JPS64325Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、自動車の空調制御装置、特にマイ
クロコンピユータを駆使して暖房時における送風
フアンによる吹出風を制御する自動車の空調制御
装置に関するものである。

従来より、自動車の空調制御装置はマイクロコ
ンピユータの導入により全自動化が進められてお
り、暖房時における車室への吹出風も制御プログ
ラムに従つた演算処理により制御されるようにな
つている。この場合、車室への吹出風は車室内空
調系を構成する通風ダクトに配設されたヒータコ
アを介して送風フアンにより送られるようになつ
ている。そして、ヒータコアはエンジンの作動に
伴う発熱が伝達されることにより暖房用熱源を形
成する加温水を導いて構成されているから、加温
水の温度が吹出風の温度を支配するようになつて
いる。そのため、従来の送風フアンの制御は冷暖
気混合ドアの風下側に設けられるヒータコアに導
かれているところの加温水の温度を水温センサに
より検出してこのセンサの出力が所定値に達した
とき、すなわちいわゆるウオームアツプの終了を
見計らつて冷暖気混合ドアを全開し送風フアンを
駆動するようにしていた。

しかしながら、このように加温水の温度のみに
着目した制御を行なう構成であると、エンジンの
調子やヒータコアの熱容量などの関係上吹出風の
温度は必ずしも加温水の温度に対応して追従する
ものではないから、例えば暖房開始時に水温セン
サの出力を受けて送風フアンのフアンモータを直
ちに高速度で駆動させると吹出風の温度が適温に
達していないため、乗員に不快感を与える場合が
ある。ことに、冬期の厳寒時においては送風フア
ンからの適温以下の強風を当てられると不快感が
さらに助長され却つて暖房効果を減殺させるとい
う虞れがあつた。

また、寒冷時でエンジンを切つたときに、冷却
水の温度が十分に低下していないがヒータコア周
辺部の温度が十分に低下した場合、再度エンジン
を始動させてヒータモードにすると、冷却水の温
度が十分に低くなつていないので、冷却水の温度
を検知して送風をする空調制御装置では、送風フ
アンが高速で回転され、冷風が乗員に強く吹きあ
たるという問題があつた。

この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、送風フアンの駆動速度を
ヒータコアのウオームアツプの段階に応じて制御
し、常時快適な暖房効果が得られるようにした自
動車の空調制御装置を提供することを目的とす
る。この目的を達成するため、この考案は車室内
空調系に配設され、エンジンの作動熱により加熱
される加温水を導いて暖房用熱源を形成するヒー
タコアと、該ヒータコアの近傍に設置され該ヒー
タコアを介して送風フアンにより車室に送られる
吹出風の温度を検出する吹出温センサと、前記吹
出温センサが吹出風の温度を検出することがで
き、かつ、乗員に送風を感じさせることがない低
速回転よりも低い超低速回転で前記送風フアンを
回転させる超低速駆動手段と、ヒータモードのと
き暖房開始時に前記超低速駆動手段を作動させて
送風フアンを超低速回転させるとともに該送風フ
アンの超低速回転を保持させておく保持手段と、
車室内の温度を設定する温度設定手段と、この温
度設定手段によつて設定された温度に基づいて前
記吹出風の目標温度を演算する目標温度演算手段
と、前記吹出温センサの検出温度と前記目標温度
演算手段によつて演算された目標温度とを比較し
て吹出温センサの検出温度の方が低いときには前
記保持手段をそのまま作動させておき、検出温度
が目標温度に達したとき前記保持手段の保持を解
除し、さらに、前記吹出温センサの検出温度が所
定温度より低いときには送風フアンを低速回転に
保持し、前記検出温度が所定温度に達したとき送
風フアンを通常の制御による回転速度にする比較
手段とを設けた構成になつている。

以下、この考案を図面に基づいて説明する。

第１図から第６図まではこの考案の一実施例を
説明するものであり、図において符号１は自動車
の車室であり、この車室１に車室内空調系を構成
する通風ダクト２が連通して取り付けられ、この
通風ダクト２の一端である内外気取入口２Ａには
車室外側Ｑまたは車室内側Ｒからの空気の取り入
れを切り替える内外気切替ドア３が設けられてい
る。車室内側Ｒと車室１に設けられた連通孔Ｓと
はパイプ等により連通されている。また、通風ダ
クト２において内外気切替ドア３の車室側には所
定間隔を置いて送風フアン４が設けられ、さらに
所定間隔を置いて送風フアン４の車室側にはエバ
ポレータ５を介して冷暖気混合ドア６が設けられ
ている。そして、通風ダクト２の他端であつて車
室１を臨む部位には冷暖気混合ドア６の車室側に
ヒータコア７が設けられている。このヒータコア
７にはエンジンの作動熱を伝達して加熱する温水
が導かれており、これによりヒータコア７は暖房
用熱源を形成している。なお、内外気切替ドア３
は例えば負圧駆動タイプの内外気切替ドア用アク
チユエータ８により開閉自在となつており、送風
フアン４は電気回路で構成される送風フアン制御
用アクチユエータ９により送風量、つまりフアン
の回転速度が制御自在となつている。また、冷暖
気混合ドア６は例えば負圧駆動タイプのドア開度
調整用アクチユエータ１０により開閉自在となつ
ている。

さらに、車室１には車室内の温度Tiを検出す
る室温センサ１１が適宜位置に取り付けられ、車
体の外部には外気の温度Toを検出する外気温セ
ンサ１２が取り付けられ、また、車体の上面例え
ばカウルトツプグリル部には車室内に入り込む日
射量に応じた出力Ｚを得るための日射センサ１３
が取り付けられている。そして、ヒータコア７の
車室１を臨む部位には車室１に送られる吹出風の
温度Ttを検出する吹出温センサ１５が取り付け
られている。これら各センサ１１，１２，１３，
１４，１５はアナログ−デジタル（Ａ−Ｄ）変換
器１６に接続され、これによりマイクロコンピユ
ータ１７による信号処理が容易に行なわれるよう
になつている。また、マイクロコンピユータ１７
には車室内の室温を所望の温度Tsに設定するた
めのデジタル信号を発生させる温度設定部１８
（温度設定手段）が接続されており、この温度設
定部１８のアナログ出力は前述したＡ−Ｄ変換器
１６に供給されてデジタル化されマイクロコンピ
ユータ１７による処理が行なわれるようになつて
いる。

なお、前述した内外気切替ドア用アクチユエー
タ８、送風フアン制御用アクチユエータ９、およ
びドア開度調整用アクチユエータ１０は予め定め
られた演算処理用の空調制御プログラムに従つて
マイクロコンピユータ１７により制御される。

次にマイクロコンピユータ１７を詳しく説明す
ると、Ａ−Ｄ変換器１６を通過した室温センサ１
１および外気温センサ１２の出力は判定演算回路
１９に供給され、これにより暖房を必要とするか
否かの判定が行なわれることになる。そして、こ
の演算回路１９の出力は混合気ドア開度演算回路
２０に供給され、これにより暖房が必要なとき
（ヒータモードのとき）に冷暖気混合ドア６を全
開しうるようになつている。

また、判定演算回路１９の出力は送風フアン制
御用アクチユエータ９に連なる駆動回路２２に供
給され、この駆動回路２２（超低速駆動手段）に
は比較回路２３（比較手段）の出力が供給されて
いる。

また、判定演算回路１９は、ヒータモードのと
き、駆動回路２２を作動させて送風フアン４を超
低速回転させ、該送風フアン４を超低速回転に保
持させておく保持手段としての機能を有してい
る。

ところで、ここで、超低速回転とは、吹出温セ
ンサ１５の周囲の雰囲気にヒータコアからの微風
を送り、吹出温センサ１５が吹出風の温度を検出
することができ、かつ、乗員が送風を感じること
のない送風フアン４の回転速度である。

そして、比較回路２３には吹出温センサ１５お
よび目標室温演算回路２４の各出力が供給されて
いる。目標室温演算回路２４は温度設定部１８で
設定された温度とＡ／Ｄ変換器を介して入力され
る各センサ１２，１３の温度とに基づいて吹出風
の目標温度を演算する。比較回路２３は、吹出温
センサ１５が検出する検出温度と目標室温演算回
路２４が演算した目標温度と比較して、検出温度
が目標温度に達したとき後述する駆動回路２２の
作動を停止させるとともに駆動回路２６を作動さ
せるようになつている。駆動回路２２は暖房開始
時に送風フアンを第３図に示すように低速回転よ
りも低い超低速回転で回転させるように送風フア
ン制御用アクチユエータ９を制御するようになつ
ている。したがつて、駆動回路２２はヒータモー
ド時に送風フアン４をまず通常の最低回転速度よ
りも低い超低速駆動状態に保持するよう送風フア
ン制御用アクチユエータ９を制御する。この超低
速駆動状態は比較回路２３において吹出温センサ
１５の出力が目標室温演算回路２４の出力（吹出
風の温度θ₁に相当するもの）を超えるまで継続さ
れる。さらに、比較回路２３の出力は駆動回路２
６を介して送風フアン制御用アクチユエータ９に
供給されており、吹出温センサ１５の出力が所定
の吹出風温度θ₂を超えたときに対応する出力に達
したとき送風フアン４を通常の最低回転速度駆動
状態に保持するように送風フアン制御用アクチユ
エータ９を制御する。

なお、目標室温演算回路２４は外気温センサ１
２、日射センサ１３および温度設定部１８の各出
力を受けて車室内の目標温度、特に乗員の足元温
度の目標値T_SLを決定する。また、吹出風の温度
が所定値θ₂を超えた後は通常の空調制御が行なわ
れるわけであるが、このため、送風フアン制御用
アクチユエータ９は目標足元温度T_SLに従つて制
御され送風フアン４は低速駆動状態から高速駆動
状態の間で駆動する。さらに、目標室温演算回路
２４の出力は駆動回路２５を介して内外気切替ド
ア用アクチユエータ８に供給されており内外気切
替ドア３の開閉が制御されるようになつている。

次にフローチヤートに従つて空調制御装置の作
動につき説明する。

自動車の運転時に図示しない空調制御用スイツ
チが投入されてマイクロコンピユータ１７の電源
が入ると、空調制御プログラムはスタートのステ
ツプ100から演算処理が実行される。次いで、初
期設定のルーチン１０１に移行してマイクロコン
ピユータ１７のレジスタ回路、カウンタ回路、ラ
ツチ回路などは演算処理の実行に必要な初期設定
状態に設定され吹出温センサ１５等の入力データ
を読み込む準備が完了する。この初期設定がなさ
れると、送風フアン始動演算ルーチン１０２に移
行して送風フアン４の回転制御演算が行なわれ
る。そして、この演算ルーチン１０２の結果によ
り通常の空調制御を行なうための各種空調制御演
算ルーチン１０３に進む。なお、演算ルーチン１
０３は所定の周期で繰返される。

送風フアン始動演算ルーチン１０２の詳細につ
き説明すると、初期設定ルーチン１０１に続く処
理１０４においては目標足元温度T_SLがK₁T_S＋
K₂Ta＋K₃Zの式に従つて演算される。ここでT_S
は設定温度、Taは外気温度、Ｚは日射量であり、
K₁，K₂，K₃はそれぞれ定数である。そして、処
理１０４に続く判断１０５ではヒータモードにす
るか否かの判定がなされ、この判定結果が肯定
YESである場合には処理１０６に進み送風フア
ン４を超低速回転に保持するという指令を得る。
これにより、駆動回路２２が作動されて送風フア
ン４が超低速回転され、送風フアン４は超低速回
転の状態に保持される。この送風フアン４の超低
速回転により、乗員は送風を感じないので、寒冷
時におけるエンジンの始動時、あるいは、冷却水
の温度が十分に低下していないがヒータコア周辺
部の温度が十分に低下した場合のエンジンの再始
動時に冷風が乗員に強く吹き当たつてしまうとい
うことが防止される。

次いで、判断１０７に移行して車室１の吹出温
度θが目標足元温度T_SLを超えているか否かの判
定がなされ、この判定結果が否定NO，すなわち
吹出温度θが目標足元温度T_SLに達していない場
合には送風フアン４の回転を超低速駆動状態に維
持するよう処理１０６に戻る。一方、判断１０７
の結果が肯定YESである場合には判断１０８に
移行して吹出温度θが所定値θ₂℃を超えているか
否かの判定を行なう。そして、この判定結果が否
定NO，すなわち吹出温度θが所定値θ₂に達して
いない場合には処理１０９に進み送風フアン４を
低速度駆動状態に保持する指令を得る。一方、判
断１０８の結果が肯定YESである場合には各種
空調制御演算ルーチン１０３へ進み通常の空調制
御が行なわれる。さらに、判断１０５の判定結果
が否定NO、すなわちヒータモードでない場合に
は直ちに通常の各種空調制御演算ルーチン１０３
に移行する。

なお、この実施例においては、吹出風の温度θ
が所定の温度θ₂に達しない状態すなわちウオーム
アツプ状態では、送風フアン４を通常作動させな
いで、低速度または超低速度の２段階低速度駆動
をさせることにより送風フアン４の始動時におけ
る乗員の不快感を極力除去することが図られてい
るが、さらにその効果を高めるために、３段階以
上の低速度駆動をさせることも可能であることは
言うまでもない。

以上、説明したように、この考案によれば、例
えば、冬期におけるヒータモード時にヒータコア
のウオームアツプが十分になされていない場合、
すなわち、暖房開始時、吹出空気の温度が冷却水
の温度変化に対応して変化していないとき、吹出
空気の温度がまだ低いときにエンジンの始動時に
冷却水の温度が急速に上昇した場合であつても、
その冷却水の温度に拘らず保持手段が超低速駆動
手段を作動させて送風フアンを超低速回転させ、
送風フアンが超低速回転に保持されるので、乗員
に冷風が強く吹きあたつてしまうということがな
い。

また、寒冷時でエンジンを切つた時、冷却水の
温度が十分に低下していないが、ヒータコア周辺
部の温度が十分に低下した場合、再度エンジンを
始動させてヒータモードにしたとき、冷却水の温
度に拘らず保持手段が超低速駆動手段を作動させ
て送風フアンを超低速回転させ、送風フアンが超
低速回転に保持され、さらに所定温度までは低速
風にし、所定温度を越えたときには通常の送風制
御がなされるので、乗員は必らず低速風を最初に
受けることになり、乗員に冷風が強く吹きあたつ
てしまうということがなく、初期のみならず、通
常快適な暖房効果を得ることができる。

また、温度設定手段によつて車室温度を設定す
れば吹出風の温度に応じて送風フアンの回転速度
が自動的に制御されるので、運転中に吹出風の温
度に応じて手動で送風フアンの回転速度を一々切
り換える煩わしさがなく、したがつて、運転操作
に支障をきたさず、安全な運転操作を行なうこと
ができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を説明する空調制
御装置の概略構成図、第２図は第１図の空調制御
装置における電気回路を説明するブロツク図、第
３図は吹出温度と送風フアン回転速度との関係を
表わす特性図、第４図は空調制御装置を作動させ
るマイクロコンピユータの制御プログラムの全体
の流れを説明するフローチヤート、第５図は第４
図のさらに詳細な制御プログラムを説明する要部
フローチヤートである。 １…車室、２…通風ダクト、４…送風フアン、
７…ヒータコア、９…送風フアン制御用アクチユ
エータ、１５…吹出温センサ、１９…判定演算回
路、２２，２６…駆動回路、２３…比較回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 車室内空調系に配設され、エンジンの作動熱に
   より加熱される加温水を導いて暖房用熱源を形成
   するヒータコアと、 該ヒータコアの近傍に設置され該ヒータコアを
   介して送風フアンにより車室に送られる吹出風の
   温度を検出する吹出温センサと、 前記吹出温センサが吹出風の温度を検出するこ
   とができ、かつ、乗員に送風を感じさせることが
   ない低速回転よりも低い超低速回転で前記送風フ
   アンを回転させる超低速駆動手段と、 ヒータモードのとき暖房開始時に前記超低速駆
   動手段を作動させて送風フアンを超低速回転させ
   るとともに該送風フアンの超低速回転を保持させ
   ておく保持手段と、 車室内の温度を設定する温度設定手段と、 この温度設定手段によつて設定された温度に基
   づいて前記吹出風の目標温度を演算する目標温度
   演算手段と、 前記吹出温センサの検出温度と前記目標温度演
   算手段によつて演算された目標温度とを比較して
   吹出温センサの検出温度の方が低いときには前記
   保持手段をそのまま作動させておき、検出温度が
   目標温度に達したとき前記保持手段の保持を解除
   し、さらに、前記吹出温センサの検出温度が所定
   温度より低いときには送風フアンを低速回転に保
   持し、前記検出温度が所定温度に達したとき送風
   フアンを通常の制御による回転速度にする比較手
   段とを設けたことを特徴とする自動車の空調制御
   装置。