JP2829765B2

JP2829765B2 - 自動車用空調装置のインテークドア制御装置

Info

Publication number: JP2829765B2
Application number: JP2095491A
Authority: JP
Inventors: 一夫藤井
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JPH03295714A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、自動車用空調装置に用いられるインテー
クドアを目標とする外気導入率が得られるように駆動制
御する装置に関する。

（従来の技術）インテークドアの制御装置として、従来、例えば特開
昭63−222918号公報に示されるようなリニア制御は公知
である。これは、エバポレータの吹出温度と冷房サイク
ルの稼動状態とに基づいて、予め決定された条件判別テ
ーブルから目標とする外気導入と内気導入との混合比率
を決定し、外気導入量を冷房サイクルの冷却能力に合せ
て調節するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記装置はインテークドアの開度が外
気導入率と一致することを前提としているので、吸込外
気量がインテークドアの位置に比例する限り、正確な制
御を行なえるものであるが、実際には、空調装置のレイ
アウトの仕方や空調装置そのものの構造上の理由から、
実際の外気導入率、即ち吸込外気量は必ずしもリニアに
変化しないので、エバポレータの熱負荷に誤差を生じ、
精度の高い空調制御が行えない欠点があった。しかも、
前記誤差の程度は、車種が異なったり、例えばブロワユ
ニットの特性等を設計変更する場合には異なるので、車
種変動や設計変更に容易に対処できるインテークドア制
御装置の構成が望まれていた。

また、インテークドアの開度が同じであっても、車速
が大きい場合には小さい場合に比べて、また窓ガラスの
開けている場合には閉じている場合に比べて吸込外気量
が多くなるので、インテークドアの開度がそのまま外気
導入率であるとする従来の技術においては、本来必要と
なる所定の吸込外気量と異なる外気量が空調ダクト内に
導入され、吹き出風量の変動を招く不都合がある。

そこで、この発明においては、目標とする吸込外気量
と実際の吸込外気量とのギャップを埋めるために、イン
テークドアの位置を修正することで精度の高い安定した
空調制御を行ない、更には、車種変動や設定変更に容易
に対処できる自動車用空調装置のインテークドア制御装
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
示されるように、空調ダクトの内気入口と外気入口とが
分かれた部分に設けられて内気と外気との導入比率を変
更するインテークドアと、少なくとも車室内外の温度と
車室内の設定温度とに基づいて熱負荷を演算する熱負荷
演算手段100と、前記熱負荷演算手段100の演算結果に基
づいて目標とする外気導入率を演算する目標外気導入率
演算手段200と、前記インテークドアの位置を検出する
インテークドア位置検出手段300と、予め求められた前
記インテークドアの位置に応じて変化する実際の外気導
入率のデータマップに基づき、前記インテークドア位置
検出手段300で検出されたインテークドアの位置から前
記データマップ上の外気導入率を演算する実外気導入率
演算手段400と、前記実外気導入率演算手段400の演算結
果が、前記目標外気導入率演算手段200の演算結果に一
致するよう前記インテークドアの位置を決定するインテ
ークドア位置決定手段500と、このインテークドア位置
決定手段500の出力に基づいて前記インテークドアを駆
動制御するインテークドア駆動制御手段600とを具備す
ることにある。

（作用）したがって、実外気導入率演算手段により、実際に測
定された非線形な外気導入率のデータマップからインテ
ークドアの位置に対応した実外気導入率が求められ、こ
れが目標外気導入率と一致するように、インテークドア
位置決定手段によりインテークドアの位置が修正される
ので、本来目標とする吸込風量を正確に得ることができ
るものである。また、データマップのみを入り替えれば
各車種や設計変更に対応したインテークドア制御が容易
に行なえるし、データマップを車速の変化や窓の開閉等
を考慮して形成しておけば、車速の変化や窓の開閉等に
かかわらず安定した吸込外気量が得られ、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、自動車空調装置は、空調ダクト１の
最上流側にインテーク装置２が設けられ、このインテー
ク装置２は、内気入口３と外気入口４とが分かれた部分
にインテークドア５が配置され、このインテークドア５
の位置Ｘをアクチュエータ６により操作して空調ダクト
１内に導入すべき内気と外気との比率を可変できるよう
になっている。尚、ここでインテークドア５の位置Ｘ
は、該インテークドア５内気入口３を閉鎖する位置（実
線で示す）にあるときを100％とし、外気入口４を閉鎖
する位置（２点鎖線で示す）にあるときを０％とする。

送風機７は、空調ダクト１内に空気を吸い込んで下流
側へ送風するもので、この送風機７の後方には、エバポ
レータ８とヒータコア９とが設けられている。

また、ヒータコア９の前方にはエアミックスドア10が
設けられており、このエアミックスドア10の開度をアク
チュエータ11により調節することで、ヒータコア９を通
過する空気と、ヒータコア９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
９の下流側はデフロスト吹出口12、ベント吹出口13及び
ヒート吹出口14に分かれて車室15に開口し、その分かれ
た部分にモードドア16a,16b,16cが設けられ、このモー
ドドア16a,16b,16cをアクチュエータ17で操作すること
で吹出モードが切換えられるようになっている。

そして、前記アクチュエータ17、送風機７及びモード
ドア16a,16b,16cは、それぞれ駆動回路（図示せず）か
らの出力信号に基づいて制御され、これらの駆動回路
は、マイクロコンピュータ（図示せず）に接続されてい
る。そして、これら駆動回路及びマイクロコンピュータ
は、図示しないA/D変換器、マルチプレクサと共にコン
トロールユニット18を構成している。

このコントロールユニット18には、車室内の温度を検
出する車室内温度センサ20,外気温を検出する外気温度
センサ21,日射量を検出する日射センサ22,車室内の目標
温度を設定する温度設定器23,前記インテークドア５の
位置を検出する位置検出センサ24が接続され、これらの
出力信号は前記マルチプレクサにより選択されて前記A/
D変換器に入力され、該A/D変換器によりデジタル信号に
変換された後、マイクロコンピュータに入力される。

第３図において、コントロールユニット18のマイクロ
コンピュータによる制御のうち、インテークドア５の制
御作動例がフローチャートとして示され、以下このフロ
ーチャートを参照しながらこれを説明する。

マイクロコンピュータは、スタートステップ50からこ
の制御を開始し、次のステップ52において、車室内温度
センサ20の検出値T_R,外気温度センサ21の検出値T_AMB,日
射センサ22の検出値Q_SUN,温度設定器23で設定された設
定値T_SET,位置検出センサ24の検出値Ｘ等を入力する信
号入力処理を行なう。

そして、ステップ54において、前記入力された信号の
うち熱負荷の諸因子に関する信号、即ち車室内の設定温
度T_SET,車室内温度T_R,外気温度T_A,及び日射量Q_SUN,をも
とにして、例えば（１）式により熱負荷Ｔを演算する。

Ｔ＝Ａ・（T_SET−25）−Ｂ・（T_R−25） −Ｃ・（T_AMB−25）−Ｄ・Q_SUN＋Ｅ・・・（１）ここで、Ａ〜Ｅは演算定数を表わす。

ステップ54で熱負荷Ｔが演算された後は、ステップ56
へ進み、ここで熱負荷Ｔに基づいて同ステップの特性線
図が得られるようにインテーク装置の目標外気導入率
θ′を求める。この目標外気導入率θ′は、いわゆる空
調ダクト１内への外気吸入量を表わすパラメータであ
り、この実施例においては、熱負荷が著しく小さいとき
にはθ′を小さくして外気吸入量をなくし（０％）、熱
負荷が著しく大きいときにはθ′を大きくして外気のみ
を吸入し（100％）、所定の中間領域においては、熱負
荷が大きくなるにつれて、θ′が０％から100％までリ
ニアに変化するようになっている。

ステップ58においては、次のステップ60において用い
られる特性選択信号ｍが形成され、ステップ60において
は、インテークドア５の位置Ｘと前記特性選択信号ｍと
に基づいて、実外気導入率θが演算される。具体的に
は、予め実験にてインテークドア５の各位置に対する実
外気導入率θをサンプリングし、これを同ステップに示
すようにマップ化して、実測されたインテークドア位置
Ｘからこのマップを用いてθを決定するものである。実
外気導入率θは、インテークドア位置Ｘが一定であって
も、車速や送風機の回転数、窓ガラスの開閉等で異なる
ので、データマップはこれらの変動要因を考慮して複数
の特性線（K₁,K₂,K₃,・・・）から構成されている。前
述した特性選択信号ｍは、この複数の特性線から現在の
状況に最もマッチした特性線を選択するために用いられ
るもので、例えば高速走行中で且つ窓ガラスが開いてい
る場合には、実外気導入率θが大きくなるので、ステッ
プ60に示されるデータマップでいえば、ｍとしてK₁が予
め車速等の検出信号をもとに形成されることになる。

ステップ62においては、前記ステップ56で演算された
目標外気導入率θ′と、ステップ60で演算された実外気
導入率θとの差（θ′−θ）が所定の範囲内（θ′−θ
≦|P|）であるか否かを判定する。ここでＰは小さな任
意の定数であり、理想的には零とするのが好ましい。

このステップ62においてθ′−θが所定の範囲内にあ
る状態、即ちθ′とθがほぼ等しい状態においては、イ
ンテークドア５の位置がほぼ目標とする収入外気量を得
る状態にあるので、この場合にはステップ66へ進み、イ
ンテークドア５を停止させておく。また、θ′−θ＞Ｐ
である場合には、実外気導入率θが目標とする外気導入
率θ′より小さいので、インテークドア５を外気導入方
向へ駆動させて実外気導入率θを大きくし、θがθ′に
なるようにする（ステップ64）。逆に、θ′−θ＜−Ｐ
である場合には、実外気導入率θが目標とする外気導入
率θ′よりも大きいので、インテークドア５を内気導入
方法へ駆動させて実外気導入率θを小さくし、θがθ′
になるようにする（ステップ68）。

そして、ステップ64〜68の後は、他の空調制御ルーチ
ンへ移行し、その後再びステップ50から上述の処理が同
様に行なわれるようになっている。

したがって、目標外気導入率θ′が熱負荷をもとにし
てある値αに設定された場合を考えると、従来の方式に
よれば、このαがそのままインテークドア５の位置を表
していたので実外気導入率θと一致せず、例えば車速等
の変動で吸入外気量も変動するものであったが、本実施
例によれば、αの実外気導入率θを得るために、インテ
ークドア位置Ｘが修正されるので、例え車速等が変動し
ても一定の吸入外気量を得ることができる。

また、空調装置の構造が異なったり、空調装置のレイ
アウトが車種で異なっても、データマップを入れ替える
だけで、目標とする外気導入率を精度よく得ることがで
きるものである。

尚、この実施例においては、目標外気導入率θ′を熱
負荷Ｔに基づいて求めるようにしているが、このθ′の
演算手法がどのようなものであってもよい。また、特性
選択信号ｍによりデータマップの特性線を選択するよう
にしているが、このような選択手段を設けず、基本とな
る１つの特性線をもって同様の制御を行なっても、従来
に比べてある程度精度のよいインテークドア制御が行な
えるものである。

（発明の効果）以上述べたように、この発明によれば、インテークド
アの各位置に対応する実際の外気導入率を予めマップ化
し、このマップから得られた実外気導入率が目標外気導
入率になるようインテークドアの位置を修正して、本来
目標とする外気量を正確に空調ダクト内に導入するよう
にしたので、精度の高い空調制御が行なえるものであ
る。また、車種の変更や空調装置の設計変更等があって
も、データマップのみの交換で済み、チューニングが容
易に行なえる。更に、データマップそのものを、空調装
置の構造やレイアウトの相違のみなならず、車速や窓ガ
ラスの開閉等の変動要因を考慮して予め求めておけば、
例え車速が変動したり窓ガラスの開閉を行っても一定の
吸込外気量とすることができ、安定した空調制御を行な
える利点もある。

【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概略構成図、第３図は
同上におけるコントロールユニットのマイクロコンピュ
ータによるインテークドアの制御作動例を示すフローチ
ャートである。１……空調ダクト、３……内気入口、４……外気入口、
５……インテークドア、100……熱負荷演算手段、200…
…目標外気導入率演算手段、300……インテークドア位
置検出手段、400……実外気導入率演算手段、500……イ
ンテークドア位置決定手段、600……インテークドア駆
動制御手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空調ダクトの内気入口と外気入口とが分か
れた部分に設けられて内気と外気との導入比率を変更す
るインテークドアと、少なくとも車室内外の温度と車室内の設定温度とに基づ
いて熱負荷を演算する熱負荷演算手段と、前記熱負荷演算手段の演算結果に基づいて目標とする外
気導入率を演算する目標外気導入率演算手段と、前記インテークドアの位置を検出するインテークドア位
置検出手段と、予め求められた前記インテークドアの位置に応じて変化
する実際の外気導入率のデータマップに基づき、前記イ
ンテークドア位置検出手段で検出されたインテークドア
の位置から前記データマップ上の外気導入率を演算する
実外気導入率演算手段と、前記実外気導入率演算手段の演算結果が、前記目標外気
導入率演算手段の演算結果に一致するよう前記インテー
クドアの位置を決定するインテークドア位置決定手段
と、このインテークドア位置決定手段の出力に基づいて前記
インテークドアを駆動制御するインテークドア駆動制御
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インテ
ークドア駆動制御手段。