JPH0342323A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両用空気調和装置、特に日射補正を行ないつ
つ空調制御を行なうものに関する。

（従来の技術〉 従来、この種の装置としては、例えば特公昭５８−１９
４８４号公報に示されるように、フォトダイオードを用
いた日射検出手段を設けると共に、日射検出手段の出力
信号の変化速度を遅延する遅延手段を設けて、日射量を
加味した空調機器の駆動制御を行なうと共に、日射変化
に対して乗員の空調フィーリングを損なわない変化速度
で各空調機器の制御状態を変えるようにしたものが公知
となっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来例にあって、日射検出手段を構
成するフォトダイオード等の光応答素子は、光の検出特
性に指向性があるために、現実の日射量には変化がなく
とも、例えば太陽高度が低くなると検出電流が減少し、
実際には車室内に日射が差し込んできているにも拘らず
、あたかも日射が減少したと同様の検出結果となり、こ
のため、検出日射量に応して送風機等の空調機器の駆動
状態を変える空調装置にあっては、必要とされる送風量
等が得られない、即ち日射補正が不足するという状態を
招くという問題点があった。

そこで、本発明はフォトダイオードの受光特性に寄因す
る上記従来例の問題点を解決し、特に、太陽高度の変化
があっても適切な日射補正を行なうことのできる車両用
空調装置を提供することを課題とするものである。

（課題を解決するための手段） しかして、本発明に係る車両用空調装置は第１図に示す
ように、車室内の熱負荷に影響を与える複数の環境条件
に基づいて車室内の熱負荷に相当する総合信号を演算す
る総合信号演算手段１００と、前記総合信号演算手段１
００の演算結果に応じて車室内の熱負荷を調節する空調
機器の作動を制御する制御手段１１０とを具備する車両
用空気調和装置において、車両水平面における日射によ
る熱負荷を検出する水平面熱負荷検出手段１２０と、車
両垂直面における日射による熱負荷を検出する垂直面熱
負荷検出手段１３０と、前記水平面熱負荷検出手段１２
０の出力信号及び前記垂直面熱負荷検出手段１３０の出
力信号に基づいて日射による総合的な熱負荷を演算する
総合日射熱負荷演算手段１４０と、前記総合日射熱負荷
演算手段１４０の演算結果に基づいて前記総合信号演算
手段１００に入力する日射補正量を演算する日射補正量
演算手段１５０とを設けたものである。

（作用） したがって、従来車両水平面又は垂直面のいずれか一方
の面における日射量しか考慮されなかったのに対して水
平面熱負荷検出手段と垂直面熱負荷検出手段により、車
両の水平面及び垂直面の双方の日射量が空調機器の制御
に考慮されることになるので、そのため、上記課題を達
成できるものである。

（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、車両用空気調和装置は、空調ダクト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、内気人口３と外気人口
４とが分かれた部分に内外気切換ドア５が配置され、こ
の内外気切換ドア５をアクチュエータ６により操作して
空調ダクト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、空調ダク）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配管結
合されて冷房サイクルを構成するものである。また、ヒ
ータコア９は図示されないエンジンの冷却水が循環して
空気を加熱するようになっているものである。

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ｌＯの開度をアクチ
ュエータ１１により調節することで、ヒータコア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割
合が調節されるようになっている。さらに、ヒータコア
９の下流側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に分かれて車室に開口し、その分
かれた部分にモードドア１５ａ、１５ｂが設けられ、こ
のモードドア１５ａ、１５ｂをアクチュエータ１６．１
７で操作することで吹出モードが切り換えられるように
なっている。

そして、前記アクチュエータ６．１１，１６゜１７及び
送風機７のモータ７ａは、それぞれ駆動回路４０２〜４
０ｄを介してマイクロコンピュータ４１からの出力信号
に基づいて制御される。このマイクロコンピュータ４１
は図示しない中央処理装置（ＣＰ　Ｕ）、読出し専用メ
モリ　（ＲＣｌｉ）、ランダムアクセスメモリ　（ＲＡ
Ｍ）、入出力ボート（■／○）等を持つそれ自体周知の
もので、該マイクロコンピュータ４１には、車室内の温
度を検出する車室内温度センサ４２からの車室内温度Ｔ
ＩＩ、外気の温度を検出する外気温度センサ４３からの
外気温度ＴＡ、日射高度センサ４４を構成する第１及び
第２の各センサ４４ａ、４４ｂからの検出電流ＩＡ、１
．、車室内の温度設定を行なう温度設定器４５からの設
定温度ＴＤがマルチプレクサ４６及びＡ／Ｄ変換器４７
を介してデジタル信号に変換されて入力される。

また、マイクロコンピュータ４１には操作部４８から出
力信号が入力される。この操作部４８は空調装置の制御
状態として自動制御状態（ＡＵＴＯ）の断続を行なうＡ
ＵＴＯスイッチ、内外気切換ドア（ＩＮＴＡＫＥ　　Ｄ
ＯＯＲ）５の切換スイッチ、送風機７の速度を手動設定
するためのスイッチ等（図示せず）を有するものである
。

ここで、日射高度センサ４４は、第３図及び第４図に示
されるように、車両４９のインスツルメントパネル上面
４９ａの適宜な位置に設置され、周知のフォトダイオー
ドによる第１のセンサ４４ａと第２のセンサ４４ｂとを
台座５０に第４図の様に互いに直角を威すように取り付
けられて構成されるものである。車の進行方向に対して
は、第２のセンサ４４ｂの受光面が臨まれるようになっ
ている。尚、第３図において、記載された００９０°、
９０°の数値は水平面における太陽光の入射角を表わす
ものである。

第５図には上述のマイクロコンピュータ４１による本装
置全体の制御例がメインフローチャートと示されており
、以下同図を参照しつつ本装置の全体的な制御作動につ
いて説明する。

先ず、マイクロコンピュータ４１はステップ２００より
実行を開始し、ステップ２０２へ進んで各種変数、フラ
グ等の初期設定を行なう。

次のステップ２０４では前述した車室内温度センサ４２
等から検出信号等を入力してステップ２０６へ進む。

ステップ２０６では、日射高度センサ４４からの入力信
号を基に、後述する総合信号Ｔの演算に用いられる日射
補正信号Ｔ、を得るに必要な日射補正演算を行なう。尚
、この日射補正演算の具体的内容については後述する。

そして、ステップ２０６の後は、ステップ３００へ進み
、総合信号Ｔの演算を行なう。この総合信号は車室内の
熱負荷に相当する信号で、前述したステップ２０４で入
力された車室内温度センサ４２等を基に例えば以下に示
す（１）式によって演算されるものである。

Ｔ＝　ＫＩＴＲ＋ＫｚＴＡ＋　Ｋ３ＴＳ　　Ｋ４ＴＤ＋
　Ｃ・・・（１１但し、Ｋ１−に４は演算数で、Ｃは演
算定数である。

この総合信号演算の後はステップ４００へ進み、総合信
号の大きさに応じて送風機７の回転数、エアミックスド
ア１０の開度、吹出モード等の制御を行ない再びステッ
プ２０４へ戻り上述の一連の処理が操り返されることと
なる。

第６図には、上述の日射補正演算がサーブルーチンフロ
ーチャートとして示されており、以下、同図を参照しつ
つその内容について説明する。

マイクロコンピュータ４１は、ステップ２０６より実行
を開始し、ステップ２０８へ進んで太陽光の入射角θの
演算を行なう。即ち、前述した日射高度センサ４４の第
１及び第２のセンサ４４ａ。

４４ｂの検出電流値をそれぞれＩＡ＋Ｉｍとすればθは
以下に示す（２）式により求められる。

■＾ θ＝　ｊａｎ引　　　　　　・・・　　（２）！書 この（２）式は、以下の様にして導出されるものである
。

先ず、第７図に示すように日射高度センサ４４に入射す
る太陽光そのもの（同図点線表示部分）の日射量（以下
、「直達日射量」という。）＠ａ。

とすれば、第１及び第２のセンサ４４ａ、４４ｂの検出
電流値ｌＡ、Ｉｎは、一般に次式の様に表現される。

Ｉ　Ａ　＝　ＫａＱ３　ｓｔｎθ　　・（３＋１＋＋　
　＝に、Ｑｓ　５ｉｎ（９０−θ）＝に、Ｑ、ｃＯｓθ
−（４） 上記（３）及び（４）式はＱ、について下式の様に表さ
れる。

Ｑ、＝　Ｉ　Ａ／に、ｓｉｎθ　　　・（５）Ｑｓ　　
＝　Ｉ　Ｂ／　Ｋ、　ｃｏｓθ　　　・（６）さらに、
上記（５）式＝（６）式故、 ｒ、／に、ｓｉｎθ＝１．／に、ｃｏｓθ　・（７）と
なる。

従って、ｔａｎθ＝　Ｉ　Ａ／［ｓより前述した（２）
式％式％ 次に、ステップ２１０においては、直達日射量Ｑ、が演
算される。この演算はステップ２０８の演算式導出の過
程を説明する中で示された（３）式又は（４）弐に基づ
いて行なわれ、演算終了後はステップ２１２へ進む。

ステップ２１２においては、上述した直達日射ｆｆ１Ｑ
ｓの内、第１のセンサ４４ａに垂直に入射する日射量に
相当する水平面熱負荷ＱＴを下式により算出する。

Ｑｔ　＝　Ｑｓ　Ｓｉｎθ　　・（８）上式から解る様
にこの水平面熱負荷ＱＴは、入射角θが９０度の際に最
大値を採るもので、第８図には入射角に対するＱ、の変
化が特性曲線として示されている。このステップ２１２
の処理後はステップ２１４へ進む。

ステップ２１４では、直達日射量Ｑ、の内、第２のセン
サ４４ｂに垂直に入射する日射熱量に相当する垂直面熱
負荷ＱＦを下式により算出する。

ＱＦ　＝Ｑ、　ｃｏｓθ／Ｋｂ　　　・（９）ここで、
Ｋ、は演算係数である。

このステップ２１４で算出されるＱ、は換言すれば、乗
員の身体に直接当たる日射量と解釈できるものである。

尚、第９図には入射角θに対する熱負荷Ｑ、の変化が示
されており、入射角０度の際に最大値となっている。

ステップ２１４の処理後はステップ２１６へ進み、前述
したＱ、及びＱ、の和を総合熱負荷Ｑ　Ｓ　ｕ　ｆｉと
してステップ２１８へ進む。

ステップ２１８においては、予め定められている総合熱
負荷Ｑ□７と日射補正量Ｔ、との変換特性に基づいて、
上述のステップ２１６で求められたＱ　ｇ　ｕ　ｎに対
応する日射補正量Ｔ、を算出し、ステ・７７”２２０を
介してメインルーチンへ戻ル。

しかして、上記構成においてその作用を総括的に説明す
れば、例えば太陽光の入射角口が比較的低高度状態にあ
る場合、従来のように第１のセンサ４４ａに相当する日
射検出手段が一つの場合には、同センサ４４ａにより検
出される熱負荷ＱＴは少なくなり、これのみを基に日射
補正を考慮した空調機器の制御を行えば熱負荷ＱＴが小
さいことに対応して送風機７等の風量等の増加はあまり
太き（ならない。

しかし、本装置においては、第２のセンサ４４ｂに入射
する日射量が加味されるため（ステップ２１６参照）、
送風機７等の風量増加等が従来装置に比し裏目に行なわ
れることとなる。

（発明の効果） 本発明は、上述のように構成されているので、太陽光度
が変化してもフォトダイオードの受光特性に寄因して日
射補正が不足するということがなくなり、常に適切な日
射補正が行われ、快適な空調制御を行なうことができる
という効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用空気調和装置の機能ブロッ
ク図、第２図は同上の車両用空気調和装置の具体的構成
を示す構成図、第３図は本装置に用いられる日射高度セ
ンサの設置位置を示す平面図、第４図は日射高度センサ
の拡大斜視図、第５図は本装置に用いられるマイクロコ
ンピュータにおける本装置の制御例を示すメインフロー
チャート、第６図はマイクロコンピュータによる日射補
正演算の制御を示すサブルーチンフローチャート、第７
図は日射高度センサへの日射の入射状態を示す日射高度
センサの側面図、第８図は入射角と水平面熱負荷との関
係を示す特性線図、第９図は入射角と垂直面熱負荷との
関係を示す特性線図である。 ４１・・・マイクロコンピュータ、４４・・・日射高度
センサ、４４ａ・・・第１のセンサ、４４ｂ・・・第２
のセンサ、１００・・・総合信号演算手段、１１０・・
・制御手段、１２０・、・水平面熱負荷構出手段、１３
０・・・垂直面熱負荷検出手段、１４０総合日射熟負荷
演算手段、 １ ０・・・ 日射補 正置演算手段。 特 許 出 願 人 ヂーゼル機器株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車室内の熱負荷に影響を与える複数の環境条件に基づい
   て車室内の熱負荷に相当する総合信号を演算する総合信
   号演算手段と、 前記総合信号演算手段の演算結果に応じて車室内の熱負
   荷を調節する空調機器の作動を制御する制御手段とを具
   備する車両用空気調和装置において、 車両水平面における日射による熱負荷を検出する水平面
   熱負荷検出手段と、 車両垂直面における日射による熱負荷を検出する垂直面
   熱負荷検出手段と、 前記水平面熱負荷検出手段の出力信号及び前記垂直面熱
   負荷検出手段の出力信号に基づいて日射による総合的な
   熱負荷を演算する総合日射熱負荷演算手段と、 前記総合日射熱負荷演算手段の演算結果に基づいて前記
   総合信号演算手段に入力する日射補正量を演算する日射
   補正量演算手段とを設けたことを特徴とする車両用空気
   調和装置。