JPS5950528B2 - 自動車用空調制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外気導入と内気導入との切替制御と空気浄化装
置の作動制御とを統括的に制御する自動車用空調制御装
置に関する。

最近になって、タバコの煙や排気ガス等による車室内の
空気の汚れを清浄する空気清浄器（エアピュリファイヤ
と呼ぶため、以下略してＡ／Ｐと記す。

）が一部車種に装着されるようになってきた。

しかし、現在の所乗員が必要と感じた時にＡ／Ｐを作動
させているが、車室内の空気の汚れを検出するセンサ（
例えばガスセンサ）を使用して、Ａ／Ｐを自動的に作動
させようとする試みがある。

ところがこの場合、例えばガスセンサがあるレベル以上
になったらＡ／Ｐを作動させるという単純な制御方法で
は不都合が生じてくることが実験によって判明した。

本発明者が車室内の乗員のタバコ喫煙によるガスセンサ
レベルの上昇がどの程度かということを実験してみた所
、固体熱伝導タイプのガスセンサ（一般家庭で使用され
ている半導体式ガスセンサとほぼ同じ感度を有し、初期
安定時間が半導体式に較べて短いという長所がある）の
出力変化は約ｌＱｍＶ〜２０ｍＶと非常に小さく、一方
タバコ喫煙開始からなるべく短時間にＡ／Ｐを作動させ
たいという要求があるため検出レベルを非常に低くする
必要がある。

このため、内気走行の場合は問題ないが、外気走行の場
合は、自動車の周囲の雰囲気の影響でたびたびＡ／Ｐが
作動してしまう。

このため通常は約２年もしくは走行距離約１５０００ｋ
ｍといった使用を経て交換するＡ／Ｐの浄化エレメント
、例えばフィルターの寿命が非常に短かくなってしまう
という欠点がある。

本発明は上述した欠点を解消し、車室内の空気浄化を図
りながらもＡ／Ｐの寿命を損なわないようにした自動車
用空調制御装置を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、ガスセンサによって車室内の空気の汚
れを検出してＡ／Ｐを作動させる装置において、主空調
ユニットが内気循環の場合はガスセンサのレベル変化に
応じてＡ／Ｐを自動的に作動させるが、外気導入の場合
は、ガスセンサのレベルによってＡ／Ｐを作動させずに
車室内の空気の循環を促進させるために主空調ユニット
の送風能力をコントロールすることによってＡ／Ｐ作動
とほぼ同等の効果を得るように制御し、外気導入の場合
のＡ／Ｐの過乗な作動を防止することである。

本願の第１の発明は、第５図に示すように、上流側を空
気切替部材３２によって車室２０内と車室外とに選択的
に連通し下流側を車室内に連通し、内部に少なくとも第
１の送風機１５を配置した第１の空調ユニット３０と、 上流側および下流側を車室２０内に連通し、内部に少な
くとも空気浄化エレメント４２と第２の送風機１４を配
置した第２の空調ユニット４０と、 車室２０内のガス濃度に応答して該ガス濃度が設定した
値を越えたかどうかを判定するガス濃度判定手段Ｍ１と
、 前記第１の空調ユニット３０の前記空気切替３２部材の
選択状態を判定する選択状態判定手段Ｍ３と、 上側判定手段の判定結果に応じて、前記ガス濃度判定手
段Ｍ１の判定結果が前記ガス濃度が設定値を越えたこと
を示し、かつ前記選択状態判定手段Ｍ２の判定結果が車
室内側の選択を示すときに前記第２の空調ユニット４０
の前記第２の送風機１４を作動させ、前記ガス濃度判定
手段Ｍ１の判定結果が前記ガス濃度が設定値を越えたこ
とを示しか、かつ前記選択状態判定手段Ｍ２の判定結果
が車室外側の選択を示すときに前記第１の空調ユニツ１
〜３０の前記第１の送風機１５を作動させる作動手段Ｍ
３と、 を備えたことを構成上の特徴としている。

この構成を実施するための実施例において、手段Ｍ１〜
Ｍ３の主要部分はマイクロコンピュータを用いて達成さ
れる。

本願の第２の発明は、上記の第１の発明の構成に加えて
、第６図に示すように、車室内のガス濃度に対応した送
風能力を示す能力信号を発生する能力判定手段Ｍ４と、
作動手段Ｍ３によって作動された前記第１および第２の
送風機１４，１５の送風能力を前記能力判定手段Ｍ４の
能力信号に応じて調節する風量調節手段Ｍ５とを備えた
ことを構成上の特徴とする。

この構成を実施するために、実施例では、上記の手段Ｍ
４．Ｍ５の主要部分をやはりマイクロコンピュータを用
いて達成する。

従って、本願の第１の発明は、第１．第２の送風機の選
択によって、また第２の発明は送風機の選択に加えて風
量を調節することによって、第２の空調ユニットの作動
機会を減少させ、それによりその内蔵する空気浄化エレ
メントの寿命を向上させることができる。

以下本発明を図示する実施例について詳細に説明する。

空調ユニットの配置を示す第１図において、２０は車室
を示し、その前方（車両進行方向）には第１の空調ユニ
ット （以下フロントエアコンと称する）３０が配置さ
れ、一方後方には第２の空調ユニット４０ （以下リヤ
エアコンと称する）が配置されている。

フロン１−エアコン３０は、通風ダクト３１．内気と外
気を選択的に導入するための手動スイッチ操作による内
外気切替ダンパ（自動制御されるものでもよい）３２、
電動送風機（以下プロワモータと称する）１５、自動車
機関によって駆動される冷凍サイクルの一部をなすクー
ラコア３３、ヒータコア３４、温調ダンパ３５、および
吹出方向選択ダンパ３６を主な構成要素としている。

一方、リヤエアコン４０は、通風ダクト４１と、電動送
風機（以下ブロワモータ）１４、空気浄化エレメント４
２、およびクーラコア４３を主な構成要素としている。

第２図は本発明による自動制御システムをマイクロコン
ピュータ制御による空調統括制御装置に組み込んだ装置
の電気系ブロック構成図である。

１はリアパッケージトレイの近傍に取付けられた固体熱
伝導式ガスセンサ、１ａはガスセンサの感知素子、１ｂ
は温度補償素子である。

２は電気制御装置であり、ガス検出器用電源３はこの制
御装置内部で生成される。

４は各種のアナログ入力を切り換えて５のＡ／Ｄ変換器
に接続するマルチプレクサである。

マルチプレクサ４のアナログ入力には、感知素子１ａと
温度補償素子１ｂとを直列に接続した中間の電位、即ち
ガスセンサ１の出力電圧Ｖｓの他にも、例えば内気温セ
ンサ６、外気温センサ７等から信号入力がある。

しかし、これら入力電圧は本発明には直接関係がないの
で、説明を省略する。

８はスイッチ信号等の０Ｎ−（）ＦＦ信号を入力するイ
ンプットポートであり、このスイッチ信号には、フロン
トパネルに取付けられるエアコン関係の各種スイッチボ
ード９からの信号も含まれ、本発明に使用する内気、外
気切替スイッチ信号もインプットポート８に接続されて
いる。

１０はオートエアコン制御装置全体をコントロールする
ＣＰＵであり、１１はデータエリアであるＲＡＭ、１２
はプログラムを格納するＲＯＭである。

１３はアウトグツ１−ポートであり、これはデータラッ
チャリレー等を駆動する電流増幅部より構成される。

そして、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭは図示しないタイミン
グ回路などと合わせてマイクロコンピュータをなしてい
る。

１４はＡ／Ｐのプロアモータ、１５はフロントのプロア
モータであり、モータ送風能力の強弱は１６の電流制限
抵抗を接続するか否かで制御する。

また、本発明には直接関係ないが、１７はフロントエア
コンのクーラコアの作動停止を行うリレーおよびクラッ
チ、１８は同じくリアエアコン制御用のリレーおよび電
磁弁、１９は切替ダンパ３２を切替駆動する電磁アクチ
ュエータである。

なお第２図はオートエアコンの制御装置を示すものであ
るが、本発明と関係ない部分、例えば車室内の温度を設
定するボリュームとか、吹出口を切替えるリレー等は省
略しである。

また、電源回路なども省略しである。

第３図はマイクロコンピュータの制御プログラムすなわ
ちマイクロコンピュータのデータ処理機能を示す。

自動車のイグニッションスイッチ投入により、第２図に
示す制御装置に電源が供給され、このときＣＰＵｌ０は
ＲＯＭＩＩに記憶されたプログラムに基づいてステップ
１００から制御プログラムの実行を開始する。

次いで、第２図で示されたＲＡＭＩＩ内部の各種レジス
タ（特定の記憶番地）をステップ１０１でイニシャライ
ズする。

そして、１０２のステップで車室内温度コントロール等
の通常のオートエアコン処理を行なう。

ここで、この処理にはスイッチボード９の操作に従って
、切替ダンパ３２を駆動するべく電磁アクチュエータ１
９を付勢する処理が含まれる。

まずステップ１０３で車室内のリアパッケージトレイ近
傍に取り付けたガスセンサ１の出力電圧Ｖｓを読み取る
ためにＡ／Ｄ変換器５に指令を行う。

この時ガスセンサレベルをＡ／Ｄ変換器入力に接続する
ために、マルチプレクサ４にも指令を発する。

そしてステップ１０４にて、テ゛イジイタル値に変換さ
れたガスセンサレベルＶｓを読み取り、ステップ１０５
，１０６でレベルの大きさの判定を行う。

そしてまず、Ｖｓ≦Ｘの時（つまり予定の検出レベルＸ
以下である）は、ステップ１０７にてリヤ及びフロント
エアコンのプロアモータ１４，１５停止する。

次に、ｘ＜Ｖｓ≦ｙ（ｘ＜ｙ）の時には、例えば乗員の
タバコ喫煙や先行車両の排気ガス等で車室内の空気が汚
れたと判断し、もし内気循環で作動する状態であること
が、スイッチボード９で指示されているとステップ１０
８で判定されると、ステプ１０９にてリヤエアコンのプ
ロワモータ１４を低速Ｌｏｗで作動させる。

もし逆にこの時外気導入であるときは、ステップ１１０
にてフロントエアコンのブロアモータ１５を低速Ｌｏｗ
で作動させる。

さらに、Ｖｓ＞ｙの時は、車室内空気がかなり汚れたと
判断し、内気循環の場合はステップ１１２にてリアエア
コンのプロワモータ１４を高速Ｈｉｇｈとし、外気導入
の場合にはステップ１１３にてフロントエアコンのプロ
アモータ１５を高速Ｈｉｇｈで作動させる。

なおこの時の内外気条件の判定はステップ１１１にて行
い、これはステップ１０８と同様で゛ある。

ここでリヤエアコンのプロワモータをＨｉｇｈ又はＬｏ
ｗで作動するには、第２図に示す出力ポート１３に信号
を送り、Ｈｉｇｈの場合は直接、Ｌｏｗの場合は１６の
レジスタを通してプロアモータ１４を駆動させる。

フロントエアコンのプロワモータ１４についても同様で
゛ある。

そして、これら一連の処理が終了した後ステップ１１４
にて次の処理までの時間を判定し、次の処理時間になれ
ば、再びステップ１０２のオートエアコン処理を行う。

この時の処理時間は、本発明による自動制御システムの
場合は約１秒に１度程度で足りるが、他のオートエアコ
ンの処理をもつと早い間隔で行う必要があれば、その時
間間隔で処理を行っても問題はない。

なお、ステップ１０７でＶｓ＜ｘの時にフロントのブロ
アを強制的に停止にしているが、もし他のオートエアコ
ン処理によってフロントエアコン等を作動させていた時
には、プロアモータを停止するのではなくこの時には、
本発明による処理に入る前の状態にしておく。

具体的に作動例を述べると、例えば内気状態でドライバ
ーがタバコを喫煙すると、最初はガスセンサのレベルが
上昇しないので、ステップ１０７を処理しているが、や
がてガスセンサレベルがＶｓ＜ｘとなり、ステップ１０
９を通るようになリアエアコンのプロワモータが低速で
作動し、浄化エレメント４２によって空気浄化が図られ
る。

そしてさらに空気が汚れて来てｖｓ＞ｙとなると、ステ
ップ１１２を通過することによりプロアモータはＬｏｗ
からＨｉｇｈに変更され、一層の空気浄化が図られる。

これが外気導入状態の場合には、もし、フロントエアコ
ンのプロアモータが停止の場合には、停止→低速→高速
→低速→停止とガスセンサのレベルによって作動するこ
とになる。

またオートエアコン処理によってフロントブロアモータ
が低速で作動していた場合には、低速→高速→低速とい
う作動を行うことになる（リヤエアコンの作動について
も同じ）。

なお、以上述べた実施例では、本発明による制御装置を
各種空調制御を統括的に実行するオートエアコンの中に
組み入れた場合について説明したが、第４図に示すよう
に独立にも構成できる。

動作を簡単に説明すると、２００はガスセンサレベルＶ
ｓと設定レベルＸ又はｙと比較するコンパレータで゛あ
る。

つまりＶｓ ＞ ｘ又はｙなら出力が１１°゛になる。

そして、内外気操作スイッチ９ａの状態とコンパレータ
の出力との組合せにより、つまり、Ｖｓ＞ｘで内気循環
状態の場合（スイッチ９ａが開）はこのスイッチのロジ
ックレベルは抵抗２０２によって１゛となるので、第１
のＮＡＮＤゲート２０１−Ａの出力は”０゛となる。

そして出力部２０４を通して、レジスタ１６を介してリ
ヤエアコンのプロアモータ１４を作動することによりプ
ロワモータ１４が作動状態となる。

このあと、同様にして、Ｖｓ＞ｙの時には、第２のＮＡ
ＮＤゲート２０１−Ｂの出力が“＠ ＯＩ！となりリヤ
エアコンのプロワモータ１４は高速で作動し、またＶｓ
＞ｘで外気の場合には、第３のＮＡＮＤゲート２０１−
Ｃの出力が０゛となりフロントエアコンのプロアモータ
１５が低速、Ｖｓ＞ｙで外気の場合には第４のＮＡＮＤ
ゲート２０１−Ｄの出力が″０°゛となリフロンドブロ
アモータは高速で作動する。

なお、２０３はロジックレベルを反転するインバータで
ある。

以上述べたように本発明制御装置は単独でも可能である
が、第２図に示すようにマイクロコンピュータ制御のオ
ートエアコンと組み合せれば、コンパレータ２００、Ｎ
ＡＮＤゲート２０１．出力部２０４、抵抗２０２、イン
バータ２０３等が全て不要となり、はとんどオートエア
コンの部品と共用出来るという利点がある。

なお、本発明はプロワモータ１４．１５の速度を低速、
高速、停止の３段階に切替えるにとどまらず、さらに多
段にしてもよいし、無段変速に調速することも可能であ
る。

以上述べたように、本発明はガスセンサによって車室内
の空気の汚れを検出してＡ／Ｐを作動させる装置におい
て、内気循環の場合はガスセンサのレベルの変化に応じ
てＡ／Ｐを自動的に作動させるが、外気導入の場合は、
車室内の空気の強制換気を促進させるためにフロントエ
アコンのブロアモータをコントロールするから、Ａ／Ｐ
作動とほぼ同等の効果が得られるとともに外気導入の場
合の周囲雰囲気によるＡ／Ｐの過乗な作動を防止し、か
つまたＡ／Ｐの浄化エレメントの寿命を長く保つことが
できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の実施例を示すもので、第１図は空調機
能要素の配置例を示す模式図、第２図は電気制御装置の
第１の例を示すブロック線図、第３図は第２図中の電気
制御装置の演算処理を示す流れ図、第４図は電気制御装
置の第２の例を示すブロック線図、第５図および第６図
は本願の第１および第２の発明の構成の概要を示すブロ
ック線図である。 １・・・検知器をなすガスセンサ、２・・・電気制御装
置、１４．１５・・・送風機、３０・・・第１の空調ユ
ニット、３２・・・内外気切替ダンパ、４０・・・第２
の空調ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上流側を空気切替部材によって車室内と車室外とに
   選択的に連通し下流側を車室内に連通し、内部に少なく
   とも第１の送風機を配置した第１の空調ユニットと、 上流側および下流側を車室内に連通し、内部に少なくと
   も空気浄化エレメントと第２の送風機を配置した第２の
   空調ユニットと、 車室内の力゛ス濃度に応答して該ガス濃度が設定した値
   を越えたかどうかを判定するガス濃度判定手段と、 前記第１の空調ユニットの前記空気切替部材の選択状態
   を判定する選択状態判定手段と、上面判定手段の判定結
   果に応じて、前記ガス濃度判定手段の判定結果が前記ガ
   ス濃度が設定値を越えたことを示しかつ前記選択状態判
   定手段の判定結果が車室内側の選択を示すときに前記第
   ２の空調ユニットの前記第２の送風機を作動させ、前記
   力゛ス濃度判定手段の判定結果が前記ガス濃度が設定値
   を越えたことを示しかつ前記選択状態判定手段の判定結
   果が車室外側の選択を示すときに前記第１の空調ユニッ
   トの前記第１の送風機を作動させる作動手段と、 を備えてなる自動車用空調制御装置。 ２ 上流側を空気切替部材によって車室内と車室外とに
   選択的に連通し下流側を車室内に連通し、内部に少なく
   とも第１の送風機を配置した第１の空調ユニツＩ・と、 上流側および下流側を車室内に連通し、内部に少なくと
   も空気浄化エレメントと第２の送風機を配置した第２の
   空調ユニットと、 車室内の力゛ス濃度に対応した送風能力を示す能力信号
   を発生する能力判定手段と、 前記第１の空調ユニットの前記空気切替部材の選択状態
   を判定する選択状態判定手段と、上記ガス濃度判定手段
   および選択状態判定手段の判定結果に応じて、前記ガス
   濃度判定手段の判定結果が前記ガス濃度が設定値を越え
   たことを示しかつ前記選択状態判定手段の判定結果が車
   室内側の選択を示すときに前記第２の空調ユニットの前
   記第２の送風機を作動させ、前記ガス濃度判定手段の判
   定結果が前記ガス濃度が設定値を越えたことを示しかつ
   前記選択状態判定手段の判定結果が車室外側の選択を示
   すときに前記第１の空調ユニットの前記第１の送風機を
   作動させる作動手段と、 この作動手段によって作動された前記第１および第２の
   送風機の送風能力を前記能力判定手段の能力信号に応じ
   て調節する風量調節手段と、を備えてなる自動車用空調
   制御装置。