JPS5918016A - 自動車用空調装置 - 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】 本発明は自動車用空調装置に関する。

従来の自動車用空調装置においては、例えば第１図に示
すように、送風機１は電源１５にょシイグニッションス
イッチ１！を経て室内のファンコントロールスイッチ１
７のレジスタ１２を介してＯＦＦ　、　Ｌ　、　Ｍ　、
　Ｈ等にコントロールされ、冷却装！　、？はファンコ
ントロールスイッチ１７を介しエアコンスイッチ１８．
冷却装置コントロール用サーモスタット１９によりマグ
ネットクラッチ７が励磁され、エンジンによりコンプレ
ッサ６が駆動され、コンプレッサ６、コンデンサ８．レ
シーバ９ｒ膨張弁１ｏ、エバポレータ１ノによシ冷媒回
路が構成され、冷却装置２によ勺冷却された空気はエア
ミックスダンパー４の操作によシヒータで適度に再熱さ
れ適温となって室内５へ吹出される。

エアミックスダンパー４のコントロールハ比較器で構成
されるコントロール装置２０へ外ｆｉ温度センサー３０
．車内温度センサー２９．乗員により設定される室温設
定器２８．パワーサーｇ２１内のポテンショメータ２３
によシ生ずる電圧を入力し、コントロール装置２ｏ内の
基準電圧と比較し、車内温度が高ければ、デユアルバル
ブ２５のクール側パルプ２７（大気圧側）を開き、車内
温度が低ければ、ホット側バルブ２６（負圧側）を開い
て、パヮーサー？２ノのバキュームアクチェータ２２内
の圧力を加減し、これと機械的にリンクするエアミック
スダンパー４を作動させて車内吹出望見温度をコントロ
ールし、これによ、！７パワーサーボ２１に連動するポ
テンショメータ２３および車内温度が変化し、コントロ
ール装置２ｏへ変化量をフィードバックし、車内温度が
設定値となるよう自動コントロールする。

ここで冷却装置２はサーモスタット１９の感熱部１９′
によシェパポレータ温度又はその吹出空気温度を検出し
、これがサーモスタット設定値となるようオンオフコン
トロールされるが、サーモスタットの設定値はエバポレ
ータの凍結防止温度近傍に設定されているので、冷房負
荷が小さくなり、エアミックスダンパー４がホット側へ
動作すると、一度冷却した空気を再熱するため再熱能力
分だけ冷房能力が無駄となり動力損失となる。

これを解消するためサーモスタットの設定値を可変とす
るものが考えられるが、これを操作するコントローラが
増え、室温設定器とサーモスタットコントローラの二重
操作となり、煩雑であり、オートエアコンの良さが減少
することとなり、これらの問題を解決する手段も種々提
案されているが、いずれも高価であったり、機能的に不
充分なものが多い。

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、動
力損失を少なくシ、コントロールを各局にするとともに
低コストの自動車用空調装置を提供することを目的とし
、冷却装置により冷却された冷風の一部を導入しヒータ
を通して加熱したのち残部の冷風と混合して車内へ吹出
すエアミックスダンハーヲエバポレータ近傍温度および
外気温度によ多制御して車内温度を所望の値に保つよう
にしたものにおいて、エアミックスダンパー駆動装置の
最大暖房位置から最大冷房位置へのほぼ中間位置までの
操作領域でコンプレッサを停止状態に保つとともにエア
ミックスダンパーを全開から全開に至る全範囲にわたっ
て制御する手段と、上記中間位置から最大冷房位Ｗ−４
での操作領域で上記エアミックスダンパーを全閉に保つ
とともにコンプレッサをオンオフ制御する手段とを具え
たことを特徴とする。

本発明の一実施例を図面について説明すると、第２図は
その制御回路図、第３図は第２図の電動モータつまりカ
ムの回動角とエアミックスダンパー位置との関係を示す
線図、第４図は第２図のコントロール装置を示す部分拡
大図、第５図は第２図の電動モータつまυカムの回動角
と吹出空気温度との関係を示す線図である。

まず第２図において、第１図と同一の記号はそれぞれ同
図と同一の部材を示し、コンプレッサ６を駆動、停止す
るマグネットクラッチ７はエアコンスイッチ１８を介し
てコントロール装Ｗｓｏによりオンオフされるリレー６
１にょシコントロールされ、エアミックスダンｄ＋−４
（ｄ。

リンク５２を介して駆動装置５）によりその開度が操作
される。

駆動装置５ノは電動モータ５３と電動モータ５３の出力
軸に直結するカム５４とこれに係合するレバー５６およ
びリンク５７を介しカム５４と係合する夫々独立の温調
用ポテンショメータ５８（これは電動モータ回動角すな
わちカム開度をフィードバックする可変抵抗器）とサー
モコントロール用ポテンショメータ５９とで構成される
。

カム５４には溝部５５があシ、この溝部５５に係合して
レバー５６が作動し、エアミックスダンパー４と駆動装
置５１を連動するリンク５２ＩｄＬ／パー５６に係合さ
れている。

電動モータ５３はコントロール装置５０にょシ空調状態
に応じて駆動され、Ａ点を中心点としてａ点からｂ点を
経て０点までカム５４は回転（可逆回転可能）シ、これ
に伴いレバー５６は１点からｂ点まで回動し、ｂ点より
Ｃ点間は溝５５によシ停止し、レ−Ｊ−５６の回動に応
じてエアミックスダンパーはａ′点（ホット側全８）か
らｂ′点（ホット側全閉）まで変化し、ポテンショメー
タ５ｇ　、５９は電動モータ５３の回転に完全に連動し
てａｚ、、−Ｃ〃、　ａｌ／／〜Ｃ″′マで変化する。

エバポレータ温度又はその吹出温度（以下エバポレータ
温度という）を検出するエバポレータセンサー（サーミ
スタ）６０はサーモコントロール用ポテンショメータ５
９と直列に結線され、コントロール装置５０へ接続され
る。６２はエコノミー運転と最大冷房運転を選択するエ
アコンモードスイッチである。

駆動装置５１の電動モータの回動角すなわちカム５４の
回動角とこれに伴うエアミックスダンパーの状態、およ
び各ポテンショメータの状態は第３図に示すとおりであ
る。

次に、コントロール装置５０は、第４図に示すように、
温調用ポテンショメータ５８．室温設定器２８．車内セ
ンサー２９および外気センサー３０の合成抵抗と基準抵
抗Ｒ１による分岐点Ｅの分岐電圧■。が比較器ＯＰ１の
＋側端子と比較器ＯＰｇの一側端子に入力し、比較器Ｏ
ｐｌの一側端子には、固定抵抗Ｒ２とＲ３ｅＲ４との分
岐点Ｆの分岐電圧Ｖ、が入力し、比較器ＯＰ２の＋側端
子にはＧ点の分岐電圧Ｖ。が入力する。

固定抵抗Ｒ５ｙＲ１１は比較器ＯＰｔ　ｒ　ＯＦ２の作
動ティファレンシャルを設定し、比較器ＯＰｍの出力側
にはダーリントン接続された２組のトランジスタスイッ
チング回路が構成されておシ、比較器ＯＦ＋がＨレベル
の出力時トランジスタＴｒｌ　ｐ　Ｔｒｙによシミ動モ
ータ５３に電源電圧が印加され、比較器ＯＰ１がＬレベ
ルの出力時トランジスタＴｒ３　ｒ　Ｔｒ＜により電動
モータ５３の端子がアースされるよう構成され、同様に
比較器ＯＰ、がＩ（レベルの出力時トランジスタＴｒ６
　。

Ｔｒ６によシミ動モータ５３へ電源電圧が印加されるよ
うに、また比較器ＯＦ、がＬレベルの出力時トランジス
タＴｒ７　＋　Ｔｒｙによシミ動モータ５３の端子がア
ースされるように構成される。

ＺＤは定電圧ダイオード、Ｃはその保護用コンデンサで
、固定抵抗Ｒ７〜Ｒ１５は制御定数を決定するため任意
に設定される。

従って車内温度が設定温度よシ低い時は、ｖ２がｖ２よ
シ大となシ、比較器ＯＰｓが作動しくＨレベルの出力）
、電動モータを反時計方向（本例では反時計方向で暖房
側に動作し時計方向で冷房側へ動作する）へ回動し、カ
ム５４により温調用ポテンショメータ５８を暖房側へ変
化させ抵抗値が小さくな、り、Ｖ、が小さくなり、比較
器ＯＰｓの出力は止まシ、電動モータも停止し、これに
よりサーモコントロール用ポテンショメータ５９の値は
大きくなり、かつカム５４の０点が８〜ｂの範囲内にあ
れば、エアミックスダンパーを暖房側に変化させ吹出空
気温度を上昇せしめて車室内温度が上昇する。

逆に車内温度が設定値よシ高い時、ｖｏはＶ。よ゛シ小
さくなり、電動モータは時計方向に回動し、カム５４を
介して温調用ポテンショメータ５８を冷房側へ変化させ
、よって抵抗値が大となり、ｖＦ、は再び大となって比
較器ＯＰ２の出力を止め、電動モータを停止させ、これ
Ｋよυサーモコントロール用ポテンショメータ５９の値
は小となシ、かつカム５４の０点がａ　−ｂの範囲内に
あれば、エアミックスグン・や−を冷房側に変化させ、
吹出空気温度を低下せしめよって車内温度が低下する。

一方冷却装置制御回路（サーモ回路）は固定抵抗Ｒ１ｓ
　（！：エアコンモードスイッチ６２を介シ、前記スイ
ッチ６２がエコノミー側にある時は、サーモコントロー
ル用ポテンショメータ５９とエバポレータセンサー６０
が直列に接続され、その分岐電圧■□が比較器ＯＰ３の
一側端子に入力し、さらに固定抵抗Ｒ１？とＲ１１ｌの
分岐電圧■１は比較器ＯＰ３の＋側端子に入力しており
、ｖｌｌが■１より小さい時、比較器ＯＰ３はＨレベル
の出力を出し、トラン・ソスタ’ｌ’ｒｇ　ｌ　Ｔｒｔ
ｏのスイッチング回路によシミ線電圧をエアコンスイッ
チＪ８を介してマグネットクラッチ作動リレー６）へ印
加し、コンプレッサが駆動され、冷房運転となる。

よってエバポレータ温度が低下し、吹出温度が低下し、
車内を冷房すると同時にエバポレータ温度の低下により
そのセンサー６ｏの温度が低下すると、分岐電圧Ｖ１１
が上昇し、■８≧ｖＸとなると、比較器ＯＰ３はＬレベ
ルとなシ、リレー６１がオンし、コンプレッサは停止す
る。停止することによシエバポレータ温度が再び上昇し
、エバ号？レータ温度が上昇すると、ｖＨはまた低下す
るため比較器ＯＰ３がＨレベルとなシ、コンプレッサが
駆動する。このくシ返しで吹出空気温度がほぼ所定値に
保たれ、車内温度を設定値に保持するが、車内温度が上
昇してくると、前述の温調機能によ＃）を動モータは冷
房側へ作動し、よってサーモコントロール用ポテンショ
メータの値は小さくなシ、従ってエバポレータ温度は以
前よシ低くなるようにコントロールされることとなる。

エアコンモードスイッチ６２を固定抵抗Ｒ２２（ｔｌｌ
ｌへ接続すると、温調コントロールによる電動モータの
作動位置のいかんにかかわらず所定値に固定され、例え
ばエバポレータ温度が０℃近傍のフロスト防止温度とな
るよう設定される。

これに用いられる各サーミスタはゲインは異なるが、温
度が高くなる程電気抵抗値の小さくなる負荷性のもので
ある。

以上述べた温調用のコントロール状態式は、Ｒ１＝ｖＲ
Ｐ＋ｖＲ８＋ＲＩＮ十Ｒ８，Ｊ、〔ｋΩ〕ここでＶＲＰ
は温調用ポテンショメータの抵抗値　〔ｋΩ〕ＶＲ８は
室温設定抵抗値　　　　　　〔ｋΩ〕ＲＩＮ　　車内セ
ンサーの抵抗値　　　〔ｋΩ〕ＲＯＵＴ　　外気センサ
ーの抵抗値　　　〔ｋΩ〕となり、車内温度又は外気温
度が高い時には、温調用ポテンショメータの値は大とな
るよう電動モータ５３ｆ：冷房側へ作動させ、逆に車内
温度又は外気温度が低い時は、温調用ポテンショメータ
の値は／」・さくなるよう、電動モータ５３は暖房側へ
作動シフ、車内温度を設定値となるよう自動的にコント
ロールする。

また冷却温度コントロール回路の状態式は、ＲＩ６＝■
ＲＴ＋Ｒｅ［′にΩ〕 ここでＶＲＴはサーモコントロール用 ポテンショメータ抵抗値　　　　〔ｋΩ〕Ｒｅハエバヂ
レータセンサーの抵抗値　〔ｋΩ〕であり、電動モータ
が暖房側に作動すると、ＶＲＴは大となるためエバポレ
ータ温度は高くなるようにコンプレッサがオンオフコン
トロールされ、電動モータ５３が冷房側へ作動すると、
ＶＲＴは小さくなシ、よってエバポレータ温度ハ低くな
るようにコンプレッサはオンオフコントロールされる。

空調負荷に応じてコントロールされる電動モータ５３の
回転域でエアミックスダンパー４はカム５４とレバー５
６の係合状態によシ中間点（ｂ点・・・冷房も暖房も不
要の状態）よシ暖房側でエアミックスダンパーの開度が
操作されるよう構成されており、中間点よシ冷房側では
エアミックスダン／４’　−４はヒータ側を全閉とする
状態で保持される。

一方コンプレッサをコントロールスルサーモコントロー
ルは電動モータ５３が最冷位置Ｃ点でエバポレータ温度
がフロスト防止近傍温度に設定され、コンプレッサの駆
動時間が長くなり、冷房能力が増大し、吹出空気温度が
低下する。

これよシ冷房負荷が軽くなるに応じて（１！動モータ５
３は暖房側へ作動するに応じて）エバポレータ温度の設
定値が高温側へ変化し、これによってコンプレッサの駆
動時間は少なくなシ、かつ吹出空気温度が上昇する。負
荷が小さくなシ、電動モータ５３が中間点までくると、
例えばエバポレータの設定温度は２０〜２５℃となるよ
う変化し、コンプレッサはほぼオフ状態となり、これよ
シさらに外温又は車内温度が低下し暖房状態となると、
エアミックスダン・ゼーがヒータ側を開き始め、この状
態では、エバポレータの設定温度はさらに高くなシ、外
温の低下と相まって、コンプレッサはオフの状態となる
（第５図径間）。

このような装置によれば、下記の効果が奏せられる。

０）冷房領域ではヒータによる再熱は零となり、コンプ
レッサのオンオフによる車内温度コントロールが実現さ
れ、かつエアミックスダンパーが開いて暖房領域となる
と、コンプレッサはオフとなるので、従来システムのよ
うに一旦冷却した冷風を再熱することによる無駄な運転
を防止し燃費向上を図にとができる。

（２）　　暖房時での除湿を必要とする時は、エアコン
モードスイッチ６２を最冷側にスイッチングすればコン
プレッサは運転され、除湿を行なうことができる。

（３）　　これらのコントロールは、特別なコントロー
ル装置を必要とせず、従来方式と同様な制御回路で駆動
装置のメカニカルな構成により容易に省動力自動コント
ロールが実現できる。

（４）　　自動的に冷房、暖房運転のコントロールが行
なわれるので乗員特にドライバの煩雑な操作を解消する
ことができ、安全運転に寄与することができる。

るものとしているが、現在主流であるバキュームアクチ
ェータによりカム５４を作動させることもでき、コント
ローラの構成をＩＣ回路の代わシにマイコンを使用し演
算制御することも可能であり、一般的なオートエアコン
の構成はエアミックスダンパ！−の制御とフプンスｅ−
）コントロールおよびコンプレッサコントロール機能で
構成されるが、本発明においても各ポテンショメータに
連動しファンスイッチを切換えるスイッチング機能を付
加し、オートモードではファンスピードをこのファンス
イッチでコントロールすることができる。

要するに本発明によれば、冷却装置により冷却された冷
風の一部を導入しヒータを通して加熱したのち残部の冷
風と混合して車内へ吹出すエアミックスダン・ゼーをエ
バポレータ近辺温度および外気温度により制御して車内
温度を所望の値に保つようにしたものにおいて、エアミ
ックスダンパ４−駆動装置の最大暖房位置から最大冷房
位置へのほぼ中間位置までの操作領域でコンプレッサを
停止状態に保つとともにエアミックスダンパーを全開か
ら全開に至る全範囲にわたって制御する手段と、上記中
間位置から最大冷房位置までの操作領域で上記エアミッ
クスダンパーを全閉に保つとともにコンプレッサをオン
オフ制御する手段とを具えたことにより、省エネルギ、
操作容易、低コストの自動車用空調装置を得るから、本
発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の自動車用空調装置を示す制御回路図、第
２図は本発明の一実施例を示す制御回路図、第３図は第
２図の電動モータつまシカムの回動角とエアミックスダ
ン・や−位置との関係を示す線図、第４図は第２図のコ
ントロール装置を示す部分拡大図、第５図は第２図の電
動モータつまクカムの回動角と吹出空気温度との関係を
示す線図でおる。 １・・・送風機、２・・・冷却装置、３・・・ヒータ装
置、４・・・エアミックスダンパや−１５・・・車室、
６・・・コンプレッサ、７・・・マグネットクラッチ、
８・・・コンデンサ、９・・・レシーバ、１０・・・ｋ
　’Ｊ　弁、１１・・・エバポレータ、１２・・・レジ
スタ、１５・・・電源、１６・・・イグニッションスイ
ッチ、Ｉ７・・・ファンコントロールスイッチ、１８・
・・エアコンスイッチ、２８・・・室温設定器、２９・
・・車内温度センサー、３０・・・外気温度センサー、
５０・・・コントロール装置、５１・・・駆動装置、５
２・・・リンク、５３・・・電動モータ、５４・・・カ
ム、５５・・・溝部、５６・・・レバー、５７・・・リ
ンク、５８・・・温調用ポテンショメータ、５９・・・
サーモコントロール用ｙｆ？ｆンショメータ、６０・・
・エバポレータセンサー、６１・・・リレー、６２・・
・エア７Ｉンモードスイツチ。 出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第５図 ａｆＪＬ−叫勧珀ｂ　　ｃ 咳舅鉤糾１−刺級（ ９１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却装置によシ冷却された冷風の一部を導入しヒータを
   通して加熱したのち残部の冷風と混合して車内へ吹出す
   エアミックスダンパーをエバポレータ近傍温度および外
   気温度によシ制御して車内温度を所望の値に保つように
   したものにおいて、エアミックスダンパー駆動装置の最
   大暖房位置から最大冷房位置へのほぼ中間位置までの操
   作領域でコンプレッサを停止状態に保つとともにエアミ
   ックスダンパーを全開から全閉に至る全範囲にわたって
   制御する手段と、上記中間位置から最大冷房位置までの
   操作領域で上記エアミックスダンパーを全閉に保つとと
   もにコンプレッサをオンオフ制御する手段とを具えたこ
   とを特徴とする自動車用空調装置。