JPH0750246Y2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、ファンモータの回転速度とコントロールパネ
ルにおける表示輝度とを、同一の周波数で出力されてい
るパルスのデューティー比をそれぞれ変化させることで
制御するようにした自動車用空気調和装置に関する。

（従来の技術及び考案が解決しようとする課題） 最近では、車両に搭載されるエアコンとしてはフルオー
トエアコンが主流となりつつある。このフルオートエア
コンは、車室内の温度が設定温度になるように、また維
持されるように、車室内に吹き出すべき空気の温度や吹
き出し風量さらには空調モードをも自動的に決定するよ
うになっている。また、タイプによってはコントロール
パネルの表示輝度も好みに応じて自由に変更できるよう
になっているものがある。

このように、風量や表示輝度を制御できるようになって
いる自動車用空気調和装置の上記制御に関連する具体的
な回路としては、例えば第４図に示すようなものがあ
る。

第４図に示してある回路は、空気調和装置の全ての制御
を司どるマイコンの処理能力はさほど高くはないが、ポ
ートに余裕があり、また、比較的多段階のファン速度制
御を行う必要がある場合に採用される回路である。

空気調和装置の制御の中枢を成すマイコン１には、５ビ
ットのD/Aコンバータ２が接続され、このD/Aコンバータ
２からはマイコン１から出力された５ビットのデジタル
データに応じた大きさのアナログ信号が出力される。
尚、５ビットのD/Aコンバータ２からは32段階のアナロ
グ信号を出力させることができる。このD/Aコンバータ
２から出力されたアナログ信号は、オペアンプ３で増幅
された後、トランジスタ４のベースに出力される。この
トランジスタ４は、ベースに出力されているアナログ信
号の大きさに比例した電流をコレクタからエミッタに向
けて流す。そして、トランジスタ４のエミッタから供給
される電流は、トランジスタ５のベースに供給される。
トランジスタ５は、このベースに供給される電流の大き
さに比例した電流をファンモータ６に流す。ファンモー
タ６は、この電流にほぼ比例して回転数を変化させる。
尚、図中の符号15は、ファン制御回路とファンモータ側
とを接続するコネクタを示している。

したがって、この回路では、マイコン１から出力するデ
ジタルデータに基づいてファンモータ６の回転数を32段
階に設定することができることになる。

また、このマイコン１にはCR発振器７が接続されてお
り、CR発振器７はマイコン１からHIの信号が出力されて
いるときに機能し、所定周波数の三角波を発振する。こ
のCR発振器７からの出力は、コンパレータ８に入力され
るが、このコンパレータ８では、後述するコントロール
パネルに設けられている表示部の明るさを設定するため
の設定器９からの電圧と、CR発振器７からの三角波の出
力電圧とが比較され、三角波の出力電圧が設定器７の設
定電圧よりも大きいときだけ電圧が出力される。したが
って、コンパレータ８からは設定器９の設定電圧の大き
さに反比例したデューティー比を有するパルスが出力さ
れることになる。また、コンパレータ８の出力はイルミ
ネーションコントローラ10に出力される。そしてここか
らは、コンパレータ８から出力されたパルスのデューテ
ィー比に応じた電圧が表示部11に出力され、表示部11は
この電圧によって所定の輝度で表示を行なうことにな
る。

しかしながら、このような構成を有する回路では、ファ
ンモータ６の速度と表示部11の表示輝度の制御を行わせ
るための外部取り付け部品が多くなってしまい、コスト
アップを避けることができなくなる一方、表示部の照度
の安定性にかける輝度領域が存在するという問題があ
る。このように外付け部品が多くなるのは、ファンモー
タの制御のためにD/Aコンバータが必要であり、また、
表示部11の表示輝度の制御のためにCR発振器とコンパレ
ータとが必要となるからである。また、表示部の照度の
安定性が欠けるのは、CR発振器から出力される三角波を
設定電圧で切ってパルスを形成しているために、表示輝
度を小さくしたときには、三角波の頭の部分を切るため
にパルスのデューティー比が一定しなくなるからであ
る。

本考案は、このような従来の問題点に鑑みて成されたも
のであり、比較的簡単な回路構成をもって、ファンモー
タの速度制御と表示輝度制御とを行うことができる自動
車用空気調和装置の提供を目的とする。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案は、ファンモータを多
段階の速度で駆動するファンモータ速度制御手段と、コ
ントロールパネルの表示部の明るさを制御する表示輝度
制御手段と、当該表示部の明るさを設定する表示輝度設
定器と、前記ファンモータの速度を演算し当該速度で前
記ファンモータを回転させるパルスのデューティー比を
算出する一方、当該表示輝度設定器からの設定信号に基
づいて前記表示部を設定された明るさとするパルスのデ
ューティー比を算出するデュティー比算出手段と、一定
の周期でファン速度と表示輝度に対するHI（またはLO
W）出力を算出する第１タイマと、当該第１タイマによ
って形成されるそれぞれのパルスのHIとなる時間を前記
デューティー比算出手段によって算出されたそれぞれの
デューティー比に応じてLOW（またはHI）出力を算出す
る第２タイマによって形成されたパルスを前記ファンモ
ータ速度制御手段および前記表示輝度制御手段に出力す
るパルス出力手段とを有することを特徴とする。

（作用） 以上のような構成を有する本考案の自動車用空気調和装
置は次のように作用する。

デュティー比算出手段は、ファンモータの速度を演算し
当該速度で前記ファンモータを回転させるパルスのデュ
ーティー比と、表示輝度設定器からの設定信号に基づい
て前記表示部を設定された明るさとするパルスのデュー
ティー比とを算出する。第１タイマは一定の周期でHI
（またはLOW）出力を算出するが、第２タイマは、この
第１タイマによって形成されるパルスを、デューティー
比算出手段によって算出されたそれぞれのデューティー
比に応じて強制的に立ち下げることによりLOWとし、こ
れによって所望のデューティー比のパルスを生成する。
パルス出力手段は、第１タイマおよび、第２タイマによ
って形成されたそれぞれのパルスをファンモータ速度制
御手段および表示輝度制御手段に出力する。

（実施例） 第１図は、本考案の自動車用空気調和装置におけるファ
ン速度と表示輝度との制御を司どる部分の具体的な回路
図、第２図は、第１図に示されているマイコンの上記制
御にかかる部分の動作フローチャート、第３図は、ファ
ンモータの制御回路及び表示部の制御回路のそれぞれに
マイコンから出力されるパルスの一例を示す図である。

デューティー比算出手段およびパルス出力手段としての
マイコン１の１つのポートには、平滑回路20が、そして
もう１つのポートには、ダイオード21を介してオペアン
プ22の非反転入力端子が接続される。平滑回路20のトラ
ンジスタ23は、マイコン１から出力されるパルスに伴っ
てスイッチング動作する。このスイッチング動作によっ
て抵抗24とコンデンサ25とで構成される充放電回路によ
って充放電が繰り返され、ボルテージフォロワ用IC26の
出力端子から平滑された直流電圧が出力される。尚、ボ
ルテージフォロワ用IC26はインピーダンス変換を行うた
めのICである。この平滑された直流電圧はオペアンプ22
を介してトランジスタ27に出力される。図に示す抵抗28
及び抵抗29は、オペアンプ22の反転入力端子に与える基
準電圧を形成する抵抗である。トランジスタ27は、オペ
アンプ22から出力される直流電圧の電圧値に比例した電
流をトランジスタ30のベースに出力する。トランジスタ
30は、この出力された電流に応じた電流をファンモータ
６に流す。したがって、ファンモータ６の回転速度は、
トランジスタ30のコレクタ−エミッタ間に流れる電流値
によって決定される。尚、図中抵抗31及び抵抗32は、フ
ァン電圧のゲイン形成用の抵抗である。また、ファンモ
ータ６を完全に停止させる場合には、マイコン１のもう
一方のポートをLOに設定する。これによって、オペアン
プ22には信号が入力されなくなり、トランジスタ30が完
全にオフ状態となる。尚、マイコン１とファンモータ６
とを結ぶ回路はファンモータ速度制御手段35を構成す
る。また、マイコン１には、表示輝度設定器としての設
定器９と、表示輝度制御手段としてのイルミネーション
コントローラ10とが接続されている。マイコン１からは
設定器９の設定信号によって後述するような所定のデュ
ーティー比のパルスが出力される。イルミネションコン
トローラ10は、このパルスのデューティー比に応じた電
圧を出力し、表示部11にこの電圧を印加する。表示部11
は、この電圧に応じた明るさで表示を行う。

このように構成された本考案の空気調和装置のファン制
御回路は概略次のように動作する。

マイコン１から、所定のデューティー比に設定された所
定の周波数（本実施例では25Hz）のパルスが出力される
と、このパルスは、平滑回路20によって平滑化されて直
流電圧に変換される。この変換された直流電圧の電圧値
は、パルスのデューティー比に比例して変化する。本実
施例のマイコン１からは22段階のデューティー比に設定
されたパルスが出力されるようになっているので、平滑
回路20からも22通りの直流電圧が出力されることにな
る。この平滑回路20から出力された直流電圧は、オペア
ンプ22によってさらに増幅されてトランジスタ27のベー
スに印加される。トランジスタ27は、ベースに印加され
る電圧値にほぼ比例した電流をコレクタ−エミッタ間に
流し、この電流に比例した電圧をトランジスタ30のベー
スに印加する。このトランジスタ30もやはりベースに印
加される電圧値にほぼ比例した電流をコレクタ−エミッ
タ間に流す。したがって、ファンモータ６に流れる電
流，換言すればその回転数は、結果的にマイコン１から
出力されるパルスのデューティー比に比例したものとな
る。つまり、デューティー比の小さなパルスが出力され
ている場合には、ファンモータ６の回転数は遅く、デュ
ーティー比の大きなパルスが出力されている場合には、
ファンモータ６の回転数は速くなる。そして、同様に、
設定器９からの設定信号によってマイコン１から、所定
のデューティー比に設定された所定の周波数（本実施例
では250Hz）のパルスが出力されると、イルミネーショ
ンコントローラ10からはこのデューティー比に応じた大
きさの電圧が表示部11に向けて出力され、表示部11はこ
の電圧によって所定の明るさで表示を行う。

以上は、マイコン１から出力されたパルスに基づいてフ
ァンモータの速度制御と表示部の輝度制御とがいかに行
われるかを示したものであるが、次に、第２図に基づい
て以上のような制御を行わせるためにマイコン１が出力
するパルスのデューティー比を設定する処理を説明す
る。

まず、前提として本実施例において例示してあるマイコ
ン１には２つのタイマが内蔵されているものとする。そ
して、このタイマ内の１つ（第１タイマ）は、一秒間に
250回セット動作を行なうものとすると、もう１つのタ
イマ（第２タイマ）は、第１タイマによってセットされ
た後述するA,B2つのパルスにリセットをかけてパルスを
LOに設定するものである。したがって、第１タイマがセ
ット動作すると、A,B2つのパルスが同時に立ち上がり、
第２タイマのリセット動作によってＡあるいはＢの選択
された方のパルスが立ち下がる。このため、例えばＡの
パルスの立ち上がり後、次の第１タイマによるセット動
作が行われる前に第２タイマのリセット動作が行われる
と、その動作が行われた時点でＡのパルスは立ち下が
る。第２タイマのリセット動作時間の設定を第１タイマ
のセット動作時間に行えば、そのリセット動作が行われ
る時期に応じて250Hzの周波数のパルスのデューティー
比を変化させることができるようになる。これはＢのパ
ルスについても同様である。第２図のフローチャート
は、この第２タイマのリセット動作をさせる時期を演算
させる処理を示したものである。

まず、このプログラムがスタートすると、前記した第１
タイマが起動する。この起動によって250Hzの周波数の
パルスの形成準備がされる（ステップ１）。そしてマイ
コン１は、空気調和装置に設けられているセンサの検出
値、あるいは手動操作によって設定された指令に基づい
て、ファンモータ６の回転速度を演算する（ステップ
２）この演算結果に基づいて設定されるべきパルスのデ
ューティー比を図示しない記憶装置から取り出し（ステ
ップ３）、同時に設定器９からの設定信号を入力する
（ステップ４）。マイコン１は、このステップ３及びス
テップ４において入力した各値に基づいて、ファンモー
タ速度制御手段35及びイルミネーションコントローラ10
にそれぞれ出力すべきパルスのデューティー比を算出す
る。ここで、ファンモータ速度制御手段35に出力される
パルスをパルスＡとし、イルミネーションコントローラ
10に出力されるパルスをパルスＢと称しておく（ステッ
プ５）。ステップ５においてデューティー比の算出が行
われると、パルスＡ及びパルスＢにリセットをかける時
期、すなわち第２タイマのリセット動作時期を算出す
る。この時期によってパルスＡ及びパルスＢのデューテ
ィー比がそれぞれ決定されることになる。ところが、第
２タイマ１つだけで２つのパルスのリセットを行わなけ
ればならないために、このリセット動作の時期は具体的
には次のようにして演算される。この演算を第３図を参
照しつつ説明する。ステップ５において２つのパルスの
デューティー比がそれぞれ算出されるが、まず、算出さ
れたデューティー比がファンモータ６を制御するもので
あるパルスＡと表示部11の明るさを制御するものである
パルスＢとではどちらのデューティー比が大きいかが判
断される。図に例示した場合では、パルスＡのデューテ
ィー比のほうが大きいので、パルスＡがHIに設定される
時間THIは、図示のように、THI＝Ｃ＋（Ｂ−Ｃ）−Ｅで
算出される。この式中、Ｅは第２タイマが１つのパルス
にリセットをかけたの後（第３図においては、パルス
Ｂ）、もう一方のパルス（第３図においては、パルス
Ａ）をLOW出力にするため、第２タイマに次のLOW時期を
設定するために要する時間である。第３図のようなデュ
ーティー比のパルスを出力させる場合には、第１タイマ
のHI出力セット後Ｃの時間経過後に第２タイマが選択的
にパルスＢにLOW出力のためのリセットをかけ、その
後、Ｅの時間中にパルスＡのLOW出力リセット時期を設
定し、第１タイマのセット動作後Ｃ＋（Ｂ−Ｃ）−Ｅの
時間経過後に再度第２タイマが選択的にパルスＡにLOW
出力リセットをかけるとういう動作が繰り返し行われ
る。尚、パルスＡとパルスＢとのデューティー比の大小
関係が例示のものと逆の場合には、デューティー比の小
さいほうが基準とされて上記のような第２タイマによる
リセット動作が行われる（ステップ６）。このようにし
て演算された第２タイマのリセット時期に基づいて実際
に第２タイマのリセット処理が行われ、マイコン１から
は任意のデューティー比を有するパルスＡ及びパルスＢ
がそれぞれファンモータ速度制御手段35及びイルミネシ
ョンコントローラ10にそれぞれ出力される（ステップ
７）。

以上のような演算の結果、マイコン１からはファンモー
タ速度制御手段35とイルミネーションコントローラ10と
に、それぞれパルスＡとパルスＢとが出力され、これに
よってファンモータ６の回転速度と表示部11の表示輝度
とが調整される。

［考案の効果］ 以上の説明により明らかなように、本考案によれば、フ
ァンモータの速度を演算し当該速度で前記ファンモータ
を回転させるパルスのデューティー比を算出する一方、
当該表示輝度設定器からの設定信号に基づいて前記表示
部を設定された明るさとするパルスのデューティー比を
算出し、そのデュユーティー比に基づいてファンモータ
の回転速度と表示部の明るさを調整するようにしたの
で、このファンモータの回転速度と表示部の明るさを調
整するための外付け部品が不要となり、回路構成が簡略
化される。さらに、周波数の高いパルスを用いているの
で、表示部の調光はチラツキを伴うこと無く安定して行
うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の自動車用空気調和装置におけるファ
ン速度と表示輝度との制御を司どる部分の具体的な回路
図、 第２図は、第１図に示されているマイコンの上記制御に
かかる部分の動作フローチャート、 第３図は、ファンモータの制御回路及び表示部の制御回
路のそれぞれにマイコンから出力されるパルスの一例を
示す図、 第４図は、従来の自動車用空気調和装置におけるファン
速度と表示輝度との制御を司どるを部分の一例を示す回
路図である。 １……マイコン（パルス出力手段）、６……ファンモー
タ、９……表示器（表示輝度設定器）、10……イルミネ
ーションコントローラ（表示輝度制御手段）、11……表
示部、35……ファンモータ速度制御手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ファンモータ（６）を多段階の速度で駆動
   するファンモータ速度制御手段（35）と、 コントロールパネルの表示部（11）の明るさを制御する
   表示輝度制御手段（10）と、 当該表示部（11）の明るさを設定する表示輝度設定器
   （９）と、 前記ファンモータ（６）の速度を演算し当該速度で前記
   ファンモータ（６）を回転させるパルスのデューティー
   比を算出する一方、当該表示輝度設定器（９）からの設
   定信号に基づいて前記表示部（11）を設定された明るさ
   とするパルスのデューティー比を算出するデュティー比
   算出手段（１）と、 一定の周期でファン速度と表示輝度に対するHI（または
   LOW）出力を算出する第１タイマ（１）と、 当該第１タイマ（１）によって形成されるそれぞれのパ
   ルスのHIまたはLOWとなる時間を前記デューティー比算
   出手段（１）によって算出されたそれぞれのデューティ
   ー比に応じてLOWまたはHI出力を算出する第２タイマ
   （１）によって形成されたそれぞれのパルスを前記ファ
   ンモータ速度制御手段（35）および前記表示輝度制御手
   段（10）に出力するパルス出力手段（１）とを有するこ
   とを特徴とする自動車用空気調和装置。