JPH0144522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、送風機、空気冷却器、および加熱能
力を連続的に調整可能な空気加熱器を備えたカー
エアコンに適用される制御装置に関する。

〔従来の技術〕 従来このようなカーエアコン制御装置として、
例えば特開昭55−77659号公報に開示されるもの
が知られている。この公報に開示されるもので
は、温度制御の目標温度、車室内温度、車室外温
度等に基づいて、車室内の空調にかかる空調負荷
に対応する必要吹出温度を演算し、この必要吹出
温度に応じてヒータコアの加熱量を調節するエア
ミツクスダンパの位置を制御している。しかも、
このヒータコア自体の加熱能力と、このヒータコ
アを通過する空気温度とによつて、吹出空気温度
が変動しないように、ヒータコアの加熱媒体であ
る温水の温度と、ヒータコアの上流側の空気温度
とに応じて、エアミツクスダンパの目標位置の決
定特性を変化させている。そして、このような従
来の技術によれば、ヒータコアに流入する前の空
気温度とヒータコアの加熱媒体の温度とにかかわ
らず、所望の吹出空気温度が得られるように、エ
アミツクスダンパの位置を制御することができ、
ヒータコアの上流に配設される冷却器の作動及び
停止による吹出空気温度の変動を防止することが
できるという効果がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、本発明者らの実験によれば、カ
ーエアコンの吹出空気温度の変動が抑制されて、
その吹出空気温度が冷却器の作動・停止にかかわ
らず同程度の値であつても、乗員は一般に、冷却
器の停止時には冷却器の作動時に比してより暖か
さを感じることが判明した。

発明者らの推測によれば、この原因は、冷却器
の作動時には除湿された空気が得られるのに対し
て、冷却器の停止時では比較的湿気が多いことに
よると考えられている。

本発明は上記のごとき問題点に鑑みてなされた
ものであり、単に冷却器の作動及び停止に伴う吹
出空気温度の変動を抑制するとともに、この冷却
器の作動及び停止に伴う乗員の温感の変動をも抑
制することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明は、第１図に示すように、 送風機、空気冷却器、および加熱能力を連続的
に調整可能な空気加熱器を通風方向に沿つて順に
配設したカーエアコン制御装置であつて、 車室内の空調負荷に対応する総合信号を決定す
る手段と、 前記空気加熱器により加熱される前の空気温度
および前記空気加熱器の加熱媒体温度をパラメー
タとして決定される所定の特性に応じて、前記総
合信号から前記空気加熱器の加熱能力の調整量を
決定する手段と、 前記決定された調整量に前記空気加熱器の加熱
能力を調節する調節手段とを備えるカーエアコン
制御装置において、 前記空気冷却器の停止時には、前記空気冷却器
の作動時より前記空気加熱器の加熱能力の調整量
が所定割合だけ減少されるように、前記空気冷却
器の作動および停止の別に対応して、前記所定の
特性を修正する修正手段 を備えるという技術的手段を採用する。

なお、冷却器の作動・停止の別を、手動で決定
する装置においても、例えば決定された空気温度
（または熱量）に応じて自動的に決定する装置に
おいても、その決定された作動・停止の別に対応
して、総合信号から調整量を決定する特性を修正
することができる。

〔作用効果〕

上記の如き本発明の構成によると、空気加熱器
により加熱される前の空気温度や、この空気加熱
器自体の加熱能力を示す加熱媒体温度の変動にか
かわらず、吹出空気温度を所望の温度に制御でき
る。さらに、車室内の空調負荷を示す総合信号か
ら空気加熱器の加熱能力の調整量を決定する特性
が、空気冷却器の作動および停止の別に対応して
修正され、冷却器の作動時に比して冷却器の停止
時の上記空気加熱器の加熱能力の調整量が所定割
合だけ減少される。このため、冷却器の作動時よ
り停止時の方が実質的に吹出空気温度が低下さ
れ、冷却器の作動および停止の別に判う乗員の温
感の変動を抑制することができる。

このように本発明によれば、吹出空気温度の変
動要因に対して、この吹出空気温度の変動を防止
できるだけでなく、冷却器の作動および停止に伴
う乗員の温感の変動をも抑制して、快適な温度制
御を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面に示す実施例について
説明する。この実施例は、上流に配置された空気
冷却器で一旦冷却された空気を下流に配置された
空気加熱器で加熱するとともに、エアミツクスダ
ンパの開度調節によりその加熱される空気と加熱
されないでバイパスされる空気との割合を変化さ
せ、それによつて車室への吹出空気の温度（また
は熱量）を変化調節するようにしたカーエアコン
に本発明を適用したものである。しかしながら、
本発明がこのようなタイプのカーエアコンに限定
されるものでないことはもちろんである。

第２図はこの実施例にかかるカーエアコン制御
装置の全体構成を示すもので、ダクト１０は上流
において内気口１１と外気口１２とに分岐し、ダ
ンパ１３が内気口１１と外気口１２とを選択的に
開閉する。またダクト１０内には、送風機１４、
空気冷却器としてのエバポレータ１５、空気加熱
器としてのヒータ１６が配置されている。ヒータ
１６はダクト１０の通路の一部を横切つて配置さ
れており、そのバイパス路１７との空気通過割合
を調節するエアミツクスダンパ１８が配置されて
いる。ダクト１０の下流は複数の吹出口１９，２
０に分岐されダンパ２１により、両吹出口を選択
的に開閉できる。

エバポレータ１５は冷媒循環により冷凍サイク
ル２２の一部として構成されており、自動車原動
機２３と選択的に連結・遮断されるコンプレツサ
２４がかかる連結時に原動機２３から受ける駆動
力によつて回転されると、コンデンサ２５、レシ
ーバ２６、減圧手段２７を通じて供給される冷媒
の作用によりダクト１０内を通る空気を冷却す
る。ヒータ１６は原動機２３の冷却水を加熱媒体
として温度感応弁２８を介して受け取り、ダクト
１０を通る空気を加熱する。

上述したカーエアコンの機能要素のうち、エバ
ポレータ１５は電磁クラツチ２９が付勢されて冷
凍サイクル２２が原動機２３と連結状態にあると
きに冷却作動し、電磁クラツチ２９が消勢される
と冷却を停止する。ダンパ１３はアクチユエータ
３０により、その位置が選択される。電磁クラツ
チ２９およびアクチユエータ３０は、電気制御装
置３１から出力される制御出力信号により作動す
る。

エアミツクスダンパ１８は、電気制御装置３１
の制御出力信号に応答するアクチユエータ３２に
よりその位置が調整されるようになつている。ダ
ンパ２１も同様に電気制御装置３１により図示し
ないアクチユエータを介してその位置が選択され
るようにしてもよいが、手動でその位置を選択す
るものでもよい。

電気制御装置３１は、上述したカーエアコンの
機能要素を作動させる制御出力信号を予め設定さ
れた制御条件に従つて発生させるために、内気温
センサ３３、外気温センサ３４、温度設定器３
５、冷却温センサ３６、加熱媒体温センサ３７、
およびエアミツクスダンパ１８の位置センサ３８
と接続され、これら信号発生器からの信号を予め
設定された制御プログラムに従つて評価するよう
に構成されている。

各温度センサ３３，３４，３６，３７は通常の
サーミスタが用いられ、図示しない電流供給回路
と組み合わされて、検出温度に応じたアナログ電
圧を発生し、電気制御装置３１においてデジタル
信号に変換され、上述した評価に供される。温度
設定器３５は操作パネル３５に組み込まれ乗員に
よつて操作できるようにした可変抵抗器からな
り、位置センサ３８はアクチユエータ３２の出力
ロツドの位置に対応して変位するようにした可変
抵抗器からなり、それぞれ操作または変位に対応
するアナログ電圧を発生し、電気制御装置３１に
おいてデジタル信号に変換して、上述した評価に
適用される。

電気制御装置３１は上述した制御プログラムに
従うカーエアコンの制御を実行するために、マイ
クロコンピユータを主要素として、適宜信号入出
力回路を組み合わせて構成されている。

第３図はそのマイクロコンピユータの制御プロ
グラムの構成を示しており、以下この装置の動作
をこのプログラムの流れに沿つて説明する。

第２図図示の主スイツチ４０（１つのスイツチ
のみ図示されているが、エンジンキースイツチと
カーエアコンの主電源スイツチとの直列体からな
るのが普通である）が投入されると、車載バツテ
リ４１からの給電が開始されて、装置全体が作動
可能状態になるとともに、マイクロコンピユータ
はパワーオンスタートにより第３図のステツプ50
に始まるプログラムの実行を開始する。コンピユ
ータは所期設定ステツプ51を経て、ステツプ52で
各信号発生器３３〜３９からの信号を受け、これ
をデジタル信号として内蔵する一時メモリに記憶
する。

次にステツプ53では、ステツプ５２で記憶した
信号を用いて次の計算式によりカーエアコンから
吹き出す空気温度Taoを計算する。

Tao＝Ks・Ts−Kr・Tr−Kam・Tam＋Ｃ ただし、Ks、Kr、Kamは予め設定した比例定
数、Ｃは予め設定した定数である。

この計算式は、送風器１４の送風量が予め想定
した送風量である場合に、車室内の空気温度Tr
を外気温Tamの影響をなるべく受けずに設定温
度Tsに接近させかつ維持するためにカーエアコ
ンから吹き出すべき空気温度Taoを規定する。ま
た、（実際上そうであるが）送風量がさほど変化
しないので、計算結果の空気温度Taoはカーエア
コンから吹き出す空気が持つべき熱量とみなすこ
ともできる。空気温度Taoは、この制御装置にお
いて温度制御の基本となる値である。

続いてコンピユータはステツプ54において、空
気温度Taoが予め設定した第１基準値T1を超え
るかどうかを判定する。第１基準値T1は、内気
温Trを制御する上でエバポレータ１５の冷却を
必要とするか否かのレベルを定めるもので、判定
の結果、空気温度Taoが第１基準値T1を超える
ときはステツプ55で電磁クラツチ２９に遮断命令
を付与し、エバポレータ１５の冷却作用を停止さ
せる。逆に、空気温度Taoが第１基準値T1を超
えないときはステツプ57で電磁クラツチ２９に連
結命令を付与し、エバポレータ１５の冷却作動を
発揮させる。

エバポレータ１５での冷却作用の有無に対応し
て、ステツプ56、58では冷却温度Taに予め設定
した比例係数α、βを乗じる。ステツプ56で用い
る比例係数αはエバポレータ１５の冷却作動状態
に対応するもので、βはその冷却停止状態に対応
する。α、βは、例えばβがαの１〜２倍の大き
さ、例えばαを１、βを1.5に定めることができ
る。これにより、ステツプ56、58を経過した後の
冷却温度Taはエバポレータ１５の停止状態にお
いては、作動状態に比してみかけ上高めの値に修
正される。

ステツプ59では、空気温度Taoが予め設定した
第２基準値T2を超えるかどうかを判定する。第
２基準値T2は、内気温Trを制御する上で内気口
１１を開放すべきか否かのレベルを定めるもの
で、判定の結果、空気温度Taoが第２基準値T2
以下のときはステツプ60でアクチユエータ３０に
内気口１１を開放する命令を付与し、内気口１１
を開かせる。逆に、空気温度Taoが２基準値T2
を超えるときはステツプ61でアクチユエータ３０
に外気口１２を開放する命令を付与し、内気口１
２を開かせる。

第２基準値T2は第１基準値T1より小さく設定
されており、強力冷房を必要とする条件で内気口
１１を開いて車室内空気を循環するようにしてあ
る。このため、エバポレータ１５の冷却作用が停
止される条件では、外気口１２が開かれ、導入さ
れた外気を必要なだけ加熱して空気温度Taoを得
ようとする。

コンピユータはステツプ62で、ステツプ52で記
憶した信号と、ステツプ56、58で修正した信号と
を用いて、冷却温度Taと加熱媒体温度Twとを
参照して、次の式によりステツプ53で計算された
値Taoを実際にカーエアコンより吹き出される空
気温度とするためのエアミツクスダンパ１８の開
度（目標開度）に変換する計算を行なう。

目標開度（％）＝100（Tao−Ta）／（Tw−Ta） ステツプ63では、ステツプ62で計算した目標開
度とステツプ52で記憶した位置センサ３８の検出
信号が示す実際の開度とを比較して、実際の開度
を目標開度にすべきアクチユエータ３２の調整量
を決定し、アクチユエータ３２に調整信号を付与
する。

制御プログラムはステツプ63から再びステツプ
５２に戻り、上述した一連のステツプを繰り返し
実行し、制御条件の変化に対応して内気温を設定
温に維持するように作用する。

第４図はこの装置の作動特性を示すもので、特
性A1は、外気温が20℃、加熱媒体温度が65℃と
し、またエバポレータ１５が冷却作用中であつて
その冷却温度が０℃である条件を示すものとす
る。このとき計算された空気温度Taoが45℃で内
気温が25℃に保たれているとすると、エアミツク
スダンパ１８の開度は特性A1上から該当する65
％の値から得られる。

次にこの状態において、エバポレータ１５の冷
却作用が停止されると、冷却温度は外気温に等し
い20℃に向かつて上昇し、やがて20℃になる。こ
のとき、ステツプ62での変換計算に用いる冷却温
度Taがエバポレータ１５の作動中と同じ値（図
示例では測定値Taに等しい）であれば、特性A2
上からエアミツクスダンパ１８の開度が求めら
れ、ダンパ１８の開度は56％に調整されるであろ
う。しかしながら、ステツプ62の変換計算に用い
る冷却温度Taはステツプ５６において比例係数
β（図示例では1.5）を乗じた値に修正されている
から、実際には特性A3上からダンパ開度を求め
ることになる。すなわち、同じ条件でエアミツク
スダンパ１８は13％だけ冷房側に修正された43％
の開度に調整される。この結果、実際の吹出空気
温度はエバポレータ１５の冷却作動時に比して低
めに調整される。

また、動性B1、B2は外気温が５℃の場合を示
すが、比例係数βが１であると仮定した場合の特
性B1に対し、比例係数βが1.5である場合の特性
B2は大差がなく、調整温度を大幅に低下させる
ことがない。このように、外気温が低い場合は含
まれる湿気も少ないため、もしも調整温度を低く
変更するとなるとむしろ寒気を与えるおそれがあ
るが、この装置は冷却温度が低い場合は修正幅も
小さいため、このような不具合が軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発明の構成上の特徴を示すブ
ロツク図、第２図は本発明を適用した一実施例の
全体構成図、第３図は第２図図示装置のマイクロ
コンピユータにおける制御プログラムを示すフロ
ーチヤート、第４図は第２図図示装置の作動特性
図である。 １４……送風機、１５……空気冷却器をなすエ
バポレータ、１６，１８……空気加熱器をなすヒ
ータとエアミツクスダンパ、２……冷凍サイク
ル、２９……電磁クラツチ、３１……電気制御装
置、３２……アクチユエータ、３３……内気温セ
ンサ、３４……外気温センサ、３５……温度設定
器、３６……冷却温センサ、３７……加熱媒体温
センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送風機、空気冷却器、および加熱能力を連続
   的に調整可能な空気加熱器を通風方向に沿つて順
   に配設したカーエアコンに適用される制御装置で
   あつて、 車室内の空調負荷に対応する総合信号を決定す
   る手段と、 前記空気加熱器により加熱される前の空気温度
   および前記空気加熱器の加熱媒体温度をパラメー
   タとして決定される所定の特性に応じて、前記総
   合信号から前記空気加熱器の加熱能力の調整量を
   決定する手段と、 前記決定された調整量に前記空気加熱器の加熱
   能力を調節する調節手段とを備えるカーエアコン
   制御装置において、 前記空気冷却器の停止時には、前記空気冷却器
   の作動時より前記空気加熱器の加熱能力の調整量
   が所定割合だけ減少されるように、前記空気冷却
   器の作動および停止の別に対応して、前記所定の
   特性を修正する修正手段 を備えることを特徴とするカーエアコン制御装
   置。 ２ 前記修正手段は、前記空気冷却器の作動およ
   び停止の別に対応して前記所定の特性を決定する
   パラメータに所定の比例係数を乗じて前記所定の
   特性を修正するように構成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のカーエアコン制御
   装置。 ３ 前記修正手段は、前記空気冷却器の作動およ
   び停止の別に対応して前記空気加熱器より加熱さ
   れる空気の空気温度に所定の比例係数を乗じて前
   記所定の特性を修正するように構成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のカーエア
   コン制御装置。 ４ 前記調節量を決定する手段は、前記総合信号
   をT_AO、前記調整量をＸ、前記空気温度をT_a、前
   記加熱媒体温度をT_wとして下記に基づき前記総
   合信号から前記調整量を決定することを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載のカーエアコン制御
   装置。 Ｘ＝T_AO−T_a／T_w−T_a