JPS6213209B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用空調装置の制御方法に関し、
特に内気導入と外気導入とを選択制御する方法に
関するものである。

従来、自動車用空調装置において車室外の空気
を導入して空調するか、車室内の空気を循環して
空調するかを選択するには、車室内に設けられた
空調操作パネルの内外気選択レバーあるいはスイ
ツチにより、吹込口切替ダンパの位置を運転者の
意思により調節することにて行なうものがあつた
が、さらに手動操作の煩しさを除くため、温度調
節機構と連動し強力冷房が行なわれるときに内、
外気導入の選択が一部自動的に行なわれるように
したものも提案されている。

しかしながら、実際の車室内温度および車室外
温度を考慮すると、単に温度調節機構と内、外気
導入の選択とを連動するのみでは、次の点で適切
な内、外気導入の選択は不可能であつた。すなわ
ち、酷暑下に放置された車両の室内温度は外気温
度よりはるかに高くなつており、温度調節機構を
最大冷房位置にしても、車室内温度が目標温度に
接近するのにかなりの時間がかかる。

また、強力な冷暖房が要求されない春、秋季に
おいては、車室内温度を目標温度に接近させる時
間的速度は感覚的にそれほど重要ではなく、それ
よりもなるべく空調装置の冷却に要する動力を削
減することが望ましい。

本発明は上述の点に鑑みて、夏季においては車
室内温度を目標温度に急速に近づけることができ
春秋季には空調装置の動力節減に役立つ内外気選
択制御方法を提供することを目的とする。

以下本発明を添付図面に示す実施例について説
明する。この実施例は一般的に知られている冷風
温風混合方式の自動車用空気調和装置に本発明を
適用したもので、全体システムを示す第１図にお
いて、通風ダクト１の上流側には外気導入のため
の外気吸入口１ａと内気導入（循環）のための内
気吸込口１ｂとが形成してあり、両吸込口は内外
気ダンパ２によつて開閉される。通風ダクト１内
には下流側に向つて、ブロワモータ３、冷房サイ
クルCCの一部をなすエバポレータ４、エンジン
EGの冷却水サイクルHCの一部をなすヒータコア
５、およびこのヒータコア５を通る空気とそのバ
イパス通路６を通る空気との比を調節する温度調
節ダンパ（Ａ／Ｍダンパ）７が順に配置されてい
る。通風ダクト１の最下流部には、ダンパ内で温
度調節された空気を車室内の上部、下部に吹出す
ための上、下吹出１ｃ，１ｄが形成してあり、両
吹出口は吹出口ダンパ８によつて開閉される。

制御装置１０は温度制御および各種の運転モー
ド制御を行なうために、各種の情報信号を受けて
予め設定された制御プログラムに基いて処理を実
行し、前記符号１〜８の機能要素の作動を電気的
に指令するものである。

そして、制御装置１０に各種の情報信号を入力
する手段として、車室内の温度に応じたアナログ
電圧信号Tr′を生じる感熱抵抗を含む内気温セン
サ２１、車室外の温度Taに応じたアナログ電圧
信号を生じる感熱抵抗を含む外気温センサ２２、
設定温度（設定位置）に応じたアナログ電圧信号
Ts′を生じるポテンシヨメータを含む温度設定器
２３、温度調節ダンパ７の開度に応じたアナログ
電圧信号Ar′を生じるポテンシヨメータを含む開
度センサ２４、および運転、停止、内外気手動選
択、吹出口手動選択等の運転モード選定のための
スイツチ群の操作によつてオンオフ信号を生じる
スイツチパネル１１が設けてある。

また、制御装置１０からの電気的指令によつて
機密要素を作動させる手段として、エンジンEG
から冷房サイクルCCへの駆動力を断、続する電
磁クラツチ３１、暖房サイクルHCにおけるヒー
タコア５への冷却水循環路を開閉する電磁弁３
２、および内外気ダンパ２、温度調節ダンパ７、
吹出口ダンパ８の開閉駆動力をエンジン負圧によ
つて与える電磁弁制御の負圧作動器３３，３４，
３５が設けてある。表示パネル１２は制御装置１
０の出力信号によつて空気調和装置および制御装
置の動作状態を表示するものである。

なお、制御装置１０は自動車のイグニツシヨン
スイツチ１３の投入時に車載バツテリ１４から電
源供給を受け動作可能状態となる。

第２図に示すように制御装置１０ａは、予め設
定された制御プログラムに基いて情報処理を行な
うデジタルコンピユータ（マイクロコンピユー
タ）１０ａ、信号入力手段２１，２２，２３，２
４からのアナログ電圧信号を選択的にアナログ−
デジタル変換してコンピユータ１０ａに入力する
アナログ入力用インターフエース１０ｂ、スイツ
チパネル１１からの各スイツチのオンオフ信号を
整形してコンピユータ１０ａに入力するデジタル
入力用インターフエース１０ｃ、コンピユータ１
０ａから出力される機能要素３，３１〜３５の作
動指令信号を増幅する増幅回路１０ｄ、情報処理
用クロツク発生回路１０ｅ、および定電圧回路、
イグニツシヨンスイツチ１３の投入直後にコンピ
ユータ１０ａの作動を開始させるイニシヤライズ
回路（いずれも図示せず）から構成してある。

上記の構成において、イグニツシヨンスイツチ
１３の投入直後より制御装置１０中のコンピユー
タ１０ａが作動状態となり、数ミリ秒程度の間隔
で周期的に実行される制御プログラムによりスイ
ツチパネル１１のスイツチ操作に従つて空調装置
全体の作動、停止、および各機能要素の作動、停
止、および各機能要素の作動・停止または位置が
制御される。以下、本発明に係る内外気選択制御
について、第３図に従つて説明する。この第３図
はマイクロコンピユータ１０ａの演算処理の流れ
つまり本発明を実施するための制御プログラムの
流れを示している。

すなわち、コンピユータ１０ａの演算処理がこ
の制御プログラムに到来すると、第３図のデータ
入力ステツプ１０１において内気温センサ２１、
外気温センサ２２、設定器２３、の各アナログ信
号Tr′，Tam′，Ts′をインターフエース１０ｂを
介してコンピユータ１０ａが処理可能なデジタル
信号に順次変換し、内気温データTr、外気温デ
ータTam、設定温データTsetとして内部記憶装
置（RAM）内に記憶する。

次にステツプ１０２において、車室内温度Tr
を目標温度Tsetに一致させるのに必要とされる
空調装置からの必要吹出空気温度（必要温度
Tao）が計算される。この計算方法は車両熱負荷
の計算式として公知のものであり、次式で表わす
ことができる。

Tao＝Kset・Tset−Kr・Tr−Kam・Tam−Ｃ
ただし、Ks、Tr、Kam、Ｃは定数であり、この
式により通風ダクト中の風量が予め定めた一定の
値であるときの必要温度Taoが得られる。

次にステツプ１０３において、内気温Trと設
定温Tsetとの差が予め設定した温度差Ａ例えば
３℃より大きい（NO）か小さい（YES）かがチ
エツクされ、NOであるときはステツプ１０４以
下のステツプにすすむ。ステツプ１０４では、外
気温Tamが加熱器５の加熱能力に比して極端に
低い温度例えば−10℃以下である（YES）が否
（NO）かがチエツクされ、YESのときは直ちに
ステツプ１０８にすすんで負圧作動器３３の作動
状態が内気導入となるように指令する。

外気温Tamが−10℃以上であるときは、ステ
ツプ１０５にすすみ、さらにステツプ１０６，１
０７，１０９，１１０の処理により必要温度
Tao、内気温Tr、外気温Tamの三者の高低関係
が判別される。そして、必要温度Taoに対して内
気温Trと外気温Tamの両方が高いとき（ステツ
プ１０５→YES、ステツプ１０６→YES）、つま
り通常夏季と相定される温度条件においては、ス
テツプ１０７において内気温Trに対して外気温
Tamが高い（YES）か、外気温Tamより内気温
Trの方が高い（NO）かが判別され、その判別結
果、温度の低い方の空気が導入されるようにステ
ツプ１０８，１１１にて負圧作動器３３の作動指
令が出力される。

また、必要温度Taoに対して内気温Trと外気温
Tamの一方だけが高いとき（ステツプ１０５→
YESでかつステツプ１０６→NOのとき、または
ステツプ１０５→NOでかつステツプ１０９→NO
のとき）、つまり通常春、秋季と想定される温度
条件においては、いずれか低い方の温度すなわち
必要温度Taoより低い方の温度の空気を導入する
ようにステツプ１０８，１１１にて負圧作動器３
３の作動指令が出力される。

また、必要温度Taに対して内気温Trと外気温
Tamのいずれもが低いとき（ステツプ１０５→
NO、ステツプ１０９→YES）、つまり通常冬季
と想定される温度条件においては、ステツプ１１
０において内気温Trに対して外気温Tamが高い
（YES）が、外気温Tamより内気温Trの方が高い
かが判別され、その判別結果、温度の高い方の空
気が導入されるようにステツプ１０８，１１１に
て負圧作動器３３の作動指令が出力される。

以上のように吹出温度Taoと内、外気温Tr、
Tamとの温度関係により内気導入と外気導入と
を選択することにより、空調制御上、次の利点が
ある。

(1) Tr、Tam＞Taoのとき 内気温Trと外気温Tamとの比較により、い
ずれか低い温度の空気を導入するため、冷却器
４は同じ冷却能力でも冷却された空気温度は低
くなる。例えば、炎天下に放置された車両の室
内温度Trは外気温Tamよりはるかに高いが、
この装置によると、まず外気が導入され、この
外気に基いて温度調節することにより室内温度
が低下され、内気温Trが外気温Tamより低く
なつたときに内気導入に切替わるので、冷却器
４の冷却能力を有効に利用して速やかに車室内
温度Trを低下させることができる。

(2) Tao＞Tr、Tamのとき 内気温Trと外気温Tamとの比較により、い
ずれか高い温度の空気を導入するため、加熱器
５は同じ暖房能力でも加熱された空気温度は高
くなる。例えば、冬期において強力な暖房効果
を得たい場合に、内気温Trと外気温Tamのい
ずれか高い空気を使用するので、加熱器５の加
熱能力を有効に利用して速やかに車室内温度
Trを高めることができる。

(3) Tr＞Tao＞TamまたはTam＞Tao＞Trのと
き 内気温Trまたは外気温Tamのいずれか温度
の低い空気を導入するため、必要温度Taoを得
るのに冷却よりも加熱能力が要求される。従つ
て、装置としては冷却器４の運転を停止できる
機会が増加する。

上述のごとく内気導入と外気導入とが選択され
て空調制御がされ、内気温Trと設定温Tsetとの
差が所定値（３℃）以下になると、ステツプ１０
３からステツプ１１２にすすみ通常の内外気選択
制御、例えばスイツチパネル１１の操作に従う手
動切替が行なわれる。

なお、上述の説明において、温度調節、すなわ
ちＡ／Ｍダンパ７の開度調節については特に詳細
説明をしないが、例えば吹出空気温度がＡ／Ｍダ
ンパ７の開度と略比例的な関係にあるのを利用し
前記必要温度Taoが実際に得られる位置にＡ／Ｍ
ダンパの開度が位置しているか否かをポテンシヨ
メータ２４の検出信号にてチエツクしながら負圧
作動器３４を制御してもよい。また、電磁クラツ
チ３１、電磁弁３２、ブロワモータ３への通電は
スイツチパネル１１中の運転スイツチの投入を判
別することによつて行なうようにし、吹出口１
ｃ，１ｄを選択するには同様にスイツチパネル１
１の該当スイツチの投入状態を判別して負圧作動
器３５を駆動すればよい。また、本発明は内外気
選択制御に特徴を有するものであり、この制御系
を温度調節系とは別個の回路手段によつて運転し
てもよい。例えば、第２図に示す制御系におい
て、内外気選択制御と関係しない開度センサ２
４、電磁クラツチ３１、電磁弁３２、負圧作動器
３４，３５、ブロワモータ３を制御系から分離し
て内外気選択制御のみコンピユータ１０ａの指令
下で行なうようにし、他の温度調節を含む機能要
素は既知のアナログ回路を含む制御装置によつて
駆動するようにしてもよいのである。

また、本発明は上述の実施例のみに限定される
ものではなく、次のような変形実施も可能であ
る。

(1) 外気導入時に空調装置に吸込まれる空気温度
は通常エンジンの熱の影響を受けて実際の外気
温度より数℃高い温度となるため、外気温セン
サ２２をエンジンから熱的に分離して装着して
いる場合は、前記の第３図フローチヤートのス
テツプ１０３と１０４の間にTam＝Tam＋α
の項を入れ、吸込温度の修正を行なつても良
い。αは約５〜10℃に設定できる。

(2) 一般に制御過程において必要吹出温度Taoが
大幅に変動することがあるため、例えば過去一
定時間内の平均をとつてその時点の必要温度
Taoとする様な、Taoの平均化処理を行なつて
系のハンチング防止を行なつても良い。その
他、判別ステツプ１０３，１０４，１０５，１
０６，１０７，１０９，１１０においてハンチ
ング防止のヒステリシス設定をしてもよい。

(3) また、Tao＞Tr、Tamのとき、例えば冬季
においては、前記実施例のように内気温Trと
外気温Tamのいずれか高い温度の空気を導入
するように選択するほか、いずれか一方、例え
ば通常カーヒータがそうであるように外気導入
に固定するようにしてもよい。例えば第３図の
プログラムにおいてステツプ１０９，１１０を
廃止してステツプ１０４からステツプ１１１に
直接すすむようにしてもよい。

以上述べたように本発明は、必要吹出空気温度
と車室内外空気温度との関係により、内外気選択
を制御することにより、夏季においては速やかな
冷房を可能にし、春秋季においては冷凍サイクル
の稼動率低減の一助とす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図は本発明方法を実施する装置の一例を示
す全体構成図、第２図は第１図に示す装置の電気
制御系を示すブロツク線図、第３図は第２図中コ
ンピユータ１０ａの本発明方法に従う制御プログ
ラムを示す流れ図である。 １……通風経路をなす通風ダクト、１ａ……外
気導入のための外気吸込口、１ｂ……内気導入の
ための内気吸込口、２……内外気選択用切替ダン
パ、７……温度調節手段をなすエアミツクスダン
パ（Ａ／Ｍダンパ）、１０……制御装置、２１…
…車室内温度検出用内気温センサ、２２……車室
外温度検出用外気温センサ、２３……目標温度設
定用温度設定器。３３……負圧作動器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内気導入と外気導入とが選択可能な通風経路
   に温度調節手段が配置され、車室内温度が目標温
   度に接近するように温度調節手段の調節量を自動
   制御するようにした自動車用空調装置の内外気選
   択制御方法において、車室内温度、車室外温度、
   および目標温度に基いて前記通風系路から吹出す
   る空気の必要温度を求めるとともに、この必要温
   度、車室内温度、および車室外温度の三者間の温
   度を比較し、必要温度が車室内温度または車室外
   温度の少なくとも一方より低いときは車室内温度
   と車室外温度のいずれか低い方の空気を導入する
   べく内気導入と外気導入の一方を選択することを
   特徴とする自動車用空調装置の内外気選択制御方
   法。