JP2015096393A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動制御の際に乗員に対する違和感を軽減することができる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】風量調整ダイヤル１１が操作されてオートモードに設定されると、車室内の温度と設定温度との差が大きくなるにつれて、風量が大きくなるように可変抵抗器１２に流れる電流がＣＰＵ５２によって制御される。オートモードにおける最大の風量は、風量調整ダイヤル１１の操作によって調節される最大風量よりも低くなるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調風の風量を自動で制御可能な車両用空調装置に関する。

車両用空調装置は、ブロワモータを駆動させて空調ケース内に送風し、エバポレータおよびヒータコアに空気を通過させて、吹出口を介して車両室内へ空調風を吹き出して車室内を空調する。風量を調節するブロワスイッチは、可変抵抗器と連動しており、可変抵抗器の抵抗を調節することによってブロワモータに流れる電流が制御される。これによってブロワモータの回転数すなわち風量は、乗員がブロワスイッチの操作によって変更することができる。

また特許文献１には、風量を車室内の温度に応じて自動で制御する車両用空調装置が開示されている。特許文献１に記載の車両用空調装置では、まずブロアスイッチのオート制御の位置を制御部が認識する。すると、オート制御の場合には、制御部は、決められた閾値温度（たとえば２５℃）と測定した車室内温度を比較して、温度差が大きいほど風量を増やし、温度差が小さくなるほど風量を減らすように各ＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、風量を自動に制御している。

特開２０１０−８９５３３号公報

特許文献１に記載の技術では、温度差が最も大きい場合には、最大風量となるように制御される。最大風量はプレ空調および急速空調の場合に最適に用いられるが、自動制御の場合に最大風量を用いると乗員への風当たりが強すぎ、乗員に違和感を与えるという問題がある。

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、自動制御の際に乗員に対する違和感を軽減することができる車両用空調装置を提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

本発明は、制御手段は、操作スイッチが操作されて自動風量モードに設定されると、内気温取得手段によって取得された車室内の温度と設定される設定温度との差が大きくなるにつれて、風量が大きくなるように可変抵抗器に流れる電流を制御し、自動風量モードにおける最大の風量は、操作スイッチの操作によって調節される最大風量よりも低いことを特徴とする車両用空調装置である。

このような本発明に従えば、操作スイッチが操作されて自動風量モードに設定されると、内気温取得手段によって取得された車室内の温度と設定温度との差が大きくなるにつれて、風量が大きくなるように可変抵抗器に流れる電流が制御手段によって制御される。可変抵抗器に流れる電流が大きくなると、ブロワモータの回転数が多くなる。したがって車室内の温度と設定温度との差が大きくなるにつれて、風量を多くすることができる。また自動風量モードにおける最大の風量は、操作スイッチの操作によって調節される最大風量よりも低くなるように制御する。したがって乗員が操作スイッチによって操作した場合の最大風量は、自動風量モードでは用いない。換言すると、最大風量となる場合は、乗員が操作スイッチを操作した場合である。これによって自動制御モードの場合に最大風量を用いないので、乗員への風当たりが強すぎ、乗員に違和感を与えることを抑制することができる。

第１実施形態の車両用空調装置の一部の電気的構成を簡略化して示す図である。 風量調整ダイヤル１１の位置と風量との関係を示す図である。 第２実施形態の車両用空調装置の一部の電気的構成を簡略化して示す図である。 風量調整ダイヤル１１Ａの位置と風量との関係を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１および図２を用いて説明する。車両用空調装置は、車室内を空調する空調ユニットをエアコンＥＣＵによって制御するように構成された、いわゆるオートエアコンシステムである。空調ユニットは、車室内の温度調節、および吹出口モードの変更などが可能である。

空調ユニットには、送風機ユニットが設けられる。送風機ユニットは、内外気切替ドアおよびブロワを含む。内外気切替ドアは、内気吸込口と外気吸込口との開度を変更する。ブロワは、ブロワモータ１０により回転駆動されて、空調ユニットにおいて車室内に向かう空気流を発生させる遠心式送風機である。ブロワは、各吹出口から車室内に向けてそれぞれ吹き出される空調風の吹出風量、または吹出風速を変更する。

次に、ブロワモータ１０の制御に関して説明する。車両用空調装置は、ブロワモータ１０、風量調整ダイヤル１１、可変抵抗器１２、リレー回路１３、制御回路１４、接点変更部１５および内気センサ１６を備える。

風量調整ダイヤル１１は、車室内に送風される風量を調節するための操作スイッチである。風量調整ダイヤル１１は、段階的に角変位可能に構成される。風量調整ダイヤル１１は、乗員の回動操作によって、ブロワモータ１０の電源が切断されるオフモード（ＯＦＦモード）、ブロワモータ１０の風量が自動制御されるオートモード（ＡＵＴＯモード）、ブロワモータ１０の風量が最小となるローモード（Ｌｏモード）、風量がＬｏモードの次に大きくなるミディアムモード（Ｍモード）、風量が最大となるハイモード（ＨＩモード）に設定される。

風量調整ダイヤル１１は、内部に図１に示す接点変更部１５を備える。接点変更部１５は、図１に示すように、５つの端子２１〜２５を備え、風量調整ダイヤル１１の角度位置に応じて、いずれか１つ端子をＯＮにし、他の端子をＯＦＦにする。また５つの端子２１〜２５のうち４つの端子２１〜２４は、オートモード、ローモード、ミディアムモードおよびハイモードに対応する。これら４つの端子２１〜２４は、リレー回路１３のリレー用コイル１３ａの一端が接続されている。

リレー回路１３は、リレー用コイル１３ａおよびリレー用スイッチ１３ｂを有する。リレー用コイル１３ａに電流が流れると、リレー用スイッチ１３ｂがオフからオンに切り替わる。風量調整ダイヤル１１が操作されて、オフモード以外に設定されると、イグニッションからの電流は、設定されたモードの端子を介して接地電位に向けて流れるように構成されている。これによってリレー用スイッチ１３ｂがオンとなる。リレー用スイッチ１３ｂがオンになると、バッテリからの電流がリレー用スイッチ１３ｂを介して、ブロワモータ１０に供給される。

したがって風量調整ダイヤル１１がオフ以外に設定されると、イグニッションのオン時に車載電源（＋Ｂ）からブロワモータ１０に電流が供給される。一方、イグニッションのオフ時にはブロワモータ１０が接地させられ、電流が遮断される。

可変抵抗器１２は、風量調整ダイヤル１１の操作に応じて、電気抵抗値が変化する。ブロワモータ１０は、可変抵抗器１２に流れる電流によって駆動される。可変抵抗器１２は、複数、本実施形態では３つの電気抵抗が直列に接続されている。最もブロワモータ１０側に位置する電気抵抗を、第１抵抗３１とし、順次、第２抵抗３２および第３抵抗３３とする。またブロワモータ１０と第１抵抗３１との間に設けられる端子を、第１端子４１とする。第１抵抗３１と第２抵抗３２との間に設けられる端子を、第２端子４２とする。第２抵抗３２と第３抵抗３３との間に設けられる端子を、第３端子４３とする。第３抵抗３３の第３端子４３と反対側は、接地されている。この３つの端子を風量調整ダイヤル１１の操作に応じて、切り換えることによって、電気抵抗値が変更される。

可変抵抗器１２と接点変更部１５との間には、制御回路１４が設けられる。制御回路１４は、電源部５１、ＣＰＵ５２および２つのスイッチング素子６１，６２を含んで構成される。第１端子４１とハイモード用端子２１とが第１導線７１によって接続される。第２端子４２と、オートモード用端子２２とが、第２導線７２によって接続される。第３端子４３とミディアムモード用端子２３とが、第３導線７３によって接続される。

一方のスイッチング素子である第１素子６１は、第２導線７２に設けられる。したがって第１素子６１は、一端が第２端子４２に接続され、他端がオートモード用端子２２に接続される。また第２素子６２は、一端が第２導線７２に接続され、他端が第３導線７３に接続される。

電源部５１は、一端が第１導線７１に接続され、他端がＣＰＵ５２に接続される。電源部５１は第１導線７１からの電力をＣＰＵ５２用に変換して、ＣＰＵ５２に電力を供給する。

ＣＰＵ５２は、内気センサ１６と電気的に接続される。内気センサ１６は、車室内の温度を取得する内気温取得手段である。ＣＰＵ５２は、内気センサ１６から車室内の温度を取得する。したがってＣＰＵ５２は、車室内の温度を取得する内気温取得手段として機能する。ＣＰＵ５２は、可変抵抗器１２に流れる電流を、風量調整ダイヤル１１の操作に関わらず制御する制御手段である。換言すると、ＣＰＵ５２は、オートモードに設定されると、可変抵抗器１２に流れる電流が一定ではなく、車室内の温度と設定温度とに応じて、制御する。具体的には、ＣＰＵ５２は、第１素子６１および第２素子６２のオンオフを切り換えて、可変抵抗器１２に流れる電流を制御する。

次に、風量の制御に関して説明する。風量調整ダイヤル１１がオフモードの場合には、接点変更部１５がオフの位置にあるので、電力がブロワモータ１０に供給されない。したがってブロワモータ１０は、オフ（風量０）である。

風量調整ダイヤル１１がローモードに設定されると、接点変更部１５のローモード用端子２４がＯＮになる。すると、リレー用コイル１３ａに電流が流れ、リレー用スイッチ１３ｂがオンとなり、ブロワモータ１０に電力が供給される。ブロワモータ１０に流れる電流量は、可変抵抗器１２の抵抗値によって決定される。ローモードの場合には、第１抵抗３１、第２抵抗３２および第３抵抗３３に電流が流れる。したがって最も抵抗が高くなるので、ブロワモータ１０の回転数は最も低い低回転となる。

次に、風量調整ダイヤル１１がミディアムモードに設定されると、接点変更部１５のミディアムモード用端子２３がＯＮになる。すると、リレー用コイル１３ａに電流が流れ、リレー用スイッチ１３ｂがオンとなり、ブロワモータ１０に電力が供給される。ミディアムモードの場合には、ブロワモータ１０を通過した電流は、第１抵抗３１、第２抵抗３２、第３導線７３およびミディアムモード用端子２３を介して流れる。したがって第１抵抗３１および第２抵抗３２に電流が流れ、第３抵抗３３には電流が流れない。したがってローモードよりは抵抗が低くなるので、ブロワモータ１０の回転数はローモードよりは高い中回転となる。

次に、風量調整ダイヤル１１がハイモードに設定されると、接点変更部１５のハイモード用端子２１がＯＮになる。すると、リレー用コイル１３ａに電流が流れ、リレー用スイッチ１３ｂがオンとなり、ブロワモータ１０に電力が供給される。ハイモードの場合には、ブロワモータ１０を通過した電流は、第１導線７１およびハイモード用端子２１を介して流れる。したがって第１抵抗３１〜第３抵抗３３には電流が流れない。したがって最も抵抗が低くなるので、ブロワモータ１０の回転数は最も高い高速回転となる。

次に、風量調整ダイヤル１１がオートモードに設定されると、接点変更部１５のオートモード用端子２２がＯＮになる。すると、リレー用コイル１３ａに電流が流れ、リレー用スイッチ１３ｂがオンとなり、ブロワモータ１０に電力が供給される。オートモードの場合には、ブロワモータ１０を通過した電流は、第１導線７１および電源を介して、ＣＰＵ５２を経て、オートモード用端子２２を介して流れる。これによってＣＰＵ５２に電力が供給される。またＣＰＵ５２は、内気センサ１６から取得した車室内の温度と設定される設定温度との差が大きくなるにつれて、風量が大きくなるように可変抵抗器１２に流れる電流を制御する。具体的には、ＣＰＵ５２は、温度差に応じて、第１素子６１および第２素子６２をオンオフする。

温度差が大きい場合には、第１素子６１をオンにし、第２素子６２をオフに制御する。すると、ブロワモータ１０を通過した電流は、第１抵抗３１、第２導線７２、第１素子６１およびオートモード用端子２２を介して流れる。したがって第１抵抗３１に電流が流れ、第２抵抗３２および第３抵抗３３には電流が流れない。したがってハイモードよりも抵抗が高く、ミディアムモードよりも抵抗が低くなるので、ブロワモータ１０の回転数は高速回転と中速回転の間の第２中速回転となる。

温度差が中間の場合には、第１素子６１をオフにし、第２素子６２をオンに制御する。すると、ブロワモータ１０を通過した電流は、第１抵抗３１、第２抵抗３２、第３導線７３、第２素子６２およびオートモード用端子２２を介して流れる。したがって第１抵抗３１および第２抵抗３２に電流が流れ、第３抵抗３３には電流が流れない。したがってミディアムモードと同じ中速回転となる。

温度差が小さい場合には、第１素子６１および第２素子６２をオフに制御する。すると、ブロワモータ１０を通過した電流は、第１抵抗３１、第２抵抗３２および第３抵抗３３を介して流れる。したがって第１抵抗３１〜第３抵抗３３に電流が流れるので、ローモードと同じ低速回転となる。

以上説明したように本実施形態では、操作スイッチである風量調整ダイヤル１１が操作されて自動風量モードであるオートモードに設定されると、車室内の温度と設定温度との差が大きくなるにつれて、風量が大きくなるように可変抵抗器１２に流れる電流がＣＰＵ５２によって制御される。可変抵抗器１２に流れる電流が大きくなると、ブロワモータ１０の回転数が多くなる。したがって車室内の温度と設定温度との差が大きくなるにつれて、風量を多くすることができる。またオートモードにおける最大の風量は、風量調整ダイヤル１１の操作によって調節される最大風量よりも低くなるように制御する。したがって乗員が風量調整ダイヤル１１によって操作した場合の最大風量（ハイモード）は、オートモードでは用いない（図２参照）。換言すると、最大風量となる場合は、乗員が風量調整ダイヤル１１を操作した場合である。これによってオートモードの場合に最大風量を用いないので、乗員への風当たりが強すぎ、乗員に違和感を与えることを抑制することができる。

また従来技術で説明した特許文献１に記載の回路では、オート制御が実施できる構成と、オート制御を実施しない構成とで、変更点が多い。変更点としては、たとえばブロワスイッチ、スイッチ入力信号および車両のバッテリとの配線などがある。これによってオート制御可能の車両用空調装置を購入者が臨む場合に、オート制御が不可な車両用空調装置から変更する際に、作業員の作業が煩雑になるという問題がある。

これに対して本実施形態では、オート制御できない構成に対して、制御回路１４を加えるだけで、オート制御可能な構成を実現することができる。これによって作業員の作業を簡単にすることができる。

また本実施形態では、ＣＰＵ５２は、オートモードに設定されると、電源部５１から電力が供給される。したがってＣＰＵ５２による制御の必要がないときには、電源部５１から電力が供給されていない。したがってＣＰＵ５２が制御する場合、すなわち電力が必要な場合だけ電力が供給されるので、待機電力を無くして、省エネ化することができる。換言すると、制御回路１４は、オートモードに入ることにより起動する。したがって制御回路１４が動作しているときは、オートモードのときとなる。

さらに本実施形態では、制御回路１４は、オートモードに設定されると、ブロワモータ１０に供給される電流をＣＰＵ５２に供給する供給手段として電源部５１を備える。そして制御回路１４は、電源部５１と、内気温取得手段および制御手段として機能するＣＰＵ５２とが１つの電気部品として一体に構成されている。これによって制御回路１４を接点変更部１５と可変抵抗器１２との間に取り付けることによって、オート制御が可能な構成を実現することができる。この場合には、風量調整ダイヤル１１の設定数（５つ）は、マニュアルエアコン時と同じで、第２中速回転のスイッチをオートモードに置き換えている。したがってマニュアルエアコンからオートエアコンに変更する場合には、風量調整ダイヤル１１の表示の印刷を変更するのみで、新規スイッチ部品の設定が不要となる。

また本実施形態では、風量調整ダイヤル１１は、段階的に変位可能に構成される。またオートモードに設定するための操作位置は、風量調整ダイヤル１１の操作によって調節される最大風量とは異なる位置に設定される。これによって乗員は、風量調整ダイヤル１１を操作することによって最大風量（ハイモード）に設定することができる。また風量調整ダイヤル１１によって、オートモードにも設定することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図３および図４を用いて説明する。本実施形態では、図３に示すように、風量調整ダイヤル１１Ａにおいて、オートスイッチの位置が、前述の第１実施形態のローモードの位置にある点に特徴を有する。

本実施形態の風量の制御に関して説明する。図４に示すように、オートモードの場合は、前述の第１実施形態と同様に高速回転にせずに、第２中速回転、中速回転および低回転を用いて制御する。したがって前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、風量は５段階調整であったが、５段階に限るものではなく、６段階以上であってもよい。また段階的な調整に限るものではなく、無段階（リニア）に変化するような可変抵抗器１２を用いてもよい。

前述の第１実施形態では、電源部５１は制御回路１４に設けられているが、電源は制御回路１４と別体で設けてもよい。またブロワがオンの場合は、ＣＰＵ５２に常に電力を供給してもよい。

前述の第１実施形態では、操作スイッチは、風量調整ダイヤル１１によって実現されているが回転式に限るものではなく、スライド式および押下式であってもよい。

１０…ブロワモータ １１…風量調整ダイヤル（操作スイッチ）
１２…可変抵抗器 １３…リレー回路 １４…制御回路
１５…接点変更部 １６…内気センサ ５１…電源部（供給手段）
５２…ＣＰＵ（制御手段、内気温取得手段）

Claims (4)

1. 車室内を空調風によって空調する車両用空調装置であって、
   前記車室内に送風される風量を調節するための操作スイッチ（１１）と、
   前記操作スイッチの操作に応じて、電気抵抗値が変化する可変抵抗器（１２）と、
   前記可変抵抗器に流れる電流によって駆動されるブロワモータ（１０）と、
   前記可変抵抗器に流れる電流を、前記操作スイッチの操作に関わらず制御する制御手段（５２）と、
   前記車室内の温度を取得する内気温取得手段（５２）と、を含み、
   前記制御手段は、前記操作スイッチが操作されて自動風量モードに設定されると、前記内気温取得手段によって取得された前記車室内の温度と設定される設定温度との差が大きくなるにつれて、風量が大きくなるように前記可変抵抗器に流れる電流を制御し、
   前記自動風量モードにおける最大の風量は、前記操作スイッチの操作によって調節される最大風量よりも低いことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記制御手段は、前記自動風量モードに設定されると、電力が供給されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記自動風量モードに設定されると、前記ブロワモータに供給される電流を前記制御手段に供給する供給手段（５１）をさらに含み、
   前記供給手段と、前記制御手段と、前記内気温取得手段とは１つの電気部品として一体に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記操作スイッチは、段階的に変位可能に構成され、
   前記自動風量モードに設定するための操作位置は、前記操作スイッチの操作によって調節される最大風量とは異なる位置に設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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