JPS6061322A - 車両の自動空調装置 - 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】 この発明は、車両の自動空調装置、特にマイク。

ロコンピュータを駆使して車室内の空調制御を行なう車
両の自動空調装置に関するものである。

従来より、車両の空調制御はマイクロコンピュータの導
入により全自動化が進められており、車外の気温を検出
する外気温センサ、車内に入射する日射量を検出する日
射センサ、車室内の温度を検出する室温センサ等の出力
を空調制御要素として入力データを得、これに基づきマ
イクロコンピュータの制御プログラムに従った演算を実
行して空調系の制御対象である例えば吹出風の風量を制
御するようにしている。

とちころで、車両の空調制御においては、殊に乗貝が車
内臨場時に直接的に感得する風当りの強さ、つまり吹出
風の風量は常に重要な制御対象となっている。このため
、吹出風の風量は空調制御要素などの変化に応じて制御
され得るように空調系を構成しているのが一般的である
。

ところが、従来の空調制御装置の場合、吹出風の風量制
御は例えば空調系に配置された冷暖気混合トチの開度に
応じて行なわれるように制御プロクラムが形成されてい
るか、この場合吹出風の風量は概ね吹出風の温度と関係
あるところから風量制御と温度制御とは冷暖気混合ドア
の開度に応じて同時に行なわれるように制御プログラム
を実行している。したがって、一つの空調制御要素によ
り二つの制御対象を制御し得るという簡易な面はあるも
のの、実際には風量と温度とは異なる物理量であるから
同一の制御要素によって同時に制御することは事実上無
理があることとなる。したがって、吹出風の風量と温度
とを上記の如く制御した場合、例えば吹出風の吹出モー
トがいわゆるハイレベルモードからベントモードへ変化
したとすると吹出風の風量を調整するブロアモータのモ
ータ電圧は不変であるにも拘らず空調系の通気抵抗は吹
出口の変動、つまり吹出口の数の変動により当然変化す
るため冷暖気混合ドアの開度に応じて定まる風量は従前
の設定風量と異なったものとなってしまう。このため、
折角モード切換えを行なって快適な空調状態を得ようと
したにも拘らず、風量が変化するため暫時の間不快な状
態を強いられる。すなわち、従来装置の場合、常時一定
した快適性を得るように空調状態の設定を図ることはお
のずと限界かある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、吹出風の吹出モード変化があった場合で
も空調状態の不自然な変化を招来させることなく空調制
御を続行することができ、常時一定した快適性を確保し
得る車両の空調制御装置の提供を目的とする。この目的
を達成するため、この発明は車体の所定個所にそれぞれ
取付けられた車外の気温を検出する外気温センサおよび
車内に入射する日射量を検出する日射センサの各出力並
びに所望の室温に設定するための信号を得る温度設定部
の出力をそれぞれ車内温度決定要素として入力すること
により車内温度の目標値を演算する室内目標温度演算回
路と　二の室内目標温度演算回路の出力および車内温、
−を検出する室温センサの出力をそれぞれ受けて車内温
度の目標値に対する当該時点における車内温度の差分を
演算する室内温度差演算回路と、日射センサ、外気温セ
ンサおよび温度設定部の各出力を受けて車両の熱負荷を
演算する車両熱負荷演算回路と、外気温センサおよび日
射センサの各出力を受けて空調系の吹出モードの選択を
行なうと共にその吹出モードの選択に応じて空調系の通
気抵抗に応じた出力を得る吹出モード選択回路と、この
吹出モード選択回路、車両熱負荷演算回路および室内温
度差演算回路の各出力を受けて吹出風の設定風量の演算
を行なう風量演算回路とを備えた構成となっている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明が適用される通常の自動空調装置の一
実施例を示すものであり、同図において符号１は車室内
空調系を構成する通風ダクトであって、この通風ダクト
１のμ端には車室内に臨まされる内気導入口２および例
えばカウルトップに臨まされる外気導入口３がそれぞれ
設けられている。そして、これら導入口２，３は内外気
切換ドア４により開閉され得るようになっており、導入
された空気は送風ユニットを構成するブロア５によりク
ーリンクユニットを構成するエバポレータ６に向けて送
風される。また、エバポレータ６の下流側にはヒータユ
ニッ１〜を構成するヒータコア７が設けられ、さらにエ
バポレータ６の下流側に得られる冷気をヒータコア７側
およびバイパス風路８側へ分流することによりミックス
チャンバ９にて冷気と暖気との混合を図る冷暖気混合ド
ア１０がヒータコア７に隣接されている。また、ミック
スチャンバ９は車室内と連通しており、その連通部には
デフロスタに臨まされるデフドア１１、インストに臨ま
されるベントドア１２およびフロアに臨まされるフロア
ドア１３がそれぞれ設けられている。

なお、ブロア５はプロアモータ１４により駆動され、エ
バポレータ６はコンプレッサ１５、コンデンサ１６およ
び膨張弁１７の作動により機能するようになっており、
ヒータコア７はエンジン１８の冷却水を利用しウォータ
コック１９の開放により温水の１ｉｉｉ環が行なわれる
ようになっている。

次に、内外気切換ドア４は例えば負圧駆動タイプの切換
ドア用アクチュエータ２０により開閉自在となっており
、プロアモータ１４ハ風量制御用アンプ２１により制御
され、冷暖気混合ドア１０は例えば負圧駆動タイプのド
ア開度調整用アクチュエータ２２により開度が調整自在
となっている。

一方、車室内の例えば天井には車内温度を検出する室温
センサ２３が取り付けられ、車体の外部例えばフロント
バンパには外気の温度を検出する外気温センサ２４が取
り付けられている。また、車室内の例えばカウルトップ
グリルには車室内に入射する日射量を検出する日射セン
サ２５が取り伺けられ、デフドア１１、ベントドア１２
およびフロアドア１３にはそれぞれ吹出風の温度を検出
する吹出温センサ２６が取り付けられている。なお、説
明の便宜上書ドア１１．１２４３に設けられる吹出温セ
ンサは１つで代表して示すものとする。また、冷暖気混
合ドア１０の近傍にはその開度を検知する冷暖気混合ド
ア開度センサ２７が設けられている。そして、各センサ
２３，２４，２５．２６’、２７は一般的にアナログ出
力であるから、このアナログ出力はＡ−Ｄ変換器２９を
介してマイクロコンピュータ３０に入力されるようにな
っている。また、マイクロコンピュータ３０には車室内
温度を所望の値の設定するためのデジタル信号を発生さ
せる室温設定部２８が接続されている。

前述した内外気切換ドア用アクチュエータ２０、風量制
御用アンプ２１．およびドア開度調整用アクチュエータ
２２は予め定められた演算処理用の空調制御プログラム
に従ってマイクロコンピュータ３０により制御されるよ
うになっている。第２図はこのマイクロコンピュータ３
０による吹出風の風量制御についての制御回路の一実施
例を示すものであり、温度設定部２８、外気温センサ２
４および日射センサ２５の各出力は室内目標温度演算回
路３１に供給されており、この回路３１において車内温
度の目標値が演算される。また、回路３１の出力は室温
センサ２３の出力と共に室内温度差演算回路３２に供給
されており、この回路３２では車内温度の目標値に対す
る当該時点における車内温度の差分を演算するようにな
っている。

一方、温度設定部２８、外気温センサ２４および日射セ
ンサ２５の各出力は車両熱負荷演算回路３３に供給され
、この回路３３では当該時点における車両の熱的状態に
対応する熱負荷が演算されるようになっている。また、
温度設定部２８および室温センサ２３の各出力は吹出モ
ード選択回路３４に供給されている。この回路３４では
空調系の吹出モー１〜の選択、すなわちベントドア１２
を開放するベントモード（一層吹出）、ベントドア１２
およびフロア１〜ア１３を開放するパイレベルモード（
二層吹出）、そしてデフドア１１およびフロアドア１３
を開放するヒータモード（二層吹出）のいずれかの選択
を行なうと共に、各吹出モードの選択に応じた出力が得
られるようになっている。なお、この回路３４は日射セ
ンサ２５の出力を入力することにより日射量を考慮した
モード選択を行ない得る（図の破線参照）。

こうして、室内温度差演算回路３２、車両熱負荷演算回
路３３、および吹出モード選択回路３４の各出力は風量
演算回路３５に供給され、この回路３５では風量制御用
アンプ３６により制御されるブロア５の設定風量が演算
される。

次に、第３図に示すフローチャート並びに第４図および
第５図のグラフを参照しながらこの発明に係る自動空調
装置の作動、特に吹出風の風量制御につき説明する。例
えば車両の連転時に図示省略の空調制御用スイッチが投
入されてマイクロコンピュータ３０の電源が入ると、空
調制御プログラムはスタートのステップ４０から演算が
実行される。

そして、ステップ４１においては温度設定部２８による
設定温度Ｔｓの読込みが行なわれ、次のステップ４２に
おいては外気温Ｔａおよび日射量Ｚｃの読込みが行なわ
れる。また、ステップ４３においては設定温度Ｔｓ、外
気温Ｔａおよび日射量Ｚｃの各入力データに基づき目標
室温Ｔｓｏの演算が行なわれる。さらに、ステップ４４
においては車内温度Ｔｒを読込んで車内温度Ｔｒと目標
室温Ｔｓｏ　との差分ΔＬが演算され、これに基づき以
下の如くステップ４６において読み込まれた各種吹出モ
ードに応じたブロア５のモータ電圧ＶＭの設定が行なわ
れる。

ステップ４７においてはステップ４５で得られる差分Δ
ｔが第４図に示すΔＬ１よりも大きいか否かの判断がな
される。この判断結果が肯定ＹＩＥＳである場合にはス
テップ４８へ移行してモータ電圧ＶＭを最大値ｖＭ１に
設定する。なお、この場合は例えば厳寒期などの゛よう
に強力なウオームアツプを必要とする場合に相当する。

また、ステップ４７の判断結果が否定ＮＯである場合、
すなわち差分ΔＬがΔＬ１に達していない場合にはステ
ップ４９へ移行し、差分ΔしがΔし２とΔし１との間に
あるか否かの判断か行なわれる。そして、この判断結果
が肯定ＹＥＳである場合にはステップ５０へ移行してベ
ントモードにするか否かの判断が行なわｈる。この結果
が肯定ＹＥＳである場合にはステップ５１へ移行してモ
ータ電圧ＶＭをＶＭＣに設定する一方、その結果が否定
ＮＯである場合にはステップ５２へ移行してパイレベル
モードまたはヒータモードにしてモータ電圧ＶＭをＶＭ
Ｃよりも大きなＶＭ■′に設定する（ステップ５３）。

なお、ｖＭＱおよびＶＭ■′は特性曲線’１１．Ｙ２で
示されるようにそれぞれ差分Δしの大きさに応じて変化
するものである。

一方、ステップ４９における判断結果が否定Ｎｏである
場合にはステップ５４へ移行して差分ΔしかΔし２とΔ
Ｌ３との間にあるか否かの判断が行なわれる。そして、
この結果が肯定ＹＥＳである場合にはステップ５５へ移
行しベント舌−ドにするか否かの判断が行なわれる。こ
の判断結果が肯定ＹＥＳである場合、すなわちベントモ
ー１−とするときはステップ５６においてモータ電圧Ｖ
ＭをＶＭ：Ｉに設定する。これに対し、ステップ５５の
判断結果が否定Ｎ。

である場合にはステップ５７へ移行してパイレベルモー
ドまたはヒータモードにする一方、モータ電圧ＶＭをＶ
Ｍ３より大きなＶＭ３’　に設定する。

またステップ５４の判断結果が否定ＮＯである場合には
ステップ５９へ移行し、差分ΔＬがΔＬ３とΔｔ４との
間にあるか否かの判断が行なわれる。

そして、この判断結果が肯定ＹＥＳである場合にはステ
ップ６０へ移行してベントモードとするか否かの判断が
行なわれる。この判断結果か肯定ＹＥＳである場合には
ステップ６１にてモータ電圧ＶＭをＶＭＣ）に設定する
一方、その結果が否定ＮＯである場合にはステップ６２
へ移行してパイレベルモードまたはヒータモードにする
と共にステップ６３でモータ電圧ＶＭをｖＭＱより大き
なＶＭθ′に設定する。

また、ステップ５９における判断か否定ＮＯである場合
、例えば真夏の酷暑時におけるような急激なり−ルダウ
ンを欲する場合にはステップ６４へ移行してモータ電圧
ＶＭをＶＭ２に設定しＩα人風量を得る。

このようにブロア５のモータ電圧ＶＭを吹出モードに応
じて変化させると第５図に示すように、例えばベントモ
ートのような一層吹出モー１−のように通気抵抗が高い
状態からパイレベルモードのような二層吹出モードのよ
うに通気抵抗の低５を状態へ移行した場合でもモータ電
圧ＶＭをＶＭＨからＶＭＬへ変化させることにより風量
を従前と同一のＱｏとすることができる。つまり風当り
の強さを変えることなく自然な状態で吹出モードの切換
が行なえる。なお、第５図においてＩｊｚ、、’Ｊ２は
それぞれ一層吹出モード、二層吹出モートの場合の特性
曲線を示し、例えばモータ電圧ＶＭをＶＭＨのまま一層
吹出モードから二層吹出モートへ切換えると風量はＱｏ
から０２へ変化してしまし）、同様にモータ電圧ＶＭを
ＶＭＬのまま吹出モートを切換えると０１からＱＯへ風
量が変化してしまうことを示している。

なお、第４図においてモータ電圧ＶＭの差分ΔＶＭ：Ｖ
Ｍ３’　−ＶＭ：Ｉの値は当該空調系に応じて定まる定
数である。

以上説明したように、この発明によれば空調系の吹出モ
ートの変化に応じてブロアのモータ電圧を調整すること
により、そのモード変換時における急激な風量や風量の
変化による不快感を排除することかでき、常時一定した
快適な空調状態を確保し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る自動空調装置の概略構成図、第
２図は制御回路の一実施例を説明するブロック図、第３
図は空調系を作動させる制御プログラムの一実施例を説
明するフローチャー１・、第４図は車内温度と目標室温
との差分に対するブロアのモータ電圧の特性を示すグラ
フ、第５図は吹出モードの差異による風量と通気抵抗の
関係を説明するグラフである。 ２３・室温センサ、２４・外気温センサ、２５・・日射
センサ、２８・・・温度設定部、３１・室内目標温度演
算回路、 ３２・室内温度差演算回路、 ３３・・・車両熱負荷演算回路、 ３４・・・吹出モード選択回路、 ３５・風量演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体の所定個所にそれぞれ取付けられ車外の気温を検出
   する外気温センサおよび車内に入射する日射量を検出す
   る日射センサの各出力並びに所望の室温に設定するため
   の信号を得る温度設定部の出力をそれぞれ車内温度決定
   要素として入力することにより車内温度の目標値、を演
   算する室内目標温度演算回路と、 該室内目標温度演算回路の出力および車内温度を検出す
   る室温センサの出力をそれぞれ受けて前記車内温度の目
   標値に対する当該時点における車内温度の差分を演算す
   る室内温度差演算回路と、前記日射センサ、外気温セン
   サおよび温度設定部の各出力を受けて車両の熱的状態に
   応じて定まる熱負荷を演算する車両熱負荷演算回路と、
   前記外気温センサおよび日射センサの各出力を受けて空
   調系の吹出モードの選択を行なうど共に該吹出モートの
   選択に応じて空調系の通気抵抗に応じた出力を得る吹出
   モード選択回路と、該吹出モート選択回部、前記車両熱
   負荷演算回路および室内温度差演算回路の各出力を受け
   て吹出風の設定風量の演算を行なう風量演算回路とを備
   えたことを特徴とする車両の自動空調装置。