JPS6021285Y2 - 自動車用空調制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエンジン冷却水を加熱媒体とする主熱交換器を
有するとともに、車載バッテリを電力供給源とする電熱
ヒータを補助加熱器として、室内を予熱暖房することが
できるようにした自動車用空調装置に関する。

この種の補助ヒータはもともとバッテリあがりの起きや
すい冬季等においてエンジン冷却水が暖まるまでの間に
使用するため、車載バッテリに大きな負担をかけ、バッ
テリ自体の消耗やエンジンの始動性に関して問題がある
。

そこで、本考案は上記の問題が解決され、バッテリの消
耗が著しい場合や、エンジンの始動性を損なうような場
合には、自動的に補助ヒータの加熱効果が制限されるよ
うにして、上記の問題が生じない範囲で補助加熱し−タ
の加熱効果が自動的に得られるようにした自動車用空調
制御装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本考案の装置は、第３図に示
すように、 エンジン冷却水を加熱媒体とする主熱交換器を有すると
ともに、車載バッテリを電力供給源とする電熱ヒータを
補助加熱器として用いる自動車用空調装置において、 前記主熱交換器の加熱能力を示す信号を発生する第１の
検出器と、 前記主熱交換器の加熱能力を示す信号を発生する第１の
検出器と、 前記車載バッテリの電力供給能力を示す信号を発生する
第２の検出器と、 上記第１．第２の検出器の信号に応答し前記加熱能力が
不足でかつ前記電力供給能力が足りていると制御出力信
号を発生する制御手段と、この制御手段からの前記制御
出力信号をうけて前記車載バッテリから前記電熱ヒータ
への通電回路を閉じるスイッチ手段と、 を備えたことを構成上の特徴とする。

なお、かかる構成において、第２の検出器は、バッテリ
の電圧、液量、比重等の状態を鑑視するものでよい。

本考案の目的をより効果的に遠戚するために、制御手段
は、当該空調制御装置に要求される空気加熱能力を生新
して、その判断結果に従ってスイッチ手段により電熱ヒ
ータへの通電回路を開かせる停止手段を含むことが望ま
しい。

かかる場合、その判断手段は、例えば車外空気温度に応
じて車外空気温度が所定温度以上であるかどうかを判断
するようにすればよい。

本考案の実施に際して、制御手段は、第１および第２の
検出器からの信号に応答するようにプログラムされたマ
イクロコンピュータを適用することができ、上述の停止
手段もこのマイクロコンピュータによって実現するよう
に構成できる。

また、補助し−タは空調装置のダクト内で主熱交換器に
下流側に配設されていると、ダクト内に車室に向かう空
気流を生じさせる手段を共用できる利点がある。

以下本考案を図面に示す実施例に従って説明する。

第１図は実施例の全体構成図で、予め定められたエアコ
ン制御プログラムに従ってソフトウェアによるデジタル
演算処理を行なう車載マイクロコンピュータを制御手段
の主要部として使用したものである。

第１図の符号１は、自動車に設置した空調用のダクトで
、このダクト１内には、車室に向かう空気流を生じさせ
る電動ブロワ２、送風空気を冷却するエバポレータ３、
本考案でいう主熱交換器としてのヒータ４が配置されて
いる。

ヒータ４は公知の方法によってエンジン冷却水が通され
る温水式のものある。

さらにダクト１内には、吹出空気温度を調節するエアー
ミックスダンパ５、空調空気の上吹出口６、下吹出ロア
、これら両次出口わ切り替えるダンパ８を備えている。

９は車載バッテリ２０の電圧を検出するための分圧抵抗
からなるバッテリセンサで、本考案の第２の検出器をな
すものである。

なお、一般に１０〜１０．５Ｖ以下に電圧が低下すると
、バッテリ能力は急激に衰える。

１０はエンジン水温を検出する水温センサで、本考案の
第１の検出器をなすものである。

１１は車外空気温度を検出する外気温センサで、本考案
の制御手段に含まれる停止手段に判断情報を与えるもの
である。

１２は上記各センサからのアナログ信号を順次デジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器で、本考案の制御手段の一
部をなすものである。

１３は予め定められた制御プログラムに従ってソフトウ
ェア演算処理を実行するシングルチップのマイクロコン
ピュータで、本考案の制御手段の主要部をなすものであ
り、数メガヘルツ（ＭＨｚ）の水晶振動子１４を接続す
るととに車載バッテリ２０より安定化回路１９を介して
電源供給を受は作動状態になるものである。

そして、このマイクロコンピュータ１２はステップ単位
の演算手順を定めたエアコン制御プログラムを記録して
いる読出専用メモリ（ＲＯＭ）と、このＲＯＭの制御プ
ログラムを順次読出してそれに対応する演算処理を実行
する中央処理部（ＣＰＵ）と、このＣＰＵの演算処理に
関する各種データを一時記憶するとともに、そのデータ
のＣＰＵによる読出しが可能なメモＩＪ （ＲＡＭ）と
水晶振動子１４に従って上記各種演算のための基準クロ
ックパルスを発生するクロック発生部と、各種信号の入
出力を調整する入出力回路部とを主要部に構成した１チ
ツプの大規模集積回路（ＬＳＩ）によるものである。

このマイクロコンピュータは、各センサの値をデジタル
値として入力し、計算９判定を行ない、次に説明するブ
ロワ駆動回路１５．ヒータリレー１７．ダンパ駆動部１
６に指令信号を送っている。

ブロワ駆動回路１５はコンピュータ１３の指令信号によ
り、ブロワ２の作動、停止、あるいはコンピュータで算
出した風量に相当する電力をブロワ２に供給するもので
ある。

ヒータリレー１７は、本考案のスイッチ手段をなすもの
で上吹出口６内部に取付けた、ニクロム線あるいは正特
性サーミスタ等の電熱ヒータ１８への車載バッテリ２０
からの通電の作動、停止を行うリレーである。

ダンパ駆動部１６は、エンジン負圧により作動するダイ
ヤフラムと、このダイヤプラムに負圧を加えるか大気を
加えるか切替える電磁バルブから威り、コンピュータの
指令に従いダンパ８を駆動し上吹出、下吹出を選択する
。

２１はキースイッチ、２２は作動スイッチである。

なお、以上説明した構成は、本考案との関連部分のみで
あり、実際上は通常のオートエアコン制御に必要な、室
温センサ、日射センサ、コントロールパネル、室温設定
器等の入力手段、また出力部としてエアーミックスダン
パ５の駆動部、コンズレツサクラッチ、吸込切替ダンパ
駆動部等を設けて、マイクロコンピュータ１３により制
御されるがこの実施例では省略されている。

次に、本考案装置の作動を第２図に示すフローチャート
とともに説明する。

この第２図は、マイクロコンピュータ１３の演算処理の
うち本考案に係わる制御プログラムの流れを示す図であ
る。

マスマイクロコンピュータの演算処理について説明する
。

今この装置を備えた自動車において、スイッチ２１．２
２が投入、され、安定化電源回路１９を通して安定化電
源の供給が開始されるとマイクロコンピュータ１３が作
動状態になり、数ミリ秒程度の周期で図示の制御プログ
ラムの演算処理を実行する。

すなわち、信号入力ステップ１０１では、バッテリセン
サ９、水温センサ１０、外気温センサ１１の信号をＡ／
Ｄ変換器１２を介してデジタル信号に変換し、バッテリ
電圧データ■８、水温データＴｗ、外気温データＴ−と
して順次入力してＲＡＭ内に記憶する。

マイクロコンピュータが、本考案における制御手段の停
止手段としての機能を実現するための判定ステップ１０
２では、外気温データＴａ、ｎから電熱ヒータ１８が必
要かどうか判別し、すなわち外気温が１「Ｃより高い時
にはステップ１０４へ行き電熱ヒータを停止状態とすべ
くリレー１７を開としステップ１０９へすすみブロワ２
を作動させ通常のオートエアコン制御を行なう。

ステップ１０３と１０５は、本考案における制御手段基
本的な機能を実現するための判定ステップで、ステップ
１０６と１０７は同じく制御出力信号を発生するステッ
プである。

ここで外気温、１０℃より低い時には、ステップ１０３
においてエンジン冷却水温を判定する。

そして水温が５０℃以上に高い時にはステップ１０４へ
行き以下通常のオートエアコン制御を行なう。

水温が５０℃より低くヒータ４の放熱が期待できない時
には電熱ヒータを作動させるかどうかの第３の判別のた
めにステップ１０５へすすむ。

そしてバッテリ電圧データＶＢが１０．５Ｖ以上であれ
ば、バッテリは正常と判断しステップ１０６においてヒ
ータリレー１７を閉とするヒータ作動指令、およびダン
パ駆動部１６に上吹出指令を出力するとともに、ステッ
プ１０９を経て通常オートエアコン制御へと処理して行
く。

一方ステップ１０５でＶＢ ＜ １０．５Ｖの時には、
ステップ１０７においてヒータリレー１７を開とするヒ
ータの作動停止指令が出力され、次にステップ１０８で
ブロワの停止指令を出力し、その他のオートエアコン制
御へと処理して行く。

ここで、−作動例として外気温０℃、水温１０℃、バッ
テリ電圧１０Ｖ時の作動を説明する。

外気温、水温ともに低いため、演算処理の流れは、１０
２→１０３→１０５ステツプと処理され、ステップ１０
５でバッテリ電圧が低いため、ステップ１０７へ飛び従
って電熱ヒータは作動されず、また水温も低く温水ヒー
タも作動しないため、ブロワ２も停止にし、水温が上昇
するまで待機する。

ここで水温が上昇する前に、エンジン回転が上昇し、バ
ッテリ能力が回復した時には、ステップ１０５から１０
６へすすみヒータ１８．ブロワ２がその時点から作動し
、温水ヒータ４が十分使用可能になるまでの補助ヒータ
として作動する。

なお、吹出口切替ダンパ８はヒータ１８が作動している
時のみ上吹出口に固定されるが、それ以外ではその他の
オートエアコン制御の内の吹出口切替制御によって決ま
る吹出口に制御されるのは言うまでもない。

上述した実施例においては、電熱ヒータ１８を使用した
いとき、バッテリ能力不足のために作動を停止しなけれ
ばならないと判定されると、エンジン水温が充分上昇す
るまでブロワ２を自動停止するため冷風が放出されるこ
とがないという利点がある。

また、電熱ヒータ１８の作動時には吹出口を自動的に絞
って所定の吹出口から温風を吹出すようにしているため
、吹出口を変更する余分な操作は不要であり、しかも所
定の吹出口に絞ったことで局部的に充分暖い空気を供給
することができ、即効的な暖房効果が得られる。

なお、上述の実施例では、電圧を検出するタイプのバッ
テリセンサ９を使用したが、バッテリ液比重を検出する
タイプ、バッテリ液の不足を検出するタイプのものを使
用してももちろん良い。

また、バッテリ能力不足時には、単に電熱ヒータとブロ
ワを停止する処理だけでなく、エンジンのアイドル回転
を上昇させるアイドル上昇機構を作動させても良い。

また、温水ヒータ４の放熱能力を検出するのに、エンジ
ン水温センサ１０の代わりに温水ヒータ４の表面温度を
検出するセンサを使用してもよい。

以上説明したごとく、本考案装置は電熱ヒータの作動、
停止を、単にエンジン水温のみでなく、バッテリ能力も
監視して行なうため、エンジン始動不能といったバッテ
リ上がりによる重大な事態を招くことなく、安心して即
効ヒータとして作動させることが可能になるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案装置の一実施例を示す全体構成図、第
２図は第１図図示のマイクロコンピュータの作動を説明
するための流れ図、第３図は本考案の機能実現のための
構成要素を結合した構成図である。 ４・・・・・・主熱交換器としての温水ヒータ、９・・
・・・・第２の検出器をなすバッテリ電圧センサ、１０
・・・・・・第１の検出器をなすエンジン水温センサ、
１２．１３・・・・・・制御手段を構成するＡ／Ｄ変換
器とマイクロコンピュータ、１７・・・・・・スイッチ
手段をなすヒータリレー、１８・・・・・・電熱ヒータ
、２０・・・・・・車載バッテリ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）エンジン冷却水を加熱媒体とする主熱交換器を有
   するとともに、車載バッテリを電力供給源する電熱ヒー
   タを補助加熱器として用いる自動車用空調装置において
   、 前記主熱交換器の加熱能力を示す信号を発生する第１の
   検出器と、 前記車載バッテリの電力供給能力を示す信号を発生する
   第２の検出器と、 上記第１．第２の検出器の信号に応答し前記加熱能力が
   不足でかつ前記電力供給能力が足りていると制御出力信
   号を発生する制御手段と、この制御手段からの前記制御
   出力信号をうけて前記車載バッテリから前記電熱ヒータ
   への通電回路を閉じるスイッチ手段と、 を備えてなる自動車用空調装置。
2. （２）前記制御手段が、当該空調制御装置に要求される
   空気加熱能力が予め設定した所定値より小さいときに前
   記電熱ヒータを停止させるべく前記電熱ヒータへの通電
   回路を開かせる停止手段を含んでいる実用新案登録請求
   の範囲第１項に記載の自動車用空調制御装置。
3. （３）前記補助ヒータが空調装置のダクト内で前記主熱
   交換器の下流側に配設されている実用新案登録請求の範
   囲第１項または第２項のいずれかに記載の自動車用空調
   制御装置。