JPH09109653A

JPH09109653A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JPH09109653A
Application number: JP7296098A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Sakurai; 義彦桜井
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】温度検出用のセンサの数を減らしてコストダ
ウンを図りつつ、機能低下を抑制する。【解決手段】始動初期時において、所定時間インテー
クモードを外気導入モードに設定して空調ダクト内に外
気を導入し、ダクトセンサによってこの温度を検出する
ことによって外気温度を推定し、また所定時間インテー
クモードを内気循環モードに設定して室内空気を空調ダ
クトに導入し、ダクトセンサによってこの温度を検出す
ることによって内気温度を推定し、この推定した外気温
度及び内気温度と設定温度によって空調制御を行うよう
にしたために、ダクトセンサを一つ設けるだけでよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調ダクトの冷
却用熱交換器の下流側に該冷却用熱交換器を通過する空
気の温度を検出するダクトセンサを有する車両用空調装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用空調装置としては、特公昭
５８−２０８０７号公報に開示されたものがある。この
引例による車両用空調装置（引用例１）は、室内温度を
検出する内気温センサ、及び外気温度を検出する外気温
センサを有し、各制御機器の制御信号を前記内気温セン
サ若しくは外気温センサの信号に応じて補正するように
したものである。これによって、導入される空気が車室
内から循環されたものであるか車外から取り入れられた
ものであるかを判別し、この判別によって車室内温度あ
るいは車室外温度に関連して電気的制御部材の動作位置
を補正するために、冷却機が駆動されなくても目標温度
に近い車室内温度を得ることができるものである。

【０００３】また、実公平１−３１５２３号公報に開示
される車両用空調装置（引用例２）は、冷媒蒸発器（エ
バポレータ）出口側表面あるいは近傍の温度を検知する
感温素子、室温センサ、外気温センサを有し、また冷媒
圧縮機の動作を断続させることにより前記エバポレータ
への着霜防止制御を行う第１の制御装置と、エアミック
スドアの開度制御及び送風機の回転制御を行う第２の制
御装置とを有し、さらに、前記感温素子からの信号を第
１の制御装置へ出力するか第２の制御装置へ出力するか
を切り換える切換部を有し、前記感温素子からの信号
を、冷媒圧縮機制御系の起動スイッチのオン時には前記
第１の制御装置へ、また起動スイッチのオフ時には前記
第２の制御装置へ出力するようにしたものである。これ
によって、感温素子からの信号も制御情報として自動温
度制御を行うことができることにより、安定した制御を
実現することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記引
用例１においては、コンプレッサオフ時において、内気
循環時には内気温センサから、外気導入時には外気温セ
ンサから、エバポレータ後流側温度を推定するものであ
り、ダクトセンサは装備していないが、内気温センサ及
び外気温センサが必要であり、また凍結防止の為の装置
が必要となり、コストアップとなる。

【０００５】また、引用例２は、ダクトセンサを、コン
プレッサオンモード時にはエバポレータの凍結防止用に
使用し、コンプレッサオフモード時にはミックスドア等
の制御用に使用するようにしたものであるが、空調制御
因子としての外気温度及び室内温度を検出する外気温セ
ンサ及び内気温センサとが不可欠な構成となっており、
コストアップとなる。

【０００６】そこで、この発明は、温度検出用のセンサ
の数を減らしてコストダウンを図りつつ、機能低下の少
ない車両用空調装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】したがって、この発明
は、空調ダクトと、この空調ダクトに配される送風機
と、前記空調ダクトの最上流側に開口する内気導入口及
び外気導入口と、これら内気導入口及び外気導入口を適
宜選択して開口するインテークドアと、空調ダクト内に
配され、少なくともコンプレッサ、コンデンサ、膨張弁
と共に冷房サイクルを構成する冷却用熱交換器と、この
冷却用熱交換器の下流側に配される加熱用熱交換器と、
この加熱用熱交換器の上流側近傍に設けられ、冷却用熱
交換器を通過した空気を加熱用熱交換器を通過する空気
と加熱用熱交換器をバイパスする空気に分流するミック
スドアと、前記空調ダクトの最下流側に開口するベント
吹出口、デフ吹出口及びフット吹出口と、これら吹出口
を適宜選択して開口するモードドアとを少なくとも具備
する車両用空調装置において、空調ダクトの冷却用熱交
換器の下流側にダクトセンサを配し、エンジン始動後の
所定時間、コンプレッサをオフ状態とすると共に、イン
テークモードを外気導入モードにして前記ダクトセンサ
によって初期外気温度を検出して過渡外気温度を推定
し、さらにインテークモードを内気循環モードにして前
記ダクトセンサによって初期室内温度を検出して過渡室
内温度を推定し、少なくともこれら推定された過渡外気
温度及び過渡室内温度によって空調制御を行なうことに
ある（請求項１）。

【０００８】よって、この発明によれば、始動初期時に
おいて、所定時間インテークモードを外気導入モードに
設定して空調ダクト内に外気を導入し、ダクトセンサに
よってこの温度を検出することによって過渡外気温度を
推定し、また所定時間インテークモードを内気循環モー
ドに設定して室内空気を空調ダクトに導入し、ダクトセ
ンサによってこの温度を検出することによって過渡室内
温度を推定し、この推定した過渡外気温度及び過渡室内
温度と温度設定器によって設定された車室内の目標温度
によって空調制御を行うようにしたために、ダクトセン
サを一つ設けるだけでよいので、上記課題を達成でき
る。

【０００９】また、この発明は、空調ダクトと、この空
調ダクトに配される送風機と、前記空調ダクトの最上流
側に開口する内気導入口及び外気導入口と、これら内気
導入口及び外気導入口を適宜選択して開口するインテー
クドアと、空調ダクト内に配され、少なくともコンプレ
ッサ、コンデンサ、膨張弁と共に冷房サイクルを構成す
る冷却用熱交換器と、この冷却用熱交換器の下流側に配
される加熱用熱交換器と、この加熱用熱交換器の上流側
近傍に設けられ、冷却用熱交換器を通過した空気を加熱
用熱交換器を通過する空気と加熱用熱交換器をバイパス
する空気に分流するミックスドアと、前記空調ダクトの
最下流側に開口するベント吹出口、デフ吹出口及びフッ
ト吹出口と、これら吹出口を適宜選択して開口するモー
ドドアとを少なくとも具備する車両用空調装置におい
て、前記空調ダクトの冷却用熱交換器の下流近傍に配さ
れ、該冷却用熱交換器を通過する空気の温度検出するダ
クトセンサと、イグニッションスイッチが投入されると
同時に始動し、所定時間稼働する第１のタイマと、この
第１のタイマに続いて所定時間稼働する第２のタイマと
を有するタイマ手段と、前記第１のタイマが稼働する
間、前記外気導入口を開口し、送風機を稼働し、さらに
コンプレッサを停止させ、前記ダクトセンサによって初
期外気温度を検出する初期外気温度検出手段と、この初
期外気温度検出手段によって検出された初期外気温度か
ら過渡外気温度を推定する外気温度推定手段と、車室内
の目標温度を設定する温度設定手段と、前記第２のタイ
マが稼働する間、前記内気導入口を開口し、送風機を稼
働し、さらにコンプレッサを停止させ、前記ダクトセン
サによって初期室内温度を検出する初期室内温度検出手
段と、この初期室内温度検出手段によって検出された初
期室内温度と、前記温度設定手段によって設定された目
標温度とから過渡室内温度を推定する過渡室温推定手段
と、前記外気温度推定手段によって推定された外気温度
と、前記温度設定手段によって設定された目標温度と、
前記過渡室温推定手段によって推定された室内温度とか
ら目標吹出温度を演算する目標吹出温度演算手段と、こ
の目標吹出温度に基づいて各々の制御機器を制御する制
御手段とを具備することにある（請求項２）。

【００１０】したがって、この発明の車両用空調装置に
おいては、タイマ手段によって第１のタイマが稼働する
間、初期外気温度検出手段によって、外気導入口を開口
（インテークモードを外気導入モードに設定）し、送風
機を稼働させて外気を空調ダクト内に導入し、ダクトセ
ンサによってこの外気の温度を初期外気温度として検出
する。そして、外気温度推定手段によって初期外気温度
から過渡外気温度を推定する。また、タイマ手段によっ
て第２のタイマが稼働する間、初期室内温度検出手段に
よって、内気導入口を開口（インテークモードを内気循
環モードに設定）し、送風機を稼働させて内気を空調ダ
クト内に導入し、ダクトセンサによってこの内気の温度
を初期室内温度として検出する。そして、過渡室温推定
手段によって、前記初期室内温度及び温度設定手段によ
って設定された設定温度から、過渡室内温度を推定す
る。そして、推定された室内温度、推定された外気温度
及び設定温度に基づいて目標吹出温度演算手段によって
目標吹出温度を演算し、さらに制御手段によってこの演
算された目標吹出温度に基づいて各制御機器を制御する
ようにしたことによって、室内温度及び外気温度を推定
できるために、一つのダクトセンサを設けるだけでよい
ために、上記課題を達成できるものである。

【００１１】また、前記外気温度推定手段は、前記第１
のタイマの稼働時間内にダクトセンサによって検出され
た検出温度を外気温度と推定するものである（請求項
３）。これは、目標吹出温度を演算する場合に、目標吹
出温度に対する外気温度の影響力は、他の因子、設定温
度若しくは室内温度の影響力に比べて小さいために、外
気温度の変化を無視しても空調フィーリングを大きく損
なうことがなく、また外気温度推定の工程を簡略化でき
る。

【００１２】さらにまた、前記外気温度推定手段は、第
１のタイマの稼働時間内にダクトセンサによって検出さ
れた前記初期外気温度とその後の経過時間により外気温
度の予想変化特性に基づいて過渡外気温度を推定するも
のである（請求項４）。これは、実験若しくは理論的
に、時間による外気温度の予想変化特性を設定し、この
変化特性若しくは前記予想変化特性から算出した変化率
と経過時間とによって過渡外気温度を推定するもので、
さらに時刻による外気温度の変化状態を推測因子として
入れることにより、かなりの精度で外気温度を推定する
ことができるものである。

【００１３】また、前記過渡室温推定手段は、第２のタ
イマの稼働時間内にダクトセンサによって検出された前
記初期室内温度とその後の経過時間により室内温度の予
想変化特性に基づいて過渡室内温度を推定するものであ
る（請求項５）。これは、初期室内温度によって冷房運
転若しくは暖房運転を判別でき、さらに車両用空調装置
自体の冷房能力、暖房能力を実験若しくは理論的に算出
するできることので、初期室内温度によって温度変化率
を時間の関数として決定できるし、また、実験によって
温度変化の推移を性格に求めることができる。よって、
これによって求められた室内温度の予想変化特性にした
がって、過渡室内温度を推定することができる。

【００１４】さらに、前記過渡室温推定手段は、前記初
期室内温度から、温度設定手段によって設定された設定
温度に向かって所定の時定数で漸近する特性線に沿って
過渡室内温度を推定するものであってもよい（請求項
６）。これは、空調制御が基本的に設定温度に到達する
ための制御であるために、車室内温度の変化は初期室内
温度から設定温度に向かって漸近する所定の時定数の特
性線で表すことができ、この特性線と経過時間によって
室内温度を推定することができるのである。

【００１５】また、前記タイマ手段の稼働する間、送風
機の稼働は低速運転であることが望ましい（請求項
７）。これによって、正確にダクトセンサによる検出が
可能となると共に、空調されない吹出空気が多く吹き出
されることから生じる乗員の不快感を防止できる。

【００１６】前記タイマ手段の稼働する間、吹出モード
をデフロストモードに設定することが望ましい（請求項
８）。これによって、空調されない空気が直接乗員に当
たることが避けられるために、空調フィーリングを向上
させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。

【００１８】図１及び図２に示すように、この発明によ
る車両用空調装置１は、空調ダクト２と、この空調ダク
ト２に配される送風機（ファン）３と、前記空調ダクト
２の最上流側に開口する内気導入口４及び外気導入口５
と、これら内気導入口４及び外気導入口５を適宜選択し
て開口するインテークドア６と、空調ダクト２内に配さ
れ、少なくともコンプレッサ７、コンデンサ８、膨張弁
９と共に冷房サイクル１０を構成する冷却用熱交換器
（エバポレータ）１１と、このエバポレータ１１の下流
側に配される加熱用熱交換器（ヒータコア）１２と、こ
のヒータコア１２の上流側近傍に設けられ、エバポレー
タ１１を通過した空気をヒータコア１２を通過する空気
とヒータコア１２をバイパスする空気に分流するミック
スドア１３と、前記空調ダクト２の最下流側に開口する
ベント吹出口１４、デフ吹出口１５及びフット吹出口１
６と、これら吹出口１４，１５，１６を適宜選択して開
口するモードドア１７とを少なくとも具備するものであ
る。

【００１９】さらに、この車両用空調装置１は、前記空
調ダクト２のエバポレータ１１の下流近傍に配され、エ
バポレータ１１を通過する空気の温度を検出するダクト
センサ１８と、イグニッションスイッチが投入されると
同時に開始し、所定時間稼働する第１のタイマと、この
第１のタイマに続いて所定時間稼働する第２のタイマと
を有するタイマ手段１９と、前記第１のタイマが稼働す
る間、前記外気導入口５を開口（インテークモードを外
気導入モードに設定）し、ファン３を稼働し、さらにコ
ンプレッサ７を停止させ、前記ダクトセンサ１８によっ
て初期外気温度を検出する初期外気温度検出手段２０
と、この初期外気温度検出手段２０によって検出された
初期外気温度から過渡外気温度を推定する外気温度推定
手段２１と、車室内の目標温度を設定する温度設定手段
２２と、前記第２のタイマが稼働する間、前記内気導入
口４を開口し、ファン３を稼働し、さらにコンプレッサ
７を停止させ、前記ダクトセンサ１８によって初期室内
温度を検出する初期室内温度検出手段２３と、この初期
室内温度検出手段２３によって検出された初期室内温度
と、前記温度設定手段２２によって設定された目標温度
とから過渡室内温度を推定する過渡室温推定手段２４
と、前記外気温度推定手段２１によって推定された外気
温度と、前記温度設定手段２２によって設定された目標
温度と、前記過渡室温推定手段２４によって推定された
室内温度とから目標吹出温度を演算する目標吹出温度演
算手段２５と、この目標吹出温度に基づいて各々の制御
機器２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２９，３０を制御する制
御手段２６とを具備するものである。

【００２０】尚、ダクトセンサ１８は、通常エバポレー
タの後流側近傍に配され、エバポレータ１１を通過する
空気の温度を検出するもので、このエバポレータ後流側
温度Ｔｅによってエバポレータ１１の凍結を防止するオ
ンオフ制御が実行されるものである。

【００２１】さらに前記車両用空調装置１は、前記制御
機器として、インテークドア５、ミックスドア１３及び
モードドア１７を作動させるモータアクチュエータ２７
ａ，２７ｂ，２７ｃ、ファン３のモータ２９、コンプレ
ッサ７を稼働させる電磁クラッチ３０を有し、さらにこ
れら制御機器２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２９，３０を制
御する制御手段２６を含むコントロールユニット（Ｃ／
Ｕ）３２を具備するものである。

【００２２】このコントロールユニット２６は、図示し
ない中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、入出
力ポート（Ｉ／Ｏ）、駆動回路、マルチプレクサ（ＭＰ
Ｘ）、Ａ／Ｄ変換器等から構成されるもので、前記ダク
トセンサ１８からの信号及び下記する操作パネル２８か
らの設定信号が入力される。

【００２３】操作パネル２８は、アップスイッチ２２ａ
及びダウンスイッチ２２ｂからなる前記温度設定手段と
しての温度設定器２２、ファンの風量を手動により設定
するためのファンスイッチ（ＦＡＮ）２８ａ、吹出モー
ドを手動により設定するモードスイッチ（ＭＯＤＥ）２
８ｂ、コンプレッサを手動によりオンするエアコンスイ
ッチ（Ａ／Ｃ）２８ｃ、車両用空調装置１の稼働を停止
させるオフスイッチ（ＯＦＦ）２８ｄ、インテークモー
ドを手動により内気循環モードに設定又は解除する内気
循環スイッチ（ＲＥＣ）、及び車両用空調装置１の設定
状況を表示する表示部２８ｅによって構成される。ま
た、冷房サイクル１０には、エバポレータ１１とコンプ
レッサ７の間にレシーバタンク３１が配される。

【００２４】以上の構成の車両用空調装置１において
は、タイマ手段１９によって第１のタイマが稼働する
間、初期外気温度検出手段２０によって、外気導入口５
を開口（インテークモードを外気導入モードに設定）
し、ファン３を稼働させて外気を空調ダクト２内に導入
し、ダクトセンサ１８によってこの外気の温度を初期外
気温度として検出する。また、タイマ手段１９によって
第２のタイマが稼働する間、初期室内温度検出手段２３
によって、内気導入口４を開口（インテークモードを内
気循環モードに設定）し、ファン３を稼働させて内気を
空調ダクト２内に導入し、ダクトセンサ１８によってこ
の内気の温度を初期室内温度として検出する。以上の動
作を、以下スタンバイモード１００とする。

【００２５】そして、外気温度推定手段２１によって初
期外気温度から過渡外気温度を推定し、また過渡室温推
定手段２４によって、前記初期室内温度及び温度設定手
段によって設定された設定温度から、過渡室内温度を推
定する。そして、推定された室内温度、推定された外気
温度及び設定温度に基づいて目標吹出温度演算手段２５
によって目標吹出温度を演算し、さらに制御手段２６に
よってこの演算された目標吹出温度に基づいて各制御機
器２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２９，３０を制御する。

【００２６】これによって、目標吹出温度に基づいて設
定された風量若しくは手動により設定された風量で、フ
ァン６が稼働すると、目標吹出温度若しくは手動により
設定されたインテークモード（外気導入モード、混合モ
ード若しくは内気循環モード）によって選択された導入
口から内気（車室内空気）、混合気若しくは外気が吸入
される。この吸入された空気は、コンプレッサ７の稼働
によって冷却されるエバポレータ１１を通過することで
冷却され、目標吹出温度によって設定されたミックスド
ア１３の開度によって決定される割合で、ヒータコア１
２を通過する空気と、ヒータコア１２をバイパスする空
気に分流される。そして、ヒータコア１２の下流で混合
されて所望の温度にされた空気は、目標吹出温度若しく
は手動によって選択された吹出口１４，１５，１６から
車室内に吹き出して、車室内を温調するものである。

【００２７】以下、本発明に係る車両用空調装置１の動
作について、フローチャートにより説明する。

【００２８】図３で示すフローチャートは、目標吹出温
度Ｘ_Mの演算フローチャートである。このフローチャー
トは、コントロールユニット３２内で実行される制御プ
ログラムの一部を構成するもので、タイマの割り込み若
しくはジャンプ命令等により定期的に実行されるもので
ある。

【００２９】この目標吹出温度Ｘ_M演算は、先ずステッ
プ９０においてイグニッションスイッチ（この車両用空
調装置１が搭載される車両のエンジンを起動させるスイ
ッチ）が投入された直後であるかいなか（ＩｇＯＮ
初回）の判定を行う。この判定において、イグニッショ
ンスイッチ投入直後にこのフローチャートが実行された
と判定された場合にはステップ１００のスタンバイモー
ドに進み、イグニッション投入直後でない場合には、ス
テップ１００のスタンパイモードを迂回して、ステップ
１９０に進む。

【００３０】スタンバイモード１００は、図４のフロー
チャートで示されるもので、ステップ１１０においてタ
イマＴ₁（第１のタイマ）が始動する。そして、ステッ
プ１２０に進んで、コンプレッサ７を停止（ＣＯＭＰ
ＯＦＦ）させ、インテークモードを外気導入モード（Ｉ
ＮＴＡＫＥＦＲＥ）に設定し、ファン３を低速運転
（ＦＡＮＬＯＷ）に設定し、吹出モードをデフロスト
モード（ＭＯＤＥＤＥＦ）に設定する。これによっ
て、空調ダクト２内に外気を導入することができ、この
状態をステップ１３０においてタイマＴ₁がタイムアッ
プするまで（この実施の形態では、１０秒）継続する。
そして、ステップ１４０において、前記タイマＴ₁の稼
働の間ダクトセンサ１８で検出されたエバポレータ後流
側温度Ｔｅを初期外気温度Ｔ_AM(0) に設定する。

【００３１】また、ステップ１５０では、タイマＴ₁に
続いてタイマＴ₂（第２のタイマ）が始動する。そし
て、ステップ１６０に進んで、コンプレッサ７を停止
（ＣＯＭＰＯＦＦ）させ、インテークモードを内気循
環モード（ＩＮＴＡＫＥＲＥＣ）に設定し、ファン３
を低速運転（ＦＡＮＬＯＷ）に設定し、吹出モードを
デフロストモード（ＭＯＤＥＤＥＦ）に設定する。こ
れによって、空調ダクト２内に内気（車室内空気）を導
入することができ、この状態をステップ１７０において
タイマＴ₂がタイムアップするまで（この実施の形態で
は、１０秒）継続する。そして、ステップ１８０におい
て、前記タイマＴ₂の稼働の間ダクトセンサ１８で検出
されたエバポレータ後流側温度Ｔｅを初期外気温度Ｔ
_INC(0) に設定する。

【００３２】また、このスタンバイモード１００におけ
る各制御機器の動作を、図５のタイムチャートによって
説明すると、このスタンバイモード１００はイグニッシ
ョンスイッチ（ＩＧＳＷ）が投入されると同時に始動
する。ファン（ＦＡＮ）３は、第１のタイマＴ₁及び第
２のタイマＴ₂間、低速運転が継続され、その後手動モ
ードが設定されなければ、自動運転モード（ＡＵＴＯ）
に移行する。

【００３３】また、インテークモード（ＩＮＴＡＫＥ）
は、第１のタイマＴ₁による時間内では外気導入モード
（ＦＲＥＳＨ）に設定され、第２のタイマＴ₂による時
間名では内気循環モード（ＲＥＣ）に設定され、第２の
タイマＴ₂が終了すると、自動モード（ＡＵＴＯ）に移
行する。

【００３４】また、コンプレッサ７は、上記スタンバイ
モード１００が実行される間、その稼働が停止され、第
２のタイマＴ₂のアップと同時に自動モード（ＡＵＴ
Ｏ）に移行する。これによって、吸入された空気（内気
若しくは外気）の温度をそのままダクトセンサ１８で検
出することができる。

【００３５】さらに、吹出モード（ＭＯＤＥ）は、スタ
ンバイモード１００が実行される間、デフロストモード
（ＤＥＦ）に設定され、温調されない空気が乗員に直接
当たらないようにするものである。

【００３６】これによって、検出されたエバポレータ後
流側温度Ｔｅにより、初期外気温度Ｔ_AM(0) 及び初期室
内温度Ｔ_INC(0) が設定され、図３に示す目標吹出温度
Ｘ_M演算用のフローチャートに回帰し、ステップ１９０
に進む。このステップ１９０において、温度設定器２２
によって設定された目標温度Ｔ_PTC及び前記初期室内温
度Ｔ_INC(0) から、ステップ１９０のブロック内に記載
された下記する数式１及び数式２によって過渡室内温度
Ｔ_INCを推定する。

【００３７】

【数１】Ｔ₀＝Ｔ_INC(0)

【００３８】

【数２】Ｔ_INC＝（Ｔ_PTC−Ｔ₀）×（１−ｅ^-t/T3）＋Ｔ₀

【００３９】具体的には、数１により初期室内温度Ｔ
_INC(0) を演算因子としてのＴ₀とし、この初期室内温
度Ｔ₀、目標温度Ｔ_PTC、及び所定の時定数（−ｔ／Ｔ
３）を因子とする数式２で示す関数により、室内温度Ｔ
_INCを演算し、これを過渡室内温度と推定する。この関
数は、例えば図１２に示すように、漸近的に目標温度Ｔ
_PTCに近づく特性を示すものである。尚、この数式２に
おいて、ｔは検出時からの経過時間を示し、Ｔ３はその
時の環境状態（夏季か冬季か、朝か昼か夜か、湿度は多
いか少ないか等）から実験により算出される定数を示す
ものである。

【００４０】これによって、上記数式２は、例えば、目
標温度Ｔ_PTCが初期室内温度Ｔ₀より低い場合、つまり
冷房運転時には図１２のＡで示すような特性線となり、
また目標温度Ｔ_PTCが初期室内温度Ｔ₀より高い場合、
つまり暖房運転時には図１２のＢで示すような特性線と
なるものである。

【００４１】したがって、刻々と変化する過渡室内温度
Ｔ_INCを経過時間ｔによって数式２より算出することが
でき、その過渡室内温度Ｔ_INCの変化は例えば図１２に
示すものとなる。

【００４２】また、ステップ２００において、過渡外気
温度Ｔ_AMが初期外気温度Ｔ_AM(0) から推定される。尚、
このステップ２００においては、初期外気温度Ｔ_AM(0)
をそのまま過渡外気温度Ｔ_AMとして設定する。これは、
下記する目標吹出温度Ｘ_Mの演算において、外気温度Ｔ
_AMの影響力が他の因子（設定温度及び室内温度）に比べ
て小さいことから、初期外気温度Ｔ_AM(0) をそのまま使
用するようにしたものである。

【００４３】しかしながら、過渡外気温度Ｔ_AMは、実験
上若しくは理論上から求められた外気温度の変化の予想
変化特性（例えばＴ_AM＝Ｆ（ｔ））にしたがって、外気
温度Ｔ_AMを推定することが望ましい。この予想変化特性
としては、例えば、図１３に示すような早朝から午後２
時までの温度上昇特性線Ｃ及び午後２時から早朝までの
温度下降特性線Ｄがあり、過渡外気温度Ｔ_AMをこの予想
変化特性としての特性線図から直接算出してもよいもの
である。

【００４４】また、予想変化特性の他の例として、前記
特性線から推定される温度変化率（ΔＴ_AM＝ｄＦ（ｔ）
／ｄｔ）に基づいて過渡外気温度Ｔ_AMを算出するように
してもよいものである。尚、図１３において、ｔ₁は検
出時間であり、ｔ₂は現在の時間を示すものである。さ
らに、１日の外気温度の予想変化特性を設定し、この予
想変化特性にしたがって過渡外気温度Ｔ_AMを推定するよ
うにしてもよいものである。

【００４５】また、前述したステップ１９０において、
数式２によって過渡室内温度Ｔ_INCを算出するようにし
たが、図１４で示すように実験若しくは理論的に求めら
れた室内温度の予想変化特性にしたがって、過渡室内温
度Ｔ_INCを推定してもよいものである。尚、特性線Ｅは
冷房運転時の室温の予想低下特性を示し、特性線Ｆは暖
房運転時の室温の予想上昇特性を示したものである。
尚、図１４において、ｔ₁は検出時間であり、ｔ₂は現
在の時間を示すものである。

【００４６】以上の手段によって推定された外気温度Ｔ
_AM、室内温度Ｔ_INC、及び設定温度Ｔ_PTCにより、ステ
ップ２１０において目標吹出温度Ｘ_Mを下記する数式３
によって演算する。

【００４７】

【数３】Ｘ_M＝Ｋ₁Ｔ_PTC−Ｋ₂Ｔ_AM−Ｋ₃Ｔ_INC

【００４８】尚、この数式３において、Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ
₃は係数であり、この実施の形態において、Ｋ₁は５、
Ｋ₂は０．８、Ｋ₃は３である。

【００４９】このステップ２１０の終了後、制御プログ
ラムは、各制御機器を制御するプログラムに移行してい
くもので、前記各制御機器は基本的に図６に示す制御マ
ップにしたがって制御される。

【００５０】この制御マップを簡単に説明すると、ファ
ン（ＦＡＮ）３は、目標吹出温度Ｘ_Mにしたがって、大
風量（Ｈｉ）から低風量（ＬＯＷ）に、また低風量（Ｌ
ＯＷ）から大風量（Ｈｉ）にかけてリニアに変化するも
ので、目標吹出温度Ｘ_Mが特に低い場合には、急速冷房
が要求されるとして最大風量（ＭＡＸＨｉ）となるも
のである。また、ミックスドア（ＭＩＸＤＯＯＲ）１
３は、目標吹出温度Ｘ_Mにしたがって、ヒータコア１２
を通過する空気を全て遮断するフルクール位置（Ｆ／
Ｃ）から全ての空気がヒータコア１２を通過するフルホ
ット位置（Ｆ／Ｈ）まで変化するものである。さらに、
インテークドア６は、目標吹出温度Ｘ_Mにしたがって、
内気循環モード（ＲＥＣ）、混合気モード（ＭＩＤ）、
若しくは外気導入モード（ＦＲＥ）と変化するもので、
モードドア１７はベントモード（ＶＥＮＴ）、バイレベ
ルモード（ＢＩ−Ｌ）、ヒートモード（ＨＥＡＴ）に変
化するものである。

【００５１】以上に各空調機器の制御をさらに具体的に
説明すると、ファン（ＦＡＮ）３の制御は図７に示すも
のとなる。このファン制御３００は、先ず最初にステッ
プ３０２によってスタンバイモードか否かの判定が行わ
れ、スタンバイモードである場合にはステップ３０４に
進んで、低風量（ＬＯＷ）に固定され、他の制御へ進
む。また、前記ステップ３０２の判定によってスタンバ
イモードでないと判定された場合には、ステップ３０６
オフスイッチ（ＯＦＦ）２８ｄが投入されたか否かの判
定が行われ、オフスイッチ２８ｄが投入された場合には
ステップ３０８に進んで、ファン３が停止される。

【００５２】また、ステップ３０６の判定でオフスイッ
チ２８ｄが投入されていない場合には、ステップ３１０
に進んで、ファンスイッチ２８ａが投入されたか否かの
判定を行う。この判定において、ファンスイッチ２８ａ
に投入された場合には、ステップ３１２に進んで、ファ
ンスイッチ２８ａによって設定された風量にてファン３
が稼働するものである。さらにファンスイッチ２８ａが
投入されていない場合には、ステップ３１４に進んで、
吹出モードがデフモード（ＤＥＦ）か否かの判定を行
い、デフモードが設定されたと判定された場合には、ス
テップ３３４に進んで、前記目標吹出温度Ｘ_Mにより、
前述したような制御マップに基づいてファン３のモータ
２９に印加される電圧Ｖ_Mが演算され、ファン３が制御
されるものである。また、デフモードでないと判定され
た場合には、ステップ３１６に進んで、ベントモードで
あるか否かの判定が行われ、ベントモードである場合に
は、ステップ３３０に進んでファン３の始動直後（ファ
ン起動直後）であるか否かの判定を行う。この判定にお
いて、ファン起動直後でない場合には前述したステップ
３３４に進んで、制御マップによる制御が行われ、ファ
ン起動直後である場合には、ステップ３３２に進んでモ
ータ２９への印加電圧Ｖ_Mを１Ｖ／ｍｉｎの割合で所定
電圧まで上昇させていくものである。

【００５３】また、ステップ３１６の判定において、ベ
ントモードでないと判定された場合には、ステップ３１
８に進んで、目標温度Ｔ_PTCと室内温度Ｔ_INCとの差が
所定値（１０°Ｃ）以上である場合には、ステップ３２
０に進んで推定された過渡外気温度Ｔ_AMが１５°Ｃ以下
であるか否かを判定し、１５°Ｃ以下である場合には、
３Ｖ／ｍｉｎの割合でモータ２９への印加電圧Ｖ_Mを所
定電圧まで上昇させていき、１５°Ｃ以下の場合にはス
テップ３２４で設定される所定時間（ＴＩＭＥ＝Ｋ₄Ｘ
_M）ステップ３２６にてファン３を低風量に固定（ＦＡ
ＮＬＯＷ）し、この時間が経過後、０．５Ｖ／ｍｉｎ
の割合でモータ２９への印加電圧Ｖ_Mを所定電圧まで上
昇させていく。また、前記ステップ３１８の判定におい
て、目標温度Ｔ_PTCと室内温度Ｔ_INCとの差が所定値
（１０°Ｃ）以上でない場合には、ステップ３３０に進
んで、上記と同様の制御が行われる。尚、前記数式のＫ
₄はこの実施の形態においては０．９で設定されてお
り、実験により求められたものである。

【００５４】これによって、ファン制御は、スタンバイ
モードの場合には、低風量（ＬＯＷ）に固定され、自動
運転モードの場合において、吹出モードがデフモード設
定されている場合、ベントモードでファン起動直後でな
い場合、デフ及びベントモード以外のモード（バイレベ
ル及びヒートモード）で、目標温度Ｔ_PTCと室内温度Ｔ
_INCの温度差が１０°Ｃ以内でファン起動直後でない場
合には、前記制御マップにしたがって制御される。、ま
た、デフモード以外のモードで、目標温度Ｔ_PTCと室内
温度Ｔ_INCの温度差が１０°Ｃ以内でファン起動直後で
ある場合には、モータ２９への印加電圧Ｖ_Mを１Ｖ／ｍ
ｉｎの割合で上昇させる制御が実行される。さらに、デ
フ及びベントモード以外のモードで目標温度Ｔ_PTCと室
内温度Ｔ_INCの温度差が１０°Ｃ以上であり、推定され
た過渡外気温度Ｔ_AMが１５°Ｃより低い場合には、所定
時間ファン３を低風量（ＬＯＷ）に固定した後、少ない
上昇率（０．５Ｖ／ｍｉｎ）で印加電圧Ｖ_Mを上昇させ
て行き、また、推定された過渡外気温度Ｔ_AMが１５°Ｃ
より高い場合には、モータ２９への印加電圧Ｖ_Mを大き
い変化率（３Ｖ／ｍｉｎ）で上昇させるものである。

【００５５】図８で示すミックスドア制御３４０では、
ステップ３４２においてスタンバイモードか否かが先ず
判定される。この判定において、スタンバイモードであ
る場合にはステップ３４４に進んで、前回イグニッショ
ンスイッチがオフされる直前の位置に固定される。これ
は、ミックスドア１３を特に動かさないようにするもの
で、ミックスドア１３が動作することによる風量の変化
を防止するために実行されるものである。また、前記ス
テップ３４２において、スタンバイモードでないと判定
された場合には、ステップ３４６に進んで、ステップ３
４６のボックス内に図示された制御マップにしたがって
制御される。この制御マップは、基本的に図６に示す制
御マップと同様であるが、この制御マップがコンプレッ
サ７のオンオフ状態によって目標吹出温度Ｘ_Mに対して
異なる変化率を有する点にある。これは、コンプレッサ
７がオンの場合、エバポレータ１１において冷却される
ために、同一の温度を得るためには、ミックスドア１３
を開くように制御する必要があるからである。

【００５６】図９で示すモードドア制御３５０では、ス
テップ３５２においてスタンバイモードか否かが先ず判
定される。この判定において、スタンバイモードである
場合には、ステップ３５４に進んでデフモードが設定さ
れる。またスタンバイモードでない場合には、ステップ
３５６に進んで、モードスイッチ（ＭＯＤＥ）２８ｂが
投入されて手動による制御（ＭＵＮＵＡＬ）が実行され
るか否かの判定が行われ、手動による制御（マニュアル
モード）が実行される場合には、ステップ３５８に進ん
で前記モードスイッチ２８ｂによって選択された吹出モ
ードに設定される。また、マニュアルモードでなく自動
運転モードが設定される場合には、ステップ３６０に進
んで、制御マップによる制御が実行される。これによ
り、冷房モードの場合にはベントモード（ＶＥＮＴ）、
暖房モードの時はヒートモード（ＨＥＡＴ）、その中間
においてバイレベルモード（ＢＩ−Ｌ）が設定される。

【００５７】図１０で示すインテークドア制御３７０で
は、ステップ３７２において先ずスタンバイモードか否
かが判定される。この判定において、スタンバイモード
である場合には、ステップ３７４に進んで、第１のタイ
マＴ₁によって設定される時間において外気導入モード
（ＦＲＥ）を設定し、第２のタイマＴ₂によって設定さ
れる時間において内気循環モード（ＲＥＣ）を設定する
ものである。また、前記ステップ３７２の判定におい
て、スタンバイモードでないと判定された場合には、ス
テップ３７６に進んでマニュアルモードか否かの判定が
行われ、マニュアルモードの場合には、ステップ３７８
に進んで内気循環スイッチ２８ｆによって選択された内
気循環モード及びその解除が設定される。また、マニュ
アルモードでない場合には、ステップ３８０に進んでオ
フスイッチ（ＯＦＦ）２８ｄが投入されたか否かの判定
を行う。この判定において、オフスイッチ２８ｄが投入
されていないと判定された場合には、ステップ３８２に
進んでコンプレッサ７の稼働が停止（ＯＦＦ）している
か否かの判定が行われる。この判定においてコンプレッ
サ７が停止していると判定された場合、若しくは前記ス
テップ３８０においてオフスイッチ２８ｄが投入された
場合（空調制御が停止した場合）には、ステップ３８４
に進んでインテークモードを外気導入モード（ＦＲＥＳ
Ｈ）に設定する。また、前記ステップ３８２の判定にお
いてコンプレッサ７が稼働していると判定された場合に
は、ステップ３８６に進んで目標吹出温度Ｘ_Mにより制
御マップに基づいて自動運転制御が実行される。

【００５８】図１１に示すコンプレッサ制御３９０で
は、先ずステップ３９２によってスタンバイモードか否
かの判定が行われる。この判定において、スタンバイモ
ードであると判定された場合、ステップ３９４に進んで
コンプレッサ７の制御が停止（ＯＦＦ）される。また、
ステップ３９６及びステップ３９８において、オフスイ
ッチ（ＯＦＦ）２８ｄが投入されるか、若しくはエアコ
ンスイッチ（Ａ／Ｃ）２８ｃが投入されていない場合に
は、ステップ４０４に進んでオフ（ＯＦＦ）モードが設
定され、ステップ４０６でコンプレッサ７の稼働が停止
される。また、ステップ３９８の判定においてエアコン
スイッチ２８ｄが投入されている場合には、ステップ４
００でオン（ＯＮ）モードが設定され、ステップ４０２
に進んで、前記ダクトセンサ１８により常時検出される
エバポレータ後流側温度Ｔｅによりコンプレッサ７の凍
結を防止するためのオンオフ制御が実行される。

【００５９】以上により、スタンバイモードが設定され
た場合には、図４のステップ１２０及びステップ１６０
で示される状態にコンプレッサ７，インテークドア６，
ファン３，モードドア１７を設定でき、所定のタイマの
稼働により、一つのダクトセンサ１８によって初期外気
温度Ｔ_AM(0) 及び室内温度Ｔ_INC(0) を検出することが
でき、その後、この初期外気温度Ｔ_AM(0) 及び室内温度
Ｔ_INC(0) から所定の方法で推定した外気温度Ｔ_AM及び
室内温度Ｔ_INCを制御因子として空調制御を行うことが
できるものである。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、始動初期時において、所定時間インテークモードを
外気導入モードに設定して空調ダクト内に外気を導入
し、ダクトセンサによってこの温度を検出することによ
って外気温度を推定し、また所定時間インテークモード
を内気循環モードに設定して室内空気を空調ダクトに導
入し、ダクトセンサによってこの温度を検出することに
よって室内温度を推定し、この推定した外気温度及び室
内温度と設定温度によって空調制御を行うようにしたた
めに、ダクトセンサを一つ設けるだけでよいので、部品
定数を減らすことができ、コストダウンを達成すること
ができる。

【００６１】また、スタンバイモードで検出した初期外
気温度及び初期室内温度から、過渡外気温度及び室内温
度を所定の方法で推定するようにしたために、複数のセ
ンサを使用する場合に比べて機能低下を著しく抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的な構成を示した機能ブロック図
である。

【図２】本発明に係る車両用空調装置の構成を示した概
略構成図である。

【図３】目標吹出温度演算を示したフローチャート図で
ある。

【図４】スタンバイモードを示したフローチャート図で
ある。

【図５】スタンバイモード時の各制御機器の制御状態を
示したタイミングチャート図である。

【図６】目標吹出温度によって各制御機器の制御を行う
ための制御マップを示した説明図である。

【図７】ファン制御を示したフローチャート図である。

【図８】ミックスドア制御を示したフローチャート図で
ある。

【図９】モードドア制御を示したフローチャート図であ
る。

【図１０】インテークドア制御を示したフローチャート
図である。

【図１１】コンプレッサ制御を示したフローチャート図
である。

【図１２】数式２により推定される過渡室内温度が目標
温度に近づく様子を示した特性線図である。

【図１３】外気温度の推定を行うための特性線図の一例
を示したものである。

【図１４】室内温度の推定を行うための特性線図の一例
を示したものである。

【符号の説明】

１車両用空調装置２空調ダクト３ファン４内気導入口５外気導入口６インテークドア７コンプレッサ８コンデンサ９膨張弁１０冷房サイクル１１冷却用熱交換器（エバポレータ）１２加熱用熱交換器（ヒータコア）１３ミックスドア１４ベント吹出口１５デフ吹出口１６ヒート吹出口１７モードドア１８ダクトセンサ１９タイマ手段２０初期外気温度検出手段２１外気温度推定手段２２温度設定手段２３初期室内温度検出手段２４過渡室温推定手段２５目標吹出温度演算手段２６制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空調ダクトと、この空調ダクトに配され
る送風機と、前記空調ダクトの最上流側に開口する内気
導入口及び外気導入口と、これら内気導入口及び外気導
入口を適宜選択して開口するインテークドアと、空調ダ
クト内に配され、少なくともコンプレッサ、コンデン
サ、膨張弁と共に冷房サイクルを構成する冷却用熱交換
器と、この冷却用熱交換器の下流側に配される加熱用熱
交換器と、この加熱用熱交換器の上流側近傍に設けら
れ、冷却用熱交換器を通過した空気を加熱用熱交換器を
通過する空気と加熱用熱交換器をバイパスする空気に分
流するミックスドアと、前記空調ダクトの最下流側に開
口するベント吹出口、デフ吹出口及びフット吹出口と、
これら吹出口を適宜選択して開口するモードドアとを少
なくとも具備する車両用空調装置において、空調ダクトの冷却用熱交換器の下流側にダクトセンサを
配し、エンジン始動後の所定時間、コンプレッサをオフ
状態とすると共に、インテークモードを外気導入モード
にして前記ダクトセンサによって初期外気温度を検出し
て過渡外気温度を推定し、さらにインテークモードを内
気循環モードにして前記ダクトセンサによって初期室内
温度を検出して過渡室内温度を推定し、少なくともこれ
ら推定された過渡外気温度及び過渡室内温度によって空
調制御を行なうことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】空調ダクトと、この空調ダクトに配され
る送風機と、前記空調ダクトの最上流側に開口する内気
導入口及び外気導入口と、これら内気導入口及び外気導
入口を適宜選択して開口するインテークドアと、空調ダ
クト内に配され、少なくともコンプレッサ、コンデン
サ、膨張弁と共に冷房サイクルを構成する冷却用熱交換
器と、この冷却用熱交換器の下流側に配される加熱用熱
交換器と、この加熱用熱交換器の上流側近傍に設けら
れ、冷却用熱交換器を通過した空気を加熱用熱交換器を
通過する空気と加熱用熱交換器をバイパスする空気に分
流するミックスドアと、前記空調ダクトの最下流側に開
口するベント吹出口、デフ吹出口及びフット吹出口と、
これら吹出口を適宜選択して開口するモードドアとを少
なくとも具備する車両用空調装置において、前記空調ダクトの冷却用熱交換器の下流近傍に配され、
冷却用熱交換器を通過する空気の温度を検出するダクト
センサと、イグニッションスイッチが投入されると同時に始動し、
所定時間稼働する第１のタイマと、この第１のタイマに
続いて所定時間稼働する第２のタイマとを有するタイマ
手段と、前記第１のタイマが稼働する間、前記外気導入口を開口
し、送風機を稼働し、さらにコンプレッサを停止させ、
前記ダクトセンサによって初期外気温度を検出する初期
外気温度検出手段と、この初期外気温度検出手段によって検出された初期外気
温度から過渡外気温度を推定する外気温度推定手段と、車室内の目標温度を設定する温度設定手段と、前記第２のタイマが稼働する間、前記内気導入口を開口
し、送風機を稼働し、さらにコンプレッサを停止させ、
前記ダクトセンサによって初期室内温度を検出する初期
室内温度検出手段と、この初期室内温度検出手段によって検出された初期室内
温度と、前記温度設定手段によって設定された目標温度
とから過渡室内温度を推定する過渡室温推定手段と、前記外気温度推定手段によって推定された外気温度と、
前記温度設定手段によって設定された目標温度と、前記
過渡室温推定手段によって推定された室内温度とから目
標吹出温度を演算する目標吹出温度演算手段と、この目標吹出温度に基づいて各々の制御機器を制御する
制御手段とを具備することを特徴とする車両用空調装
置。
【請求項３】前記外気温度推定手段は、前記第１のタ
イマの稼働時間内にダクトセンサによって検出された初
期外気温度を過渡外気温度と推定することを特徴とする
請求項２記載の車両用空調装置。
【請求項４】前記外気温度推定手段は、第１のタイマ
の稼働時間内にダクトセンサによって検出された初期外
気温度及びその後の経過時間により外気温度の予想変化
特性に基づいて過渡外気温度を推定するものであること
を特徴とする請求項２記載の車両用空調装置。
【請求項５】前記過渡室温推定手段は、第２のタイマ
の稼働時間内にダクトセンサによって検出された初期室
内温度及びその後の経過時間により室内温度の予想変化
特性に基づいて過渡室内温度を推定するものであること
を特徴とする請求項２、３又は４記載の車両用空調装
置。
【請求項６】前記過渡室温推定手段は、前記初期室内
温度から、温度設定手段によって設定された設定温度に
向かって所定の時定数で漸近する特性線に沿って過渡室
内温度を推定することを特徴とする請求項２、３又は４
記載の車両用空調装置。
【請求項７】前記タイマ手段の稼働する間、送風機の
稼働は低速運転であることを特徴とする請求項２、３、
４、５、又は６記載の車両用空調装置。
【請求項８】前記タイマ手段の稼働する間、吹出モー
ドをデフロストモードに設定することを特徴とする請求
項２、３、４、５又は６記載の車両用空調装置。