JP2787613B2 - 自動車用空調装置の脈動風制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、前席空間と後席空間に別々に供給される
脈動風を制御する自動車用空調装置の脈動風制御装置に
関する。

（従来の技術） 送風量を脈動させるいわゆるゆらぎ制御として、例え
ば特開昭56−23657号公報において示されるように、送
風機の回転数に基づく吹出風量の基準を設定器で定め、
脈動の有無を決定する切換スイッチの投入により前記基
準風量に所定の脈動を与えるようにしたものは公知であ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前席空間と後席空間とを別々の空調ユ
ニットをもって温調制御するいわゆるツインタイプの自
動車用空調装置に、上述の制御をそのまま用いて前後席
へ供給される風量を独立に脈動させる場合には、特に後
席空間において、前席空間から後席空間へ流れる前席用
空調ユニットから吹出す脈動風の一部が後席用空調ユニ
ットから吹出す脈動風と干渉し、後席用空調ユニットか
ら吹出す脈動風が打ち消される等、意図するゆらぎ風が
得られない欠点があった。

そこで、この発明においては、上記欠点を解消し、前
席用空調ユニットと後席用空調ユニットの両方の送風機
がゆらぎ制御を行なう状態にある場合に、双方のゆらぎ
制御を阻害しにくい空調状態を形成することができる脈
動風制御装置を提供することを課題としている。

（課題を解決するための手段） しかして、この発明の要旨とするところは、第１図に
示すように、前席用空調ユニットに設けられて前席空間
へ空気を供給する送風機と、後席用空調ユニットに設け
られて後席空間へ空気を供給する送風機と、車室内外の
温度と設定温度とを少なくとも考慮して各ユニットの空
調機器を制御する基準制御信号を演算する基準制御信号
演算手段100と、前席用空調ユニットの送風機が駆動状
態にあるか否かを判定するフロントファン駆動状態判定
手段200と、後席用空調ユニットの送風機が駆動状態に
あるか否かを判定するリアファン駆動状態判定手段300
と、前記基準制御信号に基づいて、前記フロントファン
駆動状態判定手段200により前記前席用空調ユニットの
送風機が駆動状態にあると判定された場合に前記前席空
間へ供給する基準風量を演算し、前記リアファン駆動状
態判定手段300により前記後席用ユニットの送風機が駆
動状態にあると判定された場合に前記後席空間へ供給す
る基準風量を演算する基準風量演算手段400と、前記基
準風量をベースにして該基準風量にゆらぎを与える制御
を開始する条件下にあるか否かを判定するゆらぎ制御開
始判定手段500と、前記ゆらぎ制御判定手段500によりゆ
らぎ制御を開始する条件下にないと判定された場合には
前記基準風量をもって車室へ供給する目標風量とし、前
記ゆらぎ制御判定手段500によりゆらぎ制御を開始する
条件下にあると判定され、前記フロントファン及びリア
ファン駆動状態判定手段200,300により前記前席用空調
ユニットの送風機のみが駆動状態にあると判定された場
合には、所定の脈動パターンで前記前席空調へ供給する
基準風量に脈動を与える目標風量を演算し、ゆらぎ制御
を開始する条件下にあると判定され、前記後席用空調ユ
ニットの送風機のみが駆動状態にあると判定された場合
には、所定の脈動パターンで前記後席空間へ供給する基
準風量に脈動を与える目標風量を演算し、ゆらぎ制御を
開始する条件下にあると判定され、前記前席用空調ユニ
ットと後席用空調ユニットの両方の送風機が駆動状態に
あると判定された場合には、前記前席空間への供給風と
前記後席空間への供給風との干渉を緩和させる所定の相
関を持たせたそれぞれの脈動パターンに基づいて前記前
席空間と後席空間に供給するそれぞれの基準風量に脈動
を与える目標風量を演算する目標風量演算手段600と、
この目標風量演算手段600による演算結果に基づいて前
記前席用空調ユニットの送風機を駆動させるフロントフ
ァン駆動手段700と、前記目標風量演算手段による結果
に基づいて前記後席用空調ユニットの送風機を駆動させ
るリアファン駆動手段800とを具備することことにあ
る。

（作用） したがって、ゆらぎ制御において、前席用空調ユニッ
トの送風機が単独にて作動する場合や後席用空調ユニッ
トの送風機が単独にて作動する場合には、脈動風の干渉
が生じないので、基準風量演算手段で演算された基準風
量をもとにして単独で所定の脈動パターンを有する目標
風量が目標風量演算手段にて演算されるが、前席用空調
ユニットと後席用空調ユニットの両方の送風機が作動す
る場合には、目標風量演算手段により前席用空調ユニッ
トの送風機に対する脈動パターンと後席用空調ユニット
の送風機に対する脈動パターンとが干渉を生じない所定
の関連をもって決定され、このパターンを有する風量が
それぞれ車室の前席空間と後席空間に供給されるので、
後席用空調ユニットから後席空間へ供給される脈動風が
前席空間に供給される脈動風によって損なわれてしまう
虞れが少なくなり、そのため、上記課題を達成すること
ができるものである。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第２図において、自動車用空調装置は、前席用空調ユ
ニット１と後席用空調ユニット２とを備えており、前席
用空調ユニット１は、空調ダクト３の最上流側にインテ
ークドア切換装置４が設けられ、このインテークドア切
換装置４は、内気入口５と外気入口６とが分かれた部分
に内外気切換ドア７が配置され、この内外気切換ドア７
をアクチュエータ８により操作して空調ダクト３内に導
入すべき空気を内気と外気とに選択できるようになって
いる。

送風機９は、空調ダクト３内に空気を吸い込んで下流
側に送風するもので、この送風機９の後方にはエバポレ
ータ10とヒータコア11とが設けられている。

また、ヒータコア11の前方にはエアミックスドア12が
設けられており、このエアミックスドア12の開度をアク
チュエータ13により調節することで、ヒータコア11を通
過する空気とヒータコア11をバイパスする空気との割合
が調節されるようになっている。

さらに、ヒータコア11の下流側はデフロスト吹出口1
4、ベント吹出口15及びフット吹出口16に分かれて前席
空間17に開口し、その分かれた部分にモードドア18a〜1
8cが設けられ、このモードドア18a〜18cをアクチュエー
タ19で操作することで吹出モードがデフロストモード、
ベントモード、バイレベルモード、フットモードに切り
換えられるようになっている。

これに対して、後席用空調ユニット２は、後席空間20
の空気を吸引する送風機21を空調ダクト22の最上流側に
有し、その後方に前席用空調ユニット１と同様にエバポ
レータ23とヒータコア24が配置されている。

このヒータコア24の前方にもエアミックスドア25が設
けられており、このエアミックスドア25の開度をアクチ
ュエータ26により調節することで、ヒータコア24を通過
する空気とヒータコア24をバイパスする空気との割合が
調節されるようになっている。そして、ヒータコア24の
下流側はベント吹出口27及びフット吹出口28に分かれて
後席空間20に開口し、その分かれた部分にモードドア29
a,29bが設けられ、このモードドア29a,29bをアクチュエ
ータ30で操作することで吹出モードがベントモード、バ
イレベルモード、フットモードに切り換えられるように
なっている。

前記前席用空調ユニット１及び後席用空調ユニット２
のエバポレータ10,23は、図示しない共通するコンプレ
ッサ、コンデンサ、リキッドタンク及びエクスパンショ
ンバルブと共に並列に配管結合されて冷房サイクルを構
成しており、後席用空調ユニット２のエバポレータ23に
対しては、図示しない電磁弁のON/OFFによりコンプレッ
サから送られる冷媒が断続制御されるようになってい
る。また、前記コンプレッサは、図示しない自動車のエ
ンジンに電磁クラッチを介して連結され、該エンジンを
駆動源としている。

そして、前記アクチュエータ8,13,19,26,30、送風機
9,21のモータは、それぞれ駆動回路40a〜40gを介してマ
イクロコンピュータ41からの出力信号に基づいて制御さ
れる。

このマイクロコンピュータ41は、図示しない中央処理
装置（CPU）、読出し専用メモリ（ROM）、ランダムアク
セスメモリ（RAM）、入出力ポート（I/O）等を持つそれ
自体周知のもので、該マイクロコンピュータ41には、車
室内の温度を検出する室内温度センサ42からの室内温度
T_INC、外気の温度を検出する外気温度センサ43からの外
気温T_AMB及び日射量を検出する日射センサ44からの日射
量Q_SUNの信号がマルチプレクサ46を介して選択され、A/
D変換器47を介してデジタル信号に変換されて入力され
る。

また、マイクロコンピュータ41には、前席側に取付け
られた前席用空調ユニット１の操作パネル48と後席用空
調ユニット２の操作パネル58とからの出力信号が入力さ
れる。

前席用空調ユニット１の操作パネル48は、コンプレッ
サを作動させるA/Cスイッチ49と経済的な冷房サイクル
制御を行なうECONスイッチ50とを有し、前席用空調ユニ
ット１の各空調機器はこれらいずれかのスイッチが押さ
れるとオート制御モードに入る。また、操作パネル48
は、前席用空調ユニット１の空調機器の作動を停止させ
るOFFスイッチ51、吹出モードをデフロストモード（DE
F）に設定するDEFスイッチ52、車室内の温度を設定する
温度設定器53、送風能力を設定する送風能力設定器54、
デフロストモード以外の吹出モード（ベントモード、バ
イレベルモード、フットモード）に設定する吹出モード
設定器55、吸入モードを外気のみを導入するモード（FR
ESH）、内気のみを導入するモード（REC）、または外気
と内気とを所定の比率で導入するモード（MIX）に設定
する吸入モード設定器56を備え、設定された温度、送風
能力、吹出モード、吸入モードがマイクロコンピュータ
41により制御される表示部57に表示される。

また、後席用空調ユニット２の操作パネル58は、前記
コンプレッサ及び電磁弁を作動させるA/Cスイッチ59と
経済的な冷房サイクル制御を行なうECONスイッチ60とを
有し、後席用空調ユニットの各空調機器は、これらいず
れかのスイッチが押されるとオート制御モードに入る。
また、操作パネル58は、後席用空調ユニット２の空調機
器の作動を停止させるOFFスイッチ61、送風能力を設定
する送風能力設定器62、吹出モード（ベントモード、バ
イレベルモード、フットモード）を設定する吹出モード
設定器63を備え、設定された送風能力、吹出モードがマ
イクロコンピュータ41により制御される表示部64に表示
される。

第３図において、前記マイクロコンピュータ41による
空調機器のメイン制御がフローチャートとして示され、
マイクロコンピュータ41は、電源が投入されることによ
りスタートステップからプログラムの実行を開始し、ス
テップ70において設定温度T_PTC、車室内温度T_INC、外気
温T_AMB、日射量Q_SUN等の各信号を入力する処理を行な
う。

そして、次のステップ72において、例えば（１）式に
基づいて車室内温度を設定温度に近づけるための目標吹
出温度X_Mを演算する。

X_M＝Ａ・T_PCT−Ｂ・T_INC−Ｃ・T_AMB −Ｄ・Q_SUN＋Ｅ …（１）式 ここで、Ａ〜Ｅは演算定数を表わし、X_Mが大きい場合
には暖房要請が強いことを、またX_Mが小さい場合には冷
房要請が強いことを示す。

目標吹出温度X_Mが演算された後は、ステップ74〜80に
おいて、前席用空調ユニット１のエアミックスドア12の
開度、送風機（FAN）９の回転速度、吹出モードの設
定、インテークドア７の位置、また、後席用空調ユニッ
ト２のエアミックスドア25の開度、送風機（FAN）21の
回転速度、吹出モードの設定が、目標吹出温度X_Mに基づ
いて予め記憶された所定の特性パターンになるよう選定
され、それぞれの駆動回路40a〜40gを介して各空調機器
を駆動制御するようになっている。

上記各空調機器の制御のうち、送風機9,21の具体的な
制御例が第４図においてフローチャートとして示され、
この制御例においてマイクロコンピュータ41は、ステッ
プ81において送風量のゆらぎ制御をスタートさせる条件
下にあるか否かを判定する。

このゆらぎ制御の有無の判定は、いろいろな判定基準
をもって行なうことができるが、好ましくは、車室内の
温調状態が目標とする温調状態に近づいていく過渡状態
ではゆらぎ制御を行なわず、目標とする温調状態になっ
て車室内温調が安定する場合にゆらぎ制御を開始するよ
うな判定基準を選択するのがよい。このため、前記目標
吹出温度X_Mが車室内の温調状態を推し量る目安になるこ
とから、このX_Mが目標の温調状態に対応する値であるか
否かをもってゆらぎ制御の有無を判別すること等が考え
られる。また、吹出モードがベント吹出口15,27を開口
するモード（ベントモード（VENT）、バイレベルモード
（BI/L））であるか否かを判定する判断基準を同ステッ
プ81に加え、ベント吹出口15,27が開口する場合にのみ
ゆらぎ制御を開始させるようにしてもよい。

そして、ステップ81において、ゆらぎ制御をスタート
させる条件下にないと判定された場合には、ステップ82
へ進み、前記ステップ72で算出された目標吹出温度X_Mに
基づき、予め実験により設定されたステップ82に示され
る所定の特性パターンが得られるように、送風機9,21の
モータに印加する基準電圧V_S、即ち、車室に供給する基
準風量を演算する。

ここで、基準風量V_Sを得る特性パターンは、目標吹出
温度X_Mの所定の中間領域において送風機9,21が低速（LO
W）になるようにし、所定の中間領域よりX_Mが大きくま
たは小さくなるにつれて徐々にV_Sが大きくなるように変
化し、X_Mが所定の中間領域から大きくずれた場合には送
風機9,21が高速（HI）になるようにしてある。さらに、
この実施例においては、基準風量のLOWからHIへの変化
割合（傾き）を前席空調ユニット１の送風機（フロント
FAN）９に対しては大きく、後席用空調ユニット２の送
風機（リアFAN）21に対しては小さくしてあり、前席空
間17の日射による影響等が後席空間20よりも大きいこ
と、また、後席空間20には前席空間17に吹出す吹出風に
よる影響があること等が考慮されている。

これに対して、ステップ81において、ゆらぎ制御をス
タートさせる条件下にあると判定された場合には、ステ
ップ83において、リアFAN21が駆動状態（ON）にあるか
否かを、またステップ84または85において、フロントFA
N9が駆動状態（ON）にあるか否かを判定する。

前後席両方の操作パネル48,58のOFFスイッチ51,61が
押されて、リアFANもフロントFANも駆動状態が解除され
た場合には、送風機9,21の駆動制御を行なわず、この送
風機制御のルーチンを抜けて次の制御へ移行する。

また、リアFAN21が駆動状態にあり、フロントFAN9が
停止状態にあると判定された場合には、ステップ86へ進
み、計時用変数Ｔが零であるかまたは所定値T₁（sec）
より大きいか否かを判定する。このＴは、初期において
は０にセットされている。ステップ86でＴ＝０またはＴ
＞T₁であれば、ステップ87へ進み、タイマをリセットし
た後スタートさせ、計時を開始してステップ88へ進み、
０＜Ｔ≦T₁であればステップ87をバイパスしてステップ
88へ進む。ステップ88においては、前記ステップ82で算
出されたリアFAN21の基準風量をベースにして、例えば
ステップ88に示されるように、前記Ｔに基づく周期T₁の
所定の脈動パターンになるよう基準風量を変化させるゆ
らぎ風量（リアFANに印加する電圧）を算出し、その値
に基づいて駆動回路40gを介して送風機21を駆動させ
る。この際、フロントFAN9の駆動制御は行なわれない。

リアFAN21が停止状態にあり、フロントFAN9が駆動状
態にあると判定された場合にはステップ86,87へ進み、
同様に計時用変数Ｔを零からT₁（sec）まで繰り返し可
変させ、ステップ88において、ステップ82で算出された
フロントFAN9の基準風量をベースにしてＴに基づく周期
T₁の所定の脈動パターンになるよう基準風量を変化させ
るゆらぎ風量（フロントFANに印加する電圧）を算出
し、その値に基づいて駆動回路40fを介して送風機９を
駆動させる。この際、リアFAN21の駆動制御は行なわれ
ない。

ステップ83においてリアFAN21が駆動状態にあり、ス
テップ84においてフロントFAN9が駆動状態にあると判定
された場合は、ステップ89,90へ進み、前記ステップ86,
87と同様、計時用変数Ｔを零からT₁（sec）まで繰り返
し可変させ、ステップ91において、ステップ82で算出さ
れたフロントFAN9とリアFAN21の基準風量をベースにし
てＴに基づいて予め決定された所定の脈動パターンが得
られるようにそれぞれの基準風量を変化させるゆらぎ風
量を算出し、その値に基づいてフロントFAN9とリアFAN2
1をそれぞれ駆動させる。

このステップ91の制御において、フロントFAN9を駆動
させる脈動パターンとリアFAN21を駆動させる脈動パタ
ーンは同じものを用い、フロントFAN9を駆動させる脈動
パターンに対してリアFAN21を駆動させる脈動パターン
は所定の遅れを持たせてある。この遅れ時間は、例えば
フロントFAN9による脈動風の一部が後席空間20へ送られ
るのに要する時間に一致させてある。

このため、フロントFAN9による脈動風の一部が後席空
間20へ送られても、リアFAN21による脈動風を打ち消す
ような干渉は行なわれなくなる。

尚、ステップ91に示す実施例ではフロント側及びリア
側の基準風量が同じになる場合を示しているが、これ
は、車室内の温調状態が安定する場合には両方の基準風
量がLOWレベルまたはこれに近いレベルになるようにX_M
の演算式（（１）式）の各変数が選択されているからで
あり、基準風量が異なっていても同様の作用効果を有す
ることは言うまでもない。

また、この実施例においては、干渉によって所定の脈
動風が得られなくなる不都合を脈動パターンの遅延をも
って解消するようにしているが、前席用空調ユニット１
と後席用空調ユニット２の送風機9,21を、相対する送風
機の制御パターンで同期させるようにしてもよい。

さらに、この実施例においては、前席用空調ユニット
１の送風機９と後席用空調ユニット２の送風機21の一方
が駆動する場合には、いずれの送風機が駆動しても例え
ばステップ88に示す同じ脈動パターンを用いてゆらぎ風
量を形成するようにしたが、前席側と後席側とで異なる
脈動パターンを用いるようにしてもよい。この場合に、
両方の送風機9,21が駆動する状態では、一方の脈動パタ
ーンを優先的に用いてステップ91の処理が行なわれるよ
うにする。また、優先させる脈動パターンは、切換スイ
ッチにより選択できるようにしておいてもよいものであ
る。

また、吹出口に周期的に開口するルーバ（スイングル
ーバ）を備えた空調ユニットを用いる場合には、後席用
空調ユニットのスイングルーバの回動を前席用空調ユニ
ットのスイングルーバの回動に対して遅延させる等の処
理を加えてもよい。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、前席用空調ユ
ニットの送風機と後席用空調ユニットの送風機とによる
ゆらぎ制御が同時に行なわれる場合には、双方のゆらぎ
制御による脈動パターンが吹出風の干渉を抑えるように
所定の関連を持たせて形成されるので、後席用空調ユニ
ットから吹出される脈動風が打ち消される等の弊害が少
なくなり、前席側と後席側の双方のゆらぎ制御を阻害し
にくい空調状態を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を示す機能ブロック図、第２図はこの
発明における自動車用空調装置の実施例を示す概略構成
図、第３図は同上において用いられるマイクロコンピュ
ータのメイン制御例を示すフローチャート、第４図は同
上における制御のうち送風機の制御動作例を示すフロー
チャートである。 9,21……送風機、100……基準制御信号演算手段、200…
…フロントファン駆動状態判定手段、300……リアファ
ン駆動状態判定手段、400……基準風量演算手段、500…
…ゆらぎ制御開始判定手段、600……目標風量演算手
段、700……フロントファン駆動手段、800……リアファ
ン駆動手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前席用空調ユニットに設けられて前席空間
   へ空気を供給する送風機と、 後席用空調ユニットに設けられて後席空間へ空気を供給
   する送風機と、 車室内外の温度と設定温度とを少なくとも考慮して各ユ
   ニットの空調機器を制御する基準制御信号を演算する基
   準制御信号演算手段と、 前席用空調ユニットの送風機が駆動状態にあるか否かを
   判定するフロントファン駆動状態判定手段と、 後席用空調ユニットの送風機が駆動状態にあるか否かを
   判定するリアファン駆動状態判定手段と、 前記基準制御信号に基づいて、前記フロントファン駆動
   状態判定手段により前記前席用空調ユニットの送風機が
   駆動状態にあると判定された場合に前記前席空間へ供給
   する基準風量を演算し、前記リアファン駆動状態判定手
   段により前記後席用ユニットの送風機が駆動状態にある
   と判定された場合に前記後席空間へ供給する基準風量を
   演算する基準風量演算手段と、 前記基準風量をベースにして該基準風量にゆらぎを与え
   る制御を開始する条件下にあるか否かを判定するゆらぎ
   制御開始判定手段と、 前記ゆらぎ制御判定手段によりゆらぎ制御を開始する条
   件下にないと判定された場合には前記基準風量をもって
   車室へ供給する目標風量とし、前記ゆらぎ制御判定手段
   によりゆらぎ制御を開始する条件下にあると判定され、
   前記フロントファン及びリアファン駆動状態判定手段に
   より前記前席用空調ユニットの送風機のみが駆動状態に
   あると判定された場合には、所定の脈動パターンで前記
   前席空間へ供給する基準風量に脈動を与える目標風量を
   演算し、ゆらぎ制御を開始する条件下にあると判定さ
   れ、前記後席用空調ユニットの送風機のみが駆動状態に
   あると判定された場合には、所定の脈動パターンで前記
   後席空間へ供給する基準風量に脈動を与える目標風量を
   演算し、ゆらぎ制御を開始する条件下にあると判定さ
   れ、前記前席用空調ユニットと後席用空調ユニットの両
   方の送風機が駆動状態にあると判定された場合には、前
   記前席空間への供給風と前記後席空間への供給風との干
   渉を緩和させる所定の相関を持たせたそれぞれの脈動パ
   ターンに基づいて前記前席空間と後席空間に供給するそ
   れぞれの基準風量に脈動を与える目標風量を演算する目
   標風量演算手段と、 この目標風量演算手段による演算結果に基づいて前記前
   席用空調ユニットの送風機を駆動させるフロントファン
   駆動手段と、 前記目標風量演算手段による結果に基づいて前記後席用
   空調ユニットの送風機を駆動させるリアファン駆動手段
   と、 を具備することを特徴とする自動車用空調装置の脈動風
   制御装置。