JPS6212043B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車などの車両に備えたカーエアコ
ンにおける内気循環、外気導入を制御する車両用
内外気切替制御方法および装置に関するものであ
る。

従来この種のものとしては、内気条件に基いて
外気導入に切替えるか否かを制御するもの、また
外気条件に基いて内気循環に切替えるか否かを制
御するものなどの単純な判定により切替制御する
ものがある。

そして、内気循環による空調制御時には車室内
の空気の汚れが徐々に進行するという問題があ
り、また新鮮な外気を取入れる外気導入による空
調制御時には夏季などに冷房能力が不足したり、
強い冷房能力を必要としてしまうという問題があ
る。

本発明は上記の問題に鑑みたもので、内気循環
と外気導入を適切に交互切替することによつて、
車室内の空気汚れを防止しつつ空調能力の不足を
補うことができ、効率的なエアコン制御に有益と
なる車両用内外気切替制御方法を提供することを
第１の目的とし、さらに上記の制御方法を自動的
に適切に実施する装置を提供することを第２の目
的とするものである。

以下本発明を添付図面に示す実施例について説
明する。この実施例は一般的に知られている冷風
温風混合方式の自動車用空気調和装置に本発明を
適用したもので、全体システムを示す第１図にお
いて、通風ダクト１の上流側には外気導入のため
の外気吸込口１ａと内気循環のための内気吸込口
１ｂとが形成してあり、両吸込口は内外気ダンパ
２によつて開閉される。通風ダクト１内には下流
側に向つて、ブロワモータ３、冷房サイクルCC
の一部をなすエバポレータ４、エンジンEGの冷
却水サイクルHCの一部をなすヒータコア５、お
よびこのヒータコア５を通る空気とそのバイパス
通路６を通る空気との比を調節する温度調節ダン
パ（Ａ／Ｍダンパ）７が順に配置されている。通
風ダクト１の最下流部には、ダクト内で温度調節
された空気を車室内の上部、下部に吹出すための
上、下吹出口１ｅ，１ｄが形成してあり、両吹出
口は吹出口ダンパ８によつて開閉される。

制御回路１０は温度制御および各種の運転モー
ド制御を行なうために、各種の情報信号を受けて
予め設定されたプログラムに基いて処理を実行
し、前記符号１〜８の機能要素の作動を電気的に
指令するものである。

そして、制御回路１０に各種の情報信号を入力
する手段として、車室内の温度Trに応じたアナ
ログ電圧信号を生じる感熱抵抗を含む内気温セン
サ２１、車室外の温度Taに応じたアナログ電圧
信号を生じる感熱抵抗を含む外気温センサ２２、
設定温度Ts（設定位置）に応じたアナログ電圧
信号を生じるポテンシヨメータを含む温度設定器
２３、温度調節ダンパ７の開度Arに応じたアナ
ログ電圧信号を生じるポテンシヨメータを含む開
度センサ２４、および運転、停止、運転モード選
定等のスイツチ群の操作によつてオンオフ信号を
生じるスイツチパネル１１が設けてある。

また、制御回路１０からの電気的指令によつて
機能要素を作動させる手段として、エンジンEG
から冷房サイクルCCへの駆動力を断続する電磁
クラツチ３１、暖房サイクルHCにおけるヒータ
コア５への冷却水循環路を開閉する電磁弁３２、
および内外気ダンパ２、温度調節ダンパ７、吹出
口ダンパ８の開閉駆動力をエンジン負圧によつて
与える電磁弁制御の負圧作動器３３，３４，３５
が設けてある。表示パネル１２は制御回路１０の
出力信号によつて空気調和装置および制御装置の
動作状態を表示するものである。

なお、制御回路１０は自動車のイグニツシヨン
スイツチ１３の投入時に車載バツテリ１４から電
源供給を受け動作可能状態となる。

第２図に示すように制御回路１０は、予め設定
された制御プログラムに基いて情報処理を行なう
デイジタルコンピユータ（マイクロコンピユー
タ）１０ａ、信号入力手段２１，２２，２３，２
４からのアナログ電圧信号を選択的にアナログデ
イジタル変換してコンピユータ１０ａに入力する
アナログ入力用インターフエース１０ｂ、スイツ
チパネル１１からの各スイツチのオンオフ信号を
整形してコンピユータ１０ａに入力するデイジタ
ル入力用インターフエース１０ｃ、コンピユータ
１０ａから出力される機能要素３，３１〜３５の
作動指令信号を増幅する増幅回路１０ｄ、情報処
理用クロツク発生回路１０ｅ、および定電圧回
路、イグニツシヨンスイツチ１３の投入直後にコ
ンピユータ１０ａの作動を開始させるイニシヤラ
イズ回路（いずれも図示せず）から構成してあ
る。

次に、上記構成においてその作動を第３図、第
４図の演算流れ図、および第５図、第６図の特性
図とともに説明する。

この第３図は制御プログラム中の切替制御プロ
グラムによるマイクロコンピユータ１０ａの演算
処理を示す演算流れ図である。

まず、このマイクロコンピユータ１０ａの演算
処理について説明する。今、この装置を備えた自
動車において、その運転開始によりマイクロコン
ピユータ１０ａに安定化電源回路より安定化電圧
の供給を受けて作動状態になり、数百ミリ秒（ｍ
sec）程度の周期にて数ｍsec程度の切替制御プロ
グラムの演算処理を実行する。

すなわち、第２図のインステツプより切替制御
プログラムの演算処理を開始して各種信号入力ス
テツプ１０１に進む。この各種信号入力ステツプ
１０１では、各種センサ２１〜２４よりＡ／Ｄ変
換器１０ｂを通したデイジタルの検出データ、及
びスイツチパネル１１に設置されている外気スイ
ツチおよび内気スイツチよりの各スイツチ信号を
順次入力してRAMおよびCPU内のレジスタに記
憶し、内気スイツチ判定ステツプ１０２に進む。
この内気スイツチ判定ステツプ１０２では各種信
号入力ステツプ１０１にて入力した信号に基いて
内気スイツチがセツト操作されているか否かを判
定し、セツト操作されているときその判定がイエ
ス（YES）になり、他方セツト操作されていな
いときその判定がノー（NO）になつて外気スイ
ツチ判定ステツプ１０３に進む。この外気スイツ
チ判定ステツプ１０３では上記と同様に外気スイ
ツチがセツト操作されているか否かを判定し、セ
ツト操作されているときその判定がYESにな
り、他方セツト操作されていないときその判定が
NOになつて能力不足判定ステツプ１０４に進
む。この能力不足判定ステツプ１０４では各種信
号入力ステツプ１０１にて入力記憶した温度調節
ダンパ７の開度を示す検出データを予め定めたヒ
ステリシスを有する設定値と比較してクーラ能力
の余裕度が零になつたか否かを判定し、その余裕
度が零のときその判定がYESになり、他方余裕
度が零に達していないときその判定がNOになつ
て、前記外気スイツチ判定ステツプ１０３の判定
がYESになつたときと同様に、外気指令ステツ
プ１０５に進む。この外気指令ステツプ１０５で
は外気指令信号を機能要素の切替アクチエータ３
３および表示パネル１２に加えて、内外気ダンパ
２を外気側へ切替えて外気導入状態に制御し、さ
らに表示パネル１２に外気側になつたことを表示
させ、アウトステツプに進む。

このアウトステツプの後における他の制御シス
テムの演算処理として、カーエアコンの温度制
御、送風制御、およびコンプレツサ制御などの各
演算を実行する。そして、このアウトステツプの
後に他の制御システムの演算処理を行ない、その
後にインステツプにもどり、その周期は数百ｍ
secになつている。

他方、前記内気スイツチ判定ステツプ１０２の
判定がYESになつたとき、内気指令ステツプ１
０６に進む。この内気指令ステツプ１０６では内
気指令信号を切替アクチエータ３３および表示パ
ネル１２に加えて内外気切替ダンパ２を内気側に
切替えて内気循環状態に制御し、表示パネル１２
に内気側になつたことを表示させ、その後にアウ
トステツプに進む。

また、前記能力不足判定ステツプ１０４の判定
がYESになると、周期的切替ルーチン２００に
進んで、外気温、内気温、設定温に対応した時間
で内気循環、外気導入の交互切替の制御を行な
う。

すなわち、この周期的切替ルーチン２００では
まず第４図の内外気フラグ判定ステツプ２０１に
進んで交互切替状態に移行することを示す内外気
フラグがセツトされているか否かを判定し、最初
の到来時はその判定がNOになつて内気時間計算
ステツプ２０２に進む。この内気時間計算ステツ
プ２０２で交互切替時の内気時間tinを、設定温
Tsと外気温Tamの差T₁＝Ts−Tamに対応した第
５図の特性図に示す関数f₁（T₁）に従つて求め、
次の係数計算ステツプ２０３に進む。この係数計
算ステツプ２０３では係数Ｃを、設定温Tsと内
気温Trの差T₂＝Ts−Trに対応した第６図の特性
図に示す関数f₂（T₂）に従つて求め、次の外気時
間計算ステツプ２０４に進んで外気時間toutを
tout＝Ｃ・tinの計算式にて求め、内外気フラグ
セツトステツプ２０５にて内外気フラグをセツト
し、タイマリセツトステツプ２０６にて交互切替
のためのタイマを零にリセツトし、次のタイマ計
算ステツプ２０７に進む。このタイマ計算ステツ
プ２０７ではそれまでのタイマデータＤに「１」
を積算（Ｄ＝Ｄ＋１）する。このとき、制御プロ
グラムによる１サイクルの演算が略一定の周期で
処理されているため、そのタイマデータＤが能力
不足時の経過時間に対応する。それに続いて、第
１時間判定ステツプ２０８ではタイマデータＤに
よる経過時間が内気時間tinに達したか否かを判
定し、その判定がNOになつたとき内気指令ステ
ツプ２０９に進んで内気指令信号を発生して増幅
回路１ｄ内にラツチし、切替アクチユータ３３を
通して内外気ダンパ２を内気側へ切替える。

また、第１時間経過判定ステツプ２０８の判定
がYESになつたときに、次の第２時間経過判定
ステツプ２１０に進んでタイマデータＤによる経
過時間が内気時間tinと外気時間toutとを加算し
た時間（tin＋tout）に達したか否かを判定し、
その判定がNOのときに外気指令ステツプ２１１
に進んで外気指令信号を発生して増幅回路１ｄ内
の内気指令信号の代わりに外気指令信号をラツチ
し、機能要素の切替アクチエータ３３を通して内
外気ダンパ２を外気側へ切替える。

また、第２時間経過判定ステツプ２１０の判定
がYESになつたときに、内外気フラグ解除ステ
ツプ２１２に進んで内外気フラグを解除する。

次に、種々の状態における内外気ダンパ２の切
替制御の全体作動を順次説明する。

まず、自動車のキースイツチを投入することに
よつて図示しない安定化電源回路が作動開始し、
その安定化電圧がマイクロコンピユータ１０ａを
含む各回路に供給されてこのマイクロコンピユー
タ１０ａが作動状態となる。この作動開始により
マイクロコンピユータ１０ａはそのレジスタ、カ
ウンタ、ラツチなどの状態を初期設定し、その後
制御プログラムの演算処理を開始する。

そして、キースイツチ投入による演算開始時に
外気、内気スイツチが操作されず、能力不足が生
じていない場合には、第３図の切替制御プログラ
ムに到来したときそのインステツプより各種信号
入力ステツプ１０１を通り、内気スイツチ判定ス
テツプ１０２、外気スイツチ判定ステツプ１０
３、能力不足判定ステツプ１０４等の各判定がい
ずれもNOになり、外気指令ステツプ１０５にて
外気指令信号を切替アクチエータ３３および表示
パネル１２に加え、アウトステツプに進む。この
とき前記外気指令信号により切替アクチエータ３
３が内外気ダンパ２を外気導入状態に切替制御
し、表示器パネル１２に外気側になつたことを表
示する。これによつて、内外気切替制御のための
１回の演算処理を完了し、以後数百ｍsecの周期
にて上記のインステツプからアウトステツプに至
る同様の演算処理を繰返して外気導入状態を維持
する。

この繰返演算による外気導入状態でのエアコン
制御中において、冷房能力の余裕度が無くなるこ
とより能力不足判定ステツプ１０４の判定が
YESになり、周期的切替ルーチン２００に進
む。以後、能力不足の間は各種信号入力ステツプ
１０１、内気スイツチ判定ステツプ１０２、外気
スイツチ判定ステツプ１０３、能力不足判定ステ
ツプ１０４を通つて周期的切替ルーチン２００に
進む演算を繰返し、その周期的切替ルーチン２０
０の演算にて内気循環と外気導入の交互切替を行
なうとともにその各時間を設定温Ts、外気温
Tam、内気温Trに基いて適切に定め、能力不足
を補い、かつ内気の汚れを防ぐようにしている。

すなわち、その周期的切替ルーチン２００に最
初に到来したときは、第４図の内外気フラグ判定
ステツプ２０１から内気時間計算ステツプ２０
２、係数計算ステツプ２０３、外気時間計算ステ
ツプ２０４、内外気フラグセツトステツプ２０
５、タイマリセツトステツプ２０６、タイマ計算
ステツプ２０７、第１時間経過判定ステツプ２０
８、内気指令ステツプ２０９に進む演算を実行
し、交互切替における内気時間tinおよび外気時
間toutを定め、内外気ダンパ２をまず内気循環状
態に切替える。

その後、２回目に周期的切替ルーチン２００に
到来すると、内外気フラグ判定ステツプ２０１の
判定がYESに反転し、ステツプ２０２〜２０６
を通らず直接にタイマ計算ステツプ２０７に進み
第１時間経過判定ステツプ２０８、内気指令ステ
ツプ２０９に進む演算を実行し、内気循環状態を
維持する。以後同様の演算を繰返すことによつ
て、タイマ計算ステツプ２０７のタイマデータＤ
が徐々に大きくなり、前記内気時間計算ステツプ
２０２にて求めた内気時間tinに達すると、第１
時間経過判定ステツプ２０８の判定がYESに反
転し、第２時間経過判定ステツプ２１０から外気
指令ステツプ２１１に進む演算を実行し、内外気
ダンパ２を外気導入状態に切替える。以後同様の
演算を繰返し、タイマデータＤが先に計算した内
気時間tinと外気時間toutとを加算した時間に達
すると、第２時間経過判定ステツプ２１０の判定
がYESに反転し、内外気フラグ解除ステツプ２
１２に進む演算を実行して先にセツトした内外気
フラグを解除する。

従つて、上記の一連の演算作動にて内気時間
tinと外気時間toutに対応する内外気の１回の交
互切替を完了する。以後、能力不足判定ステツプ
１０４の判定がYESになつている間は上記の一
連の演算作動を繰返し、内外気の交互切替を周期
的に制御することができる。しかも、その内気時
間tinは一連の演算作動のスタート時点における
設定温Tsと外気温Tamにて決定しており、さら
に外気時間toutは設定温Tsと内気温Trと上記の
内気時間tinに決定しているため、空調状態の変
化に応じてその各時間が変化し、種々の状態にお
いて適切に内外気の交互切替を制御することがで
きる。

他方、乗員が外気スイツチをマニユアル操作に
て投入すると、第３図の外気スイツチ判定ステツ
プ１０３に到来したときその判定がYESにな
り、外気指令ステツプ１０５に進む演算を繰返
し、内外気ダンパ２を外気導入状態に制御する。

また、乗員が内気スイツチをマニユアル操作に
て投入すると、第３図の内気スイツチ判定ステツ
プ１０２に到来したときその判定がYESにな
り、内気指令ステツプ１０６に進む演算を繰返
し、内外気ダンパ２を内気循環状態に制御する。

なお、上述の実施例では切替手段として内外気
ダンパ２を用いたものを例示したが、例えば外気
吸込口１ａ、内気吸込口１ｂのそれぞれに専用の
フアンを配設し、各フアンを選択的に作動させる
ものなど他の構成を用いてもよい。

また、制御回路に制御プログラムによるデイジ
タル演算処理を実行するマイクロコンピユータ１
０ａを用いたものを例示したが、ハードウエアの
アナログ電子回路、或はデイジタル電子回路など
を用いて構成してもよい。

また、能力不足時に内外気の交互切替を行なう
ものを示したが、定常運転時に一定周期で内外気
の交互切替を行なうとともに内気温Tr、外気温
Tamの偏差に応じてその切替のデユーテイ比を
調整するものなど他の制御を行なうようにしても
よい。

以上述べたように本願の第１番目の発明におい
ては、周期的に内気循環、外気導入を切替え、こ
の切替時間を空調状態に応じて変化させているか
ら、車室内の空気汚れを一時的な外気導入にて防
止し、しかも内気循環の組合せにて空調能力の不
足を補い、その空調能力の節約を果すことがで
き、効率的なエアコン制御に有益となるという優
れた効果がある。

さらに、本願の第２番目の発明においては、上
記の第１番号の発明の効果に加えてその内外気切
替を自動的に適切に実施する装置を提供すること
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図は本発明の一実施例を示す全体構成図、
第２図は第１図中の電気回路部の構成を示すブロ
ツク線図、第３図は第２図中のマイクロコンピユ
ータの要部演算処理を示す演算流れ図、第４図は
第３図中の周期的切替ルーチンの詳細な演算処理
を示す演算流れ図、第５図は内気時間を示す特性
図、第６図は外気時間のための係数を示す特性図
である。 １……通風ダクト、１ａ……外気吸込口、１ｂ
……内気吸込口、２……切替手段をなす内外気ダ
ンパ、１０……制御回路、１０ａ……マイクロコ
ンピユータ、２１，２２……温度センサをなす内
気温センサと外気温センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車室内の空調を制御するカーエアコンの内気
   循環、外気導入の切替を制御する車両用内外気切
   替制御方法において、 空調状態を検出し、 周期的に内気循環、外気導入を切替え、 この切替時間を前記空調状態に応じて変化させ
   る ことを特徴とする車両用内外気切替制御方法。 ２ 車両の室内空気を取入れる内気吸込口および
   車外の空気を取入れる外気吸込口を選択的に開口
   する切替手段を備えて車室内の空調を制御するカ
   ーエアコンにおける前記切替手段による内気循
   環、外気導入を制御する車両用内外気切替制御装
   置において、 各部の気温を検出する温度センサ、および 車室内空調の所定条件の発生時に前記温度セン
   サの検出信号に基いて内気時間、外気時間の割合
   を定め、その各時間に対応して内気指令信号、外
   気指令信号を交互に前記切替手段に加える制御回
   路 を設けたことを特徴とする車両用内外気切替制御
   装置。