JP3325428B2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷風を直接ベント吹出
口に導くバイパス通路およびバイパスドアを有する自動
車用空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から自動車用空気調和装置において
は、頭寒足熱型の暖房を実現するために種々の工夫が成
されている。その一つにバイパス通路が開路してベント
吹出口から強制的に冷風を吹き出すようにした自動車用
空気調和装置がある。

【０００３】このような自動車用空気調和装置において
は、できるだけ部品点数を減らす目的で、バイパス通路
に冷風を導くためのバイパスドアの開閉と、ヒータコア
にエンジン冷却水（温水）を導くためのウォーターバル
ブの開閉とを一つのアクチュエータによって行なってお
り、バイパスドアが全開となると、ウォーターバルブが
閉まるように制御されている。

【０００４】図５は、このようなバイパス通路を有する
自動車用空気調和装置のバイパスドアの開閉を制御する
ためのフローチャートである。まず、各種のデータ値
（例えば、吹出口モードの設定、設定温度、車室内温
度、外気温度、日射量、現在のバイパスドア開度、現在
のエアーミックスドア開度など）が入力される（Ｓ２
０）。

【０００５】そして、入力された各種データから、設定
されている吹出口モードがベントモードであるかどうか
を判断し（Ｓ２１）、ベントモードである場合には、フ
ルクールであるかどうかを判断し（Ｓ２８）、フルクー
ルの場合にはバイパスドア１０Ａを開け（オープン）
（Ｓ２９）、フルクール以外の場合には閉める（クロー
ズ）（Ｓ３０）。

【０００６】ステップＳ２１においてベントモード以外
の場合には、所定の演算式により、順に目標室温とＳb
値（吹出風温度偏差）がそれぞれ算出される（Ｓ２２、
Ｓ２３）。

【０００７】そして、このＳb 値を元に、バイパスドア
の開閉を制御するための判断が行われる（Ｓ２４）。こ
のバイパスドア開閉の判断は、ここでは、Ｓb 値が２℃
以上となっている場合、すなわち、車内室温が目標室温
より低い場合には、バイパスドアを閉める（クローズ）
方向に移動させ（Ｓ２５）、Ｓb 値が−２℃から２℃の
範囲の場合、すなわち、車内室温が目標室温に近い場合
には、バイパスドアをそのままの位置で止めておき（ホ
ールド）（Ｓ２６）、Ｓb 値が２℃以上となっている場
合、すなわち、車内室温が目標室温より高い場合には、
バイパスドアを開ける（オープン）方向に移動させる
（Ｓ２７）。このステップＳ２０からＳ２７までの処理
を繰り返し行うことで、常に車内室温が目標室温に近い
値となるように制御される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のバ
イパスドアの制御にあっては、車内室温と目標室温との
偏差であるＳb 値が特定の値（ここでは−２）より低く
なるような状態が続いた場合、バイパスドアが開く方向
に動作して全開に至る。その場合、バイパスドアの開閉
とウォーターバルブの開閉とを一つのアクチュエータに
よって行っているために、バイパスドアが全開となる
と、常にウォーターバルブが閉まりヒータコアに温水が
行かなくなる。

【０００９】しかしながら、このようなバイパスドアを
開いている状態であっても、車室内へはある程度の温風
を送りたいような状態がある。例えば、バイレベルモー
ドのようにベント吹出口においては冷風を送るものの、
フット吹出口においては温風を出すようにしたい場合、
また、ウインドゥガラスの曇りをとるためにデフ吹出口
に温風を送り、上部のもやっけをなくすためにベント吹
出口から冷風を送るような場合である。

【００１０】このような場合従来の制御では、バイパス
ドアが全開になると、ウォーターバルブが閉まるために
ヒーターコアへの温水の供給が絶たれて、フット吹出口
やデフ吹出口などの温風を送りたい吹出口から温風を送
れなくなるといった問題が生じていた。

【００１１】そこで本発明は、バイパスドアの開閉とウ
ォーターバルブの開閉とを一つのアクチュエータによっ
て行っている自動車用空気調和装置において、バイパス
ドアを開く状態が続いても、ウォーターバルブが閉まら
ないようにバイパスドアの開閉の制御を行う自動車用空
気調和装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、冷風を直接ベント吹出口に導くバイパス通
路を備え、該バイパス通路に冷風を導くためのバイパス
ドアが全開となったときに、ヒータコアへ温水を導くウ
ォーターバルブが閉まるように、一つのアクチュエータ
によって該バイパスドアの開閉と、該ウォーターバルブ
の開閉を行なっている自動車用空気調和装置において、
空気の車室内への吹出し口モードを切換える吹出口モー
ド切換手段と、前記バイドアの開度を検出するバイパス
ドア開度検出手段と、前記吹出口モード切換手段により
設定されているモードが所定のモードである場合に、該
バイパスドア開度検出手段が検出した前記バイパスドア
の開度が全開とならないように前記バイパスドアの開度
を規制する制御手段と、を有することを特徴とする自動
車用空気調和装置である。

【００１３】また、本発明において、前記所定のモード
である場合が、車室温度と設定温度との偏差により温度
調節を行う温調モードであり、前記制御手段が、該温調
モードのときに、前記バイパスドア(10A) が全開となら
ないように開度を規制するものであることを特徴とする
自動車用空気調和装置である。

【００１４】

【作用】上述のように構成された本発明は、吹出し口モ
ードが所定のモードのときは、制御手段が、バイパスド
ア開度検出手段の開度を見て、バイパスドアが全開とな
らないように、バイパスドアの開度を規制する。これに
より、バイパスドアを開く動作が連続しても、前記所定
のモードのときには、バイパスドアが全開とならずウォ
ーターバルブが閉じないので、ヒータコアへの温水の供
給が続くため、ベント吹出口における冷風の吹き出し
と、その他の吹出口における温風の吹き出しが維持され
ることとなる。

【００１５】特に、本発明は、吹出し口モードが車室内
へ温風を吹き出させる温調制御を行っているモードであ
る場合、例えば、ベントモード以外の、バイレベルモー
ドやデフモード、その他温調モードのときに、前記制御
手段がバイパスドアが全開とならないように制御するこ
とで、ウォーターバルブが閉じないので、ヒータコアへ
の温水の供給が続き、ベント吹出口における冷風の吹き
出しと、その他の吹出口における温風の吹き出しが維持
されることとなる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】図１は、本発明を適用した自動車用空気調
和装置の構成図である。この自動車用空気調和装置は、
図１に示すように、インテークユニット１、クーラーユ
ニット２およびヒーターユニット３から構成されてい
る。

【００１８】インテークユニット１には、送風用のファ
ン５とこれを回転駆動するモーター４とが設けられ、こ
のファン５の上流側には内外気の選択をするインテーク
ドア６が設けられている。

【００１９】クーラーユニット２には、通過する空気の
冷却および除湿を行なうエバポレーター７が設けられて
いる。エバポレーター７には冷媒が循環しており、この
冷媒との熱交換によってそこを通過する空気が冷却され
るようになっている。また、このクーラーユニット２に
は連通口１０が開口されており、ベント吹出口に冷風を
直接導くバイパス通路である冷風ダクト１９が取り付け
られている。この連通口１０と冷風ダクト１９との接続
部には、バイパスドア１０Ａが設けられ、このバイパス
ドア１０Ａの開放によってエバポレーター７を通過した
直後の冷風がベント吹出口２０から車室内に吹き出され
ることになる。

【００２０】ヒーターユニット３には、通過する空気を
加熱するヒーターコア８が迂回路を形成し得るように内
蔵されている。ヒーターコア８にはエンジン冷却水が循
環しており、ここを通過する空気はこのエンジン冷却水
との熱交換によって加熱される。このエンジン冷却水は
ウォーターバルブ２５によって、その循環の停止、供給
が行われる。

【００２１】ヒーターコア８の上流側には、ヒーターコ
ア８および前記迂回路を通過する空気の量を制御して車
室内に吹き出す空気の温度を制御するミックスドア９が
回動自在に設けられている。このミックスドア９によっ
て温度制御された空気は、ヒーターユニット３に形成さ
れている各種配風ダクト用吹出口１１，１２，２０を介
して車室内に吹き出される。また、ヒーターコア８の下
流側には温度検出センサ２２が設けられており、この温
度検出センサ２２によって車室内に吹き出される温調風
の温度が検出される。前記各種配風ダクト用吹出口１１
および２０は、デフ吹出口およびベント吹出口であり、
これらの吹出口にはデフドア１１Ａ，ベントドア２０Ａ
がそれぞれ設けられている。

【００２２】このように構成された自動車用空気調和装
置の各部の制御は、制御装置１５によって行われる。制
御装置１５には、例えば外気センサ、内気センサ、日射
センサなどの各種センサ１６、後述するエアーミックス
ドア９の開度を検出するＰＢＲ（ポテンショ・バランス
・レジスタ）３０、後述するバイパスドア１０Ａの開度
を検出するＰＢＲ３１、および車室内の温度設定や吹出
口モードの設定（吹出口モード切換手段）を行うコント
ロールパネル１７が接続されている。なお、吹出口モー
ドの切換えは、オートエアコンなどの場合には、コント
ロールパネル１７からの設定のほか、制御装置１５が各
種センサからのデータによりに空気の吹出口を自動的に
切り換え、この制御装置１５が吹出口モード切換手段と
して機能する。

【００２３】制御装置１５は、これらからの信号に基づ
いて空調モードや温調風の温度等の演算を行い、この演
算結果に基づいてモーター４の回転数を制御し、また、
ミックスドア９の開度をミックスドアアクチュエータ１
８によって設定し、さらに、その演算結果に基づいて、
インテークドア６の開度をインテークドアアクチュエー
タ１３によって、前記各吹出口のドアをシフトアクチュ
エータ２１によって、バイパスドア１０Ａの開閉をバイ
パスドアアクチュエータ１４によってそれぞれ制御す
る。

【００２４】エアーミックスドア９を駆動するエアーミ
ックスドアアクチュエータ１８は、モータを内蔵したモ
ータアクチュエータであって、シャフトに連結された図
示しないリンク機構を介してエアーミックスドア９の開
閉を行う。また、エアーミックスドアアクチュエータ１
８はシャフトと連動して移動する可変抵抗器であるＰＢ
Ｒ３０を内蔵しており、エアーミックスドアアクチュエ
ータ１８のシャフト位置、つまりエアーミックスドア９
の開度を示す信号を出力し、上記制御装置１５に入力さ
れる。

【００２５】バイパスドア１０Ａの開閉を制御するバイ
パスドアアクチュエータ１４は、ヒータコア８へのエン
ジン冷却水の供給、停止を行うウォータバルブ２５の開
閉も同時に行っている。このバイパスドアアクチュエー
タ１４は、図２に示すように、モータ（不図示）を内蔵
したモータアクチュエータであって、シャフト４１に連
結されたリンク機構４２および４３を介してバイパスド
ア１０Ａの開閉とウォーターバルブ２５の開閉を行う。
また、バイパスドアアクチュエータ１４はシャフトと連
動して移動する可変抵抗器であるＰＢＲ３１を内蔵して
おり、バイパスドアアクチュエータ１４の位置、つまり
バイパスドア１０Ａの開度を示す信号を出力し、上記制
御装置１５に入力される。

【００２６】バイパスドア１０Ａの開閉とウォーターバ
ルブ２５の開閉は、図３に示すように、バイパスドアア
クチュエータ１４のシャフト４１の動作位置がバイパス
ドア動作領域内のとき、バイパスドアの開度が制御さ
れ、また、バイパスドア動作領域内オープン側約１０％
部分の動作によってウォーターバルブ２５の開閉が制御
されており、バイパスドアの開度が１００％オープン
（全開）のときにウォータバルブ２５が閉まるようにな
っている。

【００２７】次に、図４のフローチャートに基づいてバ
イパスドア１０Ａの開閉の制御を説明する。まず、制御
装置１５に、各種センサ１６、ＰＢＲ３０、ＰＢＲ３１
およびコントロールパネル１７の温度調節の信号や吹出
口モードの設定などの各種データがそれぞれ入力され、
現在の車室内温度、外気温度、日射量、バイパスドア開
度Ｘb 、エアーミックスドア開度Ｘ、設定温度が認識さ
れる（Ｓ１）。なお、バイパスドア開度Ｘb の値は、本
実施例においては、０〜１の範囲の値であり、０が全
閉、１が全開である。同様にエアーミックスドア開度Ｘ
の値は０〜１の範囲の値であり、エアーミックスドア９
を完全に閉じてヒータコア８に空気が行かないようにす
る場合、すなわち、フルクールとなる場合の開度が０で
あり、エアーミックスドア９が完全に開いてヒータコア
８にすべての空気を導く場合、すなわち、フルホットと
なる場合の開度が１である。

【００２８】それから制御装置１５は、入力された各種
データから設定されている吹出口モードがベントモード
であるかどうかを判断する（Ｓ２）。ベントモードであ
る場合には、フルクールであるかどうかを判断し（Ｓ１
２）、フルクールの場合にはバイパスドア１０Ａを開け
（オープン）（Ｓ１３）、フルクール以外の場合には閉
める（クローズ）（Ｓ１４）。すなわち、ベントモード
であり、かつ、フルクールの場合には、温調する必要が
ないと判断して、バイパスドア１０Ａを開けて、ウォー
ターバルブ２５を閉める。また、ベントモードであり、
フルクールでない場合には、温調はエアーエアミックス
ドア９によって制御されるのみとし、ウォーターバルブ
２５が常に開いているように、バイパスドア１０Ａを閉
めるようにする。

【００２９】上記ステップＳ２において、ベントモード
以外が設定されている場合、例えばフットモード、バイ
レベルモード、デフモードなどが設定されている場合に
は、温調をエアーミックスドア９のほかに、バイパスド
ア１０Ａの開度によっても制御する。

【００３０】よって、まず、所定の演算式により、目標
室温を算出する（Ｓ３）。ここでは、場合により各種の
補正、例えば、車両自体の特性を加味した補正、エアー
ミックスドアの開度を検出するＰＢＲ３０の値によるエ
アーミックスドア開度に対するリンク機構の特性を加味
した補正、バイパスドアの開度を検出するＰＢＲ３１の
値によるバイパスドア開度に対するリンク機構の特性を
加味した補正、吹出口モード（例えばフットモード、バ
イレベルモード、デフモードなど）による温調特性を加
味した補正などが行われる。

【００３１】それから、所定の演算式（車両熱平衡式）
により、制御パラメータとしての吹出風温度偏差（＝目
標温度−現在温度、Ｓb 値という）を算出する（Ｓ
４）。このＳb 値にも、場合により、各種の補正値が含
まれている。

【００３２】そして、吹出風温度の制御の一つであるバ
イパスドア開度の制御は、このＳb値による偏差制御に
よって行われる。制御装置１５は、バイパスドア１０Ａ
の開度の制御をこのＳb 値を見て行う（Ｓ５）。ここで
は、Ｓb 値が２℃以上となっている場合、すなわち、車
内室温が目標室温より低い場合には、バイパスドア１０
Ａを閉める（クローズ）方向にバイパスドアアクチュエ
ータ１４を動作させる（Ｓ９）。このとき、バイパスド
アアクチュエータ１４のクローズ側への動作にともない
ウォーターバルブ２５が開くこととなる。

【００３３】Ｓb 値が−２℃から２℃の範囲の場合、す
なわち、車内室温が目標室温に近い場合には、ＰＢＲ３
１からのバイパスドアの開度Ｘb を見て（Ｓ６）、Ｘb
が０．９９以上のときには、前記同様に、バイパスドア
１０Ａを閉める（クローズ）方向にバイパスドアアクチ
ュエータ１４を動作させる（Ｓ９）。このとき、バイパ
スドアアクチュエータ１４のクローズ側への動作にとも
ないウォーターバルブ２５が開くこととなる。

【００３４】ステップＳ６において、Ｘが０．９９以下
ときには、バイパスドア１０Ａをそのままの位置で止め
ておく（ホールド）（Ｓ１０）。

【００３５】Ｓb 値が−２℃以下となっている場合、す
なわち、車内室温が目標室温より高い場合には、ＰＢＲ
３１からのバイパスドアの開度Ｘb を見て（Ｓ７）、Ｘ
b が０．９９以上のときには、前記同様に、バイパスド
ア１０Ａを閉める（クローズ）方向にバイパスドアアク
チュエータ１４を動作させる（Ｓ９）。このとき、バイ
パスドアアクチュエータ１４のクローズ側への動作にと
もないウォーターバルブ２５が開くこととなる。

【００３６】ステップＳ７において、Ｘb が０．９９以
下ときには、さらにＸが０．８５以下であるかどうかを
判断して（Ｓ８）、Ｘb が０．８５以下となっていない
ときには、バイパスドア１０Ａをそのままの位置で止め
ておく（ホールド）（Ｓ１０）。これにより、Ｓb 値が
−２℃以下となる場合が続いても、バイパスドアを開い
ている状態で、バイパスドア１０Ａが全開とならないよ
うに規制して止めてしまう。したがって、バイパスドア
アクチュエータ１４の動作に連動しているウォーターバ
ルブ２５が閉まらずにヒータコア８へのエンジン冷却水
（温水）の供給が持続される。

【００３７】ステップＳ８において、Ｘb が０．８５以
下のときには、バイパスドアを開ける（オープン）方向
に移動させ（Ｓ１４）、通常のバイパスドア制御を行
う。

【００３８】以上ステップＳ１からＳ１１までの処理を
繰り返し行うことで、常に車内室温が目標室温に近い値
となるように制御され、温調領域においてバイパスドア
が開いていても、ウォーターバルブ２５が閉じることな
く、温風が吹き出されることとなる。すなわち、温調領
域において、バイパスドアの開度Ｘb が０．９９を越え
るような全開に近い場合には、ステップＳ７の判断によ
りこれを閉じる方向へ動作させて、ウォーターバルブが
閉まらないようにし、０．９９〜０．８５の範囲である
場合には、それ以上バイパスドアが開く方向へ動作しな
いようにして、ウォーターバルブが閉まらないようにす
るものである。

【００３９】なお、本実施例においては、バイパスドア
が全開となりウォーターバルブが閉まる状態であること
判別する領域として、バイパスドア開度Ｘb の値が０．
８５から０．９９の範囲としたが、上限の０．９９につ
いては、これ以上の値であればウォーターバルブが閉ま
っている状態であるので、バイパスドアを閉じる方向に
動作させ、０．８５以下の場合には、通常のバイパスド
ア制御を行うようにした。

【００４０】もちろんこれらの値は、任意に決められる
ものであり、適宜所望する空調状態が得られるように、
バイパスドアの開度を規制するためのバイパスドアの開
度範囲をステップＳ６〜Ｓ８の値を変更することで決定
するとよい。

【００４１】そして、本発明においては、従来のバイパ
スドアの開閉とウォーターバルブの開閉とを行う一つの
アクチュエータなどの動作機構部分を何等変更すること
なく、制御装置の動作手順であるソフトウェアを変更す
ることによって、容易に実施することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、バイ
パスドアの開閉とウォーターバルブの開閉とを一つのア
クチュエータによって行っている自動車用空気調和装置
において、吹出口モードが所定のモードである場合に
は、温調領域であると判断し、ウォーターバルブが閉じ
ないようバイパスドアの開度を規制することとしたの
で、ヒータコアへの温水の供給が持続され、ベント吹出
口における冷風の吹き出しと、その他の吹出口における
温風の吹き出しが維持されることとなる。

【００４３】また、本発明は、所定モードが温調モード
のときに、バイパスドアの開度を規制することとしたの
で、ベント吹出口における冷風の吹き出しと、その他の
吹出口における温風の吹き出しが維持され温度調節を良
好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例にかかる自動車用空気調和
装置の構成図である。

【図２】 上記実施例におけるバイパスドアの開閉とウ
ォーターバルブの開閉とを行うアクチュエータを説明す
るための図面である。

【図３】 上記実施例におけるバイパスドアの開閉とウ
ォーターバルブの開閉とを行うアクチュエータの動作範
囲を説明するための図面である。

【図４】 上記実施例における自動車用空気調和装置の
動作フローチャートである。

【図５】 従来の自動車用空気調和装置の動作フローチ
ャートである。

【符号の説明】

７…エバポレーター、８…ヒータコア、１０…連通口、
１０Ａ…バイパスドア、１４…バイパスドアアクチュエ
ータ、１５…制御装置、１９…冷風ダクト ２０…ベント吹出口、２５…ウォーターバルブ、３０，
３１…ＰＢＲ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−88322（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−162117（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−89024（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−111647（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷風を直接ベント吹出口(20)に導くバイ
   パス通路(19)を備え、該バイパス通路(19)に冷風を導く
   ためのバイパスドア(10A) が全開となったときに、ヒー
   タコア(8) へ温水を導くウォーターバルブ(25)が閉まる
   ように、一つのアクチュエータ(14)によって該バイパス
   ドア(10A) の開閉と、該ウォーターバルブ(25)の開閉を
   行なっている自動車用空気調和装置において、 空気の車室内への吹出口モードを切換える吹出口モード
   切換手段(17)と、 前記バイドア(10A) の開度を検出するバイパスドア開度
   検出手段(31)と、 前記吹出口モード切換手段(17)により設定されているモ
   ードが所定のモードである場合に、該バイパスドア開度
   検出手段(31)が検出した前記バイパスドア(10A) の開度
   が全開とならないように前記バイパスドア(10A) の開度
   を規制する制御手段(15)と、を有することを特徴とする
   自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記所定のモードである場合が、車室温
   度と設定温度との偏差により温度調節を行う温調モード
   であり、 前記制御手段が、該温調モードのときに、前記バイパス
   ドア(10A) が全開とならないように開度を規制するもの
   であることを特徴とする請求項１記載の自動車用空気調
   和装置。