JPH0341923Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は自動制御空調装置に係わり、特にブ
ロワモータの低速モードの改善に関する。

（従来技術） 自動車の車室内外の温度などを検出し、これに
基づいて所望の設定温度が得られる様に自動制御
する自動制御空調装置は知られている。

この種の装置では、一般に、車室内温度が目標
温度と離れている程空気を吹出すためのブロワモ
ータの回転速度は高く、目標温度に近づくに従つ
て回転速度は低くなる。

また、この様な装置では車室内温度が目標温度
から遠い時期に、ブロワモータが高速で回転する
ことにより生ずる騒音を低減する目的で、ブロワ
モータの回転速度を下げる低速モード選択スイツ
チを設けたものがある。

このスイツチを操作することにより、制御の如
何にかかわらず、ブロワモータの回転速度は予め
定めた低速回転（一般には装置のとり得る最低回
転速度）になる。

（考案が解決しようとする問題点） 上述のように従来の自動制御空調装置にあつて
は、低速モード選択時にはブロワモータの回転速
度を装置の取り得る最低速度である一定の回転速
度に制御していた結果、ブロワモータの騒音は回
避できるが、装置の熱交換量が低下し、車室内環
境が熱負荷の大きい状態であると車室内の温度制
御特性は悪化して好ましくない。

（考案の構成） この考案は、以上の従来技術の欠点を除去しよ
うとして成されたものであり、低速モード選択ス
イツチの操作によつて低速モードが選択された場
合に温度制御特性を悪化させない様な自動制御空
調装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、この考案によれば、
空調装置からの空気の吹出量を決定するブロワモ
ータと、このブロワモータの回転速度を制御する
モータ制御回路と、日射量や外気温度等、温度に
関連した物理的環境因子を検出し電気信号として
出力する検出手段と、乗員が希望する車室内温度
を設定するための温度設定スイツチを有した設定
手段と、前記検出手段及び設定手段の信号を基
に、車室内に最適環境を形成すべく演算を施し、
この演算結果に基づいて、前記ブロワモータの回
転速度を最高回転速度から最低回転速度までの全
回転速度範囲内で最適回転速度を決定し、前記モ
ータ制御回路に指令信号を送出する演算制御装置
とを備えた自動制御空調装置において、前記ブロ
ワモータの回転速度を低速モードに手動により切
り換えるための低速モード選択スイツチを設け、
前記演算制御装置に、前記低速モード選択スイツ
チの作動信号入力時に、前記検出手段の出力信号
及び温度設定スイツチの出力信号を基に熱負荷量
を演算し、ブロワモータを最高回転速度よりも所
定速度分低い所定低速回転速度から前記最低回転
速度までの速度範囲である低速回転範囲内で、熱
負荷量が小さい程低速回転させ、熱負荷量が大き
い程高速回転させるように前記モータ制御回路に
指令信号を出力する構成を加えた。

（作用） 本考案の自動制御空調装置にあつては、以下に
述べるように作動する。

通常の自動制御モードでは、設定手段の設定に
従つて、車室内に最適環境を形成すべく最高回転
速度から最低回転速度の範囲内でブロワモータの
回転速度を制御する。

次に、低速モード選択スイツチの操作により低
速モードに切り換えられた場合、演算制御装置で
は、日射センサ、外気温センサ等の物理的環境因
子の検出手段及び温度設定スイツチの出力信号を
基に熱負荷量が演算され、さらに、この熱負荷量
が小さい場合には、ブロワモータを、最高回転速
度よりも所定速度分低い所定低速回転速度以下の
速度範囲である低速回転範囲内において、より低
速で回転させ、また、熱負荷量が大きい場合に
は、この低速回転範囲内において、より高速で回
転させるようにモータ制御回路に指令信号を出力
する。それによつて、ブロワモータは所定低速回
転速度以下の低速回転範囲内において所定の速度
幅を持つて回転する。

このように、低速モードを選択した場合には、
ブロワモータが所定の所定低速回転速度以下の速
度範囲内に回転速度が低下されることで騒音が低
下される一方、ただ単に一定の低速回転が成され
るのではなく、熱負荷量に応じ熱負荷量が大きい
ときには、その低速回転範囲内でより高速で回転
して熱交換量を確保し、できるだけ温度制御特性
が悪化しないように成される。

（実施例） 以下、添付図面に従つてこの考案の実施例を説
明する。尚、各図において同一の符号は同一の対
象を示すものとする。

第１図はこの考案の実施例を示す系統図であ
る。

同図によれば、システムチエンバ１０、駆動装
置２０、検出手段並びに車室内設定手段などを含
む部分３０、及び演算制御装置４０に分けて図示
されている。

システムチエンバ１０は、外気導入ダクト１
１、内気導入ダクト１２、内外気切換ドア１３、
ブロワモータ１４、エバポレータ１５、ヒータコ
ア１６、エアミクスドア１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ
及びフロアドア１８Ａ、デフロスタドア１８Ｂ並
びにベンチレータドア１８Ｃを具えている。同図
のシステムは各ドア１７Ａ〜１７Ｃ，１８Ａ〜１
８Ｃの開閉及び開度を操作することによつて後述
のように足元吹出口Ａ、ベンチレータ吹出口Ｂ、
デフロスタ吹出口Ｃからの吹き出し量及び吹き出
し温度の調節を行う制御を実行する。

外気導入ダクト１１は車室外の空気を導入する
ためのダクトであり、内気導入ダクト１２は車室
内の空気を再導入するためのダクトであり、内外
気切換ドア１３によつていずれのダクト１１又は
１２から、あるいは両ダクト１１，１２から空気
を取入れるかを選択する。

ブロワモータ１４は、ダクト１１，１２から導
入された空気を車室内に向けて送り出すものであ
る。このブロワモータ１４の直後にはエバポレー
タ１５が配備されており、冷気を形成する。

ヒータコア１６は、エンジンの冷却水を基に暖
気を形成するもので、エアミクスドア１７Ａ〜１
７Ｃの開度によつてエバポレータ１５からの冷気
とヒータコア１６を通過した暖気との混合割合が
調整される。この冷気と暖気との混同は、ヒータ
コア１６の暖気吹出口１６ｂ下流（システムチヤ
ンバ１０内を流れる空気の下流）の第１エアミツ
クスチヤンバＤと第２エアミツクスチヤンバＥの
両チヤンバでそれぞれ行われる。

尚、冷気と暖気との混合は、エアミツクスドア
１７Ａ〜１７Ｃ、フロアドア１８Ａ、デフロスタ
ドア１８Ｂ、ベンチレータドア１８Ｃの開閉及び
開度によつては、第１エアミツクスチヤンバＤ、
第２エアミツクスチヤンバＥのいずれか一方のみ
行われることもある。

又、１９は第１エアミツクスチヤンバＤと第２
エアミツクスチヤンバＥとを区画する隔壁であ
り、１６ａはヒータコア１６の空気吸入口であ
り、５１は第１冷風通路、５２は第２冷風通路、
５３は第１暖気通路、５４は第２暖気通路であ
る。

そして、エアミツクスドア１７Ａ〜１７Ｃの開
度を適宜調整し、両エアミツクスチヤンバＤ，Ｅ
の温度差を設けて、例えば、ベンチレータドア１
８Ｃとフロアドア１８Ａを開けると、ベンチレー
タ吹出口Ｂを足元吹出口Ａよりも冷気を多くし、
頭寒足熱の制御ができ、ベンチレータ吹出口Ｂを
ベンチレータドア１８Ｃで閉じてデフロスタ吹出
口Ｃを開け、フロアドア１８Ａ開けて足元吹出口
Ａを開としフロントガラスが曇らないようにしつ
つ足元暖房する等できる（以上は、周知の２層流
式の空調である）。

尚、どれか１つの吹出口のみ開けることもでき
る。例えばフロントガラスの曇りを取る初期はベ
ンチレータ吹出口Ｂをベンチレータドア１８Ｃで
閉じ（デフロスタ吹出口Ｃが開）、デフロスタド
ア１８Ｂを開、フロアドアを閉とすれば全ての空
気はデフロスタ吹出口より吹き出される。

尚、各要素１３，１４，１７Ａ〜１７Ｃ，１８
Ａ〜１８Ｃは、乗員の操作又は自動的な操作がさ
れるものであり、この明細書中で必要に応じて
「操作要素」としている。

駆動装置２０は前述の温度に関連した操作要素
１３，１４，１７Ａ〜１７Ｃ，１８Ａ〜１８Ｃを
駆動するためのものであり、内外気の切換ドア用
の切換アクチユエータ２１、モータ制御回路２
２、開度調節アクチユエータ２３及び吹出口切換
用の切換アクチユエータ２４を具えている。切換
アクチユエータ２１は指令信号CC１によつて内
外気切換ドア１３を所定の切換方向に駆動する。
モータ制御回路２２は指令信号CC２に基づいて
ブロワモータ１４の回転速度を決定する。

開度調節アクチユエータ２３は、エアミクスド
ア１７Ａ〜１７Ｃの開度を指令信号CC３によつ
て全開・全閉を含む適宜の開度に駆動する。

切換アクチユエータ２４は指令信号CC４によ
つてドア１８Ａ〜１８Ｃの開閉を行うもので、前
述の様に吹出口を選択開閉する。

部分３０は、温度に関連した物理的環境因子を
検出し電気信号として出力する検出手段、温度に
関連した車室内の環境を調節するために乗員の設
定操作に従つて電気信号を送出する設定手段、及
びその他の手段を具えている。

検出手段としては、外気の温度を検出し電気信
号SS１を出力する外気温センサ３１、車室内の
温度を検出し電気信号SS２を出力する車室温セ
ンサ３２、日射量を検出し電気信号SS４を出力
する日射センサ３４が設けられている。

設定手段としては、希望する車室温度を設定す
るための温度設定スイツチ３５、ブロワモータの
回転速度がブロワモータの最高回転速度から所定
速度分低い所定低回転速度以下の範囲である低速
回転範囲となる低速モードを選択するための低速
モード選択スイツチ３６（「Ｌモード選択スイツ
チ」と表記）が設けられている。温度設定スイツ
チ３５は設定操作に従つて電気信号CSを出力し、
低速モード選択スイツチ３６は選択操作に従つて
電気信号LSを出力する。

その他の手段は、ADコンバータ３８及び温度
表示装置３９である。ADコンバータ３８は、各
センサ３１，３２，３４のアナログ信号を後処理
のためにデジタル信号とする。温度表示装置３９
は、温度設定スイツチ３５による設定温度を表示
するものであり、蛍光管、LED、液晶などによ
るセグメント表示の他各種の方法が可能である。

尚、この明細書で、「温度に関係した物理的環
境因子」とは、温度のみでなく日射量も含むが、
その他にも、湿度などを含めてもよい。また車室
内の温度に影響を与える因子例えば車速度などを
も必要に応じて含めてもよいものである。さら
に、温度も外気温度、車室内温度の他、前記各吹
出口の吹出温度を吹出温センサを設けて検出して
もよい。

演算制御装置４０は、各検出手段及び設定手段
などからの信号SS１，SS２，SS４，CS，LSに
基づいて制御指令信号CC１〜CC４を送出し、車
室内に最適環境を形成する様にする。すなわち、
この演算制御装置４０の指令信号によつて内外気
切換ドア１３の切換方向、ブロワモータ１４の回
転速度、エアミクスドア１７Ａ〜１７Ｃの開度、
各ドア１８Ａ〜１８Ｃの開閉状態を制御すること
により、最適な空気を車室内に送り込むことがで
きる。

この演算制御装置４０のうちこの考案に関連し
た部分の構成は第２図に示す様である。同図によ
れば、熱負荷量演算回路４１、室内目標温度演算
回路４２、室内温度差演算回路４３、風量演算回
路４４及び風量変更回路４５が示されている。

熱負荷量演算回路４１は、外気温センサ３１並
びに日射量センサ３４及び温度設定スイツチ３５
の出力信号SS１，SS４，CSを基に熱負荷量QT
を演算する。

熱負荷量QTは、例えば外気温をTa、室内目標
温度をTso、日射量をZc、その他乗員、ブロワ発
熱量等の和をQi、係数をＫ１，Ｋ２として、 QT＝K1（Ta−Tso）＋K2・Zc＋Qi で求めることができる。

室内目標温度演算回路４２は、外気温センサ３
１によつて与えられる外気温信号SS１と、日射
量センサ３４によつて与えられる日射量信号SS
４及び温度設定スイツチ３５によつて与えられる
設定温信号CSに基づき、車室内温度が設定温度
に近づくためには、車室内に吹き出す空気温度
（目標吹出温度）を何度にすればよいかを演算す
る。この目標温度信号はTROである。

室内温度差演算回路４３は、この目標温度信号
TROと車室温センサ３２からの信号SS２に基く
現在の車室内の温度との差ΔTを演算するもので
ある。

風量演算回路４４は室内温度差演算回路４３か
らの信号ΔTに基づき、吹出風量を演算する。こ
の出力信号はＲである。

風量変更回路４５は、低速モード選択スイツチ
３６の操作に伴つて与えられる信号LSによつて、
風量演算回路４４の出力信号Ｒによるよりも一般
に風量が減少する様に出力信号R′を送出する。
すなわち、風量演算回路４４にあつては通常の自
動制御に基いて最適環境が形成されるべく、ブロ
ワモータの最高回転速度から最低回転速度までの
回転速度全域の範囲で、最適風量の演算が成され
ているが、信号LSの到来によつてこの風量演算
回路４４の自動制御モードに基く出力信号Ｒが入
力するのが遮断され、熱負量荷演算回路４１の出
力信号QTに基づいて、所定以下の風量に変更す
る様に信号R′を形成する。

即ち、熱負量荷演算回路４１の出力信号QTに
対して、低速モード選択スイツチ３６の操作があ
つた場合には、第３図の曲線Ｌで示すマツプに基
いた印加電圧VLをブロワモータに与える様に演
算する。

つまり、低速モードの選択時における印加電圧
VLはブロワモータ１４が、最高回転速度となる
印加電圧（例えば12V）よりも所定速度分低い所
定低速回転速度となる電位（8V）から、最低回
転速度となる電位（6V）までの範囲の低電圧に
制限される。そして、この電圧VLは図示するよ
うに熱負荷量QTに対応していて、 QT＜ｄまたはQT＞ｂであるときはVL＝8V、 ａ＞QT＞ｃであるときはVL＝6V、 ａ＜QT＜ｂもしくはｃ＞QT＞ｄであるとき
は6V＜VL＜8V の範囲で熱負荷量QTに比例して決定される。

従つて、低速モード選択スイツチ３６を操作し
ない通常の自動制御における中、高速回転よりは
低い速度であつて、ある程度の速度幅を持つた範
囲の低速度でブロワモータ１４は回転される。

低速モード選択スイツチ３６を操作しない通常
の自動制御の場合は、当然この様な変更はなくＲ
＝R′となる。

次に、第４図のフローチヤートを参照しつつこ
の実施例の動作を説明する。尚、以下の説明で
(1)，(2)…などの番号はフローチヤート中の番号と
対応する。

空調装置のスイツチをオン状態にすると、シス
テムは起動し(1)、外気温度、車室温度、日射量、
及び設定温度を各センサ３１，３２，３４及び温
度設定スイツチ３５から読込む(2)。

これらの読込んだ信号SS１，SS２，SS４，
CSに基づいて各演算回路４１〜４４で順次熱負
荷量の演算(3)、目標吹出温度の演算(4)、温度差の
演算(5)、及び吹出風量の演算(6)を実行する。

この後、低速モード選択スイツチ３６がオン状
態にあるか否かを判断し(7)、オン状態にあれば風
量変更回路４４は熱負荷量演算回路４１の出力信
号である熱負荷量QTに基づいて回転速度信号
R′を形成する(8)。この信号R′はブロワモータ１
４の印加電圧VLに対応し、熱負荷量QTとの関
係は前述した様に第３図に示す様である。この風
量R′はブロワモータ１４の回転が騒音と感じら
れないだけ十分に低速回転であり、かつ、できる
限り車室の温度環境が悪化することのないように
熱負荷量が大きい程、高速（低速回転の範囲内）
で回転するようになつている。

低速モード選択スイツチ３６がオン状態にない
場合は、風量変更回路４５では何らの変更も受け
ず通常の自動制御モードが続行する(9)。

この考案は、以上の実施例に限定されることな
く、この考案の目的を達成し得る範囲において、
各種の変形例を含むものである。

以上のように本実施例では、低速モードの選択
時には、ブロワモータ１４がただ単に一定回転速
度の低速回転を行うのではなく、その時の熱負荷
量に応じて、所定低速回転速度以下の範囲である
低速回転範囲内において熱負荷量が大きければ高
速回転し熱負荷量が小さければ低速回転するよう
にしたため、騒音を低下させながらも、できる限
り車室温度環境が悪化しないようにできるという
効果が得られる。

実施例では、熱負荷量が所定の範囲内であると
き（熱負荷量が中程度のとき）には、低速回転範
囲内（印加電圧では6V〜8Vの範囲内）で熱負荷
量に比例して直線的に回転速度が変化するように
したが、例えば多段階で変化するようにしたり曲
線的に変化するようにしたりしてもよい。

また、実施例では２層流式の空調装置を示した
が、例えば、NISSANサービス周報第484号の第
436頁（昭和58年６月、日産自動車株式会社発行）
に記載されているような１層流式の空調装置に適
用してもよい。

この１層流式の空調装置では、実施例で示した
２層流式の空調装置と異なり、エアミツクスドア
がヒータコアの空気吸入口側にのみ設けられ、冷
風通路がヒータコアの側方にのみ設けられ、前記
エアミツクスドアがヒータコアの空気吸入口を閉
じる全閉位置から冷風通路を開く全開位置の適宜
開度に制御され、ヒータコアを通過した暖気と通
過しない冷気との混合がヒータコアの下流で行わ
れるように１つのエアミツクスチヤンバが設けら
れたものであり、また、エアミツクスチヤンバの
下流には足元吹出口、ベンチレータ吹出口、デフ
ロスタ吹出口が設けられ、それぞれの吹出口には
それぞれの吹出口を開閉するフロアドア、ベンチ
レータドア、デフロスタドアが設けられたもので
ある。

したがつて、仮に複数の吹出口を開けても、各
吹出口から吹き出される空気の温度は、同じ温度
である点が異なるものである。

そして、実施例の開度調節アクチユエータで前
記エアミツクスドアを、切換アクチユエータで前
記フロアドア、ベンチレータドア、デフロスタド
アをそれぞれ駆動するように設定すればよい。

（考案の効果） 本考案の自動制御空調装置では以上の様な構成
とすることにより、次の様な効果を奏する。

即ち、本考案の自動制御空調装置では、自動制
御によるブロワモータの回転速度が大きくて、吹
出音がやかましかつたり、吹出空気の風量が大き
すぎて不快であつたりした場合には、低速モード
選択スイツチの切換操作によりブロワモータの回
転速度を低速回転範囲内に下げて、所望の静かさ
を得るとか、風の当りがやさしい環境を形成する
ことができるという効果が得られる。

そして、このように低速モード選択スイツチの
操作によりブロワモータを低速回転させる場合に
は、一定の低速回転に回転速度が固定されるので
はなく、ある程度の速度幅を持つて低速回転を行
わせ、その低速回転範囲内において回転速度を熱
負荷量に応じて与えるようにしたため、低速モー
ドを選択することによる温度環境の悪化を抑制し
たり防止したりすることができ、低速回転となつ
て設定された車室内温度になるのが遅れることは
あても熱負荷量に対応した適切な温度制御を成し
得るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の系統図、第２図は
第１図の実施例の要部を示す系統図、第３図は第
１図の実施例の動作の要点を説明するための特性
図、第４図は第１図の実施例の動作を説明するた
めのフローチヤートである。 １０……システムチエンバ、２０……駆動装
置、３１，３２，３４……検出手段、３５……温
度設定スイツチ、３６……低速モード選択スイツ
チ、４０……演算制御装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 空調装置からの空気の吹出量を決定するブロワ
   モータと、 このブロワモータの回転速度を制御するモータ
   制御回路と、 日射量や外気温度等、温度に関連した物理的環
   境因子を検出し電気信号として出力する検出手段
   と、 乗員が希望する車室内温度を設定するための温
   度設定スイツチを有した設定手段と、 前記検出手段及び設定手段の信号を基に、車室
   内に最適環境を形成すべく演算を施し、この演算
   結果に基づいて、前記ブロワモータの回転速度を
   最高回転速度から最低回転速度までの全回転速度
   範囲内で最適回転速度を決定し、前記モータ制御
   回路に指令信号を送出する演算制御装置と、 を備えた自動制御空調装置において、 前記ブロワモータの回転速度を低速モードに手
   動により切り換えるための低速モード選択スイツ
   チを設け、 前記演算制御装置に、前記低速モード選択スイ
   ツチの作動信号入力時に、前記検出手段の出力信
   号及び温度設定スイツチの出力信号を基に熱負荷
   量を演算し、ブロワモータを最高回転速度よりも
   所定速度分低い所定低速回転速度から前記最低回
   転速度までの速度範囲である低速回転範囲内で、
   熱負荷量が小さい程低速回転させ、熱負荷量が大
   きい程高速回転させるように前記モータ制御回路
   に指令信号を出力する構成を加えたことを特徴と
   する自動制御空調装置。