JPH09150616A

JPH09150616A - 車両用空調制御装置

Info

Publication number: JPH09150616A
Application number: JP31029895A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Nakano; 智之中野; Takashi Ue; 崇宇恵; Takuya Kataoka; 拓也片岡
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】車両用空調制御装置において、空調を乗員の
好みに合わせて適正に調整して快適な車室内を維持可能
とする。【解決手段】車室内温度センサ４３，４４が乗員の頭
部周辺の温度及び足元周辺の温度を検出すると共に日照
量センサ４５が日照量を検出して外気温センサ４６が外
気温度を検出し、乗員が操作パネル４２を操作して所望
の車室内温度に設定すると、乗員の頭部周辺温度及び足
元周辺温度と日照量、外気温度に基づいて温調指令値を
算出すると共に、メモリされた複数の温調割付図の中か
ら適切な温調割付図を選択し、この温調指令値と選択さ
れた温調割付図によって空調機器の制御量を設定し、こ
の制御量に基づいて空調機器を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室内の上下温度
や外気温度、日照量などを検出して空調装置からの吹出
温度や吹出位置などを空調制御する車両用空調制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、空調制御装置として、車室内
の温度を乗員の好みに応じて自動的に調整するようにし
た、所謂、オートエアコンが装備されている。このオー
トエアコンは温度や湿度の制御、送風、換気などを行う
ものであり、ベンチレータ（換気機能）、ヒータ（暖房
機能）、クーラー（冷房・除湿機能）によって構成され
ている。そして、このオートエアコンによって乗員が所
望する最適な環境状態となるように、空調を自動的に制
御している。

【０００３】図６に一般的なオートエアコンによる吹出
モードを説明するための車両用インストルメントパネル
の概略を示す。図６に示すように、オートエアコンにお
いては、温風あるいは冷風の吹出モードは、フロントウ
インドウ及びドアウインドウへのデフモードＤＥＦ、乗
員の顔へのフェイスモードＦＡＣＥ、乗員の足元へのフ
ットモードＦＯＯＴがある。そして、例えば、冬季に車
室内を暖房する場合には、頭寒足熱が乗員にとって快適
であるとして、上下の吹出温度に温度差をつけている。
即ち、フットモードＦＯＯＴからの吹出温度に対して、
デフモードＤＥＦ及びフェイスモードＦＡＣＥからの吹
出温度を低く設定し、車室上部温度が下部温度に対して
２〜４度程度低く設定している。

【０００４】従来のオートエアコンにあっては、頭寒足
熱などのように上下の吹出温度に温度差をつけるため
に、フットモードＦＯＯＴ、デフモードＤＥＦ、フェイ
スモードＦＡＣＥからの吹出温度を設定する場合、予め
設定されたマップに基づき、現在の室温や外気温などを
考慮して上下の吹出温度や吹出量を設定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のオートエアコンにあっては、予め設定された１つの
マップに基づいて上下の吹出温度や吹出量を設定してい
るが、気象条件や乗員の健康状態などにより、乗員が設
定する車室内の所望の温度は随時変化するものであり、
その設定温度の変化に対して１つのマップに基づいて上
下の吹出温度や吹出量を設定することは困難であり、空
調を乗員の好みに合わせて適正に調整することができな
いという問題があった。

【０００６】ところで、車両用空調制御装置として、例
えば、特開平５−２６２１２０号公報に開示されたもの
がある。この公報に開示された車両用空調制御装置は、
目標吹出温度と目標上吹出温度との温度差から目標ヒー
タ吹出温度を演算してエアミックスドア全開時のヒータ
吹出温度を設定し、このヒータ吹出温度と温度差から目
標吹出温度を維持し、この温度差を達成するようにエア
ミックスドア開度を演算するものである。しかし、この
公報に開示された車両用空調制御装置にあっても、目標
吹出温度と目標上吹出温度との温度差を維持するよう
に、単にエアミックスドア開度、即ち、上下の吹出温度
を設定するものであり、乗員の好みに合わせて室温を適
正に調整することはできない。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、空調を乗員の好みに合わせて適正に調整して快
適な車室内を維持可能とした車両用空調制御装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の車両用空調制御装置は、車室内の空調機器
を制御する車両用空調制御装置において、車室内におけ
る乗員の頭部周辺の温度を検出する車室内上部温度セン
サと、車室内における乗員の足元周辺の温度を検出する
車室内下部温度センサと、車室外の環境状態を検出する
環境状態検出手段と、乗員が所望の車室内温度に設定す
る目標温度設定手段と、前記各温度センサによってそれ
ぞれ検出された車室内における乗員の頭部周辺温度及び
足元周辺温度と前記環境状態検出手段によって検出され
た車室外の環境状態と前記目標温度設定手段によって設
定された目標温度とに基づいて温調指令値を算出する温
調指令値算出手段と、前記空調機器を制御するための温
調割付図が複数メモリされた温調割付図記憶手段と、前
記各温度センサによってそれぞれ検出された車室内にお
ける乗員の頭部周辺温度及び足元周辺温度と前記環境状
態検出手段によって検出された車室外の環境状態と前記
目標温度設定手段によって設定された目標温度とに基づ
いて前記温調割付図記憶手段にメモリされた複数の温調
割付図の中から適切な温調割付図を選択する温調割付図
選択手段と、前記温調指令値算出手段によって算出され
た温調指令値と前記温調割付図選択手段によって選択さ
れた温調割付図によって前記空調機器の制御量を設定す
る制御量設定手段とを具えたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】従って、車室内上部温度センサは乗員の頭
部周辺の温度を検出して車室内下部温度センサは乗員の
足元周辺の温度を検出し、また、環境状態検出手段は車
室外の環境状態を検出し、乗員が目標温度設定手段によ
って所望の車室内温度に設定すると、温調指令値算出手
段は乗員の頭部周辺温度及び足元周辺温度と車室外の環
境状態とに基づいて温調指令値を算出すると共に、温調
割付図選択手段は乗員の頭部周辺温度及び足元周辺温度
と車室外の環境状態とに基づいて温調割付図記憶手段に
メモリされた複数の温調割付図の中から適切な温調割付
図を選択し、制御量設定手段はこの温調指令値と選択さ
れた温調割付図によって空調機器の制御量を設定し、空
調機器はこの制御量に基づいて制御される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に本発明の実施の形態を表す
車両用空調制御装置の概略構成を示す。

【００１１】本発明の車両用空調制御装置において、図
１に示すように、空調機器Ａは、ベンチレータ（換気機
能）のためのブロアや内外気切換ダンパ、ヒータ（暖房
機能）のためのエアミックスダンパ、クーラー（冷房・
除湿機能）のためのコンプレッサやコンデンサ、そし
て、吹出モードのための吹出口切換ダンパなどの装置を
有している。そして、この空調機器Ａは、目標温度設定
手段としての操作パネルＢを乗員が設定操作した所望の
車室内温度に基づいて、コントロールユニットＣによっ
て駆動制御されるようになっている。制御量設定手段Ｄ
には、車室内における乗員の頭部周辺の温度を検出する
車室内上部温度センサＥと、車室内における乗員の足元
周辺の温度を検出する車室内下部温度センサＦとの検出
結果が入力されるようになっている。また、この制御量
設定手段Ｄには、環境状態検出手段としての外気温セン
サＧや日照量センサＨなどの車室外の環境状態の検出結
果が入力されるようになっている。

【００１２】そして、この制御量設定手段Ｄは、温調指
令値算出手段Ｊと温調割付図選択手段Ｋとを有してい
る。この温調指令値算出手段Ｊは、各温度センサＥ，Ｆ
によってそれぞれ検出された車室内における乗員の頭部
周辺温度及び足元周辺温度と、外気温センサＧ及び日照
量センサＨによって検出された外気温及び日照量と、操
作パネルＢによって設定された目標温度とに基づいて温
調指令値を算出するものである。また、温調割付図選択
手段Ｋは、空調機器を制御するための温調割付図が複数
メモリされた温調割付図記憶手段Ｌと接続され、各温度
センサＥ，Ｆによってそれぞれ検出された車室内におけ
る乗員の頭部周辺温度及び足元周辺温度と、外気温セン
サＧ及び日照量センサＨによって検出された外気温及び
日照量と、操作パネルＢによって設定された目標温度と
に基づき、この温調割付図記憶手段Ｌにメモリされた複
数の温調割付図の中から適切な温調割付図を選択するも
のである。そして、制御量設定手段Ｄは、この温調指令
値算出手段Ｊによって算出された温調指令値と温調割付
図選択手段Ｋによって選択された温調割付図によって空
調機器Ａの制御量を設定する。

【００１３】従って、車両用空調制御装置において、車
室内上部温度センサＥは乗員の頭部周辺の温度を検出
し、車室内下部温度センサＦは乗員の足元周辺の温度を
検出し、また、外気温センサＧは外気温を検出し、日照
量センサＨは日照量を検出している。そして、乗員によ
って操作パネルＢが操作され、コントロールユニットＣ
及び制御量設定手段Ｄに目標温度が入力されると、温調
指令値算出手段Ｊは乗員の頭部周辺温度及び足元周辺温
度と外気温及び日照量とに基づいて温調指令値を算出す
ると共に、温調割付図選択手段Ｋは乗員の頭部周辺温度
及び足元周辺温度と外気温及び日照量とに基づいて温調
割付図記憶手段Ｌにメモリされた複数の温調割付図の中
から適切な温調割付図を選択する。制御量設定手段Ｄは
この温調指令値と選択された温調割付図によって制御量
を設定してコントロールユニットＣに出力し、このコン
トロールユニットＣはこの制御量に基づいて空調機器を
制御し、車室内の温度が乗員の所望の温度となるよう
に、ブロアや内外気切換ダンパ、エアミックスダンパ、
コンプレッサやコンデンサ、吹出口切換ダンパ等が作動
制御される。

【００１４】

【実施例】ここで、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１５】図２に本発明の一実施例に係る車両用空調
制御装置の概略構成、図３に複数の温調割付図を表すグ
ラフ、図４に温調割付図の選択方法を説明するための概
略、図５に車両用空調制御装置による空調制御のフロー
チャートを示す。

【００１６】車両の空調機器において、図２に示すよう
に、空調ユニット１１の上流側基端部には内気取入口１
２と外気取入口１３が形成されており、ここに内外気切
換ダンパ１４が装着されている。この内外気切換ダンパ
１４は駆動モータ１５によって駆動し、導入空気を内気
と外気とで選択できるようになっている。また、この内
外気切換ダンパ１４の下流側にはブロア１６が装着され
ており、図示しない駆動モータによって駆動して送風で
きるようになっている。更に、ブロア１６の下流側には
クーリングユニット（エバポレータ）１７が装着されて
いる。このクーリングユニット１７は冷房・除湿機能の
ためのものであり、エンジン１８によって駆動されるコ
ンプレッサ１９とコンデンサ２０とが循環接続されてお
り、クーリングユニット１７を通過する空気の熱を奪っ
てコンデンサ２０にて放出するようになっている。な
お、２１はコンデンサ２０に隣接して設けられたラジエ
ータ、２２はファンである。

【００１７】このクーリングユニット１７の下流側には
暖房機能としてのヒータコア２３が設けられており、こ
のヒータコア２３はエンジン１８の図示しないウォータ
ジャケットと循環接続されており、高温のエンジン冷却
水を熱源として通過する空気を加熱するものである。そ
して、このヒータコア２３の上流側にはエアミックスダ
ンパ２４が装着されており、このエアミックスダンパ２
４は駆動モータ２５によって駆動し、ヒータコア２３を
通過する空気量を調節できるようになっている。

【００１８】クーリングユニット１７の最下流側には、
フロントウインドウやドアウインドウへのデフ吹出口２
６と、乗員の顔へのフェイス吹出口２７と、乗員の足元
へのフット吹出口２８とが形成されており、各吹出口２
６，２７，２８にはモードダンパ２９，３０，３１が装
着されている。この各モードダンパ２９，３０，３１は
駆動モータ３２によって駆動し、車室内への吹出を選択
できるようになっている。

【００１９】本実施例の車両用空調制御装置４１は、操
作パネル４２の操作状態によって上述した駆動モータ１
５及びブロア１６、コンプレッサ１９、駆動モータ２
５、駆動モータ３２等を駆動制御するものである。ま
た、車室内の天井部分には乗員の頭部周辺の温度を検出
する車室内上部温度センサ４３が設けられる一方、イン
ストルメントパネルの下部には乗員の足元周辺の温度を
検出する車室内下部温度センサ４４が設けられている。
また、車室内のインストルメントパネルの上面部には日
照量センサ４５が設けられ、車両前部の車外には外気温
センサ４６が設けられている。この車室内上部温度セン
サ４３及び車室内下部温度センサ４４によって検出され
た乗員の頭部周辺の温度及び足元周辺の温度と、日照量
センサ４５によって検出された日照量と、外気温センサ
４６によって検出された外気温が車両用空調制御装置４
１に入力されるようになっている。

【００２０】上述した車両用空調制御装置４１は、操作
パネル４２によって設定される目標温度と、乗員の頭部
周辺温度と足元周辺温度とを加重平均することによって
算出される代表検出室温と、外気温及び日照量とに基づ
いて温調指令値を算出する一方、予め設定された複数の
温調割付図の中から適切な温調割付図を選択し、この温
調指令値と温調割付図によって空調機器の制御量を設定
し、この制御量に基づいて空調機器を駆動制御する。

【００２１】ここで、温調指令値の算出方法について説
明する。乗員が操作パネル４２によって設定する目標温
度をＴ_userとし、乗員の頭部周辺温度と足元周辺温度と
を加重平均して算出する代表検出室温をＴ_sとして目標
設定温度Ｔ_ssを求めると、Ｔ_ss＝Ｔ_user−（Ｓ×Ｓ_a）−ｆ(S,T_out) となる。なお、Ｓは日射量（kcal/hm²) 、Ｓ_aは日射補
正係数、Ｔ_outは外気温度（℃）である。このとき、日
射補正係数Ｓ_aは日射無しである外気条件にて演算用設
定温度Ｔ_setとした場合の代表検出室温Ｔ_sから日射有
りにした場合の代表検出室温Ｔ_sとの変化量ΔＴと日射
量Ｓとの関係（Ｓ_a＝ΔＴ／Ｓ）求めるものである。ま
た、ｆ(S,T_out) は全席ゾーンモード補正項であって、
外気条件に応じて設定するものであり、通常はｆ(S,T
_out) ＝１である。

【００２２】温調指令値はフィードフォワード制御によ
って演算されるものであり、このフィードフォワード制
御温調指令値Ｕは、Ｕ＝（Ｔ_ss−Ｔ_s）・ｇｐ＋（Ｔ_ss−Ｔ_out−７）・ｇ
ｐ・ａ＋ｂ＋（Ｔ_ss−ｄ）・ｇｐ・ｃ＋３０００によって求められる。なお、ｇｐ，ａ，ｂ，ｃは係数で
ある。そして、最終的な温調指令値ＳＤＴＳはフィード
フォワード制御温調指令値Ｕを重心法を用いてファジィ
演算することで求められる。

【００２３】一方、温調割付図は種々の外気条件によっ
て複数（本実施例では３つ）用意されている。即ち、図
３に示すように、温調指令値ＳＤＴＳに対するブロア電
圧（ブロア１６による風量）、モードダンパ開度（モー
ドダンパ３０，３１の開度）、エアミックスダンパ開度
（エアミックスダンパ２４の開度）の変化を表すマップ
である。なお、温調割付図にはこの３つの制御項目に限
らず、風向制御などの制御項目を付加してもよい。

【００２４】例えば、車室内上部温度センサ４３によっ
て検出された乗員の頭部周辺の温度をＴｈとすると共
に、車室内下部温度センサ４４によって検出された乗員
の足元周辺の温度をＴｆとし、頭部周辺の温度Ｔｈと足
元周辺の温度Ｔｆとの温度差Ｔｄの許容範囲をａとする
と、図３(ａ)に示す温調割付図は、Ｔｈ−Ｔｆ＝ａの関
係であるときに使用される。また、図３(ｂ)に示す温調
割付図は、外気温度や日照量の変化によってＴｈ−Ｔｆ
＞ａの関係であるときに使用されものであり、温度差許
容範囲温度をａが大きすぎるので、これを減少させるた
めにモードダンパ開度のフェイス吹出風量を下げて昇温
させるような制御を行う。更に、図３(ｃ)に示す温調割
付図は、外気温度や日照量の変化によってＴｈ−Ｔｆ＜
ａの関係であるときに使用されものであり、温度差許容
範囲温度をａが小さすぎるので、これを増加させるたせ
にモードダンパ開度のフット吹出風量を上げて降温させ
るような制御を行う。

【００２５】また、上述した３つの温調割付図の選択
（変更）方法について説明する。図４に示すように、例
えば、ある気象条件にて乗員が目標温度をＴ_user１が設
定することで、温調割付図で空調制御が行われている
とき、頭部周辺の温度Ｔｈと足元周辺の温度Ｔｆとの温
度差Ｔｄは温度差許容範囲温度ａの間にある。そして、
外気温度や日照量の変化によって乗員が目標温度をＴ
_user２に設定変更すると、温調割付図による空調制御
では温度差Ｔｄが増加して温度差許容範囲温度ａを越え
てしまう。この場合、温度差がＴｄ＋ΔＴなったときに
温調割付図からに切り換え、この温調割付図にて
空調制御が行われる。

【００２６】ここで、上述した本実施例の車両用空調制
御装置４１による制御方法を図５のフローチャートを用
いて説明する。図５に示すように、ステップＳ１にて、
乗員が操作パネルを操作して目標温度Ｔ_userが設定さ
れ、ステップＳ２にて、車室内上部温度センサ４３及び
車室内下部温度センサ４４によって検出された頭部周辺
の温度Ｔｈ及び足元周辺の温度Ｔｆから代表温度Ｔ_sを
算出し、ステップＳ３にて、日照量センサ４５によって
検出された日照量Ｓと、外気温センサ４６によって検出
された外気温度Ｔ_outが読み込まれる。そして、ステッ
プＳ４において、代表温度Ｔ_sと目標温度Ｔ_userとの差
が基準内温度差ｂ以内であれば、定常制御と判定してス
テップＳ５に移行し、代表温度Ｔ_sと目標温度Ｔ_userと
の差が基準内温度差ｂより大きければ、起動制御と判定
してステップＳ７に移行する。

【００２７】ステップＳ５にあっては、定常制御である
ので、前述した演算方法によって温調指令値ＳＤＴＳを
求め、ステップＳ６にて、温調割付図を選択する。一
方、ステップＳ７にあっては、起動制御であるので、エ
ンジン始動直後の状態とみなし、風量やモードダンパ開
度、エアミックスダンパ開度を定常制御では有り得ない
位置となる温調指令値ＳＤＴＳを求める。なお、温調割
付図は起動制御用のものが予め設定されている。

【００２８】この定常制御用の温調指令値ＳＤＴＳ及び
温調割付図、あるいは、起動制御用の温調指令値及び温
調割付図が設定されると、ステップＳ８では、この温調
割付図に対する温調指令値に基づいて制御量、即ち、ブ
ロア電圧（ブロア１６による風量）、モードダンパ開度
（モードダンパ３０，３１の開度）、エアミックスダン
パ開度（エアミックスダンパ２４の開度）が設定され、
ステップＳ９にて、これらの空調機器の作動制御が行わ
れる。

【００２９】このように本実施例の車両用空調制御装置
にあっては、乗員の上半身の温度を下半身の温度より常
に低くなるように制御することで、頭寒足熱の温度分布
となり、これによって冷房時の足の冷え込みや暖房時の
顔の火照りを解消することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の車
両用空調制御装置によれば、車室内上部温度センサが乗
員の頭部周辺の温度を検出して車室内下部温度センサが
乗員の足元周辺の温度を検出すると共に環境状態検出手
段が車室外の環境状態を検出し、乗員が目標温度設定手
段によって所望の車室内温度に設定すると、温調指令値
算出手段は乗員の頭部周辺温度及び足元周辺温度と車室
外の環境状態とに基づいて温調指令値を算出すると共
に、温調割付図選択手段は乗員の頭部周辺温度及び足元
周辺温度と車室外の環境状態とに基づいて温調割付図記
憶手段にメモリされた複数の温調割付図の中から適切な
温調割付図を選択し、制御量設定手段はこの温調指令値
と選択された温調割付図によって空調機器の制御量を設
定し、この制御量に基づいて空調機器を制御するように
したので、空調を乗員の好みに合わせて適正に調整する
ことで、頭寒足熱などの制御を容易に行い、快適な車室
内とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を表す車両用空調制御装置
の概略構成図である。

【図２】本発明の一実施例に係る車両用空調制御装置の
概略構成図である。

【図３】複数の温調割付図を表すグラフである。

【図４】温調割付図の選択方法を説明するための概略図
である。

【図５】車両用空調制御装置による空調制御のフローチ
ャート図である。

【図６】一般的なオートエアコンによる吹出モードを説
明するための車両用インストルメントパネルの概略図で
ある。

【符号の説明】

Ａ空調機器Ｂ操作パネルＣコントロールユニットＤ制御量設定手段Ｅ車室内上部温度センサＦ車室内下部温度センサＧ外気温センサＨ日照量センサＪ温調指令値算出手段Ｋ温調割付図選択手段Ｌ温調割付図記憶手段１４内外気切換ダンパ１６ブロア１７クーリングユニット（エバポレータ）２３ヒータコア２３２４エアミックスダンパ２９，３０，３１モードダンパ４１車両用空調制御装置４２操作パネル４３車室内上部温度センサ４４車室内下部温度センサ４５日照量センサ４６外気温センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内の空調機器を制御する車両用空調
制御装置において、車室内における乗員の頭部周辺の温
度を検出する車室内上部温度センサと、車室内における
乗員の足元周辺の温度を検出する車室内下部温度センサ
と、車室外の環境状態を検出する環境状態検出手段と、
乗員が所望の車室内温度に設定する目標温度設定手段
と、前記各温度センサによってそれぞれ検出された車室
内における乗員の頭部周辺温度及び足元周辺温度と前記
環境状態検出手段によって検出された車室外の環境状態
と前記目標温度設定手段によって設定された目標温度と
に基づいて温調指令値を算出する温調指令値算出手段
と、前記空調機器を制御するための温調割付図が複数メ
モリされた温調割付図記憶手段と、前記各温度センサに
よってそれぞれ検出された車室内における乗員の頭部周
辺温度及び足元周辺温度と前記環境状態検出手段によっ
て検出された車室外の環境状態と前記目標温度設定手段
によって設定された目標温度とに基づいて前記温調割付
図記憶手段にメモリされた複数の温調割付図の中から適
切な温調割付図を選択する温調割付図選択手段と、前記
温調指令値算出手段によって算出された温調指令値と前
記温調割付図選択手段によって選択された温調割付図に
よって前記空調機器の制御量を設定する制御量設定手段
とを具えたことを特徴とする車両用空調制御装置。