JPH0142841B2 - - Google Patents

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調装置、特に車室内温度を
任意の設定温度に自動調整する装置であつて、エ
アミツクスダンパー並びに補助ダンパー（マツク
スクールダンパー）を具備する自動車用空調装置
の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、自動車用空調装置においては、ヒーター
コアで加熱される温風と、ヒーターコアを通過し
ない冷風の風量割合をエアミツクスダンパーの開
度により調整して、吹出空気の温度制御を行つて
いる。しかしながら、この種の空調装置では、冷
風と温風とが均一に混合しないと、各吹出口から
の吹出空気の温度がバラツキ、温度制御性が悪化
する。

そこで、この温風と冷風との混合をできるだけ
均一にし、かつ最大冷房時又は換気時における風
量増加に際しても通風抵抗が増大しないように作
動する補助ダンパーを具備した空調装置が、特願
昭58−2508の出願で提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この空調装置においては、エア
ミツクスダンパーと補助ダンパーとが相互に独立
して駆動される構成となつているため、最大冷房
時付近でこの補助ダンパーが急激に開閉される
と、車室内の温度を検出する温度センサーが、特
にこの温度センサーが吹出口近傍に設置されてい
る場合は、車室内の正確な温度を検出することが
できず、その結果エアミツクスダンパーがハンチ
ング現象を起こしてしまうという問題がある。

また、最大冷房時付近で、ヒーターコアへの冷
却水の供給を継続する場合、エアミツクスダンパ
ーの開閉と冷却水の供給を断続するウオーターバ
ルブの開閉とが同期せずに両者間に開閉誤差が生
じることがあり、そのため温度制御性が悪化する
という問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、上記欠点を解消し、エアミツ
クスダンパーが温風通路を遮断した後、補助ダン
パーをその全閉位置から全開位置へ徐々に駆動す
るリンク機構を備えた自動車用空調装置を提供す
ることを目的とするものである。

〔実施例〕 第１図は、本発明の一実施例の全体構成を示す
模式図であり、図において、１は自動車用空調装
置の冷暖房用空気を導くエアダクトで、外気を導
入するための外気取入口１ａ、及び車室内気を循
環させるための内気取入口１ｂとをその上流端に
有する。２は、内外気切替ダンパで、外気取入口
１ａと内気取入口１ｂとを手動操作により切替え
るものであり、外気導入状態を実線で、内気循環
状態を破線で示してある。３はブロワモータで、
外気取入口１ａ或いは内気取入口１ｂから空気を
吹き込んで車室に向かつて送風するものである。
４は前記ブロワモータ３による送風空気を冷却通
過させる冷却器としてのクーラーコアで、エアダ
クト１内に横断配設している。

５は冷媒を圧縮して循環させるコンプレツサ
で、自動車の車載駆動源をなすエンジンにベルト
にて連結してその回転駆動力により作動し、冷媒
を圧縮して凝縮器（図示せず）に送り高圧冷媒を
液化し、エキスパンシヨンバルブ（図示せず）を
通してその液化冷媒を低圧、低温液体に変えて前
記クーラーコア４に送り、送風空気よりその熱を
吸収して低圧低温気体になり循環させている。６
はエバポレータ内に配設した加熱器としてのヒー
ターコアで、エンジン冷却水を導入してその熱に
より送風空気を加熱通過させるものである。７は
エアミツクスダンパーで、ヒーターコア４を通過
した除湿、冷却空気に対し、ヒーターコア６側に
導入して加熱する空気量とヒーターコア６を通過
しない空気量との割合を調整し、冷却空気の冷風
と加熱空気の暖風の混合によつて温度調整して車
室内に吹出している。このエアミツクスダンパー
７の開度は、内気、外気温度、設定温度およびダ
ンパ開度のフイードバツクなどの各種情報に基づ
いて室内温度を制御目標の設定温度に保つよう自
動制御される。

８は、マツクスクールダンパーと呼ばれる補助
ダンパーで、最大冷房時や換気時には、破線の状
態にあり通風抵抗を小さく抑え、上記以外の作動
時は実線に示す位置にあつて、ヒーターコア６を
通過した温風と、ヒーターコア６を通過しない冷
風との混合を均一にするため冷風を温風の方向に
案内する機能を有している。なお、このエアミツ
クスダンパー７や補助ダンパー８等の具体的構成
及び作動は後述する。またヒーターコア６の下流
側には、下方吹出口９、デフロスタ吹出口１０、
及び上方吹出口１１が配設され、それぞれダンパ
９ａ，１０ａ，１１ａにより、吹出口の開閉が制
御されるものであり、その詳細も後述する。

１２は予め定めた空調制御プログラムに従つて
ソフトウエアのデイジタル演算処理を実行するシ
ングルチツプのマイクロコンピユータで、演算処
理手段を構成しており、数メガヘルツ（ＭHz）の
水晶振動子を接続するとともに、車載バツテリよ
りの電源供給に基づいて安定化電圧を発生する安
定化電源回路（図示せず）よりの安定化電圧の供
給を受けて作動状態になるものである。

１３は車室内の温度を検出して室温信号を発生
する内気温センサー、１４は車室外の外気温度を
検出して外気温信号を発生する外気温センサー、
１５は車室内への太陽光線の日射量を検出し日射
信号を発生する日射センサー、１６はヒーターコ
ア６に供給されるエンジン冷却水の温度を検出し
て水温信号を発生する水温センサー、１７はエア
ミツクスダンパーの開度を検出し開度信号を発生
する開度センサー、１８ａはクーラーコア４の出
口の冷風温度を検出し、冷風温信号を発生する冷
風温センサー、１８ｂはヒーターコア６の下流側
に配置され、ヒーターコア６を通過した温風と、
ヒーターコア６を通過しない冷風とが混合され、
空調された空気温度を検出する空調温センサーで
ある。

１９は制御スイツチで、空調装置におけるヒー
タモード、デフロスタモード、クーラモード等の
各種運転モードをマニユアル操作にて設定するた
めのスイツチである。また２０は、制御目標の空
内温度を定める温度設定器で、乗員がマニユアル
操作にて任意の温度を設定するものである。

上記各種センサー１３乃至１８及び制御スイツ
チ１９並びに温度設定器２０からの信号はコンピ
ユータ１２に入力され、コンピユータ１２は予め
定められた制御プログラムに従つてデイジタル演
算処理を行なう。

２１はブロワモータ駆動回路で、コンピユータ
１２からの出力により、ブロワモータ３の回転数
を制御する。２２は、コンプレツサアクチユエー
タで、コンピユータ１２からの出力により、コン
プレツサ５のON−OFF制御および／またはコン
プレツサの圧縮容量の制御を行なう。２３はダン
パ開度アクチユエータで、コンピユータ１２から
の出力にらり、エアミツクスダンパー７の開度を
調整し温度制御を行なう。２４はウオータバルブ
アクチユエータで、コンピユータ１２からの出力
により、ヒーターコア６へのエンジン冷却水の供
給を制御するウオーターバルブ３０の開閉を行な
う。２５及び２６は、各吹出口９乃至１１のダン
ハー９ａ乃至１１ａの開閉を行なうダンパーアク
チユエータであり、同様にコンピユータ１２の出
力により制御される。

次にエアダクト１の具体的構成を添付第２図に
基づき説明する。

第２図は本発明装置の自動車への架装状態を示
すもので、１００は自動車の前面ガラス、１０２
はボンネツト、１０３はエンジンルーム、１０４
は車室、１０５は車室１０４とエンジンルーム１
０３とボンネツト１０２とにより囲まれた空間で
形成されているカウル部である。

本実施例においては、空調装置のうち、送風機
ユニツト１０６部分が上記カウル部１０５内に設
置されている。この送風機ユニツト１０６は、図
示しないモータにより駆動される送風フアン１０
７を有しており、この送風フアン１０７の吸入側
には車室内空気と車室外空気を切替導入する内外
気切替箱が設けられている。

送風機ユニツト１０６から空気が送風導入され
る同調本体ユニツト１０８は車室１０４内に設置
されており、このユニツト１０８は組付上の必要
から複数の分割体を結合してなるケース１０９を
有している。このケース１０９内に形成される空
気通路の最も上流側にクーラコア（エバポレー
タ）４が設置されている。このクーラコア４は、
自動車エンジンを駆動源として作動する冷凍サイ
クルの冷媒蒸発器よりなる。ケース１０９の最低
部にはクーラコア４で生じるドレン水の排水口１
１１が形成されている。また、ケース１０９内の
略中央には自動車エンジンの冷却水（温水）を熱
源とするヒーターコア６が設置されており、この
ヒーターコア６の空気入口側６ａにはシヤフト１
１３を中心にして回動自在な温度制御用エアミツ
クスダンパー７が設けられている。また、ヒータ
ーコア６の空気入口側６ａと、これに所定間隔を
隔てて相対するケース面１０９ａとの間に冷風通
路１１５が形成されており、この冷風通路１１５
を通過する冷風の量とヒーターコア６に流入し加
熱される空気（温風）の量の割合を前記エアミツ
クスダンパー７の開度によつて調整するようにな
つている。また、ヒーターコア６の空気出口側６
ｂと、これに所定の間隔を隔てて相対するケース
面１０９ｂとの間に通風通路１１６が形成されて
おり、この温風通路１１６は冷風通路１１５を通
過してきた冷風とヒーターコア６を通過した温風
とを混合するための混合室の役目をも兼務する。
また、ヒーターコア６の空気出口側６ｂにはケー
ス１０９と一体に形成されたガイド板１１７が突
出しており、このガイド板１１７は温風を冷風側
に向けて、温風と冷風をよく混合させるものであ
る。

一方、ヒーターコア６の上方位置において、冷
風通路１１５から温風通路１１６に至る部位に補
助ダンパ８が配設されており、この補助ダンパ８
はシヤフト１１８を中心にして回動自在なもので
ある。この補助ダンパ８は冷風の案内作用を行つ
て、冷温風の混合性を良好ならしめるように、へ
の字形に形成されている。

ケース１０９の最上部には、前面ガラス１００
に温風を吹きつけるためのデフロスタ吹出口１０
が設けられており、このデフロスタ吹出口１０は
シヤフト１２６を中心として回動自在なダンパ１
０ａによつて開閉される。デフロスタ吹出口１０
の下部で、かつ補助ダンパ８の上方に位置するよ
うにして、中央部の上方吹出口１１がケース１０
９の前面側に設けられている。この上方吹出口１
１は乗員の上半身に向かつて風を吹き出すもの
で、ダンパ１１ａによつて開閉される。ダンパ１
１ａはシヤフト１２７を中心として回動自在に構
成されている。また、デフロスタ吹出口１０の下
部で、かつ補助ダンパ８の上方に位置するように
して両側部の上方吹出口１２３がケース１０９の
左右両側に設けられている。この両側部の上方吹
出口１２３は図示しないダクトを介して自動車計
器盤（図示せず）の左右両側に設けられた吹出グ
リルに連通しており、この吹出グリル部に設けら
れたダンパ（図示せず）を手動操作にて開閉する
ことにより、両側部の上方吹出口１２３へ通風を
断続するようになつている。

また、ケース１０９の左右両側面のうち、ヒー
ターコア６上方の温風通路１１６に連通するよう
な部位に、下方吹出口９が設けられており、この
下方吹出口９には下方吹出ダクト（図示せず）が
接続され、この下方吹出ダクトは乗員足元部に向
けて風を吹き出すように形成されている。また、
下方吹出口９はダンパ９ａによつて開閉される。

次に第３図に基づき、エアミツクスダンパー７
及び補助ダンパー８を駆動するためのリンク機構
の要部について説明する。第３図において、２３
はコンピユータ１２により制御されるダンパ開度
アクチユエータで、サーボモータから構成されて
いる。このアクチユエータ２３の出力軸２００に
は、Ｖ字形状の第１レバー２０１が固定され、出
力軸２００とともに回動するものである。第１レ
バー２０１の第１の脚部２０２の端部には、第２
レバー２０４の一端が連結され、その他端は、エ
アミツクスダンパー７を軸支しているシヤフト１
１３に一端が固定された第３レバー２０５の他端
と連結されている。従つて、アクチユエータ２３
の回動運動は、第１乃至第３レバー２０１，２０
４，２０５を介してシヤフト１１３に伝達され、
エアミツクスダンパー７が任意の位置に駆動制御
される（第４図参照）。

第１レバー２０１の第２脚部２０３の端部には
ピン２０６が固設されており、第４レバー２０７
の一端に形成した円弧状溝２０８と係合してい
る。円弧状溝２０８の半径は、ピン２０６と出力
軸２００の距離と等しくし、その開き角を82.5゜
に設定してある。従つて、第１レバー２０１が、
第３図図示の状態から時計方向に82.5゜回動する
間は、ピン２０６が溝２０８内を摺動するだけ
で、第４レバー２０７はこの間第１レバー２０１
によつて駆動されることはない（第５図参照）。
第４レバー２０７の他端は、補助ダンパー８を軸
支しているシヤフト１１８に一端が固定された第
５レバー２０９の他端に連結されている。２１０
は復帰スプリングで、第５レバー２０９を第３図
中実線で示す位置に復帰するよう付勢している。
第５レバー２０９の第３図中実線の位置は、第１
図及び第２図における補助ダンパー８の実線位置
に相当し、通常この補助ダンパー９はこの実線位
置（全閉位置）に位置している（第５図参照）。

前述の如く、円弧状溝２０８は82.5゜の角度範
囲で形成されているため、第１のレバー２０１が
冷房負荷に応じて時計方向に回動し、エアミツク
スダンパー７を実線位置から破線位置の方向に駆
動しても、補助ダンパー８は実線で示す全閉位置
に保たれたままである。第１レバー２０１が更に
回動し、ピン２０６が溝２０８の他端に当接する
と、即ち第１レバー２０１が82.5゜回動すると、
その後の第１レバー２０１の回動は、第４レバー
２０７を介して第５レバー２０９に伝達され、補
助ダンパー８は、全閉位置から徐々に破線で示す
全開位置に向かつて回動される（第５図参照）。

第１レバー２０１が、第３図中実線で示す位置
から73.5゜回動した状態では、エアミツクスダン
パー７は第２図中破線で示す全開位置にあり、ま
た出力軸２００、第１レバー２０１と第２レバー
２０４との連結ピン２１１、及び第２レバー２０
４と第３レバー２０５との連結ピン２１２とがほ
ぼ一直線上に位置することになり、この状態で、
第１レバー２０１が更に小さな角度だけ回動して
も、このエアミツクスダンパー７は前述の全開位
置に保たれる（第４図参照）。この実施例では、
第１レバー２０１は、第３図中実線で示す位置か
ら82.5゜回転した後、更に15.5゜全体で98゜回転する
ように構成されている。従つて、補助ダンパー
は、82.5゜から98゜の範囲で、全閉位置から全開位
置まで徐々に移動することになる。

ヒーターコア６への冷却水の供給を制御するウ
オーターバルブ３０は、第１レバー２０１が
75.5゜回動したとき、このエアミツクスダンパー
７の開度が開度センサー１７により検出され、そ
の結果ONからOFFへ制御される。また第１レバ
ー２０１が98゜の位置から閉の方向に移動し、
80.5゜の位置にくると、ウオーターバルブ３０は
OFFからONに制御される。（第６図参照）。

次に、上記構成において本実施例の作動を説明
する。送風機ユニツト１０６に設けられた内気吸
込口及び外気吸込口より乗員により選択され吸込
まれた空気はクーラコア４へ送られ、ここで除湿
冷却される。次に、クーラコア４を出た除湿冷却
された冷風は、エアミツクスダンパー７の操作位
置に応じて、ヒーターコア６と冷風通路１１５へ
分配される。例えば、エアミツクスダンパー７が
７ａの位置にあれば、冷風は全て冷風通路１１５
へ導かれ、各吹出口１０，１１，１２３，９より
冷風を吹出す。また、エアミツクスダンパー７が
７ｂの位置にあれば、冷風は全てヒーターコア６
に入り、ここで温められ温風Ｄとなり、各吹口１
０，１１，１２３，９より温風を吹出す。さら
に、上記との間の任意の中間位置にエアミツクス
ダンパー７がある場合には、ダンパ開度に応じ
て、温風と冷風がそれぞれ所定の分配量に調整さ
れる。従つて、エアミツクスダンパー７が７ａ〜
７ｂ間の任意の位置にあつて、かつ補助ダンパー
８が８ａの位置（全閉位置）にある場合には、ヒ
ーターコア６に入つた冷風はヒーターコア６で温
められ温風Ｄとなり、混合室を兼ねる温風通路１
１６へ入る。また、エアミツクスダンパー７によ
り分配された残りの冷風は冷風通路１１５を通
り、補助ダンパ８により案内されて矢印Ａのよう
にヒーターコア６の側面を迂回し、温風通路１１
６へ入り、前述のヒーターコア６を通過した温風
Ｄと混合し、所定の温度に調整され、各吹出口１
０，１１，１２３，９へ導かれる。ここで、吹出
空気の温度調整は、アクチユエータ２３によりエ
アミツクスダンパー７を操作しダンパ開度を変え
て、冷風と温風の配合比率を変えることにより、
低温から高温まで連続的に任意の吹出空気温度が
得られる。次に、補助ダンパー８の作用について
述べると、最大冷房時のごとく乗員が冷風のみを
要求する場合には、エアミツクスダンパー７は７
ａの位置に、また補助ダンパー８は第３図に示す
リンク機構により８ｂの位置に操作することによ
り、冷風は矢印Ｂ，Ｃのように、冷風吹出用の上
方吹出口１１，１２３へ最短距離で到達できる。
従つて、矢印Ｅのように補助ダンパ８を迂回して
冷風が流れる場合に比して、矢印Ｂ，Ｃのごとく
冷風が流れる場合の方が通風抵抗がはるかに小さ
くなり、その分だけ風量が多く得られ、また吹出
し風速も速くすることが可能となり、冷房効果が
向上する。ここで、クーラーコア４を作動させな
い換気モード時においても、補助ダンパー８を８
ｂの位置に操作して、風量増加を図るとよい。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるべ
きものではなく、種々の変更が可能である。例え
ば、第３図のリンク機構において、第１レバー２
０１はＶ字形とする必要はなく、棒状のレバーと
し、その先端に第２レバー２０４の一端を連結す
るとともに、ピン２０６を固設することも可能で
ある。また第１レバー２０１に円弧状溝を形成
し、第４レバー２０７の一端にこの溝と係合する
ピンを固設することも可能である。更に復帰スプ
リング２１０は、第５レバーに連結せずに、例え
ば第４レバーに連結することも可能である。また
円弧状溝２０８を直線状の溝とすることも可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、エアミツクス
ダンパーと補助ダンパとをリンク機構で連結し、
最大冷房時にエアミツクスダンパーが全開状態と
なつた後に、補助ダンパーがこのリンク機構を介
してその全閉位置から全開位置へと徐々に駆動さ
れるため、補助ダンパーが最大冷房時に急激に開
閉されることがなく、その結果車室内の温度を検
出する温度センサーは正確な車室内温度を検出す
ることができ、エアミツクスダンパーおよび／ま
たは補助ダンパーのハンチング現象を回避するこ
とが可能となる。

また本発明のリンク機構によれば、エアミツク
スダンパーの全開状態が、アクチユエータのある
特定（１点）の回転位置で決定されず、アクチユ
エータのある回転角範囲でエアミツクスダンパー
が全開状態に保たれるため、エアミツクスダンパ
ーの開度を検出する開度センサー（ポテンシヨメ
ータ）に製品上のバラツキが多少あつても、エア
ミツクスダンパーが全開状態になれば確実にウオ
ータバルブがOFFされ、最大冷房時付近の温度
制御性能が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である自動車用空
調装置の全体構成を示す模式図、第２図は、本発
明の空調装置が車両に取り付けられた状態を示す
縦断面図、第３図は、本発明のリンク機構の要部
を示す平面図、第４図乃至第６図は、本発明の作
動を示す作動説明図で、第４図は第１レバーの回
動角に対するエアミツクスダンパーの開度を、第
５図は第１レバーの回動角に対する補助ダンパー
の開度を、また第６図は第１レバーの回動角に対
するウオータバルブの開閉状態をそれぞれ示して
いる。 １……エアダクト、４……クーラーコア、６…
…ヒーターコア、７……エアミツクスダンパー、
８……補助ダンパー、１２，２４……制御手段、
１３……温度センサー、１７……検出手段、２３
……アクチユエータ、３０……ウオータバルブ、
１１５……冷風通路、１１６……温風通路、２０
１乃至２０９……リンク機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両に取り付けられたエアダクト１と、 該エアダクト内に配設され、エアダクト内を流
   れる空気を冷却するクーラーコア４と、 該クーラーコアの下流側で、前記エアダクト内
   に配置され、前記クーラーコアによつて冷却され
   た冷風を加熱するヒーターコア６と、 該ヒーターコアへのエンジン冷却水の供給を制
   御するウオーターバルブ３０と、 前記ヒーターコアに流入して加熱される冷風
   と、ヒーターコアに流入しない冷風の風量割合を
   調整するために、前記エアダクト内に回動可能に
   配設されたエアミツクスダンパー７と、 前記ヒーターコアで加熱された温風が流れるた
   めの、前記エアダクト内でかつ前記ヒーターコア
   の下流側に形成された温風通路１１６と、 前記エアダクト内に形成され、前記ヒーターコ
   アを通過しない冷風を流すための冷風通路１１５
   と、 前記エアダクト内であつて前記エアミツクスダ
   ンパーの下流側に回動可能に配設され、かつ前記
   冷風通路の冷風のうち、前記温風通路に向かつて
   流れる冷風と、前記温風通路を経由せず直接上方
   吹出口に向つて流れる冷風の風量を制御する補助
   ダンパー８と、 前記エアミツクスダンパーを駆動するアクチユ
   エータ２３と、 車両室内の温度を検出する温度センサー１３
   と、及び 前記温度センサーからの出力に応じて、前記ア
   クチユエータを制御して前記エアミツクスダンパ
   ーの開度を調整することにより、車室内の温度を
   所望の値に制御するための手段１２とを備える自
   動車用空調装置において、 前記エアミツクスダンパーが、最大冷房時に前
   記冷風通路をほぼ全開とするある設定位置に達し
   たことを検出する検出手段１７と、 最大冷房時に、前記エアミツクスダンパーが前
   記設定位置に達した後、前記補助ダンパーをその
   全閉位置から全開位置へ徐々に駆動するリンク機
   構２０１〜２０９と、並びに 前記エアミツクスダンパーが前記設定位置に達
   したときに、前記ウオータバルブを駆動して前記
   ヒーターコアへのエンジン冷却水の供給を停止す
   る制御手段１２，２４とを更に備えたことを特徴
   とする自動車用空調装置。 ２ 前記リンク機構は、前記補助ダンパーをその
   全閉位置から全開位置に駆動する間、前記エアミ
   ツクスダンパーをその全開位置に保持することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動車用
   空調装置。 ３ 前記リンク機構は、 前記アクチユエータの出力軸２００に固定され
   た第１レバー２０１と、 前記第１レバーに一端が連結された第２レバー
   ２０４と、 前記第２レバーの他端に一端が連結され、他端
   が前記エアミツクスダンパーのシヤフトに固定さ
   れた第３レバー２０５と、 前記第１レバーに固設されたピン２０６と、 一端に前記ピンと係合する円弧状溝２０８が形
   成された第４レバー２０７と、 前記第４レバーの他端に一端が連結され、他端
   が前記補助ダンパーのシヤフトに固定された第５
   レバー２０９とを有することを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の自動車用空調装置。 ４ 前記リンク機構は更に前記第５レバーに連結
   され、前記補助ダンパーをその全閉位置の方向に
   付勢する復帰スプリング２１０を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の自動車用空
   調装置。 ５ 前記円弧状溝の半径は、前記出力軸とピンと
   の距離に等しいことを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の自動車用空調装置。 ６ 前記第１レバーは、Ｖ字形状をし、かつ一対
   の脚部２０２，２０３を有し、第１の脚部には前
   記第２レバーの一端が連結され、第２の脚部には
   前記ピンが固設されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の自動車用空調装置。