JPS6078814A - カ−エアコン制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 車室内温度を制御目標温度に近づけるように自動制御す
るカーエアコン制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来の車両用空調装置は、車室内温度を検出する温度セ
ンサ、外乱要因を検出する外気センサ、日射センサ、水
温センサ、エバポレータ出口温センサ等の信号を演算回
路に入力し、そさに基づいて温度調節部材の調節量を制
御している（特開昭５６−８６８，１５号参照）。すな
わち、基本的には室温に関する比例制御で、室温に影響
を及ぼず主な因子をセンサにより検出してフィードフォ
ワード補正を行っている。しかし室温に影響を及ばす因
子をすべて検出するのみ困難であり、検出できた因子の
影響度も車種や空調機器ごとに異なるためその評価を正
確に行なうのは困難であるので、室温と設定温度との偏
差が残る恐れがある。

そこで室温と設定温度との偏差を比例演算及び積分する
手段を設けてエアミンクスダンバを制御し、室温の検出
だけで日射等の補償の必要がないようにしたものがある
（特開昭５７−１７５４１５号、特開昭５８＝１６９１
８号参照）。あるいはこの装置に室温を微分する回路を
設けたものがある。これらの装置では理論上は変化は残
らないだろうが、偏差が生じた後に偏差をなくす動きを
するので、前記の偏差の生じる要因を検出して偏差が生
じる前にエアミンクスダンパを調整する装置に比ぶて、
吹出温度変動や室温変動が大きく、乗員にとっては好ま
しくない。

〔発明の目的〕

温度偏差を残さずしがも吹出温度変動や室温度ｍ　カ小
さいカーエアコン制御装置を提供すること。

〔発明の構成〕

第６図に示すように、車室内温度Ｔｉ、制御目標温度Ｔ
ｓｅｔ、および外乱要因Ｔｏ、Ｔｓに基づいて車室内温
度を変化させる調整部材ＴＣの調節量を制御するカーエ
アコン制御装置において、この制御装置による前記車室
内温度の前記制御目標温度への接近安定状態を判別する
少なくとも１つのパラメータに基づいて該接近安定状態
を判別する判別手段ＥＬと、 上記判別結果が非接近安定状態を表わすときに、車室内
温度Ｔ　ｉ−、制御目標温度Ｔｓ　ｅ　ｔｓおよび外乱
要因Ｔｏ、Ｔｓに基づく実質的に比例演算により前記調
節部材］゛Ｃの調節量を演算する第１の演算手段ＣＭＩ
と、 上記接近状態が接近安定状態を表わすときに、車室内温
度Ｔｉ、制御目標温度Ｔｓｅｔ、および外乱要因Ｔｏ、
Ｔｓに少なくとも車室内温度Ｔｉと制御目標部１度Ｔ　
ｓ　ｅ　ｔとに係わる偏差の積分項Ｉを加えて前記調節
部材ＴＣの調節量を演算する第２の演算手段ＣＭ２と、 を備えて構成される。

前記判別手段ＥＬは、例えば車室内温度Ｔｉが制御目標
温度Ｔｓｅｔに所定偏差以内で接近したことを判別する
ものとすることができる。前記、第１の演算手段ＣＭＩ
と第２の演算手段ＣＭ２とは、例えばその主要演算部を
共通とすることもできる。

〔実施例〕

第１図は本発明によるカーエアコン制御装置装置の一つ
の実施例を示す概略構成図である。第１図に於いて、１
は通風ダクトを示している。通風ダクト１は、その一旦
に、車内気取入口２と車外気取入口３とを有しており、
この車室内気取入口２と車外気取入口３とは内外気切換
ダンパ４によって選択的に一方が開かえ、他方が閉じら
れるようになっている。内外気切換ダンパ４は負圧作動
式のダイヤプラム装置等、適宜の内外気切換アクチュエ
ータ５によって駆動されるようになっている。また通風
ダクト１はその他端にヒータ吹出口６とベント吹出ロア
とを有しており、このヒータ吹出口６とベント吹出ロア
は各々個別のダンパ８゜９によって選択的に開閉される
ようになっている。

ダンパ８は空気吹出口切換アクチュエータ１０によって
、また前記ダンパ９は空気吹出口切換アクチュエータ１
１によって各々駆動されるようにっている。

通風ダクト１の前記一端付近には電動機１２によって回
転駆動される送風ファン１３が設けられている。この送
風ファン１３は車内気取入口２、或いは車外気取入口３
より取入れられた空気をヒータ吹出口６とベント吹出ロ
アへ向けて送風するようになっている。電動機１２は送
風ファン速度制御アクチュエータ１４によってその回転
数を制御されるようになっている。

前記送風ファン１３の配役位置より空気の流れで見て下
流側の通風ダクト１内にはその通風ダクトを通って流れ
る空気流を全て横切るべく、即ち通風ダクト１．の一つ
の断面部の全てに冷房用熱交換器であるエバポレータ１
５が設りられている。

エバポレーク１５はコンプレッサ１６及びコンデンサ１
７等と共に冷凍サイクルを構成し、冷媒を供給されるよ
うになっている。クーラーコンプレッサ１６はコンプレ
・／サオン・オファクヂュエータ１８によって選択的に
作動されるようになっている。

またエバポレータ１５の配設位置より下流側に於りる通
風ダクト１内にはエアミックス式の速度調整部１９が設
けられている。温度調整部１９は通風ダクト１の一つの
断面部にその断面の一部に設けられた暖房用熱交換器で
あるヒータ要素２゜と、前記通風ダクト１内を流れる空
気流を前記断面部に設けられたヒータ要素２ｏを通って
流れる第一の空気流とヒータ要素２ｏをバイパスして流
れる第二の空気流とに分けるエアミックスダンパ２１と
を含んでおり、ダンパの開度を調整され、前記第−及び
第二の空気流の分配比を調節することにより吹出空気の
温度を調整するようになっている。ヒータ要素２０は導
管２２によって図には示されていないエンジンの冷却水
が循環式に供給されるようになっている。

この場合、図にて実線で示されている如き位置にダンパ
があるときには通風ダクト１を通って流れる空気流が全
てヒータ要素２ｏを通過することにより吹出空気温度は
高くなり、これに対し前記ダンパ２１が図にて仮想線で
示されている如き位置になるときには通風ダクト１を通
って流れる空気流は全てヒータ要素２０をバイパスして
流れるため吹出空気の温度を低くなる。

エアミックスダンパ２１はエアミックスダンパアクチュ
エータ２３によって駆動されるよう′になっている。

内外気切換アクチュエータ５、空気吹出口切換アクチュ
エータ１０，１１、送風ファン速度制御アクチュエ′−
夕１４、コンプレッサオン・オフアクチュエータ１８及
びエアミンクスダンパアクチュｍ−１’　２３は各々個
別にマイクロコンピュータ２４が発生する作動指令に基
き制御されるようになっている。、マイクロコンピュー
タ２４は、運転者等の乗員によって操作される温度設定
装置２５より設定温度信号を、外気温センサ２６よリフ
）気温信号を、内気温センサ２７より内気温信号を、日
射センサ２８より日射温度信号を、エバポレータ出口温
センサ２９よりエバポレーク出口温信号を、水温センサ
３０より水温信号を、ダンパ開度センサ３１よりダンパ
開度信号を各々与えられ、それらに基づき前記各アクチ
ュエータに作動指令を出力するようになっている。

外気温センサ２６は外気温度ＴＯを検出し、それに応じ
た温度信号を発生するようになっている。

内気温センサ２７は車室内温度Ｔｉを検出し、それに応
じた温度信号を発生するようになっている。

日射センサ２８は車室内に於ける日射温度Ｔｓを検出し
、それに応じた温度信号を発生するようになっている。

エバポレータ出口温センサ２９は前記エバポレータ１５
より下流側に設けられ、前記エバポレータ１５を通過し
た空気の温度Ｔｅを検出し、それに応じた温度信号を発
生するようになっている。水温センサ３０は前記ヒータ
要素２Ｕに与えられるエンジン冷却水温度Ｔｗを検出し
、それに応じた温度信号を発生するようになっている。

ダンパ開度センサ３１は前記エアミックスダンパ２１の
開度θｒを検出しそれに応じた開度信号を発生するよう
になっている。

第２図はマイクロコンピュータ２４における演算処理の
制御プログラムの概要を示している。マイクロコンピュ
ータ２は、主スィッチの投入時にに車載バッテリから図
示しない安定化電源回路を介して給電され、図に示す演
算処理を数百１１１３の周期で繰返す。

制御プログラムは各にそ装置からの信号を受け取る信号
入力ステップ１０１を含んでいる。この信号入力ステッ
プ１０１では温度設定装置２５よりの制御目標温度信号
とセンサ２６〜３１の各検出信号を書き込みと読み出し
が可能な一時記憶メモリ　（−ＲＡＭ）の所定番地に記
憶する。

次の計算ステップ１０２では、車室のおがれた環境条件
を示すデータに基づいて、室温を設定温度Ｔ　ｓ　ｅ　
ｔ　Ｌ接近させ維持するのに必要な通風ダクト１からの
吹出空気流の温ＷＴａｏを計算する。

この計算は第３図に示すような流れで行われる。

室温設定差判定ステップ２０１で、ｌ　Ｔｓ　ｅ　ｔ　
−Ｔｒｌが予め定めた正の定数に６以下かどうか判定し
、判定がＹＥＳならばステップ２０２へ進み、判定がＮ
Ｏならばステップ２０４へ進み、積分項Ｉを０とする。

ステップ２０２では積分項■予め定めた正の定数に７よ
り小さいかどうか判定し、判定がＹＥＳならば積分ステ
ップ２０３へ進み、判定がＮＯならばＴａ、ｏ計算ステ
ップ２０５へ進む。

積分ステップ２０３では、室温と設定温度との差に正の
定数に８をかけ合せ、これを前の積分項に加えて新しい
積分項Ｉをめる。

Ｔ　ａ　ｏ計算ステップ２０５では、温度設定装置２５
、外気温センサ２６、内気温センサ２７、日射センサ２
８からの信号および積分項■よりＴａＯを計算する。た
だしＫｌ〜に５は予め定めた定数である。

以上で第２図の計算ステップ１０２を終了し、次の計算
ステップ１０３へ進む。

計算ステップ１０３では、計算ステップ１０２で算出し
た必要吹出温度Ｔａｏを実際に吹出口６゜７から得るた
めに必要なエアミックスダンパ２１の位置θｔ　（すな
わち、温度調節部材の調節量）が計算される。この計算
は、熱交換器であるエバポレータ１５およびヒータ要素
２ｏの現実の熱交換能力を参照して、次式によんで各々
なされる。

θｔ＝　（Ｔａｏ−Ｔｅ）／　（Ｔｗ−Ｔｅ−Ｄ＋）Ｘ
Ｄま ただしＤ　Ｉ　＋　−Ｄ　２は予め定めた定数である。

次の命令ステップ１０４では、上記計算ステップ１０３
で算出したエアミックスダンパ２１の位置θｔと開度セ
ンサ３１で得られる現実のダンパ位置θｒとを比較して
、後者が前者に接近し所定の公差内となるようにエアミ
ックスダンパアクチュエータ２３に位置制御命令を与え
る。

次の命令ステップ１０５では、必要吹出温度１゛ａｏに
応じて送風ファン１３の印加電圧を制御する。その制御
パターンの一例を第４図に示す。

ステップ１０６では、必要吹出温度Ｔａｏに応じて空気
吹出口切換アクチュエータ１０．１１に対し作動指令信
号を出力する。その制御パターンの一例を第５図に示す
。

上記の構成において例えば、夏場の乗車直後の時のよう
に室温が設定温度Ｔｓｅｔよりもかなり高い場合には、
第３図の必要吹出温度Ｔａｏの計算の流れは、ステップ
２０１での判定がＮＯとなり、ステップ２０４へ進み、
■−０としてステップ２０５でＴａｏを計算する。

時間が経過してＴｒ−Ｔｓｅｔ≦に６となると、ステッ
プ２０１からステップ２０２を経てステップ２０３へ進
み、偏差の積分をはじ、める。Ｋ８は正の定数であるか
ら■は負になる。すなわち積分項がない場合に比べて吹
出温を下げるように指令する。

そしてＩＩＩかに７よりも大きくなるとステップ２０２
の判定がＮＯになり、積分を停止する。

これは例えば最大冷房能力をもってしても偏差が小さく
ならないような場合に積分を行っても無意味であるし、
ＩＩＩが大きくなりすぎると■の値を記憶しているＲＡ
Ｍの所定番地の記憶可能範囲を超えてしまい、まともな
データとして記憶されないからである。

室温Ｔｒが設定温度Ｔｓｅｒよりも低くなくとＩは大き
くなり０に近づく。

かくして、この装置は、温度偏差を最小とするとともに
その変動を抑えることができる。

なお、上記の装置においてステップ２０２では、ＩＩＩ
が所定値よりも大きくなった時に積分を停止するように
したが、必要吹出温］゛ａＯが所定値以下あるいは所定
値以上になったことを判別したときに積分を停止するよ
うにしても良い。また、これらの判定にヒステリシスを
設定するよ・）にしてもよい。

また、ステップ２０３の演算で、目標温度を］ｓｅｔで
はなく、さらに外気温および日射量の影響を考慮した目
標温度として、 １＝Ｉ　＋に８（Ｔｓ　ｅ　ｔ　−ｔｘ　（Ｔｏ−β）
−ｒ−Ｔ−ｓ−Ｔｒ） （ただし、α、β、Ｔは各々定数） としてもよい。

また、ステップ２０４においても、ステップ２０３と同
様に積分項の演算をしても良いが、その場合、積分項が
ステップ２０３に対して十分小さい重み付けとなるよう
に定数を設定するものとする。

また、本発明は、車室内温度の制御目標温度への接近安
定状態への接近度合を、例えば同温度の偏差によって演
算し、その偏差が表わす接近度合が小さくなる（より接
近）に従って、積分効果が大き（なるようにステップ２
０３での定数に８を変化させてもよい。その実施例では
、ステップ２ｏ１，２ｏ４を省略してもよい。

〔発明の効果〕

安定状態で積分効果が表われるため、車両内温度と制御
目標温度との偏差が残らず、しかも吹出温度や室温の大
きな変動を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の全体構成図、第２図は第１図図
示のマイクロコンピュータの制御プログラムの概要を表
わすフローチャート、第３図は制御プログラムの要部を
表わすフローチャート、第４図および第５図は第２図の
補足説明図、第６図は本発明の構成を表わすブロック線
図である。 ２１・・・温度調節手段をなすエアミックスダンパ、２
３・・・アクチュエータ、２４・・・マイクロコンピュ
ータ、２５・・・制御目標温度の設定器、２６・・・外
気温センサ、２７・・・内気温センサ、２８・・・日射
センサ、ＥＬ・・・判別手段、ＣＭＩ・・・第１の演算
手段、０Ｍ２・・・第２の演算手段、ＴＣ・・・調節部
材。 代理人弁理士　岡　部　隆 第１図 Ｐ 第２図 第３図 第４図 第５図 ２ＬＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車室内温度、制御目標温度、および外乱要因に基づいて
   車室内温度を変化させる調整部材の調節量を制御するカ
   ーエアコン制御装置において、この制御装置による前記
   車室内温度の前記制御目標温度への接近安定状態を判別
   する少なくとも１つのパラメータに基づいて該接近安定
   状態を判別する判別手段と、 上記判別結果が非接近安定状態を表わすときに、車室内
   温度、制御目標温度、および外乱要因に基づく実質的に
   比例演算により前記調節部材の調節量を演算する第１の
   演算手段と、 上記接近状態が接近安定状態を表わすときに、車室内温
   度、制御目標温度、および外乱要因に少なくとも車室内
   温度と制御目標温度とに係わる偏差の積分項を加えて前
   記調節部材の調節量を演算する第２の演算手段と、 を備えてなるカーエアコン制御装置。