JPS6114002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は日射補正を含む車両用空気調和制御方
法に関する。

従来、この種のものとしては、太陽からの日射
を検出して空気調和要素を制御し、車両室内温度
を一定に保ち、あるいは送風量を増して乗員に当
たる日射感を柔らげる方法が知られており、その
日射検出のために感熱抵抗素子または光電抵抗素
子を用いることも公知である。両検出素子のうち
現在実際に採用されているのは、車室内で特に日
射を受ける位置に感熱抵抗素子を配設してその電
気信号を利用するものであるが、車室内の温度の
影響を受けて誤差を生じるとともに、日射量の変
化に対する応答が遅く車両がトンネルのような日
射遮断域に進入、退出する場合に空気調和要素の
制御量の変化に応答の遅れが生じる問題がある。
一方、実公昭48−6264号公報にみられるような光
電抵抗素子を用いる場合は、車室内温度の影響を
受けないが、日射量の変化に対する応答が速すぎ
て建築物等の影に出入するときにも空気調和要素
の制御量がいちいち変化してしまう欠点がある。
これを解消するための光電抵抗素子の電気信号を
単に電気的に平滑することも考えられるが、こう
すると前述のように応答の遅れが生じる不具合が
ある。

本発明は上述の諸問題に鑑み、車室内温度の影
響を受けず、かつ通常の日中走行中は建築物等の
影に出入するときにも安定した日射量データを得
ることができ、しかもトンネルのような日射遮断
域に進入、退出する場合に応答遅れを生じること
のない空気調和制御方法を提供することを目的と
する。

本発明はこの目的達成のため、光電抵抗素子等
を用いて車両の周囲光量を電気信号として検出し
この検出信号を二種類の方法にて処理しそのうち
一方で安定的な日射量データを得るとともに他方
で車両の日射遮断域の進入、退出を判定し、この
判定信号によつて上記日射量データの制御に対す
る効果を調節することを特徴とする。

以下本発明を添付図面に示す実施例について説
明する。この実施例は一般的に知られている冷風
温風混合方式の自動車用空気調和装置に本発明を
適用したもので、全体システムを示す第１図にお
いて、通風ダクト１の上流側には外気導入のため
の外気吸込口１ａと内気循環のための内気吸込口
１ｂとが形成してあり、両吸込口は内外気ダンパ
２によつて開閉されるようになつている。通風ダ
クト１内には下流側に向つて、ブロワモータ３、
冷房サイクルccの一部をなすエバポレータ４、エ
ンジンEGの冷却水サイクルHCの一部をなすヒー
タコア５およびこのヒータコア５を通る空気とそ
のバイパス通路６を通る空気との比を調節する温
度調節ダンパ（Ａ／Ｍダンパ）７が順に配置され
ている。通風ダクト１１の最下流部には、ダクト
内で温度調節された空気を車室内の上部、下部に
吹出すための上、下吹出口１ｃ，１ｄが形成して
あり、両吹出口は吹出口ダンパ８によつて開閉さ
れるようになつている。

制御装置１０は温度制御および各種の運転モー
ド制御を行なうために、各種の情報信号を受けて
予め設定された制御プログラムに基いて処理を実
行し、前記符号１〜８の機能要素の作動を電気的
に指令するものである。

そして、制御装置１０に各種の情報信号を入力
する手段として、車室内の温度Trに応じたアナ
ログ電圧信号を生じる感熱抵抗を含む内気温セン
サ２１、車室外の温度Taに応じたアナログ電圧
信号を生じる感熱抵抗を含む外気温センサ２２、
設定温度Ts（設定位置）に応じたアナログ電圧
信号を生じるポテンシヨメータを含む温度設定器
２３、温度調節ダンパ７の開度Arに応じたアナ
ログ電圧信号を生じるポテンシオメータを含む開
度センサ２４、車両が周囲から受ける光量Ls₁に
応じたアナログ電圧信号を生じる光導電素子を含
む日射センサ２５および運転、停止、運転モード
選定等のスイツチ群の操作によつてオンオフ信号
を生じるスイツチパネル１１が設けてある。

また、制御装置１０からの電気的指令によつて
機能要素を作動させる手段として、エンジンEG
から冷房サイクルccへの駆動力を断続する電磁ク
ラツチ３１、暖房サイクルHCにおけるヒータコ
ア５への冷却水循還路を開閉する電磁弁３２、お
よび内外気ダンパ２、温度調節ダンパ７、吹出口
ダンパ８の開閉駆動力をエンジン負圧によつて与
える電磁弁制御の負圧作動器３３，３４，３５が
設けてある。表示パネル１２は制御装置１０の出
力信号によつて空気調和装置および制御装置の動
作状態を表示するものである。

なお、制御装置１０は自動車のイグニツシヨン
スイツチ１３の投入時に車載バツテリ１４から電
源供給を受け動作可能状態となる。

第２図に示すように制御装置１０ａは、予め設
定された制御プログラムに基いて情報処理を行な
うデジタルコンピユータ（マイクロコンピユー
タ、例えば富士通株式会社製MB8841）１０ａ、
信号入力手段２１，２２，２３，２４，２５から
のアナログ電圧信号を選択的にアナログデジタル
変換してコンピユータ１０ａに入力するアナログ
入力用インターフエース１０ｂ、スイツチパネル
１１からの各スイツチのオンオフ信号を整形して
コンピユータ１０ａに入力するデジタル入力用イ
ンターフエース１０ｃ、コンピユータ１０ａから
出力される機能要素３，３１〜３５の作動指令信
号を増幅する増幅回路１０ｄ、情報処理用クロツ
ク発生回路１０ｅ、および定電圧回路、イグニツ
シヨンスイツチ１３の投入直後にコンピユータ１
０ａの作動を開始させるイニシヤライズ回路（い
ずれも図示せず）から構成してある。

第３図および第４図はコンピユータ１０ａの制
御プログラムの流れを示すもので、以下この第３
図、第４図に従つて装置の作動を説明する。

イグニツシヨンスイツチ１３を投入すると制御
装置１０は動作状態となり、主要構成要素である
デジタルコンピユータ１０ａがその予め設定され
た制御プログラムをステツプ１００から実行開始
する。そして、初期設定ステツプ１０１において
情報処理に用いる各種変数（後述するｂ，ｃ，
Ls₂，Ls′，LsZ，Ｎ，Ms，Mso等コンピユータ１
０ａ内のメモリ番地に割り当てられたもの）がす
べて０に設定される。続いて、ステツプ１０２に
よりコンピユータ１０ａが有するタイマ機能をス
タートさせる。なお、コンピユータ１０ａを富士
通社製MB8841とするときは内蔵のタイマ１カウ
ンタを使用してそのオーバーフローの回数をコン
ピユータ１０ａ内のメモリRAMで計数すればよ
い。タイマは後述するように平滑処理によつて作
成する日射量データによる補正を制御の開始後し
ばらくの間（６秒間）マスクするために用いる。
次にモード設定ステツプ１０３によりスイツチパ
ネル１１のスイツチ操作状態を調べ、通常の温度
制御モードであるときは、増幅回路１０ｄを介し
て電磁クラツチ３１、電磁弁３２を付勢して冷房
サイクルccおよび暖房サイクルHCを運転状態に
するとともに、ブロワモータ３に電源を供給して
ダクト１内に通風状態を形成する。また例えば負
圧作動器３３，３５には付勢信号を与えず内外気
ダンパ２と吹出口ダンパ８は図示状態におかれ
る。なお、このモード設定ステツプ１０３におい
ては、スイツチパネル１１により内外気ダンパま
たは吹出口ダンパが特定の開閉状態になるように
制御モードが指令されているときは、それに従つ
て負圧作動器３３，３５に付勢信号を与える。

次に、データ入力ステツプ１０４において温度
計算に必要なアナログ電圧信号をインターフエー
ス１０ｂを介して選択的にデイジタル変換して入
力し、ステツプ１０４においてこれら入力データ
に基いて車室内への必要吹出空気温度、すなわち
設定温度Tsetを得るために要求される温度調節
量Taoを算出する。この演算は次式で表わされ
る。

Tao＝Kset・Tset−Kr・Tr−Kam・Tam＋Ｃ (1) ただし、Tset…目標温度（設定温度） Tr………車室内温度 Tam……車室外温度 Kset，Kr，Kam，Ｃ…予め設定され制御
上の利得を示す定数 次に、日射補正ステツプ１０６へ進み、ステツ
プ１０５で得られた温度調節量Taoを日射量に応
じて補正し、かつ温度調節ダンパ７の目標開度を
表わすデータA₀に変換する。この変換は次式で
表わされる。

Ao＝Tao＋Ms (2) ここで、日射補正項Msは第４図に示すタイマ
割込ルーチンによつて算定されるものである。な
お、温度制御が開始されてから約３秒間はｏとさ
れ補正をしない。

次に判定ステツプ１０７，１０８および負圧作
動器３４の付消勢ステツプ１０９，１１０，１１
１により、そのときのダンバ開度Arが目標開度
Aoを中心とした目標領域（Ao−ao）乃至（Ao＋
ao）に入つているか否かを判定して、その判定結
果によりダンパ開度の大、小あるいは停止（保
持）を示す電気信号を増幅回路１０ｄを介して出
力する。ここで、「ダンバ開度が大」とは第１図
のバイパス通路６の上流がより大きく開かれ、
「ダンパ開度が小」とはヒータコア５の上流がよ
り大きく開かれる状態を言うものである。そし
て、日射量が検出されると補正項Msによつて目
標開度Aoが増加し、ステツプ１０９によつて
「ダンパ開度が大」とされバイパス通路６を通る
空気の量が増してより冷たい空気が車室内に吹出
される。ステツプ１０３〜１１１は循環的にくり
返し実行処理される。

第４図のタイマ割込ルーチンはコンピユータ１
０ａの外部割込端子IRQに対してクロツク発生回
路１０ｅより50ミリ秒周期で印加される割込信号
に基いて処理される演算の流れを示している。ス
タートステツプ２００においてこの割込処理が受
付けられると、まずデータ入力ステツプ２０１に
より、日射センサ２５のアナログ電圧信号をイン
ターフエース１０ｄを介して日射光量Ls₁を表わ
すデイジタル値として入力する。

次にステツプ２０２において、前回（50ミリ秒
前）入力した日射光量Ls₂（第１回目は０）との
偏差ａを算出し、ステツプ２０３において前回、
前々回に算出した偏差ｂ，ｃとの合計値Ａを算出
する。この偏差合計値Ａは後述する判定ステツプ
２１４，２１８で日射光量の立ち下がりおよび立
ち上がりを判定するために使用される。

ステツプ２０５〜２１２は入力した日射光量を
平滑処理するもので、200ミリ秒毎に、128回分す
なわち約６秒間に入力した日射光量Ls₁の平均値
を算出し更進する。ステツプ２０５，２０６，２
０７および２１２は日射光量Ls₁の４回の合計を
求めるステツプ、ステツプ２０８はその合計値の
平均を求めるステツプ、ステツプ２０９，２１０
および２１１は128回分の平均値をTsun（日射量
データ）を求めるステツプである。

判定ステツプ２１３において、タイマがオン
（スタート）となつてから６秒を経過していない
（YES）かいる（NO）かが判定され、YESのと
きは日射補正をマスクするために直ちステツプ２
２２に進む。ステツプ２２２では新しい日射光量
Ls₁を前回の値Ls₂に置換し、またステツプ２２
３において、前回の偏差ｂを前々回の偏差ｃに、
ステツプ２２４において偏差ａを前回の偏差ｂに
置換して次の割込処理に備え、リターンステツプ
２２５で主制御プログラムの中断点に復帰する。

判定ステツプ２１４，２１５は車両の日射遮断
域への進入を判定するステツプで、ステツプ２１
４で日射光量の偏差合計値Ａが設定値ａより大き
いか否かによつて、日射光量が急激に低下したか
を判定し、ステツプ２１５でそのときの日射光量
Ls₁が設定値β以下にまで低下したかを判定し
て、両判定がYESのときステツプ２１６へ進
む。ステツプ２１６では車両が日射遮断域にある
か否かを示すプラグをオンさせ、車両が日射遮断
域に入つていることを示す。このプラグがオンに
なると次回の割込処理からは判定ステツプ２０４
でYESと判定して演算処理をステツプ２１８へ
分岐する。ステツプ２１７では日射補正項をｏと
おき、第３図の主制御ルーチンのステツプ１０６
における日射補正を実質的に停止する。

また、判定ステツプ２１４，２１５のいずれか
の判定結果がNOで、従つて日射遮断域に進入し
ていないときはステツプ２２１へ進み日射補正項
Msを次式によつて算出する。

Ms＝Ksun・Tsun (3) ただし、Ksunは制御上の利得を示す定数で日
射量データTsunに応じて温度調節量Taoの補正
量を決めるものである。

ステツプ２１８，２１９は車両の日射遮断域か
らの退出を判定するステツプで、ステツプ２１８
で日射光量の偏差合計値Ａが設定値−ａより小さ
いか否かによつて、日射光量が急激に上昇したか
を判定し、ステツプ２１９でそのときの日射光量
Ls₁が設定値ｒ以上かを判定して両判定がYESの
ときステツプ２２０へ進む。ステツプ２２０では
前記フラグをオフさせ、車両が日射遮断域から出
ていることを示す。次にステツプ２２１に進み日
射補正項Msの算出を行ない日射補正を復活す
る。このとき、日射量データTsunはステツプ２
１６でフラグ、オンとしたときのデータがそのま
ま記憶されているため、まずその記憶データによ
つて日射補正項Msが決定される。その後はステ
ツプ２０５〜２１２の平滑処理が実行されるため
実際の日射量に応じて日射量データTsunが更進
され、適切な日射補正項Msが得られる。

なお、判定ステツプ２１８，２１９のいずれか
の判定結果がNOで、従つて車両日射遮断域に入
つているときはステツプ２２２へ進みリターンス
テツプ２２５へ進む。このため日射量データ
Tsunは記憶データとして記憶され続ける。

第４図の割込処理ルーチンによる日射補正項
Msの算定を第５図にタイムチヤートとして示
す。車両が日射遮断域へ入る前すなわち第５図１
の“外”にあるときは、入力される日射光量Ls₁
（第５図２）をステツプ２０５〜２１２で平滑処
理して日射量データTsun（第５図３）を作成
し、ステツプ２２１で日射補正項Msを日射量デ
ータTsunに応じて算定する（第５図５）。このと
き、日射光量Ls₁がゆつくり変化したり、あるい
は変化量が小さかつたり、あるいは日射センサ２
５からの信号線に電気雑音が誘導されて瞬時的に
変化しても、判定ステツプ２１４，２１５のいず
れかでNOと判定されるため日射補正項Msは安定
的に決定される。

Ｐ地点で車両が日射遮断域に進入すると、日射
光量Ls₁が急激に設定値以下に低下すると判定ス
テツプ２１４，２１５を経てステツプ２１６でフ
ラグ、オン（第５図４）となり、ステツプ２１７
で日射補正項Msがｏに固定されて日射補正を中
止し、さらに日射量データTsunはそのまま記憶
データTsun′として記憶される。Ｐ地点以前の日
射光量が小さいときは変化量も小さいので日射遮
断域への進入とは判定されない。

Ｑ地点で車両が日射遮断域から退出すると判定
ステツプ２１８，２１９を経てステツプ２２０で
フラグ、オフとなり、はじめは記憶データ
Tsun′を含みその後は入力される日射光量Ls₁に
応じてゆつくり変化する日射量データTsunが算
出され日射補正項Msとして温度調節量Taoの日
射補正に供される。

なお、上述した実施例は本発明方法の実施態様
の一例であつて本発明の主旨に従う範囲でいくつ
かの変形を行なうことができる。以下にその例を
示す。

(1) 車両退出による日射補正再開時の記憶データ
は車両進入時の日射量データと完全に一致する
必要はなく、車両進入時の日射量データに応じ
て段階的に定めたデータであつてもよいし、ま
た単に相当の日射補正が必要な日射があつたか
否かを示すデータであつてもよい。

(2) 車両進入時の日射補正データが十分大きいと
きは日射補正再開時の記憶データを車両進入時
の日射補正データより適当な値だけ小さくして
日射補正を再開してもよい。これによると車両
が日射遮断域にある時間が長いときは、退出時
の日射が変化している可能性も大きくなるので
その場合にも比較的速やかに追従制御できる。

(3) 車両の日射遮断域への進入、退出を判定する
のに、日射光量自体の変化の傾きの大きさを調
べる代わりに、平滑処理された日射量データが
充分大きい値であるときに入力される日射光量
が数回続けて設定値以上となることで進入を判
定、その後日射光量が数回続けて設定値以上と
なることで退出を判定してもよい。また平滑処
理された日射量データの傾きの大きさによつて
日射光量の急激な変化があるか否かを判定して
もよい。

(4) 日射遮断域からの退出の判定の誤りに対する
安全策として、例えばフラグ、オンの時間が数
分間を越えるときは強制的にフラグ、オフとす
るようにしてもよい。

(5) 日射補正を温度調節によつて行なうほか、装
置が冷房側で作動するときはブロワーモータ３
の送風量を増すようにしてもよい。

(6) 日射遮断域への進入、退出の判定結果により
内外気ダンパを作動させて強制的に内気循環と
してもよいし、また、車両の前照灯の点灯、消
灯信号として取出すようにしてもよい。

以上述べたように本発明においては、車両が受
ける日射光量を電気信号として検出し、その平滑
処理によつて日射量データを得るとともに、日射
光量の変化度合から車両の日射遮断域への進入、
退出を判定して、日射補正制御を調節するから、
車室内外の温度の影響を受けることがなく、建築
物の影に出入するときのように受ける日射光量の
変化が小さいときはゆつくり変化する日射量デー
タを得ることができ、さらに日射遮断域に進入、
退出する場合に補正制御の応答遅れを生じること
がないという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した空気調和制御装
置の全体構構成図、第２図は電気制御系を示すブ
ロツク線図、第３図および第４図は電気制御系の
主構成要素をなすデジタルコンピユータの制御プ
ログラムを示す演算流れ図で、第３図は主制御ル
ーチン、第４図は割込処理ルーチンを示す、第５
図は作動説明に供するタイムチヤート図である。 ７…空気調和要素としての温度調節ダンパ、１
０…制御装置、２５…日射センサ、１０６…日射
補正ステツプ、２０１…日射光量の入力ステツ
プ、２０５〜２１２…平滑処理を行なうステツ
プ、２１４，２１５…進入判定ステツプ、２１
７，２２１…日射補正項算定ステツプ、２１８，
２１９…退出判定ステツプ、Ls₁…日射光量の入
力値、Tsun…日射量データ、Tsun′…記憶デー
タ、Ms…日射補正項。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両への日射量を示すデータを含む各種制御
   条件に応じて空気調和要素を制御する車両用空気
   調和制御方法において、車両が周囲から受ける光
   量を電気信号として検出し、この検出された信号
   を平滑処理して前記制御条件としての日射量デー
   タを作成するとともに前記検出信号の急激な立ち
   下がりおよび立ち上がりによつて車両の日射遮断
   域への進入および退出を判定し、前記進入を判定
   するとそのときの日射量に応じたデータを記憶デ
   ータとして記憶するとともに前記制御条件から日
   射量データを除き、前記退出を判定すると前記記
   憶データを暫定的に含む日射量データを前記制御
   条件に復活させることを特徴とする車両用空気調
   和制御方法。