JP3760660B2 - 冷風吹出防止機能付車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷風吹出防止機能付車両用空調装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン冷却水で加熱された空気を送風手段で空気吹出口に送風して車室内の暖房を行うと共に、エンジン冷却水の温度を検出し、エンジン冷却水の温度に応じた送風量の規制を行うことで冷風の吹き出しを防止するようにした冷風吹出防止機能付車両用空調装置が、例えば、特公昭５６−２３８０８号公報として既に公知である。
この種の冷風吹出防止機能付車両用空調装置では、例えば、エンジン冷却水の温度が３０度程度になるまでは送風手段の動作を完全に禁止して冷風の吹出しを防止し、その後、エンジン冷却水の温度の上昇に応じて、例えば、エンジン冷却水の温度に比例させるかたちで送風手段の送風量の上限値を徐々に上昇させていき、最終的に、エンジン冷却水の温度が７０度程度の高温に達した段階で、送風量の規制を完全に解除して送風手段のフル稼働を許容するといった制御方法を適用するのが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、寒冷地等を走行するとエンジン冷却水の温度上昇が鈍るため、送風量の規制解除が許容される設定温度、例えば、前述した７０度の温度にまでエンジン冷却水の温度が上昇するといった保証はなく、送風量が規制されたままの状態で暖房が続けられて車室内が暖められるといった可能性がある。
【０００４】
また、自動制御によって送風量の調整を行う車両用空調装置の場合、適正な送風量は、設定目標温度と現在の室内温度との差に関連した関数を利用して求めるのが普通である。このため、設定目標温度と室内温度との差が小さい場合には必要とされる適正な送風量の値も小さくなり、また、設定目標温度と室内温度との差が大きい場合には、必要とされる適正な送風量の値も大きくなる。
従って、前述したように、送風量が規制されたままの状態で暖房が続けられて車室内が暖められると、設定目標温度と室内温度との差が小さくなって、自動制御で求められた適正な送風量の値が送風量の規制値に比べて低くなり、結果的に、送風手段の送風量が徐々に減少していくといった現象が生じる場合がある。
【０００５】
送風量が低くなって車室内の空気の循環が不充分になると車室内の全体的な暖房効率が低下し、車室内が暖かくなるまでに長い時間を要するといった弊害が生じる。また、搭乗者の側から見ると、強力な暖房を行っている筈であるにも関わらず送風手段の風量が不足しているといった違和感の原因にもなる。
【０００６】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、エンジン冷却水の温度が低い段階では冷風の吹出防止機能を優先する一方、エンジン冷却水の温度上昇が外部環境の影響を受けて妨げられた場合であっても十分な送風効果を得ることのできる冷風吹出防止機能付車両用空調装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、温度検出手段により検出されるエンジン冷却水の温度が上昇中であるか否かを判別する温度変化判定手段と、温度変化判定手段によりエンジン冷却水の温度が上昇中であると判定された場合にエンジン冷却水の温度に応じて前記送風手段の送風量の上限値を規制する第一の送風量規制手段と、温度変化判定手段によりエンジン冷却水の温度が上昇中でないと判定された場合に時間の経過に応じて前記送風手段の送風量の上限値を増大させていく第二の送風量規制手段とを備えたことを特徴とする構成により前記目的を達成した。
つまり、寒冷地であってもエンジン冷却水の温度が順調に上昇する暖房開始の初期段階では、従来と同様、第一の送風量規制手段によりエンジン冷却水の温度に応じて送風手段の送風量の上限値を規制することで冷風の吹き出しを防止し、また、外部環境の影響でエンジン冷却水の温度上昇が妨げられた場合には、第二の送風量規制手段により、その後の時間の経過に応じて送風量の上限値を増大させていくことで送風手段の送風能力を確保する。
【０００８】
更に、前記温度変化判定手段によりエンジン冷却水の温度が一定時間以上継続して上昇していないと判定され続けた場合に限って前記第二の送風量規制手段を作動させることで、運転状況の変化等で生じるエンジン冷却水の微妙な温度変動の影響による判定ミスを取り除いて前記第一の送風量規制手段から第二の送風量規制手段への制御の切り替えを安定して行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。図１は本発明を適用した冷風吹出防止機能付車両用空調装置の機構部１ａの要部を簡略化して示す図である。空気通路となるダクト２の上流部には、外部からの空気を取り入れるための外気取入れ口３と車両内の循環空気を取り入れるための内気取入れ口４とが設けられ、アクチュエータ５によって揺動されるインテークダンパ６の回転角度に応じて、外気または内気、もしくは、その混合気がダクト２内に取り入れられるようになっている。
【００１０】
そして、ダクト２内に取り入れられた空気は、モータ７およびブロアファン８で構成される送風手段によって下流側に送られ、更に、冷却器となるエバポレータ９の配備された位置を通り、アクチュエータ１０で揺動されるミックスダンパ１１でヒータコア１２側とバイパス側とに分流されて熱量を調整され、最終的に、空気吹出口のダンパ１３，１４により空気の出先を規制されて、空気吹出口を構成するベント吹出口１５やヒート吹出口１６、あるいは、デフロスタ吹出口１７から車内に放出される。
【００１１】
ヒータコア１２は暖められたエンジン冷却水を内部に循環させて暖房用の熱源として利用する加熱手段である。
【００１２】
空気吹出口のダンパ１３，１４は、ダンパ１３，１４の揺動動作を連携させるためのリンク機構１８を介してアクチュエータ１９によって駆動される。また、空気吹出口のダンパ１３，１４の回転位置は、温度設定スイッチによって設定された設定温度や内気温センサの検出値に基づいて算出された目標吹出し温度の値に応じて自動調整されるようになっている。例えば、目標吹出し温度が高い場合には一方の空気吹出口であるヒート吹出口１６に空気を振り分ける位置に、また、必要吹出し温度が低い場合にはもう一方の空気吹出口であるベント吹出口１５の側に空気を振り分ける位置に、更に、必要吹出し温度が中程度の場合には、ヒート吹出口１６とベント吹出口１５の双方に略均等に空気を振り分ける位置に空気吹出口のダンパ１３，１４が移動されるようになっている。
【００１３】
図２は冷風吹出防止機能付車両用空調装置の制御部１ｂの要部を示すブロック図である。図２に示す通り、制御部１ｂは、ＲＯＭやＲＡＭ等を備えた１チップ型のマイクロプロセッサで構成される主制御部２０（以下、ＭＰＵという）を有し、冷風吹出防止機能付車両用空調装置の機構部１ａに設けられたブロアファン８を回転駆動するモータ７、インテークダンパ６を揺動するアクチュエータ５、ミックスダンパ１１を揺動するためのアクチュエータ１０、リンク機構１８を介して空気吹出口のダンパ１３，１４を揺動させるためのアクチュエータ１９の各々が夫々の駆動回路２１，２２，２３，２４を介してＭＰＵ２０によって駆動制御される。
【００１４】
また、ミックスダンパ１１を揺動するためのアクチュエータ１０および空気吹出口のダンパ１３，１４を揺動させるためのアクチュエータ１９には、各々のアクチュエータの回転位置、即ち、ミックスダンパ１１の回転位置や空気吹出口のダンパ１３，１４の回転位置を検出するためのミックスダンパ位置検出センサ２５と吹出口ダンパ位置検出センサ２６が設けられ、各々の信号処理回路２７，２８を介してミックスダンパ１１および空気吹出口のダンパ１３，１４の揺動位置がＭＰＵ２０によって検出されるようになっている。
【００１５】
エバポレータ９はコンプレッサ２９と共に冷風吹出防止機能付車両用空調装置の冷却器部分を構成し、駆動回路３０を介してＭＰＵ２０によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。また、エバポレータ９には熱電対等によって構成されるエバポ温センサ３１が配備され、信号処理回路３２を介してエバポレータ９の現在温度がＭＰＵ２０によって検出されるようになっている。
【００１６】
また、イグニッションスイッチ３３を作動させたときに出力される起動信号やダッシュパネルに配備された各種パネルスイッチ３４からの信号、および、温度設定スイッチ３５に目標値として設定された設定温度は、各々の信号処理回路３６，３７，３８を介してＭＰＵ２０に入力され、更に、外気温センサ３９と日射センサ４０からの信号も各々の信号処理回路４１，４２を介してＭＰＵ２０に入力されるようになっている。
同様にして、エンジン冷却水の温度を検出する温度検出手段としての水温センサ４３および車両室内の温度を検出する内気温センサ４４からの信号は各々の信号処理回路４５，４６を介してＭＰＵ２０に入力される。
【００１７】
また、ＭＰＵ２０は表示回路４７を介して表示パネル４８の表示状態を制御し、温度設定スイッチ３５によって設定された目標温度、および、内気温度の現在値やエンジン冷却水の現在値等を表示する。
【００１８】
図３は主制御部となるＭＰＵ２０によって構成される機能実現手段の概要を示すブロック図であり、このうち、必要吹出温度演算手段４９とダンパ位置演算手段５０および必要風量演算手段５１と供給電圧演算手段５２の機能に関しては既に公知である。
【００１９】
即ち、必要吹出温度演算手段４９は、外気温センサ３９によって検出される外気温度と日照センサ４０によって検出される単位時間当たりの日射量ならびに内気温センサ４４によって検出される車両内の室温と、目標温度として温度設定スイッチ３５に設定された設定温度とに基づいて、従来と同様にして、車両の室内温度を目標設定値に一致させるために必要とされる空気の吹き出し温度（必要吹出温度）の値を算出するようになっている。必要吹出温度を求めるための演算式は図７のステップｂ１に示す通りである。なお、Ｋ１〜Ｋ４の係数および定数Ｃは実験的に求められた値である。ステップｂ１の式から明らかなように、設定温度が低い場合，室内温度が高い場合や外気温度か高い場合、または、日射量が多い場合には必要吹出温度が低くなり、これとは逆に設定温度が高い場合，室内温度が低い場合や外気温度が低い場合、または、日射量が少ない場合には必要吹出温度が高くなる。
【００２０】
そして、ダンパ位置演算手段５０は、必要吹出温度演算手段４９で算出された必要吹出温度の値に基づいて、この吹出温度を達成するために必要とされるミックスダンパ１１の揺動位置、要するに、ヒータコア１２側とバイパス側への空気の振り分け割合を求め、アクチュエータ１０の駆動回路２３に駆動指令を出力する。駆動回路２３は、ミックスダンパ位置検出センサ２５の位置検出信号を参照しながらミックスダンパ１１を指令された揺動位置に移動させる。
【００２１】
また、必要風量演算手段５１は、目標温度として温度設定スイッチ３５に設定された設定温度と内気温センサ４４によって検出される車両内の室温および日照センサ４０によって検出される単位時間当たりの日射量とに基づいて、従来と同様にして、現時点で必要とされるブロアファン８の送風量（必要風量）、即ち、モータ７の回転速度を求める。必要風量を求めるための演算式は図７のステップｂ２に示す通りである。なお、Ｌ１およびＬ２の係数および定数Ｄは実験的に求められた値である。ステップｂ２の式から明らかなように、設定温度と室内温度の現在値との差が小さい場合や日射量が少ない場合には必要風量の値が小さくなり、これとは逆に設定温度と室内温度の現在値との差が大きい場合や日射量が多い場合には必要風量の値が大きくなる。
【００２２】
そして、供給電圧演算手段５２は、必要風量演算手段５１で算出された必要風量に基づいて、この風量を達成するために必要とされるモータ７の回転数を求め、モータ７の駆動回路２１に駆動指令を出力し、駆動回路２１は、回転数指令に応じた電圧でモータ７を駆動してブロアファン８を回転させる。
【００２３】
しかし、従来の技術の項およびステップｂ２の処理に関する説明でも述べた通り、必要風量演算手段５１によって算出される必要風量の値は、設定温度と室内温度の現在値との差が小さくなるにつれて徐々に減少するので、車両が寒冷地を走行するなどしてブロアファン８の送風量が規制されたままの状態で車室内が暖められたりすると、設定目標温度と室内温度との差が小さくなって送風量が極端に減少するといった問題が生じる場合がある。
【００２４】
そこで、本実施形態においては、エンジン冷却水の温度、即ち、ヒータコア１２の暖房能力に応じてブロアファン８の送風量を規制する従来と同様の第一の送風量規制手段５３に加え、エンジン冷却水の温度自体とは関わりなく、エンジン冷却水の温度上昇が停滞した時点を基準に時間の経過に応じて送風量を規制する上限値の値を徐々に増大させていく第二の送風量規制手段５４と、エンジン冷却水の温度が上昇中であるか否かを判別して第一，第二の送風量規制手段５３，５４の内のいずれの送風量規制手段による風量制限を実施するかを判定する温度変化判定手段５５とを設けてこのような問題に対処するようにしている。
【００２５】
第一の送風量規制手段５３と第二の送風量規制手段５４および温度変化判定手段５５は、本実施形態においては何れもＭＰＵ２０を機能実現手段として達成されている。
【００２６】
図４〜図６は本実施形態のＭＰＵ２０によって実施される冷風吹出防止処理の概略を示すフローチャート、また、図７は必要風量演算処理の概略を示すフローチャートであり、これらの処理はＭＰＵ２０のマルチタスク処理として所定周期毎に繰り返し交互に実行される。
このうち、図４〜図６に示す冷風吹出防止処理は、エンジン冷却水の温度上昇が停滞したか否かを判定するための処理と、エンジン冷却水の温度に基づいて送風量の上限値を算出するための処理、および、エンジン冷却水の温度上昇停滞後の経過時間に基づいて送風量の上限値を算出するための処理とを含み、また、図７に示す必要風量演算処理は、専ら、冷風吹出防止処理によって求められた上限値に従って実際にブロアファン８の送風量を規制するための処理によって構成される。
【００２７】
冷風吹出防止処理を開始したＭＰＵ２０は、まず、この処理周期がエンジン起動直後のものであるか否か、つまり、この処理周期において冷風吹出防止のための初期設定処理を実施する必要があるか否かをイグニッションスイッチ３３からの起動信号の入力の有無によって判定する（ステップａ１）。イグニッションスイッチ３３からの起動信号が検出されればこの処理周期はエンジン起動直後のものであり、また、イグニッションスイッチ３３からの起動信号が検出されなければ、この処理周期はエンジン起動直後のものではなく、初期設定処理を実施する必要もない。
【００２８】
そこで、ステップａ１の判別結果が真となった場合、ＭＰＵ２０は、次いで、冷風吹出防止のための実質的な制御を実施する必要があるか否か、要するに、搭乗者が暖房を要求しているか否かを判定することになる。
【００２９】
この実施形態においては、図４に示す通り、外気温センサ３９によって検出される外気温が判別基準となる判定値Ｔoutよりも低いか否か（ステップａ２）、必要吹出温度演算手段５１によって算出された必要吹出温度の値が判別基準となる判定値Ｔblwよりも高いか否か（ステップａ３）、および、温度設定スイッチ３５で設定された目標温度が判別基準となる判定値Ｔよりも高いか否か（ステップａ４）の３つの条件によって搭乗者が暖房を要求しているか否かを判定するようにしており、ステップａ２〜ステップａ４の判別結果が全て真となった場合に限って搭乗者が暖房を要求しているものと見なして冷風吹出防止のための制御を実施するようにしている。
なお、ステップａ３の処理で判別対象となる必要吹出温度は、１周期前の必要風量演算処理におけるステップｂ１の処理（図７参照）で算出された値である。
【００３０】
そこで、ステップａ２〜ステップａ４の判別結果が全て真となって搭乗者が暖房を要求していることが明らかとなった場合、ＭＰＵ２０は、冷風吹出防止処理実行フラグＦ１をセットして搭乗者が暖房を要求していることを記憶すると共に、第二の送風量規制手段５４による送風量の制限処理が実行されていることを示す第二規制モード実行フラグＦ２をリセットし、更に、送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2をリセットする（ステップａ５）。そして、ＭＰＵ２０は水温センサ４３を介してエンジン冷却水の現在温度Ｔnを読み込み、その値を前周期水温記憶レジスタＴxに更新記憶して、冷風吹出防止のための初期設定処理を終了する（ステップａ６）。
【００３１】
また、ステップａ２〜ステップａ４の判別処理のいずれかの判別結果が偽となった場合、ＭＰＵ２０は、搭乗者が暖房を要求していないものと判断して冷風吹出防止処理実行フラグＦ１をリセットし、冷風吹出防止のための初期設定処理を終了する（ステップａ７）。なお、デフロスタ使用時（ヒート吹出口１６からの送気による曇り除去や霜取りの場合）にも冷風吹出防止処理実行フラグＦ１をリセットして風量制限を行わないようにしてもよい。
【００３２】
初期設定処理が終了する結果、次周期以降の冷風吹出防止処理ではステップａ１の判別結果が常に偽となり、ＭＰＵ２０は、次いで、冷風吹出防止処理実行フラグＦ１がセットされているか否かを判別することになる（ステップａ８）。
【００３３】
前述した初期設定処理で冷風吹出防止処理実行フラグＦ１がリセットされている場合には、搭乗者が暖房を要求していないことを意味するので、ＭＰＵ２０は、ステップａ８の判別処理終了後、そのまま冷風吹出防止処理を終了し、次周期以降の処理でステップａ１およびステップａ８の判別処理のみを繰り返し実行することになる。
【００３４】
この場合、もう一方のタスクである必要風量演算処理ではステップｂ１〜ステップｂ３の処理（図７参照）だけが繰り返し実行されることになるので、ＭＰＵ２０は、必要吹出温度演算手段４９を構成するステップｂ１の処理で求めた必要吹出温度の値に基づいて、従来と同様にして、駆動回路２３およびアクチュエータ１０を介してミックスダンパ１１の揺動位置を制御し、また、必要風量演算手段５１を構成するステップｂ２の処理で求めた必要風量の値に基づいて、従来と同様にして、駆動回路２１およびモータ７を介してブロアファン８の回転速度を制御することになる。
つまり、ステップｂ２の処理で実施される必要風量の演算処理を除けば、ブロアファン８の送風量の制限に関する処理は全く実行されないということである。
【００３５】
一方、冷風吹出防止処理におけるステップａ８の判別処理で冷風吹出防止処理実行フラグＦ１がセットされていることが確認された場合には、搭乗者が暖房を要求していることを意味するので、ＭＰＵ２０は、不用意な冷風の吹き出しを防止するために必要とされる実質的な冷風吹出防止処理を実行する必要がある。
そこで、ステップａ８の判別処理で冷風吹出防止処理実行フラグＦ１がセットされていることが確認された場合、ＭＰＵ２０は、第二規制モード実行フラグＦ２がセットされているか否か、即ち、エンジン冷却水の温度上昇停滞後の経過時間に基づいて送風量の上限値を算出して風量を制限する第二規制モードの風量制限処理を実施すべきであるのか、それとも、エンジン冷却水の現在温度に基づいて送風量の上限値を算出して風量を制限する第一規制モードの風量制限処理を実施すべきであるのかを判定する（ステップａ９）。
【００３６】
暖房開始直後の現段階では、前述したステップａ５の処理で第二規制モード実行フラグＦ２がリセットされたままの状態に維持されているので、必然的にステップａ９の判別結果は偽となる。よって、ＭＰＵ２０は、エンジン冷却水の現在温度に基づいて送風量の上限値を算出して風量を制限する第一規制モードの処理を実施することになる。
【００３７】
そこで、第一規制モードの処理を開始したＭＰＵ２０は、まず、制限値検索指標ｉに初期値０をセットした後（ステップａ１０）、図８に示すような制限値記憶ファイルから指標ｉの現在値に対応する判定基準水温Ｔiの値を読み込み、更に、水温センサ４３を介してエンジン冷却水の現在温度Ｔnを読み込んで、エンジン冷却水の現在温度Ｔnが判定基準水温Ｔiよりも低いか否かを判別する（ステップａ１１）。
制限値記憶ファイルは、エンジン冷却水の温度に応じてどの程度の風量制限を行うかを記憶したファイルであり、例えば図８の例では、エンジン冷却水の温度がＴ0未満の場合の風量上限値をＢＬ0（実質的にモータ７を非作動として送風を禁止した状態）、また、エンジン冷却水の温度がＴ0以上でＴ1未満の場合の風量上限値をＢＬ1（いわゆるＬｏレベルの吹出量）と定め、更に、Ｔ2，Ｔ3，・・・とエンジン冷却水の温度が上昇するにつれて風量の制限を緩めていき、最終的にエンジン冷却水の温度がＴmax（例えば７０度）を超えた段階で風量上限値をＢＬmax（モータ７をフル稼働としたＨｉレベルの吹出量）として風量制限を解除するようにしている。
【００３８】
ステップａ１１の判別処理でエンジン冷却水の現在温度Ｔnが判定基準水温Ｔiよりも高いと判別された場合、ＭＰＵ２０は、制限値検索指標ｉの現在値が制限解除に相当する値maxを超えるか、または、Ｔn＜ＴiとなるＴiの値が検出されるまでの間、ステップａ１２の処理で指標ｉの値を順次インクリメントして前記と同様にしてステップａ１１〜ステップａ１３の処理を繰り返し実行する。
【００３９】
そして、このような処理が繰り返し実行される間に制限値検索指標ｉの現在値が制限解除に相当する値maxを超えたことがステップａ１３の判別処理で検出された場合には、エンジン冷却水の現在温度Ｔnが既に制限解除温度Ｔmaxを超えていることを意味する。この場合は風量制限を実施する必要はないので、ＭＰＵ２０は、冷風吹出防止処理実行フラグＦ１をリセットして（ステップａ１４）、この周期の冷風吹出防止処理を終了する。
この場合、もう一方のタスクである必要風量演算処理（図７参照）ではステップｂ１〜ステップｂ３の処理だけが繰り返し実行されることになり、ＭＰＵ２０は、ステップｂ１の処理（必要吹出温度演算手段４９）で求めた必要吹出温度の値に基づいて駆動回路２３およびアクチュエータ１０を介してミックスダンパ１１の揺動位置を制御し、また、ステップｂ２の処理（必要風量演算手段５１）で求めた必要風量の値にのみ基づいて駆動回路２１およびモータ７を介してブロアファン８の回転速度を制御することになる。つまり、ステップｂ２で実施される必要風量の演算処理を除けば、送風量の制限に関する処理は全く実行されないことになる。
【００４０】
一方、ステップａ１１〜ステップａ１３の処理が繰り返し実行される間にＴn＜ＴiとなるＴiの値がステップａ１１の判別処理で検出された場合には、エンジン冷却水の現在温度Ｔnが制限解除温度Ｔmaxを超えていないことが明らかであり、何らかのレベルでの風量制限を行う必要がある。そこで、ＭＰＵ２０は、Ｔn＜ＴiとなるＴiが検出されたときの指標ｉの現在値に基づいて制限値記憶ファイルからエンジン冷却水の現在温度Ｔn（Ｔiの範囲に含まれる値）に対応する制限値ＢＬiを読み込み、その値を制限値記憶レジスタＢＬに記憶し（ステップａ１５）、その後エンジン冷却水が加熱されて次の判定基準水温に達するか、または、エンジン冷却水の温度上昇が停滞して第二規制モードの風量制限処理が開始されるまでの間、風量制限値として利用する。
この場合、冷風吹出防止処理実行フラグＦ１はリセットされないので、もう一方のタスクである必要風量演算処理（図７参照）ではステップｂ１〜ステップｂ３の処理が実施された後、更に、ステップｂ２の処理で設定温度および室温と日射量に基づいて算出された必要風量と風量制限値ＢＬとの大小関係がステップｂ４の処理で比較される。そして、ステップｂ２の処理で算出された必要風量の値が風量制限値ＢＬを超えていると判定された場合には、ＭＰＵ２０は必要風量記憶レジスタに風量制限値ＢＬの値を代入し（ステップｂ５）、風量制限値ＢＬの値に基づいてモータ７の回転速度、即ち、ブロアファン８の送風量を制御することによって送風量を規制値の範囲内に収め、冷風の吹き出しを防止する。また、ステップｂ４の判別結果が偽となってステップｂ２の処理で算出された必要風量の値が風量制限値ＢＬの範囲内にあることが明らかとなった場合には、ＭＰＵ２０は、ステップｂ２の処理で算出された必要風量の値をそのまま利用してブロアファン８の送風量を制御する。
【００４１】
前述したステップａ１５の処理により現時点で適当とされる風量制限値ＢＬiの値を制限値記憶レジスタＢＬに設定したＭＰＵ２０は、次いで、エンジン冷却水の現在値Ｔnが前周期水温記憶レジスタＴxに記憶されているエンジン冷却水の温度よりも高いか否か、即ち、前周期に比べて今周期の方がエンジン冷却水の温度が上昇しているか否かを判別し（ステップａ１６）、冷却水の現在値Ｔnが前周期水温記憶レジスタＴxの値よりも高い場合、要するに、エンジン冷却水の温度が上昇している場合には、前周期水温記憶レジスタＴxにエンジン冷却水の現在値Ｔnの値を更新して記憶し（ステップａ１７）、停滞時間計測タイマＴr1の値をリセットして（ステップａ１８）、この周期の冷風吹出防止処理を終了する。
【００４２】
また、ステップａ１６の処理で冷却水の現在値Ｔnが前周期水温記憶レジスタＴxの値よりも高くないと判別された場合、つまり、エンジン冷却水の温度が上昇していないと判定された場合には、ＭＰＵ２０は、停滞時間計測タイマＴr1の値をカウントアップする（ステップａ１９）。結果的に、停滞時間計測タイマＴr1の現在値は、或る特定の温度でエンジン冷却水の温度上昇が停止してからの経過時間を示す値となる。次いで、ＭＰＵ２０は、タイマＴr1の現在値が予め設定された判別値に達しているか否か、つまり、エンジン冷却水の温度上昇が一定時間以上継続して停滞したままになっているか否かを判別し（ステップａ２０）、ステップａ２０の判別結果が判別結果が偽となった場合、つまり、エンジン冷却水の温度上昇の停滞が一定時間未満である場合には、そのままこの周期の冷風吹出防止処理を終了する。
この場合、第二規制モード実行フラグＦ２はセットされないので、エンジン冷却水の温度上昇停滞後の経過時間に基づいて送風量の上限値を算出する第二規制モードの処理は開始されない。
【００４３】
つまり、次周期以降の処理では、前記と同様にして、ステップａ１，ステップａ８，ステップａ９の判別処理とステップａ１０〜ステップａ１３のループ処理が繰り返されることになる。そして、その結果、ステップａ１３の判別処理で制限値検索指標ｉの現在値が制限解除に相当する値maxを超えたことが検出された場合には、既に述べたような処理手順によって冷風吹出防止処理実行フラグＦ１がリセットされ、送風量の制限に関する処理が全て解除される。また、ステップａ１１の判別処理でＴn＜ＴiとなるＴiの値が検出された場合には、そのときの指標ｉの現在値に基づいて前記と同様にしてエンジン冷却水の現在温度Ｔnに対応する制限値ＢＬiが求められ（ステップａ１５）、その値を記憶したレジスタＢＬの値に基づいて必要風量演算処理（図７参照）が実施される。また、前記と同様にしてステップａ１６の判別処理が実施され、冷却水の現在値Ｔnが前周期水温記憶レジスタＴxの値よりも高ければ停滞時間計測タイマＴr1がリセットされる一方、エンジン冷却水の温度上昇が検出されなければ、停滞時間計測タイマＴr1がカウントアップされることになる。
【００４４】
そして、このような処理が繰り返し実行される間にステップａ２０の判別処理でタイマＴr1の現在値が予め設定された判別値に達していることが確認された場合には、エンジン冷却水の温度上昇の停滞が一定時間以上継続していることを意味するので、ＭＰＵ２０は第二規制モード実行フラグＦ２をセットし（ステップａ２１）、エンジン冷却水の温度上昇停滞後の経過時間に基づいて送風量の上限値を算出する第二規制モードの処理を開始する。
【００４５】
第二規制モード実行フラグＦ２がセットされる結果、次周期の冷風吹出防止処理ではステップａ１，ステップａ８の判別処理実行後ステップａ９の判別処理が真となる。そこで、ＭＰＵ２０は、送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2をカウントアップし、第二規制モードの処理で新たな規制値を設定してからの経過時間を計時する（ステップａ２２）。なお、この実施形態では、第二規制モードの処理で最初に設定する規制値の初期値として、第一規制モードの処理から第二規制モードの処理に移行したときの制限値記憶レジスタＢＬの値をそのまま引き継いで利用するようにしているので、この段階でいう「新たな規制値を設定してからの経過時間」とは、第二規制モードの処理に移行してからの経過時間に等しい。
【００４６】
送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2をカウントアップしたＭＰＵ２０は、次いで、送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2の現在値が予め設定された判定値に達しているか否か、即ち、規制値の値を増大させて風量制限を緩めるべき時間周期に達しているか否かを判別する（ステップａ２３）。そして、規制値の値を増大させるべき時間周期に達していなければ、ＭＰＵ２０は、それまで規制値として使用していた制限値記憶レジスタＢＬの値をそのまま保持してこの周期の冷風吹出防止処理を終了する。
【００４７】
その後、送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2の値が判定値に達するまでの間、前期と同様にしてステップａ１，ステップａ８，ステップａ９，ステップａ２２，ステップａ２３の処理が繰り返し実行され、この間、同じ値の風量規制値ＢＬを用いて、前述した必要風量演算処理のステップｂ４〜ステップｂ５の処理で送風量の上限値が規制される。
【００４８】
そして、このような処理が繰り返し実行される間に送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2の値が判定値に達したことがステップａ２３の判別処理で検出されると、ＭＰＵ２０は送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2をリセットし（ステップａ２４）、規制値記憶レジスタＢＬの値を所定値ΔＢＬだけインクリメントして増大させ、その値を新たな規制値として規制値記憶レジスタＢＬに更新して記憶する（ステップａ２５）。前述した通り、送風量の上限値は必要風量演算処理のステップｂ４〜ステップｂ５の処理でレジスタＢＬの値に基づいて規制されるようになっているので、ステップｂ２５の処理で規制値記憶レジスタＢＬの値が更新されると、その値が直ちに風量の上限規制値として反映されることになる。
【００４９】
次いで、ＭＰＵ２０は、規制値記憶レジスタＢＬの値が風量制限なしの状態に相当する値ＢＬmaxに達しているか否かを判別し（ステップａ２６）、達していなければ、そのままこの周期の冷風吹出防止処理を終了する。
【００５０】
その後、規制値ＢＬの値がＢＬmaxに達するまでの間、前期と同様にしてステップａ１，ステップａ８，ステップａ９，ステップａ２２，ステップａ２３の処理が繰り返し実行され、ステップａ２３の判別処理で送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2の値が判定値に達したことが検出される度、規制値記憶レジスタＢＬの値が所定値ΔＢＬずつインクリメントされていく。前述した通り、規制値記憶レジスタＢＬの値は直ちに風量の上限規制値として反映される。
【００５１】
そして、このような処理が繰り返し実行される間に規制値記憶レジスタＢＬの値がＢＬmaxに達したことがステップａ２６の判別処理で検出されると、ＭＰＵ２０は、冷風吹出防止処理実行フラグＦ１をリセットして送風量の制限を完全に解除し（ステップａ２７）、ステップｂ２の処理で求めた必要風量の値にのみ基づいて、駆動回路２１およびモータ７を介してブロアファン８の回転速度を制御することになる。
【００５２】
この結果、エンジン冷却水の温度が順調に上昇する間、つまり、第二規制モード実行フラグＦ２のリセット状態が維持されている間は、エンジン冷却水の現在温度Ｔnに基づいて送風量の上限値ＢＬを決める第一規制モードの処理（専らステップａ１１〜ステップａ１５の処理）が従来装置と同様にして実行され、ヒート吹出口１６やデフロスタ吹出口１７等の空気吹出口から低音の空気が過剰に吹き出すのを防止する（専らステップｂ４〜ステップｂ５の処理）。
【００５３】
また、寒冷地走行等の影響によりエンジン冷却水の温度上昇が阻害され、エンジン冷却水の温度が所定の温度（例えば７０度）にまで上昇しないような場合には、前述したステップａ２０の処理でエンジン冷却水の温度上昇の停滞が検出されて第二規制モード実行フラグＦ２がセットされ（ステップａ２１）、それ以降、送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2が所定時間の経過を検出する度に規制値記憶レジスタＢＲの値を徐々に増大させていくので（ステップａ２３〜ステップａ２５）、例え、エンジン冷却水の温度が思うように上昇しないとしても、ヒート吹出口１６やデフロスタ吹出口１７等の空気吹出口からの送風が極端に制限されるといった不都合は解消される。この場合、エンジン冷却水の温度は所定の温度（例えば７０度）にまで上昇しない状態で送風量の制限が解除される場合もあるが、規制値記憶レジスタＢＲの値を時間の経過に応じて強制的に上昇させていく処理は、エンジン冷却水の温度上昇が完全に停滞してから開始されるので、エンジン冷却水の温度上昇が停滞したときの比較的高い温度で暖房作業を行うことができ、冷風の吹き出し等の問題は発生しない。
【００５４】
規制値記憶レジスタＢＲの値は送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2が所定時間の経過を検出する度に書き換えられるので、理論上、送風量の規制値の上昇はステップ状になるが、送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2の計時時間の設定値を短く設定し、また、ΔＢＬの刻み幅を小さく設定するようにすれば、送風量の規制値を実質的に線形的に増大させることが可能である。
【００５５】
図９および図１０に本実施形態による風量制限と従来技術による風量制限の相違を例示する。図９は風量制限値とエンジン冷却水温度との関係を示す概念図、また、図１０は風量制限値とエンジン始動後の経過時間との関係を示す概念図であり、いずれの図においても、エンジン冷却水の温度が順調に増大したときの風量制限値の変化を実線で示している。また、寒冷地走行等の理由によりエンジン冷却水の温度上昇がＴi度で停滞したものとして、その後の風量制限値の変化を、本実施形態を適用したものに関しては一点鎖線で、また、従来技術を利用したものに関しては二点鎖線で示している。
【００５６】
図９および図１０に示される通り、エンジン冷却水の温度が順調に増大する間、つまり、エンジン冷却水の温度がＴi（図１０での経過時間はｔi）度に達するまでの間は、本実施形態のものも従来技術のものも同様に、エンジン冷却水の現在温度Ｔnに基づいて送風量の上限値ＢＬが特定される。なお、一般に、エンジン冷却水の現在温度ＴnがＴ0未満のときはモータ７を停止させてブロアファン８による送風を完全に禁止し、エンジン冷却水の現在温度ＴnがＴ0（図１０での経過時間はｔ0）を超えた段階で初めてＬｏレベルの送風を許容するようにしている。
【００５７】
しかし、従来技術を適用した装置では、エンジン冷却水の現在温度Ｔnに基づいて送風量の上限値ＢＬを特定する状況がエンジン冷却水の温度上昇の変化に関わりなく継続されるので、図９および図１０に示す通り、エンジン冷却水の温度上昇がＴi度（図１０での経過時間はｔi）で停滞してしまうと、その後の時間経過に関わりなく、送風量の上限がＢＬiに規制されてしまう。これに対し、本実施形態では、前述した通り、エンジン冷却水の温度上昇の停滞が検出された段階で上限値の算出方法を変更し、時間の経過に応じて送風量の上限値ＢＬを徐々に増大させるようにしているので、例え、エンジン冷却水の温度上昇がＴi度（図１０での経過時間はｔi）で停滞してしまっても、図１０に示すように、ＢＬの値を徐々に増大させて最終的に送風量の制限を完全に解除することができる。
【００５８】
なお、図１０で示される区間Ａ−Ｂの傾き、要するに、上限値ＢＬの変化率は、送風量ステップアップ待機時間計測タイマＴr2の設定値やΔＢＬの値を変更することによって任意に調整することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の冷風吹出防止機能付車両用空調装置によれば、エンジン冷却水の温度が低い段階では冷風の吹出防止機能を優先して冷たい空気の吹き出しを確実に防止することができ、しかも、寒冷地走行等によってエンジン冷却水の温度上昇が停滞した場合は、その後の時間経過に応じて徐々に風量制限の規制を緩めていくようにしているので、外部環境の影響等によってエンジン冷却水の温度が思うように上昇しないような場合であっても、十分な風量を確保して暖房を行うことができる。
また、エンジン冷却水の温度上昇が停滞した場合でも、エンジン冷却水の温度それ自体は暖房が可能な程度に上昇しているので、冷風の吹き出しに関する問題は的確に防止される。
【００６０】
更に、エンジン冷却水の温度が一定時間以上継続して上昇していない場合に限って風量制限の規制を強制的に緩めていくようにすることにより、走行状態の変化等に伴うエンジン冷却水の一時的な温度変動、例えば、その後に冷却水温度が上昇する可能性を残した一時的な温度低下等の現象が、誤って温度上昇の停滞現象として検出されることを防止することができる。
従って、低温の外部環境等に抗してエンジン冷却水の温度を最大限上昇させた状態、即ち、エンジン冷却水の温度上昇がそれ以上望めなくなったときに初めて時間経過に基づく風量制限の解除操作が許容されるようになる。この結果、エンジン冷却水の温度が上昇限度に達していない状態で風量制限が解除されるといった誤動作が解消され、冷風の吹き出し防止に関する機能を一層確実に達成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の冷風吹出防止機能付車両用空調装置の機構上の要部について簡略化して示す図である。
【図２】同実施形態の冷風吹出防止機能付車両用空調装置の制御部を示すブロック図である。
【図３】制御部のマイクロプロセッサによって形成される機能実現手段の概要を示すブロック図である。
【図４】同実施形態のマイクロプロセッサによって実施される冷風吹出防止処理の概略を示すフローチャートである。
【図５】冷風吹出防止処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図６】冷風吹出防止処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図７】同実施形態のマイクロプロセッサによって実施される必要風量演算処理の概略を示すフローチャートである。
【図８】風量の上限値を記憶した制限値記憶ファイルの一例を示す概念図である。
【図９】本実施形態による風量制限と従来技術による風量制限との相違を風量制限値とエンジン冷却水温度との関係によって例示する概念図である。
【図１０】本実施形態による風量制限と従来技術による風量制限との相違を風量制限値とエンジン始動後の経過時間との関係によって例示する概念図である。
【符号の説明】
１ａ 冷風吹出防止機能付車両用空調装置の機構部
１ｂ 冷風吹出防止機能付車両用空調装置の制御部
７ モータ（送風手段）
８ ブロアファン（送風手段）
１２ ヒータコア
１５ ベント吹出口
１６ ヒート吹出口
１７ デフロスタ吹出口
２０ 主制御部（マイクロプロセッサ）
３３ イグニッションスイッチ
３９ 外気温センサ
４０ 日射センサ
４３ 水温センサ（温度検出手段）
４４ 内気温センサ
４９ 必要吹出温度演算手段
５０ ダンパ位置演算手段
５１ 必要風量演算手段
５２ 供給電圧演算手段
５３ 第一の送風量規制手段
５４ 第二の送風量規制手段
５５ 温度変化判定手段

Claims (2)

1. エンジン冷却水で加熱された空気を送風手段で空気吹出口に送風して車室内の暖房を行い、かつ、エンジン冷却水の温度を検出する温度検出手段を有して、エンジン冷却水の温度に応じて前記送風手段の送風量の上限値を規制することで空気吹出口からの冷風の吹き出しを防止するようにした冷風吹出防止機能付車両用空調装置において、
   前記温度検出手段により検出されるエンジン冷却水の温度が上昇中であるか否かを判別する温度変化判定手段と、この温度変化判定手段によりエンジン冷却水の温度が上昇中であると判定された場合にエンジン冷却水の温度に応じて前記送風手段の送風量の上限値を規制する第一の送風量規制手段と、前記温度変化判定手段によりエンジン冷却水の温度が上昇中でないと判定された場合に時間の経過に応じて前記送風手段の送風量の上限値を増大させていく第二の送風量規制手段とを備えたことを特徴とする冷風吹出防止機能付車両用空調装置。
2. 前記第二の送風量規制手段は、前記温度変化判定手段によりエンジン冷却水の温度が一定時間以上継続して上昇していないと判定された場合に作動を開始するように構成された動作タイミング制御機能を備えている請求項１記載の冷風吹出防止機能付車両用空調装置。

Images