JPS6233964B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輌用空気調和装置、特にエンジンの
冷却水の温度を検出してその空調用送風機を制御
するようにした車輌用空気調和装置に関するもの
である。

従来、冬季など外気が低温時において自動的に
内気又は外気を導入する送風機の速度制御を行う
場合、エンジンの冷却水の温度を直接または間接
的に検出し、その温度がある設定レベル以下の時
に送風機をOFFまたは低速運転し、エンジンの
冷却水の温度が設定レベル以上の場合送風機を高
速運転するように制御していた。

しかしながらこのような車輌用空気調和装置に
よれば冬季等の低温時において、エンジン始動
後、エンジンの冷却水の温度がある程度上昇すれ
ば送風機は、車室内温度に関係なく、高速で運転
される為、車室内の温度が低い場合には、膝、臑
などの局所が寒く不快であり、またエンジン停止
後に乗員がドアを開閉して乗り降りを終えると、
内気が外部に逃げて内気温が低下する。従つて、
再度エンジンをスタートして運転すると、車内の
温度が低くなつているにもかかわらず、上記エン
ジンの冷却水の温度はいまだ保温状態となつてお
り、所定レベルより高いことから送風機が高速で
運転されてしまい車輌用空気調和装置のダクトを
介して比較的高温となつた空気が吹き出されてこ
の吹出し空気により車室内における低温の空気が
撹乱されるために、上記吹出し空気の近傍に位置
する乗員にとつては比較的暖かい感覚が得られる
が、その吹出し空気のあたらない箇所に位置する
乗員或は吹出し空気のあたらない身体の膝、臑な
どが撹乱された冷たい空気で寒く感じられこれに
よりフイーリングがきわめて低下する欠点を有し
ていた。

本発明の目的はエンジンの冷却水の温度を検出
するとともに車室内における温度を検出し、これ
によりエンジンの冷却水の温度が比較的高い場合
において内気温度が設定レベルより低い場合送風
機の回転数を抑えるようにして上記欠点を除去す
るものであり、以下実施例を用いて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による車輌用空気調和装置の一
実施例を示す簡略構成図であり、同図において１
はコントロールユニツトであり、これにはエンジ
ンの冷却水の温度を検出する水温スイツチ２、車
室内の温度すなわち内気の温度を検出する内気セ
ンサ３及び送風機の回転数をOFFとする手動ス
イツチ４、送風機の回転数を自動制御モードに設
定する手動スイツチ５、送風機の回転数を低速に
セツトする手動スイツチ６、送風機の回転数を高
速にセツトする手動スイツチ７からの各信号が送
出される。又エアミツクスドア８の開度を制御す
るアクチユエータ９の動作を検出して間接的にア
クチユエータ８の開度を検出するポテンシヨメー
タ１０からの信号も送出され、これらの各信号を
演算処理して駆動回路１１に出力信号を送出し、
駆動回路１１では、これに基づいて送風機モータ
１２の回転数を制御して送風機１３に送風量を制
御する。又このコントロールユニツト１は内外気
切換ドア１４を制御するアクチユエータ１５、モ
ード切換ドア１６を制御するアクチユエータなど
を制御する。この送風機１３からの空気はエバポ
レータＥ、ヒータコアＨで冷却加熱され、さらに
この空気はエヤミツクスドア８で調和される。こ
のコントロールユニツト１はたとえば第２図に示
すように構成されており、主に送風機制御手段１
Ａと入力状態判定手段１Ｂとから成り、これはマ
イクロコンピユータなどを用いて構成することが
できる。第２図において、１７は車室温度設定
器、１８は内気センサ、１９は日射センサ、２０
は外気センサであり、上記内気温度設定器１７か
らの出力信号である内気設定信号Ｔ_Dは、抵抗２
５を介して演算増幅器２９の反転入力側に供給さ
れ、又上記各センサ１８ないし２０と抵抗２１な
いし２３との接続点より得られる内気温度信号ｔ
_r、日射温度信号ｔ_s、外気温度信号ｔ_Aは抵抗２
６ないし２８を介して同様に上記演算増幅器２９
の反転入力側に供給される。なおこの演算増幅器
２９の非反転入力側には抵抗２４と抵抗３０との
接続点の電圧が抵抗３１を介して基準信号として
供給される。従つてこの演算増幅器２９の出力側
には上記信号Ｔ_D，ｔ_r，ｔ_s，ｔ_Aの演算出力ｆ
（Ｔ_D，ｔ_r，ｔ_s，ｔ_A）が得られる。この演算増
幅器２９の出力側は抵抗３２を介して演算増幅器
３３の反転入力側に供給されるとともに、抵抗３
４を介して演算増幅器３５の非反転入力側に供給
され、上記演算増幅器３３の非反転入力側には抵
抗３６と３７との接続点電圧が抵抗３８を介して
供給され、さらに上記演算増幅器３５の反転入力
側には抵抗８８と４０との接続点電圧が抵抗４１
を介して供給され、上記演算増幅器３３の出力電
圧V₁は第３図に示すようにｆ（Ｔ_D，ｔ_r，ｔ_s，
ｔ_A）の信号が増加するにともない次第に低下す
るように変化する信号となり、又上記演算増幅器
３５の出力電圧V₂は上記演算増幅器２９の出力
が次第に増加するにともない比例的に次第に増加
するような信号となる。これら信号V₁，V₂はダ
イオード４２，４３を介して抵抗４４に供給さ
れ、この抵抗４４を介して演算増幅器４５の非反
転入力側に供給される。なお上記抵抗４４側に
は、ダイオード４６を介して抵抗４７と抵抗４８
との接続点電圧V₃が供給される。上記電圧V₃は
第３図に示すように演算増幅器２９の出力の増加
に対し一定の電圧値となる。すなわち演算増幅器
４５の非反転入力側には第３図に示すように電圧
V₁とV₂，V₃とを加算した逆台形状に変化する電
圧Ｖ_aが供給される。又演算増幅器４５の反転入
力側には抵抗４９と５０との接続点電圧が抵抗５
１を介して供給され、その出力側には上記第３図
で示す電圧Ｖ_aの増幅された電圧が供給され、こ
の電圧はトランジスタ５２のベース側に供給さ
れ、このトランジスタ５２のエミツタ側の出力は
抵抗５３，５４に供給され、この抵抗５３，５４
の接続点を介してトランジスタ５５のベース側に
供給され、このトランジスタ５５に接続された前
記送風機モータ１２は、このトランジスタ５５の
出力に基づいて制御される。すなわち第３図に示
すような電圧Ｖ_aが演算増幅器４５の非反転入力
側に供給されるにともない、トランジスタ５５の
ベース側にはこの電圧Ｖ_aの増幅電圧が供給さ
れ、トランジスタ５５の出力はこの電圧Ｖ_aに対
応してその大きさが変化し、送風機モータ１２の
両端間に現われる電圧Ｖ_nは第４図に示すように
逆台形状の変化特性を示すようになる。従つて、
送風機モータ１２には自動制御時において、ｆ
（Ｔ_D，ｔ_r，ｔ_s，ｔ_A）の増加により、最大電圧
Ｖ_l、最小電圧Ｖ_CC／２、最大電圧Ｖ_lが供給さ
れ、高、低、高の速度で回転される。なお、自動
制御時ではトランジスタ５２の飽和に基いてトラ
ンジスタ５５の作動に基く送風機モータ１２の両
端間の電圧Ｖ_nはその最大値が一定の電圧値Ｖ_lに
飽和してしまいこの電圧Ｖ_lはあまり高いもので
はなく、送風機１３を十分に高速で運転できな
い。従つて送風機モータ１２を手動で高速回転に
設定する場合は、リレー５６を励磁して接点５７
をONとし、これにより送風機モータ１２の両端
間に現われる電圧Ｖ_nがＶ_CCまで大きくなるよう
に引上げる。このような大きな電圧Ｖ_CCにより手
動操作時に送風機１３は十分な大きさの高速で回
転される。従つて以上の構成によれば、リレー５
６が作動していない場合（自動制御時）において
は演算増幅器２９からの出力信号ｆ（Ｔ_D，ｔ_r，
ｔ_s，ｔ_A）が次第に０に近いレベルから増加する
と送風機モータ１２の両端間に現われる電圧Ｖ_n
はＶ_lから次第に低下してほぼＶ_CC／２まで近く
なりさらに上記信号が増加すると一定期間このロ
ーレベルの電圧を維持した後、今度は次第に上昇
し電圧Ｖ_lまで上昇した後電圧Ｖ_lに飽和すること
になる。すなわち送風機１３の制御を室温設定器
１７、内気センサ１８、日射センサ１９、外気セ
ンサ２０の信号により自動的に制御するモードに
おいては送風機１３は第４図の実線で示すような
電圧によつて制御されることになり、また手動操
作で電圧Ｖ_CCを供給して高速回転レベルを引き上
げることができる。すなわち、上記演算増幅器２
９，３３，３５，４５、トランジスタ５２，５５
及び各ダイオード等で送風機制御手段１Ａが構成
されるもので、これは送風機を、停止か、低速
か、中速か、高速か、自動制御モード速度すなわ
ち少なくとも室温設定器の設定温度Ｔ_Dと内気セ
ンサで検出される内気温度ｔ_rを演算することに
より得られる信号に対応して制御される速度のい
ずれかに設定する。

５８はブロワスイツチであり、一端がアース側
に接続された回動接片５９を有し、この回動接片
５９は前記スイツチ４がONとされた時にOFF接
点６０に接触し、前記スイツチ７がONとされた
時に高速接点６１にONとなり、前記スイツチ６
がONとされた時に低速接点６２にONとなり、前
記スイツチ５がONとされた時に自動制御接点６
３にONとなるもので、上記接点６０は前記トラ
ンジスタ５５のベース側に接続される。又上記接
点６１はリレー５６に接続され、このリレー５６
を接点６１がONとされた時に励磁することがで
きる。又上記接点６２はダイオード６４のアノー
ド側に接続されて、又接点６３は反転回路８５に
接続され、この反転回路８５の出力側にはダイオ
ード６５のカソード側が接続され、このダイオー
ド６５のアノード側は演算増幅器６６の非反転入
力側に接続され、この演算増幅器６６の反転入力
側には抵抗８６と８４との接続点電圧が抵抗８３
を介して供給され、その出力側はナンド回路６７
と６８の一方の入力端子に供給され、さらにナン
ド回路６９の一方の入力端子に反転回路７０を介
して供給される。又前記水温スイツチ２と抵抗７
１との接続点はダイオード７２を介して反転回路
８５の出力側に供給されるとともに、反転回路７
３を介してナンド回路６７の他方の入力端子に供
給される。又この水温スイツチ２はナンド回路６
８，６９の他方の入力端子にも接続される。上記
ナンド回路６７の入力端子には抵抗４８に並列接
続されたトランジスタ７４のベース側が、ダイオ
ード７５を介して接続され、又上記ダイオード６
４のカソード側も上記ナンド回路６７の入力端子
に接続され、又上記トランジスタ５５のベース側
がダイオード７６を介してナンド回路６８の入力
端子に接続され、さらに演算増幅器３３の非反転
入力側および演算増幅器３５の非反転入力側がと
もにダイオード７７，７８を介してダイオード７
９のアノード側に接続され、このダイオード７９
のカソード側はナンド回路６９の出力端子側に接
続される。なお上記トランジスタ７４のコレクタ
側には抵抗８０が接続されている。また、トラン
ジスタ７４のベース側には抵抗９０と９１との接
続点電圧が供給され、常時オンとなつている。す
なわち、演算増幅器６６、ノツト回路７０，７
３，８５、ナンド回路６７，６８，６９及び各ダ
イオード等で入力状態判定手段１Ｂが構成され、
これは少なくとも内気センサにより検出される内
気温度ｔ_rと設定レベルとの比較及びエンジンの
冷却水の温度と設定レベルとの比較にもとづき送
風機制御手段１Ａを制御する。

なお、上記演算増幅器６６の非反転入力側には
内気センサ１８と抵抗２１との接続点が抵抗８１
を介して接続され、又、反転回路８５の入力側に
は抵抗８２を介して電源電圧が供給される。

以上の構成による車輌用空気調和装置の動作を
第５図に示すフローチヤートを用いて以下説明す
る。

まず、オフ設定用のスイツチ４がONとなつ
て、ブロアースイツチ５８の回動接片５９が接点
６０にONとなつている場合は、トランジスタ５
５のベース入力がアースとなるので、トランジス
タ５５はOFFとなり、送風機モータ１２には入
力が供給されない、このために送風機１３は停止
モードとなる。次に高速設定用のスイツチ７が
ONとされ回動接片５９が接点６１に対しONとな
つている場合は、リレー５６が励磁され、接点５
７がONとなるためにモータ１２には電圧Ｖ_CCが
供給され、モータ１２は高速で回転される。次に
低速設定用のスイツチ６がONとされブロワスイ
ツチ５８の接片５９が接点６２にONとなつてい
る場合は、ダイオード７７，７８がONとなるた
めに、演算増幅器３３，３５の非反転入力側の電
位がアース電位に引下げられ、このために演算増
幅器３３，３５の出力はともにＬレベルとなり、
演算増幅器４５の非反転入力側には電圧V₃すな
わち送風機モータ１２を低速回転に設定するため
の電圧が供給され、これにより送風機１３は低速
回転となる。なお上記接片５９が接点６０，６
１，６２にONとなつている間は、反転回路８５
の入力側の電圧は電源電圧が供給されてＨレベル
であるために、その反転回路８５の出力はＬレベ
ルとなりこれによりダイオード６５，７２がON
となるために、演算増幅器６６の出力はＬレベル
となり、これによりナンド回路６７の一方の入力
端子にはＬレベルの入力が供給され、又ナンド回
路６８の一方の入力端子にもＬレベルの信号が供
給され、さらにナンド回路６９の一方の入力端子
には反転回路７０を介してＨレベルの入力が供給
される。又ダイオード７２のONにより反転回路
７３の出力はＨレベルとなり、このＨレベルの信
号がナンド回路６７の他方の入力端子に供給さ
れ、さらにナンド回路６８の他方の入力端子には
Ｌレベルの信号が供給され、又ナンド回路６９の
他方の入力端子にもＬレベルの信号が供給される
ので、これにより各ナンド回路６７，６８，６９
の出力はすべてＨレベルとなる。

次に自動制御設定用のスイツチ５がONとされ
て、その接片５９が接点６３側にONとなつてい
る場合、反転回路８５の出力側にはＨレベルの出
力が現われ、これによりダイオード６５，７２が
OFFとなり、演算増幅器６６の非反転入力側に
は抵抗８１を介して内気温度信号ｔ_rが供給さ
れ、又反転回路７３には水温スイツチ２からの
ON、OFF信号が供給されることとなる。従つて
自動制御設定用のスイツチ５がONとされている
場合においてエンジンの冷却水の温度が低温とな
り、水温スイツチ２がOFFとなつている場合
は、反転回路７３の出力はＬレベルとなり、この
時に内気温度が設定レベルより低く、その内気温
度信号ｔ_rがこれにより設定レベルより高くなつ
ている場合は、演算増幅器６６の出力がＨレベル
であるために、上記反転回路７３のＬレベルの出
力とともにナンド回路６７の出力をＨレベル、ナ
ンド回路６８の出力をＬレベル、ナンド回路６９
の出力をＨレベルに設定する。ここでナンド回路
６８の出力がＬレベルとなることによりダイオー
ド７６がONとなり、トランジスタ５５がこれに
よりOFFに設定されて送風機モータ１２が停止
する。これによりエンジンの冷却水の温度が設定
レベルより低く、且つ内気温度設定レベルより低
い場合は送風機が回転されず、このために車輌用
空気調和装置の吹出し口より冷風が吹出されてく
るという恐れがない。次に内気温度が設定レベル
よりも低く、演算増幅器６６の出力がＨレベルの
場合において、エンジンの冷却水の温度が高温と
なり、水温スイツチ２がONとなつている場合
は、反転回路７３の出力がＨレベルとなるために
ナンド回路６７の出力のみがＬレベルとなり、こ
れによりダイオード６４がONとなりダイオード
７７，７８もONとなるために演算増幅器３３，
３５の非反転入力側の電位がアース側に引下げら
れ、このために演算増幅器３３，３５の出力がＬ
レベルとなり演算増幅器４５の非反転入力側には
電圧V₃が供給されることとなる。この場合ダイ
オード７５もONとなるためにトランジスタ７４
がOFFとなり抵抗４８に対し並列に接続された
抵抗８０が除去された状態となり、このために電
圧V₃はV₃′となり所定レベルまで引上げられ、従
つてこの引上げられた電圧V₃′が演算増幅器４５
に供給され、これにより送風機モータ１２は第４
図に示すローレベルの回転数よりもやや上昇した
中間の回転数で回転されこれによりブロアー１３
は中間レベルの回転数で回転される。次に内気温
度が設定レベルよりも高く、演算増幅器６６の出
力がＬレベルとなつている場合において、エンジ
ンの冷却水の温度が一定レベルよりも低く反転回
路７３の出力がＬレベルとなつている場合はナン
ド回路６９のみがＬレベルとなるためにダイオー
ド７９がON、ダイオード７７，７８がONとな
り、これにより演算増幅器３３，３５の出力がＬ
レベルとなりブロアーモータには電圧V₃に依存
する低電圧が供給されこれにより低速回転に設定
される。次に内気温度が設定レベルより高く水温
スイツチ２がONとなつている場合は、各ナンド
回路６７，６８，６９の出力がＨレベルとなりこ
のためにブロアーモータ１２は内気温度設定器１
７、内気センサ１８、日射センサ１９、外気セン
サ２０からの信号のみに依存して第４図に示すよ
うな電圧Ｖ_nが供給されて自動制御モード速度で
運転されることになる。

従つて本発明によれば内気温度ｔ_rが設定レベ
ルＡより低く、およびエンジンの冷却水の温度が
設定レベルよりも低い場合は送風機の回転が停止
されるので吹出し口より冷風が吹出されてくる恐
れがなく、これにより乗員の不快感を除去でき、
また内気温度ｔ_rが設定レベルＡよりも低い場合
において冷却水の温度が高温となつておれば送風
機を中速レベルで回転するようにし、車室内側に
暖い空気がゆつくりと流れ込んでくるので車室内
の温度の低い空気が吹出し口からの空気により撹
乱され、この冷い空気により乗員の膝、臑などの
局所の部分が冷えてしまつたりあるいは一部の乗
員側が冷えてしまうなどの問題を解消することが
できる。すなわち従来はエンジンの冷却水の温度
が高温であれば車室内側の温度が低温であつても
送風機が高速で回転されるために車室内側に高速
でヒーターコアで暖められた空気が吹出されて、
これにより車室内の空気が乱されて乗員に不快感
を与えることとなつていたが、本発明によればこ
の時は中速回転でブロアーを回転するためにこの
ような問題を解消することができる。又、車室内
の温度が設定レベルより高い場合は冷却水の温度
が低くても、送風機を低速で回転するようにした
ので、これによりヒーターコア側からの空気が緩
やかに車室内側に吹出されてくるために、車室内
側が徐々に暖められることになる。次に車室内側
の温度ｔ_rが設定レベルＡよりも高く、且つ冷却
水の温度であれば送風機の回転数が自動制御され
ることになる。これにより車室内の温度が高すぎ
たり外気温度が高すぎる場合は、送風機の回転数
は所定の制御が加えられ車室内の温度が最も好ま
しい温度に自動的に設定される。

以上説明したように本発明によれば、エンジン
の冷却水の温度を検出するセンサと、少なくとも
内気温度の検出するセンサからの出力に基づいて
送風機の回転を制御する制御部を具備する車輌用
空気調和装置において、エンジンの冷却水の温度
が設定レベルよりも高く、且つ内気温度が設定レ
ベルよりも低い時に上記送風機の回転を制限する
ようにしたので、車室内の温度が低い時に送風機
から高速でヒーターコアを介する空気が送り込ま
れる恐れがなく、これによりエンジンの始動時か
ら車室内が暖められるまでの間に乗員に不快感を
与えることがなく、又乗員の手動操作の繁雑さを
解消することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明による車輌用空気調和
装置の一実施例を示すブロツク図及び回路図、第
３図、第４図は本発明の動作を説明するための特
性図、第５図は本発明の動作を説明するためのフ
ローチヤートである。 １……コントロールユニツト、２……水温スイ
ツチ、３……内気センサ、４，５，６，７……ス
イツチ、８……エアーミツクスドア、９……アク
チユエータ、１０……ポテーシヨンメータ、１１
……駆動回路、２９，３３，３５，６６……演算
増幅器、５８……ブロアースイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送風機を停止と、低速と、中速と、高速と、
   少なくとも室温設定器の設定温度と内気センサで
   検出される内気温度を演算することにより得られ
   る信号に対応する自動制御モード速度、とのいず
   れかに設定する送風機制御手段と、 上記内気温度と設定レベルとの比較及びエンジ
   ン冷却水温度と設定レベルの比較にもとづき上記
   送風機制御手段を制御する入力状態判定手段を備
   え、 上記送風機制御手段及び入力状態判定手段は、
   内気温度が設定レベルより低いときには、エンジ
   ン冷却水温度が設定レベルより低ければ送風機を
   停止しエンジン冷却水温度が設定レベルより高け
   れば中速とし、内気温度が設定レベルより高いと
   きには、エンジン冷却水温度が設定レベルより低
   ければ送風機を低速としエンジン冷却水温度が設
   定レベルより高ければ自動制御モード速度とする
   ことを特徴とする車輌用空気調和装置。