JPS625804B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気調和装置の主に温度に係わる制御
方法に係わり、制御の状態によつて制御系の応答
速度を調整し、もつて被空調領域の温度を安定的
に調節することを目的とする。

従来空気調和装置用として一般に使用される温
度検出器は、ある一定の時定数をもち、その時定
数は被空調領域のもつとも高頻度で使用される温
度範囲で満足できるように設定されているが、空
気調和装置の制御状態が変化した場合、また空気
調和装置の他の熱負荷要因の状態が変化した場合
などにおいて、その前後においても温度検出器は
常に一定の時定数によつて温度を検出している。
また一般的に温度検出器はある限られた部分の温
度を検出するように配置されている。このため、
温度検出器の検出信号を利用する制御系において
は、上述した状態変化が局部的であつたりあるい
は一時的である場合にも全体としての空調能力が
変化してしまい、安定的な空気調和制御ができな
くなることが生じるという問題点があつた。

例えば、被空調領域の容量に対して温度調節能
力の比較的小さい空気調和装置を使用する場合に
おいて、被空調領域の内側と外側との開閉をなす
窓またはドアなどを開閉すると、被空調領域の内
外で空気の流出入が行なわれ、被空調領域の熱負
荷が変化する。しかし、窓等の開閉が短時間に行
なわれた場合は、窓等の近くの温度は急変するが
被空調領域全体の平均温度はゆるやかに変化す
る。このため、温度検出器が窓等の開閉に基く温
度変化を受け易い場所に設置された場合は、その
温度検出信号は第１図に示すよう急激に変動す
る。したがつて、この温度検出信号を利用する制
御系は短かい時間の間でオーバーシユートをもつ
ような不安定な制御を行なうこととなる。

また、例えば自動車に使用される空気調和装置
においては、被空調領域としての車室に吹出され
る空気の吹出系路を車室の上方または下方に選択
的に変更する手段を備えることが周知であるが、
温度検出器の取付場所が限定されるとこの吹出口
の変更によつて、車室内における温度検出器に至
るまでの熱変化の伝達速度も変化する場合があ
る。この場合においては、例えば上方吹出口が開
放されているときに制御系が適切な応答速度で作
動するように温度検出器の時定数を設定すると、
下方吹出口が開放されたときに制御系の応答速度
が好ましくない方向に変化するという不具合を生
じることもある。

また、吹出口の上下を変更した場合に温度検出
器の周辺部温度が変化することがあり、その場合
例えば第２図に示すように温度検出信号が急激に
変動することがある。この温度検出信号を利用す
る制御系は短かい時間の間でオーバーシユートを
もつような不安定な制御を行なうことになる。

また、特に自動車等の走行体に使用される空気
調和装置においては、被空調領域としての車室内
温度を制御する場合、車室外の温度の影響を除く
ため、車室外の温度を検出してこの検出信号に応
じて温度調節の制御量を加減することにより、車
室内の温度を安定維持しようとする制御方法が一
般に採用されている。この場合において、車室外
の温度を検出する温度検出器は、車室外空気のほ
かの熱に影響されにくい場所に設置されることが
望ましいが、一般的な取付場所、取付構造では走
行体（自動車）の速度がある程度あるときは車室
外の空気の流れに十分さらされるためほとんど影
響を受けないのに対し、走行体が低速度で走行中
または停止中では、太陽からの熱輻射あるいは原
動用の熱機関の発熱の影響を受けるので正確に車
室外温度を検出することができない。したがつて
車室内の温度制御において誤差を生じることがあ
る。

本発明はこのような不具合を解消して被空調領
域の温度を所望の状態に安定制御することができ
る空気調和制御方法を提供することを主な目的と
するものである。

この目的を達成するため本発明制御方法は、下
流側に被空調領域が連通される通風系内に熱交換
手段が配置され、前記通風系より被空調領域に吹
出される空気熱量を調節する少なくとも１つの温
度調節手段を具備する空気調和装置において、被
空調領域の内、外の温度等の少なくとも１種の検
出情報に応じて前記温度調節手段の調節量を加減
する空気調和制御方法であつて、前記検出情報の
変化度を実測または間接的に予測して認識する認
識過程と、この認識結果に基いて前記検出情報の
変化が前記温度調節手段の調節量の変化として現
われる時間応答速度を調節する調整過程とを含む
ことを特徴とする。

以下本発明を自動車用空気調和装置の制御方法
として適用した実施例について説明する。この実
施例においては、３種の制御過程に本発明を適用
している。

１つは例えば被空調領域としての車室内外の開
閉をなす窓またはドアが空気調和中に開かれそし
て閉じられたときに、車室内温度を検出する検出
器の検出信号が急変するのを認識し、この認識に
より制御系の応答速度をしばらく遅らせるもので
ある。

１つは空気調和装置の下流部から車室への空気
吹出しに際して、吹出口の上下切替をする場合に
おいて、この切替信号を認識し、この認識により
吹出口の切替と連動して制御系の応答速度を異な
つた値に変化させるものである。

あと１つは、車室外の温度の検出信号を車室内
温度を制御するための調節量の補正用として使用
する場合において、自動車が停止または設定速度
以下になつたことを認識し、この認識により前記
検出信号に無限大もしくはそれに近い時定数を付
加して前記検出信号を実質的にホールドするもの
である。

第３図は本発明制御方法を適用した空気調和装
置の制御装置の全体構成を示すもので、公知の冷
風温風混合方式の空気調和装置、すなわち温度調
節ダンパの上流に供給される空気をこの温度調節
ダンパによつて加熱器とそのバイパス通路とに分
配し、その分配の比によつて被空調領域としての
車室に吹出す下流側の混合空気の温度を調節する
ようにした空気調和装置において、その温度調節
ダンパの変位調節量を、デジタルコンピユータに
予め設定された処理に従つて制御するように構成
してある。

第３図において、通風ダクト１０の上流側には
空気導入口（吸込口）として自動車の車室内と通
じて内気（室内空気）と循環させるための内気導
入口１１と、外気（室外大気）を取入れるための
外気導入口１２とが形成してあり、両導入口はダ
ンパ１３によつていずれか一方が閉塞される。ダ
ンパ１３による導入口１１，１２の選択を内外気
切替と称する。通風ダクト１０には下流側に向か
つて、ブロワモータ１４、冷房サイクル２２の冷
媒蒸発器（エバポレータ）よりなる冷却器１５、
エンジン冷却水を熱源とする加熱器（ヒータコ
ア）１６、およびこの加熱器１６を通る空気とバ
イパス通路１７を通る空気との比を調節する温度
調節手段としてのダンパ１８が順に配置されてい
る。通風ダクト１０の最も下流側には、通風ダク
ト１０内で温度調節された空気を車室内に向かつ
て吹出すための２種の吹出口１９，２０が形成し
てあり、符号１９で示す一方の吹出口は車室内上
部に向かつて冷風を吹出すための上吹出口、２０
の吹出口は車室内下部に向かつて温風を吹出すた
めの下吹出口である。上吹出口１９と下吹出口２
０は、それぞれ車室内に適当な箇所に複数個の開
口部を設けてそれらをダクトで連結してもよい。
上、下の吹出口１９，２０は、ダンパ２１によつ
ていずれか一方が閉塞される。ダンパ２１による
吹出口１９，２０の選択を吹出口切替と称する。

通風ダクト１０に配置された各要素は温度調節
ダンパ１８による温度制御のほか運転者の好みと
する運転モードに従つて空気調和に供せられる。

冷却器１５を含む前記冷房サイクル２２は、自
動車原動機としてのエンジン２３のプロペラシヤ
フトにてＶベルト等を介して駆動されるコンプレ
ツサ（冷媒圧縮機）２４と、コンデンサ２５と、
受液器２６と、膨張弁２７とを冷却器１５に配管
結合して構成される公知のものであり、コンデン
サ２５において冷媒の熱を放出し冷却器１５にお
いて導入される空気の液を冷媒に吸収させる熱サ
イクルをなしている。そして、冷却器１５を通過
した空気の温度は図示しない公知の手段によりほ
ぼ０℃となり、導入される空気の温度およびコン
プレツサ２４の回転速度にはあまり関係しない。
冷房サイクル２２はその駆動源であるコンプレツ
サ２４とエンジン２３との機械的な連結機構を断
続することによつて停止または運転される。

前記加熱器１６はエンジン２３の冷却水ブラケ
ツトに接続された冷却水配管に連結され、エンジ
ン２３にて加熱された冷却水の熱を放出する熱交
換作用を有する。流路調整弁２８は冷却水温度に
応じて冷却水の流路を、加熱器１６を通るものと
図示しないラジエータを通るものとで調節し、従
つて加熱器１６もほぼ一定した熱交換能力を得る
公知のものである。

温度制御および運転モードの制御のために、前
記冷房サイクル２２と通風ダクト１０内の内外気
切替ダンパ１３、温度調節ダンパ１８、および吹
出口切替ダンパ２１は電気信号によつて駆動され
る。電磁クラツチ５０はコンプレツサ２４とエン
ジン２３との機械的な連結機構を断続するもの
で、電源線５０ａを介して付勢されたときにコン
プレツサ２４を回転すべくクラツチを接続し消勢
されたときはクラツチを遮断してコンプレツサ２
４を停止する。コンプレツサ２４の回転状態をオ
ン、停止状態をオフと称する。内外気切替ダンパ
１３は、ダイアフラム作動器５１と、大気連通と
エンジン負圧連通とを切替える三方切替電磁弁５
２とからなる負圧作動器によつて駆動される。電
源線５２ａを介して三方切替電磁弁５２が付勢さ
れると、ダイアフラム作動器５１に負圧が供給さ
れ、連結機構５１ａを介してダンパ１３を図示の
外気導入状態から破線矢印方向に比較的急速に引
張つて内気導入状態とし、電磁弁５２が消勢され
るとダイヤフラム作動器５１には大気圧が供給さ
れ図示しないばねの力によつてダンパ１３を図示
位置（外気導入状態）に押し返す。

温度調節ダンパ１８はダイアフラム作動器５３
と、エンジン負圧連通および大気連通を制御する
２個の電磁弁５４，５５とからなる負圧作動器に
よつて駆動され、電源線５４ａにより電磁弁５４
が付勢されたときはダイアフラム作動器５３に負
圧が供給されて連結機構５３ａを介してダンパ１
８を矢印方向にゆつくり引き、電源線５５ａによ
り電磁弁５５が付勢されたときはダイアフラム作
動器５３に大気圧が供給されて図示しないばねに
よつてダンパ１８はゆつくり押し返される。両方
の電磁弁５４，５５が消勢されたときは、ダイア
フラム作動器５３は停止してダンパ１８の駆動を
停止させ、そのときの位置に保持させる。なお、
ダンパ１８の開度はバイパス通路１７を全閉した
図示位置（最大暖房位置）を100％とし、加熱器
１６を上流を全閉したとき（最小暖房位置）を０
％とする。

吹出口切替ダンパ２１はダイアフラム作動器５
６と、大気連通とエンジン負圧連通とを切替える
三方切替電磁弁５７とからなる負圧作動器によつ
て駆動され、電源線５７ａにより電磁弁５７が付
勢されるとダイアフラム作動器５６に負圧を供給
し連結機構５６ａを介して図示位置（下側吹出）
からダンパ２１を比較的急速に引いて上側吹出と
し、電磁弁５７の消勢時はダイアフラム作動器５
７に大気圧を供給し図示しないばねによつてダン
パ２１を図示位置に押し返す。

制御装置１は電気的駆動部材である上記電磁ク
ラツチ５０、電磁弁５２，５４，５５，５７の付
勢、消勢を切替えて、温度制御および各運転モー
ドの制御を指令する。また制御装置１は温度制御
および各運転モードの制御を行なうために各種の
情報入力手段と接続されており、入力された情報
を予め内部設定された制御プログラムに基いて処
理し上記電気的制御部材を作動させる。

ブロワモータ１４は電源線１４ａにより付勢さ
れたとき回転して通風ダクト１０内に空気の流れ
を形成する。ブロワモータ１４は空気調和装置が
動作状態である限り、目標とする温度および運転
モードとは関係なく作動する。

制御装置１に各種の情報を入力する手段として
は、内気が通過するように通風ダクト１０の上流
部に車室前部の計器盤面に開放するように設けら
れた小通路に設置され、内気温度に応じた信号を
発生する内気温センサ６０、ラジエータグリルの
前面等に通風およびエンジン等の輻射熱をなるべ
く受けないように設置され、外気温度に応じた信
号を発生する外気温センサ６１、温度調節ダンパ
１８の開度（位置）に応じた信号を発生する開度
センサ６２、および操作パネル２がある。操作パ
ネル２には、目標とする内気温度の設定に応じて
信号を発生する温度設定器６３、空気調和装置の
作動、非作動を指令するメインスイツチ６４、お
よび運転モードを選択するためのスイツチとして
冷却器１５の、すなわち冷房サイクルの作動、非
作動を選択するスイツチ（以下エアコンスイツチ
と称する）６５、吸込口すなわち内気導入口１１
と外気導入口１２とを選択する内外気切替スイツ
チ６６が設けてある。また車速計のケーブルワイ
ヤの回転と同期して断続する車速検出スイツチ６
７が制御装置１に接続してある。

装置の電源供給は車載バツテリ３からイグニツ
シヨンキースイツチ４を介してなされる。

第４図は制御装置１と各種情報入力手段と電気
的制御部材との相互の電気的な接続を示す結線図
である。情報入力手段のうち、内気温センサ６
０、外気温センサ６１、ダンパ開度センサ６２、
操作パネル２における温度設定器６３は、それぞ
れ発生する信号をアナログ電圧信号の形で制御装
置１に入力する。そのため、内気温センサ６０、
外気温センサ６１としてサーミスタ等の感熱抵抗
素子が使用され、通電によつてその端子に生じる
アナログ電圧を信号線６０ａ，６１ａを介して制
御装置１に接続している。

また、信号線６０ａ，６１ａに発生したアナロ
グ電圧に対してさらに、時間的に遅れた電圧信号
を得られるようにコンデンサ６９、抵抗７０、コ
ンデンサ７５、抵抗７６によつて１次おくれ要素
を有する時定数調節回路を組み、コンデンサ６
９、コンデンサ７５の遅れアナログ電圧を信号線
６０ｂ，６１ｂを介して制御装置に接続してい
る。

リレー７１、リレー７７は信号線６０ａと６０
ｂ、信号線６１ａと６１ｂのアナログ電圧をリレ
ー付勢時に同じにするため設けられ、リレー７２
および抵抗７３、リレー７８および抵抗７９は、
信号線６０ａと６０ｂ、信号線６１ａと６１ｂの
アナログ電圧が異なつていた場合に徐々に等しく
するために設けられている。

操作パネル２の各種スイツチのうち、エアコン
スイツチ６５、吸込口切替スイツチ６６は一端を
メインスイツチ６４に接続し、開閉接点を介した
他端をそれぞれ電磁クラツチ５０、電磁弁５２に
接続した操作記憶形のスイツチである。メインス
イツチ６４は、一端をイグニツシヨンキースイツ
チ４に接続し他端をブロワモータ１４、制御装置
１、および電気的駆動部材５０，５２，５４，５
５，５７の通電路に接続してある。

制御装置１は空気調和装置全体の制御を統合す
る機能部品としてマイクロコンピユータ１００を
有する。この実施例で説明するマイクロコンピユ
ータ１００はCPUのほかにROM、RAM、Ｉ／０
ポート、タイマ等を内蔵した富士通株式会社製の
４ビツトのワンチツプマイクロコンピユータ
MB8841である。その内部構成、ピンの接続、取
扱い等の詳細は富士通株式会社発行のMB8840シ
リーズ、ユーザマニアルを使用することができ
る。

また、制御装置１はマイクロコンピユータ１０
０を情報入力手段および電気的駆動部材と作動的
に結合するための結合回路および処理回路を含
む。まず、アナログ電圧信号をマイクロコンピユ
ータ１００に入力させる回路として、アナログマ
ルチプレクサ１１０、およびアナログ−デジタル
変換回路（Ａ−Ｄ変換回路）１２０が使用され
る。

マイクロコンピユータ１００のオンオフ指令信
号によつて電気的駆動部材のうちの温度調節ダン
パ１８を駆動する電磁弁５４，５５、および吹出
口切替ダンパを駆動する電磁弁５７の付勢と消勢
を切替えるため、オン、オフ信号増幅回路１３０
が使用され、またリレー７１，７２，７７，７８
の付勢、消勢を切替えるため、オン、オフ信号増
幅回路１４０が使用される。車速検出信号６７の
断続信号をアナログ電圧信号に変換するため、周
波数−電圧変換回路（ｆ／Ｖ変換回路）１５０が
使用され、変換後のアナログ電圧がマルチプレク
サ１１０に一端子に入力される。

電源回路１６０は制御装置１の作動に必要な電
源を供給するもので、バツテリ３の端子電圧から
＋5Vの定電圧電源を作成し各回路に供給する。
また、バツテリ３からのそのままの電圧（通常例
えば12V）をオンオフ信号増幅回路１３０，１４
０に供給する（図示せず）。

また、マイクロコンピユータ１００に付設する
回路として、起動回路１７０は、イグニツシヨン
キースイツチ４の閉成により電源回路１６０から
5Vの電圧が印加されると一定時間の間０レベル
の信号をマイクロコンピユータ１００のRESET
端子に入力してマイクロコンピユータ１００を初
期化する動きを有する。このマイクロコンピユー
タ１００は初期化の間全ての出力ポートから１レ
ベルの信号を出力する。マイクロコンピユータ１
００のクロツクジエネレータ用端子Extal、Etal
には抵抗、容量を接続し、1MHzのクロツクジエ
ネレータを構成してある（図示せず）。

ここで内気温センサ６０および外気温センサ６
１が検出するアナログ電圧信号についての前記時
定数調節回路による時定数処理について説明す
る。

内気温センサ６０について説明すると、内気温
センサをなす感熱抵抗素子、例えばサーミスタは
一次遅れ要素をもつたセンサであり、信号線６０
ａのアナログ電圧は内気温センサ付近の温度変化
に対して時定数T₁の一次遅れ相当の応答電圧が
発生する。つまり、内気温センサ６０は信号線６
０ａの応答電圧から一種のコンデンサ的なものと
考えることができる。信号線６０ａにコンデンサ
６９、抵抗７０を図示のように接続すると、信号
線６０ｂのアナログ電圧は信号線６０ａに対して
コンデンサ６９、抵抗７０からなる時定数T₂の
一次遅れの応答電圧となる。つまり、６０ｂの電
圧は内気温センサの段付部付近の温度変化に対し
て時定数T₁，T₂からなる二次遅れの応答電圧と
なる。すなわち信号線６０ａは温度変化に対して
時定数T₁の一次遅れであるが、信号線６０ｂは
二次式のような伝達関数となる。

Ｇ（Ｓ）＝Ｋ_１・Ｋ_２／Ｔ_１・Ｔ_２・Ｓ^２＋（Ｔ_１＋Ｔ
_２）・Ｓ＋１ ここで、K₁は内気温センサ６０の比例ゲイン
でK²はコンデンサ６９、抵抗７０からなる比例
ゲインである。

以上の説明のように内気温センサ６０において
は信号線６０ａと６０ｂは内気温センサ６０付近
の温度変化に対して時定数T₁からなる電圧変化
と時定数T₁とT₂からなる２次おくれの電圧変化
が得られるので、信号線６０ａと６０ｂを選択す
ることにより内気温センサ６０付近の温度変化に
対して時定数の異なつた制御を行なうことができ
る。外気温センサ６１についての時定数制御も以
上の説明と同様に行うことができる。

第５，６，７，８図はコンピユータ１００に格
納されており、コンピユータ１００の作動開始と
ともに逐次読出されて実行される演算処理の制御
プログラムの流れを示すフローチヤートであり、
次に第３，４図の制御系における作動をこのフロ
ーチヤートに従つて説明する。第５図において、
イグニツシヨンスイツチ４を閉成しメインスイツ
チ６４を閉成すると、コンピユータ１００はプロ
グラムのステツプ２００より演算処理を開始す
る。次のデータ入力ステツプ２０１においては、
内外気温センサ６０，６１の生じる内気温度
Tra、Trb、外気温度Tama、Tamb、および設定
温度T₂、温度調節ダンパの開度Tpoおよび車速
スイツチ６７の断続周波数をｆ／Ｖ変換した情報
SDを順に２進コードに変換し、コンピユータ１
００中のメモリ（RAM）の所定番地に書き込む
（ストアする）。また、内気温度Tr、外気温度
Tam、ダンパ開度Tpoについては、これらに付随
した利得演算処理を実行してそれらの計算結果も
ストアする。この利得演算処理は次式で表わされ
る。

Kr＝Kr・Tr、Kam＝Kam・Tam、 Kpo＝Kpo・Tpo ただし、Kr、Kam、Kpoは制御系における利
得で外気温度Tamの影響を受けないで車室内温
度Trを設定温度T₂に一致させるという条件を満
足するよう予め計算および実験により求められた
もの。

次のステツプ２０２，２０３では、温度調節ダ
ンパ１８の調節量を決定するための計算を行う。
この計算は次の式で表わされる。

K₁＝Kr＋Kam＋Kpo＋Ｃ ……(1) △Kpo＝K₂−K₁ ……(2) なお、定数Ｃ中にはスイツチ６５がオフである
場合すなわち冷房サイクルが停止中のときに、ダ
ンパの開度を導入される空気の温度に応じて補正
する項を適時含んでもよいが、本発明の要部では
ないので詳細な説明は省略する。

計算の結果得られる△Kpoは、空気調和装置の
その時点の各種運転条件から算出されて、制御さ
れようとする制御対象の温度K₁と、前記温度設
定器６３によつて設定された目標とする設定温度
K₂（＝T₂）との偏差を示す。次の判定ステプ２０
４〜２０９では、その偏差△Kpoが「ほぼ０」で
あるか、それより大きいか、あるいは小さいかを
判定し、偏差△Kpoがほぼ０のときはステツプ２
１２で電磁弁５４，５５の両方を消勢して温度調
節ダンパ１８を停止させ、偏差△Kpoが「ほぼ
０」より大きいときは内気温度Trを設定温度T₂
にするには制御されるようにする温度K₁「低
い」つまり吹出空気温度が低いと判断して、ステ
ツプ２１０により電磁弁５５を付勢してダンパ１
８をその開度が大きくなる方向に駆動し、また偏
差△Kpoが「ほぼ０」より小さいときは内気温度
Trを設定温度T₂にするには制御されるようとす
る温度K₁が高い、つまり吹出空気温度が高いと
判断して、ステツプ２１１により電磁弁５４を付
勢してダンパ１８をその開度が小さくなる方向に
駆動する。

ここで判定ステツプ２０４〜２０９は、電磁弁
５４，５５の付勢、消勢が短時間に激しく切替わ
ることがないように偏差△Kpoの判定レベルに所
定の幅を持たせてヒステリシスを付加するととも
に、プログラム処理上電磁弁５４と電磁弁５５の
付勢が同時に切替わることのないようにしてあ
る。判定ステツプ２０４，２０５はそれまでに電
磁弁５４，５５が付勢（オン）されているか消勢
（オフ）されているかを判定する。そしてどちら
かが付勢されていればステツプ２０６，２０７に
よりその付勢を接続するか消勢に切替えるかを偏
差△Kpoの大きさによつて判定する。また電磁弁
５４，５５のいずれも付勢されてないときはステ
ツプ２０８，２０９により、消勢状態を接続する
かいずれか一方を付勢するかを判定する。判定ス
テツプ２０４〜２０９の機能を図示すると第１０
図のようになる。

次に第６図に示される吹出口の上下を切替える
処理ステツプ２１３〜２１９を実行するが、エア
コンスイツチ６５が投入（オン）され冷房サイク
ルが運転されている場合は冷却器１５を通過した
空気の温度はほぼ０℃で一定であるので、温度調
節ダンパ１８の開度Kpoによつて吹出空気の温度
を知ることができ、従つて30℃の吹出空気温度に
相当するダンパ開度Ｄ（一般に60％程度）を吹出
口の切替点を示すダンパ開度とし、これと実際の
開度とを比較して吹出口の上下を決定し、電磁弁
５７の付勢、消勢を制御する。

一方、エアコンスイツチ６５がオフのときは、
内外気切替ダンパ１３が内気導入か外気導入かの
いずれの位置にあるかによつて、ダンパ１８の上
流の温度が決定されるので、前記30℃の吹出空気
温度に相当するダンパ開度Ｄを内気温度Trもし
くは外気温度Tamに応じてステツプ２１６，２
１７で補正し、これと実際の開度Kpoとを比較す
ることにより吹出口の上下を決定する。なお、ス
テツプ２１６，２１７の処理におけるＳは補正係
数である。

次に第７図は吹出口切替が行われた時の内気温
信号の時定数制御を実行する過程を示すもので、
ますステツプ２２０の判定において吹出口が切替
つたかどうかを判定する。ただしnaは前回の吹
出口、nbはその回の吹出口を示し、上、下の吹
出口に対してそれぞれ“１”および“０”の判別
数値情報が予め設定してある。そして、吹出口が
切替つた場合はステツプ２２１によりコンピユー
タが内蔵するタイマ機能、タイマ１をスタートさ
せ、ステツプ２２２によりリレー７１，７２を消
勢しステツプ２２３により内気温度Trの検出情
報を信号線６０ｂのアナログ電圧に置き換える。
また吹出口が同じであつた場合は、ステツプ２２
４によりタイマ１が２分より等しいか小さいかを
判定し、小さければステツプ２２２，２２３を実
行し、等しければタイマ１を０にリセツトしステ
ツプ２２５により信号線６０ａと６０ｂのアナロ
グ電圧を比較し異なる電圧であればステツプ２２
６によりリレー７１を消勢、リレー７２を付勢
し、ステツプ２２３へ進む。またほぼ同じ電圧で
あればステツプ２２７によりリレー７１を付勢、
リレー７２を消勢しステツプ２２８により内気温
度の検出情報Trを信号線６０ａのアナログ電圧
に置き換える。なお、コンピユータはプログラム
開始直後の初期設定ルーチン（図示せず）におい
て、ステツプ２２７と同等の処理を行なつて、前
記ステツプ２０２の計算における内気温度の項
Krを信号線６０ａのアナログ電圧によつて得て
いる。

第７図の制御を要約すると、吹出口が上から
下、もしくは下から上へ切替つてから数分間はス
テツプ２２１，２２４により内気温センサ６０付
近の温度が安定するまでの間内気温度Trをステ
ツプ２２２を経てステツプ２２３により信号線６
０ｂの二次遅れを有するアナログ電圧に置き換
え、数分間経過（ステツプ２２４により判定）し
たのちに時定数を元にもどすべく内気温度Trを
ステツプ２２８により信号線６０ａのアナログ電
圧に置き換えるのである。このとき、信号線６０
ａと６０ｂのアナログ電圧が異なる電圧値であつ
た場合（ステツプ２２５により判定）は、内気温
度Trがステツプ的に変化したことに等しくな
り、室温制御上好ましくないため信号線６０ｂと
６０ａのアナログ電圧が徐々に等しくなるよう
に、抵抗７０に抵抗７３が並列に接続されるよう
にステツプ２２６によりリレー７２を付勢し、信
号線６０ａと６０ｂのアナログ電圧がほぼ同じに
なつたとき（ステツプ２２５により判定）始めて
内気温Trを信号線６０ａのアナログ電圧に置き
換える（ステツプ２２８）。同時に信号線６０ａ
と６０ｂの電圧を等しくするようにステツプ２２
７によりリレー７１を付勢しておく。なお、この
とき抵抗７４＜＜抵抗７０と抵抗値を選定してい
るので時間遅れは極めて小さい。

次に第８図に内気温センサ６０に何らかの外乱
が入り、内気温Trが急速な変化をした場合の内
気温信号の時定数制御を示すものである。まず、
時間当りの変化量を求めるため、ステツプ２２９
においてタイマ２が１秒より等しいか小さいかを
判定し、小さければ時定数制御ルーチン（ステツ
プ２３０〜ステツプ２４１）をジヤンプし、等し
ければタイマ２を０にリセツトし、次にステツプ
２３０においてタイマ２をスタートさせる。次に
ステツプ２３１において時間１秒当りの室温変化
量△Trを演算し、ステツプ２３２，２３３で△
Trの大きさを判定し、２℃より大きいか−２℃
より小さければステツプ２３４でタイマ３をスタ
ートさせステツプ２３７へ進む。また、△Trが
２より小さく−２より大きいすなわち室温の急速
な変化がなくなればタイマ３で設定されるある時
間（本例は10秒）に達するまではステツプ２３７
へ進み達すればステツプ２３６へ進む。ステツプ
２３７〜ステツプ２４１は前述した時定数調節ス
テツプ２２２〜２２８と同じであるため詳細説明
を省くが内気温信号（Tra）が急変しているとき
および急変した直後においては内気温信号の時定
数を大きくして、結果的に温度調節ダンパの開度
を算定するための前記ステツプ２０２における内
気温度の項Krの変化がゆるやかになるようにし
ている。

次に第９図は車速変化による外気温信号の時定
数制御を示している。まず、ステツプ２４２にお
いて、車速SDが20Km／ｈより大きいか小さいか
を判定し、小さければステツプ２４３でタイマ４
をスタートさせ、時定数の大きいTam ｂにすべ
くステツプ２４５でリレー７７，７８を消勢し、
ステツプ２４６で外気温度の検出情報Tamを信
号線６１ｂのアナログ電圧に置き換える。また、
20Km／ｈより大きければ、渋滞走行と一般走行を
判別するため、ステツプ２４７において車速が20
Km／ｈ以上になつてから２分経過したかどうかを
判定し、２分以下であれば信号線６１ｂのアナロ
グ電圧を信号線６１ａのアナログ電圧に徐々に近
づけるべくステツプ２４８でリレー７７をオフし
リレー７８をオンしてステツプ２４６へ進む。ま
た２分経過であればタイマ４をリセツトしステツ
プ２４９において信号線６１ａと信号線６１ｂの
アナログ電圧がほぼ等しいかどうかを判定し、等
しくなければステツプ２４８へ進み、ほぼ等しけ
ればもとの時定数にもどすべくステツプ２５０に
おいてリレー７７をオンしリレー７８をオフして
ステツプ２５１において外気温度Tamを信号線
６１ａのアナログ電圧に置き換える。従つて、低
速走行中または停止中において、温度調節のため
の計算ステツプ２０２における外気温度の項
Kamの変化をゆるやかにすることができ、従つ
て外気温センサ６１が熱機関等の影響を受けて誤
まつた信号を生じる場合にも室内温度を安定して
調節することができる。

ステツプ２４６もしくはステツプ２５１を終了
すると再び前記ステツプ２０１のデータの読み込
みを始め、以上説明したフローチヤートでの制御
プログラムをくり返し実行する。

以上本発明を３種の制御形態に適用した実施例
について説明したが、本発明は上述した実施例に
限らず以下に述べるような変形例にても適用し得
るものであります。

(1) 温度調節手段として、冷風温風混合方式の空
気調和装置における温度調節ダンパ１８を使用
して温度制御を行なうもののほか、送風量を調
節して被空調領域に吹出される総熱量を加減
し、温度調節を行なう手段例えばブロワモータ
１４の速度制御回路を用いること。あるいは熱
交換器の熱交換能力を加減して温度調節を行な
う手段を用いること。

(2) 温度検出に供せられる検出情報の１つとし
て、被空調領域または空気調和装置が受ける太
陽等からの輻射熱、熱交換手段が圧縮器によつ
て運転される冷房サイクルの一要素である場合
に前記圧縮器の回転数、あるいは冷房サイクル
中の冷媒圧力、自動車用空気調和装置である場
合に自動車の車速等を用い、これらの変化度に
応じて温度制御系の応答速度を調整すること。

(3) 制御系の時間応答速度を調整する場合におい
て、前記実施例のようにセンサに時定数調節回
路を接続、遮断するほか、(a)電気的に抵抗値を
制御することが可能な素子例えばトランジスタ
をセンサの時定数調節回路に挿入し、時定数を
連続制御できるようにすること。また、(b)時定
数の異なる複数のセンサからの信号を選択的に
使用すること。また、(c)センサ素体を周囲容積
の変わる容器で覆つて適宜容積を変更するこ
と。この場合、容積を変化させるのに電気的に
開閉させる窓を容器に設けてこの窓を介して被
空調領域との連通量を加減してもよい。なお、
この窓は例えば手動調整可能に構成された吹出
口切替レバーと機械的に連動して連続的に開閉
するようになし、電気信号での処理過程を介さ
ずに実施してもよい。また、(d)センサに専用の
ブロワモータを設けて検出雰囲気に強制的にさ
らすようにし、時定数を大きくしたい場合にブ
ロワモータを低速運転または停止させること。

(4) 制御系の応答速度を調整する場合において、
センサまたはセンサの検出信号に時定数調節手
段を付加するほか、センサの検出信号を制御装
置内において時定数処理すること。例えばマイ
クロコンピユータ１００が実行する制御プログ
ラム中にソフトウエアによる積分機能を含ま
せ、得られた積分データに基いて温度制御を行
なうこと。

(5) 応答速度を調整する場合において、ほぼ無限
大に近い時定数が必要なときは、検出情報を示
すデータをしばらく保持すること。

(6) 検出情報、特に被空調領域の内気温度の変化
度を認識する場合において、被空調領域とその
外側とを開閉する窓等、空気調和装置の通風系
からの吹出口経路を変更するダンパ２１等、通
風系の送風量に影響を及ぼす例えばダンパ１３
等に直接スイツチまたはポテンシオメータを設
け、その信号に応じて制御系の応答速度を調整
すること。

(7) 走行体用の空気調和装置である場合におい
て、その空気環境に対する移動速度を検出する
のに、前記実施例のように走行体の例えば車輪
回転数を用いるほか、走行体の進行方向から受
ける風速を検出する風速計を用いること。ある
いは、空気環境に対する移動速度の低下を認識
するのに、外気温センサの信号の変化が急激な
上昇であるか否かを判定すること。

以上述べたように本発明の第１番目において
は、制御系の時間応答速度を自動制御するから、
被空調領域の温度を所望の状態に安定制御するこ
とができるという優れた効果がある。

さらに本発明の第２番目においては、特に吹出
口の変更を可能にした空気調和装置において、吹
出口の変更に基いて制御系の時間応答速度を調整
するから、吹出口の変更による被空調領域の温度
変化または変動を防止できるていう優れた効果が
ある。

さらに本発明の第３番目においては、特に走行
体用の空気調和装置において、走行体の空気環境
に対する移動速度に応じて制御系の時間応答速度
を調整するから、走行体が低速走行中または停止
中における熱的外乱の影響を受けることなく被空
調領域内の温度を安定制御できるという優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来周知の自動車用空気
調和装置の問題点を説明するための信号特性図
で、第１図は乗降ドアの開閉にともなう車室内ド
ア付近の温度変化、第２図は空気吹出口の変更に
ともなう吹出口付近の温度変化をそれぞれ示す。
第３図ないし第１０図は本発明制御方法の一実施
例を表わすもので、第３図は本発明を適用する自
動車用空気調和装置の全体構成図、第４図は第３
図中の電気制御系の電気結線図、第５図ないし第
９図は第４図中のマイクロコンピユータ１００が
本発明制御方法に基いて電気制御系を統合制御す
る過程を示すフローチヤート図、第１０図は温度
調節手段として用いるダンパ１８の動作を示すヒ
ステリシス特性図である。 １……制御装置、２……操作パネル、１０……
通風系をなす通風ダクト、１１……内気導入口、
１２……外気導入口、１３……内気および外気導
入口を切替える開閉器をなす内外気切替ダンパ、
１４……ブロワモータ、１５，１６……熱交換手
段をなす冷却器と加熱器、１８……温度調節手段
をなす温度調節ダンパ、１９……上吹出口、２０
……下吹出口、２１……上および下吹出口を切替
える開閉器をなす吹出口切替ダンパ、６０……被
空調領域内の温度を表わす情報を検出する内気温
センサ、６１……被空調領域の外側の温度を表わ
す情報を検出する外気温センサ、６７……走行体
の空気環境に対する移動速度を検出する車速検出
スイツチ、６９，７０，７１……内気温センサ６
１に付設して時定数調節をなすためのコンデンサ
と抵抗とリレー、７５，７６，７７……外気温セ
ンサ６１に付設して時定数調節をなすためのコン
デンサと抵抗とリレー、１００……マイクロコン
ピユータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下流側に被空調領域が連通される通風系内に
   熱交換手段が配置され、前記通風系より被空調領
   域に吹出される空気熱量を調節する少なくとも１
   つの温度調節手段を具備する空気調和装置におい
   て、少なくとも１種の検出情報に応じて前記温度
   調節手段の調節量を加減する空気調和制御方法で
   あつて、 前記検出情報の変化度を認識する認識過程と、
   この認識結果に基づいて前記検出情報の変化が前
   記温度調節手段の調節量の変化として現れる時間
   応答速度を調整する調整過程とを含むことを特徴
   とする空気調和制御方法。 ２ 前記検出情報が前記被空調領域内の温度を表
   わす情報であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の空気調和制御方法。 ３ 前記検出情報が前記被空調領域の外側の環境
   温度を表わす情報であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の空気調和制御方法。 ４ 前記認識過程が前記検出情報の変化勾配の大
   きさの認識であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第３項いずれかに記載の空気調和
   制御方法。 ５ 前記認識過程が前記検出情報に変化を及ぼす
   他の検出情報の認識であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第３項いずれかに記載の
   空気調和制御方法。 ６ 下流側に被空調領域が連通される通風系内に
   熱交換手段が配置され、前記通風系の上流側また
   は下流側において、通風系と被空調領域との連通
   系路を変更する変更手段、および前記通風系より
   被空調領域に吹出される空気熱量を調節する少な
   くとも１つの温度調節手段を具備する空気調和装
   置において、少なくとも前記被空調領域内の温度
   を表わす検出情報に応じて前記温度調節手段の調
   節量を加減する空気調和制御方法であつて、 前記変更手段の状態を認識する認識過程と、こ
   の認識結果に基いて前記検出情報の変化が前記温
   度調節手段の調節量の変化として現われる時間応
   答速度を調節する調節過程とを含むことを特徴と
   する空気調和制御方法。 ７ 前記変更手段が前記通風系の下流側において
   被空調領域と連通する複数個の空気吹出口を選択
   的に開閉する開閉器であることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項に記載の空気調和制御方法。 ８ 前記変更手段が前記通風系の上流側において
   被空調領域の内側および外側と連通する２種の空
   気導入口を選択的に開閉する開閉器であることを
   特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の空気調
   和制御方法。 ９ 下流側に被空調領域が連通される通風系内に
   熱交換手段が配置され、前記通風系より被空調領
   域に吹出される空気熱量を調節する少なくとも１
   つの温度調節手段を具備し、被空調領域とともに
   移動可能に構成された走行体用空気調和装置にお
   いて、少なくとも被空調領域の外側の温度を表わ
   す検出情報に応じて前記温度調節手段の調節量を
   加減する空気調和制御方法であつて、 当該走行体の空気環境に対する移動速度を認識
   する認識過程と、この認識結果に基づいて前記検
   出情報の変化が前記温度調節手段の調節量の変化
   として現われる時間応答速度を調整する調整過程
   とを含むことを特徴とする空気調和制御方法。 １０ 前記認識過程が走行体の実速度の認識であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載
   の空気調和制御方法。 １１ 前記認識過程が前記検出情報の変化勾配の
   大きさの認識であることを特徴とする特許請求の
   範囲第９項に記載の空気調和制御方法。