專利名稱:空調(diào)器的溫度控制方法和裝置的制作方法
本發(fā)明涉及空調(diào)器的溫度控制方法和裝置，比如用于汽車中的空調(diào)器，其中冷氣排氣口安置在乘員附近。
在日本已公布的專利申請130809/82號和81813/83號中所示的這類空調(diào)器中，房間里所需的冷卻功率，是根據(jù)來自預(yù)定溫度值和室內(nèi)實際溫度值之間差值的一個物理量而間接計算的，根據(jù)對應(yīng)于所要求冷卻功率的控制信號來控制空氣混合門的張開角度，吹風(fēng)機的風(fēng)速、供給加熱器的熱水量和壓縮機的工作/停止時間，以便控制供給的冷卻功率并從而控制了室溫。
當(dāng)室內(nèi)溫度接近預(yù)定溫度值且所需冷卻量減少時，壓縮機繼續(xù)工作，供給加熱器的熱水量為零(或空氣混合門處于封鎖冷氣進入加熱器內(nèi)部的充分冷卻位置)，并且吹風(fēng)機的風(fēng)速為最小。
在這種情況下，因為通過蒸發(fā)器的吸氣量小，所以冷氣排氣口排出的冷氣量也少，但其溫度很低，例如5℃或者更低。
如果長時間吹出這樣低溫度的空氣，雖然室內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)很好，但坐在排氣口附近的乘員，由于他/她的身體正對著冷氣的部分過冷，所以會感覺不適或頭痛。
本發(fā)明的目的是提供空調(diào)器的溫度控制方法和裝置，防止過冷氣體從排氣口吹出。
在本發(fā)明的溫度控制方法中，室內(nèi)溫度由這樣的一種空調(diào)器來控制，這種空調(diào)器根據(jù)室內(nèi)所需的冷卻功率來控制溫度控制部件，以使從空調(diào)器冷氣排氣口吹出的冷氣的溫度受到直接或間接地監(jiān)測，當(dāng)冷氣溫度低于預(yù)定溫度時，阻止從排氣口吹出的冷氣變得比預(yù)定溫度更低。既使是根據(jù)室內(nèi)所需冷卻功率來實行溫度控制，使排氣口出來的冷氣溫度低于預(yù)定溫度時，低于預(yù)定溫度的冷氣排放也會受到抑制。
本發(fā)明的溫度控制裝置包括產(chǎn)生一個代表室內(nèi)所需冷卻功率的控制信號的裝置;至少有一個根據(jù)這個控制信號來控制室內(nèi)溫度的溫度控制部件;直接或間接地檢測空調(diào)器吹入室內(nèi)的冷氣溫度的冷氣溫度檢測裝置;比較裝置，用于將檢測裝置檢測的冷氣溫度與預(yù)定溫度比較，如果冷氣溫度低于預(yù)定溫度，就產(chǎn)生一個輸出信號;冷氣排出控制裝置，根據(jù)比較裝置的輸出信號，抑制低于預(yù)定溫度的冷氣排出。因此，使這樣的冷氣排放得到抑制。
根據(jù)本發(fā)明，在避免從排氣口出來的冷氣過冷、使乘員不致感覺不適或頭痛的同時，室內(nèi)溫度也得到了控制。這樣，在不犧牲冷卻效果的同時，防止了排氣口附近的過冷。
通過參考下面的說明和附圖，本發(fā)明的這些和其它的目的和優(yōu)點會變得更加明顯。
圖1是本發(fā)明第一組實施方案的框圖;
圖2是本發(fā)明第二組實施方案的框圖;
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的汽車空調(diào)器的一個實施方案的結(jié)構(gòu);
圖4是圖1中溫度控制系統(tǒng)的框圖;
圖5是一個溫度控制系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明圖1中的結(jié)構(gòu)來控制溫度校正;
圖6為一條特性曲線，表示汽車空調(diào)器實施方案的優(yōu)點;
圖7為溫度調(diào)節(jié)特性曲線，用于解釋本發(fā)明的其它實施方案;
圖8是用于解釋另外一個實施方案的流程圖。
圖1是本發(fā)明第一組實施方案的框圖，圖2是第二組實施方案的框
在圖1中，基于目標(biāo)溫度Tso(預(yù)置)和室溫Tr之差▲T的所需冷卻功率由一個信號來代表，把這個信號由運算裝置(未畫出)加到工作控制器1，根據(jù)所需冷卻功率，工作控制器1把一個代表排出冷氣目標(biāo)溫度Tdo的控制信號，加到溫度控制部件2，該部件控制排出冷氣的溫度。空調(diào)器吸入空氣，加以冷卻并排出冷卻后的空氣。因為吸入空氣溫度的變化，實際溫度Td通常不同于排出冷氣目標(biāo)溫度Tdo?？梢灾苯踊蜷g接地檢測到排出冷氣的溫度Td，并將檢測到的溫度送給冷氣排出控制裝置3，當(dāng)它確定排出冷氣的溫度低于預(yù)定溫度時，送出一個校正信號給工作控制器1，以改變控制器1的工作狀態(tài)。
對于所需冷卻功率的排氣目標(biāo)溫度，可以根據(jù)比例積分進行計算。在本發(fā)明的實施方案中，一個正比于△T的數(shù)值(比例項)與一個正比于△T的積分的數(shù)值(積分項)之和為排氣目標(biāo)溫度Tdo。如果排氣溫度低于預(yù)定溫度，則校正△T的積分。排氣溫度越低，校正值或被校正的△T就越大，排氣目標(biāo)溫度Tdo就越高。在本發(fā)明的另一個實施方案中，當(dāng)通過計算確定的排氣目標(biāo)溫度低于預(yù)定極限目標(biāo)溫度Tdomin時，一個取代計算結(jié)果的對應(yīng)于極限目標(biāo)溫度Tdomin的控制信號，加到溫度控制部件2。
在圖2中，把一個代表所需冷卻功率的信號，由運算裝置(未畫出)加到工作控制器1，工作控制器1計算出排氣目標(biāo)溫度Tdo，并把一個代表排氣目標(biāo)溫度的控制信號加到溫度控制部件2，以控制排氣溫度。當(dāng)排氣溫度Td高于預(yù)定溫度時，冷卻功率控制器4將來自工作控制器1的控制信號不加變換地送給溫度控制部件2。當(dāng)排氣溫度Td低于預(yù)定溫度時，冷氣排出控制器3把一個信號加給冷氣抑制裝置4，該裝置限制控制信號，以抑制排氣溫度Td變得低于預(yù)定溫度。
參照圖3至圖6，現(xiàn)在來解釋在日本已公開的專利申請81813/83號的汽車空調(diào)器上應(yīng)用本發(fā)明的一個實施方案。
空氣由吹風(fēng)機5吸入，通過蒸發(fā)器6冷卻，同時其中的一部分由加熱器7加熱，并與環(huán)繞加熱器7的冷空氣混合，混合氣通過上排氣口(vent blow-off port)11或下排氣口(floor blow-off port)12排出，進入車箱。
內(nèi)/外空氣開關(guān)門14選擇外部空氣A從外部空氣引導(dǎo)口8吸入，或者內(nèi)部空氣B從內(nèi)部空氣引導(dǎo)口9吸入。
有兩條冷氣通路繞過加熱器7，即一條主冷氣通路35和一條從屬冷氣通路36。第一空氣混合門15和第二空氣混合門16a、16b分別排列于兩條通路中。加熱器7的下流熱空氣通路，被隔層w分為主熱氣通路37和從屬熱氣通路38。
通過主冷氣通路35的冷氣和通過從屬熱氣通路38的熱氣，在上面的C1室中混合，混合后的氣體由上排氣口11排出，吹到車廂的上部，即乘員身體的上部。另一方面，通過從屬冷氣通路36的冷氣和通過主熱氣通路37的熱氣，在下面的C2室中混合，混合后的氣體由下排氣口12排出，吹到車廂的下部，即乘員的腿部。
底門17控制下排氣口12的關(guān)閉和打開，它與防凍器側(cè)門17a相連，門17a置于防凍器支路39中，以控制防凍器支路39的關(guān)閉和打開。頂門18有選擇地打開上排氣口11，或打開防凍器排氣口10、放置于從屬熱氣通路38中的熱氣旁路控制門15C是一個舌門，由作用于門兩側(cè)的氣壓差來控制其關(guān)閉和打開。通過調(diào)節(jié)器19控制內(nèi)/外空氣開關(guān)門14。調(diào)節(jié)器19是大家都知道的雙動式隔膜調(diào)節(jié)器，它通過真空管19d上具有真空引入口19b和大氣引入口19C的空氣閥19a來控制兩個隔膜盒或者為真空，或者充入大氣，因此，它控制內(nèi)/外空氣開關(guān)門14置于內(nèi)部空氣引入位置S1，半內(nèi)/外空氣引入位置S2或外部空氣引入位置S3。
第一空氣混合門15可以由已公開的日本專利申請70727/82號中所示的具有內(nèi)裝空氣閥門的調(diào)節(jié)器來控制。圖3中，為便于解釋其功能，調(diào)節(jié)器20和空氣閥門20a是分開的。通過控制，使真空經(jīng)過真空引入口20b和真空引入管20d擴展到調(diào)節(jié)器20，并使大氣經(jīng)過空氣閥20a和大氣引入口20c擴展到調(diào)節(jié)器20，在最大冷卻位置P1(0°)和最大熱位置P2(30°)之間可以線性控制第一空氣混合門15的打開角度。當(dāng)?shù)谝豢諝饣旌祥T置于最大冷卻位置時，上室C1中氣壓升高，熱氣支路控制門15C將熱氣支路關(guān)閉正如第一空氣混合門15那樣，第二空氣混合門16a和16b可以由已公開的日本專利申請70727/82號中所示的具有內(nèi)裝空氣閥門的調(diào)節(jié)器來控制。門16a和16b是通過連桿和凸輪機械連接的，當(dāng)門16a由全閉位置P3(0°)向半開位置P4(15°)運動時，門16b從全閉位置P7(0°)上開始運動;門16b以加倍的速度從全閉位置P7向全開位置P8(30°)運動，直到門16a從半開位置P4向全開位置P5(30°)運動時為止。
圖3中，為便于解釋其功能，調(diào)節(jié)器21和空氣閥門21a是分開的。通過控制，使真空經(jīng)過真空引入口21b和真空管21d，擴展到調(diào)節(jié)器21，使大氣經(jīng)過空氣閥21a和大氣引入口21c進入調(diào)節(jié)器，在上述范圍內(nèi)對第二空氣混合門16a和16b的位置可以進行線性控制。
頂門18由眾所周知的單動式隔膜調(diào)節(jié)器來控制。具有真空引入口23b和大氣引入口23c的空氣閥門23a，通過真空管23d控制調(diào)節(jié)器23的隔膜盒，使其或抽為真空，或充進大氣，以使底門17或處于下排氣口8打開的位置S8，或處于下排氣口8關(guān)閉的位置S7。
微型計算機100從不同的探測器中讀入信號，例如探測上排氣口11的排氣溫度的上排氣溫度探測器;探測下排氣口12的排氣溫度的下排氣溫度探測器25;探測車廂上部分溫度的車廂上部溫度探測器26;探測車廂下部分溫度的車廂下部溫度探測器27;具有溫度調(diào)整電位計24的光照探測器30;外部溫度探測器29;還有光電二極管;用于探測第一空氣混合門實際位置的反饋電位計31;和用于探測第二空氣混合門16a實際位置的反饋電位計32。微型計算機根據(jù)上述的讀入信號進行計算并產(chǎn)生輸出信號，以控制內(nèi)/外空氣開關(guān)門14、第一和第二空氣混合門15和16(包括16a和16b)、底門17和頂門18的打開角度和位置使之適宜于對空調(diào)器提出的環(huán)境條件要求。
微型計算機100通過吹風(fēng)機驅(qū)動器41來進一步控制吹風(fēng)機的速度，這可以用日本專利公告104524/79號中所示的電路。差動放大器的輸入電壓可以由微型計算機100的輸出來控制，該差動放大器控制輸出功率三極管的基極電流。
微型計算機100，通過驅(qū)動器50進一步控制磁離合器42的激勵，以便控制壓縮機43的工作并控制通過膨脹閥44流入蒸發(fā)器的冷卻劑的流量。
微型計算機100進而產(chǎn)生一個信號來控制熱水通路45中的熱水塞46，通過這個通路把熱水供給到加熱器7，由驅(qū)動器51來控制熱水塞46。
在本實施方案中，以下列方式來控制每個控制部件。
〔內(nèi)/外空氣開關(guān)門〕
根據(jù)所取得的第一空氣混合門15的張開角度信號θu來變換內(nèi)/外空氣開關(guān)門的張開角度，取得張角信號θu的方法將在后面敘述，但其變換特性隨外部空氣溫度條件而變化。如果外部空氣溫度比溫度調(diào)整電位計所置的預(yù)定溫度高10℃以上，當(dāng)?shù)谝豢諝饣旌祥T15的張開角度信號小于-11°時，內(nèi)/外空氣開關(guān)門14處于內(nèi)部空氣引入位置S1(當(dāng)張開角度信號為0°時，空氣混合門到達位置p1，且當(dāng)信號處于負值范圍時固定在位置P1上);當(dāng)信號提高為-7°時，內(nèi)/外空氣開關(guān)門14處于半內(nèi)/外空氣引入位置S2;當(dāng)張開角度信號到達+12時，此門處于外部空氣引入位置S3。一旦門14處于外部空氣引入位置S3，它就一直保持在S3這個位置，直到第一空氣混合門15的張開角度信號減為+4°以下為止。
在上述之外的外部空氣條件下，無論假設(shè)第一空氣混合門15的張開角度信號為什么樣的負值，門14都不會處于內(nèi)部空氣引入位置S1。處于半內(nèi)/外空氣引入位置和外部空氣引入位置的情況與上述相似。〔空氣混合門〕
第一和第二空氣混合門的張開角度θ0用下面的方法來進行計算。參考圖4所示的自動控制框圖來解釋計算過程，依照本發(fā)明圖中所示的計算過程沒有修正。
當(dāng)溫度調(diào)整電位計28設(shè)定了溫度Ts時，微型計算機100讀入相應(yīng)的電壓。微型計算機100，從相應(yīng)于預(yù)置溫度Ts的電壓中，減去相應(yīng)于外部空氣溫度Ta的電壓和相應(yīng)于光照量Zc的電壓，以確定目標(biāo)溫度Tso。Ks、Ka和Kz是用于將溫度和光照量轉(zhuǎn)換為電壓的比例系數(shù)。
要對車廂上部的目標(biāo)溫度和車廂下部的目標(biāo)溫度進行修正，根據(jù)外部空氣溫度條件，兩者之間要有一個預(yù)定的溫度差。在本實施方案中，當(dāng)外部空氣溫度高于20℃時，兩個目標(biāo)溫度是相等的;當(dāng)外部空氣溫度低于20℃時，對于上部的目標(biāo)溫度，要加上一個隨外部空氣溫度下降而增加的修正值。例如，當(dāng)預(yù)置溫度Ts為25℃，并且外部空氣溫度為-10℃時，上部分目標(biāo)溫度為26.5℃，而下部分目標(biāo)溫度為32℃。
把這樣計算出來的目標(biāo)溫度Tso，與內(nèi)部空氣溫度探測器26、27的輸出相比較，計算出它們之間的差值△T。
圖4表示△T的計算過程，上半部分表示把冷氣吹入車廂上部時的計算過程，下半部分表示把冷氣吹入車廂下部時的計算過程。因為兩種計算過程是相同的，所以只對冷氣吹入車廂上部時的計算過程作一解釋。
微型計算機根據(jù)下面的公式計算△T的比例積分，以確定從上排氣口11中排出氣體的目標(biāo)溫度Tdo(和從下排氣口中排出氣體的目標(biāo)溫度)。
Tdo＝Kp(△T+ 1/(Ti) ∫△Tdt)…… (1)
其中，Kp是比例常數(shù)，Ti是積分常數(shù)。圖4中的Pi代表比例積分。
微型計算機將目標(biāo)排氣溫度Tdo與通過排氣溫度探測器24和25探測到的實際排氣溫度Td進行比較，根據(jù)以下公式中的差值，計算出空氣混合門15和16的目標(biāo)張開角度θ0。
θ0＝K1(Tdo-Td)……(2)
其中K1是比例常數(shù)。
實際上，空氣閥門20a和21a，根據(jù)θ0來控制空氣混合門15和16。實際張開角度θ是由反饋電位計31和32檢測的，并被修正為等于目標(biāo)張開角度θ0。K2代表比例常數(shù)。
當(dāng)將空氣混合門15和16控制到所需張開角度時，排氣溫度必須達到Tm，這一溫度與目標(biāo)溫度大致相等。但是，排氣溫度隨空調(diào)器吸入空氣的溫度Tsc而變化，實際排氣溫度是Td。把實際溫度Td與目標(biāo)溫度Tdo相比較，根據(jù)公式(2)來修正空氣混合門的張開角度。
當(dāng)溫度達到目標(biāo)溫度時，供給了車廂所需要的冷卻功率θA，但根據(jù)相應(yīng)于進入車廂的熱量QD的溫度室溫Tr是高于目標(biāo)溫度Tso的。KQ代表根據(jù)排氣溫度控制冷卻功率θA的常數(shù)，它與冷氣的流速有關(guān)，R代表整個車廂的熱容量。
因為室內(nèi)溫度Tr高于目標(biāo)溫度Tso，所以，根據(jù)公式(1)，對實際室溫Tr和目標(biāo)溫度Tso之間的差值△T進行比例積分運算，以修正室內(nèi)溫度。當(dāng)室溫被讀入微型計算機100時，Kr代表轉(zhuǎn)換系數(shù)。
下面解釋本發(fā)明使用的比例積分修正方法的基本原理。
在本實施方案中，根據(jù)排氣溫度Td的情況來修正比例積分的計算公式，以便設(shè)置一個更高的目標(biāo)排氣溫度Tdo′，使排氣溫度不會變得低于目標(biāo)溫度。
目標(biāo)溫度Tso與室內(nèi)溫度Tr之間的差值△T，在比例積分計算中的比例項和積分項里分為△T1和△T2，如下所示。
Tdo＝Kp(△T1+ 1/(Tλ) ∫△T2dt) ……(2′)
按下式確定△T1和△T2。
△T1＝Tso-Tr ……(3)

其中，D1是預(yù)定最低允許溫度，D2代表一個用于修正D1的常數(shù)。當(dāng)排氣溫度Td低時，設(shè)置▲T2高于△T1，以增大積分項的作用，使目標(biāo)排氣溫度設(shè)置成更高的溫度Tdo′。
在本實施方案中，如果光照量Zc大，既使實際排氣溫度低于目標(biāo)溫度，也要把目標(biāo)排氣溫度設(shè)置得較高些，因為如果光照強，較低的排氣溫度會使乘員感覺更舒適。
如公式(4)和(5)所示，在特殊情況下，當(dāng)排氣溫度Td和光照修正項(D1-D2·Zc)相等，或者兩者之間的差值大于零時，則設(shè)置△T2與△T1相等，因為光照很強。另一方面，當(dāng)排氣溫度Td和光照修正項之間的差值小于零時，△T2中要加上其差值的絕對值，這個新的△T2用在公式(2′)的積分項中。
圖5表示本實施方案的具有修正的計算過程的框圖。圖5與圖4的的不同之處在于，根據(jù)實際排氣溫度Td和光照量Zc，方框CR確定是否對比例積分中的積分項進行了修正，如果修正了，就向方框Pi送出一個修正命令。除此之外，圖5與圖4是相同的。積分項修正的判定和修正本身，是根據(jù)公式(2′)-(5)來進行的。圖5中的其它操作與圖4中的同樣操作是相似的。如果滿足排氣溫度Td和光照量Zc的條件，微型計算機100就根據(jù)圖5所示的計算過程來控制空氣混合門15和16的張開角度，其方法與圖4所示的相同。
結(jié)果，公式(2′)中的 1/(Tx) ∫△T2dt項隨時間增加而增大，目標(biāo)排氣溫度Tdo升高。因此，公式(2)中給出的θ0加大。圖3中的空氣混合門15和16移動，以升高Td，并且排氣溫度Td升高。這一過程一直繼續(xù)到滿足Td-(D1-D2·Zc)＞0的條件為止。本實施方案屬于圖1所示的一組。
圖6表示汽車空調(diào)器的特性曲線圖。曲線n表示沒有進行本發(fā)明的溫度控制時的特性，曲線l表示實行本發(fā)明的溫度控制時的特性，曲線m表示通過另一個實施方案(以后敘述)進行溫度控制時的特性。
如圖6中的點劃線l所示，根據(jù)本實施方案，致冷開始10分鐘以后，排出空氣溫度升到10-12℃，進入穩(wěn)態(tài)(當(dāng)D1＝12和D2＝0-7/660時)，這一溫度非常適合于乘員。致冷開始后5分鐘時，車廂溫度Tr不很低，公式(2′)中的△T1大。因此，排氣溫度Td低于10℃。這樣，允許很快的初始致冷，并且不會造成乘員感覺過冷。從而，可以獲得使人們感覺非常舒適的排氣溫度。當(dāng)陽光直接照在乘員身上時，如果不根據(jù)光照量Zc降低排氣空氣溫度Td，乘員會感覺熱，如果在公式(4)和(5)中，D2＝7/660，則在盛夏的陽光下(典型值為660Kcal/hr·m2)，處于穩(wěn)態(tài)的排出空氣溫度Td可能降到5℃，消除了乘員感覺到的酷熱。已經(jīng)證實，此時乘員不會感覺到排出的空氣很冷，或者感覺疼痛，因為，由于日照，乘員皮膚的溫度較高。
當(dāng)由第一空氣混合門15控制的上排氣口11的排氣溫度不同于由第二空氣混合門16控制的下排氣口12的排氣溫度時，分別獨立計算各自的目標(biāo)排氣溫度，排氣溫度對積分項修正的影響也互不相關(guān)?？梢酝ㄟ^與光照量的比較或與預(yù)定值的比較來確定下排氣溫度是低還是高，因為下排氣溫度受光照影響不大。上排氣溫度也可以通過與預(yù)定溫度比較來確定，而不是通過是否有光照來確定。
下面解釋防止從排氣口排出過冷冷氣的另一個實施方案。
人們感覺冷或不舒服的排出空氣溫度Td的參考溫度Tdr，是隨著目標(biāo)溫度Tdo和外部或周圍的空氣溫度Ta的情況而變化的。圖7中示出表示它們之間關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)。在圖7中，當(dāng)外部空氣溫度Ta和目標(biāo)溫度Tso之間的差值增大時，人體上半部分的參考溫度可能較低，如實線X所示。正如前面講過的，當(dāng)陽光照射在乘員身上時，根據(jù)光照量，圖7中的曲線X下滑一段預(yù)定的距離，以使參考溫度更低。另一方面，如圖7中的實線y所示，腿部的參考溫度受外部空氣溫度Ta或目標(biāo)溫度Tso的影響很小，并且完全不受光照量的影響。
如公式(6)-(8)所示，在本實施方案中，當(dāng)根據(jù)公式(1)計算出的目標(biāo)排氣溫度低于根據(jù)公式(6)計算出的極限目標(biāo)溫度Tdomin時，以Tdomin代替目標(biāo)排氣溫度Tdo。
Tdomin＝Tdr-D3·Zc ……(6)
其中D3是一個常數(shù)。
若Kp(△T+ 1/(Tx) ∫△Tdt)≥Tdomin
Tdo＝Kp(△T+ 1/(Tx) ∫△Tdt) ……(7)
若Kp(△T+ 1/(Tx) ∫△Tdt)＜Tdomin
Tdo＝Tdomin ……(8)
在本實施方案中，因為目標(biāo)排氣溫度Tdo沒有下降到由公式(6)定義的最小值以下，通過公式(2)計算出的空氣混合門張開角度θ0比較大。圖3中空氣混合門15和16的位置限制于這樣一個范圍，在這個范圍內(nèi)允許排氣溫度高于公式(5)給出的溫度。本實施方案中排氣溫度的時間響應(yīng)，由圖6中的虛線m表示。在圖6中，根據(jù)外部空氣溫度Ta、目標(biāo)溫度Tso和光照量Zc，處于穩(wěn)態(tài)位置的虛線m縱向下降一段預(yù)定距離。圖7中的特性曲線，表示帶來舒適感覺的實驗值。但是，根據(jù)汽車的狀態(tài)不同，特性曲線可能需要某些修改。實驗已確定，對于人體的上半部分，D3應(yīng)取10/660，而對于腿部，D3應(yīng)取0。本實施方案屬于圖1的一組。在本實施方案中，因為在目標(biāo)排氣溫度Tdo的計算過程中沒有包括時間因素，所以便于進行數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)修改。
參考圖8，解釋一下本發(fā)明的另一個實施方案。圖8是一個問題分析程序(PAD)圖，表示邏輯控制的一部分。它與前面的實施方案的不同之處在于，不是升高排氣溫度Td，而是停止冷氣排出。圖8的基本操作如下。如果排氣溫度Td高于人們感覺冷的溫度D4，排氣口的門打開，把氣體吹向乘員;如果排氣溫度Td低于溫度D4，排氣口的門關(guān)閉，阻止冷氣排出。實際上，打開和關(guān)閉門時，需要有±2℃的滯后，以防止由于溫度探測器探測溫度的小起伏而引起的不規(guī)則振蕩。圖8示出包括這樣一個滯后的邏輯控制。排氣口的門打開后，在滿足Td＜D4-2的條件下，把門關(guān)閉;門關(guān)閉后，在滿足Td≤D4+2的條件下，把門打開。在圖3所示的具有上排氣口11和下排氣口12的空調(diào)器中，本實施方案特別適用于下排氣溫度的控制。在這種情況下，D4的適宜值為22-28℃。例如，在夏季，致冷開始時，排出空氣溫度很高，并且排氣溫度Td高于D4。這樣，從上排氣口11和下排氣口12中吹出冷氣，對于其身體上半部分和腿部都感覺很熱的乘客來說，就會感覺很舒服。隨著時間推移，當(dāng)下排氣溫度降到溫度D4以下時，根據(jù)圖8的邏輯，底門17關(guān)閉，停止排氣到腿部。在這種狀況下，所有氣體，包括那些在此之前吹到腿部的氣體，都由上排氣口11吹出，以使冷氣吹到乘員身體的上半部。冷空氣重，流向腿部，使乘客感覺腿冷。在下排氣口12的排氣溫度探測器25也是冷的，因此，根據(jù)圖8的邏輯打開或關(guān)閉底門17時，不會引起不規(guī)則振動。這樣，能夠獲得非常舒適而穩(wěn)定的控制效果。在第一和第二實施方案中，使用排氣溫度控制來控制上排氣口的排氣溫度，可以獲得更有效的空調(diào)效果。本實施方案屬于圖1的一組。
在上述實施方案中，空氣混合門的張開角度是由微型計算機來計算的。本發(fā)明并不限于這種實施方案，它還適用于采用比例積分運算放大器的方案，如日本已公開的專利申請31654/80號中示出的。這個實施方案屬于圖2的一組。下面來解釋圖2一組的實施方案。
當(dāng)把比例積分運算放大器用于執(zhí)行類似于第一實施方案的溫度控制時，積分運算放大器配備有轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)排氣溫度Td和光照量Zc的狀況，把由公式(4)確定的數(shù)值或者由公式(5)確定的數(shù)值加到放大器的輸入。
如果執(zhí)行類似于第二實施方案的溫度控制，則需設(shè)置輸出限制裝置，限制比例積分運算放大器的輸出到某個數(shù)值，在這個數(shù)值以下，排氣溫度降到低于預(yù)定溫度，例如，設(shè)置輸出三極管基極電位的箱位裝置。
如圖1所示，在對上排氣溫度和下排氣溫度進行分別控制的系統(tǒng)中，用于空氣混合門的輸出控制電路由比例積分運算放大器構(gòu)成，各個電路都配備有防止過冷冷氣排出裝置。
根據(jù)運算放大器的輸出，使用空氣閥門和調(diào)節(jié)器來打開和關(guān)閉底門，以此可實現(xiàn)對關(guān)閉下排氣口的控制。
當(dāng)使用微型計算機時，防止過冷冷氣排出裝置可以由外部電路52和53構(gòu)成，如圖3中的虛線所示，微型計算機確定排氣溫度和光照量的狀況，以確定外部電路52和53是否工作。用外部電路52和53來阻止微型計算機100提供給空氣閥門21a和20a的正?？刂菩盘?，同時自身產(chǎn)生一個控制信號，以避免第一和第二實施方案中的排氣溫度降到預(yù)定溫度以下。
構(gòu)成外部電路52，以便產(chǎn)生控制信號，控制空氣閥門22a的關(guān)閉，而不管從微型計算機100輸出的控制底門的信號如何。
上述第三實施方案可以用來強制關(guān)閉頂門，使冷氣從防凍器口6排出。
〔壓縮機〕
控制器50根據(jù)微型計算機100的輸出信號，控制磁離合器42，使壓縮機43工作或停止，當(dāng)外界空氣溫度高于0℃時，壓縮機工作，當(dāng)溫度不高于0℃時，壓縮機停止。在經(jīng)濟操作方式中，空調(diào)器停下來，使壓縮機工作，吸入外部空氣，進行空氣調(diào)節(jié)，當(dāng)達到所需狀態(tài)時，不管微型計算機的輸出信號如何，控制器50都停止壓縮機的工作。
〔吹風(fēng)機〕
吹風(fēng)機5的風(fēng)速由目標(biāo)溫度Tso和實際室溫Tr之間的差值來確定。將微型計算機輸出的代表這個差值的信號轉(zhuǎn)換成電壓，根據(jù)眾所周知的V特性，使風(fēng)速在最小值和最大值之間得到線性控制。
當(dāng)外界空氣溫度Ta和目標(biāo)溫度Tso之間的差值為零時，根據(jù)施加的9伏電壓來設(shè)定最大風(fēng)速值，隨著差值正向或負向的增加，最大風(fēng)速提高到相應(yīng)于12伏電壓的數(shù)值。負范圍中風(fēng)速的改變率小于正范圍中的改變率。
〔熱水閥門〕
微型計算機100的輸出信號，通過控制器51來控制熱水閥門46，使它在外界空氣溫度Ta低于目標(biāo)溫度Tso時打開。在其它狀況下，當(dāng)?shù)谝豢諝饣旌祥T15的張開角度信號θ0超過1°時，熱水閥門46打開，一旦打開，閥門就一直保持打開，直到張開角度信號θ0降低到-1°以下時，閥門才關(guān)閉。
權(quán)利要求
1、一種用空調(diào)器控制室內(nèi)溫度的空氣調(diào)節(jié)方法，空調(diào)器根據(jù)室內(nèi)所需冷卻功率來控制溫度控制部件，其特征在于以下步驟
直接或間接地監(jiān)測空調(diào)器冷氣排出口排出的冷氣的溫度；
制止排出口排出冷氣的溫度降到預(yù)定溫度以下，當(dāng)冷氣溫度低于預(yù)定溫度時，就不考慮根據(jù)室內(nèi)所需冷卻功率進行溫度控制了。
2、根據(jù)權(quán)項1的空氣調(diào)節(jié)方法，其特征在于，對預(yù)置溫度和室內(nèi)溫度之間的差值進行比例積分運算，并根據(jù)運算結(jié)果來控制排出冷氣的溫度，以調(diào)整供給的致冷強度，利用上述這些步驟來實現(xiàn)根據(jù)室內(nèi)所需冷卻功率的溫度控制;制止過冷的冷氣排出中包括這樣一個步驟，當(dāng)排出冷氣溫度低于預(yù)定溫度時，對比例積分運算中的積分項加一個修正，使排氣溫度降低時，冷氣溫度升高得較多。
3、根據(jù)權(quán)項1的空氣調(diào)節(jié)方法，其特征在于，對預(yù)置溫度和室內(nèi)溫度之間的差值進行比例積分運算，并根據(jù)運算結(jié)果來控制排出冷氣的溫度，以調(diào)整致冷供給功率，利用上述這些步驟來實現(xiàn)根據(jù)室內(nèi)所需冷卻功率的溫度控制，制止過冷的冷氣排出中包括這樣一個步驟，當(dāng)比例積分運算的運算結(jié)果要求排出冷氣溫度應(yīng)該低于預(yù)定溫度時，則將一個相應(yīng)于預(yù)定冷氣溫度的數(shù)值代替運算結(jié)果，來控制排出冷氣的溫度。
4、根據(jù)權(quán)項2的空氣調(diào)節(jié)方法，其特征在于，根據(jù)是否存在陽光照射來制止過冷的冷氣排出，沒有陽光照射時的上述預(yù)定溫度高于有陽光照射時的上述預(yù)定溫度。
5、根據(jù)權(quán)項3的空氣調(diào)節(jié)方法，其特征在于，根據(jù)是否存在陽光照射來制止過冷的冷氣排出，沒有陽光照射時的上述預(yù)定溫度高于有陽光照射時的上述預(yù)定溫度。
6、空調(diào)器中的溫度控制裝置，具有根據(jù)室內(nèi)所需冷卻強度而產(chǎn)生一個控制信號的裝置和至少一個根據(jù)上述控制信號來控制室溫的溫度控制部件，其特征在于
排出冷氣溫度探測裝置，用于直接或間接地探測從上述空調(diào)器吹到室內(nèi)的冷氣溫度;
比較裝置，用于將上述探測裝置所探測的冷氣溫度與預(yù)置溫度比較，當(dāng)冷氣溫度低于預(yù)置溫度時，產(chǎn)生一個輸出信號;
過冷冷氣排出抑制裝置，根據(jù)上述比較裝置的輸出信號，來制止排出的冷氣低于預(yù)定溫度。
專利摘要
一種用空調(diào)器控制室內(nèi)溫度的空氣調(diào)節(jié)方法。空調(diào)器根據(jù)室內(nèi)所需冷卻功率來控制溫度控制部件。從空調(diào)器冷氣排出口吹出的冷氣溫度得到直接或間接地監(jiān)測。如果冷氣溫度低于預(yù)定溫度，則制止排氣口吹出的冷氣變得比預(yù)定溫度更低。既使是根據(jù)室內(nèi)所需冷卻強度實行的溫度控制，使冷氣溫度變得比預(yù)定溫度低時，也可以制止冷氣溫度的變低。
文檔編號F24F11/00GK85103572SQ85103572
公開日1986年11月5日 申請日期1985年5月9日
發(fā)明者鹿子幡庸雄, 長南健一, 杉沼篤, 手彰, 臼井英雄 申請人:株式會社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan