JPS6241132B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車室内への温調空気吹出を制御する車
両用空調制御方法に関するものである。

従来の自動車用空調制御装置においては、吹出
空気の風量を一定にして温度を変化させるか、ま
たは実際の温度を設定温との差に応じて風量およ
び温度を変化させるように構成されている。しか
しながら、上記の空調制御は車室内の代表的な温
度を基準とし、この車室内温度を設定温に近づけ
るように空調制御するものであるから、自動車の
窓ガラスからの輻射熱が大きい時にこの窓ガラス
付近の温度と前記車室内温度との偏差が非常に大
きくなり車室内の空気調和が安定して行なえない
ばかりか、この自動車の乗員に快適な空気調和を
提供することができなかつた。

本発明は上記問題に鑑みたもので、車両の窓ガ
ラス付近の温度と車室内の代表的な温度との偏差
を求め、この偏差を小さくすべく分配手段を制御
して前記窓ガラス付近への温調空気の吹出を増加
させることによつて、窓ガラスからの輻射熱の影
響をも考慮して安定した車室内空気調和を実現す
ることができる車両用空調制御方法を提供するこ
とを目的とするものである。

以下本発明を添付図面に示す実施例について説
明する。この実施例は一般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、車室前部に設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込口１ａと内気循環
のための内気吸込口１ｂとが設けてあり、両吸込
口は内外気ダンパ２によつて開閉される。通風ダ
クト１内には下流側に向つて、ブロワモータ３、
冷房サイクルccの一部をなすエバポレータ４、エ
ンジンEGの冷却水サイクル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、
およびウインド部に吹出すための上（ベント）、
下（ヒータ）吹出口１ｃ，１ｄとデフロスタの吹
出口１ｅが設けてあり、３つの吹出口は分配手段
としての吹出口ダンパ８，９によつて開閉され
る。

制御装置１０は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
予め設定された制御プログラムに基づいて処理を
実行し、前記符号１〜９の空調機能部の作動を電
気的に指令するものである。

そして、制御装置１０に各種の情報信号を入力
する手段として、車室内の代表的な温度（日射の
影響をも含む）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Tam′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Tset′を生じ
るポテンシヨメータを含む温度設定器２３、Ａ／
Ｍダンパ７の開度に応じたアナログ電圧信号
Ar′を生じるポテンシヨメータを含むダンパ開度
センサ２４、クーラコア４の下流近傍の空気温度
に応じたアナログ電圧信号Tc′を生じる感温抵抗
を含む冷気センサ２５、冷却水サイクルHCの配
管内の冷却水温度に応じたアナログ電圧信号
Tw′を生じる感温抵抗を含む水温センサ２６、自
動車の前面窓ガラスの上部あるいは下部に取り付
けられてその表面温度に応じたアナログ電圧信号
Tw_D′を生じる感温抵抗を含むガラス温度センサ
２７、吹出口ダンパ９の開度に応じたアナログ電
圧信号Ｄ_AMD′を生じるポテンシヨメータを含む吹
出口開度センサ２８、および運転、停止、運転モ
ード選択等のスイツチ群の操作によつてオンオフ
信号を生じるスイツチパネル１１が設けてある。

また、制御装置１０からの電気的指令によつて
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
クラツチ３１、暖房サイクルHCにおけるヒータ
コア５への冷却水循環路を開閉する電磁弁３２、
および内外気ダンパ２、Ａ／Ｍダンパ７、吹出口
ダンパ８，９の開閉駆動力をエンジン負圧によつ
て与える電磁弁制御の負圧作動器３，３４，３
５，３６が設けてある。なお、負圧作動器３４，
３６は２個の電磁弁を用いたD.V.V方式のもので
ある。表示パネル１２は制御装置１０の出力信号
によつて空気調和装置および制御装置の動作状態
を表示するものである。

制御装置１０は自動車のイグニツシヨンスイツ
チ１３の投入時に車載バツテリ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１０ａは、予め設定された制御プログラ
ムに基づいて情報処理を行なうデジタルコンピユ
ータ（マイクロコンピユータ）１０ａ、信号入力
手段２１，２２，２３，２４，２５，２６，２
７，２８からのアナログ電圧信号を選択的にアナ
ログ―デジタル変換にしてコンピユータ１０ａに
入力するアナログ入力用インターフエース１０
ｂ、スイツチパネル１１からの各スイツチのオン
オフ信号を整形してコンピユータ１０ａに入力す
るデジタル入力用インターフエース１０ｃ、コン
ピユータ１０ａから出力される機能要素３１〜３
６の作動指令信号を増幅する電力増幅回路１０
ｄ、情報処理用クロツク発生回路１０ｆ、ブロワ
モータ３の回転速度制御用インターフエース１０
ｅ、および定電圧回路、イグニツシヨンスイツチ
１３の投入直後にコンピユータ１０ａの作動を開
始させるイニシヤライズ回路（いずれも図示せ
ず）から構成してある。

回転速度制御用インターフエース１０ｅは、第
３図に示すように、回転速度データを表わす２進
信号４１ａをタイミング信号４１ｂに同期してラ
ツチするラツチ回路４１と、ラツチされた２進信
号４１ｃをアナログ電圧信号４２ａに変換するデ
ジタル―アナログ変換回路（Ｄ／Ａ変換回路）４
２と、一定周波数で一定振幅の三角波電圧信号４
３ａを発生する発振回路４３と、両電圧信号４２
ａ，４３ａを比較して一定周波数でかつアナログ
電圧信号４２ａの大きさに比例したデユーテイ比
のパルス列４４ａを得る比較回路４４と、このパ
ルス列４４ａを増幅してブロワモータ３に印加す
る増幅回路４５とから構成され、ブロワモータ３
の通電電流をデユーデイ比制御することによつて
回転速度を制御する。

そして制御装置１０はコンピユータ１０ａの制
御プログラムに基づいた演算処理により、後述す
るように空調機能部から吹出口ダンパ８，９を介
して車室内へ吹出する空気の温度および風量を決
定しブロワモータ３の回転速度および吹出口ダン
パ９の開度を指令制御する。さらに詳細な説明は
しないが内外気切替ダンパ２、Ａ／Ｍダンパ７の
開閉制御、吹出口切替ダンパ８の切替制御および
表示パネル１２による内気温度の表示制御なども
行なう。

第４図はコンピユータ１０ａの制御プログラム
の流れを示しており、装置は数10m_sec周期でくり
返されるこの制御プログラムに従つて運転され
る。

イグニツシヨンスイツチ１３の投入より第２図
の電気制御系に電源供給が開始され、コンピユー
タ１０ａはイニシヤライズ回路（図示せず）から
のタイミング信号によりステツプ１０１において
演算処理を初期状態に設定する。このときブロワ
モータ３の回転速度０となるようインターフエイ
ス１０ｅに回転速度０を示すデータが与えられ
る。また、電磁クラツチ３１は遮断、電磁弁３２
は閉塞の状態におかれる。次に、スイツチパネル
１１の各種スイツチの投入状態をインターフエイ
ス１０ｃを介して入力する。まず、空気調和装置
の運転スイツチが投入（オン）されているかどう
かが判定ステツプ１０２で判定され、YESのと
きは演算処理が起動ステツプ１０３へ分岐され
る。起動ステツプ１０３において、増幅回路１０
ｄを介して電磁クラツチ３１と電磁弁３２に作動
指令（通電電流）が与えられ、熱交換器（クーラ
コア３、ヒータコア５）は熱交換を開始する。

次に、データ入力ステツプ１０４に進んで前記
アナログ電圧信号Tr′，Tam′，Tset′，Ar′，
Tc′，Tw′，Tw_D′，Ｄ_AMD′がインターフエイス１
０ｂを介してそれぞれデイジタルデータTr，
Tam，Tset，Ar，Tc，Tw，Tw_D，Ｄ_AMDとして
入力される。

次に、ステツプ１０５に進んで室内温度Trと
設定温度Tsetとの偏差△Ｔを△Ｔ＝Tr―Tsetよ
り求める。そして、次のステツプ１０６に進み、
偏差△Ｔに応じた風量傾斜をもつ吹出空気量（風
量）のデータＷが計算される。この風量データＷ
は図に示す特性関係により求められるもので、こ
の実施例では偏差△Ｔが±２（℃以内のとき180
（m³／ｈ）、±５（℃）以上のとき風量データＷが
Maxの状態で380（m³／ｈ）に定めてある。

そして、このステツプ１０６に続き、窓ガラス
部温調制御演算ルーチン１０７に進む。このルー
チン１０７の詳細な演算処理を第５図に示す。す
なわち、このルーチン１０７では、ステツプ１０
７ａよりその演算処理を開始し、ガラス表面温度
Tw_Dと車室内温Trとの差の絶対値が判定値であ
る10（℃）より高いか否かを判定し、低い
（NO）時は窓ガラスからの輻射熱の影響を考慮す
る必要がないため、Ｗ出力ステツプ１０７ｅに進
んで風量データＷをインターフエイス１０ｅに送
出し、このルーチン１０７の１回の演算処理を終
えるが、｜Tw_D―Tr｜の値が10（℃）より高い
時にはステツプ１０７ｂに進む。このステツプ１
０７ｂでは、ブロワモータ３の風量に余裕がある
か否か、すなわち風量データＷがMaxであるか否
かを判定し、風量データＷがMaxでない（NO）
時には、ステツプ１０７ｆに進み、風量を増加さ
せるべく風量データＷを次式にて補正する。

Ｗ＝Ｗ＋Kw・｜Ｔｒ―Ｔｗ_Ｄ｜／１０ （但し、Ｗ≦Max） この式において、Kwは予め定めた比例定数で
ある。

そして、次のステツプ１０７ｇに進み、吹出口
ダンパ９を全開にさせるべく電磁弁３６に開放指
令を与えつつ吹出口ダンパ９が全開位置にきたか
否かを監視する。すなわち、電磁弁３６の負圧供
給側をオンして吹出口ダンパ９を徐々に開放さ
せ、吹出口ダンパ９からの信号による吹出口ダン
パ開度Ｄ_AMDが予め定めた全開位置に達したか否
かを判定し、全開位置に達したことを判定すると
前記電磁弁３６への開放指令を停止する。そし
て、Ｗ出力ステツプ１０７ｅを経てこのルーチン
１０７の１回の演算処理を終える。

しかし、前記ステツプ１０７ｂにおいて、風量
データＷがMaxでありその判定がYESになると、
ステツプ１０７ｃに進み、吹出口ダンパ９が全閉
しているか否かすなわち第１図図示の状態である
か否かを吹出口ダンパ開度Ｄ_AMDにより判定し、
全閉している時（YES）はステツプ１０７ｄに
進み、電磁弁３６に開放指令を与えつつ吹出口ダ
ンパ９が中間位置にきたかを監視する。すなわ
ち、電磁弁３６の負圧供給側をオンして吹出口ダ
ンパ９を徐々に開放させ、吹出口ダンパ９からの
信号による吹出口ダンパ開度Ｄ_AMDが予め定めた
中間領域に達したか否かを判定し、中間領域に達
したことを判定すると前記電磁弁３６への開放指
令を解除する。このことにより、デフロスタ吹出
口１ｅに温調空気が徐々に送出される。そして、
Ｗ出力ステツプ１０７ｅを経てこのルーチンの１
回の演算処理を終える。

他方、前記ステツプ１０７ｃにて吹出口ダンパ
９が開放していることを判定（NO）すると、ス
テツプ１０７ｈに進む。このステツプ１０７ｈで
は、Ａ／Ｍダンパ７の開度が最大冷房あるいは最
大暖房の位置にある否かをＡ／Ｍダンパ開度Ar
により判定し、Ａ／Ｍダンパ７の開度が最大冷房
あるいは最大暖房の位置にある時はその判定が
YESになり、Ｗ出力ステツプ１０７ｅを経てこ
のルーチン１０７の１回の演算処理を終える。す
なわち、この場合には窓ガラスからの輻射熱に対
する温度補償手段がないため、窓ガラスへの温度
補償制御は何も行なわない。しかし、前記ステツ
プ１０７ｈにおいて、Ａ／Ｍダンパ７の開度が中
間位置にある時はその判定がNOになり、ステツ
プ１０７ｉに進んでＡ／Ｍダンパ７の開度を補正
させる演算を行なう。その補正量△ArはＡ／Ｍ
ダンパ７の開閉可能角度Artとすると、 次式で表わされる。

△Ar＝Ｔｗ_Ｄ―Ｔｒ／｜Ｔｗ_Ｄ―Ｔｒ｜×Ａｒｔ―Ａ
ｒ／５ そして、Ｗ出力ステツプ１０７ｅを経てこのル
ーチン１０７の１回の演算処理を終える。

そして、このルーチン１０７の次に第４図の各
種空調制御演算ルーチン１０８に進む。このルー
チン１０８では、上記補正量△Arを考慮した
Ａ／Ｍダンパ７の開度制御、内外気切替ダンパ２
の切替制御、吹出口ダンパ９の開閉状態を考慮し
た吹出口ダンパ８の切替制御、電磁クラツチ３１
のオンオフ制御、前記吹出口ダンパ９の他の条件
による開閉制御などのための演算処理を実行す
る。

そして、この各種空調制御演算ルーチン１０８
に続いて空調以外の他の制御プログラムを実行
し、しかるのちに再びステツプ１０２に到来して
上述の演算処理を所定周期で繰返す。

他方、運転スイツチの投入が解除されると、ス
テツプ１０２に到来した時にその判定がNOにな
り、停止ステツプ１０９に進む。そして、この停
止ステツプ１０９にて電磁クラツチ３１、電磁弁
３２を消勢するべく増幅回路１０ｄに指令信号を
送る。また、インターフエイス１０ｅにブロワモ
ータ３の回転速度を０とするデータを送る。この
ことにより、空調機能部１〜９の機能は停止す
る。

なお、イグニツシヨンスイツチ１３が開放され
るとコンピユータ１０ａを含めて電気制御系は全
ての制御機能を失なつて空気調和制御を停止す
る。

なお、本発明は上述した一実施例に限定される
ものでなく他の実施態様にも実施し得るものであ
る。例えば、ガラス面温度センサーを前面ガラス
ばかりでなく側面ガラスにも設置し、いわゆるサ
イドデフロスタ吹出口の開閉駆動にする制御をつ
け加えてもよい。また、後面ガラスにも設置して
リヤクーラを作動させるようにしてもよい。ま
た、｜Tw_D−Tr｜の値が所定値より小さい時に
風量の増加やデフロスタ吹出口の開閉駆動をさせ
るのみならずガラス面に貼りあわせた熱線に電気
を流すことによつて、ガラス面温度が低い冷輻射
の影響を補正する制御をつけ加えてもよい。

また、風量、デフロスタ吹出口開放、Ａ／Ｍダ
ンパ開度などの変更制御量を｜Tw_D―Tr｜の大
きさに応じて連続的に変えるようにしてもよい。
さらに、吹出口ダンパ８を連続的に変化可能な装
置においては吹出口ダンパ９を開放する場合に吹
出口ダンパ８を一時的に全開（第１図図示の状
態）して窓ガラスへの風量を増すようにしてもよ
い。さらに、窓ガラス付近への輻射熱の影響が大
であることを｜Tw_D―Tr｜が10（℃）より大き
いことにて判定するものを示したが、その判定レ
ベルである10（℃）は他のパラメータ、例えば外
気温Tam、室内温度Trにより適宜変更するよう
にしてもよい。さらに、｜Tw_D―Tr｜が10℃よ
り大である判定は行なわず｜Tw_D―Tr｜の大き
さに比例して吹出口ダンパ９の開度を比例的に変
更していくようにしてもよい。

以上述べたように本発明では、車両の窓ガラス
付近の温度と車室内の代表的な温度との偏差を求
め、この偏差を小さくすべく分配手段を制御して
前記窓ガラス付近への温調空気の吹出を増加させ
ているから、窓ガラスからの輻射熱が大きい時に
窓ガラスへの温調度合を高めることによつて前記
輻射熱の影響を相殺させることができ、また上記
制御と同時に車室内空調を行なうことによつて車
室内の空調を車室内全体に対して安定して行なう
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図は本発明方法を適用する空気調和制御装
置の一例を示す全体構成図、第２図は第１図に図
示する装置の電気制御系を示すブロツク線図、第
３図は第２図中のインターフエース１０ｅの詳細
を示すブロツク線図、第４図は装置を本発明方法
に従つて運転するための制御プログラムの一実施
例を示す流れ図、第５図は第４図中の窓ガラス部
温調制御演算ルーチンの詳細な演算処理を示す流
れ図である。 ３…ブロワモータ、４，５…熱交換器、７…
Ａ／Ｍダンパ、８，９…分配手段としての吹出口
ダンパ、１０…制御装置、２１…内気温センサ、
２３…温度設定器、２７…ガラス温度センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車室内の代表的な温度を検出し、この検出し
   た車室内温度により車室温制御能力を調整し、こ
   の調整により得られる温調空気を分配手段を介し
   車室内各部に送出して車室内を空調制御する車両
   用空調制御方法において、 この車両の窓ガラス付近の温度と前記車室内温
   度との偏差を求め、 この偏差を小さくすべく前記分配手段を制御し
   て前記窓ガラス付近への前記温調空気の吹出を増
   加させる ことを特徴とする車両用空調制御方法。