JPS58122218A - カ−エアコン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は省動力運転を実現するカーエアコン制御装置に
関し、余剰冷却能力を検出して冷凍サイクルにおいてコ
ンプレッサの稼動を停止、あるいは断続運転、あるいは
容量低下などの手だてを構じることによって、機械動力
の低減を図るものである。

従来、この実現のだめのいくつかの提案がなされている
が、それらは専ら冷却能力の余剰有無のみを稼動率低減
の情報としているために、低温降雨時などの高湿下にお
いても冷却能力が低減されるため、充分な除湿効果を得
ることができず、乗員に不快感を与えることがある。ま
た、フロントガラスなどに曇シヲ生じることがある。

これらの不具合に対処するため、通常は乗員によって冷
凍サイケ）Ｖｆ手動で作動させる妃留が生じるため、そ
の操作が煩わしいという欠点がある。

本発明は上述した問題点に鑑みて′１にされたもので、
冷却能力に余剰があっても高湿状態では冷却稼動率の低
減に制限を加えることができるカーエアコン制御装置を
提供することを目的とするものである。

本発明の特徴は、自動車に搭載されるワイパ装置の作動
信号を利用することにより、特別な湿度センサを用いる
ことなく上記目的が達成されるようにしたことである。

本発明においては、ワイパ装置からの信号がワイパの作
動中を示すとき、降雨中、すなわち高湿状態であると判
定する。この場合、冷却能力が余剰になっているとして
も、その余剰分をすべて低減させることはなく、全く低
減されないか、あるいは低減量が少なく定められる。

本発明において特に注目すべきことは、ワイパ装置の作
動が停止した場合においても、たいていは冷却能力低減
に対する制限を保持することであ簡 る。このことは、たとえ陽刻が止んでも一般には依然と
して高湿度状態が続く事実を考慮したものである。冷却
能力低減に対する制限の保持は、乗員の手動操作によっ
て解除することができる。１つの実施態様においては、
手動操作による解除に加えて、車両が受ける日射の量が
一般的に高湿度状態を否定できる程度に大きい値となっ
たときに解除を行なうように構成される。

以下本発明を添付図に示す実施例に基づいて説明する。

第１図において、ｌは車室８の前方部に配置された通風
ダクトで、その上流は車室外空気の取入口１ａと車室内
空気の取入口１ｂとに連なシ、空調ユニットを構成して
いる。２は内外気切換ダンパで、通風ダクト１の上流部
に配置され、車室外空気の取入状態と車室内空気の取入
状態と、さらに車室外空気と車室内空気とを混合して取
り入れる中間取入状態とを選択するように、たとえば手
動で切り換えられる。８は送風装置としてのブロワ七−
夕で、通風ダク）１内に内外気切換ダンパ２から車室８
に向かう空気流を生じさせる。

４は冷却用熱交換器としてのエバポレータで、車載エン
ジンによって駆動されるコンプレッサ４ａと図示しない
他の部品とで公知の空気冷却装置をなし、通風ダク）１
内を通る空気流を冷却する。

なお、空気冷却装置は、コンプレッサ４ａを車載５は加
熱用熱交換器としてのヒータで、車載エンジンの冷却水
を熱源として循環させている。ヒータ５は通風ダク）ｌ
内の通風断面積の半分程度を占め、残シの部分はバイパ
ス通路６となっている。

７は温度調節部材としてのエアミックスダンノくで、エ
バポレータ４で冷却された空気がヒータ５で再加熱され
る割合とバイパス通路６をその壕ま通過する割合とを変
化させ、もって通風ダクト１から車室８に吹き出される
吹出空気の温度を調節する０ ９は吹出口切換ダンパで、吹出空気の車室への吹出口を
たとえば手動により切り換える。

１０は車室８内の空気温度に対応したアナログ電気信号
Ｔｒ’を生じる室温センサ、１１はエアミックスダンパ
７の位置に対応したアナログ電気信号Ａｒ　’に生じる
位置上ンサ、】２は車室外の空気温度に対応したアナロ
グ電気信号Ｔａｍ’を生じる外気温センサ、１８はヒー
タ５の冷却水入口部の温度に対応したアナログ電気信号
’Ｉ’　ｗ　’を生じる水濡センサ、１４は通風ダク）
１内におけるエバポレータ４の直下流部の温度に対応し
たアナログ電気信号Ｔａ’ｉ生じるエバ出口温センサ、
１５は車室８に入射する日射の熱輻射または光量に対応
したアナログ電気信号Ｔｓ’を生じる水温センサである
３、これら各センサの生じる電気信号は、アナログ−デ
ジタル変換回路１６で２進コ一ド信号に変換される。

１７はデジタル式の温度設定器で、乗員によって設定さ
れた希望温度をデジタル値Ｋ　ｓ　ｅ　ｔで記憶する。

１８ａは空気吹出量についてのモード設定器で、手動に
よる調節部材の位置に連動して、乗員によって設定され
た希望の空気吹出量を示すデジタル信号を生じる。

１８ｂは前記空気冷却装置についてのモード設定器で、
手動スイッチからなシ、冷却装置の継続運転（エアコン
モード）、継続停止（エコノミモード）冷却装置の運転
、停止の自動制御（オートモード）、０８つの手動、自
動モードのうちから１つが選ばれる。また、いずれのモ
ードも選択しないとき停止（オフモード）を設定する。

１８０はワイパ装置の手動スイッチで、ワイパ装置の作
動、停止に対応する信号を生じる。

１９け空気冷却装置の電磁クラッチ４ｂとエアミックス
ダンパ７とを統括制御するデジタルコンピュータで、予
め内部メモリに設定された制御プログラムに従って演算
処理を行なう過程で、各センサならびに設定器からの入
力信号に基づいて、エアミックスダンパ７に対しての位
置制御命令信号、および電磁クラッチ４ｂに対しての連
結、遮断制御命令信号を与える。

このデジタルコンピュータは、いわゆるマイクロコンピ
ュータからな如、空調制御プログラムを記憶したプログ
ラムメモリ（ＩｔＯＭ）と、そのプログラムに従って演
算処理を積み重ねる中央処理部（ＣＰＵ）と、このＣＰ
Ｕの演算処理に関連する各種データを一時記憶する書き
込みと読み出しが可能な一時記憶メモＩＪ（ＲＡＭ）と
、水晶振動子１９ａを伴って演算処理の基準クロックパ
ルスを生じるタイミング回路と、入出力信号を調整する
入出力回路とを、主要部に構成したｌチップのＬ８Ｔ　
（大規模集積回路）からなる。

２０はエアミックスダンパ７の位置調整作動器で、デジ
タルコンピュータ１９からの位置制御命令信号に応答し
てエアミックスダンパ？の位ｔｔｔｖ変化させる電気−
機械変換器からなる。

２１はコンプレッサー４ａの作動回路で、デジタルコン
ピュータ１９からの連結、遮断制御命令信号に応答して
電磁クラッチ４ｂに対しての付勢消勢を切り換えるスイ
ッチング回路からなる。

２２はプロワそ一夕３の作動回路で、コンピュータ１９
からの吹出空裁量を示すデジタル信号に応答してプロワ
モータ８の印加電圧を調節するデジタル−アナログ変換
器と増幅器とからなる。

第２図はデジタルコンピュータ１９における演算処理の
制御プログラムを示している。デジタルコンピュータ１
９は、図示しない電源スィッチの投入時に単載バッテリ
から図示しない安定化電源回路を介して給電され、以下
に説明する一連の演算処理を数百ｍｓの周期でくシかえ
ず。

（１００）・・・パワーオンスタート 給電開始とともに自動的にリセット状態となシＲＯＭに
設定されたプログラムの先頭アドレスから逐次命令処理
を開始する。。

（２００）・・・初期セット 演算過程で使用するフラグ、カウンタ等のデータ初期値
に設定する。この実施例で説明する種々のフラグ、カウ
ンタは、ＲＡＭの特定アドレスを予め指定することによ
って設定される。初期セットにおいて、タイマカウント
値Ｔｃ、冷却余剰能力フラグＭＦ、降雨フラグＲＦはそ
れぞれｒＯＪにセットされる。またモードレジスタＯＭ
の内容は「ｌＯ」にセットされる。

（ＳＯＯ）・・・信号入力 ここで各入力装置からの信号を順次受は取る。

この信号の中にはアナログ−デジタル変換回路１６で２
進コ一ド信号に変換されるセンサ群１０−１５の各検出
信号が含まれ、それらはＩＬＡＭの所定番地に順次記憶
され、また各設定器１？　、１８ａ。

１８ｂからの設定信号およびワイパスイッチ１８０から
の作動信号をＲＡＭの所定番地に記憶する。

ここで、モード設定器１８ｂの操作位置に対応して、Ｒ
ＡＭに定めるモードレジスタＯＭの内容を次の通ジ記憶
する。

ＯＭ＝ｏｏ・・・停止（オフ） Ｏｌ・・・継続停止（エコノミ） １０・・・自動（オート） １１・・・継続作動（エアコン） もし、電源スィッチが投入された後に、モード設定器１
８ｂが全く操作されないとしても、前記初期セットルー
チン２００においてモードレジスタＯＭは「１０」にセ
ットされ、装置を自動制御（オートモード）状態で作動
させる。

（４００）・・・必要熱量（温度）の計算車室８のおか
れた環境条件を示すデータに基づいて、車室内のｍ度を
設定された目標温度に接近させ維持するのに必要な通風
ダク）１からの吹出空気流の温度Ｔａｏを計算する。必
要熱量は、温度Ｔａｏと空気流量とによって決まるが、
定常作動状態での空気流量の値はほぼ一定になるため、
この実施例では温度Ｔａｏの値を制御対象としている。

この計算は実験的にわかっている定数を用いて次式に従
ってなされる。

Ｔａｅ＝ＫｓｅｔＸＴｓｅｔ−ＫｒＸ’ｌ’ｒ−Ｋ　ａ
　ｍ　Ｘ　ｉ’、　ａ　ｍ　−Ｋ　ｓ　：ｘ：　Ｔ　ｓ
　十Ｃただし、Ｔｓｅｔ　、Ｔｒ　、Ｔａｍ、Ｔｓはセ
ンサ１０．１１２．１５および設定器１７より得られた
値、Ｋ　ｓ　ｅ　ｔ　、　Ｋ　ｒ　、　Ｋ　ａ　ｍ　、
　Ｋ　ｓ　、　Ｃは、予め定めた定数で、空気流量、車
室の形状などで決まる。

（４００）・・・余剰能力の判定 空調ユニット（１）から車室８に供給すべき必要熱量が
冷却能力としてどの程度必要であるかを（１１） 判定する。この実施例では、通風ダクトｌの上流を外気
取入としたときに、コンプレッサ４ａの作動を停止して
も、必要吹出温度Ｔａｏを作シ出すことができるかどう
かを判定する　つまシ、要求冷却能力は空気冷却装置（
コンプレッサ４ａ）の作動の必要有無を示し、車室内外
空気温度、設定温度、日射量等で決壕る必要吹出温度Ｔ
ａｏの値と車室外空気湿度Ｔａｍの値とに左右される。

この判定は第８図に示す制御プログラムによって行なう
ことができる。すなわち、ステップ４０１で、必要吹出
温度Ｔａｏと車室外空電温度Ｔ　ａ　ｍとの温度差ΔＴ
を計算し、それがステップ４０３゜４０４で基準値（Ｔ
ｏｎ、、Ｔｏｆｆ）より大か否かを判定し、判定結果に
よシ冷却余剰能カフラグＭＦの内容をセットする。基準
値Ｔｏｎ、Ｔｏｆゴハ判定の際ハンチングを防ぐヒステ
リシスを定める役目をもち、７テツプ４０２でコンプレ
ッサの作動状態を示す作動フラグＯＦの内容をチェック
することにより、基準値Ｔｏｎ　、Ｔｏｆ　ｆのいずれ
を用いるかを分ける。

（１２） この判定のようすは第４図に示される通りで、要するに
必要吹出空気温度１゛ａＯが車室外空気温度Ｔａｍに比
して充分に高いとき、余剰能力フラグＭＦは「ｌ」にセ
ットされ、そうでないとフラグＭＦは「０」にセットさ
れる。

（５００）・・・降雨モードの判定 ワイパスイッチ１８０からの信号により、降雨中である
か否か全判定する。この実施例では、降雨中ならばワイ
パ装置は連続して作動状態にあるという事実を利用し、
ワイパスイッチ１８０の投入時間が所定時間に達すると
降雨フラグＲＦ　４［Ｊにセットするようにしている。

、 降雨フラグＲＦば、ワイパスイッチ１８０が連続投入さ
れた後、開放されたとしても、その条件だけでは「０」
にリセットされない。なぜなら、重要なのは高湿度状態
を検出することであって、降雨が停止しても直ちに低湿
度状態であるとは認められないからである。

この判定は第５図に示す制御プログラムによって行なう
ことができる。すなわち、ステップ５０１ワイパスイツ
チ１８Ｃの作動信号が、ワイパ装置の作動を示すレベル
（オン）であるか否かをチェックし、ステップ５０２で
タイマカウント値Ｔｃが所定値Ｔｎに達するのを判定す
るまでの間はステップ５０８でカウント値Ｔｃｉインク
リメントする。

タイマカウント値Ｉｌｌ　Ｃが所定値Ｔｎに達すること
は、一連のプログラムを処理するに要する（平均）時間
の整数Ｔｎ倍の時間を経過したことを意味し、このとき
ステップ５０４で降雨フラグｆＬＦを１１」に七ッ卜す
る。Ｔｎはたとえば、５〜ＩＯ秒に相当する値に定める
ことができる。ワイパスイッチの投入時間がこの値に満
たないときは、ワイパ装置は単に窓ガラスの汚れを除く
ために使用されただけで、降雨、ではないとみなす。

（６００）・・・熱交換器作動モードの判定空気冷却装
置の冷却能力の調節を、操作器の操作モードと余剰能力
と降雨フラグの有無とに基づいて判定する。前記の通り
、この実施例はコンプレッサ４ａの作動、停止をもって
、冷却能力の調節を行なうもので、この判定ルーチン６
００では作動回路２１に与える出力信号を電磁クラッチ
４ｂの付勢レベルとするか消勢レベルとするかを、判定
しフラグＣＦの内容として記憶する。

判定は第６図に示す通り、モードレジスタＯＭの内容お
よびフラグＭＦ、ｆｔＦの内容−ｑ　Ｉｔ　Ａ　Ｍから
読み出すとともに簡単な分岐命令６０１〜６０５を使用
することによってなされる。

空気冷却装置全作動するために、作動フラグＣＦを「１
」とする条件は次の通シでおる。

（Ａ）・・ＯＭ−「１１」 モード設定器１８ｂにおいて、継続運転（エコノミモー
ド）が選択されたとき。

（Ｂ）・・・ＯＭ＝　［ｌｏＪ　＆ＭＦ：　ｒｏ］モー
ド設定器１８ｂにおいて自動制御（オートモード）が選
択され、かつ余剰能力がないとき。

（０）・・・ＯＭ＝１１ＯＪ　＆ＲＦ　［ＩＪモード設
定器１８において、自動制御（オート）が選択され、か
つ一旦降雨中と判定された１．まその後モード変ｙが行
なわれなかったとき。

（１５） 次に空電冷却装置を停止するために、作動フラグＣＦｙ
［ｏＪとする条件は次の通りである。

（Ｄ）・・・ＯＭ＝ｒＯ１，Ｊ 七−ド設定器１８ｂにより、継続停止（エコノミモード
）が選ばれたとき。

（Ｅ）・・・ＯＭ＝［ｏｏＪ モード設定器１８ｂによυ、エアコン動作の停止（オフ
モード）が選ばれたとき。

（Ｉ！’　）・・・ＯＭ＝「ｌｏＪ＆ＭＦ＝１ｔ　Ｊ　
＆ＲＦ＝「０」 七−ド設定器１８ｂによシ自動制御（オートモード）が
選ばれ、かつ余剰能力があシ、さらに加えて未だ降雨中
と判定されていないとき。

以上の条件を要約的に説明すると、まずモード設定器１
８ｂは空気冷却装置を手動固定モードとして、停止（エ
コノミ、オフ）および継続運転（エアコン）の状態に操
作することができる。なお、継続運転の状態においても
、空気冷却装置の問題として過冷却が生じるような場合
に、公知の調節機構（たとえばサーモスタット）を用い
て、（１６） 一時停止することは可能である。

自動制御（オート）モードを選択すると、冷却余剰能力
がある（すなわち、要求冷却能力が小さい）ときで、し
かも非降雨状態において、空気冷却装置は停止され、余
剰能力がない、あるいは降雨状態では空気冷却装置は運
転される。

特に、降雨状態であることを示すフラグＩｔｌ′′はた
とえワイパ装置が停止したとしても、依然として、降雨
状態を示しつづけることに注目すべきである。すなわち
、この装置においては、ワイパ装置が作動停止したとし
ても、車室外湿度は相当に高い状態にあることを想定し
、手動固定モードとして停止（オフ、またはエコノミ）
を選択するまでは、（余剰能力があるときでも）空気冷
却装置を運転させ続けることができる。このため、乗員
に対して高湿度に起因する不快感を与えることがなく、
また窓ガラスの曇シ防止の効果を発揮し続ける。

本装置は、自動制御（オート）モード下において、必要
以上に空気冷却袋Ｍを運転し続けることを防止すること
ができる。すなわち、降雨フラグＲＦは、電源スィッチ
を投入したときには、初期上ットルーチン２００で１０
」にリセットされるし、手動で停止（オフ、エコノミ）
が選定されている間は、判定ル−チン６００のステップ
６０８で「０」にリセットされる。そのため、その後に
自動制御（オート）モードが選択されたときに、改めて
降雨中か否かが判定され空気冷却装置の作動、停止を判
定する。

（７００）・・・温度調節量の計算 熱量計算ルーチン８００で算出した必要吹出空気温度Ｔ
ａｏを実際に通風ダク）１から得るために、必要なエア
ミックスダンパ７の位置ＳＷが計算される。この計算は
、熱交換器であるエバポレータ４およびヒータ６の現実
の熱交換能力を参照して、次式によってなされる。　　
　・ ５Ｗ＝（Ｔ　ａ　ｏ−’１．’　ａ−）　／（’ｌ’Ｗ
−Ｔ　ａ−Ｄ、　）×Ｄま ただし、Ｔａ、ＴＷはセンサ１３．１４より得られた値
、Ｄ、、Ｄ２は予め定めた定数である。

（ｓｏｏ）・・・空気流量の決定 熱量計算ルーチン３００で算出した必要吹出空気温度Ｌ
Ｉｌ　ａ　ｏに基づいて、ブロワモータ８により発生す
る炊出空気流量を決定する。この空気流量は、作動回路
２２によりプロワモータ３に印加する直流電圧値に相当
するデジタル値として得られる丸ので、必要吹出空気温
度Ｔａｏが基準値Ｔａｏｈより大きいとき、ＴａＯに応
じて大きくなり、また基準値Ｔ　ａ　ｏ　　より小さい
とき、１１ａＯが小さくなるにつれて大きくなり、両基
準値の間にあるとき一定の値となるように決められる。

この必要吹出空気温度−風量の特性は、特開昭５６−８
６８１５号公報に例示されており、この特性をマイクロ
コンピュータを使用して得るためには、関数計算を使用
するかめるいは予めＩＬＯＭにマツプとして記憶させて
おいて読み出すなどの手法を取り得る。

（９００）・・・信号出力 ルーチン６００．７００．８００で得られた、判定およ
び計算結果になる出力信号を、作動器２０、（１９） 作動回路２１および２１！に印加し、各々の作動対象を
駆動する。

以上説明したルーチン２００〜９００は〈シ返し処理さ
れ、空調ユニツ）（１）から吹出される空気の温度およ
び流量ヲ誠節し、もって車室内空気温度を制御する。さ
らに、車室内空気温度の制御を乱さずに、また高湿度状
態にすることがない範囲で、空気冷却装置（４，４ａ）
の作動を調節し、なるべく省動力化を図ることができる
。

以上本発明の一実施例について詳述したが、本発明は実
施例のみに限定されることなく、種々の変形が可能であ
る。

本発明はコンピュータプログラムによって作動状態が決
定されるマイクロコンピユータラ用いることなく、各々
役割を有するいくつかの論理回路ブロックの接続によっ
ても実施可能である。また、コンピュータプログラムを
使用する場合において、プログラムの処理手順を変える
ことはもちろん可能である。

空気冷却装置の冷却能力を単に装置の運転と停（２０） 止とで切換えるばかりでなく、冷却能力を段階的または
連続的に調節することも可能である。このため、電磁ク
ラッチを断続運転しその断続比を段階もしくは連続的に
変化させてもよいし、あるいは可変容量型のコンプレッ
サを使用することなども可能である。そのために、要求
冷却能力を連続的に検出する方法も知られている。しか
して、余剰能力が生じると、冷却能力を部分的に低減さ
せ、降雨状態においてはその低減を全く行なわないか、
あるいは低減を抑えることができる。

降雨状態の検出は、ワイパ装置の作動スイッチの状態に
よらずとも、ワイパ装置そのものの作動を検出すること
によっても可能であるし、またワイパ装置を自動作動さ
せるために配置する雨滴センサの検出信号を用いること
も可能である。

降雨状態の解除のために、操作器を手動停止モードにす
るのに加えて、車両が受ける日射の量が高湿度状態であ
ることを否定できる程度に大きい値となったときにも降
雨フラグをリセットするようにしてもよい。このため、
前述した実施例において、降雨モードの判定ルーチン６
００を第７図のごとくプログラムすることによっても実
施できる。

第７図において、ステップ５０６では検出された日射量
Ｔｓが所定の基準値Ｔｓｏを越えたと、き、ステップ５
０７で降雨フラグＲＦが１０」にり七ソトされる。

以上説明したように本発明によれば、湿度センサを用い
ない構成によシ車室がおかれた環境条件に対応した冷却
装置の冷却能力制御を実現することができるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例をしめず全体構成図、第２図
は第１図中デジタルコンピュータの演算処理を説明する
ための概略フローチャー上、第８図は第２図中ルーチン
４００の詳細を示すフローチャート、第４図は余剰冷却
能力の判定を示す特性図、第５図はルーチン５００の詳
細を示すフローチャート、第６図はルーチン６００の詳
細を示すフローチャート、第７図はｐ−チン５００の引
例を示すフローチャー七である。 ｌは空調ユニットを構成する通風ダクト、８はブロワモ
ータ（送風装置）、４は冷却用熱交換器トシてのエバポ
レータ、４ａはコンプレッサ、４ｂは電磁クラッチ（買
気−機械装置）、５は加熱用熱交換器としてのヒータ、
７は温度調節用エアミックスダンパ、１０〜１５．１７
はセンサ群および温度設定器（第１の検知手段）、１８
ｂはモード設定器（操作器）、１８Ｃはワイパスイッチ
（第２の検知手段）、１９は電気制御としてのデジタル
コンピュータ、２１は電磁クラッチの作動回路。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第２図 °′−″”　　１０１ 初メ毛也ブト ）、−１，２：ｌＯＯ，響に 特開昭５８−１２２２１８（８） 第３図 □１□１ ＠４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 空気冷却装置、空気過熱装置、および送風装置を設けた
   空調ユニットと、 前記空気冷却装置の冷却能力を調節する電気−機械装置
   と、 前記空気冷却装置の冷却能力調節を手動モードと自動モ
   ードとに切シ換える操作器と、前記空気冷却装置に要求
   される要求冷却能力に応答する第１の検知手段と、 車両において降雨状態に応答する第２の検知手段と、 前記操作器、第１の検知手段、および第２の検知手段に
   応答して、冷却能力調節が自動モードで要求冷却能力が
   所定の基準より小さくかつ非降雨状態であるときに前記
   電気−機械装置を介して前記空気冷却装置の冷却能力を
   低減させ、また降雨状態になると上記の冷却能力低減を
   制限するとともに一旦降雨状態になった後は冷却能力調
   節が手動モードによってなされるまでその制限を保持す
   る電気制御装置と、 全備えてなるカーエアコン制御装置。