JP2557263B2

JP2557263B2 - 車両用空気調和装置

Info

Publication number: JP2557263B2
Application number: JP25067488A
Authority: JP
Inventors: 亨渥美; 輝男紺野; 洋越後谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPH0299419A

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は、車室内に向けて空気を供給するための通風
ダクトと、冷風を得るべく該通風ダクトの途中に配設さ
れる冷却器と、温風を得るべく該通風ダクトの途中に配
設される加熱器と、該加熱器への温水供給量を調節する
ための温水流量調節弁と、冷却器により冷却される空気
量および加熱器により加熱される空気量の混合割合を調
節すべく通風ダクト内に配設されるエアミックスダンパ
と、温水流量調節弁およびエアミックスダンパが共通に
連結される駆動装置とを備える車両用空気調和装置に関
する。

（２）従来の技術かかる空気調和装置は、たとえば特公昭58-39083号公
報および特公昭62-13210号公報等により知られている。

（３）発明が解決しようとする課題ところで、このように冷却器により冷却される空気量
および加熱器により加熱される空気量の混合割合をエア
ミックスダンパで調節して空気温度を制御する空気調和
装置は、リヒートエアミックスタイプと呼ばれるもので
あり、上記従来のリヒートエアミックスタイプの空気調
和装置では、加熱器を通って加熱される空気量を最大と
すべくエアミックスダンパを作動せしめたときに温水流
量調節弁の開度が最大となるようにしている。而してか
かるリヒートエアミックスタイプの空気調和装置では、
エアミックスダンパの切換動作が円滑であるために温度
制御の応答性がよい反面、温風および冷風を通風通風ダ
クト内で混合するので混合むらが生じるのが避けられ
ず、特に外気温が低いときには空気温度が不安定となる
欠点がある。一方、冷却器を流通した空気の全量が加熱
器を流通するようにするとともに加熱器に供給する温水
量を温水流量調節弁で調節するようにした、所謂フルヒ
ートエアミックスタイプの空気調和装置もあり、このタ
イプの空気調和装置では、混合むらがないので空気温度
が安定する利点がある反面、温水流量調節弁の作動変化
に空気温度変化を直ちに追随させることが困難であって
温度制御応答性に劣る欠点がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
リヒートエアミックスタイプおよびフルヒートエアミッ
クスタイプの利点を兼ね備えた車両用空気調和装置を提
供することを目的とする。

B.発明の構成（１）課題を解決するための手段本発明は、車室内に向けて空気を供給するための通風
ダクトと、冷風を得るべく該通風ダクトの途中に配設さ
れる冷却器と、温風を得るべく該通風ダクトの途中に配
設される加熱器と、該加熱器への温水供給量を調節する
ための温水流量調節弁と、冷却器により冷却される空気
量および加熱器により加熱される空気量の混合割合を調
節すべく通風ダクト内に配設されるエアミックスダンパ
と、温水流量調節弁およびエアミックスダンパが共通に
連結される駆動装置とを備える車両用空気調和装置にお
いて、温水流量調節弁およびエアミックスダンパは、温
水流量調節弁の駆動装置作動量に対する開度ストローク
がエアミックスダンパの駆動装置作動量に対する開度ス
トロークよりも大となるべくして、駆動装置に連結され
ることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、駆動装置
の作動を制御する制御部では、エアミックスダンパの開
度ストロークを超えて温水流量調節弁の開度制御を行な
う範囲の駆動装置作動量が外気温度のみに依存して設定
されることを第２の特徴とする。

さらに本発明は、第１の特徴の構成に加えて、駆動装
置の作動量を制御する制御部では、エアミックスダンパ
の開度ストロークを超えて温水流量調節弁の開度制御を
行なう範囲の駆動装置作動量が少なくとも内気温度およ
び外気温度に依存して算出されることを第３の特徴とす
る。

（２）作用上記第１の特徴によれば、エアミックスダンパが加熱
器を流通する空気量を最大とする開度位置となるまでは
リヒートエアミックスタイプの利点である良好な温度制
御応答性を維持し、またエアミックスダンパが加熱器を
流通する空気量を最大とする開度位置となった後には、
温水流量調節弁のみの制御が行なわれてフルヒートエア
ミックスタイプの利点てある空気温度の安定性を得るこ
とができる。

また上記第２の特徴によれば、外気温が低いときに
は、加熱器を流通する空気量を最大とする開度位置にエ
アミックスダンパの開度を固定したまま温水流量調節弁
のみを制御して、温度むらの少ない空気温度を得ること
が可能となる。

さらに上記第３の特徴によれば、少なくとも内気温度
および外気温度に依存して駆動装置の作動量が算出され
るので、内気温度および外気温度に基づいて空気加熱量
を大とすべきであるとされたときに、加熱器を流通する
空気量を最大とする開度位置にエアミックスダンパの開
度を固定したまま温水流量調節弁のみを制御して、車室
内外の温度変化により吹出し温度が大きく影響を受ける
ことが回避される。

（３）実施例以下、図面により本発明の実施例について説明する
と、先ず本発明の一実施例を示す第１図において、車両
の計器盤（図示せず）内には、空気通路１を形成する通
風ダクト２が収納、配置されている。この通風ダクト２
の一端には、車室（図示せず）内の空気を吸引するため
の第１吸引口３と、車室外の空気を吸引するための第２
吸引口４とが設けられる。また通風ダクト２の他端に
は、フロントウインド（図示せず）に曇り取り用空気を
吹出すための第１吹出口５と、車室内前部乗員の顔面に
向けて空気を吹き出すための第２吹出口６と、車室内の
前部乗員の足元に向けて空気を吹出すための第３吹出口
７とが設けられる。

空気通路１の途中には、その一端側から他端側に向け
て順に、送風機８と、冷却器９としてのエバポレータ
と、加熱器10とが配設される。送風機８は、第１吸引口
３あるいは第２吸引口４から吸引した空気を各吹出口5,
6,7側に向けて送風する。また冷却器９は、エンジン本
体Ｅに連動、連結される圧縮機11、コンデンサ12および
膨張弁13とで閉回路を形成するものであり、空気通路１
の横断面のほぼ全面にわたる大きさを有して空気通路１
に配設される。而して冷却器９を流通する空気は、該冷
却器９で蒸発する冷媒の放冷作用により冷却される。加
熱器10は、エンジン本体Ｅに設けられる水ジャケット
（図示せず）と閉回路を形成するものであり、該閉回路
には加熱器10に供給される温水量を調節するための温水
流量調節弁14が介設される。而して該加熱器10を流通す
る空気は、エンジン冷却水の加熱器10での放熱により流
通空気が加温される。この加熱器10は、空気通路１の横
断面の一部を占めるようにして通風ダクト２の一方の側
面に寄せて配置される。さらに空気通路１の流通方向16
に沿って加熱器10に近接した上流側には、冷却器９を流
通した後に、加熱器10を通過する空気量と加熱器10を迂
回する空気量とを調整して空気温度の調整を行なうため
のエアミックスダンパ17が配設される。

通風ダクト２の一端には、第１および第２吸引口3,4
を選択的に切換えるための吸引口切換ダンパ18が配設さ
れ、この吸引口切換ダンパ18は吸引口切換モータ19によ
り駆動される。また通風ダクト２の他端において、第
１、第２および第３吹出口5,6,7には第１、第２および
第３吹出口ダンパ21,22,23がそれぞれ設けられ、これら
のダンパ21,22,23は吹出口切換モータ24により駆動され
る。

エアミックスダンパ17はリンクあるいはケーブル等の
伝動手段26を介して駆動装置としての電気式サーボモー
タ25に連結され、温水流量調節弁14はリンクあるいはケ
ーブル等の伝動手段27を介してエアミックスダンパ17と
共通の電気式サーボモータ25に連結される。しかも伝動
手段26は、サーボモータ25の作動角に対してエアミック
スダンパ17の作動量が第２図（ａ）で示すようになるべ
く設定され、伝動手段27は、サーボモータ25の作動角に
対して温水流量調節弁14の開度が第２図（ｂ）で示すよ
うになるべく設定される。すなわち水流量調節弁14およ
びエアミックスダンパ17は、サーボモータ25の作動角に
対する温水流量調節弁14の開度ストロークが前記作動角
に対するエアミックスダンパ17の開度ストロークよりも
大となるべくして、電気式サーボモータ25に連結され
る。

車室内の計器盤には制御盤28が配設されており、この
制御盤28には、温度設定器、送風機８の送風量を切換え
るための風量切換スイッチ、内外気切換スイッチ、なら
びに自動運転およびマニュアル運転のいずれかを選択す
るためのスイッチ等が配設される。

該制御盤28からの出力は制御部29に入力され、また制
御部29には、車室内の温度を検出する内気温センサ30、
エンジン室内の温度を検出する外気温センサ31、エンジ
ン冷却水の温度を検出する水温センサ32、ならびに他の
センサ33からの信号も入力される。而して制御部29は、
上記各入力信号に基づいて送風機８、圧縮機11、吸引口
切換モータ19、吹出口切換モータ24および電気式サーボ
モータ25等の作動を制御する。

ここで、電気式サーボモータ25の作動を制御すべく制
御部29に設定されている制御手順について第３図を参照
しながら説明すると、先ず第１ステップS1では、自動制
御であるかマニュアル制御であるかが判断され、自動制
御であるときには第２ステップS2でデータが入力され
る。すなわち設定温度T_S（°Ｃ）、内気温T_R（°Ｃ）、
外気温T_AM（°Ｃ）および日射量ST（kcal/m²・min）が
制御部29に入力される。

第３ステップS3では、上記データを用いた下記の第
（１）式に従い、必要吹出し温度T_aoが演算される。

T_ao＝K₁・T_S−K₂・T_R−K₃・T_AM−K₄・ST−Ｃ……（１）この第（１）式で、K₁，K₂，K₃，K₄,Cは実験により求ま
る定数である。

第３ステップS3で必要吹出し温度T_aoを求めた後の第
４ステップS4では、サーボモータ作動角θが設定され
る。すなわち、第４図で示すように吹出し温度T_aoとサ
ーボモータ作動角θとの関係が予め設定されており、必
要吹出し温度T_aoに対応してサーボモータ作動角θが設
定されることになる。而して、この第４図において、最
低必要吹出し温度T_ao0に対応する作動角０度から最高必
要吹出し温度T_ao2に対応する作動角θ_２間で電気式サー
ボモータ25の作動角が必要吹出し温度T_aoに対応して設
定されているが、作動角θ_２以下の作動角θ_１では第２
図（ａ）で示すようにエアミックスダンパ17が高温側の
最大開度まで作動しているのに対し、温水流量調節弁14
の開度は前記作動角θ_１では全開状態となっておらず、
作動角θ_２で温水流量調節弁14が全開状態となる。

第５ステップS5では、第４ステップS4で設定された作
動角θに応じた制御信号が電気式サーボモータ25に与え
られ、それによりサーボモータ25の作動が制御される。

次にこの実施例の作用について説明すると、必要吹出
し温度がT_ao0〜T_ao1の範囲、すなわち電気式サーボモー
タ25の作動角θが０度〜θ_１度の範囲では、冷却器９を
通過した後の空気の加熱器10を流通する空気量の割合が
エアミックスダンパ17により制御されるとともに、温水
流量調節弁14の開度変化により加熱器10に供給される温
水量が制御される。この制御態様は従来からあるリヒー
トエアミックスタイプのものと同様であり、温度制御の
応答性を優れたものとすることができる。

また必要吹出し温度T_aoがT_ao1を超える範囲、すなわ
ち電気式サーボモータ25の作動角θがθ_１を超える範囲
では、エアミックスダンパ17は加熱器10を流通する空気
量を最大とする開度まで作動したままであるのに対し、
温水流量調節弁14は、電気式サーボモータ25がθ_１〜θ
_２の範囲で作動するのに応じて開度変化し、それにより
加熱器10に供給される温水量が制御される。これは、従
来からあるフルヒートエアミックスタイプの制御態様と
同様であり、したがって空気の混合むらが生じるのを極
力回避し、安定した温度を得ることが可能となる。しか
も制御部29では、少なくとも内気温T_Rおよび外気温T_AM
に依存して必要吹出し温度T_aoを演算し、それによりサ
ーボモータ25の作動角が定められるので、きめ細やかな
空気温度を得ることが可能となる。

本発明のさらに他の実施例として制御部29において、
第５図で示すような制御手順を設定してもよい。

第５図において、第１ステップS1ないし第３ステップ
S3は、前述の第３図の第１ないし第３ステップS3と同様
であり、第４ステップS4で外気温T_AMが−10°Ｃを超え
るかどうかが判断される。ここでT_AM＞−10°Ｃでは前
述の第４図において吹出し温度T_aoが作動角θ_１以下の
範囲となるものである。第４ステップS4でT_AM＞−10°
Ｃであると判断されたときには、第５ステップS5で前述
の第４図に基づきサーボモータ作動角θが設定される。
而してこの第５ステップS5で設定されるサーボモータ作
動角θはθ_１未満である。

第４ステップS4でT_AM≦−10°Ｃと判断されたときに
は第６ステップS6に進み、この第６ステップS6では第６
図に基づいてサーボモータ作動角θが設定される。この
第６図において、サーボモータ作動角θは、−10°Ｃの
外気温T_AMに対応する作動角θ_１と、−30°Ｃの外気温T
_AMに対応する作動角θ_２との間で作動角θが直線的に設
定されている。

第７ステップS7では、第５ステップS5あるいは第６ス
テップS6において設定された作動角θに対応する制御信
号が電気式サーボモータ25に与えられる。

このようにすると、リヒートエアミックスタイプでは
温度むらが特に生じやすい低温時には、所謂フルヒート
エアミックスタイプと同様の制御態様となり、温度むら
が生じるのを極力回避して安定した温度を得ることが可
能となる。

ところで、以上の各実施例では、作動角θ_１から作動
角θ_２までの間での温水流量調節弁14の開度ストローク
を直線的に示して説明したが、実験値等により非線形と
して最適の値に設定することも可能である。

以上の実施例では、自動制御による空気調和装置につ
いて説明したが、マニュアル制御による空気調和装置に
本発明を適用することも可能であり、次に第７図ないし
第９図を参照しながら温水流量調節弁14およびエアミッ
クスダンパ17の作動をマニュアル制御する場合の実施例
について説明する。

車室内に配設されたコントロールパネルには、駆動装
置としての温度制御レバー31が、低温側である角度０度
から高温側である角度θ_２′までの間で回動操作可能に
設けられており、温水流量調節弁14およびエアミックス
ダンパ17は、伝動手段32を介して該温度制御レバー31に
連結される。

伝動手段32は、温度制御レバー31に一端が連結される
ワイヤケーブル33と、該ワイヤケーブル33の他端に一端
が連結される第１揺動リンク34と、温水流量調節弁14の
弁軸14aに一端が固設されたレバー35および第１揺動リ
ンク34の一端間を連結するワイヤケーブル36と、第１揺
動リンク34の他端に一端が連結される第２揺動リンク37
と、エアミックスダンパ17のダンパ軸17aに一端が固設
されたレバー38の他端および第２揺動リンク37の他端間
を連結するワイヤケーブル39とを備える。

第１および第２揺動リンク34,37は、それらの中間部
が支軸40,41により揺動可能に支承されており、第１揺
動リンク34の他端に設けた係合孔42に第２揺動リンク37
の一端に設けた係合ピン43が係合される。しかも、係合
孔42は、温度制御レバー31が第７図示のように作動角θ
_２′度である状態から第８図で示すように作動角θ_１′
となる状態までの間では、温度制御レバー31の作動によ
る第１揺動リンク34の回動作動にかかわらず係合ピン43
に係合せず、温度制御レバー31が第８図示のように作動
角θ_１′度である状態から第９図で示すように作動角０
度となる状態までの間では、温度制御レバー31の作動に
よる第１揺動リンク34の回動作動に応じて係合ピン43に
係合して第２揺動リンク37を回動せしめるべく形成され
る。

また、第１揺動リンク34、ワイヤケーブル36およびレ
バー35は、第１揺動リンク34が温度制御レバー31の０度
から作動角θ_２′までの作動に応じて回動することによ
り、温水流量調節弁14をその全閉状態から全開状態まで
作動せしめるように寸法が設定され、第２揺動リンク3
7、ワイヤケーブル39およびレバー38は、温度制御レバ
ー31の０度から作動角θ_１′までの作動に応じて第２揺
動リンク37が回動することにより加熱器10を流通する空
気量が最小の状態から最大の状態まで作動するように寸
法が設定される。

このようにしても、エアミックスダンパ17が加熱器10
を流通する空気量を最大とする開度位置となるまでは良
好な温度制御応答性を維持し、またエアミックスダンパ
17が加熱器10を流通する空気量を最大とする開度位置と
なった後には、温水流量調節弁14のみの制御を行なうよ
うにして空気温度の安定性を得ることができる。

なお、以上の各実施例では自動制御態様における駆動
装置として電気式サーボモータ25、マニュアル制御態様
における駆動装置として温度制御レバー31を示したが、
駆動装置は、それらのものに限定されるものではない。

C.発明の効果以上のように本発明の第１の特徴によれば、温水流量
調節弁およびエアミックスダンパは、温水流量調節弁の
駆動装置作動量に対する開度ストロークがエアミックス
ダンパの駆動装置作動量に対する開度ストロークよりも
大となるべくして、駆動装置に連結されるので、リヒー
トエアミックスタイプの利点である優れた温度制御応答
性を得ることができるとともに、フルヒートエアミック
スタイプの利点である安定した空気温度の達成が可能と
なる。

また本発明の第２の特徴によれば、駆動装置の作動を
制御する制御部では、エアミックスダンパの開度ストロ
ークを超えて温水流量調節弁の開度制御を行なう範囲の
駆動装置作動量が外気温度のみに依存して設定されるの
で、特に温度むらが生じ易く、かつ温度むらにより不快
感が大きくなる低温時に、温度むらの発生を極力防止し
て安定した空気温度を得ることができる。

さらに本発明の第３の特徴によれば、駆動装置の作動
量を制御する制御部では、エアミックスダンパの開度ス
トロークを超えて温水流量調節弁の開度制御を行なう範
囲の駆動装置作動量が少なくとも内気温度および外気温
度に依存して算出されるので、車室内外の熱量の変動に
対し空気吹出し温度が大きく影響されることを回避し、
特に自動制御に用いることによりきめ細やかな空気温度
を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第１図は全体概略図、第２図は電気式サーボモータ
作動角に対するエアミックスダンパおよび温水流量調節
弁の開度を示す線図、第３図は制御部における制御手順
を示すフローチャート、第４図は吹出し温度およびサー
ボモータ作動角の関係を示す線図、第５図および第６図
は本発明の他の実施例を示すものであり、第５図は制御
手順を示すフローチャート、第６図は低温時の外気温お
よびサーボモータ作動角の関係を示す線図、第７図ない
し第９図は本発明のさらに他の実施例を示すものであ
り、第７図は温度制御レバーを高温側に操作したときを
示す伝動手段の概略図、第８図は温度制御レバーを高温
側および低温側の中間部に操作した状態を示す第７図に
対応した概略図、第９図は温度制御レバーを低温側に操
作したときを示す第７図に対応した概略図である。２……通風ダクト、９……冷却器、10……加熱器、14…
…温水流量調節弁、17……エアミックスダンパ、25……
駆動装置としての電気式サーボモータ、29……制御部、
31……駆動装置としての温度制御レバー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内に向けて空気を供給するための通風
ダクトと、冷風を得るべく該通風ダクトの途中に配設さ
れる冷却器と、温風を得るべく該通風ダクトの途中に配
設される加熱器と、該加熱器への温水供給量を調節する
ための温水流量調節弁と、冷却器により冷却される空気
量および加熱器により加熱される空気量の混合割合を調
節すべく通風ダクト内に配設されるエアミックスダンパ
と、温水流量調節弁およびエアミックスダンパが共通に
連結される駆動装置とを備える車両用空気調和装置にお
いて、温水流量調節弁およびエアミックスダンパは、温
水流量調節弁の駆動装置作動量に対する開度ストローク
がエアミックスダンパの駆動装置作動量に対する開度ス
トロークよりも大となるべくして、駆動装置に連結され
ることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】駆動装置の作動を制御する制御部では、エ
アミックスダンパの開度ストロークを超えて温水流量調
節弁の開度制御を行なう範囲の駆動装置作動量が外気温
度のみに依存して設定されることを特徴とする第（１）
項記載の車両用空気調和装置。
【請求項３】駆動装置の作動量を制御する制御部では、
エアミックスダンパの開度ストロークを超えて温水流量
調節弁の開度制御を行なう範囲の駆動装置作動量が少な
くとも内気温度および外気温度に依存して算出されるこ
とを特徴とする第（１）項記載の車両用空気調和装置。