JP2808157B2

JP2808157B2 - 自動車用空調制御装置

Info

Publication number: JP2808157B2
Application number: JP2373490A
Authority: JP
Inventors: 克己飯田
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH03231020A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、冷風バイパス通路を流れる空気の温度を
インテークドアを制御することにより調節する自動車用
空調制御装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、自動車用空調制御装置においては、日射が
ある場合など特に乗員の頭部の温度を制御（冷却）する
ために冷風バイパスユニットを用いることは公知であ
る。例えば、実公昭53−25350号公報においては、冷風
バイパスユニットの吹出口を、メインの空調ダクトのベ
ント吹出口、足元吹出口とは別に例えば乗員の頭部に向
けて設置し、他の吹出口から独立して任意に乗員の頭部
に冷風を当てることにより、空調フィーリングを向上さ
せることが開示されている。

また、前記冷風バイパスユニットを用いない方式とし
ては、特開昭58−33509号公報において、空調ダクトの
下流において通風ダクトを少なくとも二つに仕切り、そ
れぞれのダクトにエアミックスドアを設けて該二つの通
風ダクトから吹き出す空調空気を車室内のそれぞれ異な
った空調ゾーンに供給することが開示されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記冷風バイパスユニットを用いた従
来例においては、外気温度が例えば０℃以下の低温にな
ってくると冷風バイパス通路を流れる空気の温度が低く
なり過ぎて、それが直接乗員の頭部に吹き出されてしま
い、寒すぎる感覚を与えてしまう欠点があった。また、
冷風バイパス通路を流れる空気とメインの空調ダクトの
空気とを混合してベント吹出口から吹き出す方式のもの
では、ベント吹出温度が必要以上に低下してしまい該ベ
ント吹出温度を総合信号に基づく目標値に制御できない
という欠点があった。

また、上記冷風バイパスユニットを用いない方式の従
来例においては、所望の頭部冷風感が得られるような制
御が可能ではあるが、ヒータユニットの構造や制御装置
が複雑化して装置全体が大型化するのに伴いコスト高に
なるという問題点があった。

そこで、この発明は、上述した従来の問題点を解決
し、外気温度が所定温度以下に低下した場合でも、適度
な頭部冷風感が得られるように冷風バイパス通路を流れ
る空気の温度の制御を可能とした自動車用空調装置を提
供することを課題としている。

（課題を解決するための手段）しかして、この発明の要旨とするところは、第一に、
第１図に示すように、温度調節手段にて温調空気を車室
内へ吹き出す空調通路の上流に設けられた内気入口３と
外気入口４と、これらの内気入口３または外気入口４を
選択的に開閉するインテークドア５と、前記空調通路内
の冷たい空気を乗員の上半身へ吹き出す冷風バイパス通
路20と、この冷風バイパス通路20を開閉制御する冷風バ
イパスドア21と、エバポレータ吹出温度を検出するエバ
吹出温度検出手段100と、前記冷風バイパスドア21が開
かれるか否かを判定する冷風バイパスドア制御指示判定
手段200と、コンプレッサオフモードを検出するコンプ
レッサオフモード検出手段300と、前記冷風バイパスド
アが開かれ、コンプレッサがオフモード時にエバポレー
タ吹出目標温度を演算するエバ吹出目標温度演算手段40
0と、前記エバポレータ吹出温度がエバポレータ吹出目
標温度に近づくようにインテークドア５の変位量を演算
し、前記インテークドア５を動かすインテークドア駆動
手段600へ出力するインテークドア変位量演算手段500と
を具備することにある。

第二に、インテークドア変位量演算手段500で演算さ
れるインテークドア変位量を少なくとも所定の外気導入
量を維持するように制限する制御開度規制手段700を請
求項１の発明に加えて具備することにある。

（作用）したがって、コンプレッサオフモード判定手段300に
てコンプレッサのオフモード時が検出され、しかも、低
温時に日射により乗員の頭部が暑く感じられる場合に冷
風バイパスドア21が開かれるような状態となり、この状
態が冷風バイパスドア制御指示判定手段200で判定され
る。

そのようになると、エバ吹出温度検出手段100で検出
されたエバポレータ吹出温度が、エバ吹出目標温度演算
手段400で演算されたエバポレータ吹出目標温度となる
ように、インテークドア５の変位量（開度）がインテー
クドア変位量演算手段500で演算され、インテークドア
駆動手段600へ出力されてインテークドア５が動かされ
る。これにより、外気導入量が減少されて所定量の内気
循環量となり、冷風バイパス通路を流れる空気の温度を
調節することができる。

尚、制御開度規制手段を付加することで、完全に内気
循環とはせずに少なくとも最小限度の外気導入量が保持
され、フロントガラス面のくもりの発生が防止される。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第２図において、自動車用空調制御装置は、空調通路
１の最上流側にインテークドア切換装置２が設けられ、
このインテークドア切換装置２は、内気入口３と外気入
口４とが分かれた部分にインテークドア５が配置され、
このインテークドア５をアクチュエータ６により操作し
て空調通路１内に導入する空気を内気と外気とに選択で
きるようになっている。

送風機７は、空調通路１内に空気を吸い込んで下流側
に送風するもので、この送風機７の後方にはエバポレー
タ８とヒータコア９とが設けられている。

エバポレータ８は、図示しないコンプレッサ等と共に
配管結合されて冷房サイクルを構成し、空調通路１に吸
い込まれた空気を冷却するようになっている。また、ヒ
ータコア９はエンジン（図示せず。）の冷却水が循環し
て空気を加熱するようになっている。このヒータコア９
の前方にはエアミックスドア10が設けられており、この
エアミックスドア10の開度θｘをアクチュエータ11によ
り調節することで、ヒートコア９を通過する空気とヒー
タコア９をバイパスする空気との量が変えられ、その結
果、吹出空気の温度が制御されるようになっている。

尚、エアミックスドア10の開度θｘは、エアミックス
ドア10の位置がフルクール位置（Ｉ位置）のとき０％、
フルヒート位置（II位置）のとき100％である。

そして、前記空調通路１の下流端は、デフロスト吹出
口12、ベント吹出口13及びヒート吹出口14に分かれて車
室15に開口し、その分かれた部分にモードドア16,17,19
が設けられ、このモードドア16,17,18をアクチュエータ
19で操作することにより所望の吹出モードが得られるよ
うになっている。

また、この装置には空調通路１の一部をバイパスする
冷風バイパス通路20が設けられている。この冷風バイパ
ス通路20は、一端が空調通路１のエバポレータ８よりも
下流側で且つエアミックスドア10よりも上流側に、他端
が上部吹出口13の手前にそれぞれ接続されており、エバ
ポレータ８を通過した空気の一部を直接上部吹出口13へ
供給できるようになっている。そして、この冷風バイパ
ス通路20を介して供給される冷風量は、冷風バイパスド
ア21の開度θｙをアクチュエータ22で制御することによ
り調節できるようになっている。尚、冷風バイパスドア
21は後述するようにその開度θｙが制御される。

25は車室内の代表温度Trを検出する車室内温度検出器
であり、インスツルメントパネル等に取り付けられてい
る。また、26は自動車の天井等に取り付けられて頭部周
辺の温度Trhを検出する頭部温度検出器、27は外気温度T
aを検出する外気温度検出器、28は日射量Tsを検出する
日射検出器、29はエバポレータ８またはエバポレータ８
の直後に設けられエバポレータ８による空気の冷却能力
をエバポレータ８の温度またはエバポレータ８を通過し
た空気の温度として検出するエバ吹出温度センサであ
り、これらの出力信号はマルチプレクサ（MPX）31を介
して選択され、A/D変換器32を介してデジタル信号に変
換されてマイクロコンピュータ33に入力される。

また、34はバイパスドア21の開度θｙを検出する開度
検出器、35はモードドア16,17,18の位置を検出する位置
検出器、36はエアミックスドア10の開度θｘを検出する
開度検出器であり、これらの出力信号もマルチプレクサ
31、A/D変換器32を介してそれぞれマイクロコンピュー
タ33に入力される。

さらに、マイクロコンピュータ33には、コントロール
パネル37、温度設定器38及び頭部温度設定器39からの出
力信号が入力される。

コントロールパネル37は、吹出モードをVENTモード、
BI−Ｌモード、HEATモード、DEF/HEATモード、DFFモー
ドにマニュアル設定するモードスイッチ40a〜40e、前記
冷房サイクルを稼動させるA/Cスイッチ41、送風機７の
回転速度を低速（FAN1）、中速（FAN2）、高速（FAN3）
に切り換えるファンスイッチ42a,42b,42c、送風機等の
空調機器のすべてを自動制御するAUTOスイッチ43、空調
機器の駆動を停止させるOFFスイッチ44、インテークド
ア５の位置をFRESH（外気導入）とREC（内気循環）とに
切り換えるインテークスイッチ47を備えている。

温度設定器38は、アップダウンスイッチ45a,45bと、
設定温度Testを表示する表示部46とから成り、アップダ
ウンスイッチ45a,45bの操作で表示部46に示される設定
温度Tsetを所定の範囲で変えることができるようになっ
ている。また、頭部温度設定器39は、例えばダイヤル式
のつまみ39aを有して成り、予め設定された所定の範囲
で頭部設定温度Thsetを変えることができるようになっ
ている。尚、温度設定器38や頭部温度設定器39、テンプ
レバーをスライドさせる方式のものであっても差し支え
ない。

マイクロコンピュータ33は、図示しない中央処理装置
（CPU）、読出し専用メモリ（ROM）、ランダムアクセス
メモリ（RAM）、入出力ポート（I/O）等を持つそれ自体
周知のもので、前述した各種入力信号に基づいて、前記
アクチュエータ6,11,19,22、送風機７のモータにそれぞ
れ駆動回路48a〜48eを介して制御信号を出力し、各ドア
5,10,16,17,18,21の駆動制御及びモータの回転制御を行
なう。

次に、マイクロコンピュータ33の制御作動例について
説明する。

第３図において、この発明の自動車用空調制御装置の
メインルーチンのフローチャートが示されている。ステ
ップ50から制御が開始され、ステップ52ではコントロー
ルパネル37による設定操作信号及び温度設定器38による
設定信号等を当該マイクロコンピュータ33に入力する設
定信号入力処理と、熱負荷検出信号、即ち、外気温度検
出器27、車室内温度検出器25、頭部温度検出器26、日射
検出器28、エバ吹出温度センサ29等の各検出信号Ta,Tr,
Trh,Ts,Teを当該マイクロコンピュータ33に入力する検
出信号入力処理を行ない、ステップ56へ進む。

ステップ56では、上述のステップ52,54で入力された
信号を用いて車室内の熱負荷に相当する総合信号T₁を
（１）式に従って演算する。

T₁＝K₁（Tr−25）＋K₂（Tad−25）＋K₃Tsc−K₄（Td−25）＋C₁＋C₂ …（１）但し、K₁〜K₄は演算係数、C₂は演算定数である。ま
た、Tadは外気温度センサ27で検出された外気温度Taに
所定の信号遅延処理を施したもの、Tscは日射検出器28
によって検出された日射量Tsに所定の信号処理を施した
もので、ここでの詳細な説明は省略する。

さらに、C₁は次の（２）式によって定められる。

C₁＝K₅（０−Tad） …（２）但し、Tadが０℃以下の場合にのみ適用されるもの
で、０℃より大である場合はC₁＝０となるものである。
ここでK₅は演算係数である。

また、この総合信号T₁にエバポレータ吹出温度Teを制
御因子として加えたエアミックスドア開度制御用の総合
信号T₂の演算を下記する（３）式で演算しさらに、冷風
バイパスドアの開度制御を行なう頭部総合信号T₃を
（４）式で演算する。

T₂＝T₁＋K₅（Te−５） …（３）但し、K₅は演算係数である。

T₃＝K₆・Tsc−K₇（Thset−25） ……（４）但し、K₆,K₇は演算係数、Tscは上述した信号処理され
た日射量を表わす信号Thsetは頭部設定温度である。こ
の演算の後はステップ58へ進む。

ステップ58では、吹出モード切換の判定値として用い
られるT_F信号を次の（５）式により演算する。

T_F＝Te＋K₈・θxt …（５）但し、Teはエバポレータ吹出温度、K₈は演算係数、θ
xtはエアミックスドアの目標開度である。この演算を行
なった後はステップ60へ進む。

ステップ60では、総合信号T₁の演算結果に基づいて、
第４図に示すように、送風機７の風量（送風機の電圧）
とエボパレータ吹出温度の制御が行なわれ、ステップ62
へ進む。

ステップ62では、エアミックスドア開度制御用の総合
信号T₂の演算結果に基づいて、第５図に示すように、エ
アミックスドア10の制御が行なわれ、ステップ63へ進
む。

ステップ63では、吹出モードの切換の判定値のT_F信号
により、第６図に示すように、吹出モードの切換が第６
図に示すように行なわれ、ステップ62へ進む。

ステップ64では、頭部総合信号T₃による冷風バイパス
ドア21とエバポレータ吹出温度の制御が第８図に示すよ
うに行なわれ、ステップ66へ進む。

ステップ66では、インテークドア５の制御が第８図に
示すサブルーチンのように行なわれる。

第８図において、外気低温時に冷風バイパス通路を流
れる空気の温度をインテークドア５の操作により調節す
る制御例を含むインテークドア制御ルーチンのフローチ
ャートが示されている。スタートステップ100より制御
が開始され、ステップ102では、外気温度検出器27、エ
バ吹出温度センサ29、エアミックスドア10の開度検出器
36等の検出信号及びコントロールパネル37の操作設定信
号を当該マイクロコンピュータ33に入力する信号入力処
理が行なわれる。次のステップ104では、コントロール
パネル37のAUTOスイッチ43が押されているか否かを判定
し、YES（押されている）であればステップ106へ進み、
NO（押されていない）であればステップ108へ進む。

ここで、先ず、前記AUTOスイッチ42が押されていない
場合に手動によりインテークスイッチ45を操作する、前
記ステップ108移降の処理について示す。

ステップ108では、インテークスイッチ47がREC（内気
循環）に操作設定されているか否かを判定し、YES（設
定されている）であればステップ110へ進んでインテー
クドア５をRECに設定し、リターンステップ150へ進む。
NO（RECではない）であればステップ112へ進んでインテ
ークスイッチ45がFRESH（外気導入）に操作設定されて
いるか否かを判定し、YES（FRESHである）であればステ
ップ114へ進んでインテークドア５をFRESHに設定してリ
ターンステップ150へ進む。NO（インテークスイッチ45
の操作設定は行なわれていない）であれば直接リターン
ステップ150へ進んでメインルーチンに復帰する。

次に、前記ステップ104においてAUTOスイッチ43が押
されている場合の、前記ステップ106以降の処理につい
て示す。

ステップ56では、DEFスイッチ40dが押されたか否かを
判定し、YES（押されている）であればステップ140へ進
んでインテークドア５をFRESH（外気導入）に設定し、
リターンステップ150へ進む。NO（押されていない）で
あればステップ116へ進む。

ステップ116では、コンプレッサが外気温度が低いた
めにOFFモードとなっているか否か、即ち、冷風バイア
ス通路を流れる空気の温度が低くなり過ぎると外気温度
か否かを判定し、YES（OFFモード）であればステップ11
8へ、NO（ONモード）であればステップ120へ進む。

次に、ステップ116においてコンプレッサがONモー
ド、即ち、冷風バイパス通路を流れる空気の温度が低く
なり過ぎることのない通常の、前記ステップ120以降の
処理について示す。

ステップ120では、車室内設定温度Tsetが18℃か否か
を判定し、YES（Tset＝18は最大冷房時にセット）であ
ればステップ136へ進んでインテークドア５をRECに設定
し、リターンステップ150へ進む。NO（Tset≠18）であ
ればステップ122へ進む。

ステップ122では、外気温度Taの判定を行ない、Taが1
8℃以下のときにはステップ140へ進んでインテークドア
をFRESHに設定し、リターンステップ150へ進む。外気温
度Taが23℃以上のとき（18℃から23℃の間にはヒステリ
シスが設けられている）にはステップ124へ進む。

ステップ124では、エアミックスドア開度θｘの判定
を行ない。該開度θｘが20℃以下のときにはステップ12
6へ進み、該開度θｘが50゜以上のとき（20゜から50゜
の間にはヒステリシスが設けられている。）には、前記
ステップ140へ進んでインテークドア５をFRESHに設定
し、リターンステップ150へ進む。

ステップ126では、送風機７の風量制御がオート制御
か否かを判定し、YES（オート）であればステップ128
へ、NO（マニュアル）であればステップ130へ進む。

ステップ130では、マニュアル制御による送風機７の
風量B_LMとオート制御によるB_LAとを比較し、B_LM＞B_LAで
あればステップ132へ進んでマニュアル制御による風量B
_LMを現行の風量とする（マニュアル風量B_LMを現行の風
量B_Lに設定する）。B_LM≦B_LAであれば前記ステップ128
へ進んでオート制御による風量B_LAを現行の風量とする
（オート風量B_LAを現行の風量B_Lに設定する）。このス
テップ128或いは前記ステップ132の処理後は、ステップ
134へ進んで前記現行の風量B_Lの大きさ（例えば５段階
に区分する。）を判定する。該風量B_Lが１段階（小風
量）以下の場合には、ステップ134へ進んでインテーク
ドア５をRECとFRESHが混合されたMIX位置に設定し、ス
テップ150へ進む。前記風量B_Lが５段階（大風量）以上
の場合には、前記ステップ136へ進んでインテークドア
５をRECに設定し、リターンステップ150へ進んでメイン
ルーチンへ復帰する。

前記ステップ116でコンプレッサがOFFモード時である
（YES）と判定されればステップ118へ進む。該ステップ
118では、冷風バイパスドア開度が開かれている状態か
否かが判定され、NOであれば前記ステップ120へ、YESで
あればステップ142へ進む。

前記ステップ142以降の処理は、冷風バイパス通路を
通る空気の温度が低すぎる場合にインテークドア５の制
御を行ない、該冷風バイパス通路を通る空気の温度を適
宜に上昇させるための処理であり、インテークドア開度
θ_INを外気低温時の100％FRESHの位置から所定量REC側
の位置に変位させる。この変位量（インテークドア目標
開度θ′_IN）はエバポレータ吹出温度Te（尚、Teは総合
信号T₁及びT₃によりそれぞれ演算されるが、どちらか小
さい方を採用している。）及び総合信号T₁に基づく方式
から算出される。

先ず、ステップ142では、前記インテークドア目標開
度θ′_INの演算を行ない、該インテークドア目標開度
θ′_INは、Te′をエバポレータ吹出目標温度、このTe′
と前記Teとの差をΔTe（ΔTe＝Te′−Te）とすると、より演算されるものとする。インテークドア５の開度
は、コンプレッサがオフモード時で外気温度が180℃以
下であり暖房を行なっている場合の制御であるから、イ
ンテークドア５は完全なFRESH（100％）である。

ステップ144では、第９図に示すように、内気循環に
制限を加えており、少なくともＡ％の位置が保持されて
必要最小量の外気の導入がなされる必要から、インテー
クドア目標開度θ′_INが前記Ａ％より大きいか否か、即
ち、所定最小量の外気を導入してできる開度か否かを判
定し、YES（θ′_IN＞Ａ）であればステップ146へ進み、
インテークドア開度θ_INを前記ステップ142で演算した
インテークドア目標開度θ′_INに設定し、リターンステ
ップ150へ進む。NO（θ′_IN≦Ａ）であればステップ148
へ進んでインテークドア開度θ_INを前述したＡ％の開度
に設定し、リターンステップ150へ進む。

このように、外気温度が例えば低温でコンプレッサが
OFFモード時の場合（ステップ116）には、冷風バイパス
通路を流れる空気の温度を適宜に上昇させるために、イ
ンテークドア５を100％FRESHの位置から所定限界位置
（Ａ％）までRECに近づける（ステップ142以降）ことに
より、冷たい外気が車室内に入り過ぎないように制御
し、もって、冷風バイパス通路を流れる空気の温度が寒
すぎないようにしている。

（発明の効果）以上述べたように、この発明によれば、外気温度が例
えば低温のコンプレッサOFFモード時において、インテ
ークドアを100％FRESHの状態からRECの側へ所定量変位
させるようにしたので、冷風バイパス通路を流れる空気
の温度が上昇され、これによりベント吹出口の吹出温度
を車室内目標温度に近い温度まで上昇させることがで
き、頭部温度の寒すぎを防いで快適な状態に制御するこ
とができる。また、外気導入量は必要最小限が確保され
ているので、窓ガラスのくもりの発生は極力抑えること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機能ブロック図、第２図は同上の自
動車用空調制御装置の構成図、第３図は同上に用いられ
るマイクロコンピュータのメインルーチンを示すフロー
チャート、第４図は総合信号T₁に基づくエバポレータ吹
出目標温度と送風機電圧との特性を示す線図、第５図は
総合信号T₂に基づくエアミックスドア目標開度の特性を
示す線図、第６図は吹出モードの切換の判定値T_Fに基づ
く吹出モードの特性を示す線図、第７図は総合信号T₃に
基づくエバポレータ吹出目標温度と冷風バイパスドアと
の特性を示す線図、第８図はインテークドアの制御のフ
ローチャート、第９図はインテークドアの開度の特性線
図である。３……内気入口、４……外気入口、５……インテークド
ア、20……冷風バイパス通路、21……冷風バイパスド
ア、100……エバ吹出温度検出手段、200……冷風バイパ
スドア制御指示判定手段、300……コンプレッサオフモ
ード検出手段、400……エバ吹出目標温度演算手段、500
……インテークドア変位量演算手段、600……インテー
クドア駆動手段、700……制御開度規制手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】温度調節手段にて温調空気を車室内へ吹き
出す空調通路の上流に設けられた内気入口と外気入口
と、これらの内気入口または外気入口を選択的に開閉するイ
ンテークドアと、前記空調通路内の冷たい空気を乗員の上半身へ吹き出す
冷風バイパス通路と、この冷風バイパス通路を開閉制御する冷風バイパスドア
と、エバポレータ吹出温度を検出するエバ吹出温度検出手段
と、前記冷風バイパスドアが開かれる否かを判定する冷風バ
イパスドア制御指示判定手段と、コンプレッサオフモードを検出するコンプレッサオフモ
ード検出手段と、前記冷風バイパスドアが開かれ、コンプレッサがオフモ
ード時にエバポレータ吹出目標温度を演算するエバ吹出
目標温度演算手段と、前記エバポレータ吹出温度がエバポレータ吹出目標温度
に近づくようにインテークドアの変位量を演算し、前記
インテークドアを動かすインテークドア駆動手段へ出力
するインテークドア変位量演算手段とを具備することを
特徴とする自動車用空調制御装置。
【請求項２】インテークドア変位量演算手段で演算され
るインテークドア変位量を少なくとも所定の外気導入量
を維持するように制限する制御開度規制手段を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の自動車用空調制御装置。