JPS6313845B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカーエアコン制御装置に係り、特に自
動温度制御機能を有する制御装置において、車室
に供給する風量を快適に制御するカーエアコン制
御装置に関する。

従来、車室内温度の自動調節機能を有するカー
エアコン制御装置において、風量制御は、温度調
節値と関連して、車室内への供給熱量（正または
負）が小さくなるに従つて、風量も減少するよう
に連動して制御するのが通例であつた。

しかるに、制御状態が安定してくると、風量が
少なくてしかも一定の値となるため、このような
状態が長く継続すると乗員は風速感が麻痺してし
まい、快適感を得ることができないという問題が
あつた。また、風量が少ないと車室内の隅々まで
所要熱量を供給することが難しくなり、ムラのあ
る温度分布が生じるという問題がある。

一方、特公昭55−28569号公報や特公昭55−
48222号公報には、周期的に風量を変化させるこ
とで、乗員に快適感を与えようとすることが開示
されている。

しかるに、この従来方式によると、制御状態が
安定していない場合においては、車室内への特に
乗員に向けての熱量供給効果が弱められてしま
い、乗員の冷房または暖房に対する期待に充分答
えることができないという欠点がある。

そこで本発明は、カーエアコンにおける温度制
御と風量制御との関連に充分鑑みて、非安定状態
から安定状態にわたつて、乗員に快適な空調フイ
ーリングを与えることができるカーエアコン制御
装置を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、空調制御状態が安定したかど
うかを直接または間接に判断し、安定したときは
自動的に風量を不規則な周期で変化させることで
ある。

なお、安定制御状態か否かの判断は車室内温度
の変化傾向の大小、または車室内温度と制御目標
温度との偏差値などによつて直接的に判断する
か、あるいは温度調節部材の位置、またはその変
化傾向などによつて間接的に判断することができ
る。

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図
で、この図において、１０は車室の前方部に配置
された通風ダクトで、その上流は車室外空気の取
入口と車室内空気の取入口とに分岐され、内外気
切換ダンパ（図示せず）によつて、車室外空気の
取入状態と車室内空気の取入状態とを選択するよ
うに、たとえば手動で切り換えられる。１１はブ
ロワモータで、通風ダクト１０内に車室に向かう
空気流を生じさせる。

１２は冷却用熱交換器としてのエバポレータ
で、車載エンジンによつて駆動されるコンプレツ
サや電磁クラツチのほか図示しない他の部品とで
公知の空気冷却装置をなし、通風ダクト１０内を
通る空気流を冷却する。

１３は加熱用熱交換器としてのヒータで、車載
エンジンの冷却水を熱源として循環させている。
ヒータ１３は通風ダクト１０内の通風断面積の半
分程度を占め、残りの部分はバイパス通路となつ
ている。

１４は温度調節部材としてのエアミツクスダン
パで、エバポレータ１２で冷却された空気がヒー
タ１３で再加熱される割合とバイパス通路をその
まま通過する割合とを変化させ、もつて通風ダク
ト１０から車室に吹き出される吹出空気の温度を
調節する。

エバポレータ１２、ヒータ１３、およびエアミ
ツクスダンパ１４で温度調節された吹出空気は、
図示しない適当なヒータ吹出口、ベント吹出口切
り換えダンパなどによつて吹出方向を変向され車
室に吹き出される。

１５は車室内の空気温度に対応したアナログ電
気信号Tr′を生じる内気温センサ、１６は車室外
の空気温度に対応したアナログ電気信号Tam′を
生じる外気温センサ、１７は車室に入射する日射
の熱輻射または光量に対応したアナログ電気信号
Ts′を生じる日射センサである。

１８は温度設定器で、乗員によつて設定された
希望温度に対応したアナログ電気信号Tset′を生
じる。１９は熱量設定器で、乗員によつて手動設
定された希望風量に対応したアナログ電気信号
Vih′を生じる。これら両設定器はたとえば可変抵
抗器で構成される。

これら各センサおよび設定器の生じる電気信号
は、アナログ−デジタル変換回路２０で２進コー
ド信号に変換される。

１９′は風量の手動調節と自動調節とを選択的
に指令する切り換えスイツチで、手動スイツチか
らなり、風量設定器１９と連動するものでもよ
い。

２１はエアミツクスダンパ１４の位置を制御す
るとともに、乗員の操作指令に対応してブロワモ
ータ１１を制御するデジタルコンピユータで、予
め内部メモリに設定された制御プログラムに従つ
て演算処理を行なう過程で、各センサ、スイツチ
ならびに設定器からの入力信号に基づいて、エア
ミツクスダンパ１４に対しての位置制御命令信
号、およびブロワモータ１１に対してのの印加電
圧制御命令信号を与える。

このデジタルコンピユータは、いわゆるマイク
ロコンピユータからなり、空調制御プログラムを
記憶したプログラムメモリ（ROM）と、そのプ
ログラムに従つて演算処理を積み重ねる中央処理
部（CPU）と、このCPUの演算処理に関連する
各種データを一時記憶する書き込みと読み出しが
可能な一時記憶メモリ（RAM）と、水晶振動子
２２を伴つて演算処理の基準クロツクパルスを生
じるタイミング回路と、入出力信号を調整する入
出力回路とを、主要部に構成した１チツプのLSI
（大規模集積回路）からなる。

２５はエアミツクスダンパ１４の位置調整作動
器で、電気−機械変換器からなり、ダンパ駆動回
路２４と協同して、デジタルコンピユータ２１か
らの温度制御命令信号に応答してエアミツクスダ
ンパ１４の位置を変化させる。ダンパ駆動回路２
４は、たとえば、デジタルコンピユータ２１から
の必要吹出空気温度を示すデジタル制御命令信号
をアナログ電気信号に変換するデジタル−アナロ
グ変換回路と、この変換したアナログ電気信号と
通風ダクト１０の下流部に配置された温度検出器
２４ａからの現実の吹出温度を示すアナログ電気
信号とを比較してその結果に対応したダンパ位置
増減信号を生じる比較回路とを含んで構成され
る。

２３はブロワモータの駆動回路で、デジタルコ
ンピユータ２１からの風量制御命令信号に応答し
てブロワモータ１１の印加電圧を変化させる。ブ
ロワモータ駆動回路は、たとえばデジタルコンピ
ユータ２１からの目標風量を示すデジタル制御命
令信号をアナログ電気信号に変換するデジタル−
アナログ変換回路と、この変換したアナログ電気
信号を増幅してブロワモータに印加する電力増幅
回路とから構成される。

第２図はデジタルコンピユータ２１における演
算処理の制御プログラムを示している。デジタル
コンピユータ２１は、主スイツチの投入時に車載
バツテリから図示しない安定化電源回路を介して
給電され、図に示す演算処理を数百ｍｓの周期で
くりかえす。なお、図はカーエアコン制御のうち
本発明の要点と係わるステツプ101からステツプ
108までの部分のみ示し他は省略してある。

制御プログラムは各入力装置からの信号を受け
取る信号入力ステツプ101を含んでいる。この信
号入力ステツプ101では、アナログ−デジタル変
換回路２０で２進コード信号に変換されたセンサ
１５〜１７の各検出信号および設定器１８，１９
の設定信号をRAMを所定番地に記憶するととも
に、切換スイツチ１９′からのスイツチ信号を
RAMの所定番地に記憶する。

次の計算ステツプ102では、車室のおかれた環
境条件を示すデータに基づいて、車室内の温度を
設定された目標温度に接近させ維持するのに必要
な通風ダクト１０からの吹出空気流の温度Taoを
計算する。この計算は実験的に測定した定数を用
いて次式に従つてなされる。

Tao＝Kset×Tset−kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts
＋Ｃ ただし、Tset、Tr、Tam、Tsはセンサ１５，
１６，１７および設定器１８より得られた値、
Kset、Kr、Kam、Ks、Ｃは、予め定めた定数で
ある。

なお、上記の計算ステツプ102の詳細について
は、特開昭55−77659号公報を参照することがで
きる。

次の判定ステツプ103では、切換スイツチ１
９′の信号をRAMの記憶値からチエツクし、手
動風量調節を希望しているか否かを判定する。

この判定結果、手動風量調節を希望していると
きは、次にステツプ107以下の処理を実行する。

ステツプ107では、ブロワモータ駆動回路２３
に与える目標風量を示すデジタル制御命令信号
Voutとして、ステツプ101でRAMに記憶した設
定器１９からの値Vinを定める。このことによ
り、切換スイツチ１９′を手動側に操作したとき
には、設定器１９によつて風量を決定することが
できる。

判定ステツプ104では、制御状態が安定してい
るか否かをチエツクするために、ステツプ101で
RAMに記憶した車室内温度Trと設定温度Tsetと
を比較して、その偏差が±２℃内であるかをチエ
ツクする。そして、この偏差が±２℃内であれ
ば、制御状態が安定していると判断する。

制御状態が安定していると、次にステツプ106
において、ブロワモータ駆動回路２３に与える目
標風量を示すデジタル制御命令信号Voutとして、
時間の経過とともに変化する値を計算で決定す
る。この計算は例えばランダム関数を用いてなさ
れ、この実施例では、第２図のステツプ106に示
すように、ブロワモータの印加電圧となる制御命
令信号V_OUTの振幅および周期は不規則に変化さ
れる。

従つて、車室内の温度が目標温度T_SET近傍に収
束しており、制御状態が安定状態に達すると、車
室内に吹出される風量が不規則に変化するため、
乗員に対して、より自然の風に近いフイーリング
を与えることができる。

一方、制御状態が非安定であると、次にステツ
プ105において、ブロワモータ駆動回路２３に与
える目標風量を示すデジタル制御命令信号Vout
として、制御状態に対応して変化する値を計算で
決定する。この計算は車室内温度Trと設定温度
Tsetとの偏差に所定の定数を乗算する処理によ
つてなされ、制御状態が安定状態に近ずくにつれ
てブロワーモータ１１の印加電圧を６（Ｖ）に接
近させるようにしてある。

次にステツプ108では、以上の処理で得られた
各制御データを各出力装置に与える。ここで、ブ
ロワモータ１１は風量設定器１９で与える信号、
またはコンピユータが車室内温度Trと設定温度
Tsetと時間の関数に従つて計算した値によつて
空気流を生じる。一方、エアミツクスダンパ１４
は、車室内温度を室温設定器２１で与える信号に
従うべく、計算ステツプ102で算出した値Taoに
基づいて位置制御される。

以上説明したプログラムステツプは、くりかえ
し実行され、通常条件下では車室の環境条件が変
化すると、これに追随してエアミツクスダンパ１
４の位置が調整され、車室への吹出空気温度を適
正に変化させることで、現実の車室内温度を目標
温度に維持する。なおここで、エアミツクスダン
パの位置はコンピユータからの制御命令に対応す
るが、温度センサ２４ａからの検出温度に対応し
てダンパ駆動回路２４で補正されるため、現実の
吹出温度は計算ステツプ１０２で算出した値にほ
ぼ一致して制御される。

一方、車室への風量は、切換スイツチ１９′が
自動調節を指定した場合において、車室内温度
Trが設定温度Tsetに接近するにつれて、ブロモ
ータ１１の印加電圧を大から小へ変化させること
で、徐々に減少されていく。そして、温度差が２
℃内となると、ブロワモータ１１の印加電圧は６
（Ｖ）を基準として周期的に変動し、車室への空
気供給を脈動する。第３図はこの作動例の１つを
示している。

なお、本発明の実施に際しては、上記の実施例
を次に説明するように変形して実施してもよい。

(1) 風量の変化は、鋸歯状波形、矩形波形などと
してもよい。

(2) 安定制御状態の有無を判断するために、車室
内温度を周期的にサンプリングし、その変化傾
向が小さいか否かを判定してもよい。

(3) また、判断条件は車室の環境条件などで変化
させてもよい。

(4) 安定制御状態の判断をした後、適当な時間を
もつて風量を周期変化させてもよい。

以上説明したように本発明によれば、空調制御
状態に対応した吹出空気温度と風量の制御を実現
することができ、空調制御状態が安定すると、車
室内に吹出される風の風量は不規則に変化するた
め、乗員に対してより自然の風に近い風のフイー
リングを与え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図は本発明の一実施例をしめす全体構成
図、第２図は第１図中デジタルコンピユータの演
算処理を説明するためのフローチヤート、第３図
は作動説明用タイムチヤートである。 １は通風ダクト、３はブロワモータ、４は冷却
用熱交換器としてのエバポレータ、５は加熱用熱
交換器としてのエバポレータ、７は温度調節用エ
アミツクスダンパ、２１は制御手段としてデジタ
ルコンピユータ、２５は位置調節用作動器、２６
はブロワモータの駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車室内温度を自動制御するとともに、これに
   ともなつて車室に供給する風量を制御するカーエ
   アコン制御装置において、 上記制御状態が安定したかどうかを判断する制
   御状態判定手段と、 この制御状態判定手段が、安定状態であると判
   断すると、前記風量を不規則に変化させる風量制
   御手段と、 を備えることを特徴とするカーエアコン制御装
   置。