JPH04185520A - 自動車用空調制御装置 - Google Patents

自動車用空調制御装置

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JPH04185520A
JPH04185520A JP31488590A JP31488590A JPH04185520A JP H04185520 A JPH04185520 A JP H04185520A JP 31488590 A JP31488590 A JP 31488590A JP 31488590 A JP31488590 A JP 31488590A JP H04185520 A JPH04185520 A JP H04185520A
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Shinji Iwama
伸治 岩間
Yuji Takeo
竹尾 裕治
Takamasa Kawai
孝昌 河合
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NipponDenso Co Ltd
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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】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は自動車用空調制御装置に関する。
[従来の技術] 従来の自動車用空調制御装置として次の構成が提案され
ている。特開昭63−65318号公報には風速を加味
して空調装置を制御する構成が示されている。風速を検
出するセンサとしては、特公昭60−12569号公報
に1個のセンサで風速と気温とを検出する構成が記載さ
れている。
また、実開平1−169411号公報には輻射温度を加
味して空調装置を制御する構成が示されている。輻射温
度を検出するセンサとしてよ実開平1−75837号公
報に1個のセンサで輻射温度と気温とを検出する構成が
記載されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記構成の従来装置では風速を加味した
空調制御か、あるいは輻射温度を加味した空調制御のど
ちらか一方しか実現できず、温度や風速、輻射のすべて
に左右される人間の温感に適合した空調制御ができない
という問題がある。
かといって、単に上記風速を加味した空調制御の構成と
、輻射を加味した空調制御の構成とを組み合わたとして
も、温度や風速、輻射の検出に少なくとも2個のセンサ
を用いなければならない。つまり、上記の1個で風速お
よび気温が検出可能なセンサと輻射を検出するもう1個
のセンサとの併せて2個のセンサが必要となるか、上記
1個のセンサで輻射および気温が検出可能なセンサと風
速を検出するもう1個のセンサとの併せて2個のセンサ
が必要となる。この結果、車両の限られたスペースにお
いて、2個のセンサが大きな取付空間を占めることにな
る。
本発明の自動車用空調制御装置は上記課題を解決し、1
個のセンサで風速を加味した空調制御と輻射を加味した
空調制御の両方を実現できるようにすることを目的とす
る。
■胆Ω」成 [課題を解決するための手段] 本発明の自動車用空調制御装置は、第1図に例示するよ
うに、 車室に配置され、 加熱手段により加熱される加熱側温
度検出素子および前記加熱手段による熱の影響を受けな
い非加熱側温度検出素子を有する体感センサと、 該体感センサの前記加熱手段による加熱を停止した状態
において、前記加熱側温度検出素子の出力から検出され
る温度と前記非加熱側温度検出素子の出力から検出され
る温度との温度差に基づき空調装置を制御する第1モー
ド制御手段と前記体感センサの前記加熱手段による加熱
を実行した状態において、前記加熱側温度検出素子の出
力から検出される温度と前記非加熱側温度検出素子の出
力から検出される温度との温度差に基づき前記空調装置
を制御する第2モード制御手段と、前記第1モード制御
手段および前記第2モード制御手段を切り替えるモード
切替手段とを備えることを特徴とする。
[作用] 上記構成を有する本発明の自動車用空調制御装置におい
て、体感センサの加熱側温度検出素子の出力から検出さ
れる温度をTh、非加熱側温度検出素子の出力から検出
される温度をTaとすると、温度差JT=Ta−Thは
次式で表わされる。
ここでA、  8は定数、Vは風速、Radは輻射量を
示す。定数Aは加熱手段への供給エネルギの増大に伴い
増加する数値である。加熱手段へのエネルギ供給が停止
した場合に定数Aは値宝になる。
第1モード制御手段(友体感センサの加熱手段による加
熱を停止した状態において、上記温度差7丁に基づいて
空調装置を制御する。温度差ΔT1上上記定数Aが加熱
手段の停止により値常になることから右項8・Radで
表記される。したがって、温度差7丁は輻射量が反映し
た値となる。第1モード制御手段1友 この輻射量が反
映した温度差、6Tに基づいて空調装置を制御するから
、輻射量を加味した空調制御が実現される。
第2モード制御手段は、体感センサの加熱手段による加
熱をした状態において、上記温度差7Tつまり定数Aが
値零でなく風速が反映した値に基づいて空調装置を制御
する。したがって、風速を加味した空調制御が実現され
る。
モード切替手段は、以上のように第1モード制御手段に
よる輻射を加味した空調制御と、第2モード制御手段に
よる風速を加味した空調制御とを切り替える。この結果
、1個の体感センサで輻射と風速との両方を加味した空
調制御が実現される。
U実施例] 以上説明した本発明の自動車用空調制御装置の一実施例
を説明する。
自動車用空調制御装置1よ 第2図に概略構成を示すよ
う1:、電子制御装置1と、電子制御装置]に接続した
各種センサおよび各種アクチュエータとを備える。
電子制御装置11上周知のCPU、ROM、RAM、 
入出力部等を備えた算術論理演算回路として構成されて
おり、入出力部には後述する体感センサ3と、車室に射
込む日光の強度を検出する日射センサ5と、車外の気温
を検出する車外気温センサ7と、車室の気温を検出する
内気温度センサ9とが接続される。また、電子制御装置
]の入出力部には、ブロアモータ]]と、内外気切換サ
ーボモータ13と、エアミックスサーボモータ15と、
ベント吹出ロダンバ制御用サーボモータ17と、フット
吹出口ダンパ制御用サーボモータ19とが接続される。
ここで空気調和系の機械的構成の概略を説明する。内外
気切換サーボモータ]5は内外気切換ダンパ21を移動
して内気または外気を選択する。
選択された内気または外気はブロアモータ11で送風さ
れる。送風された空気はエバポレータ27にて冷却され
除湿される。除湿された空気(よ エアミックスサーボ
モータ15が移動するエアミックスダンパ23により一
部はヒータコア25を通って暖められる。この後、暖め
られた一部の空気と、冷却されたままの空気とは混合さ
れて適当な温度となる。そして、ベント吹呂ロダンパ制
御用サーボモータ]7により移動されるベント吹土ロダ
ンパ28と、フット吹出口ダンパ制御用サーボモータ]
9により移動されるフット吹出ロダンバ29とにより開
度が調節されるベント吹出口およびフット吹出口から吹
き土され、車室の温度が調節される。なお、上述した空
気調和系の機械的構成以外にも、公知の種々の空気調和
系の機械的構成が適用可能である。
体感センサ3は、第3図の平面図および第4図の縦断面
図に示すように、気温検出用サーミスタ3]と、外郭3
3の内部に断熱材35で囲まれた輻射・気流検出用サー
ミスタ37と、ヒータ39と、伝熱板41と、透明フィ
ルム43とを備える。
気温検出用サーミスタ31はヒータ39の熱の影響を受
けないように外郭33の外側に構成される。
輻射・気流検出用サーミスタ37には伝熱板41からヒ
ータ39の発生する熱が伝達される。外郭33の上面に
は断熱材35が設けられておらず、透明フィルム43が
取り付けられている。外郭33の底面には取付面44が
形成される。
上記構成の体感センサ3(よ 第5図に示すように、車
室の天井面45に取り付けられる。実施例では、車両シ
ート47に着いた運転者49のほぼ頭部上方に体感セン
サ3が配置される。
ここで、体感センサ3の挙動を詳述する。
気温検出用サーミスタ31の出力がら検出される温度を
731とし、輻射・気流検出用サーミスタ37の出力か
ら検出される温度をT37とすると、温度差AT=T3
7−T311よ [作用]の項で示した式1で表される
A、  Bは定数、■は気流速度(風速)、Raclは
輻射量を示す。定数Aは実施例ではヒータ39への投入
電力に比例して増加する値となる。ヒータ39への電力
供給を停止した状態では定数Aは値常になる。
実施例では定数A)定数Bの関係が得られるように、体
感センサ3の3辺が各々4 [cm]程度に設計しであ
る。体感センサ3の3辺が各々4[cmlであれば、定
数A)定数Bとなる理由は以下のとおりである。
即ち、体感センサ3より出る熱量0(単位W)(表以下
の式で表される(輻射のみ)。
Q=SF (El−E2) E1=5.67 (丁1/100)j E2=5.67 (T2/100)’ Sは体感センサ3の面積(m2)、Fは形態係数(無次
元)、Elは体感センサ3がら車内壁への単位面積あた
りの輻射量(W/mす、E2は車内壁から体感センサ3
への単位面積あたりの輻射量(W/mす、T1は体感セ
ンサ3の温度(K)、T2は壁温(K)である。
上記3式から次式が得られる。
Q=5.67SF ((TI−T2)・(T 13+T
 12・T2+T1・T22+T23)) X 10−
11ここでT1〜T2〜300 [K]と近似すれば、
Q 〜5.67SF (TI−T2)(300”X4)
Xl0−” 〜6. 12SF (TI−T2) 形態係数Fは値1を越えることはないので、輻射による
熱量移動の最大値(よ Q=6. 128 (TI−T2) となる。
ここで、Tl−72=20 [’C]  (体感センサ
3の近辺が15 [℃]で壁温が−5[℃]程度の状態
、つまり空調は効果を発揮し始めたがいまだ壁温が低く
輻射検出が必要な状態)とし、体感センサ3の面積を4
[cm]四方とすれば、Q=6.12X (0,04)
2X20〜0. 195 [W] となる。
形態係数F=1は相互に理想的に向き合う黒体にのみあ
り得ることであり、実際には面の向き合い方、反射など
でF=0.01〜0. 1が良いところである。
したがって、F=0.05とすると、 Q=O−01[W]  =  1 0  [mWコと算
出するのが現実的であると考えられる。
これはヒータ39 (50[W]程度)が投入された場
合、熱が風によって奪われる(定常状態ではほぼ完全に
熱が流れると見てよい)割合よりも充分小さく、特1ニ
1T2−Tll≦5 [’C]以内ではQ=2.5 [
mW] となり、風による熱の流れに対して輻射は極め
て小さい。つまり、定数A)定数Bが成立すると見るこ
とができる。
なお、体感センサ3の3辺を各々4[cm]程度とする
以外にも、形態係数F(影響要素は体感センサ3の取付
位置、色形状)と面積Sとの関イ系が、 SF≦1×10−4 [m2] 程度となるように、体感センサ3の大きさや形状、色な
どを合わせ込むことで定数A)定数Bを実現してもよい
次に、電子制御装置1が行なう空調制御処理ルーチンを
第6図のフローチャートにしたがって説明する。
電子制御装置]のCPUが本ルーチンを開始すると、ま
ず図示しないA/Cパネル設定スイッチより設定温度T
SETを入力するとともに、内気温度センサ9より内気
温度Tl?、車外気温センサ7より外気温度Tam、 
 日射センサ5より日射量Tsを入力する入力処理(ス
テップ100)を行なう。
次に、入力した内気温度TRと設定温度TSETとの温
度差の絶対値が値5以上か否かを判断する(ステップ1
10)。
上記温度差の絶対値が値5以上と判断した場合(ステッ
プ1]0)、ヒータ39への電力供給を停止するヒータ
OFF処理(ステップ120)を行ない、輻射量Rad
の検出処理(ステップ]30)を実行する。ヒータ39
への電力供給を停止した状態で(よ既述したように式1
の定数Aが値常となり、式1の右項B−Radが残るか
ら、体感センサ3の出力から輻射量Radが検出される
次1ミ検出した輻射量Radに定数αを乗算した値を目
標吹出空気温度TAθから減算し、減算した計算値を新
たな目標吹出空気温度TAθとして更新する処理(ステ
ップ140)を行なう。上記定数αは正の値である。し
たがって、輻射量Radが大きいほど、目標吹出空気温
度TAθは小さくなる。
目標吹出空気温度TAC)は次式から算出される。
TAθ=A’ TSET+B’  TR十C’ Tam
+D’ Ts十E’ なお、A’、  B’、  C’、D’、  E’ は
いずれも定数である。
この後、プロアモータ1]の電圧VMとエアミックスド
ア開度Xとを、以下の各式で算出した値に制御しくステ
ップ180)、再び本ルーチンをステップ100から繰
り返す。
VM  =F  I  TR−TSE丁IX:G−TA
O十H なお、F、  G、  Hは定数である。
これに対して、ステップ1]0で内気温度TRと設定温
度TSETとの温度差の絶対値が値5未満と判断された
場合、ヒータ39への電力供給を実行するヒータON処
理(ステップ150)を行なって、気流速度Vの検出処
理(ステップ160)を実行する。ヒータ39への電力
供給を実行した状態では、既述したように式1の定数A
)定数Bの関係から、式1は と近似できる。したがって、気流速度Vは上式を変形し
た次式から求めることができる。
次に、ステップ160の処理で検出した気流速度Vに定
数βを乗算した値を目標吹出空気温度TAθに加算し、
加算した値を新しい目標吹出空気温度TAOとして更新
する処理(ステップ]70)を行なう。定数βは正の値
である。したがって、気流速度Vが小さいほど、目標吹
出空気温度TAOは小さくなる。
そして、ブロアモータ1]の電圧VMとエアミックスド
ア開度×とを各式で算出した値に制御しくステップ18
0)、再び本ルーチンをステップ100から繰り返す。
したがって、本ルーチンが繰り返し実行されると、設定
温度T SETと内気温度TRとの温度差の絶対値が値
5以上のウオームアツプ・クールダウン時に(よ ヒー
タ39への電力供給を停止して輻射量Radを検出し、
輻射量Radを加味した空調制御が実現される。
これに対して、設定温度T SETと内気温度TRとの
温度差の絶対値が値5未満の安定制御時は、ヒータ39
への電力供給を実行して気流速度Vを検出し、気流速度
Vを加味した空調制御が実現される。
以上説明した自動車用空調制御装置によれば、取付空間
の小さい1個の体感センサ3を用いて、輻射量Radを
加味した空調制御と、気流速度Vを加味した空調制御と
が実現できるという効果を奏する。
また、ウオームアツプやクールダウン時のように最適温
度への早期到達が望まれる場合に(よ輻射量Radを加
味した空調制御を自動的に実現し、内気気温TRが設定
温度T SETに近い安定制御時には気流速度Vを加味
した空調制御を自動的に実現するから、乗員の温感に適
合した応答性のよい空調制御が可能になるという効果を
奏する。
例えば、暑い日に長時間放置された大型乗用車などにお
いて、クールダウン時に車室の気温のみが設定温度に近
いのを検出しMaxCo o Iを停止して以降ゆるや
かな制御に切り替えると、なかなか設定温度に達しない
結果となる。これは、車室の気温が車両ボディの暖まり
方や冷え方に影響されるからである。これに対して、上
述した実施例装置〔よ ウオームアツプやクールダウン
時には輻射量Radを加味した空調制御を自動的に実現
するから、より適正時間のMaxCoolやMaxHo
tが実行され、内気温度TRが一層短時間で最適温度に
到達する。
さらに、安定制御時に単に内気温度TRに基づく空調制
御を行なうとベントグリルの向きで温感に大きな差がで
るが、実施例装置は気流速度Vを加味した空調制御を実
現するから、ベントグリルの向きにさほど影響されない
安定した温感の実現が可能になる。
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得
ることは勿論である。
例えば加熱手段への供給エネルギを調整して、式1の定
数Aと定数Bとの相対的な大きさの関係を調整すること
により、第2モード制御手段が実現する風速を加味した
空調制御において風速が反映する度合を調整したり、風
速を加味した制御であっても輻射の反映を利用する構成
としてもよい。
また、実施例においては、体感センサ3の大きさや形状
、色などを合わせ込むことで定数A)定数Bの関係を実
現してもよい。
第6図のフローチャートにおけるステップ140の定数
α、ステップ170の定数β(よ符号が正の範囲でソフ
トスイッチあるいはマニュアルスイッチなどを用いて変
更可能な構成としてもよい。
定数α、βを大きくすると、目標吹出空気温度TAθの
更新時に輻射量Radや気流速度Vが反映する程度が太
きなるから、輻射量Radや気流速度Vにより敏感に反
応する空調制御が実現される。
また、定数α、βを大きくすると、全体に涼し目で安定
する制御が実現される。このことから、定数α、βの設
定により涼し目で安定させたり、暖か目で安定させたり
と、使用者の好む温感に繊細に対応する空調制御が可能
になる。
発明の効果 以上詳述したように、本発明の自動車用空調制御装置に
よれ(歌体感センサの加熱手段の加熱を停止した状態で
空調装置を制御することにより輻射を加味した空調制御
を実現する第1モード制御手段と、加熱手段の加熱を実
行した状態で空調装置を制御することにより風速を加味
した空調制御乞実現する第2モード制御手段とを切換可
能に構成したから、1個の体感センサを用いて輻射と風
速との両方を加味した空調制御が実現できるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
2図は本発明の一実施例としての自動車用空調制御装置
のブロック囚第3図は体感センサの平面医第4図は体感
センサの縦断面図、第5図は体感センサの取付状態を示
す説明図、第6図は電子制御装置において実行される空
調制御処理ルーチンを例示するフローチャートである。 ]・・・電子制御装置    3・・・体感センサ3]
・・・気温検出用サーミスタ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 車室に配置され、加熱手段により加熱される加熱側
    温度検出素子および前記加熱手段による熱の影響を受け
    ない非加熱側温度検出素子を有する体感センサと、 該体感センサの前記加熱手段による加熱を停止した状態
    において、前記加熱側温度検出素子の出力から検出され
    る温度と前記非加熱側温度検出素子の出力から検出され
    る温度との温度差に基づき空調装置を制御する第1モー
    ド制御手段と前記体感センサの前記加熱手段による加熱
    を実行した状態において、前記加熱側温度検出素子の出
    力から検出される温度と前記非加熱側温度検出素子の出
    力から検出される温度との温度差に基づき前記空調装置
    を制御する第2モード制御手段と、前記第1モード制御
    手段および前記第2モード制御手段を切り替えるモード
    切替手段と を備えることを特徴とする自動車用空調制御装置。
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