JPS5841206B2 - 空気調和制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は断続運転される冷却手段と加熱量を調節する調
節手段とを含み、調節量を自動制御することによって温
度制御を行なう、自動車用に適した空気調節制御装置に
関する。

この種の空気調和制御装置においては、冷却手段の運転
が断続されるのに対して制御特性を変化させることによ
って温度制御を安定させる要求がある。

しかるに制御特性を冷却手段の運転の断続と合わせて急
激に変化させると、調節手段の応答に対して冷却用熱交
換器、温度検出器等に起因して制御系の応答が遅いため
、空調機能部から吹出される空気温度が急激に変動し不
決感を与えるとともに、安定であるべき温度制御を乱す
という問題を生じる。

本発明はこの問題点に鑑みて、制御特性の変更を電気的
な積分処理によって適当な傾斜を用いて行なうことによ
り、調節手段の応答を補正し、冷却手段の断続に対して
温度制御を安定化させることを目的とする。

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

空調機能部を示す第１図において、１は外気導入口、２
は内気導入口、３はこの両導入口１，２を開閉する内外
気切換ダンパ、４は電動送風機である。

５は冷凍サイクルの冷媒蒸発器で冷却用熱交換器をなす
。

６はエンジン冷却水を熱源とする加熱用熱交換器（加熱
器）で、通風ダクト７内で蒸発器５の下流に直列に設け
られている。

８は温度調節ダンパで、加熱器６を通る空気とバイパス
通路９を通る空気との割合を調整することにより加熱器
６による加熱量を調節するものである。

１０は冷房用吹出口で、被空調領域である車室内の乗員
上半身に向って冷風を吹出すものである。

１１は暖房用吹出口で、車室内の乗員足元部に暖風を吹
出すものである。

１２はこの両次出口１０゜１１を切換開閉する吹出モー
ド切換ダンパで、この吹出モード切換ダンパ１２と内外
気切換ダンパ３は車室内の空調装置制御パネル部の操作
レバーにより手動操作するようになっている。

１３は圧縮機で、電磁クラッチ１４を介して原動機であ
る自動車エンジン（図示せず）により駆動されるもので
ある。

１５は凝縮器、１６は受液器、１７は膨張弁であり、こ
れらの機器１３〜１７と蒸発器５により冷却手段をなす
冷凍サイクルを構成している。

１８は温度調節ダンパ８を開閉させるダイヤフラム作動
器、１９ばこのダイヤフラム作動器１８に供給する負圧
を調整する負圧調整器で、２個の電磁弁２０．２１を内
蔵しこの２個の電磁弁２０゜２１によって負圧管２２釦
よび大気開放口２３をそれぞれ開閉する構造にしである
。

負圧管２２には自動車エンジンの吸気負圧が加わるよう
になっている。

そして、加熱器６、温度調節ダンパ８、ダイアフラム作
動器１８、負圧作動器２２により本発明の調節手段が構
成されている。

電気制御装置を示す第２図において、２４は車載バッテ
リ、２５は自動車用エンジンのイグニッションスイッチ
、２６は空調装置の作動スイッチで、通常電動送風機４
の速度切換スイッチと一体に構成されている。

２γはこの作動スイッチ２６の投入により作動する電源
リレー、２８は圧縮器１３の作動スイッチで、この両作
動スイッチ２６゜２８は制御パネル部に設けられ手動操
作するものである。

２９は外気温スイッチで、外気温が所定温度以下例えば
０℃以下に低下すると開放状態になり、圧縮器１３を停
止させるものである。

この外気温スイッチ２９は例えばバイメタルスイッチよ
りなり、外気導入口１の外気吸込部に設置されテイル。

３０は自動車エンジンのアイドル回転数上昇用電磁弁、
３１は圧縮機作動表示用のパイロットランプである。

３４はダンパ８の調節量を電気制御する制御手段として
の制御回路である。

３２は希望温度を設定する温度設定用可変抵抗で、制御
パネル部に手動操作可能に設ぼられている。

３３はダンパ８と連動スるポテンショメータで、ダンパ
８の動きを制御回路３４の入力側に負帰還するものであ
る。

３５は被空調領域である車室内の温度を検出するための
感温素子で、負特性のサーミスタよりなる。

３６は外気温度検出用の感温素子で負特性のサー□スタ
よりなる。

３７．３８はいわゆるウィンドコンパレータをなす比較
器で、一方の比較器３７は入力電圧ｖ１ と基準電圧
ｖ２ とを比較して、■１〉■２のときＯ”レベルの出
力信号を出して、トランジスタ３９をオフさせ、トラン
ジスタ４０をオンさせることにより前記電磁弁２０を開
弁させるものである。

他方の比較器３８は入力電圧ｖ１ と基準電圧Ｖ３ （
■３〈Ｖ２）とを比較して、■１〈ｖ３のときＯ”レベ
ルの出力信号を出して、トランジスタ４１をオフさせト
ランジスタ４２をオンさせることにより前記電磁弁２１
を開弁させるものである。

４３は抵抗、４４はこの抵抗４３を通して作動スイッチ
２８と電磁クラッチ１４とノ間にベースが接続されたト
ランジスタで、作動スイッチ２８が開放されて圧縮機１
３が停止するとオフするようになっている。

４５は外気温スイッチ２９が閉威し、かつトランジスタ
４４がオフするとオンするトランジスタで、このトラン
ジスタ４５がオンすることにより温度補正抵抗４６がウ
ィンドコンパレータ３７，３８の入力側に接続されるよ
うにしである。

４７は上記抵抗４３、トランジスタ４４，４５、温度補
正抵抗４６およびコンデンサ５１を含む温度補正回路で
ある。

４８゜４９．５０は比較器３γ、３８の基準電圧Ｖ２゜
Ｖ３を決定する抵抗である。

なお、コンデンサ５１はトランジスタ４５のオンオフに
併って、基準電圧Ｖ２．■３が徐々に変化するようにす
るための積分処理の役割をもつものである。

上記構成に釦いて、作動を説明する。

作動スイッチ２６の投入により電源リレー２７が閉成す
ると共に、電動送風機４が作動し、また同時に制御回路
３４にも電源が供給される。

そして、夏期にかいて作動スイッチ２８を投入すると、
外気温スイッチ２９を介して電磁クラッチ１４に通電さ
れ圧縮機１３が作動する。

また、吹出モードはダンパー２を第１図の実線状態に操
作して冷房用吹出口１０を開くことによシ冷房モードに
設定する。

いま、車室内温度が可変抵抗３２により設定された設定
温度にあるときは、第２図においてＶｌがｖ３〈ｖｌ〈
■２ を満足する範囲内にあり、従って、比較器３７．
３８の出力がともに”１”レベルとなり、電磁弁２０．
２１がともに閉弁しているので、温度調節ダンパ８は所
定位置に保持固定されている。

車室内温度が設定温度より低下すると、感温素子３５の
抵抗値増加により■ が上昇してＶｌ〉ｖ２ となり、
これにより比較器３７の出力が”０”レベルとなり、電
磁弁２０が開弁してダイヤフラム作動器１８に加わる負
圧が大きくなるので、ダンパ８が高温側（第１図ａ側）
へ移動して加熱器６による加熱量を増加させて、吹出空
気温度を上昇させる。

そして、ダンパ８の高温側への移動によりポテンショメ
ータ３３の抵抗値が減少して、ｖｌ〈Ｖ２となれば電磁
弁２０が閉弁状態に戻る。

逆に、車室内温度が設定温度より上昇す・ると、感温素
子３５の抵抗値減少によりｖｌが低下してｖｌ〈ｖ３と
なり、これにより比較器３８の出力が“Ｏ”レベルとな
り、電磁弁２１が開弁じてダイヤフラム作動器１８に加
わる負圧が小さくなるので、図示しないばねの力により
ダンパ８が低温側（第１図のｂ側）へ移動して加熱器６
による加熱量を減少させ、吹出空気温度を低下させる。

そして、ダンパ８の低温側への移動によりポテンショメ
ータ３３の抵抗値が増加して、ｖｌ〉■３となれば、電
磁弁２１が閉弁状態に戻る。

以上のごとくして、入力電圧■１が基準電圧■２とＶ３
の間の値となるように温度調節ダンパ８の位置を制御す
ることにより車室内温度が設定温度に維持される。

以上の作動は、夏期に釦いて作動スイッチ２８の投入に
より圧縮機１３が作動しているとき、すなわち蒸発器５
通過後の吸込空気温度が０℃であるときであり、従って
制御回路３４はその本来の制御特性通りに車室温を制御
できる。

このように夏期においては、作動スイッチ２８および外
気温スイッチ２９の閉成によりトランジスタ４４がオン
しているので、外気温スイッチ２９が閉成しているにも
かかわらず、トランジスタ４５は常にオフして釦り、従
って温度補正抵抗４６は制御回路３４の入力側から切り
離されている。

つ１り温度補正回路４Ｔは夏期では休止状態にある。

一方、春秋時のような中間温度域例えば外気温が１０’
Ｃ〜２５℃の温度域では、圧縮機駆動による自動車エン
ジンの馬力損失を防ぐため、作動スイッチ２８を開放し
て圧縮機１３を停止させ、この圧縮機停止状態のままで
吹出モードを冷房モード（換気モード）に設定すること
が多い。

この場合は、外気導入口１を開いて外気吸込状態にする
ので、蒸発器通過後の吸込空気温度もほぼ外気温と等し
い温度筐で上昇する。

この場合本発明装置においては、作動スイッチ２８を開
放するとトランジスタ４４がオフし、かつ外気温が設定
温度（例えば０℃）以上であるため外気温スイッチ２９
が閉成しているので、この外気温スイッチ２９を通して
トランジスタ４５にベース電流が供給され、トランジス
タ４５がオンする。

そのため温度補正抵抗４６が基準抵抗４８に並列接続さ
れ、基準電圧Ｖ２．ｖ３を入力電圧Ｖ１ より若干量
増加させる。

これにより、制御回路３４は温度調節ダンパ８を低温側
（第１図す側）へ移行させ、圧縮機１３の停止による車
室温の上昇を防止する。

そして、温度調節ダンパ８の低温側への移行に伴なって
、ポテンショメータ３３の抵抗値が増え、入力電圧Ｖ１
が基準電圧ｖ３ より大きくなったとき、温度調整ダ
ンパ８の移動は停止して、その位置に保持される。

つ１す、外気温は設定温度以上のとき圧縮機１３を停止
させたときは、温度調整ダンパ８の位置を若干量低温側
（例えば３℃相当分）へ修正することにより、圧縮機１
３停止に伴なう車室温の上昇を防止できるわけである。

しかもコンデンサ５１が基準抵抗４９．５０の直列回路
に並列接続されているため、トランジスタ４５のオン時
に抵抗４６によって基準電圧Ｖ２ 。

■３がステップ的に増加するのではなく、抵抗４６と４
８による充電時定数と抵抗４９．５０による放電時定数
により基準電圧Ｖ２．Ｖ３が徐々に増加するため、温度
調節ダンパ８を徐々に低温側へ移行させることができる
。

この移行速度は圧縮機の停止によって冷却器５の冷却能
力が徐々に失われていく変化速度に見合うように調整さ
れており、吹出空気温が過補正のため一時的に冷え過が
るのを防止する。

昔た、冬期の暖房モード時には作動スイッチ２８が開放
されて圧縮機１３が停止するとともに、モード切換ダン
パ１２が第１図の破線位置に操作されて、暖房用吹出口
１１が開放されるのであるが、外気温が設定温度以下に
低下すると、外気温スイッチ２９が開放状態になり、従
って、トランジスタ４５はオフしたｉｔであり、温度補
正抵抗４６／ｆｉ制御回路３４の入力側から切り離され
た１１である。

これは、温度制御上次のような利点をもたらす。

すなわち、冬期では圧縮機１３が作動しとくでも、外気
温自身がＯ℃近辺になるので、温度補正抵抗４６の接続
により温度調節ダンパ８の位置を低温側へ修正すると、
車室温が逆に設定温度より低くなりすぎるという不具合
が生じるが、本発明では冬期の暖房モード時には温度補
正抵抗４６を制御回路３４の入力側から必ず切り離すこ
とにより上記不具合をも防止できる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく種々
変形可能なものであり、種々の態様で実施できる。

例えば温度補正回路４７はダンパ８の開度を若干量だけ
電気的に定める時間遅れ（積分傾斜）をもって変化させ
得るものであればよく、前述のごトキウインドコルパレ
ータ形式のものにおいては基準電圧ｖ２．■３を変化さ
せるのと逆の変化量を入力電圧■１に与えるようにして
もよい。

またダイアフラム作動器１８に負圧と大気圧とを三方切
替式の電磁弁で速い周期で交互に印加しそのオンオフ比
によってダイアフラム作動器の変位量を変化させるもの
にかいても、そのオンオフ比を決めるパルス列発生回路
の信号入力を圧縮機の停止と連動して徐々に変化させれ
ばよい。

積分傾斜、すなわち補正の時間遅れは前述の例のように
適当な値に固定してもよいが、冷却手段の冷却能力、例
えば原動機である自動車エンジンの回転数、凝縮器１５
にあたる風量等の検出信号により変化させてもよい。

例えば抵抗４６と直列に、制御入力に応じて抵抗値の変
わるトランジスタ等の半導体素子を接続し、上記の検出
信号を制御入力として与えるように構成してもよい。

制御手段はアナログ電気計算によって電気制御信号を出
力するもののほか、ソフトウェア上の計算によって電気
制御信号を生じるデジタルコンピュータ（いわゆるマイ
クロコンピュータ等）を用いて構成してもよい。

冷却手段の断続に対する補正は冷却手段の停止時に限ら
ず起動時にも行なってもよい。

冷却手段の断続はスイッチ２８によって手動操作される
ほか、温度調節ダンパ８の開度等により自動制御によっ
てなされるものにおいても本発明を適用し得る。

咬た、自動車の急加速を検出して冷却手段を停止するよ
うに構成された装置に耘いても本発明を適用することが
できる。

調節手段は、図示するいわゆるエア□ツクス式のダンパ
８を備える代わりに、加熱器６に流入する温水量を調節
する温水流量調整弁を用い、この調整弁により温度調節
を行なうものでもよい。

上述したように本発明にむいては電気的制御手段に釦い
て、冷却手段の断続と同期する積分処理を行なうように
構成したから、温度制御系における調節手段の応答を適
当な速度に調整でき、冷却手段の断続に対する温度補正
を安定に行なう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】

添付図面は本発明の一実施例を示し、第１図は空調機能
部の模式的配置図、第２図は電気制御装置の電気結線図
である。 ５．１３，１４，１５，１６，１７・・・冷却手段をな
す冷却用熱交換器（冷却器）、圧縮機、電磁クラッチ、
凝縮器、受液器、膨張弁、６，８゜１８．１９・・・調
節手段をなす加熱用熱交換器、温度調節ダンパ、ダイア
フラム作動器、負圧調整器、３４・・・制御手段をなす
制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空調用ダクト内に設置された冷却用熱交換器を含み
   、原動機よりの駆動力を断続的に受けて断続的に冷却運
   転を行なう冷却手段と、前記空調用ダクト内の前記冷却
   用熱交換器の下流側に設置された加熱用熱交換器を含み
   外部からの電気制御信号により加熱量を調節する調節手
   段と、被空調領域の測定温度および目標温度を含む制御
   信号により前記加熱量を調節するための前記電気制御信
   号を生じるとともに前記冷却運転の断続と同期して電気
   的積分処理を行ないこの積分処理に基いて前記電気制御
   信号が補正されるように構成された制御手段とを備えた
   ことを特徴とする空気調和制御装置。