JPH0429569B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車用空調装置において、風量を
制御する装置に関し、特に暖房起動時における風
量制御の改善を図つたものである。

（従来の技術） 自動車用空調装置のヒータコアは、エンジンの
冷却水を熱源とし、暖房時にはこのヒータコアを
通して車室内へ空気が吹出され、その風量は送風
機の回転数により調節できるようにしてある。し
たがつて、暖房起動時のようにエンジンの冷却水
が今だ十分暖められていない場合に送風機を高速
で回転すれば、車室内へは冷たい空気が大量に吹
出され、乗員のフイーリングを著しく損なう。そ
のため、エンジンの冷却水の温度を検出する水温
スイツチを設け、エンジンの冷却水の温度が所定
値以下であれば、送風機を停止するか又は低速で
回転させるようにすることが広く知られている。
さらにエンジンの冷却水の温度が所定値以上とな
つても、送風機への制御信号が高速であるなら
ば、エンジンの冷却水の温度が所定値以上となつ
た瞬間に送風機の回転数が停止から高速へという
ように突然変化し、同様の不具合を生じる。そこ
で、このような場合にも乗員のフイーリングを損
なわず、しかも暖房速効性を考慮した発明が従来
下記するようにいくつかなされている。

まず、特開昭57−77219号公報においては、外
気温度と冷却水の温度とを検出し、外気温度が所
定値以下又は外気温度が所定値以上であつてもエ
ンジンの水温が所定値以下の場合は、極めてゆつ
くりと送風機の回転数を上昇し、外気温度が所定
値以上であつて且つエンジンの水温が所定値以上
の場合は送風機の回転数の上昇割合をより大きく
することが示されている。しかしながら、上記送
風機の回転数の上昇パターンは、時間をパラメー
タとして演算するようになつており、ヒータコア
の暖房能力とは無関係であるから、その上昇割合
が大きすぎる場合は乗員のフイーリングを損なう
し、小さすぎる場合は適切な風量をもつ温風が車
室内に吹出すまで長時間要し、乗員のフイーリン
グ性と暖房速効性との調和をとることが困難であ
つた。

また、特公昭56−23808号公報においては、設
定の異なる水温スイツチを複数設けるか、又は複
数の異なつた設定で作動する水温スイツチを設
け、冷却水の温度が上昇するに従つて、最初は送
風機を停止し、次に低速で回転するというように
風量の制限レベルを上昇させていくことが示され
ている。さらに、特開昭57−175419号公報におい
ては、エンジンの冷却水の温度を連続して検出で
きる水温アナログセンサを設け、少なくとも冷却
水の温度をパラメータとして修正風量を求めて制
御することが示されている。

（発明が解決しようとする課題） したがつて、この両者の発明によれば、ヒータ
コアの加熱能力に関係するエンジンの冷却水の温
度をパラメータとして起動制御するようにしてあ
るので、乗員のフイーリング性と暖房速効性との
調和をとりやすくなるが、その一方で複数の水温
スイツチ、異なつた設定で作動する水温スイツチ
又は水温アナログセンサが必要であり、価格の上
昇を招く欠点があつた。

そこで、本発明は、乗員のフイーリング性と暖
房速効性との調和がとれ、且つ安価である自動車
用空調装置の風量制御装置を提供することを課題
とする。

（課題を解決するための手段） 第１の発明は第１図に示すように、エンジンの
冷却水を熱源として空気を加熱するヒータコア
と、このヒータコアを通して空気を車室内へ送る
送風機とを有し、この送風機の回転数を調節して
風量を制御するようにした自動車用空調装置の風
量制御装置において、少なくとも車内温度センサ
と温度設定器とからの温度データをパラメータと
して、特定の基本制御パターンに従つて基本風量
を演算する基本風量演算手段１００と、少なくと
も前記ヒータコアへ流入するまでの空気温度を検
出する空気温度センサと前記車内温度センサから
の温度データをパラメータとして風量の制限デー
タを演算する制限データ演算手段２００と、この
制限データ演算手段により演算された値が所定値
以上か又は以下かを判定する制限データ判定手段
３００と、前記エンジンの冷却水の温度を検出す
る水温スイツチの検出温度が所定値以下の第１の
場合と、所定値以上の第２の場合とを判定する水
温判定手段４００と、この水温判定手段４００で
の判定によつてエンジンの冷却水の温度が第１の
場合は、風量を所定レベル以下に設定し、第２の
場合は、前記制限データ判定手段３００による判
定が所定値以下のとき、前記第１の場合の風量レ
ベルよりも高い所定レベルに風量を制限し、また
所定値以上のとき、前記基本風量演算手段１００
の基本風量とするように制御する制御手段５００
とから成る自動車用空調装置の風量制御装置にあ
る。

また、第２の発明は第２図に示すように、エン
ジンの冷却水を熱源として空気を加熱するヒータ
コアと、このヒータコアを通して空気を車室内へ
送る送風機とを有し、この送風機の回転数を調節
して風量を制御するようにした自動車用空調装置
の風量制御装置にいて、少なくとも車内温度セン
サと温度設定器とからの温度データをパラメータ
として、特定の基本制御パターンに従つて基本風
量を演算する基本風量演算手段１００と、前記ヒ
ータコアへ流入するまでの空気温度を検出する空
気温度センサからの温度データをパラメータとし
て制限風量を演算する制限風量演算手段６００
と、前記基本風量演算手段１００により演算され
た基本風量と前記制限風量演算手段６００により
演算された制限風量との差が所定値以上か又は以
下かを判定する風量偏差判定手段７００と、前記
エンジンの冷却水の温度を検出する水温スイツチ
の検出温度が所定値以下の第１の場合と、所定値
以上の第２の場合とを判定する水温判定手段４０
０と、この水温判定手段４００での判定によつて
エンジンの冷却水の温度が第１の場合は、風量を
所定レベル以下に設定し、第２の場合は、前記風
量偏差判定手段７００による判定が所定値以上の
とき制限風量とし、該差が所定値以下のとき基本
風量とするように制御する制御手段８００とから
成る自動車用空調制御装置にある。

（作 用） したがつて、第１の発明にあつては、車室１５
内の温度を検出する車室内温度センサ２３と、車
内１５内の温度を設定する温度設定器２６から、
この温度データをパラメータとして特定の基本制
御パターンに従つて基本風量が基本風量演算手段
１００により演算される。そして、空気温度セン
サ２４と車室内温度センサ２３からの温度データ
をパラメータとして風量制限データが風量制限デ
ータ演算手段２００により演算される。そしてさ
らに、エンジンの冷却水の温度が検出され、この
温度が所定値よりも低い第１の場合と高い第２の
場合とに分けられ、第１の場合には風量を所定レ
ベル以下に設定し、第２の場合にあつては、風量
制限データ判定手段３００での判定で所定値より
低いとき、前記第１の場合の風量レベルよりも高
い所定のレベルに制限し、所定値よりも高いと
き、前記基本風量演算手段１００での基本風量と
するものである。

第２の発明にあつては、車室１５内の温度を検
出する車室内温度センサ２３と、車室１５内の温
度を設定する温度設定器２６から、この温度デー
タをパラメータとして特定の基本制御パターンに
従つて基本風量が基本風量演算手段１００で演算
される。そして、空気温度センサ２４からの温度
データをパラメータとして風量制限データが制限
風量演算手段６００により演算される。そしてさ
らに、エンジンの冷却水の温度が検出され、この
温度が所定値より低い第１の場合と高い第２の場
合とに分けられ、第１の場合は風量を所定レベル
以下に設定し、第２の場合にあつては、前記制限
風量演算手段６００の制限風量と前記基本風量演
算手段１００の基本風量との差が所定値以上のと
き、制限風量とし、該差が所定値以下であるとき
基本風量とするものである。

よつて、風量の上昇状態が乗員のフイーリング
性と暖房速効性との調和が確保されるものであ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第３図において、本発明の一実施例が示され、
自動車用空調装置は、空調ケース１の最上流側に
内気入口２と外気入口３とが２股に分かれる形で
形成され、その分かれた部分に内外気切換ドア４
が設けられ、この内外気切換ドア４により空調ケ
ース１内に導入すべき空気を内気と外気とに選択
するようになつている。

送風機５は、空調ケース１内に空気を吸込んで
後流側へ送風するためのもので、この送風機５の
後流側にエバポレータ６とヒータコア７とが設け
られている。エバポレータ６は、エンジン９に電
磁クラツチ８ａを介して連結されたコンプレツサ
８等と共に冷房サイクルを構成し、一方、ヒータ
コア７はエンジン９の温水回路に挿入され、エン
ジン９の冷却水を熱源として空気を加熱するよう
になつている。

上記ヒータコア７の前方にはエアミツクスドア
１０が設けられ、このエアミツクスドア１０の開
度に応じてヒータコア７へ送る空気とヒータコア
７をバイパスするものとの割合が調節される。

そして、前記空調ケース１の後端は、デフロス
ト吹出口１２、ベント吹出口１３及びヒート吹出
口１４に分かれて車室１５に開口し、その分かれ
た部分にモードドア１６，１７が設けられ、該モ
ードドア１６，１７を開閉操作することにより、
ベントモード、バイレベルモード、ヒートモード
又はデフロストモードに切換えられるようにして
ある。

前記内外気切換ドア４、エアミツクスドア１０
及びモードドア１６，１７は、それぞれアクチユ
エータ１８ａ〜１８ｃにより操作され、さらに該
アクチユエータ１８ａ〜１８ｃが駆動回路１９ａ
〜１９ｃを介してマイクロコンピユータ２０から
の出力信号に基づいて制御される。また、前記送
風機５の回転数及びコンプレツサ８のオンオフも
同様にそれぞれの駆動回路１９ｄ，１９ｅを介し
てマイクロコンピユータ２０からの出力信号に基
づいて制御される。

マイクロコンピユータ２０は、中央処理装置
CPU、読出し専用メモリROM、ランダムアクセ
スメモリRAM、水晶振動子２１を伴なつて基準
パルスを発生するクロツク発生部等を有する公知
のもので、該マイクロコンピユータ２０には、マ
ルチプレクサとＡ−Ｄ変換器とから成る入力イン
ターフエース２２を介して各入力データが入力さ
れるようになつている。この入力データには、車
内温度センサ２３からの車内温度Tr、空気温度
センサ２４からの空気温度Ta、日射センサ２５
からの日射データTs、ポテンシヨメータ２７か
らのエアミツクスドア１０の開度θ及び温度設定
器２６からの設定温度Tdが含まれる。さらにエ
ンジン９の冷却水の温度を検出する水温スイツチ
２９のオンオフデータが入力され、これら入力デ
ータをマイクロコンピユータ２０において適宜演
算処理し、前記各制御機器を制御するようにして
ある。尚、この実施例においては、空気温度セン
サ２４は外気センサであつて空気温度Taは外気
温度となるが、ヒータコア７へ流入するまでの空
気温度を検出すればよく、前記エバポレータ６を
通過した直後の空気温度Tmを検出するモードセ
ンサ２４′を代用し、又は双方を用いることもで
きる。

次に第４図のフローチヤートに従つてマイクロ
コンピユータ２０の制御作動例を風量制御に限つ
て説明すると、マイクロコンピユータ２０は、電
源を投入することによつてステツプ３０からプロ
グラムの実行を開始し、次のステツプ３１におい
て前記入力インターフエース２２に入力信号を出
力して車内温度Tr、空気温度Ta及び日射データ
Tsの各入力データを入力し、さらに水温スイツ
チ２９からのオンオフデータを入力し、所定領域
に格納する。

次にステツプ３２へ進み、このステツプ３２に
おいて制限データTtを例えば次式に従つて演算
する。

Tt＝Tr＋αTa＋βTs＋Ａ ………(1) ただし、α、β、Ａは定数である。

この式(1)は、前記温度設定器２６からの温度デ
ータTdを除いており、車室１５内への環境的な
入力因子である空気温度Ta及び日射データtsが
一定であれば、ヒータコア７の加熱能力が上昇す
れば車内温度Trが上昇するので、これをもつて
制限データTtとするものであり、該ステツプ３
２により第１図に示した制限データ演算手段２０
０が構成されている。尚、日射データTsはパラ
メータから除いてもよい。そして、次のステツプ
３３においては、通常制御上の目標値となる総合
信号Ｔを例えば次式に従つて演算する。

Ｔ＝Tr＋αTa＋βTs−γTd＋Ｂ ………(2) ただし、γ、Ｂは定数であり、また、この総合
信号Ｔの代わりに車内温度Trと設定温度Tdとの
差をとつてもよい。

さらに次のステツプ３４においては、前記水温
スイツチ２９がオンであるか否か判定し、オンで
あれば前記エンジン９の冷却水の温度が所定値以
下であるから、ステツプ３６へ進んで風量を低速
とするように制御信号を定め、一方、水温スイツ
チ２９がオフである場合には次のステツプ３５進
む。このステツプ３５においては、前記ステツプ
３２で求めた制限データTtを読出し専用メモリ
ROMに予め記憶された所定値ａ、ｂと比較す
る。該所定値ａ，ｂは、ハンチングを防止するた
めにｂ＞ａとなつており、制限データTtがTt≦
ａのとき“Ａ”と判定されると、今だ十分にヒー
タコア７の加熱能力が高まつていないので、ステ
ツプ３７へ進んで風量を中速以下とするように制
御信号を定める。一方、Tt≧ｂのとき“Ｂ”と
判断されると、ヒータコア７の加熱能力が十分上
昇したことを示すので、ステツプ３８へ進み、第
５図に示すように、総合信号Ｔをパラメータとし
て、特定の基本制御パターンに従つて基本風量
Bnを演算し、この演算結果を制御信号として定
める。そして、次のステツプ３９において、ステ
ツプ３６〜３８で定めた制御信号を前記駆動回路
１９ｄに出力し、次のステツプ４０によりメイン
ルーチンに戻るようにしてある。

第６図において、本発明の第２の実施例が示さ
れ、この第２の実施例は、前記第１の実施例にお
けるマイクロコンピユータ２０と入力インターフ
エース２２との部分を制御回路５０に置き換えた
簡易型のものであり、前記車内温度センサ２３、
空気温度センサ２４及び日射センサ２５が直列に
接続されて前記制限データTtに相当する電圧V₁
が制御回路５０に入力される。また、温度設定器
２６から設定温度Tbに相当する電圧V₂が制御回
路５０に入力され、これら入力電圧V₁，V₂と基
準電圧V₃とのそれぞれの差の合計に相当する値
である総合信号Ｔをオペアンプ５１で演算するよ
うになつている。このオペアンプ５１の出力電圧
V₄は、水温２９がオフの場合には総合信号Ｔに
相当するものとなり、水温スイツチ２９がオンの
場合には、ダイオード５３ａを介して強制的に接
地電位となる。また、前記入力電圧V₁は、オペ
アンプ５４により基準電圧V₅と比較され、この
オペアンプ５４の出力は、V₁＞V₅（制限データ
Ttが所定値以下）のときは“Ｌ”、V₁＜V₅（制限
データTtが所定値以上）のときは“Ｈ”となる。

したがつて、水温スイツチ２９がオンの低温時
には、トランジスタ２７ｄがオンとなりオペアン
プ５１の出力電圧V₄が“Ｈ”となるので、オペ
アンプ５５ａ〜５５ｃの出力はいずれも“Ｌ”で
あり、トランジスタ５６ａ〜５６ｃはオフとなつ
ている。このため、駆動回路１９ｄのリレー５７
ａ〜５７ｃは作動せず、送風機５にはメインスイ
ツチ５８、リレー５７ａ〜５７ｃの各接点及び抵
抗５９ａ〜５９ｃを介して通電され、低速回転数
に固定される。

一方、水温スイツチ２９がオフとなると、オペ
アンプ５１の出力電圧V₄が総合信号Ｔに相当し
たものとなるが、制限データTtが所定値以下な
らば、オペアンプ５４の出力が“Ｌ”であるか
ら、オペアンプ５５ｂ，５５ｃの出力が強制的に
“Ｌ”となり、リレー５７ｂ，５７ｃは作動しな
い。したがつて、オペアンプ５５ａの出力のみが
有効であるから、送風機５には少なくとも抵抗５
９ｂ，５９ｃを介して通電され、中低速以下の回
転数に制限される。

そして、かかる状態から制限データTcが徐々
に上昇し、所定値以上になるとオペアンプ５４の
出力は“Ｈ”に反転するので、オペアンプ５５ａ
〜５５ｃの出力がすべて有効となり、第７図に示
す基本制御パターンに従つて送風機５の回転数が
制御されるものである。

次に本発明の第３の実施例について説明する
が、ハードウエアについては第３図に示すものと
同様であるから省略し、マイクロコンピユータ２
０の制御作動例を第８図に従つて説明すると、マ
イクロコンピユータ２０は、前記第１の実施例と
同様にステツプ６０からプログラムの実行を開始
し、次のステツプ６１において各データを入力
し、次のステツプ６２において総合信号Ｔを前記
式(2)に従つて演算する。

次のステツプ６３においては、制限風量Bmax
を例えば次式に従つて演算し、このステツプ６３
により第２図に示した制限風量演算手段６００を
構成するようにしてある。

Bmax＝Bah−δTa ………(3) ただし、Bahは基本風量Bnの最大風量、δは
実験で定まる補正係数で、予じめ読出し専用メモ
リROMに記憶されている。

そして、次のステツプ６４においては、前記水
温スイツチ２９がオンであるか否か判定し、オン
であれば前記エンジン９の冷却水の温度が所定値
以下であるから、ステツプ６７へ進んで風量を低
速とするよう制御信号を定め、一方、水温スイツ
チ２９がオフである場合には次のステツプ６５へ
進む。このステツプ６５においては、前記ステツ
プ６２で求めた総合信号Ｔにより第５図に定めた
基本制御パターンに従つて基本風量Bnを演算す
る。尚、この基本風量Bnは、Td−Trをパラメー
タとして他の基本制御パターンに従つて演算する
ようにしてもよい。

次のステツプ６６においては、前記ステツプ６
３で求めた制限風量Bmaxと前記ステツプ６５で
求めた基本風量Bnとの差Bmax−Bnを所定値ｃ，
ｄと比較する。該所定値ｃ，ｄは、ハンチングを
防止するため、ｄ＞ｃとなつており、Bmax−
Bn≦ｃのとき“Ｃ”と判定されると、今だ十分
にヒータコア７の加熱能力が高まつていないの
で、ステツプ６８へ進んで制限風量Bmaxとする
ように制御信号を定める。一方、Bmax−Bn≧
ｄのとき“Ｄ”と判定されると、ヒータコア７の
加熱能力が十分上昇したことを示すので、ステツ
プ６９へ進み、基本風量Bnとするように制御信
号を定めるようになつており、これらの関係が第
９図に示されている。そして、次のステツプ７
０、ステツプ６７〜６９で定めた制御信号を前記
駆動回路１９ｄに出力し、次のステツプ７１によ
りメインルーチンに戻るようにしてある。

尚、送風機５の回転数とエアミツクスドア１０
の開度とが所定の関係をもつて制御される場合
は、ステツプ６８により送風機５の回転数が制限
されるときは、エアミツクスドア１０がフルクー
ル位置から開かれて暖房効率が悪くなる恐れがあ
るので、エアミツクスドア制御ルーチンにエアミ
ツクスドア１０をフルヒート位置に固定するステ
ツプを設けることが好ましい。

第１０図において、本発明の第４の実施例にお
ける起動制御パターンが示され、この第４の実施
例は、前記第３の実施例におけるステツプ６８を
パターン制御ステツプとしたものである。即ち、
水温スイツチ２９がオフになつた場合であつて今
だヒータコア７の能力が十分上昇していないとき
は、水温スイツチ２９がオフした時点で定まる風
量Bs（低速よりも高い所定値）を始点とし、総合
信号Ｔが大きくなるに従つて除々に風量を増加さ
せ、制限風量Bmaxに達したならば制限風量
Bmaxとするもので、さらに総合信号Ｔが大きく
なれば基本風量Bnに戻るようになつている。し
たがつて、この第４の実施例によれば、より細か
く起動時の風量制御を行なうことができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、暖房起動
時の風量制御において、エンジンの冷却水の温度
が所定値に達した後にエンジンの冷却水以外の通
常用いられるセンサの出力に応じて風量を除々に
上げるようにしたので、乗員のフイーリング性と
暖房速効性との調和が確保されると共に、安価で
ある風量制御装置を提供することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明を示す機能ブロツク構成
図、第２図は第２の発明を示す機能ブロツク構成
図、第３図は第１の発明の実施例を示す構成図、
第４図は同上の実施例におけるマイクロコンピユ
ータの制御作動例を示すフローチヤート図、第５
図は同上における基本制御パターンを示す特性線
図、第６図は第１の発明の実施例を示す回路図、
第７図は同上における基本制御パターンを示す特
性線図、第８図は第２の発明におけるマイクロコ
ンピユータの制御作動例を示すフローチヤート
図、第９図は基本風量と制限風量との関係を示す
特性線図、第１０図は第２の発明の制限風量時の
実施例における起動制御パターンを示す特性線図
である。 ５……送風機、７……ヒータコア、９……エン
ジン、１５……車室、２３……車内温度センサ、
２４，２４′……空気温度センサ、２６……温度
設定器、２９……水温スイツチ、１００……基本
風量演算手段、２００……制限データ演算手段、
５００，８００……制御手段、６００……制限風
量演算手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの冷却水を熱源として空気を加熱す
   るヒータコアと、このヒータコアを通して空気を
   車室内へ送る送風機とを有し、この送風機の回転
   数を調節して風量を制御するようにした自動車用
   空調装置の風量制御装置において、 少なくとも車内温度センサと温度設定器とから
   の温度データをパラメータとして、特定の基本制
   御パターンに従つて基本風量を演算する基本風量
   演算手段と、 少なくとも前記ヒータコアへ流入するまでの空
   気温度を検出する空気温度センサと前記車内温度
   センサからの温度データをパラメータとして風量
   の制限データを演算する制限データ演算手段と、 この制限データ演算手段により演算された値が
   所定値以上か又は以下かを判定する制限データ判
   定手段と、 前記エンジンの冷却水の温度を検出する水温ス
   イツチの検出温度が所定値以下の第１の場合と、
   所定値以上の第２の場合とを判定する水温判定手
   段と、 この水温判定手段での判定によつてエンジンの
   冷却水の温度が第１の場合は、風量を所定レベル
   以下に設定し、第２の場合は、前記制限データ判
   定手段による判定が所定値以下のとき、前記第１
   の場合の風量レベルよりも高い所定レベルに風量
   を制限し、また所定値以上のとき、前記基本風量
   演算手段の基本風量とするように制御する制御手
   段とから成る自動車用空調装置の風量制御装置。 ２ エンジンの冷却水を熱源として空気を加熱す
   るヒータコアと、このヒータコアを通して空気を
   車室内へ送る送風機とを有し、この送風機の回転
   数を調節して風量を制御するようにした自動車用
   空調装置の風量制御装置において、 少なくとも車内温度センサと温度設定器とから
   の温度データをパラメータとして、特定の基本制
   御パターンに従つて基本風量を演算する基本風量
   演算手段と、 前記ヒータコアへ流入するまでの空気温度を検
   出する空気温度センサからの温度データをパラメ
   ータとして制限風量を演算する制限風量演算手段
   と、 前記基本風量演算手段により演算された基本風
   量と前記制限風量演算手段により演算された制限
   風量との差が所定値以上か又は以下かを判定する
   風量偏差判定手段と、 前記エンジンの冷却水の温度を検出する水温ス
   イツチの検出温度が所定値以下の第１の場合と、
   所定値以上の第２の場合とを判定する水温判定手
   段と、 この水温判定手段での判定によつてエンジンの
   冷却水の温度が第１の場合は、風量を所定レベル
   以下に設定し、第２の場合は、前記風量偏差判定
   手段による判定が所定値以上のとき制限風量と
   し、該差が所定値以下のとき基本風量とするよう
   に制御する制御手段とから成る自動車用空調装置
   の風量制御装置。