JP2704009B2

JP2704009B2 - 自動車の空調制御装置

Info

Publication number: JP2704009B2
Application number: JP1274314A
Authority: JP
Inventors: 重紀土井; 武諭松下
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1998-01-26
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: KR910007708A; US5027611A; JPH03135823A; KR930009603B1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、自動車の空調制御装置、特に冷房起動時
の空調風の風量を調節して快適性を向上させた空調制御
装置に関する。

［従来の技術］従来、特に夏場、炎天下で車両が屋外に駐車されてい
る場合などにおいて、車室内を冷房すべく車載の空調装
置を起動した際、車室内の温度をできるだけ早急に下げ
るために、車室内には大量の空調風が吹き込まれる。と
ころが、この場合、空調装置の冷房用機器（例えばエバ
ポレータ）自体の温度が上昇しているので、起動初期に
は空調風を冷却することができず、このため、車室内に
は大量の熱風が吹き込まれ、乗員に不快感を及ぼすとい
う問題がある。

この問題に関して、例えば実開昭61−142616号公報で
は、空調装置の冷房用熱交換器の表面温度を検出する温
度検出手段と、冷房起動時からの経過時間を計測する時
間計測手段とを備え、上記温度検出手段による検出温度
が所定値以上で、かつ、上記時間計測手段による計測時
間が所定値以内である場合には、車室内への空調風の送
給を低風量で行うことにより、冷房起動時に大量の熱風
が車室内に吹き出すことを防止するようにした車両用空
調装置が提案されている。

また、中間季（春・秋）で身体も余り暑くないときに
空調装置を起動した場合、従来の制御では、実際の室温
と設定温度との差をできるだけ早くなくすために大量の
空調風が吹き出され、乗員に違和感を及ぼすという問題
がある。

この問題を解消するために、冷房が必要とされ、か
つ、室温や日射量が所定値を越える場合には、上記のよ
うに冷房起動時の風量を低風量に制限する起動制御を行
い、室温や日射量が所定値以下の場合には、上記の起動
制御に加えて、風量を低風量から高風量まで増加させる
時間を長く設定することが考えられている。

すなわち、室温や日射量が所定値を越える環境条件で
急速冷房が要求される場合には、第５図において実線グ
ラフで示すように、低風量（Lo）での起動制御期間T₂′
が経過した時点、または空調風の吹き出し温度が所定値
以下に下がった時点から、比較的急速に風量を高風量
（Hi）に増加させる一方、室温や日射量が所定値以下で
徐々に冷房したい場合には、第５図において破線グラフ
で示されるように、Hiへの風量増加をゆっくりと行うこ
とにより、冷房起動時における熱風吹き出しを防止した
上で、夏季における急速冷房や中間季における徐冷の要
求に有効に対応して快適な空調制御を実現することがで
きる。

ところで、車両用空調装置における冷凍機のコンプレ
ッサは、通常、エンジンの出力軸に連結され、エンジン
出力の一部を消費しながら駆動されている。従って、コ
ンプレッサ作動時にはエンジンの出力がそれだけ低下す
ることになり、特に、エンジン始動時には、その始動性
が阻害されるという問題がある。このため、上記コンプ
レッサの作動を、エンジン始動時には所定期間だけ停止
させることが考えられている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、エンジン始動時にコンプレッサの作動
を停止させた場合、この停止期間だけ、冷房起動後エバ
ポレータが実際に冷却される時間が短くなるので空調風
の冷却開始が遅くなり、冷房起動時に所定時間だけ空調
風の風量を低下させても、特に夏季における熱風吹き出
しによる不快感を有効に防止することが困難になるとい
う問題があった。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、冷
房起動時における熱風吹き出しの抑制とエンジン始動性
の向上とを両立して得ることができる自動車の空調制御
装置を抵抗することを目的とする。

［課題を解決するための手段］このため、この発明は、空調制御装置の起動に伴って
送風が開始される空調風の送給量を、空調装置の所定の
冷房用機器（例えばエバポレータ）の温度が一定値より
も高い場合に、上記空調制御装置の起動時から所定期間
だけ所定の低風量に制限する風量制限手段と、エンジン
始動時から所定の設定期間だけコンプレッサの駆動を停
止するコンプレッサ制御手段とを備えてなる自動車の空
調制御装置において、日射量を検出する日射量検出手段
と、車室内温度または関連した温度を検出する温度検出
手段と、エンジン始動時からの経過時間が所定の設定期
間内であることを判定する限時手段と、上記コンプレッ
サの作動・不作動を指令する指令手段と、上記風量制限
手段の非作動時に空調風の送給量を所定の低風量から所
定の高風量まで増加させる送風量制御手段とを備えると
ともに、該送風量制御手段には、上記日射量検出手段ま
たは温度検出手段による検出値が所定値以上で、かつ、
上記所定の設定期間内に上記指令手段からの作動指令が
ないときには、第１の設定時間内で送風量を低風量から
高風量に増加させる第１制御手段と、上記日射量検出手
段または温度検出手段による検出値が所定値以上で、か
つ、上記所定の設定期間内に上記指令手段からの作動指
令があったときに、上記第１の設定時間よりも長い第２
の設定時間内で送風量を低風量から高風量に増加させる
第２制御手段と、上記日射量検出手段及び温度検出手段
による検出値が所定値以下のときに、上記第２の設定時
間よりも長い第３の設定時間内で送風量を低風量から高
風量に増加させる第３制御手段とを設けたものである。

［発明の効果］この発明によれば、上記送風量制御手段に第1,第２及
び第３の制御手段を設け、上記日射量検出手段または温
度検出手段が所定値以上である場合において、上記限時
手段の設定期間内（つまりエンジン始動時のコンプレッ
サ停止期間内）に、上記指令手段からコンプレッサの作
動指令があった場合には、上記作動指令がない場合に比
べて、送風量を低風量から高風量にゆっくりと増加させ
るようにしたので、冷房が必要でエンジン始動時のコン
プレッサ停止期間内にコンプレッサ作動指令があった場
合、すなわち、冷房起動初期においてエバポレータの温
度を低下させる期間が実質的に短く制限され、冷房起動
後所定期間だけ空調風の低風量制御を行っても、熱風の
吹き出しを有効に抑制することが困難な場合には、低風
量から高風量への送風量の増加がゆっくりと行なわれる
ことになり、上記熱風の車室内への吹き出しを十分に抑
制することができる。

この結果、エンジン始動性の向上と、冷房起動初期に
おける熱風吹き出しの抑制とを両立して実現することが
できる。

［実施例］以下、この発明の実施例を、添付図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図に示すように、本実施例に係る空調装置１は、
例えば伝動ベルトなどの動力伝達手段８を介してエンジ
ンＥの出力軸Esに連結されたコンプレッサ２と、例えば
エンジンルーム前端に配置されたコンデンサ３と、該コ
ンデンサ３の下流側に配置された一定容積のレシーバタ
ンク４と、該タンク４の下流側でエバポレータ６（蒸発
器）の直上流側に配置されたエキスパンションバルブ５
とを、冷媒配管７で順次直列に接続して構成された冷凍
サイクルを備えており、上記エバポレータ６は、空調ユ
ニット10内で空調風を冷却するクーリングユニット12の
主要部を構成している。

上記コンプレッサ２で吸入・圧縮されて高温・高圧と
なったガス冷媒は、コンデンサ３で走行風との熱交換に
よって冷却・凝縮されて液冷媒となり、この液冷媒は、
レシーバタンク４を経て上記エキスパンションバルブ５
に送られ、該バルブ５で所定圧力に減圧されて断熱膨張
するとともに、エバポレータ６内で周囲の空気から気化
熱を奪いながら蒸発・気化する。そして、この気化して
ガス状となった冷媒は再び上記コンプレッサ２に吸入さ
れ、以下、同様のサイクルを繰り返すようになってい
る。

尚、上記エンジンＥの出力軸Esとコンプレッサ２の駆
動軸との間には、両者を接離可能に連結する例えば電磁
式のクラッチ装置９が介設され、エンジンＥの駆動状態
において該電磁クラッチ９が接続（ON）されることによ
り、エンジン動作の一部を消費しながら上記コンプレッ
サ２が駆動させられる。上記電磁クラッチ９は、例えば
マイクロコンピュータを主要部として構成された空調制
御ユニット40に信号授受可能に接続され、該制御ユニッ
ト40からの命令信号によってON（接続）/OFF（切り離
し）状態が制御されるようになっている。

上記空調ユニット10は、上流側から順番に、空調され
るべき空気を取り入れて装置10内に送り込むブロアユニ
ット11、上記エバポレータ７により空調風を冷却するク
ーリングユニット12、及びエンジンＥの冷却水を熱源と
するヒータコア22により空調風を暖めるヒータユニット
13を備え、該ヒータユニット13は車室内に空調風を送給
する空調ダクト14に接続されており、該空調ダクト14の
各端末は、ベント15、ヒータ16あるいはデフロスタ17の
各吹出口に連通している。また、上記ヒータユニット13
には、ヒータコア22を通過する風量を調節して空調風の
温度を調節するエアミックスドア23,24が設けられ、ま
た、上記空調ダクト14には、空調風の吹出モードを切り
換えるために、ベントドア25、ヒートドア26及びデフロ
スタドア27が設けられている。

尚、上記エアミックスドア23,24は共にエアミックス
ドアモータ28に、また上記ベント，ヒート及びデフロス
タの各モードドア25,26及び27はいずれもモードドアモ
ータ29にそれぞれ連結され、これらドアモータ28,29
は、空調装置１の作動を制御する上記空調制御ユニット
40にそれぞれ信号授受可能に接続されている。そして、
該空調制御ユニットからの制御信号に応じて上記各ドア
モータ28,29が駆動されることにより、各ドア23,24,25,
26,27の開度が調節され、空調風の温度及び吹出モード
が制御されるようになっている。

また、上記ブロアユニット11は、内外気切換ダンパ32
の開閉により、空気の取り入れ状態を外気導入と内気循
環とに切り換えるエアインテイクボックス31と、該エア
インテイクボックス31を介して外気または内気を取り入
れて下流側に送給するブロアファン34と、該ブロアファ
ン34を回転駆動するブロアモータ35とで構成され、内外
気切換ダンパ32に付設されたダンパ駆動モータ33を作動
させて上記切換ダンパ32の開度を調節することにより、
外気または内気もしくは両者の混合気を装置10内に取り
入れることができ、また、上記ブロアモータ35の回転数
を制御することによって空調風の風量を調節することが
できるようになっている。

上記空調装置１は、例えば、オートコントロール機能
やオートモード機能を備えた所謂オートエアコンで、こ
のオートエアコンの各種制御を行う上記空調制御ユニッ
ト40には、該制御ユニット40に入力操作を行う入力操作
盤60が接続されている。該操作盤60は、空調装置１によ
る空調状態を所望の状態に設定する設定入力部61と、空
調装置１の運転状態を表示する表示部62とを備え、上記
設定入力部61には、空調装置１の作動をON/OFFさせるメ
インスイッチ63、オート運転させるオートスイッチ64、
空調風の風量をマニュアル設定するファンスイッチ65、
車室内の温度を設定する温度設定スイッチ66、取り入れ
空気を内気循環と外気導入とにマニュアルで切り換える
内外気切換スイッチ67、及び空調風の吹き出しモードを
マニュアル設定するモードスイッチ群68などが設けられ
ている。

上記メインスイッチ63は、１回押し操作することによ
り、空調装置１がONされるとともに、必要冷房力を判断
してコンプレッサ２を断続作動つまり電磁クラッチ９を
断続的に接続するエコノミモード（ECOモード）が設定
され、２回押し操作すると、コンプレッサ２を連続作動
つまり電磁クラッチ９を連続的に接続することにより、
冷房開始を指示するエアコンモード（A/Cモード）に切
り換えられ、３回目の押し操作によって空調装置１の作
動がOFFされるようになっている。尚、この替わりに、
空調装置１の作動モードを上記A/CモードとECOモードと
に切り換えるモード切換スイッチを、上記メインスイッ
チ63とは別途に設けてもよい。また、メインスイッチ63
をONした状態でオートスイッチ64がONされた場合には、
環境条件に応じて、A/C及びECOのモード切り換え、並び
に空調装置１の運転OFFとが自動的に行なわれるように
なっている。

上記空調制御ユニット40は、第２図に示すように、上
記入力操作盤60の各スイッチが接続された判定制御部41
と、電磁クラッチ９を介してコンプレッサ２のON/OFFを
制御するコンプレッサ制御部42と、エンジンＥが始動さ
れてからの経過時間を計測する第１タイマ回路43と、ブ
ロアファン34が駆動されてからの経過時間を計測する第
２タイマ回路44と、ブロアモータ35の回転数を制御して
空調風の送風量を制御する送風量制御部50とを備えてい
る。上記判定制御部41には、入力操作盤60の各スイッチ
からの設定入力信号の他、イグニッションスイッチIGの
ON/OFF信号及びエンジンコントロールユニットECUから
の出力信号が入力され、更に、日射量を検出する日射セ
ンサ46（第１図参照）、主としてエバポレータ６の温度
を検出するエバポレータセンサ47、車室内の温度を検出
するインカーセンサ48及び車外の温度を検出する外気セ
ンサ49などの各種センサからの検出信号が入力されるよ
うになっている。

また、上記判定制御部41には、空調装置１の作動モー
ドがA/Cモードに設定された際に、冷房開始を指示するA
/Cスイッチ部45が設けられ、該A/Cスイッチ部45は、上
記メインスイッチ63の押し操作でA/Cモードが選択され
た場合、あるいは、オート運転時、環境条件に応じてA/
Cモードが自動的に設定された場合にONされ、コンプレ
ッサ制御部42に対して、コンプレッサ２を連続作動させ
る作動信号を出力するようになっている。

以上の構成において、イグニッションスイッチIG及び
入力操作盤60のメインスイッチがONされて空調装置１及
び空調制御ユニット40の運転が開始されると、上記各種
センサ46,47,48,49からの検出信号及びエンジンコント
ロールユニットECUからの出力信号が上記判定制御部41
に入力されるとともに、上記入力操作盤60の設定入力に
応じたマニュアル運転またはオート運転による空調装置
１の運転が開始される。そして、エアミックスドアモー
タ28を介してエアミックスドア23,24の開度を調節する
ことによる温度調節、モードドアモータ29を介してモー
ドドア25,26,27を開閉させることによる吹き出しモード
の設定、コンプレッサ制御部42によるコンプレッサ２の
作動制御、及び送風量制御部50による空調風の風量制御
などが行なわれる。

本実施例では、上記送風量制御部50に、マニュアル運
転時に送風量を手動制御するマニュアル制御部54、オー
ト運転時に送風量を自動的に制御するオート制御部55の
他に、日射センサ46または例えばインカーセンサ48の検
出値が所定値以上で、かつ、エンジン始動開始後、上記
第１タイマ回路43で予め設定された期間（T₁）内に上記
A/Cスイッチ部45からのコンプレッサ作動指令がない場
合に、第１の設定時間内で送風量を低風量から高風量に
増加させる第１制御部51と、上記日射センサ46またはイ
ンカーセンサ48の検出値が所定値以上で、かつ、エンジ
ン始動開始後、第１タイマ回路43の上記設定期間T₁内に
A/Cスイッチ部45からのコンプレッサ作動指令があった
場合に、上記第１の設定時間よりも長い第２の設定時間
内で、送風量を低風量から高風量に増加させる第２制御
部52と、上記日射センサ46またはインカーセンサ48の検
出値が所定値以下のときに、上記第２の設定時間よりも
長い第３の設定時間内で、送風量を低風量から高風量に
増加させる第３制御部53とが設けられている。尚、上記
オート制御部55は、冷房起動初期に所定期間（T₂）だけ
空調風の送給を低風量に制限する風量制限機能を備えて
いる。

以下、上記送風量制御部50による冷房起動時の風量制
御について、第３図のフローチャート及び第４図のグラ
フを参照しながら説明する。

風量制御が開始されると、まずステップ＃１で、ファ
ンスイッチ65がオートモードでブロアファン34がオート
運転状態にあるか否かが判定され、NOの場合、つまりフ
ァンスイッチ65でブロアファン34のマニュアル作動が設
定されている場合には、ステップ＃６で、マニュアル制
御部54を介して送風量が手動制御される。また、上記ス
テップ＃１での判定結果がYESの場合には、ステップ＃
２で第２タイマ回路44がONされ、ブロアファン34駆動後
の経過時間の計測が開始されるとともに、ステップ＃３
で、エボパレータ６の温度が所定値以下であるか否かが
判定され、NOの場合には、ステップ＃４で送風量を所定
の低風量（Lo）に制限した上で空調風の車室内への送給
が開始される（第４図におけるT₂期間参照）。次に、ス
テップ＃５で、送風開始後、第２タイマ回路44で予め設
定された上記所定期間T₂（例えば７秒程度）が経過した
か否かが判定され、NOの場合には、上記低風量Loでの送
風が継続される。

一方、上記ステップ＃３またはステップ＃５の少なく
ともいずれか一方での判定結果がYESの場合、つまり、
エバポレータ６の温度が所定値よりも低下するか、また
は、Loでの送風が予め設定された期間T₂に達した場合に
は、ステップ＃７で日射量が設定値よりも多いか否かが
判定され、NOの場合には、ステップ＃８で車室内の温度
が所定値よりも高いか否かが判定される。そして、この
判定結果がNOの場合に、ステップ＃13で上記第３制御部
53による風量制御が行なわれ、第４図において破線グラ
フで示されるように、低風量Loから高風量Hiへの風量増
加は、最も長い時間（例えば30秒程度）をかけてゆっく
りと行なわれる。すなわち、日射量が比較的少なく、車
室内の温度も比較的低い中間季などには、車室内を徐々
に冷房し、冷房起動時に大量の空調風が吹き出して乗員
に違和感を及ぼすことを防止できるようになっている。

また、上記ステップ＃７またはステップ＃８の少なく
ともいずれか一方での判定結果がYESの場合には、ステ
ップ＃９で、コンプレッサ２に対する作動指令があるか
否かが判定され、NOの場合には、ステップ＃11で上記第
１制御部51による風量制御が行なわれ、第４図において
実線グラフで示されるように、LoからHiへの風量増加
は、最も短い時間（例えば10秒程度）で急速に行なわれ
る。すなわち、日射量が比較的多く、車室内の温度も比
較的高いが、コンプレッサの作動指令つまりA/Cスイッ
チ部45による冷房開始指令がない場合には、起動時に空
調風が大量に車室内に吹き出しても乗員に不快感を及ぼ
す心配が少ないので、車室内温度をできるだけ早く設定
温度にするために、風量増加が迅速に行なわれるように
なっている。

一方、上記ステップ＃９での判定結果がYESの場合、
つまりコンプレッサ２に対する作動指令があった場合に
は、上記作動指令が出力された時点で、エンジンＥが始
動されてからの経過時間が第１タイマ回路43で予め設定
された期間T₁（例えば５秒程度）に達したか否かが判定
され（ステップ＃10）、YESの場合には、コンプレッサ
２の停止期間が停止しているのでステップ＃11が実行さ
れる。また、上記ステップ＃10での判定結果がNOの場合
には、ステップ＃12で第２制御部52による風量制御が行
なわれ、上記第１風量制御の場合よりも長く、第３風量
制御の場合よりも短い時間内で、比較的ゆっくりと風量
増加が行なわれる。すなわち、日射量が多く、車室内の
温度も高い場合において、オート運転時の判定制御によ
って、またはマニュアル運転時の乗員のA/Cモードへの
入力操作によって冷房開始指令が出力され、しかも、こ
の冷房開始指令が、エンジン始動開始後のコンプレッサ
停止期間T₁が経過していない間にあった場合は、最も高
い温度の熱風吹き出しが生じやすい場合であるので、こ
の場合には、風量増加の速度を制限することにより、冷
房起動時における熱風吹き出しを有効に抑制することが
できる。

そして、上記ステップ＃11,＃12または＃13を終えた
後は、ステップ＃14で、オート制御部55による送風量の
自動制御が行なわれるようになっている。

以上、説明したように、本実施例によれば、冷房が必
要でエンジン始動時のコンプレッサ停止期間内にコンプ
レッサ作動指令があった場合、すなわち、冷房起動初期
においてエバポレータ６の温度を低下させる期間が実質
的に短く制限され、冷房起動後所定期間T₂だけ空調風の
低風量制御を行っても、熱風吹き出しを有効に抑制する
ことが困難な場合には、低風量Loから高風量Hiへの風量
増加をゆっくりと行うことができ、上記熱風の車室内へ
の吹き出しを十分に抑制することができる。この結果、
エンジン始動性の向上と、冷房起動初期における熱風吹
き出しの抑制とを両立して実現することができるのであ
る。

尚、上記実施例は、日射量と車室内温度とコンプレッ
サ作動指令の出力時期とにより、上記第1,第２及び第３
風量制御のいずれのパターンが適用されるかを定めるよ
うにしたものであったが、上記車室内温度の替わりに、
外気温度あるいは他の車室内温度に関連した温度を用い
ても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る自動車の空調装置及びそ
の制御装置を概略的に表す全体構成図、第２図は上記空
調制御装置のブロック構成図、第３図は上記空調制御装
置による冷房起動時における送風量の制御を説明するた
めのフローチャート、第４図は上記空調制御装置による
冷房起動時の送風量制御を説明するためのグラフ、第５
図は従来例に係る空調制御装置による冷房起動時の風量
制御を説明するためのグラフである。１……空調装置、２……コンプレッサ、９……電磁クラ
ッチ、34……ブロアファン、35……ブロアモータ、40…
…空調制御ユニット、41……判定制御部、42……コンプ
レッサ制御部、43……第１タイマ回路、45……A/Cスイ
ッチ部、46……日射センサ、47……エバポレータセン
サ、48……インカーセンサ、50……送風量制御部、51…
…第１制御部、52……第２制御部、53……第３制御部、
55……オート制御部、63……メインスイッチ、Ｅ……エ
ンジン、Hi……高風量、Lo……低風量、T₁……コンプレ
ッサ停止期間、T₂……低風量制御期間。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空調制御装置の起動に伴って送風が開始さ
れる空調風の送給量を、空調装置の所定の冷房用機器の
温度が一定値よりも高い場合に、上記空調制御装置の起
動時から所定期間だけ所定の低風量に制限する風量制限
手段と、エンジン始動時から所定の設定期間だけコンプ
レッサの駆動を停止するコンプレッサ制御手段とを備え
てなる自動車の空調制御装置において、日射量を検出する日射量検出手段と、車室内温度または
関連した温度を検出する温度検出手段と、エンジン始動
時からの経過時間が所定の設定期間内であることを判定
する限時手段と、上記コンプレッサの作動・不作動を指
令する指令手段と、上記風量制限手段の非作動時に空調
風の送給量を所定の低風量から所定の高風量まで増加さ
せる送風量制御手段とを備えるとともに、該送風量制御手段には、上記日射量検出手段または温度
検出手段による検出値が所定値以上で、かつ、上記所定
の設定期間内に上記指令手段からの作動指令がないとき
には、第１の設定時間内で送風量を低風量から高風量に
増加させる第１制御手段と、上記日射量検出手段または
温度検出手段による検出値が所定値以上で、かつ、上記
所定の設定期間内に上記指令手段からの作動指令があっ
たときに、上記第１の設定時間よりも長い第２の設定時
間内で送風量を低風量から高風量に増加させる第２制御
手段と、上記日射量検出手段及び温度検出手段による検
出値が所定値以下のときに、上記第２の設定時間よりも
長い第３の設定時間内で送風量を低風量から高風量に増
加させる第３制御手段とが設けられていることを特徴と
する自動車の空調制御装置。