JPS6245092B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用空調機に係り、特にマイクロ
コンピユータを使用してエアミクスドアの開度を
検知し、その開度を連続的に制御するに好適な自
動車用空調機の制御装置に関する。

米国特許第3315730号に示す如く、自動温調さ
れる自動車用空調機（以後オートエアコンと称す
る）においては、吐気温度を変化するためのドア
であるエアミクスドアの開度を連続的に制御する
ため、フイードバツクポテンシヨメータをエアミ
クスドアに連動させ、電気的に検知したドア開度
と、目標とするドア開度を比較し、相互の差が
「０」に近づく様にエアミクスドアの制御を行な
つている。

従来、このフイードバツクポテンシヨメータの
取付無調整化のため、既に特許出願（特願昭55−
159523号（特開昭57−84216号公報参照）してい
るごとく、制御回路の電源投入直後、まず強制的
にエアミクスドアを全開、あるいは、全閉にし
て、電気的な全開あるいは全閉の位置データを読
込み、以後、この読込まれた位置データの値を基
にエアミクスドアの開度制御を行なう手法が提案
されている。この手法により無調整化は可能であ
るが、エアミクスドアの全開あるいは全閉制御、
及び、その位置データ読込みの時間は、エアミク
スドアの制御ができず待ち時間となる。同時に、
オートエアコンを操作しないにもかかわらずエア
ミクスドア類が動作するため、ユーザに不信感を
与えることとなる。又、オートエアコン動作中、
外乱、その他により不正なデータが読込まれた
り、読込みデータが破壊されたりした場合、以後
の温調制御が不可能となるという欠点があつた。

本発明の目的は、電源投入時の待ち時間や温調
上不要な動作をさけることなく、フイードバツク
ポテンシヨメータの取付無調整化を行なうと同時
に外乱等による読込データの異常に対しても自己
回復を行なうことのできる自動車用空調機の制御
装置を提供することにある。

本発明の要旨は次の如くである。すなわち、電
源投入直後は、ポテンシヨメータ組付時の平均的
な値の暫定値をオートエアコンのエアミクスドア
の全開あるいは全閉に対応する値としてあらかじ
め所定のメモリ位置に書き込んでおくことによ
り、正規の値を読込むまでの間エアミクスドアを
概略制御する。作動中は、オートエアコンのエア
ミクスドアは温調制御されている状態で全開ある
いは全閉に制御されることが時々あるため、温調
制御上エアミクスドアが機械的な全開あるいは全
閉位置に移動したと判定される毎に、それぞれに
おける電気的な開度をマイクロコンピユータに読
込ませ、常に最新の読込みデータに基づいてエア
ミクスドアの開度制御を行なおうとするものであ
る。

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図には、本発明の適用される空調機の構成
図が示されている。

図において、１は風を送り出すためのブロワモ
ータ、２は空気を冷却するためのエバポレータ、
３は空気を加熱するためのヒータコアである。
又、４は外気導入口、５は車内空気導入口、６は
デフロスタ吹出口、７はベンチレーシヨン吹出
口、８は足元（フロア）吹出口、９はドライバー
側に優先的に風を吹出すドライバ吹出口である。
一方、１０は内外気切換（インテーク）ドア、１
１はベンチレーシヨン側（VENT）エアミクスド
ア、１２はフロア側（FLOOR）エアミクスド
ア、１３はデフロスタ側切換（デフ）ドア、１４
はドライバー優先ドアである。ここで、各ドア１
０〜１４は、それぞれに接続された負圧アクチユ
エータ１５〜１９により開閉制御される。従つ
て、負圧アクチユエータ１５を制御することによ
り、内外気の切換を行なうことができる。又、負
圧アクチユエータ１６，１７を制御することによ
り吹出温度の制御が可能である。さらに、吹出口
のデフロスタ側への切換えドライバー優先吹出口
への切換えは、それぞれ、負圧アクチユエータ１
８，１９の制御により行なうことができる。

第２図には、第１図図示空調機の操作・表示パ
ネルが示されている。

図において、２０はエアコンの運転状態である
モードを切換えるための押ボタンスイツチ、２１
は各種切換えを行なうための押ボタンスイツチ、
２２は各々の動作を表示するインジケータランプ
である。また、２３は表示部であり、上段の温度
表示部２５（設定温度、内気温度、外気温度）と
下段に示すエアフローインジケータ部２４より構
成される。また、運転モード切換えのための各押
ボタンスイツチ２０は操作されることにより表示
されているエアコンの機能が選定され、また、各
種切換を行なうための押ボタンスイツチ２１の機
能は図の左より、エアコン停止２１ａ、ドライバ
一側吹出優先２１ｂ、内気循環２１ｃ、予備２１
ｄ、設定温度上昇２１ｅ、設定温度下降２１ｆに
設定されている。一方、エアフローインジケータ
２４は、空気吹入口、吹出口、コンプレツサ、ウ
オータコツク等の動作を各機器の状態に応じラン
プ表示するものである。

第３図には、本発明の一実施例が示されてい
る。

図において、３０はマイクロコンピユータを含
む制御回路、３１，３２はそれぞれ１チツプマイ
クロコンピユータでCPU，ROM，RAM，Ｉ／Ｏ
ポート，タイマ，カウンタ等より構成される。３
３はマルチプレクサで、信号線４４を介して指定
された入力アナログ信号電圧を選択的にＡ／Ｄコ
ンバータ３４に伝達する。Ａ／Ｄコンバータ３４
は、上記マルチプレクサ３３からの信号あるいは
信号線７１を介して入力される他のアナログ信号
をデジタルデータに変換して、マイクロコンピユ
ータ３１に伝達する。本実施例では分解能8Bitの
Ａ／Ｄコンバータを使用している。又、３５は
Ｄ／Ａコンバータで、風量制御電圧（0.6V〜
4.0Vのアナログ信号）を作るため、マイクロコ
ンピユータ３１より出力される4Bitのデジタル信
号を段階的なアナログ信号に変換する。３６は出
力ドライバで、マイクロコンピユータ３１からの
出力制御信号を、負圧バルブあるいはリレーを駆
動可能な電流にまで増巾する機能をもつ。３７は
リセツト信号発生回路で、電源投入時、あるい
は、電源電圧異常低下時、マイクロコンピユータ
３２にリセツトをかけるための信号を発生する。
又、３８，３９，４０は７セグメントドライバ
ー、ダイナミツク点燈ドライバー、LEDドライ
バで、これらドライバーに接続される温度表示部
２５、インジケータランプ２２を３分割のダイナ
ミツク点燈する。各ドライバーの動作としてはダ
イナミツク点燈ドライバー３９により、３分割し
た表示機能中どのブロツクを表示するかが選択さ
れ、その瞬間選択されたブロツクに対する表示信
号が、７セグメントドライバー３８を介して温度
表示部２５に、又同時にLEDドライバ４０を介
してインジケータランプ２２に伝達される。以上
の動作が時系列的にくり返され各表示を行なう。
一方、信号伝達線については、４４はマルチプレ
クサのアドレス選定用で３本使用、４５はＡ／Ｄ
コンバータの入出力用として11本使用、４６は
Ｄ／Ａコンバータ出力用として４本使用、４７は
制御出力用で、負圧バルブ用として９本、リレー
用として４本、インジケータランプ用として４本
の計17本を使用する。４１，４２はリセツト信号
用として各１本使用、４３はデータ通信用として
10本使用する。又、４８は温度表示用として14
本、４９はダイナミツク点燈用として３本、５０
はインジケータランプ用として４本、さらに５１
は、押ボタンスイツチ２０，２１より、スイツチ
マトリツクスを介して９個のON／OFFを入力す
るため３本の信号線を使用する。又、同図におい
て制御回路３０の外部に接線される機器として、
車室内外の温度を検知するための温度センサ６０
（８ケ）、エアミクスドアの開度制御を行なうため
のフイードバツクポテンシヨメータ６１（２ケ）
ブロワーモータ１の回転数を制御するためのフア
ンコントロール回路６３、電圧信号を負圧信号に
変換するための負圧バルブ６４、外部機器の電源
ON／OFF等のためのリレー６５、エアフローイ
ンジケータ２４、入力設定用押ボタンスイツチ２
０，２１、温度表示部２５、インジケータランプ
２２等がある。

以上の構成により、温度センサ６０からの各部
温度信号、フイードバツクポテンシヨメータ６１
からのエアミクスドア開度信号、押ボタンスイツ
チ２０，２１からの設定信号に基づいてあらかじ
め決められた演算を行なう。出力としては負圧弁
６４を介して各ドアの開度制御やウオータコツク
のON／OFFリレー６５を介してコンプレツサや
デフロスタのON／OFF、フアンコントロール回
路６３を介して、吹出風量の制御、等により車室
内の快適制御を行ない、又同時に各部の温度や空
調機の運転状態を表示パネル部２３に表示する。

次に、本実施例のエアミクスドアの開度制御に
ついて第４図，第５図を用いて説明する。

第４図には、エアミクスドアの動作を説明する
に必要な構成図が示されている。

図において、エアミクスドア１１は、開度検知
用のフイードバツクポテンシヨメータ６１と連動
している。又、このエアミクスドア１１は、リタ
ーンスプリング８１と、負圧アクチユエータであ
るパワーサーボ１６に接続されている。さらにこ
のパワーサーボは、負圧パイプ、負圧開閉弁８
１、三方切換弁８２を介して大気開放孔８３、負
圧導入孔８４と結ばれる。又、この負圧開閉弁８
１、三方切換弁８２は、第３図の６４に示す負圧
バルブの中の２つであり、マイクロコンピユータ
３１の指令により電磁的にON／OFFする。ここ
で、負圧開閉弁８１、三方切換弁８２の双方を
ONすると、パワーサーボ１６に負圧が導入さ
れ、エアミクスドア１１は、パワーサーボ側に引
き寄せられる。一方、負圧開閉弁８１のみONす
ると、パワーサーボ１６は大気に開放され、エア
ミクスドア１１はリターンスプリング８１により
引き戻される。又、エアミクスドア１１が中間位
置にある状態で、双方の弁をOFFすると、パワ
ーサーボ１６内の負圧はとじ込められ、エアミク
スドア１１は、負圧力とリターンスプリング８１
の引張力がバランスする位置に停止する。従つ
て、フイードバツクポテンシヨメータ６１により
検知されたエアミクスドア開度θ_Dと、目標とす
る制御開度θ_Oとの差に応じて、第５図に示すご
とく、弁８１，８２のON，OFFを行なえば、エ
アミクスドア１１は、目標とする制御開度θ_Oに
追随して、連続的に開度制御される。

この制御内容を第６図に示されるフローチヤー
トを用いて説明する。

まず、制御回路に電源が投入され、ステツプ１
０１に示す如く、マイクロコンピユータ３１が起
動すると、ステツプ１０２で、全システムを初期
状態とするためメモリ（ROM）出力端子等を全
てクリアする。エアミクスドア１１を概略開閉制
御する基準としてステツプ１０３にて、ポテンシ
ヨメータ組付時全開あるいは全閉は対応する平均
的な暫定値を所定のメモリに書込み設定する。以
上で初期設定が完了するので以後は通常の制御ス
テツプであるステツプ１０５以降をくり返し実行
する。まず、ステツプ１０４にて、他方のマイク
ロコンピユータ３２とデータの相互通信を行ない
マイクロコンピユータ３２が読み込んだ設定温度
などのデータを確認する。次にステツプ１０５に
おいて、車内温度、外気温度など各部の温度を読
込み、これらの温度と前記設定温度等をもとにス
テツプ１０６にて必要とするエアミクスドア開度
を計算する。ステツプ１０７では、全開、全閉デ
ータより判断した現在のエアミクスドア開度と、
前ステツプで計算された、目標開度を比較し、双
方の差が０に近づく様エアミクスドアを制御す
る。ステツプ１０８では、エアミクスドアが制御
上全開、あるいは全閉の位置に移動しているかど
うか判断し、全開あるいは全閉位置にドアが停止
していれば、あらためてそのドアの電気的な位置
を読込み、所定のメモリに書込まれている値を最
新の値に更新する。その後、ステツプ１１０にお
いて、ブロワモータ、コンプレツサ、他のドア類
の制御を実行し、ステツプ１０４に戻つて上記制
御を繰り返す。

ここで、ステツプ１０８におけるエアミクスド
アの全開、全閉の判定法について説明する。ま
ず、ステツプ１０６の計算の結果、目標開度が全
開（全閉）であつた場合、例えば、冷房時、目標
温度が25℃であり、車室内の温度が35℃で、その
差10℃もあるような場合目標開度が全開となる。
このような場合には、ステツプ１０７において無
条件に第４図に示した負圧導通弁８１をON、三
方切換弁８２もON（全閉時は、負圧導通弁８１
をON、三方切換弁はOFF）に固定する。これに
よりエアミクスドアは全開側（あるいは全閉側）
に移動を開始する。以後、ステツプ１０８を実行
する毎にエアミクスドアの電気的開度を読込み前
回のサイクルで読込んだ同データと比較する。こ
のステツプ１０８の比較判定において、繰り返し
読み込んでいるデータが一定時間T₁以上変化し
なければ、エアミクスドアは全開（あるいは全
閉）位置への移動が終了したものと判定して、ス
テツプ１０９を実行する。ここでT₁の値として
は、エアミクスドアがフルストローク移動するの
に要する時間がほぼ１秒以内であるため、T₁＞
1secを考えれば十分である。

本実施例において、供給負圧不十分、あるいは
機械的な外乱等により、一時的にエアミクスドア
の動きが制限を受けるような可能性も考えられる
ため、上に説明した実施例に加え、読み込んだエ
アミクスドアの全開、全閉のデータを比較し、そ
の差が正規の値に対して異常に小さい場合、新た
に読込んだ位置データは無視するステツプを設け
ることにより、制御システムが外乱に対しより安
定化する。

以上説明したごとく、フイードバツクポテンシ
ヨメータ組付時の無調整化を実現するために従来
必要となつていた待ち時間の設定や、温調上不要
なエアミクスドアの動きを省略でき、同時に、常
に最新のエアミクスドア全開、全閉データを基準
にエアミクスドアの開度制御が行なわれるため、
外乱等に対するデータ破壊等に対しても自己回復
可能であり、システムの安定性、信頼性が向上す
る。

したがつて、本実施例によれば、電源投入直後
は暫定値を基準にエアミクスドアの開度制御を行
ない、それ以後エアミクスドアが全開、あるいは
全閉に制御されるごとにそれらの位置データを読
込んで基準値を更新する方式により、待ち時間
（１〜２秒×２ケ所）や温調上不要な全開、全閉
動作を行なうことなしに、フイードバツクポテン
シヨメータの取付無調整化が実現できる。同時
に、常に最新の位置データを基準にエアミクスド
アの開度制御を行なうため、外乱等による読込デ
ータの異常に対しても自己回復能力をもつ。

また、本実施例によれば、組立てが簡単で、信
頼性、安全性の高い自動車用空調機の制御装置を
提供できるという効果がある。

以上説明したように、本発明によれば、電源投
入時の待ち時間や温調上不要な動作をさせること
なく、フイードバツクポテンシヨメータの取付無
調整化を行うと同時に外乱等による読込データの
異常に対しても自己回復を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される空調機の断面模式
図、第２図は第１図図示空調機の操作・表示パネ
ルの外観図、第３図は本発明の実施例を示す回路
図、第４図はエアミクスドアの開度制御を説明す
る模式図、第５図は第４図図示負圧弁の動作説明
図、第６図は本実施例の動作制御PADチヤート
である。 １１，１２……エアミクスドア、１６，１７…
…パワーサーボ、６１……フイードバツクポテン
シヨメータ、３１，３２……マイクロコンピユー
タ、８１……負圧開閉弁、８２……三方切換弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイクロコンピユータを使用し、風量分配等
   を行なうためのエアミクスドアの開度を電気的に
   検知して該エアミクスドアの開度を全開より全閉
   まで連続的に制御する自動車用空調機の制御装置
   において、電源投入直後に上記エアミクスドアの
   全開及び全閉位置に相当する暫定値を設定する第
   １の手段と、該第１の手段によつて設定された暫
   定値を制御の基準値としてエアミクスドア開度の
   制御を行なう第２の手段と、制御動作中前記エア
   ミクスドアが全開あるいは全閉位置に制御されて
   いることが検知される毎に前記エアミクスドアの
   全開あるいは全閉位置データをマイクロコンピユ
   ータにより読み込み、前記第２の手段の基準値と
   して更新する第３の手段とを設けたことを特徴と
   する自動車用空調機の制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の発明において、
   上記第３の手段は、全開あるいは全閉位置データ
   を読込んだ後、全開と全閉のデータの差に相当す
   るエアミクスドアストロークが規定値以下の場合
   異常と判定し、基準値の更新を行なわない機能を
   有することを特徴とする自動車用空調機の制御装
   置。