JPS6021887B2 - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の空気吹出口を有しその吹出風量配分を決
定する車両用空調制御装置の改良に関する。

従来車室内上部と下部への吹母風軍配分を変えることは
公知である。

例えば特開昭５５一４７９１４号公報には吹出される空
気の温度に応じて、冷風を車室内上部に、暖風を車室内
下部に集中して吹出することが開示されている。また、
同様のことが実公昭５４一１２８１９号公報などにも開
示されている。従って、従来装置においては冬季には腰
風が車室内下部に集中して吹出される。ところが、この
ようなヒータ吹出モードにおいて、日射が車室内に入射
し乗員に当たると、この日射は主に乗員 ‐の上半身に
当たるので、乗員は上半身に温熱感を感じるが、空調装
置からの吹出風は上半身に時として過度なほとんど到達
しないため、温熱感を柔げることができずフィーリング
が悪いという欠点がある。ところで、自動温度調節装置
を内蔵した空調装置において、日射量に応じて吹出空気
温度を補正することが公知である（実公昭４９一６０２
１号公報など）が、この補正により日射に応じて吹出温
度が低下されるので、前述したヒータ吹出モードにおい
て乗員下半身への吹出空気温度が下がり、乗員に対して
冷感を与え、上半身の温熱感とあい重なってますますフ
ィーリングを悪化させることになる。

実公昭弘−３１４斑号公報ないし実公昭弘−３１４６９
号公報記載の空調制御装置によれば、上記の日射補正の
不具合を除くためヒータ吹出モードの際に日射補正を無
効または小さくすることが開示されている。

しかしながら、この方法によっても、前記した乗員の上
半身のフィーリングを改善することはできない。

本発明は上記諸点に鑑み、ヒータモード吹出とする条件
があり、かつ所定レベル以上の日射が検出されると、吹
出口をバイレベル吹出モードととももこ日射補正を効か
すかまたは空調装置の特有の構造によって、比較的冷た
い空気を上半身にあてるようにし、乗員のフィーリング
を改善することを目的とするものである。

この目的を達成するために、本発明は、第９図に示すよ
うに、車室内上部への空気吹出を行なうペントモード吹
出、車室内下部への空気吹出を行なうヒータモード吹出
、および上記両吹出を併用するバイレベルモード吹出を
選択可能にした空調用空気吹出手段と、熱負荷条件を検
出する検出手段と、 この検出手段で検出された熱負荷条件に従って吹出空気
の温度を調節する温度調節手段と、前記検出手段で検出
された熱負荷条件に従って前記ペントモード吹出、ヒー
タモード吹出、およびバイレベルモード吹出を選択する
選択手段と、日射量の大きさに応答する応答手段と、、
前記選択手段の選択結果と前記応答手段とに従い、前
記選択手段がヒータモード吹出を選択しておりしかも前
記日射量が所定レベル以上のときに前記選択手段の選択
結果のうちヒータモード吹出をバイレベルモード吹出に
疹正する修正手段と、この修正結果に応じて前記各モー
ドを選択する吹出調節手段と、を備えたことを特徴とす
る。

かかる構成において、応答手段は、日射量センサを用い
ることができるが、この日射量センサは熱負荷条件の１
つとして検出手段に含まれるものであってもよい。

また、構成の主要部はマイクロコンピュータを用に、そ
の制御プログラムの実行により実現されるようにするこ
とができる。

なお、実施に際し、吹出モード選択の基本要因として、
吹出温度をパラメータとするか、あるいは温調部材の変
位量をパラメータとすることもできる。

さらに、冷房機の作動有無などを付加条件としてもよい
（これらの点は公３句である）。本願の第１発明は、空
調状態に応じて複数の空気吹出口から吹出される空気の
配分を変えるものであって、日射を検出する検出手段を
設けるとともに、空調手段に従う空気吹出モードがヒー
タモードとすべきときに該検出手段により所定レベル以
上の日射が検出されると空気吹出モードをヒータモード
とせずにバイレベルモードとする制御手段を備えたこと
を特徴とする。本願の第２発明は、第１発明が吹出空気
温度の自動制御機能を合わせ持つ装置として構成され、
空気吹出モードが吹出空気温度との関係において適切に
選択されるようにした車両用空調制御装置を提供するも
のである。その構成上の特徴を実施例の添付図面を流用
して説明すると、第１図に示すように、車室内空気温度
を検出する内気温センサ２１、車室外空気温度を検出す
る外気温センサ２２、日射量を検出する日射センサ２５
、および設定温度を調節する温度設定器２３が設けられ
、これらは制御手段としての電気回路に信号を供給する
。

電気回路は第３図に示すように上記内気温センサ、外気
温センサ、日射センサおよび温度設定器からの信号に応
じて温度調節部材の制御量を決定する演算手段１０３、
この演算手段により決定された制御量に対応して空気吹
出モードを選択する選択手段１０４、およびこの選択手
段によりヒータモードが選択されるときに前記日射セン
サからの信号が予め設定した値以上の日射量を表わすと
きに空気吹出モードをバィレベルモードに再選決する再
選択手段１０７，１０８，１１０を備えて構成されてい
る。

電気回路において、再選択手段は、高温の空気が非所望
に乗員の上半身に向けて吹き出されないように、制限手
段１１１を設けることもできる。

制限手段は制御量が選択手段によりヒータモードが選択
される所定の領域に属する場合（例えば第５図でＴ＾。
が３０『０以上）においてさらに該領域に内在する予め
設定した別の領域に属するとき（Ｔ＾。が３ぴ０と所定
温度Ｔ＾との間にとき）に、前記日射センサからの信号
に基づく再選択を実行させる。以下本発明を添付図面に
示す実施例について説明する。

この実施例は一般的に知られている冷風温風混合方式の
自動車用空気調和装置に本発明を適用したもので、全体
システムを示す第１図において、車室前方部に配置され
る通風ダクト１の上流側には外気導入のための外気吸入
口ｌａと内気循環のための内気吸入口ｌｂとが形成して
あり、両吸入口は内外気ダンパ２によって開閉される。
通風ダクト１内には下流側に向って、電動送風機（ブロ
ワモータ）３、冷房サイクルＣＣの一部をなすェバポレ
ータ４、エンジンＥＧの冷却水サィクＺルＨＣの一部を
なすヒータコア５、およびこのヒータコア５を通る空気
とそのバイパス通路６を通る空気との比を調節する温度
調節ダンパ（Ａ／Ｍダンパ）７が順に配置されている。
通風ダクト１の最下流部には、ダクト内で温度調節され
た空気を車室内の上部、下部に吹出すための上、下吹出
口ｌｃ，ｌｄが形成してあり、両吹出口を吹出口ダンパ
８によって開閉される。制御装置１川ま温度制御および
各種の運転モード制御を行なうために、各種の情報信号
を受けて処理を実行し、前記符号１〜８の機能要素の作
動を電気的に指令するものである。

そして、制御装置１川こ各種の情報信号を入力する手段
として、車室内の温度に応じたアナログ電圧信号Ｔｒ′
を生じる、感熱抵抗を含む内気温センサ２１、車室外の
温度に応じたアナログ電圧信号Ｔａ′を生じる感熱抵抗
を含む外気温センサ２２、設定温度（設定位置）に応じ
たアナログ電圧信号Ｔｓ′を生じるポテンショメータを
含む温度設定器２３、温度調節ダンパの開度Ａｒに応じ
たアナログＡで電圧信号を生じるポテンショメー夕を含
む開度センサ２４、車室内に入射する日射量に応じたア
ナログ電圧信号Ｔｓ肌′を生じるフオトトランジスタを
含む日射量センサ２５、ェバポレータ４の下流側温度に
応じたアナログ電圧信号ＴＥ′を生じる感熱抵抗を含む
冷気温センサ２６、ヒータコア３を通る温水温度に応じ
たアナログ電圧信号Ｔｗ′を生じる感熱抵抗を含む水温
センサ２７、および運転、停止、運転モード選定等のス
イッチ群の操作によってオンオフ信号を生じるスイッチ
パネル１１が設けてある。

また、制御装置１０からの電気的指令によって機能要素
を作動させる手段として、エンジンＥＧから冷房サイク
ルＣＣへの駆動力を断、続する電磁クラッチ３１、暖房
サイクルＨＣにおけるヒータコア５への冷却水循環略を
開閉する電磁弁３２、および内外気ダンパ２、温度調節
ダンパ７、吹出口ダンパ８の開閉駆動力をエンジン員圧
によって与える電磁弁制御の負圧作動器３３，３４，３
５が設けてある。

表示パネル１２は制御装置１０の出力信号によって装置
の動作状態を表示するものである。なお、制御装置１０
は自動車のィグニツションスィッチ１３の投入時に車戴
バツテリ１４から電源供給を受け動作可能状態となる。

第２図に示すように制御装置１０は、予め設定された制
御プログラムに基し、て情報処理を行なうデジタルコン
ピュータ（マイクロコンピュータ）１０ａ、信号入力手
段２１，２２，２３，２４，２５からのアナログ電圧信
号を選択的にアナログーデジタル変換してコンピュータ
１０ａに入力するアナログ入力用インターフェースｌ０
ｂ、スイッチパネル１１からの各スイッチのオンオフ信
号を整形してコンピュータ１０ａに入力するデジタル入
力用インターフヱース１０ｃ、コンピュータ１０ａから
出力される機能要素３１〜３５の作動指令信号を増幅す
る増幅回路１０ｄ、コンピュータ１０ａから出力された
ブロワモータ３の回転速度を示すデジタル値をブロワモ
ー夕３を駆動するための直流電圧に変換するデジタルー
ァナログ変換回路１０ｅ、情報処理用クロック発生回路
１０ｆ、および定電圧回路、ィグニッションスィッチ１
３の投入直後にコンピューターｏａの作動を開始させる
イニシヤラィズ回路（いずれも図示せず）から構成して
ある。

第３図はコンピューターｏａの制御プログラムの流れを
示すもので、以下この第３図に従って装置の作動を説明
する。

タ ィグニッションスィッチ１３を投入するとコンピュ
ータ１０ａはィニシャラィズされ、その後スイッチパネ
ル１１のうち空気調和装置の運転スイッチが投入されて
いるかどうかをインターフェース１０ｃを介してくり返
しチェックする。

０ スイッチパネル１１中の運転スイッチが投入される
と、スタートステップ１００よりコンビユー夕１０ａの
以下に述べる処理がスタートし、まず初期設定ステップ
１０１においてコンピュータ１０ａの内部状態および空
気調和装置の作動状態を初期状態にする。

この処理において、増幅回路１０ｄを介して電磁クラッ
チ３１、電磁弁３２に通電して熱交換器４，５における
熱交換を開始する。次にデータ入力ステップ１０２にお
いて、信号入力手段２１，２２，２３，２４，２５，２
６，２７からのアナログ電圧信号Ｔｒ′，Ｔｓ′，Ｔを
，Ａｒ′，Ｔｓｕｎ′，Ｔｗ′，ＴＥ′をインターフエ
−ス１０６を介してデジタルデータＴｒ，Ｔｓ，Ｔａ，
〜．Ｔｓ側，Ｔｗ，Ｔｅとして順次入力し、スイッチパ
ネル１１の運転モードスイッチの投入状態をインターフ
ェース１０ｃを介して入力する。次にステップ１０３に
おいて設定温度を得るために必要とされる吹出温度Ｔ＾
。

予めプログラムされた次の計算式によって算出する。Ｔ
＾。

＝Ｋｓ・Ｔｓ・一Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋａ・Ｔａ−Ｋｓｏｎ・
Ｔｓｕｎ十ＣただしＫｓ，Ｋｒ，Ｋａ，Ｋｓｕｎ，Ｃは
予め設定された定数項である。

これに続き計算した吹出温度Ｔ＾ｏを実際に得るための
Ａ／Ｍダンパ７の開度船を計算する。算出方法は予め実
験によって得られた第４図の吹出温度Ｔ＾ｏ−ダンパ閥
度特性心特性を予め定めた近似式によるか、またはメモ
リマップの形式がとられる。なお第４図において、Ｔｗ
は温水温度（センサ２７による）、ＴＥは冷気温（セン
サ２６による）、ＫＥは定数項である。次にステップ１
０４において、計算された吹出温度ＴＡ。

に応じて、吹出モードを選択する。この選択は第５図に
示すごとく、吹出温度Ｔ＾。が２５十１℃と３０±１℃
で区分する何れの領域かを判定して行なう。次にステッ
プ１０５〜１１１により、ステップ１０４で選択した吹
出口モードがペントから上吹口ｌｃを開くように作動器
３５に指令し（ステップ１０６）、バィレベルならバイ
レベル吹出とな３るよう、つまりダンパ８が−点鎖線で
示す中間位置になるように指令し（ステップ１１０）、
ヒータ吹出の場合は日射がなければヒータ吹出を指令し
（ステップ１１１）、日射があれば、ステップ１０９に
おいてバィレベル時の吹出温度特性（第４６図参照）か
らペント吹出温Ｔａｏｖが３０００に以下に相当する条
件（吹出温Ｔａｏが予め定めた値ｎＡ以下）かを判定し
てバイレベル吹出に切り替え（ステップ１ １０）、３
０℃以上ならヒータ吹出のまま（ステップ１１１）にす
る。

なお、第６図はバィレベル時において、ヒータ吹出溢度
Ｔ＾ｏＨとペント吹出温度Ｔ＾ｏｖとが異なる状態を示
している。このような特性を生る目的で空調ユニットに
おいてＡ／Ｍダンパ７およびヒータコア５などの配置を
設定するか、あるいはＡ／Ｍダンパ７およびヒータコア
５をバィパスして上吹出口ｌｃに通じる特別の補助ダク
トを設けバイレベル吹出モ−ド時に吹出口ダンパ８と連
動してこのバイパス別０を開く、などの公知の構成が用
いられる。しかして、この装置の運転中により、車室温
Ｔｒを目標温Ｔｓに接近し維持させるように吹出温Ｔ＾
。が決定され、これに基し、てＡ／Ｍダンパ開度偽が調
節される。決定された吹出温Ｔ＾。に応じて、ヒータ吹
出、ベント吹出、「バイレベル吹出が選択される。そし
て、ヒータ吹出の選択時において、もし所定量以上の日
射が検知されると、上吹出口（ベント吹出口）からの吹
出温ＴＡｏｖが所定温、例えば３０ｏｏを越えない範囲
で、自動的にバイレベル吹出を選択する。これにより、
下半身に温風を吹きつけつつ、日射のあたっている上半
身の過度な温熱感を除くことができる。

また、この装置は、上半身に高温の温風が吹きつけられ
るのを防止することができる。次にステップ１１２では
吹出温度Ｔ＾。

から風量Ｗを第７図の特性を得るべく、予め定めた関係
式またはメモリマップにより算出する。ステップ１１３
では、ステップ１０３で算出されたダンパ関度Ａｓにな
る様に作動器３４を制御し、Ａ／Ｍダンパ７による温度
調節を行なわせる。

次にステップ１１４では、ステップ１１２で算出された
風量Ｗに対応する印加電圧をブロワモ−夕３に供給すべ
くデジタルーアナログ変換回路１０ｅにデジタル値を出
力する。以上説明したステップ１０２〜１１４はコンピ
ュータ１０ａの動作クロック周波数によって定まり、通
常充分に遠い周期でくり返し実行される。

この実行中にスイッチパネル１１中の停止スイッチが投
入されるかまたはイグニツションスィツチ１３がかれる
と、その時点で第３図の処理は全て停止され、コンピュ
ータ１０ａおよび装置はステップ１０１による初期設定
前の状態に戻る。なお、内外気ダンパ２の制御、電磁ク
ラッチ３１および電磁弁３２の制御に関しては本発明の
要旨と関係ないため説明を省略する。上記実施例はデジ
タルコンピュータを使用しているが、アナログ回路に置
き換えることも可能である。

第８図にその例を示す。

４川まオベアンプ等で構成された周知の制御回路で、そ
の入力抵抗として温度設定用可変抵抗４１、内気温セン
サ４２、外気温センサ４３、フィードバックポテンショ
メータ４４を直列に接続してある。

公知の制御回路４０は温度設定抵抗４１の設定量と他の
抵抗４２〜４４の合成抵抗との差に応じた信号を作動部
４８に与え、この作動部４８により例えば温度調節ダン
パの開度を調節する様にした調節機構５１を作動させて
、前記差がなくなる様に温度調節を行なう。なお、４９
は電圧調整回路、５川ま運転スイッチであり、このスイ
ッチの投入によってブロヮモータ３、作動部４８等が作
動させられるようにしてある。５２は吹出口切替回路で
制御回路４０の出力に応じて作動器３５をなす２つの電
磁弁４６，４７を作動させ吹出口ダンパを切り替る様に
なっている。

さらにフオトダィオードからなる日射センサ４５により
日射量を検出し、ポテンショメータ４４ａで検出したダ
ンパ関度がある値以下（バィレベルにてペント吹出温が
３０ｑ０以下になる値）になり、かつ日射が有（例えば
日射量３００ＫＣａｌ／〆日以上）の状態を検知すると
、電磁弁４６，４７を指令しバィレベルモードに切り替
える回路構成になつている。なお、本発明は吹出モ−ド
を自動切替することなく、単に好適な吹出モードを表示
または報知して乗員に知らせる装置として実施すること
も可能である。

上述のごとく本発明によれば、日射有無を吹出モード切
替の条件とすることによって、ヒータモータ吹出の際の
日射によるフィーリング悪化を防止して、乗員に快適空
調感を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明を自動車用空気調和装置の
適用した一実施例を示し、第１図は全体構成図、第２図
は電気制御系のブロック線図、第３図は装置の作動を統
合するデジタルコンピュータ１０ａ（第２図）の処理を
示す流れ図、第４図は第３図中ステップ１０３の説明に
供する吹出温度Ｔ＾。 とダンパ開度Ａｓとの特性図、第５図は第３図中ステッ
プ１０４の説明に供する吹出温度Ｔ＾。と吹出モードと
の特性図、第６図は第３図中ステップ１０９の説明に供
する吹出温度ＴＡ。とダンパ開度ふと特性図、第７図は
第３図中ステップ１１２の説明に供する吹出温度Ｔ＾。
および設定温度Ｔｓと風量Ｗとの特性図、第８図は本発
明の他の実施例を示す電気制御系の結線図、第９図は本
発明の構成を示すブロック線図である。１・・・・・・
通風ダクト、ｌｃ・・・・・・上吹出口（ベント吹出口
）、ｌｄ・・・・・・下吹出口（ヒータ吹出口）、１０
・・・・・・制御装置、２５，４５・・・・・・日射セ
ンサ、５２・・・・・・吹出口切替回路。 第２図 第１図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第３図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車室内上部への空気吹出を行なうベントモード吹出
   、車室内下部への空気吹出を行なうヒータモード吹出、
   および上記両吹出を併用するバイレベルモード吹出を選
   択可能にした空調用空気吹出手段と、熱負荷条件を検出
   する検出手段と、 この検出手段で検出された熱負荷条件に従つて吹出空気
   の温度を調節する温度調節手段と、前記検出手段で検出
   された熱負荷条件に従つて前記ベントモード吹出、ヒー
   タモード吹出、およびバイレベルモード吹出を選択する
   選択手段と、日射量の大きさに応答する応答手段と、前
   記選択手段の選択結果と前記応答手段とに従い、前記選
   択手段がヒータモード吹出を選択しておりしかも前記日
   射量が所定レベル以上のときに前記選択手段の選択結果
   のうちヒータモード吹出をバイレベルモード吹出に修正
   する修正手段と、この修正結果に応じて前記各モードを
   選択する吹出調節手段と、を備えた車両用空調制御装置
   。