JP2003237341A - 車両用空調装置 - Google Patents
車両用空調装置Info
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- JP2003237341A JP2003237341A JP2002041785A JP2002041785A JP2003237341A JP 2003237341 A JP2003237341 A JP 2003237341A JP 2002041785 A JP2002041785 A JP 2002041785A JP 2002041785 A JP2002041785 A JP 2002041785A JP 2003237341 A JP2003237341 A JP 2003237341A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車室内湿度を直接検知し、フィードバック制
御することで、車室内湿度の目標値への制御精度を高め
ることが可能な車両用空調装置を提供する。 【解決手段】 車室内への通風ダクト内に設けられ通風
ダクトを通過する空気を冷却および除湿する冷却器と、
冷却器の冷却および除湿能力を調節する冷却器能力調節
手段と、車室内に設けられ車室内の空気湿度を検出する
車室内空気湿度認識手段と、冷却器出口空気温度または
冷却器温度の目標値を算出する冷却器温度目標値演算手
段と、車室内空気湿度の目標値を算出する車室内空気湿
度目標値演算手段とを有し、前記車室内空気湿度認識手
段により検出された車室内空気湿度が前記車室内空気湿
度目標値演算手段により算出された車室内空気湿度目標
値に近づくように、前記冷却器能力調節手段を調節する
ことを特徴とする車両用空調装置。
御することで、車室内湿度の目標値への制御精度を高め
ることが可能な車両用空調装置を提供する。 【解決手段】 車室内への通風ダクト内に設けられ通風
ダクトを通過する空気を冷却および除湿する冷却器と、
冷却器の冷却および除湿能力を調節する冷却器能力調節
手段と、車室内に設けられ車室内の空気湿度を検出する
車室内空気湿度認識手段と、冷却器出口空気温度または
冷却器温度の目標値を算出する冷却器温度目標値演算手
段と、車室内空気湿度の目標値を算出する車室内空気湿
度目標値演算手段とを有し、前記車室内空気湿度認識手
段により検出された車室内空気湿度が前記車室内空気湿
度目標値演算手段により算出された車室内空気湿度目標
値に近づくように、前記冷却器能力調節手段を調節する
ことを特徴とする車両用空調装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置に
関し、とくに車室内の湿度をより適切に制御できるよう
にした車両用空調装置に関する。
関し、とくに車室内の湿度をより適切に制御できるよう
にした車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的な車両用空調装置において
は、通風ダクト内に冷却器としての冷媒の蒸発器が設け
られており、この蒸発器を、圧縮機を備えた冷媒回路に
接続してクーラーサイクルが構成され、蒸発器の下流側
に、エンジン冷却水等を利用した加熱器としてのヒータ
が設けられている。
は、通風ダクト内に冷却器としての冷媒の蒸発器が設け
られており、この蒸発器を、圧縮機を備えた冷媒回路に
接続してクーラーサイクルが構成され、蒸発器の下流側
に、エンジン冷却水等を利用した加熱器としてのヒータ
が設けられている。
【０００３】このような車両用空調装置において除湿空
調制御を行う場合には、クーラーの蒸発器温度制御は、
蒸発器が着霜しない下限温度で動作させ、温度調節上必
要な温度は、ダクト内の蒸発器下流に設置される加熱器
の能力制御によって実施していた。また、省動力を必要
とする場合には、蒸発器温度を、車室内温度制御上必要
な要求ダクト吹き出し温度の相関値に制御していた。し
かし、このような制御においては、除湿時には蒸発器を
着霜しない限界まで冷却するため、車室内を必要以上に
除湿してしまい、圧縮機の動力を必要以上に消費するこ
とがあるという問題があった。また、省動力制御の場合
には、外気温度が車室内温度以下でとくに外気湿度が高
いとき、乗員からの水分蒸発により窓ガラスが曇ること
があるという問題があった。
調制御を行う場合には、クーラーの蒸発器温度制御は、
蒸発器が着霜しない下限温度で動作させ、温度調節上必
要な温度は、ダクト内の蒸発器下流に設置される加熱器
の能力制御によって実施していた。また、省動力を必要
とする場合には、蒸発器温度を、車室内温度制御上必要
な要求ダクト吹き出し温度の相関値に制御していた。し
かし、このような制御においては、除湿時には蒸発器を
着霜しない限界まで冷却するため、車室内を必要以上に
除湿してしまい、圧縮機の動力を必要以上に消費するこ
とがあるという問題があった。また、省動力制御の場合
には、外気温度が車室内温度以下でとくに外気湿度が高
いとき、乗員からの水分蒸発により窓ガラスが曇ること
があるという問題があった。
【０００４】そこで先に本出願人により、必要以上の除
湿を防止して省動力化をはかるとともに、そのときの条
件に応じて最適な除湿を行い、窓ガラスの曇りを適切に
防止できるようにした車両用空調装置が提案されている
（特開平１１−１１５４４７号公報）。すなわち、窓ガ
ラスを曇らせない程度の除湿（運転時の安全確保）と、
圧縮機消費動力の低減（燃費向上）との両方を達成する
ために、蒸発器の温度を従来のように着霜しない限界ま
で下げるのではなく、外気温度などを参考にしながら圧
縮機の容量制御を実施して、蒸発器出口空気温度を高め
に制御するようにしている。
湿を防止して省動力化をはかるとともに、そのときの条
件に応じて最適な除湿を行い、窓ガラスの曇りを適切に
防止できるようにした車両用空調装置が提案されている
（特開平１１−１１５４４７号公報）。すなわち、窓ガ
ラスを曇らせない程度の除湿（運転時の安全確保）と、
圧縮機消費動力の低減（燃費向上）との両方を達成する
ために、蒸発器の温度を従来のように着霜しない限界ま
で下げるのではなく、外気温度などを参考にしながら圧
縮機の容量制御を実施して、蒸発器出口空気温度を高め
に制御するようにしている。
【０００５】しかし、この先に提案した制御において
は、狙いの車室内湿度を得るために、必要な蒸発器温度
を推定し調節するようにしていたが、直接車室内湿度を
検知してはいないので、高い制御精度が得られにくいと
いう問題が残されていた。
は、狙いの車室内湿度を得るために、必要な蒸発器温度
を推定し調節するようにしていたが、直接車室内湿度を
検知してはいないので、高い制御精度が得られにくいと
いう問題が残されていた。
【０００６】そこで先に本出願人によりもう一つの提案
が行われている（特願平１１−２９７４６１号）。この
提案による制御は、上記特開平１１−１１５４４７号公
報による提案に、さらに温熱快適性を考慮した制御であ
り、従来の温度制御・調節の他に、車室内相対湿度また
は車室内湿度、露点温度を推定、検知、演算等を行っ
て、車室内湿度をたとえば５０〜８０％となるように、
圧縮機の容量制御を実施し、蒸発器出口空気温度、除湿
能力を制御するようにしている。
が行われている（特願平１１−２９７４６１号）。この
提案による制御は、上記特開平１１−１１５４４７号公
報による提案に、さらに温熱快適性を考慮した制御であ
り、従来の温度制御・調節の他に、車室内相対湿度また
は車室内湿度、露点温度を推定、検知、演算等を行っ
て、車室内湿度をたとえば５０〜８０％となるように、
圧縮機の容量制御を実施し、蒸発器出口空気温度、除湿
能力を制御するようにしている。
【０００７】しかしながら、この制御においては、とく
に、乗員が少人数の場合等、車室内蒸気発生量が少ない
場合、または、外気の絶対湿度が低い場合は、除湿の必
要が無いにもかかわらず、無駄な冷房能力を発生し消費
動力が大きくなるおそれがあるという問題が残されてい
た。
に、乗員が少人数の場合等、車室内蒸気発生量が少ない
場合、または、外気の絶対湿度が低い場合は、除湿の必
要が無いにもかかわらず、無駄な冷房能力を発生し消費
動力が大きくなるおそれがあるという問題が残されてい
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、本出願人により先に提案した制御（特開平１１−１
１５４４７号公報および特願平１１−２９７４６１号）
に鑑み、車室内湿度を直接検知し、フィードバック制御
することで、車室内湿度の目標値への制御精度を高める
ことが可能な車両用空調装置を提供することにある。
は、本出願人により先に提案した制御（特開平１１−１
１５４４７号公報および特願平１１−２９７４６１号）
に鑑み、車室内湿度を直接検知し、フィードバック制御
することで、車室内湿度の目標値への制御精度を高める
ことが可能な車両用空調装置を提供することにある。
【０００９】また、本発明の別の課題は、冷媒回路の圧
縮機容量調節の制御演算式に、制御する蒸発器温度から
安定車室内湿度を予測する項（フィードフォワード項）
と目標湿度と現在検知湿度の差の項（フィードバック
項）を持つことで、車室内湿度制御の安定性と応答性の
両立を図ることのできる車両用空調装置を提供すること
にある。
縮機容量調節の制御演算式に、制御する蒸発器温度から
安定車室内湿度を予測する項（フィードフォワード項）
と目標湿度と現在検知湿度の差の項（フィードバック
項）を持つことで、車室内湿度制御の安定性と応答性の
両立を図ることのできる車両用空調装置を提供すること
にある。
【００１０】さらに、本発明の別の課題は、とくに乗員
が少人数の場合等、車室内蒸気発生量が少ない、また
は、外気の絶対湿度が低く除湿の必要が無い場合に、無
駄な冷房能力を発生させずにより適切に省動力運転を可
能とする車両用空調装置を提供することにある。
が少人数の場合等、車室内蒸気発生量が少ない、また
は、外気の絶対湿度が低く除湿の必要が無い場合に、無
駄な冷房能力を発生させずにより適切に省動力運転を可
能とする車両用空調装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の車両用空調装置は、車室内への通風ダクト
内に設けられ通風ダクトを通過する空気を冷却および除
湿する冷却器と、冷却器の冷却および除湿能力を調節す
る冷却器能力調節手段と、車室内に設けられ車室内の空
気湿度を検出する車室内空気湿度認識手段と、冷却器出
口空気温度または冷却器温度の目標値を算出する冷却器
温度目標値演算手段と、車室内空気湿度の目標値を算出
する車室内空気湿度目標値演算手段とを有し、前記車室
内空気湿度認識手段により検出された車室内空気湿度が
前記車室内空気湿度目標値演算手段により算出された車
室内空気湿度目標値に近づくように、前記冷却器能力調
節手段を調節することを特徴とするものからなる。
に、本発明の車両用空調装置は、車室内への通風ダクト
内に設けられ通風ダクトを通過する空気を冷却および除
湿する冷却器と、冷却器の冷却および除湿能力を調節す
る冷却器能力調節手段と、車室内に設けられ車室内の空
気湿度を検出する車室内空気湿度認識手段と、冷却器出
口空気温度または冷却器温度の目標値を算出する冷却器
温度目標値演算手段と、車室内空気湿度の目標値を算出
する車室内空気湿度目標値演算手段とを有し、前記車室
内空気湿度認識手段により検出された車室内空気湿度が
前記車室内空気湿度目標値演算手段により算出された車
室内空気湿度目標値に近づくように、前記冷却器能力調
節手段を調節することを特徴とするものからなる。
【００１２】この車両用空調装置においては、さらに、
外気の空気温度を検出する外気空気温度認識手段と、該
外気空気温度認識手段により検出された外気空気温度か
ら第１の車室内空気湿度目標値を算出する第１の車室内
空気湿度目標値演算手段と、該第１の車室内空気湿度目
標値演算手段により算出された第１の車室内空気湿度目
標値から第１の冷却器温度目標値を算出する第１の冷却
器温度目標値演算手段とを有し、前記車室内空気湿度認
識手段により検出された車室内空気湿度が前記第１の車
室内空気湿度目標値演算手段により算出された第１の車
室内空気湿度目標値に近づくように、前記第１の冷却器
温度目標値を参照して前記冷却器能力調節手段を調節す
ることができる。
外気の空気温度を検出する外気空気温度認識手段と、該
外気空気温度認識手段により検出された外気空気温度か
ら第１の車室内空気湿度目標値を算出する第１の車室内
空気湿度目標値演算手段と、該第１の車室内空気湿度目
標値演算手段により算出された第１の車室内空気湿度目
標値から第１の冷却器温度目標値を算出する第１の冷却
器温度目標値演算手段とを有し、前記車室内空気湿度認
識手段により検出された車室内空気湿度が前記第１の車
室内空気湿度目標値演算手段により算出された第１の車
室内空気湿度目標値に近づくように、前記第１の冷却器
温度目標値を参照して前記冷却器能力調節手段を調節す
ることができる。
【００１３】また、上記本発明に係る車両用空調装置に
おいては、さらに、予め定められた所定値である第２の
車室内空気湿度目標値から第２の冷却器温度目標値を算
出する第２の冷却器温度目標値演算手段を有し、前記車
室内空気湿度認識手段により検出された車室内空気湿度
が前記第２の車室内空気湿度目標値演算手段により算出
された第２の車室内空気湿度目標値に近づくように、前
記第２の冷却器温度目標値を参照して前記冷却器能力調
節手段を調節することもできる。
おいては、さらに、予め定められた所定値である第２の
車室内空気湿度目標値から第２の冷却器温度目標値を算
出する第２の冷却器温度目標値演算手段を有し、前記車
室内空気湿度認識手段により検出された車室内空気湿度
が前記第２の車室内空気湿度目標値演算手段により算出
された第２の車室内空気湿度目標値に近づくように、前
記第２の冷却器温度目標値を参照して前記冷却器能力調
節手段を調節することもできる。
【００１４】さらに、上記本発明に係る車両用空調装置
においては、さらに、外気の空気温度を検出する外気空
気温度認識手段と、該外気空気温度認識手段により検出
された外気空気温度から第１の車室内空気湿度目標値を
算出する第１の車室内空気湿度目標値演算手段と、該第
１の車室内空気湿度目標値演算手段により算出された第
１の車室内空気湿度目標値から第１の冷却器温度目標値
を算出する第１の冷却器温度目標値演算手段と、予め定
められた所定値である第２の車室内空気湿度目標値から
第２の冷却器温度目標値を算出する第２の冷却器温度目
標値演算手段とを有し、前記第１の冷却器温度目標値と
第２の冷却器温度目標値のうち低い方の値を冷却器温度
目標値として参照して、その参照の基準となった前記第
１の車室内空気湿度目標値または第２の車室内空気湿度
目標値に、前記車室内空気湿度認識手段により検出され
た車室内空気湿度が近づくように、前記冷却器能力調節
手段を調節することもできる。
においては、さらに、外気の空気温度を検出する外気空
気温度認識手段と、該外気空気温度認識手段により検出
された外気空気温度から第１の車室内空気湿度目標値を
算出する第１の車室内空気湿度目標値演算手段と、該第
１の車室内空気湿度目標値演算手段により算出された第
１の車室内空気湿度目標値から第１の冷却器温度目標値
を算出する第１の冷却器温度目標値演算手段と、予め定
められた所定値である第２の車室内空気湿度目標値から
第２の冷却器温度目標値を算出する第２の冷却器温度目
標値演算手段とを有し、前記第１の冷却器温度目標値と
第２の冷却器温度目標値のうち低い方の値を冷却器温度
目標値として参照して、その参照の基準となった前記第
１の車室内空気湿度目標値または第２の車室内空気湿度
目標値に、前記車室内空気湿度認識手段により検出され
た車室内空気湿度が近づくように、前記冷却器能力調節
手段を調節することもできる。
【００１５】このような本発明に係る車両用空調装置で
は、上記冷却器温度目標値演算手段の計算式は、車室内
空気湿度目標値と車室内空気湿度認識値の差の項を有
し、それをフィードバック演算に用いる。
は、上記冷却器温度目標値演算手段の計算式は、車室内
空気湿度目標値と車室内空気湿度認識値の差の項を有
し、それをフィードバック演算に用いる。
【００１６】また、車両用空調装置がさらに、冷却器の
温度を検出する冷却器温度認識手段を有する構成とし、
冷却器温度目標値演算手段の計算式が、車室内空気湿度
目標値と車室内空気湿度認識値の差の項を有し、冷却器
温度認識値が冷却器温度目標値に近づくように前記冷却
器能力調節手段を調節することもできる。
温度を検出する冷却器温度認識手段を有する構成とし、
冷却器温度目標値演算手段の計算式が、車室内空気湿度
目標値と車室内空気湿度認識値の差の項を有し、冷却器
温度認識値が冷却器温度目標値に近づくように前記冷却
器能力調節手段を調節することもできる。
【００１７】制御の具体的な方法については後述する
が、前記車室内空気湿度認識手段により検出された車室
内空気湿度認識値と前記車室内空気湿度目標値演算手段
により算出された車室内空気湿度目標値とを比較して、
前者の方が小さい状態に維持された場合には、冷却器の
能力を零とする制御を行うことができる。これによって
除湿の必要が無い場合に、無駄な冷房能力を発生させず
に省動力運転が可能となる。
が、前記車室内空気湿度認識手段により検出された車室
内空気湿度認識値と前記車室内空気湿度目標値演算手段
により算出された車室内空気湿度目標値とを比較して、
前者の方が小さい状態に維持された場合には、冷却器の
能力を零とする制御を行うことができる。これによって
除湿の必要が無い場合に、無駄な冷房能力を発生させず
に省動力運転が可能となる。
【００１８】前記冷却器としては、冷媒回路に設けられ
た圧縮機から供給される冷媒の蒸発器から構成でき、前
記冷却器能力調節手段としては、圧縮機の吐出容量を調
節する手段から構成することができる。
た圧縮機から供給される冷媒の蒸発器から構成でき、前
記冷却器能力調節手段としては、圧縮機の吐出容量を調
節する手段から構成することができる。
【００１９】このように構成された本発明に係る車両用
空調装置においては、車室内空気湿度認識手段により車
室内空気湿度が直接検知されるので、検知された値を用
いてフィードバック制御することにより、湿度に関する
制御精度が大幅に高められる。
空調装置においては、車室内空気湿度認識手段により車
室内空気湿度が直接検知されるので、検知された値を用
いてフィードバック制御することにより、湿度に関する
制御精度が大幅に高められる。
【００２０】また、冷却器（蒸発器）の能力調節の制御
演算式に、制御する蒸発器湿度から安定車室内湿度を予
測する項（フィードフォワード項）と、目標湿度と現在
検知湿度の差の項（フィードバック項）を持つことで、
車室内湿度制御が安定するとともに、制御の応答性が高
められ、安定性と応答性向上の両立が可能となる。
演算式に、制御する蒸発器湿度から安定車室内湿度を予
測する項（フィードフォワード項）と、目標湿度と現在
検知湿度の差の項（フィードバック項）を持つことで、
車室内湿度制御が安定するとともに、制御の応答性が高
められ、安定性と応答性向上の両立が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の車両用空調装置
の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。図
１は、本発明の一実施態様に係る車両用空調装置の機器
系統図を示している。図１において、１は、車両用空調
装置の機械的な構成部分全体を示しており、通風ダクト
２の入口側には、内気導入口３側からの空気吸入量と外
気導入口４側からの空気吸入量との割合を制御する内外
気切替ダンパ５が設けられている。吸入された空気は、
モータ６により駆動される送風機７によってダクト２内
を吸引、圧送される。
の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。図
１は、本発明の一実施態様に係る車両用空調装置の機器
系統図を示している。図１において、１は、車両用空調
装置の機械的な構成部分全体を示しており、通風ダクト
２の入口側には、内気導入口３側からの空気吸入量と外
気導入口４側からの空気吸入量との割合を制御する内外
気切替ダンパ５が設けられている。吸入された空気は、
モータ６により駆動される送風機７によってダクト２内
を吸引、圧送される。
【００２２】送風機７の下流側には、冷却器としての蒸
発器８が設けられており、その下流側には加熱器として
の温水ヒータ９が設けられている。温水ヒータ９には、
エンジンからのエンジン冷却水１０が循環され、それに
よって加熱されるようになっている。この蒸発器８の能
力制御により、送風空気の除湿制御も行われる。
発器８が設けられており、その下流側には加熱器として
の温水ヒータ９が設けられている。温水ヒータ９には、
エンジンからのエンジン冷却水１０が循環され、それに
よって加熱されるようになっている。この蒸発器８の能
力制御により、送風空気の除湿制御も行われる。
【００２３】蒸発器８には、冷媒回路１１内を循環され
る冷媒が供給される。冷媒は、容量を可変制御できる可
変容量式圧縮機（コンプレッサ）１２で圧縮され、凝縮
器１３で凝縮された後、受液器１４、膨張弁１５を介し
て蒸発器８に送られ、蒸発器８から圧縮機１２に吸入さ
れる。圧縮機１２の運転は、本実施例では、クラッチコ
ントローラ１６の制御を介して、空調運転時には、常に
圧縮機１２が稼動するようになっている。
る冷媒が供給される。冷媒は、容量を可変制御できる可
変容量式圧縮機（コンプレッサ）１２で圧縮され、凝縮
器１３で凝縮された後、受液器１４、膨張弁１５を介し
て蒸発器８に送られ、蒸発器８から圧縮機１２に吸入さ
れる。圧縮機１２の運転は、本実施例では、クラッチコ
ントローラ１６の制御を介して、空調運転時には、常に
圧縮機１２が稼動するようになっている。
【００２４】温水ヒータ９の直下流側には、エアミック
スダンパ１７が設けられており、エアミックスダンパア
クチュエータ１８によって作動されるエアミックスダン
パ１７の開度調整により、ヒータ９を通過する空気の量
とバイパスする空気の量との割合を制御できるようにな
っている。
スダンパ１７が設けられており、エアミックスダンパア
クチュエータ１８によって作動されるエアミックスダン
パ１７の開度調整により、ヒータ９を通過する空気の量
とバイパスする空気の量との割合を制御できるようにな
っている。
【００２５】温調された空気は、各吹出口１９、２０、
２１（たとえば、ＤＥＦ、ＶＥＮＴ、ＦＯＯＴ吹出口）
を介して車室内に吹き出される。各吹出口１９、２０、
２１には、それぞれダンパ２２、２３、２４が設けられ
ている。
２１（たとえば、ＤＥＦ、ＶＥＮＴ、ＦＯＯＴ吹出口）
を介して車室内に吹き出される。各吹出口１９、２０、
２１には、それぞれダンパ２２、２３、２４が設けられ
ている。
【００２６】上記送風機７のモータ６の電圧（回転数）
を制御する送風機電圧コントローラ２５、エアミックス
ダンパアクチュエータ１８、圧縮機１２の容量可変機構
は、メインコントローラ２６からの信号に基づいて制御
されるようになっている。メインコントローラ２６に
は、車室内温度や目標温熱感などを設定できる温熱感設
定器２７からの設定信号が入力され、車室内温度センサ
２８、車室内空気湿度認識手段としての車室内湿度セン
サ２９、日射センサ３０、外気温度センサ３１からの検
知信号、および、冷却器温度センサまたは冷却器出口空
気温度センサ３２からの検知信号がそれぞれ入力され
る。
を制御する送風機電圧コントローラ２５、エアミックス
ダンパアクチュエータ１８、圧縮機１２の容量可変機構
は、メインコントローラ２６からの信号に基づいて制御
されるようになっている。メインコントローラ２６に
は、車室内温度や目標温熱感などを設定できる温熱感設
定器２７からの設定信号が入力され、車室内温度センサ
２８、車室内空気湿度認識手段としての車室内湿度セン
サ２９、日射センサ３０、外気温度センサ３１からの検
知信号、および、冷却器温度センサまたは冷却器出口空
気温度センサ３２からの検知信号がそれぞれ入力され
る。
【００２７】本実施態様では、メインコントローラ２６
で図２に示すような制御が行われる。
で図２に示すような制御が行われる。
【００２８】温熱感設定器２７による目標温熱感Ｔｐ、
外気温度センサ３１によって検知された外気温度ＡＭＢ
および日射センサ３０によって検知された日射量ＲＡＤ
の信号および車内平均湿度予想値ＲＨＳｒ、送風機電圧
ＢＬＶの信号から、温熱感設定値に対応した車室内温度
の目標値が演算により次式によって推測される。 Ｔｓｅｔ＝ｆ（Ｔｐ，ＲＡＤ，ＡＭＤ，ＢＬＶ，ＲＨＳ
ｒ）
外気温度センサ３１によって検知された外気温度ＡＭＢ
および日射センサ３０によって検知された日射量ＲＡＤ
の信号および車内平均湿度予想値ＲＨＳｒ、送風機電圧
ＢＬＶの信号から、温熱感設定値に対応した車室内温度
の目標値が演算により次式によって推測される。 Ｔｓｅｔ＝ｆ（Ｔｐ，ＲＡＤ，ＡＭＤ，ＢＬＶ，ＲＨＳ
ｒ）
【００２９】ここで車内平均湿度予想値ＲＨＳｒは、車
室内湿度センサ２９の湿度検出値ＲＨＳに基づいて決め
られるが、ＲＨＳｒを求める演算式は吹出口により異な
る。 ＶＥＮＴ時には、 ＲＨＳｒ＝ｆ1 （ＲＨＳ、ＢＬＶ） バイレベル時（Ｂ／Ｌ時）には、 ＲＨＳｒ＝ｆ2 （ＲＨＳ，ＢＬＶ） ＦＯＯＴ時には、 ＲＨＳｒ＝ｆ3 （ＲＨＳ，ＢＬＶ） とされる。
室内湿度センサ２９の湿度検出値ＲＨＳに基づいて決め
られるが、ＲＨＳｒを求める演算式は吹出口により異な
る。 ＶＥＮＴ時には、 ＲＨＳｒ＝ｆ1 （ＲＨＳ、ＢＬＶ） バイレベル時（Ｂ／Ｌ時）には、 ＲＨＳｒ＝ｆ2 （ＲＨＳ，ＢＬＶ） ＦＯＯＴ時には、 ＲＨＳｒ＝ｆ3 （ＲＨＳ，ＢＬＶ） とされる。
【００３０】上記車室内温度目標値Ｔｓｅｔと、車室内
温度センサ２８により検出された車内温度Ｔｉｎ、日射
量ＲＡＤ、外気温度ＡＭＢの信号から、目標吹き出し温
度Ｔｏｃが次のように演算される。 Ｔｏｃ＝ｋｐ１（Ｔｓｅｔ−Ｔｉｎ）＋ｆ（ＡＭＢ，Ｒ
ＡＤ，Ｔｓｅｔ） ここでｋｐ１は係数である。
温度センサ２８により検出された車内温度Ｔｉｎ、日射
量ＲＡＤ、外気温度ＡＭＢの信号から、目標吹き出し温
度Ｔｏｃが次のように演算される。 Ｔｏｃ＝ｋｐ１（Ｔｓｅｔ−Ｔｉｎ）＋ｆ（ＡＭＢ，Ｒ
ＡＤ，Ｔｓｅｔ） ここでｋｐ１は係数である。
【００３１】上記目標吹き出し温度演算結果を用いて、
送風機電圧ＢＬＶが次式によって演算される。 ＢＬＶ＝ｆ（Ｔｏｃ） この演算結果に基づいて送風機電圧コントローラ２５が
制御される。
送風機電圧ＢＬＶが次式によって演算される。 ＢＬＶ＝ｆ（Ｔｏｃ） この演算結果に基づいて送風機電圧コントローラ２５が
制御される。
【００３２】また、エアミックスダンパ１７の開度ＡＭ
Ｄは、次式によって演算される。 ＡＭＤ＝ｆ（Ｔｏｃ，ＴＷ，Ｔｅ） によって演算される。ここで、Ｔｅは蒸発器（冷却器）
出口空気温度センサ３２によって検知される蒸発器出口
空気温度の信号であり、ＴＷはヒータ９の入口水温（た
とえば、固定値として与えられている。）である。エア
ミックスダンパ開度演算結果に基づいてエアミックスダ
ンパアクチュエータ１８が制御される。
Ｄは、次式によって演算される。 ＡＭＤ＝ｆ（Ｔｏｃ，ＴＷ，Ｔｅ） によって演算される。ここで、Ｔｅは蒸発器（冷却器）
出口空気温度センサ３２によって検知される蒸発器出口
空気温度の信号であり、ＴＷはヒータ９の入口水温（た
とえば、固定値として与えられている。）である。エア
ミックスダンパ開度演算結果に基づいてエアミックスダ
ンパアクチュエータ１８が制御される。
【００３３】車内湿度目標値ＲＴＩ（第１の湿度目標
値）は外気温度ＡＭＢを用いて次のように演算される。 ＲＴＩ＝ｆ（ＡＭＢ） また、所定の固定値として与えられる空気湿度量ＲＨか
ら、第２の湿度目標値ＲＴＩＩが、 ＲＴＩＩ＝ＲＨ として与えられる。
値）は外気温度ＡＭＢを用いて次のように演算される。 ＲＴＩ＝ｆ（ＡＭＢ） また、所定の固定値として与えられる空気湿度量ＲＨか
ら、第２の湿度目標値ＲＴＩＩが、 ＲＴＩＩ＝ＲＨ として与えられる。
【００３４】上記車内湿度目標値ＲＴＩ、ＲＴＩＩと、
車内温度Ｔｉｎ、送風機電圧ＢＬＶ、目標吹き出し温度
Ｔｏｃ、車内湿度ＲＨＳ、車内温度目標値Ｔｓｅｔ、外
気温度ＡＭＢの信号を用いて、冷却器温度の目標値ＴＶ
が次のように演算される。
車内温度Ｔｉｎ、送風機電圧ＢＬＶ、目標吹き出し温度
Ｔｏｃ、車内湿度ＲＨＳ、車内温度目標値Ｔｓｅｔ、外
気温度ＡＭＢの信号を用いて、冷却器温度の目標値ＴＶ
が次のように演算される。
【００３５】まず、防曇を考慮した冷却器出口空気温度
目標値ＴＶＩは、防曇を考慮した湿度目標値ＲＴＩを用
いて、 ＴＶＩ＝ｆ（ＲＴＩ，ＢＬＶ）＋Ｐ＋Ｉn で演算される。ここで、 ｐ＝ｋｐ３（ＲＴＩ−ＲＴＳｗ） ・・・比例項 Ｉn ＝Ｉn-1 ＋ｋｐ３・ｋｉ２（ＲＴＩ−ＲＴＳｗ）・・・積分項 である。Ｉn-1 はＩn の前回値であり、ｋｐ３、ｋｉ２
は係数である。但し、 ＲＴＳｗ＝ｆ（ＲＨＳ，Ｔｉｎ） であり、ＲＴＳｗはフロントウィンドウ近傍湿度予想値
である。このＲＴＳｗの演算式は吹出口により次のよう
に異なる。 ＶＥＮＴ時には、 ＲＴＳｗ＝ｆ4 （ＲＨＳ，Ｔｉｎ） Ｂ／Ｌ時には、 ＲＴＳｗ＝ｆｓ（ＲＨＳ，Ｔｉｎ） ＦＯＯＴ時には、 ＲＴＳｗ＝ｆ6 （ＲＨＳ，Ｔｉｎ） とされる。つまり、この演算においては、車内湿度目標
値ＲＴＩとフロントウィンドウ近傍湿度ＲＴＳｗの差が
小さくなるように冷却器出口空気温度目標値ＴＶＩが算
出される。
目標値ＴＶＩは、防曇を考慮した湿度目標値ＲＴＩを用
いて、 ＴＶＩ＝ｆ（ＲＴＩ，ＢＬＶ）＋Ｐ＋Ｉn で演算される。ここで、 ｐ＝ｋｐ３（ＲＴＩ−ＲＴＳｗ） ・・・比例項 Ｉn ＝Ｉn-1 ＋ｋｐ３・ｋｉ２（ＲＴＩ−ＲＴＳｗ）・・・積分項 である。Ｉn-1 はＩn の前回値であり、ｋｐ３、ｋｉ２
は係数である。但し、 ＲＴＳｗ＝ｆ（ＲＨＳ，Ｔｉｎ） であり、ＲＴＳｗはフロントウィンドウ近傍湿度予想値
である。このＲＴＳｗの演算式は吹出口により次のよう
に異なる。 ＶＥＮＴ時には、 ＲＴＳｗ＝ｆ4 （ＲＨＳ，Ｔｉｎ） Ｂ／Ｌ時には、 ＲＴＳｗ＝ｆｓ（ＲＨＳ，Ｔｉｎ） ＦＯＯＴ時には、 ＲＴＳｗ＝ｆ6 （ＲＨＳ，Ｔｉｎ） とされる。つまり、この演算においては、車内湿度目標
値ＲＴＩとフロントウィンドウ近傍湿度ＲＴＳｗの差が
小さくなるように冷却器出口空気温度目標値ＴＶＩが算
出される。
【００３６】また、温熱快適性を考慮した冷却器出口空
気温度目標値ＴＶＩＩは、快適性を考慮した湿度目標値
ＲＴＩＩを用いて、 ＴＶＩＩ＝ｆ（ＲＴＩＩ，Ｔｓｅｔ）＋Ｐ＋Ｉn で演算される。ここで、 ｐ＝ｋｐ４（ＲＴＩＩ−ＲＨＳｒ） ・・・比例項 Ｉn ＝Ｉn-1 ＋ｋｐ４・ｋｉ３（ＲＴＩＩ−ＲＨＳｒ）・・・積分項 である。Ｉn-1 はＩn の前回値であり、ｋｐ４、ｋｉ３
は係数である。つまり、この演算では、車内湿度目標値
ＲＴＩＩと車内湿度予想値ＲＨＳｒの差が小さくなるよ
うに冷却器出口空気温度目標値ＴＶＩＩが算出される。
気温度目標値ＴＶＩＩは、快適性を考慮した湿度目標値
ＲＴＩＩを用いて、 ＴＶＩＩ＝ｆ（ＲＴＩＩ，Ｔｓｅｔ）＋Ｐ＋Ｉn で演算される。ここで、 ｐ＝ｋｐ４（ＲＴＩＩ−ＲＨＳｒ） ・・・比例項 Ｉn ＝Ｉn-1 ＋ｋｐ４・ｋｉ３（ＲＴＩＩ−ＲＨＳｒ）・・・積分項 である。Ｉn-1 はＩn の前回値であり、ｋｐ４、ｋｉ３
は係数である。つまり、この演算では、車内湿度目標値
ＲＴＩＩと車内湿度予想値ＲＨＳｒの差が小さくなるよ
うに冷却器出口空気温度目標値ＴＶＩＩが算出される。
【００３７】さらに、室温維持を考慮した冷却器出口空
気温度目標値ＴＶＩＩＩは、目標吹き出し温度Ｔｏｃを
用いて演算される。 ＴＶＩＩＩ＝ｆ（Ｔｏｃ）
気温度目標値ＴＶＩＩＩは、目標吹き出し温度Ｔｏｃを
用いて演算される。 ＴＶＩＩＩ＝ｆ（Ｔｏｃ）
【００３８】上記のように算出された各冷却器出口空気
温度目標値ＴＶＩ、ＴＶＩＩ、ＴＶＩＩＩの中で最も低
いものが採用され、採用された冷却器出口空気温度目標
値ＴＶと冷却器（蒸発器）出口空気温度Ｔｅの差が小さ
くなるように圧縮機容量制御信号Ｐｓが算出され、それ
に基づいて圧縮機に内蔵されている圧縮機容量コントロ
ーラにて圧縮機容量が調節される。 Ｐｓ＝ｆ（ＴＶ） または、 Ｐｓ＝Ｐ＋Ｉn Ｐ＝ｋｐ２（ＴＶ−Ｔｅ） Ｉn ＝Ｉn ＋ｋｐ２・ｋｉ（ＴＶ−Ｔｅ）
温度目標値ＴＶＩ、ＴＶＩＩ、ＴＶＩＩＩの中で最も低
いものが採用され、採用された冷却器出口空気温度目標
値ＴＶと冷却器（蒸発器）出口空気温度Ｔｅの差が小さ
くなるように圧縮機容量制御信号Ｐｓが算出され、それ
に基づいて圧縮機に内蔵されている圧縮機容量コントロ
ーラにて圧縮機容量が調節される。 Ｐｓ＝ｆ（ＴＶ） または、 Ｐｓ＝Ｐ＋Ｉn Ｐ＝ｋｐ２（ＴＶ−Ｔｅ） Ｉn ＝Ｉn ＋ｋｐ２・ｋｉ（ＴＶ−Ｔｅ）
【００３９】このように圧縮機容量が調節されることで
蒸発器（冷却器）の能力が調節され、ひいては車室内空
気湿度の除湿量が調節される。
蒸発器（冷却器）の能力が調節され、ひいては車室内空
気湿度の除湿量が調節される。
【００４０】図３は、本発明の別の実施態様に係る車両
用空調装置の機器系統図を示しており、図４はその制御
ブロック図を示している。本実施態様では、圧縮機とし
て固定容積式圧縮器（コンプレッサ）４１を使用してい
る。したがって、図４に示す制御においては、クラッチ
コントローラ１６へのクラッチオン、オフ信号が演算、
制御されている。
用空調装置の機器系統図を示しており、図４はその制御
ブロック図を示している。本実施態様では、圧縮機とし
て固定容積式圧縮器（コンプレッサ）４１を使用してい
る。したがって、図４に示す制御においては、クラッチ
コントローラ１６へのクラッチオン、オフ信号が演算、
制御されている。
【００４１】すなわち、圧縮機容量制御信号演算に相当
する演算においては、 Ｔｅ＞ＴＶ＋Ａ の場合にクラッチオンとされ、 ＴＶ＞Ｔｅ の場合にクラッチオフとされる。但し、Ａは予め設定し
た固定値である。その他の構成、作用は前述の実施態様
と同じである。
する演算においては、 Ｔｅ＞ＴＶ＋Ａ の場合にクラッチオンとされ、 ＴＶ＞Ｔｅ の場合にクラッチオフとされる。但し、Ａは予め設定し
た固定値である。その他の構成、作用は前述の実施態様
と同じである。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用空
調装置によれば、室内湿度をセンサーで直接検知し、フ
ィードバック制御することで、目標とする湿度への制御
精度を高めることができる。また、蒸発器能力調節の制
御演算式に、制御する蒸発器温度から安定車室内湿度を
予測する項（フィードフォワード項）と、目標湿度と現
在検知湿度の差の項（フィードバック項）を持つこと
で、車室内湿度の安定性と応答性の両立を図ることがで
きる。その結果、安定して、そのときの最適な車室内温
度、車室内湿度に制御することができる。また、除湿の
必要が無いときには、無駄な冷房能力の使用を回避して
省動力運転を行うことができる。
調装置によれば、室内湿度をセンサーで直接検知し、フ
ィードバック制御することで、目標とする湿度への制御
精度を高めることができる。また、蒸発器能力調節の制
御演算式に、制御する蒸発器温度から安定車室内湿度を
予測する項（フィードフォワード項）と、目標湿度と現
在検知湿度の差の項（フィードバック項）を持つこと
で、車室内湿度の安定性と応答性の両立を図ることがで
きる。その結果、安定して、そのときの最適な車室内温
度、車室内湿度に制御することができる。また、除湿の
必要が無いときには、無駄な冷房能力の使用を回避して
省動力運転を行うことができる。
【図１】本発明の一実施態様に係る車両用空調装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】図１の車両用空調装置の制御の一例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】本発明の別の実施態様に係る車両用空調装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図４】図３の車両用空調装置の制御の一例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１ 空調装置
２ 通風ダクト
５ 内外気切替ダンパ
６ モータ
７ 送風機
８ 冷却器としての蒸発器
９ 加熱器としての温水ヒータ
１０ エンジン冷却水
１１ 冷媒回路
１２ 可変容量式圧縮機
１３ 凝縮器
１４ 受液器
１５ 膨張弁
１６ クラッチコントローラ
１７ エアミックスダンパ
１８ エアミックスダンパアクチュエータ
１９、２０、２１ 吹出口
２２、２３、２４ ダンパ
２５ 送風機電圧コントローラ
２６ メインコントローラ
２７ 温熱感設定器
２８ 車室内温度センサ
２９ 車室内空気湿度認識手段としての車室内湿度セン
サ ３０ 日射センサ ３１ 外気温度センサ ３２ 冷却器出口空気温度センサ ４１ 固定容積式圧縮機
サ ３０ 日射センサ ３１ 外気温度センサ ３２ 冷却器出口空気温度センサ ４１ 固定容積式圧縮機
Claims (8)
- 【請求項１】 車室内への通風ダクト内に設けられ通風
ダクトを通過する空気を冷却および除湿する冷却器と、
冷却器の冷却および除湿能力を調節する冷却器能力調節
手段と、車室内に設けられ車室内の空気湿度を検出する
車室内空気湿度認識手段と、冷却器出口空気温度または
冷却器温度の目標値を算出する冷却器温度目標値演算手
段と、車室内空気湿度の目標値を算出する車室内空気湿
度目標値演算手段とを有し、前記車室内空気湿度認識手
段により検出された車室内空気湿度が前記車室内空気湿
度目標値演算手段により算出された車室内空気湿度目標
値に近づくように、前記冷却器能力調節手段を調節する
ことを特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項２】 さらに、外気の空気温度を検出する外気
空気温度認識手段と、該外気空気温度認識手段により検
出された外気空気温度から第１の車室内空気湿度目標値
を算出する第１の車室内空気湿度目標値演算手段と、該
第１の車室内空気湿度目標値演算手段により算出された
第１の車室内空気湿度目標値から第１の冷却器温度目標
値を算出する第１の冷却器温度目標値演算手段とを有
し、前記車室内空気湿度認識手段により検出された車室
内空気湿度が前記第１の車室内空気湿度目標値演算手段
により算出された第１の車室内空気湿度目標値に近づく
ように、前記第１の冷却器温度目標値を参照して前記冷
却器能力調節手段を調節することを特徴とする、請求項
１の車両用空調装置。 - 【請求項３】 さらに、予め定められた所定値である第
２の車室内空気湿度目標値から第２の冷却器温度目標値
を算出する第２の冷却器温度目標値演算手段を有し、前
記車室内空気湿度認識手段により検出された車室内空気
湿度が前記第２の車室内空気湿度目標値演算手段により
算出された第２の車室内空気湿度目標値に近づくよう
に、前記第２の冷却器温度目標値を参照して前記冷却器
能力調節手段を調節することを特徴とする、請求項１の
車両用空調装置。 - 【請求項４】 さらに、外気の空気温度を検出する外気
空気温度認識手段と、該外気空気温度認識手段により検
出された外気空気温度から第１の車室内空気湿度目標値
を算出する第１の車室内空気湿度目標値演算手段と、該
第１の車室内空気湿度目標値演算手段により算出された
第１の車室内空気湿度目標値から第１の冷却器温度目標
値を算出する第１の冷却器温度目標値演算手段と、予め
定められた所定値である第２の車室内空気湿度目標値か
ら第２の冷却器温度目標値を算出する第２の冷却器温度
目標値演算手段とを有し、前記第１の冷却器温度目標値
と第２の冷却器温度目標値のうち低い方の値を冷却器温
度目標値として参照して、その参照の基準となった前記
第１の車室内空気湿度目標値または第２の車室内空気湿
度目標値に、前記車室内空気湿度認識手段により検出さ
れた車室内空気湿度が近づくように、前記冷却器能力調
節手段を調節することを特徴とする、請求項１の車両用
空調装置。 - 【請求項５】 冷却器温度目標値演算手段の計算式が、
車室内空気湿度目標値と車室内空気湿度認識値の差の項
を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用
空調装置。 - 【請求項６】 さらに、冷却器の温度を検出する冷却器
温度認識手段を有し、冷却器温度目標値演算手段の計算
式が、車室内空気湿度目標値と車室内空気湿度認識値の
差の項を有し、冷却器温度認識値が冷却器温度目標値に
近づくように前記冷却器能力調節手段を調節する、請求
項１ないし４のいずれかに記載の車両用空調装置。 - 【請求項７】 前記車室内空気湿度認識手段により検出
された車室内空気湿度認識値と前記車室内空気湿度目標
値演算手段により算出された車室内空気湿度目標値とを
比較して、前者の方が小さい状態に維持された場合に
は、冷却器の能力を零とする、請求項１ないし６のいず
れかに記載の車両用空調装置。 - 【請求項８】 前記冷却器が、圧縮機から供給される冷
媒の蒸発器からなり、前記冷却器能力調節手段が、前記
圧縮機の吐出容量を調節する手段からなる、請求項１な
いし７のいずれかに記載の車両用空調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041785A JP3983564B2 (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 車両用空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041785A JP3983564B2 (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 車両用空調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003237341A true JP2003237341A (ja) | 2003-08-27 |
| JP3983564B2 JP3983564B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=27782084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002041785A Expired - Fee Related JP3983564B2 (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 車両用空調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3983564B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111023478A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-17 | 广州华凌制冷设备有限公司 | 空调器控制方法、装置、空调器和存储介质 |
| CN112432229A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-02 | 东南大学 | 一种基于室内湿源信息的hvac在线监控系统及控制方法 |
-
2002
- 2002-02-19 JP JP2002041785A patent/JP3983564B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN111023478A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-17 | 广州华凌制冷设备有限公司 | 空调器控制方法、装置、空调器和存储介质 |
| CN111023478B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-12-03 | 广州华凌制冷设备有限公司 | 空调器控制方法、装置、空调器和存储介质 |
| CN112432229A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-02 | 东南大学 | 一种基于室内湿源信息的hvac在线监控系统及控制方法 |
| CN112432229B (zh) * | 2020-11-16 | 2022-03-01 | 东南大学 | 一种基于室内湿源信息的hvac在线监控系统及控制方法 |
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|---|---|
| JP3983564B2 (ja) | 2007-09-26 |
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