JPH05246232A - 自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサの数を増やさずに、インストルメント
パネルやシートの輻射熱を考慮した空調制御を行う。 【構成】 アスピレータ付車内温度センサの検出出力に
基づいて空調制御する装置において、アスピレータを周
期的にＯＦＦすることにより、車内温度センサによって
インストルメントパネルの温度に近い温度Ｔrcを検出
し、検出したデータを用いて車内温度データＴｒを補正
し、補正した値に基づいて空調制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車内温度センサの検出
出力に基づいて車内空調制御を行う自動車用空調装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の空調装置（オートエア
コン）では、車内の所定箇所、例えばインストルメント
パネルの内部などに設置したセンサで車内温度を検出
し、その温度が設定温度に近付くように空調出力（吹出
温度、吹出風量、吹出口など）を制御している。

【０００３】この場合、精度良く車内温度を検出するた
めに、図６に示すように、アスピレータＡでセンサの感
温部Ｐに車内空気を流通させるようにしたものが知られ
ている（特開昭５８−９６９３４号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、クールダウ
ンやウォームアップ時には、車内の空気温度は目標温度
になっていても、インストルメントパネルやシートの温
度が依然目標温度から離れていることがあり、その輻射
熱の影響で乗員の体感フィーリングがなかなか良好とな
らない場合がある。

【０００５】例えば、クールダウン時においては、イン
ストルメントパネルやシートの温度が高めであるうち
は、乗員の希望としては、風量を多めに、吹出温度を低
めに維持しておきたい。しかし、車内温度センサは、ア
スピレータによって送られてくる車内の空気温度を検出
しているので、空気温度が目標温度に達すると、空調装
置は車内温度が目標温度に達したと認識し、それにより
風量を少ない方に、また吹出温度を高い方に制御してし
まう。その結果、乗員の希望通りの空調制御が行われず
に、なかなか快適な状況とならない。

【０００６】本発明は、上記事情を考慮し、インストル
メントパネルやシートなどの輻射熱の影響を考慮するこ
とで、より快適な空調環境を作り出すことのできる自動
車用空調装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の自動車用空調装
置は、図１に示すように、車室内の所定箇所に設置され
た車内温度センサ１と、該車内温度センサ１の感温部に
車内空気を流通させるべく気流を発生する気流発生手段
２と、気流発生状態での前記車内温度センサ１の出力に
応じて空調機器を制御する空調出力制御手段３と、を備
えた自動車用空調装置において、前記気流発生手段２の
動作を周期的に停止させる気流発生停止制御手段４と、
気流発生停止時の前記車内温度センサ１の検出データに
より前記空調出力制御手段３の制御処理内容を補正する
補正手段５と、を備えたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の自動車用空調装置においては、気流発
生停止制御手段４が気流の発生を停止しているとき、車
内温度センサ１は、車内の空気の温度ではなく、センサ
の感温部の周囲の部材、例えばインストルメントパネル
の温度に近い温度を検出することになる。したがって、
補正手段５はインストルメントパネルなどの温度に近い
温度データに基づいて空調制御の内容を補正する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図２は、実施例の空調装置の全体構成を示
す概略図である。この図において、１０で示すものは通
風ダクトであり、この通風ダクト１０の上流端には、イ
ンテークドア１１によって切換えられる内気取入口１２
と外気取入口１３とが設けられ、下流端には、吹出口ド
ア１４ａ、１４ｂによって切換えられるＶＥＮＴ吹出口
１５、ＤＥＦ吹出口１６、及びＦＯＯＴ吹出口１７が設
けられている。

【００１０】また、この通風ダクト１０の途中には、上
流側から下流側に向かって順に、送風ファン１８、エバ
ポレータ１９、エアミックスドア２０、ヒータ２１が設
けられている。そして、エアミックスドア２０の開度
（位置）を制御することにより、冷風と暖風の混合割合
を調節して車内に吹出す空気温度を調節するようになっ
ている。

【００１１】なお、２２はインテークドア用アクチュエ
ータ、２３はエバポレータとともに冷却系を構成するコ
ンプレッサ、２４はエアミックスドア用アクチュエー
タ、２５はヒータ用ウォータバルブ、２６はモードドア
用アクチュエータである。

【００１２】上記アクチュエータ類は、コントロールユ
ニット３０により制御される。コントロールユニット３
０はマイクロコンピュータを中心にして構成されてお
り、少なくとも車内温度センサ１、外気温度センサ３
２、温度設定器３３、日射センサ３４からの入力情報に
基づいて、エアミックスドア２０、送風ファン１８、イ
ンテークドア１１、モードドア１４ａ、１４ｂを駆動制
御し、さらにエバポレータ１９、ヒータ２１の温度を制
御する。したがって、ここではコントロールユニット３
０からエアミックスドア２０や送風ファン１８等の空調
機器までの手段が、図１に示した空調出力制御手段３を
構成している。

【００１３】前記車内温度センサ１はインストルメント
パネルの内部に、図６に示した従来例と同様に配置され
ている。即ち、車内温度センサ１は、アスピレータＡ
（気流発生手段）によって車内空気が流通させられる流
路中に感温部を位置させて配置されている。そして、ア
スピレータＡをＯＮしているときには、車内の空気温度
を精度良く検出し得るようになっている。この場合のア
スピレータＡは、コントロールユニット３０によってＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御される。

【００１４】次に、上記コントロールユニット３０中の
マイクロコンピュータの制御動作例について説明する。
マイクロコンピュ−タは、図３に示す空調メインルーチ
ンを一定周期（例えば１sec 以内の短い周期）で繰り返
し実行する。なお、初回の実行に当たっては、特に後述
するタイマーのカウント値「ｔ」や「ΔＴrc」の値等は
すべてゼロに初期設定するものとする。

【００１５】このメインルーチンの処理がスタートする
と、ステップ１０１にて、各センサの検出信号（車内温
度センサ１の検出信号Ｔro、外気温度センサ３２の検出
信号Ｔａ、温度設定器３３からの設定温度信号Ｔｓ、日
射センサ３４の信号Ｑｓ）を入力する。ついで、ステッ
プ１０２にて各センサからの信号Ｔro、Ｔａ、Ｔｓ、Ｑ
ｓに基づいて、空調熱負荷に相当する総合信号Ｔ１を演
算する。総合信号Ｔ１の演算式は例えば次の通りであ
る。ただし、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３は係数である。 Ｔ１＝（Ｔro−２５）＋Ｋ１Ｑｓ＋Ｋ２（Ｔａ−２５）−Ｋ３（Ｔｓ−２５）

【００１６】その後、ステップ１０３に進んで、総合信
号Ｔ１の値がα、βで定まる所定範囲内にあるかどうか
を判断する。ここで、総合信号Ｔ１が所定範囲内にある
ということは、車内の空調熱負荷が安定状態にあること
を示す。また、所定範囲内にないということは、急速な
ウォームアップやクールダウンを実行すべき（あるいは
実行している）状況にあることを示す。

【００１７】したがって、総合信号Ｔ１が所定範囲内に
あると判断（ＹＥＳ）した場合は、ステップ１０４に進
んで、そのまま総合信号Ｔ１を、空調制御に用いる正式
な総合信号Ｔに置き換える。一方、総合信号Ｔ１が所定
範囲内にないと判断（ＮＯ）した場合は、ここで問題と
する状況（前記「発明が解決すべき課題」の項で述べた
状況）を生じる可能性が高いから、ステップ１０５に進
んで車内温度補正演算を実行し、ステップ１０６でその
補正した車内温度Ｔｒを用いて、次式に基づいて総合信
号Ｔを演算する。 Ｔ＝（Ｔｒ−２５）＋Ｋ１Ｑｓ＋Ｋ２（Ｔａ−２５）−Ｋ３（Ｔｓ−２５）

【００１８】その後はいずれの場合も、直接総合信号Ｔ
に関連して、あるいは間接的に総合信号Ｔに関連して各
種の空調出力制御を実行する。即ち、ステップ１０７で
はエアミックスドア制御を行い、ステップ１０８では送
風制御を行い、ステップ１０９では吹出モード制御を行
い、ステップ１１０ではインテークドア制御を行い、ス
テップ１１１ではコンプレッサ制御を行う。

【００１９】次に、前記車内温度補正演算のステップ１
０５の詳細な内容を図４を用いて説明する。前述したよ
うに、予め車内温度センサのデータＴroを用いて演算し
た総合信号Ｔ１の値が所定範囲に入っていない場合、こ
の車内温度補正演算のルーチンの処理に入る。このルー
チンの処理がスタートすると、最初のステップ２０１に
おいて、今回の処理が初回の処理（このルーチンに入っ
てから初回の処理）かどうかを判断する。初回の処理の
場合は、ステップ２０２に進んで温度補正演算の周期を
計測するタイマー（ｔ）をスタートし、ステップ２０３
に進んで、演算に用いる車内温度「Ｔｒ」を「Ｔro＋Ａ
・ΔＴrc」とする。

【００２０】ここで、「Ｔro」は車内温度センサ１の実
際の検出データを示す。また、「Ａ」は補正係数で、
「０＜Ａ＜１」の範囲の任意の値、例えば「０．５」に
設定されている。また、「ΔＴrc」については後で詳し
く述べる。

【００２１】初回の処理のときには、「ΔＴrc」は「ゼ
ロ」に初期設定されているから、上記の演算式「Ｔro＋
Ａ・ΔＴrc」の第２項が「ゼロ」となり、「Ｔｒ＝Ｔr
o」となる。つまり、演算に用いる車内温度Ｔｒは、車
内温度センサ１の検出した値そのものとなる。そして、
初回はそのままこのルーチンを終え、メインルーチンに
戻る。そして、演算した車内温度Ｔｒに基づいて総合信
号Ｔを演算する。

【００２２】次の回の処理では、ステップ２０１での判
断がＮＯになるので、ステップ２０４に進む。ここで、
タイマーのカウント値「ｔ」が５分経過していないうち
は、ステップ２０３に進む。この段階ではまだ「Ｔｒ＝
Ｔro」である。

【００２３】ちょうど５分経過した時点で、ステップ２
０４からステップ２０５に進み、アスピレータをＯＦＦ
して気流の発生を止める。そして、ステップ２０６に進
んでその時点での車内温度センサ１の検出データ「Ｔr
o」を、アスピレータ停止直前（このフローでは厳密に
は停止直後である）の温度データ「Ｔrm」として記憶す
る。この段階ではアスピレータが停止し正確な温度が検
出できないから、とりあえずステップ２０７にて前回の
車内温度Ｔｒをそのまま更新する。

【００２４】次にタイマーのカウント値が５分を越えた
場合は、ステップ２０８に進む。タイマーのカウント値
が「５分＋５秒」を経過しないうちは、ステップ２０８
からステップ２０７に進み、その間は「Ｔｒ」をそれま
での値のまま更新する。そして、ちょうどタイマーのカ
ウント値が「５分＋５秒」経過したら、ステップ２０８
からステップ２０９に進み、アスピレータ停止状態のセ
ンサデータ「Ｔro」をアスピレータ停止時の温度「Ｔr
c」として記憶する。この場合、アスピレータ停止から
５秒経つと、車内温度センサ１は車内の空気温度ではな
く、センサ近傍の部材の温度、つまりインストルメント
パネルの温度に近い温度を検出する。したがって、演算
上は「Ｔrc」の値をインストルメントパネルの温度に近
い値として扱う。

【００２５】「Ｔrc」を求めた後は、ステップ２１０に
て「Ｔrc」と「Ｔrm」の偏差ΔＴrcを演算する。つい
で、ステップ２１１でアスピレータを再びＯＮし、ステ
ップ２１２に進む。ステップ２１２では、偏差「ΔＴr
c」が「γ」で示される所定範囲を越えているかどうか
をチェックする。偏差「ΔＴrc」が小さい（ＹＥＳの）
場合、つまりアスピレータＯＮ状態で検出した車内温度
「Ｔrm」とアスピレータＯＦＦ状態で検出したインスト
ルメントパネル温度「Ｔrc」の差が小さい場合は、特に
車内温度データを補正する必要性があまりないので、ス
テップ２１３に進んで、実際のセンサデータ「Ｔro」を
演算用の温度データ「Ｔｒ」として設定し、以降の演算
で偏差をゼロと見做すため、ステップ２１４で偏差「Δ
Ｔrc」を「０」とし、ステップ２１５で補正演算用のタ
イマーをリセットしてメインルーチンに戻る。

【００２６】一方、偏差「ΔＴrc」が大きい（ＮＯの）
場合は、ステップ２１２からステップ２０７に進み、こ
の段階ではまだ温度データ「Ｔｒ」を前回までの値で更
新する。そして、次の回の処理では、ステップ２０１→
２０４→２０８と進み、ここでタイマーのカウント値
「ｔ」が「５分＋５秒」を越えているのでステップ２１
６に進む。このステップ２１６ではタイマーの値「ｔ」
が「５分＋１０秒」経過したかどうかをチェックし、経
過していない場合はステップ２０７に進む。ちょうど
「５分＋１０秒」経過したときは、ステップ２１７に進
み，タイマーをリセットして再スタートする。ついで、
ステップ２１８にて、演算に用いる車内温度「Ｔｒ」を
「Ｔro＋Ａ・ΔＴrc」とし、メインルーチンに戻る。こ
の場合、偏差「ΔＴrc」は前回までの処理で求めた値と
なるので、その偏差「ΔＴrc」をＡ倍した値だけセンサ
データ「Ｔro」にかさ上げした値が、演算用に用いる温
度データ「Ｔｒ」となる。

【００２７】次の回は、このルーチンの処理が初回では
ないので、ステップ２０１からステップ２０４に進む。
そして、タイマーの値が「５分」より小さいので、ステ
ップ２０３に進み、演算に用いる車内温度「Ｔｒ」を
「Ｔro＋Ａ・ΔＴrc」とする。

【００２８】以降、５分経過するまではセンサデータ
「Ｔro」に「Ａ・ΔＴrc」だけかさ上げした値が、演算
に用いる温度データ「Ｔｒ」として設定され、その値に
基づいて総合信号Ｔが演算され、その総合信号Ｔに基づ
いて空調制御が行われる。そして、略５分毎に新たな偏
差が求められ、その偏差に応じて車内温度が補正される
のである。

【００２９】この辺の事情を図５を用いて説明する。な
お、図５においては、車内温度センサの検出データ「Ｔ
ro」を実線で示し、演算に用いる温度データ「Ｔｒ」を
二点鎖線で示し、インストルメントパネルの予想温度を
点線で示す。

【００３０】図５（ａ）に示すように、温度補正演算の
ルーチンに入ってから５分経過するまでは、車内温度セ
ンサの検出データ「Ｔro」をそのまま演算用の温度デー
タ「Ｔｒ」として用いる。そして、（ｂ）に示すように
５分経過した時点でアスピレータをＯＦＦし、その時点
でのセンサデータを「Ｔrm」とする。また、アスピレー
タ停止から５秒経ったら、センサがインストルメントパ
ネルの温度に近い値を検出するので、その時のセンサデ
ータを「Ｔrc」とし、「Ｔrc」と「Ｔrm」の偏差を「Δ
Ｔrc」とする。そして、その時点でアスピレータを再度
ＯＮし、それから５秒を経ったらタイマーをリセットし
て再スタートする。

【００３１】それからの５分間は、前記偏差「ΔＴrc」
をＡ倍した値だけセンサ検出データ「Ｔro」にかさ上げ
した値を、演算用の温度データ「Ｔｒ」とし、その値を
用いて総合信号Ｔの演算を行う。以降、「５分＋１０
秒」の周期で同じ操作を行い、偏差「ΔＴrc」が小さく
なったら、特に補正を行わずに、センサ検出値をそのま
ま温度データ「Ｔｒ」として用いる。

【００３２】以上のように、クールダウン時あるいはウ
ォームアップ時には、ほぼ５分周期でアスピレータをＯ
ＦＦすることによりインストルメントパネル温度をチェ
ックし、インストルメントパネル温度が車内空気温度か
ら離れている場合は、それらの輻射熱の影響が無視でき
ないと認識して、その影響を加味した補正を行った上で
総合信号を演算し、その総合信号に基づいて空調制御を
行う。すなわち、インストルメントパネルなどによる輻
射熱の影響が無視できないと判断した場合は、センサの
検出した車内温度を補正して、輻射熱分の体感温度上昇
を考慮した空調制御を行う。そのため、インストルメン
トパネルなどの輻射熱の影響が依然あるのに、それを無
視した風量の減少及び吹出温度の変化が防止され、乗員
の体感に合った空調が行われ、快適な状況が作り出され
る。

【００３３】また、輻射熱の影響を考慮する場合、専用
のセンサを用いてその検出データを空調制御に反映させ
ることもできるが、上記の空調装置はそのような専用の
センサを用いずに、従来ある車内温度センサを用いて、
ソフトの変更だけで輻射熱の影響を測定することができ
る。したがって、コストの上昇を招かずに、簡単に実現
することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車内温度センサによって、車内の空気温度の他にインス
トルメントパネルやシートの輻射熱の影響も判定するこ
とができる。したがって、その影響を考慮して吹出温度
や風量等の空調出力を補正することで、体感フィーリン
グに合った空調制御を行うことができる。また、特に輻
射熱センサ等の専用のセンサを付加せず、既存の車内温
度センサを用いるだけで上記の効果を得ることができる
ので、コストアップを招かず、また新たなセンサ配置ス
ペースを確保する必要がない等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用空調装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の一実施例の自動車用空調装置の構成を
示すブロック図である。

【図３】同実施例の空調制御のメインルーチンのフロー
チャートである。

【図４】同メインルーチンのフローチャートの中の車内
温度補正演算のステップ１０５の内容を示すフローチャ
ートである。

【図５】同実施例における種々のデータの関係を示す特
性図である。

【図６】従来のアスピレータ式車内温度センサの取付例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 車内温度センサ ２ 気流発生手段 ３ 空調出力制御手段 ４ 気流発生停止制御手段 ５ 補正手段 １８ 送風ファン １９ エバポレータ ２０ エアミックスドア ２１ ヒータ ３０ コントロールユニット Ａ アスピレータ（気流発生手段） Ｐ 感温部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車室内の所定箇所に設置された車内温度セ
   ンサと、 該車内温度センサの感温部に車内空気を流通させるべく
   気流を発生する気流発生手段と、 気流発生状態での前記車内温度センサの出力に応じて空
   調機器を制御する空調出力制御手段と、 を備えた自動車用空調装置において、 前記気流発生手段の動作を周期的に停止させる気流発生
   停止制御手段と、 気流発生停止時の前記車内温度センサの検出データによ
   り前記空調出力制御手段の制御処理内容を補正する補正
   手段と、 を備えたことを特徴とする自動車用空調装置。