JPS6042113A - 自動車用空調装置の風量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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
図ったものである。

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
できるようにしである。したがって、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オしていない場合
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、５Ｆ！貝のフィ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沢
スイッチを設け、エンジンの冷却水の温度が所定値以下
であれば、送風機を停止するが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っても
、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っ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ィ
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５７−７７２１−９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ってもエンジンの水温
が所定値以下の場合は、極めてゆっ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って且つエンジ
、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、時間をノ（
ラメータとして演算するようになっており、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ィ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、乗員のフィ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った。

また、特公昭５６−２３８０８号公報においては、設定
の異なる水温スイッチを複数設けるか、又は複数の異な
った設定で作動する水温スイ、ツチを設け、冷却水の温
度が上昇するに従って、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め
て制御することが示されている。したがって、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
うにしであるので、乗員のフィ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
イッチ、異なった設定で作動する水温スイッチ又は水温
アナログセンサが必要であり、価格の上昇を招く欠点が
あった。

そこで、本発明は、乗員のフィ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し、このＩＮを達成
するための構成がＭ１図、第２図にそれぞれ示されてい
る。

まず、第１図に基づいて本発明の−っについて説明する
と、自動車用空調装置は、エンジン９の冷却水を熱源と
するヒータコア７と、このヒータコア７を通して空気を
車室１５内へ送る送風機５とを有し、この送風機５の回
転数を調節して風量を制御するようにしである。また、
前記車室１５内の温度を検出する車内温度センサ２３と
、前記車内１５内の温度を設定する温度設定器２６とが
設けられ、少なくともこの車内温度センサ２３と温度設
定器２６とが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って基本風景を演算する基本風
量演算手段１００により演算される。さらに、前記ヒー
タコア７へ流入するまでの空気温度を検出する空気温度
センサ２４が設けられ、前記温度設定器２６からの温度
データを除いて、少なくともこの空気温度センサ２４と
前記車内温度センサ２３が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２０
０により演算される。そして、前記エンジン９の冷却水
の温度が水温スイッチ２９により検出され、制御手段３
００においては、この水温スイッチ２９の出方によりエ
ンジン９の冷却水が所定値以下の第１の場合と所定値以
上の第２の場合とに分けられ、第１の場合にあっては風
量を所定レベル以下に設定し、第２の場合にあっては、
前記制限データ演算手段２００の制限データが所定値以
下のときは、前記第１の場合の風景レベルよりも高い所
定レベルに制限し、制限データが所定値以上のときは、
前記基本風景演算手段１００の基本風量とするように制
御する。

次に、第２図に基づいて本発明の他の−っについて説明
すると、前記発明と比較すれば、制限データ演算手段２
００の代わりに制限風景演算手段４００を設けると共に
、制御手段３（１０の内容を異にする。制限風景演算手
段４００は、前記空気温度センサ２４からの温度データ
をパラメータとして制限風量を演算する。また、制御手
段３００は、エンジン９の冷却水の温度が所定値以下の
第１の場合にあっては、前記一つの発明と同様に風量を
所定レベル以下に設定するが、エンジン９の冷却水の温
度が所定値以上の第２の場合にあっては、前記風量演算
手段１００の制限風量と前記基本風景演算手段４００の
基本風量との差が所定値以上のときは制限風量とし、該
差が所定値以下であるときは基本風量とするようにしで
ある。

したがって、本発明によｊｔば、エンジン９の冷却水の
温度が所定値以上になった第２の場合にあっては、車内
温度センサ２３と空気温度センサ２４とからの温度デー
タに基づいて、又は空気温度センサ２４からの温度デー
タに基づく制限風量を基本風量と比較してヒータコア７
の加熱能力を判断するので、乗員のフィーリング性と暖
房速効性との調和がとれる。また、入力手段は、車内温
度センサ２３、温度設定器２６、空気温度センサ２４及
び水温スイッチ２９があれば足り、これらはエアミック
スドア等の制御にも通常用いるものであるから、特別の
センサを必要とせず、そのため安価なものとすることが
ぞき、上記１１題を達成することができるものである。

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１本発明の一実施例が示さＪｌ、自動車
用空調装置は、空調ケース１の最上流側に内気入０２と
外気入０３とが２股に分かれる形で形成され、その分が
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っている。

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
レーター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に電磁クラッチ８ａを介して連
結されたコンプレッサ８等と共に冷房サイクルを４＆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
ようになっている。

上記ヒータコア７の前方にはエアミックスドア１０が設
けら九、このエアミックスドア１ｏ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及びピー１〜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、パイレベルモード
、ビー１−モード又はデフロストモードに切換えらｉシ
るようにしである。

前記内外気切換ドア４．エアミックスドア１０及びモー
ドドア１６．１７は、それぞれアクチュエータ１８ａ〜
１８ｃにより操作され、さらに該アクチュエータ１８ａ
〜１８ｃが駆動回路１９ａ〜１９ｃを介してマイクロコ
ンピュータ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ッサ８のオン
オフも同様にそれぞれの駆動回路１９ｄ、１９ｓを介し
てマイクロコンピュータ２０からの出力信号に基づいて
制御される。

マイクロコンピュータ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を伴なって基準パルスを発生するクロ
ック発生部等を有する公知のもので、該マイクロコンピ
ュータ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ェース２２を介して各入力データが
入力されるようになっている。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、ポテンショメータ２７からのエアミックスド
ア１０の開度０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
る水温スイッチ２９のオンオフデータが入力さ扛、これ
ら入力データをマイクロコンピュータ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である
。尚、この実施例においては、空気温度センサ２４は外
気センサであって空気温度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図のフローチャートに従ってマイクロコンピュ
ータ２０の制御作動例を風量制御に限って説明すると、
マイクロコンピュータ２０は、電源を投入することによ
ってステップ３０からプログラムの実行を開始し、次の
ステップ３１において前記入力インターフェース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７さらに水温スイ
ッチ２９からのオンオフデータを入力し、所定領域に格
納する。

次にステップ３２へ進み、このステップ３２において制
限データＴｔを例えば次式に従って演算する。

Ｔｔ＝Ｔｒ＋αＴａ＋βＴＳ十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、これをもって制限データＴｔとするもので
あり、該ステップ３２により第１図に示した制限データ
演算手段２００が構成されている。尚１日射データＴｓ
はパラメータから除いてもよい。そして、次のステップ
３３においては、通常制御上の目標値となる総合信号Ｔ
を例えば次式に従って演算する。

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との差をとって
もよい。

さらに次のステップ３４においては、前記水温スイッチ
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、ステッ
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、水温スイッチ２９がオフである場合には次のス
テップ３５へ進む。このステップ３５においては、前記
ステップ３２でめた制限データ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
なっており、制限データＴｔがＴ１≦ａのときＬｒ　Ａ
　７７と判定されると、今だ十分にヒータコア７の加熱
能力が高まっていないので、ステップ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ｒｒ　Ｂ　１１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、ステップ
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って基本風景
Ｂ　ｎを演算し、この演算結果を制御信号として定める
。

そして、次のステップ３９において、ステップ３６〜３
８で定めた制御信号を前記駆動回路１９ｄに出力し、次
のステップ４０によりメインルーチンに戻るようにしで
ある。即ち、ステップ３２とステップ３８により第１図
に示した基本風量演算手段１００が、また・、ステップ
３４〜３９により制御手段３００が構成されている。

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
ンピュータ２０と入力インターフェース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ｉする。また、温度設
定器２６から設定温度Ｔｄに相当する電圧ｖ２が制御回
路５０に入力され、こ］ｔら入力電圧Ｖｌ。

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
なっている。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、水温スイッチ２９がオンの場合には、ダイオード５
３ａを介して強制的に接地電位となる。また、前記入力
電圧■１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、Ｖ　ｌ　＞Ｖ　５
（制限データＴｔが所定値以下）のときは＋１　Ｌ　ｇ
ｇ、Ｖ＋＜Ｖｓ（制限データＴｔが所定値共」二）のと
きは’　Ｉ−１”となる。

したがって、水温スイッチ２９がオンの低温時には、ト
ランジスタ５７ｄがオンとなりオペアンプ５１の出力電
圧ｖ４がＩＩ　ＨＩＩ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はオフとなっている。

このため、駆動回路１９ｄのリレー５７ａ〜５７Ｃは作
動せず、送風機５にはメインスイッチ５８、リレー５７
ａ〜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、水温スイッチ２９がオフとなると、オペアンプ５
１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ｒｒ　Ｌ　ＩＩ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５
７ｂ、５７Ｃは作動しない。したがって、オペアンプ５
５ａ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５９ｂ。

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が除々に上昇し
、所定値以上になるとオペアンプ５４の出力はＩＩ　Ｈ
ＩＩ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
従って送風機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
ウェアについては第３図に示すものと同様であるから省
略し、マイクロコンピュータ２ｏの制御作動例を第８図
に従って説明すると、マイクロコンピュータ２０は、前
記第１の実施例と同様にステップ６０からプログラムの
実行を開始し、次のステップ６１において各データを入
力し９次のステップ６２において総合信号Ｔを前記式（
２）に従って演算する。

次のステップ６３においては、制限風量Ｂ　ｍａｘを例
えば次式に従って演算し、このステップ６３により第２
図に示した制限風量演算手段４００を構成するようにし
である。

Ｂｍａｘ＝Ｂａ　ｈ−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ｍｏＭに記憶されて
いる。

そして１次のステップ６４においては、前記水温スイッ
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
ップ６７へ進んで風量を低速とするよう制御信号を定め
、一方、水温スイッチ２９がオフである場合には次のス
テップ′６５へ進む。このステップ６５においては、前
記ステップ６２でめた総合信号Ｔにより第５図に定めた
基本制御パターンに従って基本風量Ｂｎを演算する。尚
、この基本風ｉＢｎは、Ｔｄ−Ｔｒをパラメータとして
他の基本制御パターンに従って演算するようにしてもよ
い。

次のステップ６６においては、前記ステップ６３でめた
制限風量Ｂｍａｘと前記ステップ６５でめた基本ｉ′１
１Ｂ　ｎとの差Ｂｍａｘ−Ｂｎを所定値Ｃ９ｄ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となっており、Ｂｍａｘ−Ｂｎ≦ＣのときＩＩ
　Ｃｇ）と判定されると、今だ十分にヒータコア７の加
熱能力が高まっていないので、ステップ６８へ進んで制
限風量Ｂ　ｍａｘとするように制御信号を定める。一方
、Ｂｍａｘ−Ｂｎ≧ｄのときＩＩ　Ｄ　ＩＩ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、ステップ６９へ進み、基本風ｆｉｔＢｎとする
ように制御信号を定めるようになっており、これらの関
係が第９図に示されている。そして、次のステップ７０
、ステップ６７〜６９で定めた制御信号を前記駆動回路
１９ｄに出力し、次のステップ７１によりメインルーチ
ンに戻るようにしである。即ち、ステップ６２とステッ
プ６５とにより第２図に示した基本風量演算手段１００
が、また、ステップ６４．６６〜７０により制御手段３
００が構成されている。尚、送風機５の回転数とエアミ
ックスドア１０の開度とが所定の関係をもって制御され
る場合は、ステップ６８により送風機５の回転数が制限
されるときは、エアミックスドア１０がフルクール位置
力蔦ら開かれて暖房効率が悪くなる恐れがあるので、エ
アミックスドア制御ルーチンにエアミックスドア１０を
フル上−１〜位置に固定するステップを設けることが好
ましい。

第１０図において１本発明の第４の実施例Ｆこｊ３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ップ６８をパターン制御ステ
ップとしたものである。即ち、水温スイッチ２９がオフ
になった場合であって今だヒータコア７の能力が十分上
昇してｔＸな（１ときは、水温スイッチ２９がオフした
時点で定まる風景Ｂｓ（低速よりも高い所定値）を始点
とし、総計信号Ｔが大きくなるに従って除々に風量を増
加させ、制限風景Ｂ　ｍａｘに達したならば制限風ｉ　
［３ｍａｘとするもので、さらに総合信号Ｔが大凶くな
Ｊ＋、ｔｔ’基本風ｉＢｎに戻るようになっている。し
たｈ〜って、この第４の実施例によれば、より能力１く
起動時の風量制御ケ行なうことができる。

以上述べたように１本発明によＪｔ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
員のフィーリング性と暖房速効性とめ調和が確保される
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図は本発明の一つを示す構成図、第２図は本発明の
他の一つを示す構成図、第３図は本発明の第１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
コンピュータの制御作動例を示すフローチャート図、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図は本発明の第２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
は本発明の第３の実施例におけるマイクロコンピュータ
の制御作動例を示すフローチャート図、第９図は基本風
景と制限風量との関係を示す特性線図、第１Ｏ図は本発
明の第４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・・・水温スイッチ、１００・・・基本風量演
算手段、２００・・・制限データ演算手段、３００・・
・制御手段、４００・・・制限風量演算手段。 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社 第８図 第９図 総合信号　Ｔ　→ 総合信号　Ｔ−４−

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１ｌｉ１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
   制御ノ（ターンに従って基本風量を演算する基本°風量
   演算手段と、前記温度設定器からの温度データを除し）
   て、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力（
   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、前記エンジンの冷却水
   の温度を検出する水温スイッチの出力により該温度が所
   定値以下マあることを検出した第１の場合は、風量を所
   定レベル以下に設定し、該水温スイッチの出力により該
   温度が所定値以上であることを検出した第２の場合は、
   前記制限データ演算手段の制限データが所定値以下のと
   きは、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、制限データが所定値以上のときは、
   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
   ターンに従っ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、前記エンジンの
   冷却水の温度を検出する水温スイツチの出力により該温
   度が所定値以下であることを検出した第１の場合は、風
   量を所定レベル以下に設定し、該水温スイッチの出力に
   より該温度が所定値以上であることを検出した第２の場
   合は、前記制限風量演算手段の制限風量と前記基本風量
   演算手段の基本風量との差が所定値以上のときは制限風
   量とし、該差が所定値以下のときは基本風景とするよう
   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。 ３、　制御手段において、第２の場合であって制限風量
   演算手段の制限風量と基本風量演算手段の基本風足との
   差が所定値以上のときは、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、第
   １の場合の風量レベル以上で且つ制限演算手段の制限風
   量レベル以下の特定の起動制御パターンに従って制御す
   るようにした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の風量制御装置。