JPS6345366Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は自動制御空調装置に係わり、特にブ
ロワモータの低速モードの改善に関する。

（従来技術） 自動車の室内外の温度などを検出し、これに基
づいて所望の設定温度が得られる様に自動制御す
る自動制御空調装置は知られている。

この種の装置では、一般に、車室内温度が目標
温度と離れている程空気を吹出すためのブロワモ
ータの回転速度は高く、目標温度に近づくに従つ
て回転速度は低くなる。

また、この様な装置では車室内温度が目標温度
から遠い時期に、ブロワモータが高速で回転する
ことにより生ずる騒音を低減する目的で、ブロワ
モータの回転速度を下げる低速モード選択スイツ
チを設けたものがある。

このスイツチを操作することにより、制御の如
何にかかわらず、ブロワモータの回転速度は予め
定めた低速回転（一般に装置のとり得る最低回転
速度）になる。

（考案が解決しようとする問題点） 上述のように従来の自動制御空調装置にあつて
は、低速モード選択時にはブロワモータ回転速度
を装置が取り得る最低の回転速度に制御していた
結果、ブロワモータの騒音は低下するが、熱交換
量も低下し、車室温度環境が熱負荷の大きい状態
であると車室内の温度制御特性が悪化して好まし
くないという問題点があつた。

（考案の構成） この考案は、以上の従来技術の欠点を除去しよ
うとして成されたものであり、低速モード選択ス
イツチの操作により低速モードが選択されても温
度制御特性を悪化させない様な自動制御空調装置
を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、この考案によれば、
温度に関連した物理的環境因子を検出し電気信号
として出力する環境因子検出手段と、車速を検出
し電気信号として出力する車速検出手段と、温度
に関連した車室内の環境を調節するため乗員の設
定操作に従つて電気信号を送出する手段であつ
て、ブロワモータの回転速度を低下させるための
低速モードを選択する低速モード選択スイツチ及
び希望する車室内温度を設定するための温度設定
スイツチを備えている設定手段と、空気の吹出を
行うブロワフアンを回転させるブロワモータと、
このブロワモータの回転速度を制御すべく前記ブ
ロワモータに電圧を印加するモータ制御回路と、
両検出手段及び前記設定手段の出力信号を基に車
室内に最適環境を形成すべく演算を施しこの演算
結果に基づいて前記モータ制御回路に指令信号を
送出する演算制御装置と、を備え、前記演算制御
装置を、低速モード選択時に車速が低い程低速回
転させ車速が高い程高速回転させるようにした車
速対応演算と、前記環境因子検出手段の信号に基
いて熱負荷を演算すると共に、この熱負荷に対応
して熱負荷が小さい程低速回転させ熱負荷が大き
い程高速回転させるようにした熱負荷対応演算と
を行い、前記車速対応演算による回転速度と前記
熱負荷対応演算による回転速度とを比較し小さい
方の回転速度で前記ブロワモータを回転させる装
置としたことを特徴とする手段とした。

（作用） 本考案の自動制御空調装置にあつては、低速モ
ードを選択した場合には以下に述べるように作動
する。

環境因子検出手段と車速検出手段とからそれぞ
れ物理的環境因子と車速とが検出され、演算制御
装置では、ブロワモータの回転速度を決定するた
めに、環境因子の信号に基いて熱負荷を演算する
と共に、この熱負荷に対応して熱負荷が小さい程
ブロワモータを低速回転させるようにした熱負荷
対応演算と、車速に対応して車速が低い程ブロワ
モータを低速回転させるようにした車速対応演算
が成される。

即ち、熱負荷対応演算と車速対応演算とは、低
速モード選択時に、ブロワモータをただ単に最低
回転速度で回転させるのではなく、ある程度の幅
を持つてブロワモータを回転させるようにして回
転数を演算するものであつて、詳述すれば、前者
の演算では空調装置の熱交換量を考慮し、熱負荷
が大きいときにはできるだけブロワモータが高速
回転を行うように演算し、一方、後者の演算で
は、この自動制御空調装置の騒音を考慮し、車両
騒音が小さな低速走行時には空調装置の騒音が小
さくなるようにブロワモータの回転も低速回転と
し、車両騒音が大きく空調装置の騒音がかき消さ
れるような高速走行時にはブロワモータも高速回
転させるように演算を行う。

そして、熱負荷対応演算による回転数と車速対
応演算による回転数とを比較し、両回転数の内で
小さい方の回転数でブロワモータを回転させるよ
うにモータ制御回路に指令信号が出力され、この
指令信号に基いてモータ制御回路によりブロワモ
ータは電圧を印加される。

これは、低速モード選択スイツチは空調装置の
騒音低下を目的に設けられているとの見地に立つ
て、車速に対応した回転速度を越えない範囲内で
熱負荷対応演算による回転速度制御を行うように
したとも言い変えることができる。即ち、車速対
応演算による回転速度の方が高いときは、熱負荷
対応演算により演算され空調上必要な回転速度は
車速に応じた回転速度内に納まつているから空調
上必要な速度でブロワモータを回転させ、逆に車
速対応演算による回転速度の方が低いときには、
多少空調性能が低下しても車速に応じた回転速度
となるようにして、空調装置の騒音を低下させる
ようにしている。

（考案の実施例） 以下、添付図面に従つてこの考案の実施例を説
明する。尚、各図において同一の符号は同一の対
象を示すものとする。

第１図はこの考案の実施例を示す系統図であ
る。

同図によれば、システムチエンバ１０、駆動装
置２０、検出手段並びに設定手段などを含む部分
３０、及び演算制御装置４０に分けて図示されて
いる。

システムチエンバ１０は、外気導入ダクト１
１、内気導入ダクト１２、内外気切換ドア１３、
空気の吹出しをするブロワフアンを回転させるブ
ロワモータ１４、エバポレータ１５、ヒータコア
１６、エアミクスドア１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ及
びフロアドア１８Ａ、デフロスタドア１８Ｂ並び
にベンチレータドア１８Ｃを具えている。同図の
システムは各ドア１７Ａ〜１７Ｃ，１８Ａ〜１８
Ｃの開閉及び開度を操作することによつて後述の
ように足元吹出口Ａ、ベンチレータ吹出口Ｂ、デ
フロスタ吹出口Ｃからの吹き出し量及び吹き出し
温度の調節を行う制御を実行する。

外気導入ダクト１１は車室外の空気を導入する
ためのダクトであり、内気導入ダクト１２は車室
内の空気を再導入するためのダクトであり、内外
気切換ドア１３によつていずれのダクト１１又は
１２からあるいは両ダクト１１，１２から空気を
取入れるかを選択する。

ブロワモータ１４は、ダクト１１，１２から導
入された空気をブロワフアンをまわして車室内に
向けて送り出すものである。このブロワモータ１
４の直後にはエバポレータ１５が配備されてお
り、冷気を形成する。

ヒータコア１６は、エンジンの冷却水を基に暖
気を形成するものであり、エアミクスドア１７Ａ
〜１７Ｃの全閉、全開を含む開度調節によつてエ
バポレータ１５からの冷気とヒータコア１６を通
過した暖気との混合割合が調節され空気の温度が
調節される。

この冷気と暖気との混合はヒータコア１６の暖
気吹出口１６ｂ下流（システムチヤンバ１０内を
流れる空気の下流）の第１エアミツクスチヤンバ
Ｄと第２エアミツクスチヤンバＥの両チヤンバで
それぞれ行われる。

尚、冷気と暖気との混合はエアミツクスドア１
７Ａ〜１７Ｃ、フロアドア１８Ａ、デフロスタド
ア１８Ｂ、ベンチレータドア１８Ｃの開閉及び開
度によつては第１エアミツクスチヤンバＤ、第２
エアミツクスチヤンバＥのいずれか一方のみ行わ
れることもある。

又、１９は第１エアミツクスチヤンバＤと第２
エアミツクスチヤンバＥとを区画する隔壁であ
り、１６ａはヒータコア１６の空気吸入口であ
り、５１は第１冷風通路、５２は第２冷風通路、
５３は第１暖気通路、５４は第２暖気通路であ
る。

そしてエアミツクスドア１７Ａ〜１７Ｃの開度
を適宜調整し、両エアミツクスチヤンバＤ，Ｅの
温度差を設けて、例えばベンチレータドア１８Ｃ
と、フロアドア１８Ａを開けるとベンチレータ吹
出口Ｂを足元吹出口Ａよりも冷気を多くし、頭寒
足熱の制御ができる。

また、ベンチレータ吹出口Ｂをベンチレータド
ア１８Ｃで閉じてデフロスタ吹出口Ｃを開け、フ
ロアドア１８Ａを開けて足元吹出口Ａを開とし、
フロントガラスを曇らないようにしつつ足元暖房
する等ができる。（…２層流式の空調装置） 尚、どれか１つの吹出口のみ開けることもでき
る。

例えばフロントガラスの曇りをとる初期はベン
チレータ吹出口Ｂをベンチレータドア１８Ｃで閉
じ（デフロスタ吹出口Ｃが開）、デフロスタドア
１８Ｂを開、フロアドア１８Ａを閉とすれば全て
の空気はデフロスタ吹出口Ｃより吹出される。

尚、各要素１３，１４，１７Ａ〜１７Ｃ，１８
Ａ〜１８Ｃは、乗員の操作又は自動的な操作がさ
れるものであり、この明細書中で必要に応じて
「操作要素」としている。

駆動装置２０は前述の温度に関連した操作要素
１３，１４，１７Ａ〜１７Ｃ，１８Ａ〜１８Ｃを
駆動するためのものであり、内外気切換ドア用の
切換アクチユエータ２１、モータ制御回路２２、
開度調節アクチユエータ２３、及び吹出口切換用
の切換アクチユエータ２４を具えている。内外気
切換ドア用の切換アクチユエータ２１は指令信号
CC1によつて内外気切換ドア１３を所定の切換方
向に駆動する。モータ制御回路２２は指令信号
CC2に基づいてブロワモータ１４の回転速度を決
定する。開度調節アクチユエータ２３は、エアミ
クスドア１７Ａ〜１７Ｃを指令信号CC3によつて
全閉、全開を含む適宜の開度に駆動する。切換ア
クチユエータ２４は指令信号CC4によつてドア１
８Ａ〜１８Ｃの開閉を行うもので、前述の様に吹
出口を選択する。

部分３０は、温度に関連した物理的環境因子を
検出し電気信号として出力する環境因子検出手
段、車速を検出し電気信号として出力する車速検
出手段、温度に関連した車室内の環境を調節する
ために乗員の設定操作に従つて電気信号を送出す
る設定手段、及びその他の手段を具えている。

環境因子検出手段としては、外気の温度を検出
し電気信号SS1を出力する外気温センサ３１、車
室内の温度を検出し電気信号SS2を出力する室温
センサ３２、日射量を検出し電気信号SS3を出力
する日射量センサ３３が設けられ、また、車速検
出手段として、自動車の走行速度を検出し電気信
号SS4を出力する車速センサ３４が設けられてい
る。

設定手段としては、希望する車室内温度を設定
するための温度設定スイツチ３５及び低速モード
を選択するための低速モード選択スイツチ３６
（図面中「Ｌモード選択スイツチ」と表記）が設
けられている。

温度設定スイツチ３５は設定操作に従つて電気
信号CSを出力し、低速モード選択スイツチ３６
は選択操作に従つて電気信号LSを出力する。

その他の手段は、ADコンバータ３８及び温度
表示装置３９である。ADコンバータ３８は、各
センサ３１〜３４のアナログ信号を後処理のため
にデジタル信号に変換する。温度表示装置３９
は、温度設定スイツチ３５による設定温度を表示
するものであり、蛍光管、LED、液晶などによ
るセグメント表示の他各種の方法が可能である。

尚、この明細書で、「温度に関係した物理的環
境因子」とは、温度のみでなく、日射量も含む
が、その他にも湿度などを含めてもよい。また車
室内の温度に影響を与える因子例えば外気導入時
の導入風量に影響する車速度などをも車速によつ
て変化する車両騒音の大きさを車速によつて代用
して知るため検出するのとは別に必要に応じて含
めてよいものである。さらに、温度も外気温度、
車室内温度の他、前記各吹出口の吹出温度を吹出
温センサを設けて検出しても良い。

演算制御装置４０は、検出手段及び設定手段な
どからの信号SS1〜SS4，CS，LSに基づいて制
御指令信号CC1〜CC4を送出し、車室内に最適環
境を形成する様にする。すなわち、この演算制御
装置４０の指令信号によつて内外気切換ドア１３
の切換方向、ブロワモータ１４の回転速度、エア
ミクスドア１７Ａ〜１７Ｃの開度、各ドア１８Ａ
〜１８Ｃの開閉状態を制御することにより、最適
な空気を車室内に送り込むことができる。

この演算制御装置４０のうち、この考案に関連
した部分の構成は第２図に示す様である。同図に
よれば、熱負荷量演算回路４１、室内目標温度演
算回路４２、室内温度差演算回路４３、風量演算
回路４４、及び風量変更回路４５が示されてい
る。

熱負荷量演算回路４１は、外気温センサ３１に
よつて与えられる外気温信号SS1、日射量センサ
３３によつて与えられる日射量信号SS3、及び温
度設定スイツチ３５によつて与えられる設定温信
号CSに基づき、熱負荷量QTを演算する。

熱負荷量QTは、外気温信号SS1に対応する外
気温をTa、日射量信号SS3に対応する日射量Zc、
設定温信号CSに対応する設定温Ts、乗員の発熱
などその他の熱量をQi、係数をK1，K2として、
例えば QT＝K1（Ta−Ts）＋K2・Zc＋Qi で求める。

室内目標温度演算回路４２は、熱負荷量演算回
路４１の出力信号QTに基づき、車室内温度が設
定温度に近づくためには、車室内を何度｛又は車
室内に吹出す空気温度（目標吹出温度）を何度｝
にすればよいかを演算する。この目標温度信号は
TROである。

室内温度差演算回路４３は、この目標温度信号
TROと車室温センサ３２によつて検出した現在
の車室内の温度である車室温度信号SS2との差
ΔTを演算するものである。

風量演算回路４４は、差信号ΔTによつてブロ
ワモータの回転数乃至は回転速度Ｒを決定するも
のである。即ち、この風量演算回路４４は、通常
の自動制御を行うときの風量を決定するもので、
一般に、目標温度信号TROと車室温度信号SS2
との差が大きいほどモータの回転速度が大きいよ
うに、また、両者の差が小さい程回転速度が小さ
くなるように制御する。

風量変更回路４５は、低速モード選択スイツチ
３６を操作した場合に、熱負荷量演算回路４１の
出力（熱負荷量）QT及び車速センサ３４の出力
信号SS4に基づいて風量（ブロワモータ１４の回
転速度）を演算し風量演算回路４４の出力信号Ｒ
をに変更する。

この演算の１つが熱負荷量に対応した熱負荷対
応演算であつて、この演算は第３図に示すように
車室温TRと設定温Tsとの関係に従つて熱負荷量
QTを演算し、この熱負荷量QTに対応してブロ
ワモータ１４の印加電圧Ｖを決定するものであ
る。

すなわち、低速モード選択スイツチ３６を操作
するとブロワモータ１４にはブロワモータの最低
回転速度と、ブロワモータの最高回転速度より所
定の回転速度下がつたところの所定回転速度との
間の低速回転範囲（所定の幅を持つた低速回転範
囲）となるように例えば、6V〜8Vの幅の電圧が
印加されるようになつていて回転速度に幅を持た
されている。そして、この印加電圧は一例として
示すと図のように熱負荷量QTに対応していてQ3
＜QT＜Q1のときはＶ＝６（Ｖ）、またQT≧Q2、
QT≦Q4のときはＶ＝８（Ｖ）となる。またQ1＜
QT＜Q2、Q4＜QT＜Q3のときはこれらの間の値
｛Ｖ＝６（Ｖ）〜Ｖ＝８（Ｖ）｝となる。

さらに、低速モード選択スイツチ３６の操作に
より車速センサ３４の出力信号SS4によつて、熱
負荷量QTに基いて定めたブロワモータ１４の印
加電圧Ｖ（回転速度）が現行速度VVにおいて適
正であるか否かを判断する。

すなわち、第４図ａに示す様に車速度VVに対
応する車内騒音NN（ブロワモータ１４は回つて
いないとする）よりも、上述の熱負荷対応演算に
よる回転速度で回転させた場合のブロワモータ１
４の騒音の方が低くなつているか否かを判断す
る。第４図ｂは、車速に対応した車内騒音NNと
同一スケールでブロワモータ１４の騒音MNをと
り、これに対応する印加電圧Ｖをプロツトしてあ
る。詳述すれば、この第４図に示す関係に基いて
ブロワフアンやブロワモータ１４の騒音が車速に
対応した車内騒音とならないギリギリの回転速度
となる印加電圧Ｖを演算（車速対応演算）し、こ
の印加電圧Ｖと上述の熱負荷対応演算による印加
電圧とを比較し低い方の印加電圧Ｖ（回転速度）
を選択するものである。

従つて、80Km／ｈで走行している場合（即ち、
第４図では車速が80Km／ｈのときの車速対応演算
による印加電圧7.4Vとなつている）に、熱負荷
量QTに基づいて定めたブロワモータ１４の印加
電圧Ｖが7.4V以上である場合には、更に7.4Vに
印加電圧Ｖを引下げ騒音を低下させ、逆に熱負荷
量QTに基づいて定めたブロワモータの印加電圧
Ｖが7.4V以下である場合にはその印加電圧で回
転させる所望の空調機能が果たせる様にする。

次に、第５図のフローチヤートを参照しつつこ
の実施例の動作を説明する。尚、以下の説明で
(1)，(2)，(3)，……などの番号はフローチヤート中
の番号と対応する。

空調装置のスイツチをオン状態にすると、シス
テムは起動し(1)、外気温度、日射量、及び設定温
度を各センサ３１，３２及び温度設定スイツチ３
５から読込む(2)。

これらの読込んだ信号SS1，SS2，CSに基づい
て、熱負荷量演算回路４１で熱負荷量QTを演算
し(3)、この信号に基づいて室内目標温度演算回路
４２で室内目標温度（目標吹出温度）TROの演
算(4)をし、次に車室温度を車室温センサ３２から
読み込み(5)、室内温度差演算回路４３で温度差
ΔTの演算をし(6)、風量演算回路４４で吹出風量
Ｒの演算(7)を実行する。

この後、低速モード選択スイツチ３６がオン状
態にあるか否かを判断し(8)、オン状態にあれば車
速度を読込んだ後(9)、風量変更回路４５で例えば
第３図及び第４図で示した様な印加電圧Ｖを形成
し、すなわち、熱負荷対応演算と車速対応演算及
び両演算による回転速度（印加電圧Ｖ）を比較し
て低い方の回転速度（印加電圧Ｖ）に対応する演
算を行い低い方の回転速度による風量に変更され
る(10)。

よつて、低速モード選択スイツチ３６により低
速モードが選択されると従来のようにただ単に最
低の回転速度に落とすのではなく、まず、できる
だけ車室内環境が悪化しないように、所定の幅を
持つた低速回転範囲の中でどの回転速度（実際に
は印加電圧）を選択すればよいのか熱負荷量QT
を基に演算（熱負荷対応演算）し、さらに、低速
モードを選択したことを尊重し、その熱負荷対応
演算による回転速度であると空調装置からの騒音
が車両騒音より高くならないか否かを車速対応演
算による回転速度と比較し空調装置からの騒音が
車両騒音の範囲内に納まるように回転速度が変更
され、ブロワフアンやブロワモータ１４の回転音
等、空調装置からの騒音がかき消されて騒音と感
じられないようになる。

低速モード選択スイツチ３６がオン状態にない
場合は、風量変更回路４５では何らの変更も受け
ず通常の自動制御が行われる通常制御モードが続
行する(11)。

この考案は、以上の実施例に限定されることな
く、この考案の目的を達成し得る範囲において、
各種の変形例を含むものである。

例えば、実施例では低速モード選択スイツチ３
６により低速モードが選択されると、所定の幅を
持つた低速回転範囲の中で熱負荷対応演算による
回転速度と車速対応演算による回転速度とを比較
して低い方の回転速度に制御されるようにした
が、車速対応演算により空調装置の騒音が車両騒
音より小さくなるようにブロワモータの回転速度
を下げるのであるから、必ずしも所定の幅を持つ
た低速回転範囲を定めておかなくても、熱負荷対
応演算による回転速度と車速対応演算による回転
速度とを比較して低い方の回転速度に制御される
ようにするだけでも良く、本考案の目的、作用効
果が得られる。

また、実施例では２層流式の空調装置を示した
が、例えば、NISSANサービス周報第484号の第
436頁（昭和58年６月、日産自動車株式会社発行）
に記載されているような１層流式の空調装置に適
用してもよい。

この１層流式の空調装置では、実施例で示した
２層流式の空調装置と異なり、エアミツクスドア
がヒータコアの空気吸入口側にのみ設けられ、冷
風通路がヒータコアの側方にのみ設けられ、前記
エアミツクスドアがヒータコアの空気吸入口を閉
じる全閉位置から冷風通路を閉じる全開位置まで
の間の適宜開度に制御され、ヒータコアを通過し
た暖気と通過しない冷気との混合がヒータコアの
下流で行なわれるように１つのエアミツクスチヤ
ンバが設けられたものであり、また、エアミツク
スチヤンバの下流には足元吹出口、ベンチレータ
吹出口、デフロスタ吹出口が設けられ、それぞれ
の吹出口にはそれぞれの吹出口を開閉するフロア
ドア、ベンチレータドア、デフロスタドアが設け
られたものである。

したがつて、仮に複数の吹出口を開けても各吹
出口から吹出される空気の温度は同じ温度である
点が異なるものである。

そして、実施例の開度調節アクチユエータで前
記エアミツクスドアを、吹出口切換用の切換アク
チユエータで前記フロアドア、ベンチレータド
ア、デフロスタドアをそれぞれ駆動するように設
定すればよい。

（考案の効果） 以上の様な構成とすることにより、この考案に
よれば次の様な効果を奏する自動制御空調制御装
置を提供することができる。

低速モード選択時であつても、環境因子検出手
段からの入力データで得られる熱負荷を基に所定
の幅を持つて最適の吹出風量を演算するため、温
度特性を劣化させない低速風量を得ることができ
る。しかも、このとき車速度に応じた車内騒音を
考慮しこれに基づいて騒音とならない低速風量に
決定されるため、できる限り温度特性を劣化させ
ないようにして相対的且つ効果的なブロワフアン
等による自動制御空調装置の騒音低下を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の系統図、第２図は
第１図の実施例の要部を示す系統図、第３図及び
第４図は第１図の実施例の動作の要点を説明する
ための特性図、第５図は第１図の実施例の動作を
説明するためのフローチヤートである。 １０……システムチエンバ、２０……駆動回
路、２２……モータ制御回路、３１，３２，３３
……環境因子検出手段、３４……車速検出手段、
３５……温度設定スイツチ、３６……低速モード
選択スイツチ、４０……演算制御装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 温度に関連した物理的環境因子を検出し電気信
   号として出力する環境因子検出手段と、 車速を検出し電気信号として出力する車速検出
   手段と、 温度に関連した車室内の環境を調節するため乗
   員の設定操作に従つて電気信号を送出する手段で
   あつて、ブロワモータの回転速度を低下させるた
   めの低速モードを選択する低速モード選択スイツ
   チ及び希望する車室内温度を設定するための温度
   設定スイツチを備えている設定手段と、 空気の吹出を行うブロワフアンを回転させるブ
   ロワモータと、 このブロワモータの回転速度を制御すべく前記
   ブロワモータに電圧を印加するモータ制御回路
   と、 両検出手段及び前記設定手段の出力信号を基に
   車室内に最適環境を形成すべく演算を施しこの演
   算結果に基づいて前記モータ制御回路に指令信号
   を送出する演算制御装置と、を備え、 前記演算制御装置を、低速モード選択時に車速
   が低い程低速回転させ車速が高い程高速回転させ
   るようにした車速対応演算と、前記環境因子検出
   手段の信号に基いて熱負荷を演算すると共に、こ
   の熱負荷に対応して熱負荷が小さい程低速回転さ
   せ熱負荷が大きい程高速回転させるようにした熱
   負荷対応演算とを行い、前記車速対応演算による
   回転速度と前記熱負荷対応演算による回転速度と
   を比較し小さい方の回転速度で前記ブロワモータ
   を回転させる装置としたことを特徴とする自動制
   御空調装置。