JP2912921B2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

自動車用空気調和装置

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JP2912921B2
JP2912921B2 JP5700294A JP5700294A JP2912921B2 JP 2912921 B2 JP2912921 B2 JP 2912921B2 JP 5700294 A JP5700294 A JP 5700294A JP 5700294 A JP5700294 A JP 5700294A JP 2912921 B2 JP2912921 B2 JP 2912921B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は自動車用の空気調和装置
に関する。 【0002】 【従来の技術】従来の空気調和装置は図1に示す如き構
成を有している。すなわち、外気取り入れ口と内気取り
入れ口の近傍には外気の量と内気の量を制御するインテ
ークドア17が開度自在に設けられている。このインテ
ークドア17は内気のみあるいは外気のみを、また、外
気内気を混合する割合を決める作用を有している。この
インテークドア17はアクチュエータ12によって作動
するように構成されている。このインテークドア17の
下流側には送風機であるブロアモータ22が設けられて
おり、このブロアモータ22の下流側には蒸発器23が
設けられている。この蒸発器23はブロアモータ22に
よって送られてきた空気を冷却する作用を有するもので
ある。この蒸発器23の下流側中央にはエアーミックス
ドア15が設けられており、このエアーミックスドア1
5の下流側に温水器24が設けられている。このエアー
ミックスドア15は最大冷房時には矢印Aに示す如き方
向に回動し温水器24を通過する通路をふさぐように作
動し、最大暖房時には矢印Bに示す如き方向に回動しブ
ロアモータ22によって送られてきた空気がすべて温水
器24を通るように作用するものである。この温水器2
4はブロアモータ22によって送られる空気を暖房する
ためのものである。この温水器24の下流側には上体側
に吹き出す吹き出し口と足元に吹き出す吹き出し口の切
り換えのためのベントドア18とフロアドア19が設け
られており、このベントドア18はアクチュエータ13
によって、また、フロアドア19はアクチュエータ14
によってそれぞれ作動するように構成されている。 【0003】一方、エアーミックスドア15にはパワー
サーボ7が接続されておりこのパワーサーボ7によって
駆動するように構成されている。このエアーミックスド
ア15に連動してフィードバックポテンショ8およびプ
ログラムスイッチ16と、ファンレオスタット20が動
くように設けられている。このフィードバックポテンシ
ョ8には外気温度センサ6と、内気温度センサ5と、温
度設定抵抗4が直列に接続されており、この温度設定抵
抗4は温度レバー3に連動して作動するポテンショメー
タである。この温度設定抵抗4は温度コントローラ9に
接続されており、フィードバックポテンショ8の他端も
温度コントローラ9に接続されている。この温度コント
ローラ9にはトランスジューサ10が接続されており、
このトランスジューサ10はバキュームタンク11から
導入される負圧をパワーサーボ7に導入するためのもの
である。また、プログラムスイッチ16に接続されるバ
キュームセレクタ2との組み合わせでアクチュエータ1
2,13,14を作動させ、空気取り入れ口を切り換え
るインテークドア17、上体吹き出し口を開閉するベン
トドア18、足元吹き出し口を開閉するフロアドア19
を図2に示す如きパターンで制御するためのものであ
る。また、バキュームセレクタ2はモードレバー1に連
動されており、このモードレバー1は空気調和装置のオ
ンオフおよび作動状態を選ぶものであり通常オフモー
ド、オートオンモード、デフロスタモードの3つを最低
備えている。 【0004】このように構成されるものであるから、い
ま温度レバー3によって希望する温度を設定しモードレ
バー1によって空気調和装置を駆動すると、温度レバー
3に連動されている温度設定抵抗4と、内気温度センサ
5と、外気温度センサ6と、フィードバックポテンショ
8および調整用トリマ25を備えた温度コントローラ9
から、これらの合成抵抗値が一定値になるように温度コ
ントローラ9がトランスジューサ10を制御してパワー
サーボ7を駆動しフィードバックポテンショ8の抵抗値
を設定する。このフィードバックポテンショ8が所定値
に設定されるためにはパワーサーボ7が駆動するわけで
あるが、このパワーサーボ7の駆動はそのままエアーミ
ックスドア15を回動させることになり、さらに、この
エアーミックスドア15の回動はエアーミックスドア1
5の回動に連動して動くファンレオスタット20を駆動
することになり、このファンレオスタット20の抵抗値
に応じてファンコントローラ21はブロアモータ22を
制御する。このファンレオスタット20の抵抗値とエア
ーミックスドア15の開度との関係は図5に示す如き関
係を有している。すなわち、エアーミックスドア15が
水平値にある点がファンレオスタット抵抗値の最低の位
置を示しておりエアーミックスドア回路が最大冷房位置
に向かうに従ってファンレオスタット抵抗値は大きくな
りそれによってブロアモータ22による風量が大きくな
る。 【0005】なお、前記調整用トリマ25は、温度コン
トローラ9を調整するために用いられる可変抵抗器であ
る。そして、この温度コントローラ9の調整は、内気温
度センサ5、外気温度センサ6、温度設定抵抗4および
フィードバックポテンショ8の代りに図3に示す如く標
準抵抗30を取り付け、トランスジューサ10に出力さ
れる電流が所定値になるようにテスター31を用いて、
前記トリマ25を可変調整することによってそうなるも
のである。 【0006】また、モードレバー1によって切り換えら
れる通風経路の変更はこのモードレバー1に連動するバ
キュームセレクタ2の中に切ってある構により各アクチ
ュエータ12,13,14に導通する負圧を選択して切
り換えることによって行う。このようにモードレバー1
と温度レバー3を設定すると内気温度と外気温度を検知
してパワーサーボ7を負圧で動作させエアーミックスド
ア15の開度を調整し、このエアーミックスドア15の
開度に応じてブロアモータ22はファンコントローラ2
1によって制御され、このエアーミックスドア15に連
動して作動するプログラムスイッチ16によって図2に
示す如きパターンが選択される。すなわち、エアーミッ
クスドアが最大冷房位置にあるときはインテークドア1
7は17Aの位置に作動し内気を導入し吹き出し口はア
クチュエータ14を作動してフロアドア19を閉じアク
チュエータ13を作動してベントドア18をあける。ま
た、エアーミックスドアが暖房位置に動いていくに従っ
てインテークドア17は17Bの方向に動いていき、ア
クチュエータ13を駆動してベントドア18を閉じる方
向に動かすと共にアクチュエータ14を駆動してフロア
ドア18を開いていき吸入空気としては内外気をまたは
はき出し空気としては上体および足元から吹き出すよう
に制御される。さらに、最大暖房位置に来ると吸入空気
はアクチュエータ12を作動してインテークドア17が
17Bに示す位置に制御され外気を導入し、ベントドア
18が閉じられフロアドア19が開かれ吹き出し空気は
足元から送風される。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】このように構成された
従来の自動空気調和装置においては、内気温度センサ等
各部温度センサの調整のバラツキや、各部温度センサの
感度の良否等に起因している車室内空気の温度制御に誤
差が生じた場合、あるいは、各部温度センサの経年変化
により車室内空気の温度制御の誤差が拡大した場合、各
部温度センサの以上の異常を検知するには特殊な機器を
必要とするため、各センサの修正・補正が専門工場でし
か行えないという欠点を有していた。 【0008】また、外気温度及び内気温度などの複数個
所の温度情報を検出する検出手段と、目標温度を設定す
る温度設定手段と、これらの検出温度と目標温度及びス
イッチ等の操作装置からの情報を取り込んで車室内の温
度制御を行う為の制御信号を出力するマイクロコンピュ
ータを含んでなる自動車用空気調和装置においては、目
標温度及びスイッチ等の操作装置の操作時間が例えば
0.1秒のような短い時間であると、その操作を検出で
きない場合がある。 【0009】本発明の目的は、モードスイッチ等の操作
装置と内気温等の表示をするための表示素子を用い目視
によって自動空気調和に使用される各種センサの異常の
検知を特殊な機器を用いずに行うことのできる自動空気
調和装置を提供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、外気温度及び内気温度などの複数箇所の
温度情報を検出する検出手段と、目標温度を設定する温
度設定手段と、これらの検出温度と目標温度及びスイッ
チ等の操作装置からの情報を取り込んで車室内の温度制
御を行う為の制御信号を出力するマイクロコンピュータ
を含んでなる自動車用空気調和装置において、前記マイ
クロコンピュータ、前記スイッチ前記温度設定手段
が操作されたかどうかを、タイマーによる一定時間間隔
の割込み処理で監視する機能を有してなることを特徴と
する。 【0011】 【作用】上記構成によれば、設定温度が変更されたり、
スイッチや温度設定手段の操作状態が変化したりしたと
き、敏速にその変更が検出され、直ちに変更後の状態に
応じた制御が行われる。 【0012】スイッチや温度設定手段を操作した際に、
操作時間が例えば0.1秒のような短い時間であると、
その操作を検出できない場合がある。すなわち、スイッ
チや温度設定手段の操作状態を監視するには一般にメイ
ンフローの中で行っているが、メインフローの周期が
イッチや温度設定手段の操作時間よりも長い(例えば
0.5秒)と、スイッチや温度設定手段が操作されたこ
とを見逃してしまう恐れがある。そこで本発明では、メ
インフローから独立した監視手段を設けることによっ
て、スイッチや温度設定手段の操作状態に対する監視を
例えば100Hzのタイマー割込みで行うようにし、
イッチや温度設定手段が操作されたことを確実に検知で
きるようにしている。 【0013】 【実施例】以下本発明の実施例について説明する。 【0014】図4には本発明に係る空気調和装置の一実
施例が示されている。 【0015】図において、図1の従来例と同一の符号を
付されているものは同一の部品・同一の記号を有するも
のであり、アクチュエータ12,13,14はそれぞれ
マイクロコンピュータ43のI/043dに接続されて
いる。また、バキュームタンク11には三方弁51が接
続されており、この三方弁51にはオンオフ弁50を介
してパワーサーボ7が接続されている。このパワーサー
ボ7にはフィードバックポテンショ8とエアーミックス
ドア15が取り付けられている。このオンオフ弁50と
三方弁51はマイクロコンピュータ43のI/O43d
からの信号によって制御される。また、ブロアモータ2
2にはブロアモータ駆動回路49が接続されており、こ
のブロアモータ駆動回路49はマイクロコンピュータ4
3のI/O43dに接続されている。このマイクロコン
ピュータ43はI/O43dと、CPU43aと、RO
M43bと、RAM43cと、タイマー43eとによっ
て構成されている。このマイクロコンピュータ43のI
/O43dにはA−D変換器45を介してマルチプレク
サ44が接続されている。このマルチプレクサ44には
マイクロコンピュータ43のI/O43dが接続されて
いる。このマルチプレクサ44にはフィードバックポテ
ンショ8の出力値と、内気温度センサ5からの出力値
と、外気温度センサ6からの出力値が入力されるように
構成されている。 【0016】一方、車室内適宜箇所には温度表示パネル
42が設けられており、この温度表示パネル42には希
望する車室内温度の設定値をデジタル表示する表示素子
42Aと、現在の車室内温度をデジタル表示する42B
と、希望する車室内温度に設定するためのもので図1の
従来例における温度レバー3に相当する温度設定スイッ
チ41と、空気調和装置のオンオフおよび送風吹き出し
の状態を選択するためのものであり、オフモード、オン
オートモード、デフロスタモードの3つを備えた操作装
置としてのモードスイッチ40とが設けられている。こ
の温度表示パネル42の表示素子42A,42Bには表
示駆動回路52が接続されており、この表示駆動回路5
2にはマイクロコンピュータ43のI/O43dに接続
されている。また、温度設定スイッチ41およびモード
スイッチ40はそれぞれマイクロコンピュータ43のI
/O43dに接続されている。このモードスイッチ40
はオフモード、オンオートモード、デフロスタモード等
が押しボタン1つでセレクトできるように構成されてい
る。 【0017】またA−D変換器45にはトリマ25が接
続されている。また、マイクロコンピュータ43のI/
O43dには検査モード切換え用のスイッチ46と抵抗
47が接続されている。この抵抗47の他端は接地され
ている。また、このスイッチ46の他端には電源48が
接続されている。 【0018】このように構成されるものであるから、
今、温度設定スイッチ41の押しボタンであるアップス
イッチ(設定温度を上昇させるスイッチ)またはダウン
スイッチ(設定温度を下降させるスイッチ)を押すこと
によってその電気的信号がマイクロコンピュータ43の
I/O43aに入力され、該マイクロコンピュータ43
の内で、希望する車室内温度に対応する温度設定値が選
ばれ、ただちに、マイクロコンピュータ43は、表示駆
動回路42を介される温度設定値に切換える。次に、モ
ードスイッチ40によってオンオートモードをセレクト
すると、このオン信号によってマイクロコンピュータ4
3のI/O43dを介してCPU43aにモードスイッ
チ40からの信号が取り込まれる。このCPU43aに
おいてROM43bからモードスイッチ40においてセ
レクトされたモードに対応したプログラムが読み出され
る。このプログラムに従って空気調和装置が作動する。
空気調和装置が作動するとまず、温度設定抵抗値が温度
設定スイッチ41からI/O43dを介してCPU43
aに取り込まれると共に、外気温度センサ6からの出力
値と内気温度センサ5からの出力値のそれぞれがI/O
43dを介してCPU43aに取り込まれ偏差Xが次式
に従って演算される。 【0019】 【数1】 【0020】 この偏差Xの値が(−)であれば暖房の方向に、また、
この偏差Xの値が(+)である場合は冷房する方向にエ
アーミックスドア15が駆動される。すなわち、偏差X
がプラスの場合にはオンオフ弁50を駆動しパワーサー
ボ7によってエアーミックスドア15は15Aの位置に
回動し、それと同時にブロアモータ駆動回路49によっ
てブロアモータ22を最大風量で回転させる。そのとき
のインテークドア17とベントドア18とフロアドア1
9はそれぞれ図2に示された如き制御を行う。このブロ
アモータ22の最大風量による作動によって偏差Xが所
定値より小さくなるとその偏差Xの減少に応じてブロア
モータ駆動回路49から供給されるブロアモータ印加電
圧を下げていきブロアモータ22の回転数を下げて風量
を減少させてやる。すなわち図5(A)に示す如く偏差
Xが所定値Aを越え更に小さくなるとその減少に対応し
て直線的にブロアモータ印加電圧を減少していく。この
偏差Xが第2の所定値Bまで到達するとブロアモータ印
加電圧は一定となり、ブロアモータ22の最小風量値と
なる。このブロアモータ22が最小風量値になるとその
ときの偏差Xに対する残留偏差を補正するための時間積
分項を加えた制御量Yによって図5(B)に示す如くエ
アーミックスドア15の開度制御を行う。この制御量Y
は次式によって求められる。 【0021】 【数2】 【0022】すなわち、偏差Xが図5の所定値Bになる
まではエアーミックスドア15は15Aに示す位置に固
定されており、その間ブロアモータ22による風量が制
御され、偏差Xが所定値Bを越えるとそのときの制御量
Yに基づいてパワーサーボ7を駆動してエアーミックス
ドア15を駆動して車室内温度を設定値に制御する。こ
の図5(A)および図5(B)の特性はあらかじめマイク
ロコンピュータ43のROM43bの記憶されている。 【0023】次に各種温度センサの調整動作について説
明する。スイッチ46が入っていない(オフ)場合には
マイクロコンピュータ43のI/O43dの端子は抵抗
47を介して電源48の陰極につながれており、「LO
W」となっており、調整時でないことを検知する。ま
た、このスイッチ46が短絡(オン)されると、電源4
8の正極がI/O43dに接続されることになり「H
I」となり調整中であることを判定する。このスイッチ
46のオンオフによって各種センサの調整非調整を判定
している。スイッチ46が短絡されると通常のセンサの
表示から調整対象になっているセンサの表示がなされ
る。すなわち、たとえば外気温度センサ6であれば表示
素子42Aには図6に示す如く「TA」と表示され、す
なわち外気温度センサ6であることを表示する。また表
示装置42Bは表示装置42Aに示されているセンサに
よって検出された値たとえば図6に示す如く30℃と示
される。このセンサの調整は、調整作業者が、正確な温
度計によって表示される温度と表示対象となっているセ
ンサからの検出値とが一致するように、トリマ25を操
作することによって行う。 【0024】この一連の動作は図7の制御フローチャー
トによって行われる。すなわち、ステップ60において
マイクロコンピュータ43のRAM43cの初期設定や
I/O43dの初期状態のイニシャライズを行うと、ス
テップ61にはマイクロコンピュータ43からの信号に
よって温度設定スイッチ41からの電気的信号と、マル
チプレクサ44の入力である内気温度センサ5と、外気
温度センサ6と、フィードバックポテンショ8とからの
電気的信号をマイクロコンピュータ43のCPU43a
に入力する。このステップ61においてデータを入力す
ると、スイップ62において現在センサ調整中であるか
否か、すなわちスイッチ46がオンしているか否かを判
定する。このステップ62において調整中であると判定
すると、ステップ63においてマイクロコンピュータ4
3のRAM43c中に設けたフラグによって何を表示す
べきかを判定する。このステップ63において表示すべ
きデータの判定が行われると、ステップ64において表
示素子42Aに表示対象と表示素子42Bに当該センサ
からの検出温度を図6に示す如く表示する。この図6に
示された例では「TA」つまり外気温度センサ6が30
℃であると検知されていることを表わしている。この表
示対象の切り換えはスイッチ40を操作することにより
後述するステップ81でフラグを変更して行う。すなわ
ち調整中は表示素子42A,42Bと、スイッチ40の
両方が通常の制御モードにおける温度表示及びモード設
定機能とは無関係の機能を果たすことになる。スイッチ
40を1回操作するたびに調整の対象となるべきセンサ
が切り換えられるように構成されている。このステップ
64においてセンサ名および温度表示がされるとステッ
プ61にもどる。これにより各温度検出センサの検出温
度値、すなわち検出状態が表示できるようになり、その
部分の実温度と比較することにより、そのセンサの接続
されている接続ラインの異常が、目視によって容易に診
断できるようになった。 【0025】次に、ステップ62において調整中でない
と判定した場合にはステップ65において後述するタイ
マー割り込みで入力されたモードスイッチ40の情報に
従いモードの処理を行う。このステップ65においてモ
ードの処理が行われるとステップ66においてシステム
が停止か否かを判定する。このステップ66においてシ
ステムが停止と判定した場合にはステップ67において
ブロアモータ22の停止等システムを停止させるための
処理を行う。このステップ67において停止処理が行わ
れるとステップ61にもどる。 【0026】また、ステップ66においてシステムが停
止でないと判定するとステップ68において温度設定ス
イッチ41、内気温度センサ5、外気温度センサ6、フ
ィードバックポテンショ8とからの電気的信号の入力情
報を使って偏差Xおよび制御量Yを前述式(1),(2)によ
って求め、マイクロコンピュータ43のROM43bに
あらかじめ記憶されている図5の特性に従ってブロアモ
ータ22の印加電圧を決定する。このステップ68にお
いてブロアモータの印加電圧を決定するとステップ69
においてエアーミックスドア15の開度を決定する。 【0027】なお前記式(1)におけるTrは内気温度セ
ンサ5より検出される車室内気温度、Tsは温度設定ス
イッチ41によって設定された設定温度、Taは外気温
度センサ6によって検出される外気温度である。また、
偏差Xは車室内気温度と設定温度の偏差に外気温度の補
正を加えたものであり、制御量Yは前記偏差Xに対する
残留偏差を補正するための時間積分項を加えたものであ
る。 【0028】ステップ69においてエアーミックスドア
15の開度が決定されると、ステップ70においてステ
ップ69において計算されたエアーミックスドア15の
開度に応じて図2に示される吸入口および吐出口が決定
される。この図2に示す吸入口および吐出口が決定され
ると、ステップ71においてステップ65において入力
されたモードスイッチ40の選択モードとステップ70
で決定したパターンの組み合わせによってアクチュエー
タ12、アクチュエータ13、アクチュエータ14に供
給する負圧を断続されて所定のモードに制御する。次に
ステップ72において、ステップ68において計算され
たブロアモード22の印加電圧になるようにブロアモー
タ駆動回路49にマイクロコンピュータ43のCPU4
3aからI/O43dを介して制御信号が与えられる。
このステップ72における制御信号によってブロアモー
タ22は図5の特性に従って制御される。このブロアモ
ータ22の風量制御によって空調制御が行われブロアモ
ータ22の風量が最小値に達するとステップ73におい
て、ステップ61で入力したフィードバックポテンショ
8のデータより求められる現在値とステップ69で温度
データから計算されたエアーミックス開度とを比較し一
致しているか、冷房側あるいは暖房側へずれているか否
かを判定する。ステップ73において一致していると判
定した場合にはオンオフ弁50を閉じ、ステップ73に
おいて暖房側にずれていると判定したときにはステップ
73においてオンオフ弁50を開き三方弁51を大気側
に開放する。一方、ステップ73において冷房側へずれ
ていると判定した場合にはオンオフ弁50を開き、三方
弁51を負圧導入側に切り換える。 【0029】このステップ73においてエアーミックス
ドア制御を行うと、ステップ74において表示駆動回路
52によって表示する表示素子42Aに設定温度を、表
示素子42Bに車室内気温度をそれぞれ表示し、ステッ
プ61にもどる。 【0030】モードスイッチ40および温度設定スイッ
チ41は図8に示す如く一定時間間隔で監視される。す
なわち、マイクロコンピュータ43のシステムクロック
からつくられるパルスをタイマー43eで計数し、その
オーバーフローで発生する約100Hzのタイマー割り
込みでキー入力を行う。その制御フローが図8である。
すなわち、ステップ80においてキー入力し、ステップ
81において入力キー情報に応じてモードのフラグをマ
イクロコンピュータ43のRAM43cに立てたり、設
定温度変化の処理を行い、図7に示すメインフローにも
どる。この図8に示されるフローは一定時間間隔でタイ
マー割り込みがなされ、このタイマー割り込みがあると
図7のメインフローは一時レジスタの方に退避して図8
に示す制御フローが行われるのを待って再びメインフロ
ーを続行する。 【0031】従って本実施例によれば、任意のセンサの
情報をマイクロコンピュータ43の内部から読み出し表
示することができ、たとえば外気温度センサ6における
基準となる温度計で測定された真の温度と、マイクロコ
ンピュータ43が入力した温度が一致するようにA−D
変換器45に付属するトリマ25によって調整すること
により、センサと制御回路のマッチングが基準となる温
度計だけで容易に行うことができる。 【0032】また、本実施例によれば、各センサの調整
ができるようにしてあるため各部のセンサの動作不良を
容易に発見することができる。 【0033】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果がある。すなわち、監視手段をメインフローか
ら独立して設けておくことにより、スイッチや温度設定
手段に対する監視を常時タイマー割込みで行うことが可
能となり、スイッチや温度設定手段が操作された場合は
その操作を確実に検知することができる
【図面の簡単な説明】 【図1】従来の空気調和装置の全体構成図である。 【図2】空気調和装置の配風ドアのパターンを示す図で
ある。 【図3】図1の空気調和装置の温度コントローラの調整
法を示す図である。 【図4】本発明に係る自動空気調和装置の実施例を示す
構成図である。 【図5】ブロアモータ及びエアーミックスドアの制御特
性図である。 【図6】図4の実施例の調整子のパネルを示す図であ
る。 【図7】図4の実施例の制御フローチャートである。 【図8】図4の実施例のタイマー割り込みフローチャー
トである。 【符号の説明】 5 内気温度センサ 6 外気温度センサ 7 パワーサーボ 8 フィードバックポテンショ 15 エアーミックスドア 22 ブロアモータ 40 モードスイッチ 41 温度設定スイッチ 42 表示パネル 42A,42B 表示素子 43 マイクロコンピュータ 46 スイッチ 49 ブロアモータ駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60H 1/00 103

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.外気温度及び内気温度などの複数箇所の温度情報を
    検出する検出手段と、目標温度を設定する温度設定手段
    と、これらの検出温度と目標温度及びスイッチ等の操作
    装置からの情報を取り込んで車室内の温度制御を行う為
    の制御信号を出力するマイクロコンピュータを含んでな
    る自動車用空気調和装置において、 前記マイクロコンピュータは、前記スイッチ前記温度
    設定手段が操作されたかどうかを、タイマーによる一定
    時間間隔の割込み処理で監視する機能を有してなること
    を特徴とする自動車用空気調和装置。
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