JPH0717185B2 - 自動空調制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両用の空調制御装置に関するものである。

［従来技術］ 自動車の風防ガラスは、外気温度と車室内温度（以下、
内気温度と呼ぶ。）との差、風防ガラスの熱伝導率、車
速及び車室内湿度等が原因となって曇りが生じることが
ある。この風防ガラスが曇る現象を自動的に防止するた
めに、湿度検出器や曇り検出器等を用いて風防ガラスの
曇りを検出し、空調制御装置の吹出空気をデフロスタ吹
出口から供給する等の制御（以下、デフロスタモードと
も呼ぶ。）が行なわれている。しかしながら、空調制御
装置の吹出空気を、例えば、ヒータ吹出口から供給して
いる状態（以下、ヒータモードとも呼ぶ。）からデフロ
スタ吹出口から供給するよう空気吹出口を切替えると、
風防ガラスの曇りは除去されるが、足元が寒くなり上半
身だけが暖ためられて乗員に不快感を与えるといった問
題等があり、これを解決するために空調制御装置の足元
吹出量とデフロスタ吹出量をリニアに変えるといった提
案等もされていた。また、この他、風防ガラスの曇り防
止のために乗員が冷房用のコンプレッサをオンして除湿
したり、空気調和に用いられる空気を内気循環状態（以
下、内気モードと呼ぶこともある。）から外気導入状態
（以下、外気モードと呼ぶこともある。）に切替るとい
ったことも現実には用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の足元吹出量とデフロスタ吹出量とをリニアに制御
する空調制御装置は、足元が寒くなり上半身だけが暖め
られるといった不快な現象を無くすという優れた効果を
有するものである。

しかしながら、空調制御装置に用いられる空気を内気モ
ードで供給していると、車室内の湿度が高い時には、風
防ガラスは曇りがちであり、このような時に、例え、空
気吹出口をデフロスタモードとしても仲々風防ガラスの
曇りを除去できなくて前方の視界が悪くなることがある
といった問題があった。この問題は、デフロスタからの
吹出空気を直接うけてない部位が曇ったままであるとい
う形で顕著に現われることも考えられた。また、こうし
た場合に除湿を目的としてコンプレッサを乗員が手動で
起動することも考えられるが、コンプレッサの負荷によ
ってエンジンのトルクや燃費が低下したり、手動で操作
するために対応が遅れがちになるといった問題を招き、
有効な解決とは言い難かった。

発明の構成 ［問題を解決するための手段］ 上記問題を解決するために本発明の自動空調制御装置が
とった構成は第１図に例示する如くである。即ち、本発
明の自動空調制御装置は、 車両用の空気調和装置に装着される自動空調制御装置で
あって、 上記空調装置に取込む車室内の内気と車室外の外気との
取組み割合を調節する取込み割合調節手段と、車室内に
吹き出される風量のうちデフロスタダクトを介して風防
ガラスへ向かって吹き出される風量の割合を調節するデ
フロスタ調節手段とを備えた自動空調制御装置におい
て、 車室内における風防ガラス近傍の湿度を検出する湿度検
出手段と、 上記湿度が高くになるに従って外気の取込み割合を増加
するように上記取込み割合調節手段を制御すると共に、
上記湿度が高くなるに従って上記デフロスタダクトから
の空調用空気の吹出し割合を増加するように上記デフロ
スタ調節手段を制御する割合制御手段を 備えて構成されている。

ここで、上記風防ガラスとしては、フロントガラス、サ
イドガラス及びリアガラス等が考えられる。運転者の視
界の大部分を占めるフロントガラス用のデフロスタを有
する自動空調制御装置の構成が一般的であるが、リアガ
ラスに対してのリア用デフロスタを有する自動空調制御
装置等でも何等差支えない。

上記取込み割合調節手段は、例えばダクト入口に設置さ
れ、多段階または無段階に開度を調整可能な内外気切換
ダンパ等であり、内気と外気との取込み割合を調節す
る。

デフロスタ調節手段は、空調用空気のデフロスタダクト
からの吹出し割合を調節するもので、例えば空調用空気
の車室内への吹出し口付近に設置されて、空調用空気を
デフロスタダクトへ導くと共に、ベント吹出し口やヒー
タ吹出し口への量とデフロスタダクトへの量とを調節
し、多段階もしくは無段階に調整可能な吹出し口切換ダ
ンパやデフロスタ専用ファン等が、これに該当する。

湿度検出手段は、車室内における風防ガラス近傍の湿度
（以下、単に風防ガラス近傍の湿度という）を検出する
ものであり、例えば風防ガラス近傍の湿度を検出する湿
度センサが、これに該当する。また、風防ガラス近傍の
湿度と風防ガラスの曇り度合とが密接な関係を有するこ
とから、湿度検出手段としては、例えば風防ガラスの内
面の反射率を測定する曇りセンサや風防ガラス内面に設
置された透明電極間の抵抗値から風防ガラスの曇り度合
を検出する曇りセンサを用いることもできる。

割合制御手段は、上記取込み割合調節手段、例えば内外
気切換ダンパの開度を制御して外気の取込み割合を制御
すると共に、デフロスタ調節手段、例えば吹出し口切換
ダンパのポジションを制御してデフロスタダクトからの
空調用空気の吹出し割合を制御するものであり、風防ガ
ラス近傍の湿度が高くなるに従って外気の取込み割合を
増加するように上記取込み割合調節手段を制御すると共
に、上記湿度が高くなるに従って上記デフロスタダクト
からの空調用空気の吹出し割合を増加するように上記デ
フロスタ調節手段を制御する。

なお、上記湿度検出手段および割合制御手段は、各々デ
ィスクリートな回路構成としてもよいし、マイクロコン
ピュータを用いた論理演算回路として各々別体に、ある
いは一体に構成し、プログラムにより各手段の機能を実
現する構成としてもよい。

［作用］ 本発明の自動空調制御装置は上記の構成を有するので次
の如く作用する。即ち、本発明の自動空調制御装置は、 湿度検出手段により風防ガラス近傍の湿度を検出する
と、割合制御手段が、風防ガラス近傍の湿度が高くなる
に従って外気の取込み割合を増加するように取込み割合
調節手段を制御すると共に、上記風防ガラス近傍の湿度
が高くなるに従ってデフロスタダクトからの空調用空気
の吹出し割合を増加するようにデフロスタ調節手段を制
御する。

従って、風防ガラス近傍の湿度が高くなると、空気調和
装置への外気の取込み割合が増加し、空調用空気のデフ
ロスタからの吹出し割合が増加するよう働く。

［実施例］ 次に本発明の自動空調制御装置の実施例について詳細に
説明する。

第２図は本発明の一実施例の自動空調制御装置を示す概
略構成図である。

第２図に示す本実施例の自動空調制御装置には、車室１
の前方部に通風ダクト２が配置され、通風ダクト２内に
は吸込口側より順に、内気と外気と取り込む割合を求め
る内外気切替ダンパ３、車室１に取り込む空気量を決め
るブロワ４、車室内の温度を決定する周知のエアミック
ス部５、車室内へ吹き出す空気をデフロスタ吹出口1aと
ベント吹出口1b,ヒータ吹出口1cとに切替える吹出口切
替ダンパ6,ベント吹出口1bとヒータ吹出口1cとを更に切
替えるベント・ヒータ切替ダンパ７とが取付けられてい
る。この内外気切替えダンパ3,ブロワ4,エアミックス部
5,吹出口切替ダンパ６及びヒータ・ベント切替ダンパ７
は、それぞれ内外気切替用アクチュエータ8,ブロワモー
タ9,エアミックス部駆動部10,吹出口切替用アクチュエ
ータ11及びベント・ヒータ切替用アクチュエータ12によ
り駆動されるよう構成されている。また、これらの各ア
クチュエータ及び駆動部は電子制御回路13により制御さ
れるよう接続されていて、電子制御回路13は内気温セン
サ14,外気温センサ15,曇りセンサ16及び温度設定器17等
の各入力値に基づいて作動する。内気温センサ14は車室
内の温度を測定する箇所に、外気温センサ15は車室外の
温度を測定する箇所に夫々設けられている。また、曇り
センサ16は、フロントガラスＦの曇りをフロントガラス
Ｆ表面の光の反射率によって検出するものであり、フロ
ントガラスＦの内側のこれに対応する位置に取付けられ
ている。更に、温度設定器17はドライバーが操作できる
位置に、例えば、フロントパネル等に設けられている。

次に電子制御回路13の構成について説明する。

第３図は電子制御回路13を表わすブロツク図である。

電子制御回路13は周知の中央処理ユニット（CPU）20,読
出専用メモリ（ROM）21,ランダムアクセスメモリ22等を
中心に、これらと入力ポート23,出力ポート24等とをバ
ス25によって相互に接続した論理演算回路しとて構成さ
れている。

入力ポート23には、内気温センサ14,外気温センサ15,曇
りセンサ16及び温度設定器17等からのアナログ信号がそ
れぞれバッファ26を介してマルチプレクサ27により選択
的に選ばれ、A/D変換器28によりアナログ信号からデジ
タル信号に変換されて入力されている。

出力ポート24は、D/A変換器29を介して、それぞれ内外
気切替用アクチュエータ8,ブロワモータ9,エアミックス
部駆動部10,吹出口切替用アクチュエータ11及びベント
・ヒータ切替用アクチュエータ12に接続されていて、出
力ポート24から出力されるデータはデジタル量からアナ
ログ量に変換され、その出力値に応じて各アクチュエー
タ及び駆動部は作動する。

次に、上記構成を有する本実施例において行なわれる空
調制御について第４図のフローチャート及び第５図
（Ａ）ないし（Ｃ）のグラフに従って説明する。第４図
のフローチャートは、電子制御回路13の行なう各種の制
御のうち、曇りセンサ16の入力値に基づいた処理を示し
ており、第５図（Ａ）ないし（Ｃ）のグラフは、曇りセ
ンサ16の入力値に基づく各制御量を表わしてる。

まず、曇りセンサ16からの曇り状態を示す信号である曇
り量Ｓを含む各種の信号、例えば、車室の湿度や車室の
温度等をステップ100では入力する。次に、ステップ110
では、ステップ100において入力された曇りセンサ16以
外の各種信号に従って、車室内を好適に維持するための
各空調制御値、例えば、車室内温度を設定温度に近づけ
るために車室内に吹出すべき空気の温度と風量等の制御
値を定める計算を実行する。次に、ステップ120では、
曇りセンサ16の入力値である曇り量Ｓが予め定められた
曇り状態を示す下限レベルａ以上か否かを判定する。曇
り量Ｓが下限レベルａ以下と判定されると、フロントガ
ラスＦは曇っていないものとしてステップ130に進み、
ステップ110で求めた各制御値に基づき、通常の空調制
御、即ち、車室内温度を好適に維持する等の制御を実行
する。ステップ120で、曇り量Ｓが下限レベルａ以上と
判定されると、次に、ステップ140に進み、ここで、曇
り量Ｓは予め定められた曇り具合を示す上限レベルＣ以
上か否かを判定する。曇り量Ｓが上限レベルＣ以上と判
断されると、フロントガラスは異常に曇っていて早急に
フロントガラスの曇りを除去しなくてはいけないものと
判断し、出力ポート24を介して内外気切替用アクチュエ
ータ８に制御信号を出力し、内外気切替ダンパ３を外気
だけ取り込む様に切替える所謂外気モードとし、その取
り込んだ全送風量をデフロスタ吹出口1aから吹出す様に
同じく出力ポート24を介して吹出口切替アクチユェータ
11に制御信号を出力し、吹出口切替ダンパ６を所謂デフ
ロスタモードとしてステップ130に進む。一方、ステッ
プ140で、曇りセンサ16の入力値である曇り量Ｓは上限
レベルＣ以下と判定されると、処理は、ステップ160な
いし180に進み、フロントガラスＦの曇り状態に応じて
フロントガラスＦの曇りを除去し、かつ、空調を好適に
維持するよう各制御値が定められる。この時の処理を第
５図（Ａ）ないし（Ｃ）を用いて詳細に説明する。

まず、曇りセンサ16の入力値である曇り状態を示す曇り
量Ｓに応じて、自動空調制御装置の全送風量に対するデ
フロスタ吹出量を第５図（Ａ）のグラフに示す様に、曇
り量Ｓが大きい程、即ち、曇り状態がひどい程デフロス
タ吹出量を大きくするようデフロスタ吹出量の割合を計
算する（ステップ160）。

次に、同じく曇り量Ｓに応じて、外気と内気との取り込
む割合を第５図（Ｂ）のグラフに示す様に、曇り状態が
ひどい程外気を多く取り込む様に外気と内気との取り込
む割合を計算する。（ステップ170）。

更に、同じく曇り量Ｓに応じて、車室内に送風する送風
量を第５図（Ｃ）のグラフに示す様に、曇り状態がひど
い程送風量を多くする様にブロワ４の送風量を計算す
る。（ステップ180）。

以上のステップ160ないし180の処理を実行した後、ステ
ップ130に進み、ステップ160ないし180の処理で定めら
れた各制御値に従って空気調和及びフロントガラスＦの
曇りを除去する制御を実行する。

ここで、第６図のグラフに示す様に、曇りセンサ16の曇
り量Ｓが時間とともに漸増するよう変化したとすると、
時間T1までは曇り量Ｓは下限レベルａ以下となるので、
ステップ120ないし130の通常の空気調和の制御を実行す
ることになり、時間T1から時間T2までの間は、曇り量Ｓ
は下限レベルａ以上で上限レベルｃ以下に相当すること
になり、上記したステップ160ないし180の曇り状態に応
じた処理をすることになる。更に、時間がT2以上経過す
ると、曇り量Ｓは上限レベルｃ以上となるので、早急に
曇りを除去する処理、即ち、ステップ150及び130の処理
を実行することになる。

以上、詳細に説明した様に本実施例の自動空調制御装置
によると、フロントガラスＦに取り付けられた曇りセン
サ16の入力値である曇り量Ｓに応じて、内外気切替ダン
パ３および吹出口切替ダンパ６の開度を制御するので、
外気取込み量およびデフロスタ吹出口1aからの空気の吹
出量は、曇り状態に応じて増減するように制御される。
以下、フロントガラスＦの曇り度合に即して述べる。

まず、フロントガラスＦ近傍の湿度が低い場合、すなわ
ちフロントガラスＦが曇る可能性が低い場合は、内気の
取り込み割合を多めにしてデフロスタ送風割合を少な目
にする。この場合、内気の取り込み割合が多いので、例
えば夏季であれば、外気よりも低温の内気をエアミック
ス部５のエバポレータに吸い込ませることができ、省動
力になる。冬季であれば、外気よりも高温の内気をエア
ミックス部５の加熱器に吸い込ませることができ、加熱
器の暖房負荷を減らすことができる。また、デフロスタ
吹出口1aへ送風割合も低いので、ベント吹出口1bまたは
ヒータ吹出口1cからの空調空気の減少はわずかであり、
乗員に不快感を及ぼすおそれはない。

フロントガラスＦ近傍の湿度が高くフロントガラスＦの
曇り度Ｓが高い場合は、内気よりも低湿度の外気の取り
込み割合を多めにし、空調用空気の相対湿度を低下さ
せ、デフロスタ送風割合も多くする。これにより、低湿
度の空中用空気を多めにフロントガラスＦに導いて、フ
ロントガラスＦの曇りを急速に除去して運転者の視界を
良好なものとすることができる。このため、例えば曇り
除去を目的とする空調用コンプレッサの稼働は必要とせ
ず、省動力面においても優れている。

また、未だフロントガラスＦの曇り度Ｓは目視できる程
ではないが、フロントガラスＦ近傍の湿度が高い場合
は、その湿度に応じて除湿すれば充分である。従って、
外気取り込み割合およびデフロスタ送風割合も特別に多
くする必要はない。このため、例えばヒータ吹出口1cか
らの空調空気の量が減少して乗員に不快感を及ぼすこと
は回避される。しかも除湿による車内湿度の低下に応じ
て外気取り込み割合およびデフロスタ送風割合を低下さ
せて、省動力性を向上させることができる。

このように、フロントガラスＦの曇り量Ｓに応じて、外
気取り込み割合およびデフロスタ送風量を増減して。除
湿面、空調による快適さの提供および省動力面をそれぞ
れバランスさせることができる。また、これら外気取り
込み割合、デフロスタ送風割合の制御が自動的になされ
るので、例えば運転者がモード切換スイッチ等の操作を
行う必要はなく、運転者はこのようなスイッチ操作の煩
わしさから開放され、運転操作に専念できる。

更に、本実施例では、曇りセンサ16の曇り量Ｓに応じ
て、ブロワ４の送風量を制御している。即ち、乗員数等
により、車室内の湿度変化が大きく変化し、加湿量が多
い時にはブロワ４の送風量を増加させるので、風防ガラ
スの曇りを早く除去できるという優れた効果も生じてい
る。

なお、本実施例においては、ブロワ４の送風量を決定す
るのにフロントガラスＦに取り付けられた曇りセンサ16
を用いたが、車室内の湿度を検出する湿度センサを用い
てもよいことはもちろんのことである。

上記実施例ではフロントガラスＦの曇り度Ｓを検出する
曇りセンサ16を使用しているが、曇りセンサ16に代えて
フロントガラスＦ近傍の湿度を検出する湿度センサを使
用し、これによって検出される湿度を上記曇り度Ｓに代
えても、本実施例と同様の作用、効果を生ずることは言
うまでもない。

発明の効果 本発明の自動空調制御装置では、風防ガラス近傍の湿度
が高くなるに従って外気の取込み割合が増加するように
取込み割合調節手段が制御されると共に、上記湿度が高
くなるに従ってデフロスタダクトからの空調用空気の吹
出し割合が増加するようにデフロスタ調節手段が制御さ
れるので、以下に述べる効果を奏する。

すなわち、例えば風防ガラス近傍の湿度がかなり低く、
風防ガラスが曇る可能性が低い場合は、外気の取込み割
合を少なくすることができる。言い換えると、内気の取
込み割合を多くすることができる。従って、例えば夏期
であれば、外気よりも低温の内気を取り込む割合を多く
でき、その結果エバポレータが吸い込む空気の温度が低
くなってエバポレータの冷房負荷が小さくなり、その結
果省動力につながる。また冬期であれば、外気よりも高
温の内気を取り込む割合を多くでき、その結果加熱器が
吸い込む空気の温度が高くなって加熱器の暖房負荷を減
らすことができる。またこのときは、デフロスタダクト
からの空調用空気の吹出し割合も少ないので、上方吹出
口あるいは下方吹出口からの吹出風量の減少量は僅かで
あり乗員に不快感をおよぼすおそれはない。またデフロ
スタダクトからの空調用空気の吹出し割合が少ないこと
から、乗員の頭部に温かい空気が吹き出されることを防
止でき、その結果頭寒足熱の空調状態が維持できて乗員
に快適感を与えることができる。

また上記風防ガラス近傍の湿度が大きければ、風防ガラ
スを早急に除湿する必要性が大きく、この場合は空調面
が多少損なわれても除湿面を優先させなければならない
ので、外気の取込み割合の増加量およびデフロスタダク
トからの空調用空気の吹出し割合の増加量は多くなる。
従って、外気の取込み割合が多くなることによって低湿
度の外気を多めに導入することができ、しかもデフロス
タダクトからの空調用空気の吹出し割合が多くなること
によって風防ガラスの曇りの除去を早急に行うことがで
きる。

以上のように、風防ガラス近傍の湿度に応じて外気の取
込み割合およびデフロスタダクトからの空調用空気の吹
出し割合を増減することによって、除湿面、空調面、省
動力面をそれぞれバランスさせることができるという優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の自動空調制御装置の一例を示す基本的
構成図、第２図は本発明の一実施例を示す自動空調制御
装置の概略構成図、第３図は本実施例の電子制御回路13
を示すブロック図、第４図は同じく本実施例の電子制御
回路13の実行する処理を表わすフローチャート、第５図
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各々同じく本実施例の電子制
御回路13の制御する諸制御量を表わすグラフ、第６図は
曇りセンサ16の入力値である曇り量Ｓの変化の一例を示
すグラフである。 １……車室 ２……通風ダクト ３……内外気切替ダンパ ４……ブロワ ５……エアミックス部 ６……吹出口切替ダンパ ７……ベント・ヒータ切替ダンパ ８……内外気切替用アクチュエータ ９……ブロワモータ 10……エアミックス部駆動部 11……吹出口切替用アクチュエータ 12……ベント・ヒータ切替用アクチュエータ 13……電子制御回路 14……内気温センサ 15……外気温センサ 16……曇りセンサ 17……温度設定器

フロントページの続き (72)発明者 渡部 高志 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−70720（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−77070（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用の空気調和装置に装着される自動空
   調制御装置であって、 上記空調装置に取込む車室内の内気と車室外の外気との
   取込み割合を調節する取込み割合調節手段と、車室内に
   吹き出される風量のうちデフロスタダクトを介して風防
   ガラスへ向かって抜き出される風量の割合を調節するデ
   フロスタ調節手段とを備えた自動空調制御装置におい
   て、 車室内における風防ガラス近傍の湿度を検出する湿度検
   出手段と、 上記湿度が高くなるに従って外気の取込み割合を増加す
   るように上記取込み割合調節手段を制御すると共に、上
   記湿度が高くなるに従って上記デフロスタダクトからの
   空調用空気の吹出し割合を増加するように上記デフロス
   タ調節手段を制御する割合制御手段を設けたことを特徴
   とする自動空調制御装置。