JPS5936484Y2 - 車輌用空調装置に於ける送風ファン速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車等の車輌に用いられる車輌用空調装置に
於ける送風ファン速度制御装置に係る。

自動車等の車輌に用いられる空調装置（暖房装置）は、
多くの場合、熱交換器構造のヒータコアに送風ファン装
置により強制的に送風を行なうことにより温風をえて車
室内の暖房を行なうようになっている。

この種の車輌用空調装置に於ける暖房温度の調節は、風
量、換言すれば送風ファン装置のファン速度制御により
行なわれ、このファン速度を暖房熱負荷に応じて決めら
れた目標吹出空気温度に基き自動制御し、車室内温度を
設定暖房温度に自動的に保つよう構成された自動式空調
装置が考えられている。

ところで、ヒータコアは一般にエンジン冷却水を熱源と
しており、このためエンジン始動時や暖機時の如くエン
ジン冷却水が冷たい間は充分な空気の加熱を行なうこと
ができない。

このためエンジン始動時や暖機時に於ても送風ファン装
置のファン速度が上述の如く熱負荷に応じて自動制御さ
れると大風量の冷風が車室内に供給され、乗員は却って
寒さを感じるようになる。

このため、エンジン始動時や暖機時の如くエンジン冷却
水温が小さい間は送風ファン装置のファン速度を零或い
は成る小さい速度に維持し、エンジン冷却水温が所定値
以上になった後に上述の如く熱負荷に応じてファン速度
を自動制御することが考えられている。

これにあってはエンジン始動時や暖機時に大風量の冷風
が車室内に供給されることがないからそれにより乗員が
寒さを感じることは回避されるが、しかし、冷却水温が
所定値以上になり、ファン速度制御が切換えられるとき
にファン速度が急激に変化し、乗員の暖房フィーリング
を害することがある。

また特にファン速度が急激に増大するときにはファン騒
音の急激な増大により騒音の面に於ても乗員のフィーリ
ングを害するようになる。

本考案は上述の如き不具合に鑑み、常に乗員のフィーリ
ングを害することなく暖房条件に応じてファン速度制御
を行なう送風ファン速度制御装置を提供することを目的
としている。

かかる目的は、本考案によれば、エンジン冷却水を熱源
とするヒータコアと、前記ヒータコアに対して送風を行
う送風ファン装置とをする車輌用空調装置に於ける送風
ファン速度制御装置にして、温度設定装置と、外気温度
センサと、車室内温度センサと、日射センサと、冷却水
温度センサと、送風ファン速度制御アクチュエータと、
マイクロコンピュータとを含み、前記マイクロコンピュ
ータは前記温度設定装置に於て設定された設定温度に関
する信号と前記外気温度センサにより検出された外気温
度に関する信号と前記車室内温度センサより検出された
車室内温度に関する信号と前記日射センサにより検出さ
れた日射温度に関する信号とに基き目標吹出空気温度を
算出し、更にそれに対応して予め定められた要求送風フ
ァン速度を算出し、前記冷却水温度センサにより検出さ
れたエンジン冷却水の温度に関する信号に基きそれに対
応して予め定められた許容送風ファン速度を算出し、前
記要求送風ファン速度と前記許容送風ファン速度とを比
較して両者のうちの小さい方の値に基いて前記送風ファ
ン速度制御アクチュエータへ作動信号を送り該値に相当
した速度にて前記送風ファンを作動させる作用を行うよ
う構威されていることを特徴とする送風ファン速度制御
装置によって遠戚される。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本考案による車輌用空調装置の一つの実施例を
示す概略構成図である。

第１図に於て、１は通風ダクトを示している。

通風ダクト１は、その一端に、車内気取入口２と車外気
取入口３とを有しており、この車内気取入口２と車外気
取入口３とは内外気切換ダンパ４によって選択的に一方
が開かれ、他方が閉じられるようになっている。

また通風ダクト１はその他端にヒータ吹出口６とベント
吹出ロアとを有している。

ヒータ吹出口６は、多くの場合、インスＩ・ルメントパ
ネルの下方に設けられ、座席に着座している乗員の主に
足元へ向けて空気を吹出すようになっている。

ベント吹出ロアは、多くの場合、インストルメントパネ
ルの前面に設けられ、座席に着座している乗員の主に上
半身へ向けて空気を吹出すようになっている。

ヒータ吹出口６とベント吹出ロアは、この実施例の場合
、一つの切換ダンパ８によって選択的に開閉されるよう
になっている。

また、通風ダクト１は前記他端にデフロスタ吹出口１０
を有しており、このテ゛フロスタ吹出口１０はダンパ１
１によって選択的に開閉されるようになっている。

内外気切換ダンパ４、切換ダンパ８およびダンパ１１各
々は空調操作パネルに設けられた図には示されていない
レバー等によって運転者の意志によって操作されて良い
。

通風ダクト１の前記一端部付近には電動機１２によって
回転駆動される送風ファン１３が設けられている。

この送風ファン１３は車内気取入口２、或いは車外気取
入口３より取入れられた空気をヒータ吹出口６とベント
吹出ロアへ向けて送風するようになっている。

電動機１２は可変抵抗器の如き送風ファン速度制御アク
チュエータ１４によってその回転速度を制御されるよう
になっている。

前記送風ファン１３の配設位置より空気の流れで見て下
流側の通風ダクト１内にはその通風ダクトを通って流れ
る空気流を全て横切るべく、即ち通風ダクト１の一つの
断面部の全てに、冷房用熱交換器であるエバポレータ１
５が設けられている。

エバポレータ１５は図示されていないコンプレッサ及び
コンテ゛ンサ等と共に冷凍サイクルを構威し、冷凍を供
給されるようになっている。

またエバポレータ１５の配設位置より下流側に於ける通
風ダクト１内にはエアミックス式の温度調節機構１９が
設けられている。

温度調節機構１９は通風ダクト１の一つの断面部にその
断面の一部に設けられた加熱用熱交換器であるヒータコ
ア２０と、前記通風ダクト１内を流れる空気流を前記断
面部に設けられたヒータコア２０を通って流れる第一の
空気流と、ヒータコア２０をバイパスして流れる第二の
空気流とに分けるエアミックスダンパ（温度調節ダンパ
）２１とを含んでおり、ダンパの開度を調節され、前記
第−及び第二の空気流の分配比を調節することにより吹
出空気の温度を調整するようになっている。

ヒータコア２０には図には示されていないエンジンの冷
却水が冷却水導管２２を経て循環式に供給されるように
なっている。

第１図にて実線で示されている如き位置にエアミックス
ダンパ２１があるときには通風ダクト１を通って流れる
空気流が全てヒータコア２０を通過することにより吹出
空気温度は高くなり、これに対し前記ダンパ２１が第１
図にて仮想線で示されている如き位置にあるときには通
風ダクト１を通って流れる空気流は全てヒータコア２０
をバイパスして流れるため吹出空気の温度は低くなる。

エアミックスダンパ２１はエアミックスダンパアクチュ
エータ２３によって駆動されるようになっている。

エアミックスダンパアクチュエータ２３はマイクロコン
ピュータ２４が発生する作動指令に基き制御されるよう
になっている。

マイクロコンピュータ２４は、運転者等の乗員によって
操作される温度設定装置２５より設定温度信号を、外気
温度センサ２６より外気温度信号を、車室内温度センサ
２７より車室内温度信号を、日射センサ２８より日射温
度信号を、冷却水温度センサ３０より冷却水信号を各々
与えられ、それらに基き前記アクチュエータに作動指令
信号を出力するように構成されている。

尚、冷却水温度センサ３０は冷却水導管２２を経てヒー
タコア２０へ供給される冷却水温度を検出するようにな
っている。

マイクロコンピュータ２４は温度設定装置２５より定め
られた設定温度Ｔｓｅｔと、外気温度センサ２６が検出
した外気温度Ｔｏと、車室内温度センサ２７が検出した
車室内温度Ｔｒと、日射センサ２８が検出した日射温度
Ｔｓとに基き次に示す数式に従って目標吹出空気温度Ｔ
ｔを演算するようになっている。

Ｔｔ＝に１・Ｔｓｅｔ−に２・Ｔｏ−に３・Ｔｒ−に４
・Ｔｓ−に５ に１〜に５は各々定数 またマイクロコンピュータ２４はその目標吹出空気温度
Ｔｔより目標ダンパ開度を演算し、その演算結果に基く
信号をエアミックスダンパアクチュエータ２３へ出力す
るようになっている。

これによりエアミックスダンパ２１は車室内温度が温度
設定装置２５によって設定された設定温度になるようそ
の開度を調節される。

また、マイクロコンピュータ２４は前記目標吹出空気温
度Ｔｔに基き要求送風ファン速度Ｂｔを計算し、また冷
却水温度センサ３０が検出する冷却水温度Ｔｗに基き許
容送風ファン速度Ｂｗを計算するようになっている。

要求送風ファン速度Ｂｔはヒータコア２０に供給される
冷却水温度がエンジン暖機完了後の定常温度であるとき
、車室内を設定温度に調節するのに必要な風量を確保す
る速度であり、その−例が第２図に示されている。

第２図のグラフより明らかな如く、目標吹出空気温度が
高く暖房熱負荷が大きい領域及び目標吹出空気温度が低
く冷房熱負荷が大きい領域に於て送風ファン速度は大き
くなっている。

許容送風ファン速度Ｂｗは冷却水温度が定常温度以下で
あるときに吹出空気により乗員が寒さを感じない範囲に
て最大風量を得る速度であり、その−例が第３図に示さ
れている。

第３図のグラフより明らかな如く、冷却水温度が第一の
所定値以下、例えば３０°Ｃ以下の時には、送風ファン
速度は零であり、冷却水温度が第一の所定値以上になっ
た時送風ファン速度は成る値になり、それより冷却水温
度が第二の所定値、例えば５０°Ｃになるまで冷却水温
度に比例して増大し、冷却水温度が第二の所定値以上の
時、最大値になる。

また、マイクロコンピュータ２４は要求送風ファン速度
Ｂｔと許容送風ファン速度Ｂｗとの比較を行なう比較装
置を含んでおり、この比較装置は前記両送風ファン速度
のうち小さい値の送風ファン速度に相当する信号を出力
し、該信号を前記送風ファン速度制御アクチュエータ１
４へ出力するようになっている。

従って、送風ファン速度制御アクチュエータ１４は要求
送風ファン速度Ｂｔと許容送風ファン速度Ｂｗのうち小
さい値の送風ファン速度にて前記送風ファン１３を駆動
すべく電動機１２の回転速度を制御するようになる。

次に第４図に示されたフローチャートを参照しつつ本考
案装置の作動について詳細に説明する。

マイクロコンピュータ２４は温度設定装置２５および各
種センサ２６〜２８．３０よりテ゛−夕を読込む。

マイクロコンピュータ２４は上述した数式に従って目標
吹出空気温度Ｔｔを計算する。

そしてマイクロコンピュータ２４はその目標吹出空気温
度Ｔｔに基き要求送風ファン速度Ｂｔを計算し、また冷
却水温度センサ３０が検出する冷却水温度Ｔｗに基き許
容送風ファン速度Ｂｗを計算する。

マイクロコンピュータ２４は次に要求送風ファン速度Ｂ
ｔと許存速風ファン速度Ｂｗとの比較を行ない、Ｂｔ＞
Ｂｗの時にはそのＢｗにて送風ファン１３を駆動する旨
の信号を送風ファン速度制御アクチュエータ１４へ出力
する。

これにより送風ファン１３は許容送風ファン速度Ｂｗに
て駆動される。

これに対しＢｔ ＞ Ｂｗでない時にはマイクロコンピ
ュータ２４はＢｔにて送風ファン１３を駆動する旨の信
号を送風ファン速度制御アクチュエータ１４へ出力する
。

これにより送風ファン１３は要求送風ファン速度Ｂｔに
て駆動される。

次に第５図に示されたグラフを参照してエンジンの冷間
始動時からエンジン冷却水温が定常温度にまで上昇する
過程に於ける送風ファン速度制御について説明する。

エンジンの冷間始動時にはヒータコア２０に供給される
冷却水温度は前記第一の所定値以下であるため許容送風
ファン速度Ｂｗは零である。

またこのとき車室内は冷えていて暖房熱負荷が太きいが
ら要求送風ファン速度Ｂｔは最大値であるが、許容送風
ファン速度Ｂｗが零であるため送風ファン１３は回転せ
ず停止状態にある。

冷却水温度が前記第一の所定値になると、送風ファン１
３は初めて比較的小さい速度にて回転し、送風を行なう
ようになる。

エンジンの始動後、時間の経過と共に冷却水温度は上昇
するからそれに伴い許容送風ファン速度Ｂｗが増大し、
それに伴い送風ファン１３の回転速度は増大する。

一方、車室内の温度は送風による暖房効果により徐々に
上昇し、目標吹出空気温度Ｔｔが低下するがら要求送風
ファン速度Ｂｔはエンジン始動後の時間の経過と共に低
下する。

エンジン始動後、所定時間が経過すると、要求送風ファ
ン速度Ｂｔと許容送風ファン速度Ｂｗとが一致し、その
後要求送風ファン速度Ｂｔは更に減少し、許容送風ファ
ン速度Ｂｗは更に上昇する。

このためこれより以降は要求送風ファン速度Ｂｔが許容
送風ファン速度Ｂｗより小さくなるり、この結果送風フ
ァン１３は要求送風ファン速度Ｂｔにて駆動されるよう
になる。

上述の如く送風ファン速度が制御されることにより送風
ファン速度が許容送風ファン速度に基き制御されている
状態から要求送風ファン速度にて制御される状態へ移行
する際、送風ファン速度が急激に変化することが回避さ
れ、送風ファン速度の急激な変化により乗員に違和感を
与えることを回避で゛きる。

以上に於ては、本考案を特定の実施例について詳細に説
明したが、本考案はこれに限られるものではなく本考案
の範囲内にて種々の実施例がかうであることは当業者に
とって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による送風ファン速度制御装置が組込ま
れた車輌用空調装置の一つの実施例を示す概略構成図、
第２図は目標吹出空気温度と要求送風ファン速度との関
係を示すグラフ、第３図は冷却水温度と許容送風ファン
速度との関係を示すグラフ、第４図は本考案装置の作動
を説明するフローチャート、第５図はエンジンの冷間始
動時よりの時間経過と送風ファン速度との関係を示すグ
ラフである。 １〜〜風ダクト、２〜車車内気取口、３〜車車外気取口
、４〜内外気切換ダンパ、６〜ヒ一タ吹出口、７〜ベン
ト吹出口、８〜切換ダンパ、１０〜デフロスタ吹出口、
１１〜ダンパ、１２〜電動機、１３〜送風フアン、１４
〜送風ファン速度制御アクチュエータ、１５〜エバポレ
ータ、１９〜温度調節機構、２０〜ヒータコア、２１〜
エアミツクスダンパ、２２〜冷却水導管、２３〜エアミ
ツクスダンパアクチユエータ、２４〜マイクロコンピユ
ータ、２５〜温度設定装置、２６〜外気温度センサ、２
７〜車室内温度センサ、２８〜日射センサ、３０・・・
冷却水温度センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジン冷却水を熱源とするヒータコアと、前記ヒータ
   コアに対して送風を行う送風ファン装置とをする車輌用
   空調装置に於ける送風ファン速度制御装置にして、温度
   設定装置と、外気温度センサと、車室内温度センサと、
   日射センサと、冷却水温度センサと、送風ファン速度制
   御アクチュエータと、マイクロコンピュータとを含み、
   前記マイクロコンピュータは前記温度設定装置に於て設
   定された設定温度に関する信号と前記外気温度センサに
   より検出された外気温度に関する信号と前記車室内温度
   センサより検出された車室内温度に関する信号と前記日
   射センサにより検出された日射温度に関する信号とに基
   き目標吹出空気温度を算出し、更にそれに対応して予め
   定められた要求送風ファン速度を算出し、前記冷却水温
   度センサにより検出されたエンジン冷却水の温度に関す
   る信号に基きそれに対応して予め定められた許容送風フ
   ァン速度を算出し、前記要求送風ファン速度と前記許容
   送風ファン速度とを比較して両者のうちの小さい方の値
   に基いて前記送風ファン速度制御アクチュエータへ作動
   信号を送り該値に相当した速度にて前記送風ファンを作
   動させる作用を行うよう構成されていることを特徴とす
   る送風ファン速度制御装置。