JP2913320B2 - 車両用空調装置の制御装置 - Google Patents

車両用空調装置の制御装置

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JP2913320B2 JP14273890A JP14273890A JP2913320B2 JP 2913320 B2 JP2913320 B2 JP 2913320B2 JP 14273890 A JP14273890 A JP 14273890A JP 14273890 A JP14273890 A JP 14273890A JP 2913320 B2 JP2913320 B2 JP 2913320B2
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正弘 江田
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、車両用空調装置をマイクロコンピュータ
を用いて制御する制御装置であって、特にエアミックス
ドアとその他の制御のバランスを考慮した制御装置に関
する。
(従来の技術) 車両用空調装置をマイクロコンピュータで制御する空
調制御装置において、制御の多様化及び高精度化に伴っ
て制御用のプログラムは長くなる傾向にあり、小型で安
価なマイクロコンピュータを使用した場合には、処理時
間の間隔が長くなったり、円滑な制御信号の出力ができ
なくなったりする問題点が発生していた。これを改善す
るために特公昭59−34524号において示されているよう
に、応答性も比較的遅く、処理も比較的ゆっくりできる
もの(内気温度、外気温度等の温度測定)はタスクルー
チンにおいて実行し、逆に処理のタイミングを速くしな
いと機械的に問題となるもの〈温調ダンパの開度コント
ロール等)は割込ルーチンにおいて実行するというよう
に別々の処理ルーチンで実行し、マイクロコンピュータ
の負荷の軽減を図って、各制御の多様化及び高精度化を
達成しようとするものが提示されている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、この引例に係る制御装置におけるマイクロコ
ンピュータにおいては、内気温、外気温等の温度測定等
の検出演算処理を行う第1の演算手段と、システム的あ
るいは機械的に問題となるような温調ダンパの開度コン
トロール等の制御に関する第2の演算手段とを別々のタ
イミングで処理するようにしたものであるので、例えば
エアミックスドア、内外気調節ドア、モードドア、送風
機、及びコンプレッサ等の制御は、同時に行われること
となる。このため、きめの細かい制御が必要なエアミッ
クスドアと、あまり変動がない内外気調節ドアやモード
ドアとの制御が同一状態で実行されることとなり、エア
ミックスドアの応答性が遅れてしまうという不具合が生
じる。
このために、この発明は、エアミックスドアが目標と
する位置にある安定状態にはエアミックスドアの制御を
停止して、他の機器の制御に移行し、エアミックスドア
制御が必要な場合には、エアミックスドアの制御を一括
して行い、エアミックスドア以外の制御処理の高速化と
エアミックスドアの良好な応答性を達成することができ
る車両用空調制御のタイミング調節装置を提供すること
にある。
(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を第1図によ
って説明すると、空調ダクトと、該空調ダクトの上流側
に開口する内気導入口及び外気導入口と、該内気導入口
及び外気導入口を適宜選択的に開閉する内外気選択ドア
と、該内外気選択ドアの下流側に設けられる送風機と、
該送風機の下流側に配されるエバポレータと、該エバポ
レータの下流側に配されるヒータコアと、該ヒータコア
を通過する空気量を調節するエアミックスドアと、前記
空調ダクト最下流側に開口する複数の吹出口と、該複数
の吹出口を適宜選択的に開閉するモードドアと、少なく
とも車室内温度と、車外温度とから熱負荷を検出する複
数の熱負荷センサとを具備する車両用空調制御装置にお
いて、前記複数の熱負荷センサからの信号に基づいて前
記エアミックスドアの目標開度を演算する目標開度演算
手段と、エアミックスドア以外の空調機器の制御を行う
メイン制御手段と、エアミックスドアの制御を行うエア
ミックスドア制御手段と、前記エアミックスドアの現実
の開度を検出する開度検出手段と、前記メイン手段の実
行中に、前記目標開度演算手段によって演算された目標
開度と前記開度検出手段によって検出されたエアミック
スドアの現実の開度とを比較する第1の開度比較手段
と、前記エアミックスドア制御手段の実行中に、前記目
標開度演算手段によって演算された目標開度と前記開度
検出手段によって検出されたエアミックスドアの現実の
開度とを比較する第2の開度比較手段と、前記第1の開
度比較手段によって前記目標開度と前記現実の開度とが
等しい場合には第1のタイミングでメイン制御手段のみ
を実行し、前記第1の開度比較手段によって前記目標開
度前記現実の開度との間に差が生じた場合には、メイン
制御手段を停止して前記エアミックスドア制御手段を第
1のタイミングよりも速い第2のタイミングで実行し、
前記第2の開度比較手段によって前記目標開度と前記現
実の開度との間に差がある場合には、前記エアミックス
ドア制御手段を第2のタイミングで継続して実行し、前
記第2の開度比較手段によって前記目標開度と前記現実
の開度との間に差がなくなった場合に、エアミックスド
ア制御手段を停止して前記第1のタイミングでメイン制
御手段を実行する制御選択手段を具備することにある。
尚、前記エアミックスドア以外の制御としては、内外
気選択ドア及びモードドアの駆動手段としてのアクチュ
エータ、送風機、エバポレータと連結されるコンプレッ
サ、及びヒータコアの電磁弁等がある。
(作用) したがって、この発明においては、エアミックスドア
の動作要請の有無を第1及び第2の開度比較手段の比較
結果に基づいて判別し、エアミックスドアの動作要請が
ない場合には、エアミックスドア制御手段を停止した上
で、制御因子が多く遅いタイミング(第1のタイミン
グ)で循環するメイン制御手段によってエアミックスド
ア以外の制御機器の制御を行い、またエアミックスドア
の動作要請がある場合には、エアミックスドア制御のみ
で速いタイミング(第2のタイミング)で循環するエア
ミックスドア制御手段によってエアミックスドアの駆動
制御を行うことができるので、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、この発明の実施例について図面により説明す
る。
第2図に示す公知の空調ユニット2は、空調ダクト38
の最上流側に開口する内気導入口4及び外気導入口5
と、この内気導入口4及び外気導入口5を、適宜選択的
に開閉する内外気選択ドア6を最上流側に有し、その下
流側に配される送風機37を有している。また前記空調ダ
クト38内には冷却サイクルの一部を構成するエバポレー
タ8と、該エバポレータ8の下流に加熱手段としてのヒ
ータコア9が設けられ、このヒータコア9の上流側に近
接してエアミックスドア1が設けられている。更に最下
流側にはベント吹出口10、デフ吹出口11及びフット吹出
口12が設けられ、モードドアとしての設けられたベント
吹出ドア13、デフ吹出ドア14及びフット吹出ドア15によ
って適宜開閉されるものである。
上述の構成による空調ユニット2において、内外気切
替ドア6によって選択された内気又は外気は、送風機37
によって内気導入口4及び外気導入口5から吸引され、
空調ダクト38内に送り込まれる。この空気はエバポレー
タ8を通過することによって冷却され、この冷却された
空気はエアミックスドア1の開度によってヒータコア9
を通過する量が決定され、前記ヒータコア9を通過して
加熱された空気と、前記ヒータコア9をバイパスした空
気とがヒータコア9の下流の空間において混合され、所
定の温度に温調される。この温調された空気は、モード
ドア(ベント吹出ドア13、デフ吹出ドア14及びフット吹
出ドア15)の開閉によって適宜風配され、図示しない車
室内に吹き出し車室内を温調する。
この空調ユニット2を制御するために、入力信号を処
理するマルチプレクサ(MPX)19、前記MPX19からの信号
をデジタル信号に変換するA/D変換器20、マイクロコン
ピュータ16が設けられている。このマイクロコンピュー
タ16は、図示しない中央処理装置(CPU)、読出専用メ
モリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、入出力
ポート(I/0)等を持つそれ自体公知のものである。各
センサ、例えば車内温度検出用センサ17、車外温度検出
用センサ18、日射センサ40、エバポレータ後流側温度検
出用センサ41及びポテンショメータからなるエアミック
スドア開度検出センサ42から前記MPX19に入力されたア
ナログ信号は、前記MPX19において整理されてA/D変換器
20に順に送られ、このA/D変換器20においてデジタル信
号に変換されて、前記マイクロコンピュータ16に入力さ
れる。また、スィッチボード21は、吹出モードをVENTモ
ード、BI−Lモード、HEATモード、DEF/HEATモード、DE
Fモードにマニュアル設定するモードスイッチ30a〜30
e、図示しない冷房サイクルを稼動させるA/Cスイッチ3
1、送風機37の回転速度を低速(FAN1)、中速(FAN
2)、高速(FAN3)に切り換えるファンスイッチ32a〜32
c、送風機37等の空調機器のすべてを自動制御するAUTO
スイッチ33、空調機器の駆動を停止させるOFFスイッチ3
4を備えている。さらに、温度設定器22は、アップダウ
ンスイッチ35a,35bと設定温度を表示する表示部36とか
ら成り、アップダウンスイッチ35a,35bの操作で表示部3
6にしめされる設定温度を所定の範囲でかえることがで
きるようになっている。前記マイクロコンピュータ16に
は、前記スイッチボード21及び前記温度設定器22から直
接デジタル信号が入力され、前記A/D変換器20からの信
号と共に、第3図に示すプログラムの実行によって処理
され各制御装置に制御信号が出力される。具体的には、
前記内外気選択ドア6は、出力回路23を介してマイクロ
コンピュータ16によって制御されるアクチュエータ28に
よって駆動され、同様に送風機37は出力回路24を介して
マイクロコンピュータ16によって制御される。前記エバ
ポレータ8は、冷却サイクルの一部構成するもので、冷
却サイクルのコンプレッサ(図示しない)をオンオフ制
御することで冷却能力が制御されるもので、コンプレッ
サと走行用エンジン(図示しない)を連結する電磁クラ
ッチ26をオンオフすることで制御される。さらに、前記
エアミックスドア1は、出力回路43を介してマイクロコ
ンピュータ16によって制御されるアクチュエータ7によ
って駆動されるもので、前記エアミックスドア1の開度
は、アクチュエータ7に設けられたポテンショメータか
らなるエアミックスドア開度検出センサ42によって検出
されるものである。さらにまた、前記ヒータコア9は、
ヒータコア9に接続された電磁弁27がマイクロコンピュ
ータ16によって開閉することで制御される。さらに、前
記モードドア(ベント吹出ドア13、デフ吹出ドア14及び
フット吹出ドア15)は、出力回路25を介してマイクロコ
ンピュータ16で制御されるアクチュエータ29によって駆
動される。
第3図は、前記マイクロコンピュータ16において実行
される空調装置の制御の一例がフローチャートとして示
されており、以下このフローチャートに従って制御動作
を説明する。
第3図(a)は空調装置の制御のメインルーチンを示
すもので、マイクロコンピュータ16は、スタートステッ
プ50からこのプログラムの実行を開始し、ステップ52に
おいて、各センサ17,18,40,41,42の出力信号をマルチプ
レクサ19及びA/D変換器20を介して入力すると共に、温
度設定器22からの出力信号を直接入力する。
尚、ここで入力された信号のうち車室内温度信号は
TR、外気温度はTA、日射量はTS、エバポレータ後流側温
度はTE、設定温度はTDで表す。
そして、次のステップ54において、前記ステップ52で
入力されたデータに基づいて総合信号Tを下記の(1)
式により演算する。
T=KRTR+KATA+KSTS+KETE−KDTD+C …(1) ここでKR,KA,KS,KE,KDは利得定数であり、Cは補
正項を示す。
ステップ56においては、前記ステップ54で求めた総合
信号Tとスイッチボード21からマニュアル入力された操
作信号によって、内外気切替制御信号、送風機回転速度
制御信号、吹出口切替信号、冷房サイクルを稼動させる
ための電磁クラッチ26を制御する制御信号、ヒータコア
を作動させるための電磁弁27を制御する制御信号及びエ
アミックスドア1の目標開度信号ΘAが算出される。
そして、次のステップ58において、前記ステップ56で
算出された各種制御信号の内、エアミックスドア1の目
標開度信号ΘAを除く全ての信号が出力回路23,24,25、
電磁クラッチ26及び電磁弁27に出力される。
ステップ60では、前記目標開度信号ΘAと現実の開度
信号ΘPとの開度比較を行い、ここにおいてはその差
(ΘA−ΘP)の有無を演算して、目標開度に変更があっ
たか否かを判定する。
このステップ60において、|ΘA−ΘP|=0であれ
ば、エアミックスドア1は目標位置にすでに位置してお
り、しかも目標開度に新たな変更が生じていない場合で
あるから、この場合にはステップ52に回帰し、上述した
処理を繰り返す。ここで、このメイン制御ルーチンは、
エアミックスドア1を除く各制御機器の制御を行うこと
から通常数百ミリ秒から数秒の間隔の第1のタイミング
で循環するものである。
これに対して、ステップ60において|ΘA−ΘP|≠0
の場合、即ち目標開度に新たな変更が生じた場合には、
ステップ70へ進み、以下述べるエアミックスドア1の一
括制御を行う。
第3図(b)において、エアミックスドア1の一括制
御のルーチンが示され、このルーチンに入ると先ずステ
ップ71において、前記ポテンショメータ42が出力するエ
アミックスドア1の現実の開度信号ΘPが入力される。
そして、次のステップ72において、前記ステップ56で
演算された目標開度信号ΘAと前ステップ71で得られた
現実の開度信号ΘPとの差の有無を演算して、目標開度
にエアミックスドア1が達したか否かを判定する。
このステップ72において、|ΘA−ΘP|≠0と判定さ
れた場合には、エアミックスドア1が目標開度ΘAに達
していないので、ステップ73に進み、目標開度ΘAと現
実の開度ΘPとの偏差|ΘA−ΘP|の大きさに応じてエ
アミックスドア1を駆動する制御信号を演算し、ステッ
プ74においてこの制御信号を出力回路43に出力し、次の
ステップ75で以上のエアミックス処理が所定の時間間
隔、例えば10ミリ秒で繰り返されるよう遅延処理した
後、ステップ71に回帰する。これによって、このルーチ
ンは、前述したメイン制御ルーチンよりも速いタイミン
グで循環するものである。
尚、エアミックスドア1のリアルタイム制御を行うた
めには、ステップ75の遅延処理は省略してもよい。
一方、ステップ72において、|ΘA−ΘP|=0と判定
された場合は、目標開度ΘAにエアミックスドア1が到
達した場合であるので、この場合には、エアミックスド
ア1の一括処理を終了してステップ52へ回帰し、エアミ
ックスドア1以外の空調機器の制御を行うメインルーチ
ンへ戻る。
従って、エアミックスドア1の目標開度ΘAと現実の
開度ΘPとの間に偏差がないエアミックスドア1の安定
状態においては、エアミックスドア1の制御は行われ
ず、遅いタイミングで目標開度等が演算されて、低速処
理でも差し支えない吹出口の制御等が実行される。ま
た、エアミックストア1の目標開度ΘAと現実の開度ΘP
との間に偏差が生じる、いわゆるエアミックスドア1の
トランジエント状態においては、エアミックスドア1の
制御が他の制御に優先して速いタイミングで行われる。
そして、エアミックスドア1が安定状態に達した後は、
再び遅いタイミングのメイン制御が実行されるものであ
る。
尚、上記ステップ60,72においては、目標開度ΘAと現
実のエアミックスドア開度ΘPとの差が零であるか否か
をもってマイクロコンピュータの制御処理を選択するよ
うにしたが、ΘAとΘPとの差がある所定量以下であるか
否かをもって制御処理の選択を行うようにしてもよい。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、エアミック
スドアが安定状態にある場合には、エアミックスドアの
制御を停止させてそれ以外の処理を行い、再びエアミッ
クスドアの制御が必要になるまで遅いタイミングでもっ
て継続して行うことができるので頻繁な制御ルーチンの
停止がなくなり、エアミックスドア以外の制御処理にお
いても従来に比べて高速化を図れるものである。また、
エアミックスドアの制御の要請がある場合には、他の制
御機器の制御を停止させてエアミックスドアの制御のみ
を優先し、速いタイミングで一括処理するようにしたの
で、エアミックスドアの良好な応答性及びきめの細かい
制御が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のブロック構成図、第2図はこの発明
の実施例を示す説明図、第3図はマイクロコンピュータ
の処理を示すフローチャート図である。 1……エアミックスドア、2……空調ユニット、11……
出力回路、100……駆動手段、110……開度検出手段、12
0……目標開度演算手段、130……第1の開度比較手段、
140……第2の開度比較手段、150……制御選択手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空調ダクトと、該空調ダクトの上流側に開
    口する内気導入口及び外気導入口と、該内気導入口及び
    外気導入口を適宜選択的に開閉する内外気選択ドアと、
    該内外気選択ドアの下流側に設けられる送風機と、該送
    風機の下流側に配されるエバポレータと、該エバポレー
    タの下流側に配されるヒータコアと、該ヒータコアを通
    過する空気量を調節するエアミックスドアと、前記空調
    ダクトの最下流側に開口する複数の吹出口と、該複数の
    吹出口を適宜選択的に開閉するモードドアと、少なくと
    も車室内温度と、車外温度とから熱負荷を検出する複数
    の熱負荷センサとを具備する車両用空装置において、 前記複数の熱負荷センサからの信号に基づいて前記エア
    ミックスドアの目標開度を演算する目標開度演算手段
    と、 エアミックスドア以外の空調機器の制御を行うメイン制
    御手段と、 エアミックスドアの制御を行うエアミックスドア制御手
    段と、 前記エアミックスドアの現実の開度を検出する開度検出
    手段と、 前記メイン手段の実行中に、前記目標開度演算手段によ
    って演算された目標開度と前記開度検出手段によって検
    出されたエアミックスドアの現実の開度とを比較する第
    1の開度比較手段と、 前記エアミックスドア制御手段の実行中に、前記目標開
    度演算手段によって演算された目標開度と前記開度検出
    手段によって検出されたエアミックスドアの現実の開度
    とを比較する第2の開度比較手段と、 前記第1の開度比較手段によって前記目標開度と前記現
    実の開度とが等しい場合には第1のタイミングでメイン
    制御手段のみを実行し、前記第1の開度比較手段によっ
    て前記目標開度前記現実の開度との間に差が生じた場合
    には、メイン制御手段を停止して前記エアミックスドア
    制御手段を第1のタイミングよりも速い第2のタイミン
    グで実行し、前記第2の開度比較手段によって前記目標
    開度と前記現実の開度との間に差がある場合には、前記
    エアミックスドア制御手段を第2のタイミングで継続し
    て実行し、前記第2の開度比較手段によって前記目標開
    度と前記現実の開度との間に差がなくなった場合に、エ
    アミックスドア制御手段を停止して前記第1のタイミン
    グでメイン制御手段を実行する制御選択手段を具備する
    ことを特徴とする車両用空調装置の制御装置。
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