JPS6213207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内気吸込口と外気吸込口とを選択可能
に構成された通風ダクト中に電動送風機を備えた
自動車用空調装置に関する。

従来この種の自動車用空調装置においては、通
風ダクトへの空気導入を外気吸込と内気吸込とで
変更した場合に通風ダクトからの吐出風量の変化
を生じるという問題がある。一般に外気吸込に比
し内気吸込では、車室内に放出する空気量を同じ
車室内から吸込んでいるのに対し、外気吸込では
外部から一方的に空気を吸込むので車室内圧力が
上昇し、同じ送風能力でも内気吸込の方が通風抵
抗が小さく風量は増加する。ところが、外気吸込
の場合においては自動車の走行速度の増加に併つ
て通風ダクト中に動圧による通風状態が生じ、相
当の高速走行状態では逆に内気吸込の場合に比し
て風量が増加する。

本発明は上述の問題に鑑み内気吸込口の選択さ
れた状態と外気吸込口の選択された状態とで異な
る係数を選択し、かつ外気吸込口の選択された状
態では自動車の走行速度に対応して変化する係数
を設定なし、この選択された係数に基づいて通風
ダクト中の電動送風機への供給電力を補正するこ
とにより、内気吸込口と外気吸込口との変更に関
係なく一定した風量を得ることができる自動車用
空調装置を提供することを目的とするものであ
る。

以下本発明を添付図に示す一実施例について説
明する。この実施例は通風ダクト中に電動送風機
および熱交換器を備え、通風ダクトから吹出され
る空気量（風量）とその空気温度とを使用者の調
節操作により加減できるようにした自動車用空調
装置を示している。全体構成を示す第１図におい
て、１は、自動車車室の前方部に設置した空調用
の通風ダクトで、このダクト１内には送風のため
の電動送風機（ブロワモータ）２、送風空気を吸
込むための外気吸込口４、内気吸込口５、これら
吸込口を選択するダンパ６、また送風空気を冷却
するエバポレータ７、加熱するヒータ８、この加
熱と冷却の割合を調節するエアミツクスダンパ９
を備えている。

１０は自動車の走行速度を検出する車速検出器
で、スピードメータの指針に連動するポテンシヨ
メータにより構成されている。１１は吹出空気温
度を設定する設定器、１２は吹出風量を設定する
設定器で、それぞれ計器盤上のレバー（図示せ
ず）操作に連動する可変抵抗より構成されてい
る。車速検出器１０および設定器１１，１２は所
定の電流が通電されるようになつており、各々出
力端子１０Ａ，１１Ａ，１２Ａには検出量、設定
量に応じたアナログ電圧信号を生じる。１３はこ
れらのアナログ電圧信号を順次デジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器１３である。１４は内外気選
択ダンパ６と連動して開閉するスイツチで、ダン
パ６が図示位置にあり、実線で示すごとく外気吸
込口４からの空気導入のとき０レベル、ダンパ６
が移動して破線で示すごとく内気吸込口４から空
気導入のとき１レベルの信号を切替えて出力す
る。

１５は予め定められた制御プログラムに従つて
ソフトウエアの演算処理を実行するシングルチツ
プのマイクロコンピユータで、数メガヘルツ
（MHZ）の水晶振動子１６を接続するとともに、
車載バツテリより電源供給を受けて一定の安定し
た電圧を発生する安定化電源回路（図示せず）の
安定化電圧により作動状態になるものである。そ
して、このマイクロコンピユータ１５はステツプ
単位の演算手順を定めた制御プログラムを記憶し
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
可能なメモリ（RAM）と水晶振動子１６に従つ
て上記各種演算のための基準クロツクパルスを発
生するクロツク発生部と、各種信号の入出力を調
整する入出力（Ｉ／Ｏ）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）になるも
のである。

このマイクロコンピユータは、制御プログラム
に従つて検出器、設定器、スイツチの各信号を入
力し、各種の計算、判定を行ないその結果により
ダンパ駆動回路１７，２０、ブロワ駆動回路１９
に指令信号を送つている。ダンパ駆動回路１７は
内外気選択ダンパ６の開、閉を示す１つの指令信
号を受けてこれを増幅し、ダンパ駆動部１８に印
加するようになつている。ダンパ駆動部１８は、
既知の構成であり、ダンパ１８と結合された操作
ロツド１８Ａをダイアフラム膜と連動するように
構成された気圧作動器と、ダンパ駆動回路１７の
印加信号により付勢と消勢が切替わり気圧作動器
にエンジン負圧と大気圧とを選択的に導入する三
方切換電磁弁とから構成されている。ブロワ駆動
回路１９は、ブロワモータ２への供給電力を示す
デジタル信号をコンピユータ１５から受けてこれ
をアナログ電圧に変換し増幅してブロワモータ２
に印加するように構成されている。ダンパ駆動部
２１は既知の構成であり、ダンパ９と結合された
操作ロツド９Ａをダイヤフラム膜と連動するよう
に構成された気圧作動器と、ダンパ駆動回路２０
の２つの印加信号により各々付勢と消勢が切替わ
り、気圧作動器に負圧または大気圧をそれぞれ導
入または停止する２つの電磁弁とから構成されて
いる。またダンパ駆動部２１は操作ロツド９Ａの
位置を検出してダンパ駆動回路２０に帰還するポ
テンシヨメータを含んでいる。ダンパ駆動回路２
０はダンパ９の位置を示す信号を受けてこれをア
ナログ電圧に変換し、このアナログ電圧信号とダ
ンパ駆動部２１から帰還されたダンパ９の位置信
号とを比較し、両信号のレベルがほぼ位置するよ
うにダンパ駆動部２１の２つの電磁弁の付勢、消
勢を制御するように構成されている。

次に上記構成において、その作動を第２図に示
すフローチヤートとともに説明する。この第２図
はマイクロコンピユータ１５の演算処理における
制御プログラムの流れを示す図である。

まずマイクロコンピユータの演算処理について
説明する。この装置を備えた自動車において、そ
の運転開始つまりイグニツシヨンスイツチの投入
により安定化電源回路を通してマイクロコンピユ
ータ１５と周辺回路に安定化電源が供給される
と、制御系はマイクロコンピユータ１５の制御プ
ログラムに基づく演算処理による作動状態とな
る。また、このとき既知の方法でエバポレータ
７、ヒータ８が作動状態となる。

マイクロコンピユータ１５の演算処理が初期設
定の後信号入力ステツプ１０１に到来すると、こ
の信号入力ステツプ１０１では、吹出空気温度設
定器１１、吹出風量設定器１２、および車速セン
サ１０の信号をＡ／Ｄ変換器１３を介してデジタ
ル信号に変換して各々設定温度データTao、設定
風量データＷ、車速データSpとして順次入力し
てRAM内に記憶する。また内外気切替スイツチ
１４のオンオフ信号Ainも入力してRAM内に記憶
する。これら記憶されるデータのために各々別の
番地がRAMに割当てられている。なお、各信号
を入力する時にノイズ対策として必要に応じて公
知の積分処理等を用いてもよい。

次のステツプ１０２は設定温度データTaoから
この温度を得るためのエアーミツクスダンパ９の
開度Samを求める処理を示し、あらかじめ実験的
に求めたSamとTaoの関係をマトリクス形式で
ROM内に記憶してあり、Taoをアドレスデータ
として読出す処理を行なう。読出されたデータ
SamはRAMの割当番地に記憶される。

次にステツプ１０３において、スイツチ１４の
オンオフデータAinをRAMから読出して、内気吸
込状態(1)を示しているか外気吸込状態（０）を示
しているかを判定する。内気吸込状態ではYES
の判定に従つてステツプ１０４に進み、設定風量
（Ｗ）の80％の風量を新たな風量Ｗとして再設定
する。この場合、設定風量に対する係数は0.8で
ある。外気吸込状態ではステツプ１０５にすす
み、車速データSpに対応して係数Ｋを求める。
この係数Ｋは車速データSpとの関係で予め実験
的に定められており、ROM内にマトリクス形式
で記憶されており、Spをアドレスデータとして
読出される。図示するように、係数Ｋは車速Sp
が０のとき１であり、車速Spの増加に併つて減
少し、例えば80Km／ｈのとき0.8を越えて（交差
して）さらに減少する。読出された係数データＫ
と設定風量データＷとの乗算により新たな風量デ
ータＷが設定される。

次に、ステツプ１０７において、上記ステツプ
１０４，１０６で新たに設定された風量データＷ
の示す風量を得るのに必要なブロワ供給電力Wf
を計算する。一般的にブロワモータに供給する電
圧とブロワモータの回転によつて得られる実際の
風量との関係は略直線的な比例関係になることが
知られている。従つて本実施例では風量データＷ
に対して適当な定数を乗算することにより供給電
圧のデータWfを求めている。

次に、ステツプ１０８において、ブロワモータ
２、ダンパ６，９を駆動するための指令信号が出
力される。供給電力のデータWfがブロワ駆動回
路１９に与えられると、データWf（デジタル
値）に比例したアナログ電圧がブロワモータ２に
印加される。またダンパの開度を示すデータSam
がダンパ駆動回路２０に与えられ、データSamに
対応する位置にダンパ９が移動するべく、ダンパ
駆動部２１に付勢、消勢信号が印加される。ま
た、スイツチ１４のオンオフデータAinが内気吸
込状態を示しているか外気吸込状態を示している
かに対応したオンオフ信号がダンパ駆動回路１７
に与えられ、スイツチ１４の指令通りにダンパ６
の開閉を選択するべく、ダンパ駆動部１８に付
勢、消勢信号が印加される。

次に上述した構成と制御プログラムにおいて、
装置の具体的な作動例について説明する。いま、
吸出空気温度（Tao）が30℃に設定され、吸出風
量（Ｗ）が200m²／ｈに設定され、かつスイツチ
１４が外気吸込を選択している場合について説明
する。まず、ステツプ１０１において、上記の設
定データTao、Ｗ、スイツチデータAin、および
車両の走行速度を示すデータSpがデジタル値ま
たはオンオフ値として記憶される。次に、エアー
ミツクスダンパ開度を示すデータがSam＝f₁（30
℃）＝50％（一例）として求められる。ステツプ
１０３でスイツチデータAinが判定され、いま
Ain＝０であるので、ステツプ１０５に進み、係
数Ｋがそのときの車速データSpに応じて求めら
れる。いま車速が40Kmであると係数Ｋは0.9を示
すデータとなり、ステツプ１０６で風量データＷ
は90％に修正され、ステツプ１０７において設定
値の90％に相当する風量（Ｗ）を得るためのブロ
ワ供給電力が求められ、ステツプ１０８において
データWfとしてブロワ駆動回路１９に与えられ
る。またステツプ１０８において、ダンパ開度を
示すデータSamがダンパ駆動回路２０に与えら
れ、またダンパ６を外気導入位置（図示）にする
ための信号がダンパ駆動回路１７に与えられる。
ステツプ１０１〜１０３，１０５〜１０８の処理
は数ミリ秒程度の周期でくり返され、設定値また
は車速が変化しない限り、出力状態は同じであ
る。ここにおいて、通風ダクト１には走行動圧に
よる通風状態が生じ、ブロワモータ２の回転によ
る送風作用を補つて設定された風量（Ｗ）を通風
ダクト１から吹出させる。

この状態で車速のみが変化し80Km／ｈになつた
とすると、ステツプ１０５で求められる係数Ｋは
0.8を示すデータに変化し、ブロワモータ２の供
給電力はさらにほぼ10％分だけ減少し、走行動圧
の増加による風量（Ｗ）の増加を防止する。さら
に車速が増加すると、係数Ｋは減少し、ブロワモ
ータ２の供給電力は減少される。

ところで、スイツチ１４が内気吸込を選択する
と、ステツプ１０３ではAin＝１であるためステ
ツプ１０４にすすみ、0.8を示す係数データが風
量設定データＷに乗算され、ステツプ１０７にお
いて80％に相当する風量を得るためのブロワ供給
電力が求められ、ブロワモータ２への供給電力は
常に設定値に対して80％分の電力となる。しかし
て、ステツプ１０８において、内気吸込口５を開
くための指令信号がダンパ駆動回路１７に印加さ
れ、通風ダクト１は内気導入状態となるため、通
風抵抗は本実施例の場合外気導入で車速０Km／ｈ
のときに比して80％となり、この結果、外気導入
状態と同じ吸出風量を得ることができる。

なお、係数（0.8、Ｋ）は相対的な関係を示す
ものであり、（１、1.25・Ｋ）のごとく定めても
よい。また、係数Ｋは連続的でなくても数段階に
定めてもよい。

かくして、内気導入、外気導入に関係なく設定
された値と対応する吹出風量を得ることができ
る。また、このように通風ダクト中に熱交換器を
備えた装置では熱交換量を安定的に調節すること
ができる。

なお、上述の実施例は吹出空気温度および風量
を使用者により手動設定可能な装置について本発
明を適用したものであるが、希望の車室内温度の
み手動にて設定し、車室内、外温度等の各種検出
信号により吹出空気温度と風量とを決定する自動
制御装置において、その決定された風量を正確に
得るべくブロワの供給電力を補正する装置として
本発明を適用することができる。

また、ダンパ６が外気吸込口４と内気吸込口５
との中間位置で停止可能な構成の調節機能部にお
いては、内気導入のときは係数を0.8とし、中間
位置のときはダンパ６の開度と車両の走行速度と
に応じて係数Ｋを求めることができる。この場
合、例えば第２図の制御プログラム中ステツプ１
０５で得られた係数データＫにダンパ６の開度に
対応した係数を乗算するようにしてもよい。

また、内気導入と外気導入とを外部からの指
令、例えばスイツチ１４によらないで、制御装置
自身が判断して変更する場合、例えばある一定の
周期の内気導入と外気導入とを切替えるように構
成された装置では、その切替指令を出力するとと
もにブロワ供給電力を補正するようにしてもよ
い。

以上述べたように本発明においては、内気導入
と外気導入の変更においても吹出風量が変化する
ことがなく安定的に吹出風量を調節することがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す全体構成
図、第２図は第１図中のマイクロコンピユータの
演算処理を示す流れ図である。 １……通風ダクト、２……電動送風機（ブロワ
モータ）、４……外気吸込口、５……内気吸込
口、６……内外気選択ダンパ、１０……車速応答
手段をなす車速検出器、１４，１５，１７，１８
……制御手段をなす内外気切替スイツチ、マイク
ロコンピユータ、ダンパ駆動回路、ダンパ駆動
部、１９……ブロワ駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内気吸込口と外気吸込口とを選択可能に構成
   された通風ダクト中に電動送風機を備えた自動車
   用空調装置において、 自動車の走行速度を検出する速度応答手段と、 前記内気吸込口と外気吸込口との選択状態と関
   係付けられ、内気吸込口が選択されたときは一定
   の第１の係数、外気吸込口が選択されたときは前
   記第１の手段の検出信号に対応して前記第１の係
   数と交差して変化する第２の係数を各々選択し、
   この選択された一方の係数にて前記電動送風機の
   供給電力を補正する制御手段と、 を備えたことを特徴とする自動車用空調装置。