JPS60128012A - 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】 し産業上の利用分野］ 本発明は自動車用空調装置に関し、特に切換え可能な吹
出モードを有するリヒートタイプの自動車用空調装置に
関する。

［従来技術］ 周知の如く、自動車用空調装置としてリヒートタイプの
もの、即ち、ヒータコアに供給する温水を制御すること
に゛よ□リヒ―タコアによる加熱量を調整し、吹出温度
を決定するタイプの空調装置がある。また自動車用空調
装置においては、一般に吹田モードとして乗員の足元付
近に温調空気を吹き出すヒートモード、乗員の上半身に
温調空気を吹き出すベントモード、フロントガラスの曇
りを防止するためにフロントガラスに温調空気を吹き−
２− 出すデフロスタモード、乗員の上半身に冷風を足元に温
調後の温風を吹き出すパイレベルモード等がある。これ
らのモードは手動によって切換えることができるが、車
室内の温度や空調システムの操作パネルから設定された
設定温度等の車室内の環境状態により決定される空調装
置の必要吹田温度によって、予め設定された吹出モード
を選択し車室内の空調を行なう自動吹出切換えモード（
以下、オートモードと呼ぶ）を備えたものも広く用いら
れている。

又、リヒートタイプの自動車用空調装置では通風ダクト
内にヒータコアを有するが、ヒータコアの熱源には通常
エンジン冷却水をもちい、ウォータポンプによってエン
ジン冷却後の温水の一部をヒータコアに流している。こ
うしたリヒートタイプの自動車用空調装置ではオートモ
ードで運転されている時、上記ウォータポンプが０Ｎ−
ＯＦＦを行なうと、ヒータコアに与えられる熱量が急激
に変化する為、吹き出し温度が急変し使用者に不快感を
与えるという問題があった。これを回避す−３− る為に空調装置が使用されている限りウォータポンプを
働かせてエンジン冷却水の一部をヒータコアに流し続け
る構成とし、供給熱量が大きすぎる場合には、第１図に
示す如（、ウォータバルブを切換えて、温水の流れを制
御していた。

第１図はエンジン冷却水とヒータコアの循環水の流れの
様子を示す説明図である。第１図（ａ　）において、Ａ
はヒータコア、Ｂはエンジン冷却水と循環水の割合を可
変するウォータバルブ、Ｃは温水をヒータコアに送り込
むウォータポンプである。ウォータバルブＢを切換える
と、エンジン側からウォータバルブを介してヒータコア
に流れるエンジン冷却水の水量は、ウォータポンプによ
りヒータコアを循環する水量の増減に応じて減少あるい
は増加する。この様子を第１図（ｂ）に示した。ヒータ
コアに供給される熱量が大きすぎる場合には、ウォータ
バルブを第１図（ｂ）におけるＲ側に切換え、エンジン
側からの冷却水（温水）の流れを極力小さくあるいは零
に制御するが、この場合、エンジンからの冷却水がヒー
タコアに循−４− 環することはないとしても、ウォータバルブからウォー
タポンプを介してヒータコアに至る循環路はエンジンル
ーム内にあって、エンジンよりの輻射熱を受け、その水
温はなお上昇してヒータコアに熱量を供給する。この為
、オートモードでの冷房時のベントモードにおいて、エ
バポレータで冷却された空気がヒータコアで加熱され、
冷房能力の不足を招くという問題があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、ウォータポンプを常時［ＯＮ］として
いる為に生じるオートモードでの冷房時の冷房能力の不
・足という問題を、ウォータポンプを止めることなく、
すなわち吹田温度の急変を生じることなく解決した自動
車用空調装置を提供することにある。

［発明の構成］ かかる目的を達成する為になされた本発明の構成は、第
２図に示す如く、 通風ダクト間１内に配冒され冷風を加熱するヒータコア
Ｍ２と、 −５− 該ヒータコアＭ２の上部に設けられたヒータコアＭ２を
迂回するバイパス通路Ｍ３を開閉するバイパスダンパＭ
４と、車室内Ｍ５への空気の吹田モードを切換える−又
は複数のダンパＭ６とを駆動するダンパ駆動手段Ｍ７と
、 自動車の室温に関与する環境状態を検出する環境状態検
出手段Ｍ８と、 該環境状態検出手段Ｍ８により検出された環境状態に従
って、前記ダンパ駆動手段Ｍ７を制御し車室内Ｍ５への
空気の吹出モードの切換えを自動的に行なう吹出制御手
段Ｍ９と、 を備えるリヒートタイプの自動車用空調装置において、 ゛該吹出制御手段Ｍ９を、 ゛前記検出された環境状態が所定の環境状態の時、前記
ダンパ駆動手段Ｍ７を制御して、前記バイパスダンパＭ
４を開ぐとともに車室内Ｍ５への吹出モードを切換える
前記ダンパＭ６をベント吹出モードに変更する処理を行
なうよう構成したことを特徴とする自動車用空調装置を
要旨としている。

−６− ［実施例］ 本発明を実施例を挙げて図面とともに説明する。

第３図は本発明による自動車用空調装置の一実施例の主
要部構成を概略的に示している。

第３図において、１は空調装置本体であり図示の如き主
要部を有するもの、２は通風ダクト、３はブロワモータ
、４はブロワモータ３の下流側に設置されたエバポレー
タ、５はエバポレータ４の下流側に設置されたヒータコ
ア、６はヒータコア５の上方に設けられたバイパス通路
、７はバイパス通路６を開閉するバイパスダンパ、８ａ
はデフロスタ吹出口、８ｂはベント吹出口、９はデフロ
スタ吹出口８ａとベント吹田口８ｂとを切換えて開閉す
るベントダンパ、１Ｏはヒート吹出口、１１はヒート吹
出口１０を開閉するヒートダンパをそれぞれ表わす。

ブロワモータ３は図示しない内気ダンパ、外気ダンパに
より空気吸込口を介して通風ダクト２内に吸い込まれた
空気を吹出口８ａ、８ｂ、１０側に送風するものであり
、後述するブロワ駆動回路−７− により駆動され、風量レベルを段階的にあるいは無段階
に変化させる。

エバポレータ４は図示しないコンプレッサ、膨張弁、受
液器、凝縮器と共に冷凍サイクルを成し、ブロワモータ
３により送風されてくる空気を冷却する。尚、コンプレ
ッサはエンジン１２により駆動され、コンプレッサとエ
ンジン１２との間に介在された電磁クラッチのオン・オ
フに対応してエンジンによる駆動力が伝達・遮断される
。

ヒータコア５はエバポレータ４により冷却された空気を
加熱するものであり、ウォータポンプ１３ａによって温
水が循環されている。１３ｂはウォータバルブであって
、ウォータバルブ駆動信号に基づいてそのバルブ開度が
調整されエンジン１２からの冷却水とヒータコア５を循
環する温水との割合を制御し、ヒータコア５に供給する
温水の流量は一定のまま、ヒータコア５による加熱量を
増減させる。このような制御は、一定流量で働かせた方
が効率がよいというウォータポンプの特性を考處してな
されている。

−日　− バイパス通路６はエバポレータ４により冷却された空気
の一部をヒータコア５により加熱させることなく下流に
通過させる。

また第３図において、１４は空調装置本体１の運・転条
件などを検出するための検出器群であり、車室内温度を
検出する内気センサ、車室外温度を検出する外気センサ
、日射量を検出する日射センサ、エバポレータ４により
冷却された後の空気温度を検出するエバ後センサ、エン
ジン１２の冷却水温を検出する水温センサなど空調制御
のために必要な情報を検出するもの、１５はポテンショ
メータであり、ウォータバルブ１３のバルブ開度を検出
するものを表わす。１６はコントロールパネルであり、
該コントロールパネル１６は入力部として、車室内の目
標温度を指定するための室温設定器、吹田空気のＪｕｌ
量を指定するための風量設定器、吹出モード及び吸込モ
ードを指定するための吹出モードスイッチ及び吸込モー
ドスイッチ及び自動による空調制御（オートモード）を
指定するための自動制御スイッチなどを備えると共に、
出−９− 内部として、車室内の目標温度を表示するための設定温
度表示器及び各種の運転モードをランプ表示するための
ランプ表示器などを備える。

１７は入出力回路であり、Ａ／Ｄ変換器、マルチプレク
サなどを含み、検出器群１４．ポテンショメータ１５及
びコントロールパネル１６の入力部からの信号をマイク
ロコンピュータ１８の処理に適した信号に変更・保持な
どしてマイクロコンピュータ１８に送ると共に、マイク
ロコンピュータ１８による処理結果である制御信号をコ
ントロールパネル１６の出力部及び後述する各種駆動回
路に出力するものを表わす。

１８はマイクロコンピュータを表わし、１チップＬＳ１
．からなり、図示しない車載バッテリに接続された安定
化電源回路からの定電圧により作動状態とされ、予め設
けられた空調制御プログラムに従って数メガヘルツの水
晶振動子１９によるクロック信号に同期しつつ演算処理
を行う。尚、マイクロフン、ピユータ１８の内部構成は
公知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、Ｉ１０回路部などから
なる。

−１０− ２Ｏないし２５はマイクロコンピュータ１８の出力信号
を入力するアクチュエータ駆動回路を表わす。即ち、２
０はマイクロコンピュータ１８からのブロワ制御信号に
応じてブロワモータ３を駆動する公知のブロワ駆動回路
であり、レジスタを使用しモータ印加電圧を有段変化さ
せ、あるいはトランジスタ等を使用しモータ印加電圧を
無段変化させるものである。２１はウォータバルブ駆動
回路であり、マイクロコンピュータ１８からのバルブ開
度信号を電力増幅しウォータバルブ駆動部２６に供給す
る。そして２２．２３．２４はそれぞれヒートダンパ駆
動回路、ベントダンパ駆動回路、バイパスダンパ駆動回
路であり、それぞれマイクロコンピュータ１８からのダ
ンパ開閉信号を電力増幅してヒートダンパ駆動部２７．
ベントダンパ駆動部２８．バイパスダンパ駆動部２９に
供給する。２５はその他の空調用のアクチュエータ、例
えばコンプレッサの電磁クラッチ、吸入口切換ダンパな
どを駆動する駆動回路であり、マイクロコンピュータ１
８からの制御信号を電力増幅して−１１− 各アクチュエータに供給する。２６はウォータバルブ１
３のバルブ開度を調整するウォータバルブ駆動部を表わ
し、該ウォータバルブ駆動部２６は、大気連絡口、負圧
連絡口を有するダイヤフラム及びダイヤフラム室と大気
側との連通、ダイヤフラム室とエンジン負圧倒との連通
をそれぞれオン・オフする２個の電磁バルブを備えたも
の、あるいはモータを備えたものからなる。２７．２８
．２９はそれぞれ、ヒートダンパ１１．ベントダンパ９
、バイパスダンパ７の開閉を行なうヒートダンパ駆動部
、ベントダンパ駆動部、バイパスダンパ駆動部であり、
それぞれ、上記ウォータバルブ駆動部２６と同様に構成
されている。

次に第４図のフローチャート、即ち空調制御プログラム
の主要部分を概略的に表わしたものを参照しつつマイク
ロコンピュータ１８の主要処理を説明する。

図示しないスイッチがオンされマイクロコンピュータ１
８が作動状態になると、マイクロコンピュータ１８はイ
ニシャライズ等を行った後、本フ一　１２　− ローチャードに移行してくる。

まずステップ１００を実行し、検出器群１４゜ポテンシ
ョメータ１５及びコントロールパネル１６の入力部から
車室内の室温に関与する環境状態としての各種の信号を
入力回路１７を介して入力し、ＲＡＭ上の所定のエリア
にストアする。

次にステップ１１０を実行し、上記ステップ１Ｏ０にて
入力データがストアされたＲＡＭ上から吹出モードデー
タを読み出し、吹出しモードがオートモードであるか否
かを判断する。吹出モードがオートモードであれば続い
てステップ１２０を実行し、上記ステップ１００にて入
力データがストアされたＲＡＭ上から設定濃度データ、
車室内濃度データ、車室外温度データ及び日射データを
読み出し、所定の計算式即ち Ｔａ０＝ＫＳｅｔ　ｘｖｓｅｔ　−ＫＲｘＴＲ−ＫＡＭ
ＸＴＡＭ−ＫＳ　ＸＳＴ＋Ｃ （但し、Ｔａｏ、　Ｔｓｅｔ　、ＴＲ，ＴＡＭ、ＳＴは
それぞれ必要吹出］Ｌ設定温度、車室内帽り車室外側り
日射量であり、また１（ｓｅｔ　、　ＫＲ，Ｋ−１３− ＡＭ、ＫＳ　、Ｃはそれぞれ予め定められた定数である
。）を演算し、必要吹田温度を算出する。そして必要吹
出温度データをＲＡＭ上の所定のエリアにストアする。

ステップ１２０で算出した必要吹田温度Ｔａｏのデータ
をＲＡＭ上から読み出し、これに従って以下ステップ１
３０，１４０．１５０の判断が逐次行なわれる。これら
の判断は、例えば第５図に図示する如き温度範囲で行な
われる。即ち第３図において、ステップ１３０では必要
吹田温度Ｔａｏが３０℃未満であるかを判断し３０℃以
上であればヒート吹出モードを選択してステップ１３５
へ、ステップ１４０では２６℃未満であるかを判断し２
６℃以上かつ３０℃未満であればオートバイレベル吹出
モードを選択してステップ１４５へ、ステップ１５０で
は５℃未満であるかを判断し５℃以上かつ２６℃未満で
あればベント１吹出モードを選択してステップ１５５へ
、又、５℃未満であればベント２吹出モードを選択して
ステップ１６５へ、各々処理を移行するよう構成されて
いる。

−１４− 尚ベント１吹出しモードとパイレベル吹出モードとの間
でのモード切換え、及びパイレベル吹出モードとヒート
吹出モードとの間でのモード切換えはそれぞれヒステリ
シス領域を設けておき当該ヒステリシス曲線に従って行
なわれるようにしてもよく、このようにした場合、吹出
モード判定ステップ１３０，１４０，１５０による判定
結果にチャタリング現象が生じ、その結果ダンパ７．９
゜１１にチャタリングを生ずるという問題を防止できる
。

一方、ステップ１１０における判断がｒＮＯＪであって
、即ち吹出モードが手動吹出切換えモード（以下、マニ
ュアルモードと呼ぶ）の時、処理はステップ１８０に移
行し、吹田モードとしてデフロスタ吹出モードが選択さ
れているか否かを判断する。デフロスタ吹出モードが選
択されていると判断されれば、処理はステップ１８５へ
移行する。仮にデフロスタ吹出モードが選択されていな
ければ、処理はステップ１９０に移り、ヒート吹出モー
ドが選択されているか否かを判断する。ヒ−１５− 一卜吹出モードが選択されていれば処理はステップ１３
５に移行し、ヒート吹出モードが選択されていなければ
処理はステップ２００に移り吹出モードがマニュアルバ
イレベル吹出モードであるか否かを判断する。ステップ
２００においてマニュアルバイレベル吹出モードが選択
されていれば処理はステップ２０５に移行し、選択され
ていなければ吹出モードがベント１吹出モードであった
と判断され、処理はステップ１５５へ移行する。

以上の判断によって、オートモードにおいてヒート吹出
モード（Ｔａｏ≧３０℃）となった時あるいはマニュア
ルモードにおいてヒート吹出モードが選択された時はス
テップ１３５が、オートモードにおいてオートバイレベ
ル吹出モード（２６℃≦Ｔａｏ＜　３０℃）となった時
はステップ１４５が、オートモードにおいてベント１吹
出モード（５℃≦７　ａｏ＜　２６℃）となった時ある
いはマニュアルモードにおいてベント吹田モードが選択
された時中 はステップ１５５が、オートモードにおいてベント２吹
出モード（Ｔａ０＜５℃）となった時はステー　１６　
− ツブ１６５が、マニュアルモードにおいてデフロスタ吹
田モードが選択された時はステップ１８５が、マニュア
ルモードにおいてパイレベル吹田モードが選択された時
はステップ２０５が、各々実行される。

上記ステップ１３５，１４５，１５５，１６５゜１８５
．２０５では、バイパスダンパ７１ベントダンパ９．ヒ
ートダンパ１１を開状態あるいは閉状態に反転若しくは
維持するために、ヒートダンパ駆動回路２２．ベントダ
ンパ駆動回路２３．バイパスダンパ駆動回路２４にそれ
ぞれ対応する制御信号を出力する。各ダンパの開閉状態
は次表１の如くである。

−１７− 一表１− 一　１８　− 尚、ベントダンパが開状態の時にはベント吹出口は開、
デフロスタ吹出口は閉となり、ベントダンパが開状態の
時にはベント吹出口は閏、デフロスタ吹出口は開となる
。

上記各々のステップにて、表１に示す如き状態に各ダン
パを制御した後、本ルーチンの処理は終了する。

本実施例においては、オートモードの時に車室内の温度
に関与する環境状態によって必要吹出温度７ａｏをめ、
該温度Ｔａｏに応じて選択される吹出モードのひとつと
して、Ｔａｏが５℃未満というベント２吹出モードを設
け、該モードではバイパスダンパ７を開きエバポレータ
４により冷却された空気をヒータコア５をバイパスさせ
てベント吹出口より車室内に導いている。この為、ウォ
ータポンプを常時ｒＯＮＪとして温水をヒータコアに循
環させ続けても、必要吹出温度Ｔａｏが５℃未満という
高い冷房能力を必要とする領域において、ヒータコアに
よる加熱の為に冷房能力が不足するという問題は充分解
消されている。この結果、ウー　１９　− ォータポンプを断続して運転する必要がないのでウォー
タポンプの始動・停止による吹出潤度の急変という問題
も解消された。又、ウォータポンプの流量も可変する必
要がないので、ウォータポンプを効率よく運転すること
ができる。この他、本実施例でのベント２吹出モードの
機能は、パイレベル吹出モードにおいて頭寒足温送風を
実現する為にすでに設けられていたバイパス路６とバイ
パスダンパ７を用いて実現しているので、新たな装置を
必要とせず装置が大型・複雑化することなく原価も上昇
しないといった効果も得られている。

第６図は本発明の他の実施例における空調装置本体を概
略的に表わした図を示す。

第６図において、１′は本実施例における空調装置本体
を表わし、バイパス通路６−を直接ベント吹出口８に連
通させる専用ダクト３０を設けたものである。その他、
符号２．３．４．５．７゜８ａ、８ｂ、９．１０．１１
はそれぞれ第２図の同一符号と同じものを表わしている
。

そして本実施例における他の構成部分は第２図−２０− の構成と同様であり、かつ処理動作は第３図を参照して
上述した如きものと同様である。

従って本実施例においても、上述した先の実施例と同様
の効果を奏する。

［発明の効果１ 以上説明した如く、本発明の自動車用空調装置は、 通風ダクト内に配置されたヒータコアを備え、該ヒータ
コアの上・方にバイパス通路とバイパス通路を開閉する
バイパスダンパとを設けたリヒートタイプの自動車用空
調装置であって、 自動車の室温に関与する環境状態を検出し、該環境状態
が所定の環境状態の時に、ベント吹出モードのひつとつ
して、前記バイパスダンパを開き、バイパス通路を介し
て冷風がベント吹出口から車室内に導かれるよう構成さ
れている。

従って本発明によれば、高い冷房能力が必要となってヒ
ータコアによる加熱が不必要となった時、ヒータコアを
迂回するバイパス通路に設けられたバイパスダンパを開
き、充分に冷却された冷風を−２１− 該バイパス通路を介してベント吹出口より車室内に導く
ことができる。この結果、ヒータコアにエンジン冷却水
（温水）の一部を循環させているウォータポンプを断続
運転させる必要がなく、ウォータポンプの始動・停止時
の吹出温度の急変を避けることができる。又、ウォータ
ポンプの流量も可変する必要がなく、効率よく運転する
ことができるといった効果を得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はヒータコアを循環する温水のフ
ローを示す説明図、第２図は本発明の基本的構成図、第
３図は本発明の第１実施例の全体構成図、第４図はその
処理動作を説明するためのフローチャート、第５図はオ
ートモードにおける吹出モードパターンの一例を示す説
明図、第６図は第２実施例における主要な構成図である
。 １．１′・・・空調装置全体 ４　・・・エバポレータ ５　・・・ヒータコア ６．６′・・・バイパス通路 −２２＝ ７　・・・バイパスダンパ ９　・・・ベントダンパ １１　・・・ヒートダンパ １３ａ　・・・ウォータポンプ １３ｂ　・・・ウォータバルブ １４　・・・検出器群 １５　・・・ポテンショメータ １６　・・・コントロールパネル １８　・・・マイクロコンピュータ 代理人　弁理士　足立　勉 他１名 −２３− 胡一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 通風ダクト内に配置され冷風を加熱するヒータコアと、 該ヒータコアの上部に設けられたヒータコアを迂回する
   バイパス通路を開閉するバイパスダンパと、車室内への
   空気の吹出モードを切換える−又は複数のダンパとを駆
   動するダンパ駆動手段と、自動車の室温に関与する環境
   状□態を検出する環境状態検出手段と、 該環境状態検出手段により検出された環境状態に従って
   、前記ダンパ駆動手段を制御し車室内への空気の・吹出
   モードの切換えを自動的に行なう吹出制御手段と、 を備えるリヒートタイプの自動車用空調装置において、 該吹出制御手段を、 前記検出された環境状態が所定、の環境状態の時、−１
   − 前記ダンパ駆動手段を制御して、前記バイパスダンパを
   開くとともに車室内への吹出モードを切換える前記ダン
   パをベント吹出モードに変更する処理を行なうよう構成
   したことを特徴とする自動車用空調装置。