ５４）。その後、メモリ１９１ｍに記憶されている前回回転位置レジスタの内容を今回回転位置レジスタの内容に置き換えて（Ｓ５５）、処理を終了する。
【００５２】
一方、サーボモータ１９の今回回転位置と目標停止位置とが一致せずサーボモータ１９が目標停止位置に到達していないとき（Ｓ５３：ＮＯ）、ロジック回路１９１は、サーボモータ１９の今回回転位置レジスタの内容と前回回転位置レジスタの内容とを比較する（Ｓ５６）。
【００５３】
サーボモータ１９の今回回転位置と前回回転位置とが一致したとき（Ｓ５７：ＹＥＳ）、ロジック回路１９１は、メモリ１９１ｍに記憶されている一致回数レジスタの値を１増やす（Ｓ５８）。
【００５４】
一致回数レジスタの値が、例えば３（図８参照）のような予め定められた判定値を上回るとき（Ｓ５９：ＹＥＳ）、ロジック回路１９１は、サーボモータ１９の作動限界を超えてエアミックスダンパー３がダクト１の内壁に押し当てられた状態（壁当たり状態）と判定し、モータドライバ１９２に指令を送りサーボモータ１９を停止させる。そして、停止要因を「壁当たり検出」とし、サーボモータ１９の状態（停止中）とともにＡ／Ｃ ＥＣＵ５０への送信データとしてメモリ１９１ｍあるいはＲＡＭ（図示せず）に記憶する（Ｓ５４）。その後、メモリ１９１ｍに記憶されている前回回転位置レジスタの内容を今回回転位置レジスタの内容に置き換えて（Ｓ５５）、処理を終了する。
【００５５】
一致回数レジスタの値が、予め定められた判定値を上回らないとき（Ｓ５９：ＮＯ）、ロジック回路１９１は、メモリ１９１ｍに記憶されている前回回転位置レジスタの内容を今回回転位置レジスタの内容に置き換えて（Ｓ５５）、処理を終了する。
【００５６】
また一方、サーボモータ１９の今回回転位置と前回回転位置とが一致しないとき（Ｓ５７：ＮＯ）、ロジック回路１９１は、メモリ１９１ｍに記憶されている一致回数レジスタの値を１減らす（Ｓ６０）。なお、一致回数レジスタの下限値は０とする。そして、メモリ１９１ｍに記憶されている前回回転位置レジスタの内容を今回回転位置レジスタの内容に置き換えて（Ｓ５５）、処理を終了する。
【００５７】
図８に、壁当たり検出によるモータ停止のシーケンスを示す。上述のように、一定周期Ｔで回転位置カウンタの値を今回回転位置レジスタに書込み、前回回転位置レジスタの内容と比較する。比較の結果、２つのレジスタ値が同じであれば一致回数レジスタの値を１増やし、同じでなければ一致回数レジスタの値を１減らす（下限値は０）。そして、現在位置カウンタの値がｎＨ（Ｈ：１６進数）の状態すなわち２つのレジスタ値が同じである状態が続き、一致回数レジスタの値が判定値である３となったときに、サーボモータ１９を停止する。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ ダクト
３ エアミックスダンパー（制御対象，可動部材）
７，８，９ 吹出口切替用ダンパー（制御対象，可動部材）
１５ 内外気切替ダンパー（制御対象，可動部材）
１９ エアミックス用サーボモータ（サーボモータ）
２０ 吹出口切替用サーボモータ
２１ 内外気切替用サーボモータ
５０ Ａ／Ｃ ＥＣＵ（主制御装置）
１９０ サーボモータ制御回路
１９１ ロジック回路（駆動制御手段，回転位置変化検出手段，作動限界判定手段，サンプリング手段，位置比較手段）
１９１ｍ メモリ（回転位置変化検出手段，一致回数記憶手段）
１９２ モータドライバ
１９３ ＬＩＮトランシーバ（受信手段，送信手段）
１９５ パルスエンコーダ（回転位置検出手段）
１１１ ＬＩＮ
ＣＡ 車両用空調装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象を駆動するサーボモータと、
通信可能に接続された主制御装置から、前記サーボモータの目標停止位置を含むサーボモータ駆動指令を受信する受信手段と、
前記サーボモータの出力軸に設けられ、該サーボモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記サーボモータの回転位置が前記目標停止位置に到達するように、該サーボモータを駆動制御する駆動制御手段と、
を備えるサーボモータ制御回路であって、
前記サーボモータの回転位置の変化を検出する回転位置変化検出手段と、
前記サーボモータの回転位置の変化に基づいて、該サーボモータが作動限界位置に到達したか否かを判定する作動限界判定手段と、
をさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記サーボモータが前記作動限界位置に到達したと判定したとき、前記主制御装置からのサーボモータ駆動停止指令を受信することなく前記サーボモータの駆動を停止することを特徴とするサーボモータ制御回路。
【請求項２】
前記作動限界判定手段は、前記回転位置が前記目標停止位置になく、かつ前記回転位置が予め定められた期間内で変化しないとき、前記サーボモータが前記作動限界位置に到達したと判定する請求項１に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項３】
前記回転位置検出手段は、前記サーボモータの回転位置に応じて発生するパルス信号を計数することで前記回転位置を検出し、
前記回転位置変化検出手段は、
前記回転位置検出手段が検出したサーボモータの回転位置を、前記回転位置の検出タイミングとは異なる予め定められた検出タイミングで該回転位置をサンプリングするサンプリング手段と、
前回サンプリングした前回回転位置と今回サンプリングした今回回転位置とが一致するか否かを比較する位置比較手段と、
前記比較の結果を、回転位置の一致回数として記憶し、前記前回回転位置と前記今回回転位置とが一致するときは前記一致回数に１を加算し、前記前回回転位置と前記今回回転位置とが一致しないときは前記一致回数から１を減算して記憶する一致回数記憶手段と、
を含み、
前記作動限界判定手段は、前記一致回数が予め定められた値を上回るとき、前記サーボモータが前記作動限界位置に到達したと判定する請求項２に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項４】
前記一致回数記憶手段は、前記一致回数から１を減算する際、減算結果の下限値をゼロとして記憶する請求項３に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項５】
前記サーボモータが前記作動限界位置に到達したと判定され、前記駆動制御手段が前記サーボモータの駆動を停止したときに、このときのサーボモータの状態を前記主制御装置に送信する送信手段を備える請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項６】
前記サーボモータ制御回路は、前記主制御装置に通信可能に複数接続され、そのそれぞれのサーボモータ制御回路が各々の備えるサーボモータの駆動制御を行う請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項７】
前記主制御装置は、車両用空調装置の制御を行うためのものであり、
前記サーボモータは、前記車両用空調装置に含まれる空調ユニットの空気流路に設けられる前記制御対象であるドア等の可動部材を回動するために用いる請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項１】
制御対象を駆動するサーボモータと、
通信可能に接続された主制御装置から、前記サーボモータの目標停止位置を含むサーボモータ駆動指令を受信する受信手段と、
前記サーボモータの出力軸に設けられ、該サーボモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記サーボモータの回転位置が前記目標停止位置に到達するように、該サーボモータを駆動制御する駆動制御手段と、
を備えるサーボモータ制御回路であって、
前記サーボモータの回転位置の変化を検出する回転位置変化検出手段と、
前記サーボモータの回転位置の変化に基づいて、該サーボモータが作動限界位置に到達したか否かを判定する作動限界判定手段と、
をさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記サーボモータが前記作動限界位置に到達したと判定したとき、前記主制御装置からのサーボモータ駆動停止指令を受信することなく前記サーボモータの駆動を停止することを特徴とするサーボモータ制御回路。
【請求項２】
前記作動限界判定手段は、前記回転位置が前記目標停止位置になく、かつ前記回転位置が予め定められた期間内で変化しないとき、前記サーボモータが前記作動限界位置に到達したと判定する請求項１に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項３】
前記回転位置検出手段は、前記サーボモータの回転位置に応じて発生するパルス信号を計数することで前記回転位置を検出し、
前記回転位置変化検出手段は、
前記回転位置検出手段が検出したサーボモータの回転位置を、前記回転位置の検出タイミングとは異なる予め定められた検出タイミングで該回転位置をサンプリングするサンプリング手段と、
前回サンプリングした前回回転位置と今回サンプリングした今回回転位置とが一致するか否かを比較する位置比較手段と、
前記比較の結果を、回転位置の一致回数として記憶し、前記前回回転位置と前記今回回転位置とが一致するときは前記一致回数に１を加算し、前記前回回転位置と前記今回回転位置とが一致しないときは前記一致回数から１を減算して記憶する一致回数記憶手段と、
を含み、
前記作動限界判定手段は、前記一致回数が予め定められた値を上回るとき、前記サーボモータが前記作動限界位置に到達したと判定する請求項２に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項４】
前記一致回数記憶手段は、前記一致回数から１を減算する際、減算結果の下限値をゼロとして記憶する請求項３に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項５】
前記サーボモータが前記作動限界位置に到達したと判定され、前記駆動制御手段が前記サーボモータの駆動を停止したときに、このときのサーボモータの状態を前記主制御装置に送信する送信手段を備える請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項６】
前記サーボモータ制御回路は、前記主制御装置に通信可能に複数接続され、そのそれぞれのサーボモータ制御回路が各々の備えるサーボモータの駆動制御を行う請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のサーボモータ制御回路。
【請求項７】
前記主制御装置は、車両用空調装置の制御を行うためのものであり、
前記サーボモータは、前記車両用空調装置に含まれる空調ユニットの空気流路に設けられる前記制御対象であるドア等の可動部材を回動するために用いる請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のサーボモータ制御回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２６８６２４（Ｐ２０１０−２６８６２４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１８７０６（Ｐ２００９−１１８７０６）
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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