JP2004130999A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非接触温度センサ50で検出される温度を用いて、エアミックスダンパ12、バイパス開閉ダンパ15の開度SWn、SWBiを求め、この求めた開度SWn、SWBiに基づき、アクチュエータ13、16を制御する。これにより、吹出口31から吹き出される空気温度が、目標吹出温度TAOVに近づくように、エアミックスダンパ12の開度SWn、およびバイパス開閉ダンパ15の開度SWBnによって制御されることになる。したがって、温度センサのための電線を吹出口まで配線することなく、吹出口31の吹出温度のフィードバック制御を可能にして、狙い通りの空調制御を行うことができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触温度センサを用いて、送風空気の温度を調節する車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置としては、空調空気を送風する空調ユニット(A/Cユニット)と、この空調ユニットからの空調空気を吹出口まで通過させるためのダクトと、ダクト内にて空調空気の温度を検出する接触型温度センサ(これは、送風空気(検出対象)に対して接触して温度検出するセンサ、例えばサーミスタである。)とを備えたものがある。
【0003】
そして、吹出口から吹き出される空気の吹出温度を目標温度に近づけるために、温度センサによる検出温度を用いて、空調空気の温度調節させるように空調ユニットをフィードバック制御するためのA/Cコンピュータを備えている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−262933号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した車両用空調装置において、ダクトによって送風空気の熱損失が生じることを考慮すると、吹出温度を目標温度に精度良く近づけるためには、ダクト内において、なるべく吹出口に近いところを接触型温度センサによって検出する必要がある。
【0006】
よって、長いダクトを用いた場合には、吹出口付近からA/Cコンピュータまで長い電線を配線して、A/Cコンピュータおよび接触型温度センサの間を接続することになる。これに伴い、電線の材料費により高コストを招くとともに、組み付けの作業性が低下してしまうという問題がある。
【0007】
本発明は、上記点に鑑み、接触型温度センサを用いることなく、車室内の空調制御を行うようにした車両用空調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】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、送風空気の温度を調節する温度調節手段(10)を有し、温度を調節された送風空気を吹出口(31)から車室内に吹き出すための車両用空調装置であって、少なくとも1つの吹出口を含む検出領域の温度を非接触で検出する非接触温度センサ(50)と、非接触温度センサで検出される温度を用いて、送風空気の温度を調節させるように温度調節手段を制御する制御手段(4、S240)と、を有することを特徴とする。
【0009】
これにより、非接触温度センサで検出される温度を用いて、送風空気の温度を調節させるように温度調節手段を制御する。したがって、接触型温度センサを用いることなく、吹出口からの送風される空気の吹出温度のフィードバック制御を可能にして、狙い通りの空調制御を行うことができる。すなわち、接触型温度センサを用いることなく、車室内の空調制御を行うことができる。
【0010】
ここで、従来のように接触型温度センサを吹出口内に配置して吹出口の吹出温度を検出する場合には、吹出口内の局部的な吹出温度しか検出することがでいない。このため、吹出口に送風空気の温度分布が生じている場合、当該局部的な吹出温度を用いて、送風空気の温度を調節させると、狙い通りの空調制御を行うことができない可能性がある。
【0011】
これに対して、請求項1に記載の発明において、非接触温度センサの検出範囲内に、吹出口の全体的を入れるようにすれば、非接触温度センサにより、吹出口内の平均的な吹出口温度を検出できる。このため、吹出口内の平均的な温度を用いて送風空気の温度を調節させることができ、従来に比べて、空調制御の精度を上げることができる。
【0012】
また、車室内の内装部材を温度調節する空調装置において、内装部材の温度を検出するのに、内装部材に接触させて温度検出する接触型温度センサを用いた場合には、制御手段(A/Cコンピュータ)から接触型温度センサまで電線を配線することが必要となる。
【0013】
そこで、請求項2に記載の発明では、車室内の内装部材を温度調節する温度調節手段(81)と、少なくとも内装部材を含む検出領域の温度を非接触で検出する非接触温度センサ(50)と、非接触温度センサで検出される温度を用いて、内装部材の温度を調節させるために温度調節手段を制御する制御手段(40、240)と、を有することを特徴とする。
【0014】
これにより、接触型温度センサを用いることなく、内装部材の温度のフィードバック制御を可能にして、狙い通りの空調制御を行うことができる。このことにより、接触型温度センサを用いることなく、車室内の空調制御を行うことができる。
【0015】
また、非接触温度センサの検出範囲内に、内装部材の全体的を入れるようにすれば、内装部材の平均的な温度を用いて送風空気の温度を調節させることができ、従来に比べて、温度制御の精度を上げることができる。
【0016】
具体的には、請求項3に記載の発明では、温度調節手段は、送風空気の温度を調節するとともに、この調節された送風空気に基づき、内装部材を温度調節するようにしてもよい。
【0017】
また、請求項4に記載の発明では、予め予想された予想温度と、非接触温度センサで検出された温度との差が所定値よりも大きい場合には、差が所定値よりも大きいとき以外の場合に比べて、検出された温度に対する制御手段の制御への影響度を小さくするようになっていることを特徴とする。
【0018】
これにより、車室内の雰囲気温度よりも極端に高温の物或いは極端に低温の物(例えば、アイスクリーム、煙草)などが、非接触温度センサの視野内(検出範囲内)に入っても、非接触温度センサで検出された温度に対する制御手段の制御への影響度を小さくするので、高温の物或いは極端に低温の物の影響で温度調整が異常になることを抑制できる。
【0019】
また、請求項5に記載の発明では、制御手段が、送風空気の送風開始から所定期間後に非接触温度センサで検出された温度を用いて、温度調節手段を制御することを特徴とする。
【0020】
また、次のように、吹出口から送風空気を吹き出すべきか否かを選択するのに、非接触温度センサで検出される温度を用いるようにしてもよい。
【0021】
すなわち、請求項6に記載の発明では、送風空気の温度を調節するとともに、この温度を調節された送風空気を吹出口(31)から車室内に吹き出すための車両用空調装置であって、少なくとも1つの吹出口を含む検出領域の温度を非接触で検出する非接触温度センサ(50)と、非接触温度センサで検出される温度を用いて、吹出口から送風空気を吹き出すべきか否かを選択するための選択手段(S470)と、を有することを特徴とする。
【0022】
また、請求項7に記載の発明では、選択手段が、送風空気の送風開始から所定期間後に非接触温度センサで検出された温度を用いて、選択を行うことを特徴とする。
【0023】
これにより、送風開始から所定期間後に検出される温度として、温度が安定したときの送風空気の温度を取得できる。これに伴い、この所定期間後の温度を用いて、上述した選択を行うと、この選択を精度良く行うことができる。
【0024】
また、請求項8に記載の発明では、非接触温度センサは、車室内の対象領域の温度をそれぞれ非接触で検出する複数の温度検出素子を備えるとともに、複数の温度検出素子のうち少なくとも1つの温度検出素子で検出領域の温度を検出するようになっていることを特徴とする。
【0025】
この場合、例えば、1つの温度検出素子により、吹出口を含む検出領域の温度を検出し、残りの温度検出素子により、乗員などの表面温度を検出することができる。
【0026】
また、請求項9に記載の発明は、送風空気の温度を調節する温度調節手段(10)を有し、温度を調節された送風空気を吹出口(31)から車室内に吹き出すための車両用空調装置のコンピュータに、非接触温度センサ(50)によって検出された少なくとも1つの吹出口を含む検出領域の温度を用いて、送風空気の温度を調節させるように温度調節手段を制御する制御手段(4、S240)として機能させるプログラムである。
【0027】
さらに、請求項10に記載の発明は、車室内の内装部材の温度を調節する温度調節手段(81)と、少なくとも内装部材を含む検出領域の温度を非接触で検出する非接触温度センサ(50)とを有する車両用空調装置のコンピュータに、非接触温度センサで検出される温度を用いて、内装部材の温度を調節させるために温度調節手段を制御する制御手段(40、240)として機能させるプログラムである。
【0028】
そして、請求項11に記載の発明は、送風空気の温度を調節するとともに、この温度を調節された送風空気を吹出口(31)から車室内に吹き出すための車両用空調装置のコンピュータに、非接触温度センサ(50)によって検出された少なくとも1つの吹出口を含む検出領域の温度を用いて、吹出口から送風空気を吹き出すべきか否かを選択するための選択手段(S470)として機能させるプログラムである。
【0029】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0030】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1〜図6に本発明の車両用空調装置の第1実施形態を示す。
【0031】
図1は車両用空調装置の概略構成図を示す。車両用空調装置は、エアコンユニット1を備え、このエアコンユニット1は、車室に向かって空気を送るためのダクト2を備える。このダクト2の上流には、吸込口に内気と外気とを切り替えて導入する内外気切替手段(図示しない)を備えた送風機3が取り付けられている。この送風機3は、ダクト2内に車室へ向かう空気流を生じさせ、後述する制御装置4によって送風量が制御される。
【0032】
ダクト2は、上流側のメイン通路5と、このメイン通路5から分岐する第1乃至第3の通路6、7、76とを備える。第1通路6は、メイン通路5からフェイス吹出口に送風を通すもので、フェイス吹出口は、計器盤にて車両後方に向けて開口されて、乗員の上半身へ送風を吹き出す。
【0033】
第2通路7は、メイン通路5からフット吹出口に送風を通すもので、計器盤にて下側後方に向けて開口されて、乗員の足元に送風を吹き出す。さらに、第3の通路76は、メイン通路5から前側座席(運転席、或いは助手席)の後側の吹出口31に送風を送り出す。吹出口31は、前側座席の乗員の上半身へ送風を吹き出すために、運転席側および助手席側の一方のBピラー42に配置されている。Bピラー42は、前側サイドウインドシールド40および後側サイドウインドシールド41の間に配設されて屋根を支える柱である。
【0034】
そして、メイン通路5の上流には、通路内を通過する空気を冷却するエバポレータ8(冷却手段)が設けられている。このエバポレータ8は、冷凍サイクルの構成部品で、冷凍サイクルが後述する制御装置4に制御されることによって、エバポレータ8が作動する。
【0035】
エバポレータ8の下流のメイン通路5内には、通路内を通過する空気を加熱するヒータコア9(加熱手段)が設けられている。ヒータコア9は、図示しない車両走行用エンジンの冷却水(温水)の供給を受けて、メイン通路5内を通過する空気を加熱する。また、メイン通路5には、ヒータコア9による空気の加熱量を調節する加熱量調節手段10が設けられている。
【0036】
加熱量調節手段10は、ヒータコア9をバイパスするようにメイン通路5内に設けられた加熱調節用バイパス通路11と、ヒータコア9を通過する空気量と加熱調節用バイパス通路11を通過する空気量とを調節するエアミックスダンパ12とからなる。このエアミックスダンパ12は、アクチュエータ13によって開度が制御され、このアクチュエータ13は後述する制御装置4によって制御される。
【0037】
また、加熱量調節手段10は、ヒータコア9および加熱調節用バイパス通路11をバイパスしてエバポレータ8からの冷風を直接、第3の通路76内へ導くための冷風バイパス通路14を備える。さらに、加熱量調節手段10は、この冷風バイパス通路14の上流において冷風バイパス通路14の開閉を行うとともに、開度調節を行うバイパス開閉ダンパ15を備えている。このバイパス開閉ダンパ15(バイパス開閉手段)は、アクチュエータ16(例えば、サーボモータ)によって駆動され、このアクチュエータ16は後述する制御装置4によって制御される。
【0038】
なお、第3通路76を通過する空気の温度は、加熱量調節手段10によって調節されるもので、これら加熱量調節手段10が請求項1乃至3にかかる温度調節手段に相当する。
【0039】
また、第1通路6と第2通路7との分岐する部分には、第1および第3通路6、76を閉じて第2通路7を開く、第2通路7を閉じて第3の通路6、76を開く、あるいは、第1乃至3通路6、7、76の全てを開く通路開閉ダンパ17(通路開閉手段)が設けられている。この通路開閉ダンパ17は、アクチュエータ18によって駆動され、このアクチュエータ18は、後述する制御装置4によって制御される。
【0040】
制御装置4は、コンピュータを搭載するもので、乗員の操作状態や各種センサの入力値に応じて、車両用空調装置1の各電気部品を通電制御する。この制御装置4は、乗員の操作を受ける操作パネル(図示しない)を備える。この操作パネルには、オートエアコンスイッチ(図示しない)、各種モード切替スイッチ(図示しない)の他に、車室内の温度を設定する温度設定器19を備える。
【0041】
また、車両用空調装置は、各種センサとして、車室内の温度を検出する内気センサ20、車室外の温度を検出する外気センサ21、車室内に進入する日射量を検出する日射センサ22、エバポレータ8を通過した温度を検出するエバ後センサ23、ヒータコア9の冷却水温を検出する水温センサ24を備える。さらに、第2の通路7を通過する空気の温度を検出し、乗員の足元へ吹き出される温度を検出する第2温度センサ26を備える。
【0042】
そして、車両用空調装置は、非接触温度センサ50(例えば、サーモパイル型検出素子)を備えており、非接触温度センサ50は、運転席前方のルームミラー近傍に設置されて、その検出範囲内に2つの吹出口31が入り、かつ、2つの吹出口31に対して図1中矢印32のように向くように配置され、2つの吹出口31から吹き出される送風の吹出温度を検出できる。
【0043】
具体的には、非接触温度センサ50は、複数の赤外線センサエレメント(温度検出素子)が二次元的に配列されたもので、赤外線センサエレメント毎に入射される赤外線量に対応した起電力を検出出力として発生する。このことにより、非接触温度センサ50が、1つ以上の赤外線センサエレメントにより、2つの吹出口31を含む領域の温度を非接触で検出することができることになる。
【0044】
制御装置4は、使用者によってオートエアコンが選択されると、車室内の温度が温度設定器19で設定された温度を維持するように、吹出温度、風量、吹出口を自動的に制御する。制御装置4は、オートエアコンを行うために、入力されるセンサ信号を基に、必要吹出温度TAOを次の数式1により算出する。なお、Kset 、Kr、Kam、Ks、Cは補正用の定数である。
【0045】
【数1】
TAO=Kset ・Tset −Kr・Tr−Kam・Tam
−Ks・Ts−C
また、Tset は温度設定器19の設定温度信号、Trは内気センサ20の検出温度信号、Tamは外気センサ21の検出温度信号、Tsは日射センサ22の検出日射信号である。そして、算出された必要吹出温度TAOから、図2に示すように、第1通路6の目標吹出温度TAOV、および第2通路7の目標吹出温度TAOHを決定する。
【0046】
また、制御装置4は、必要吹出温度TAOと図3から、バイレベルモード、フェイスモード、フットモードのうち1つのモードを吹出モードとして自動的に設定する。さらに、吹出モードとしては、乗員によるマニュアル操作でも設定されるようになっている。
【0047】
また、フットモード時には、第1および第3通路6、76を閉じて、第2通路7を開いて、フット吹出口から乗員の足元に空調風を吹き出す。このとき、図4に示すように、バイパス開閉ダンパ15によって冷風バイパス通路14が閉じられる。これに加えて第2通路7に吹き出される空気温度が、目標吹出温度TAOHに近づくようにエアミックスダンパ12の開度SWnによって制御される。
【0048】
また、フェイスモード時には、第1および第3通路6、76を開いて、第2通路7を閉じることにより、乗員の上半身に空調風をフェイス吹出口から吹き出すとともに、吹出口31から空調風を吹き出す。このとき、第1の通路から吹き出される空気温度が、目標吹出温度TAOHに近づくようにエアミックスダンパ12の開度SWnによって制御される。さらに、第1および第3通路6、76に空気温度が、目標吹出温度TAOVに近づくようにバイパス開閉ダンパ15の開度SWBnによって制御される。
【0049】
また、バイレベルモード時には、第1および第3通路6、76を開いて、第2通路7を開くことにより、乗員の上半身に空調風をフェイス吹出口から吹き出すとともに、吹出口31から空調風を吹き出し、さらに、フット吹出口から乗員の足元に空調風を吹き出す。
【0050】
このとき、第1および第2の通路6、7から吹き出される空気温度が、目標吹出温度TAOHに近づくようにエアミックスダンパ12の開度SWnによって制御される。さらに、第3通路76から吹き出される空気温度が、目標吹出温度TAOVに近づくようにバイパス開閉ダンパ15の目標開度SWBnによって制御される。
【0051】
また、上述したエアミックスダンパ12の開度SWnは、後述するように非接触温度センサ50により検出される吹出温度TAV、第1温度センサ25の検出する足元吹出温度TAH、およびそれぞれにおける目標吹出温度との偏差により、次の数式2〜4のPID制御の演算式の演算結果により求められる。
【0052】
【数2】
【0053】
【数3】
【0054】
【数4】
【0055】
なお、n−1 は今回の値nに対して制御周期θ秒前の値、n−2 は前回の値n−1 に対して制御周期θ秒前の値である。また、kpは比例ゲイン、Tiは積分時間、Tdは微分時間である。
【0056】
さらに、バイパス開閉ダンパ15の目標開度SWBiは、次の数式5の演算結果により求められる。
【0057】
【数5】
【0058】
ここで、θは、制御周期で例えば「4」、kpbは例えば「1.08」、EnBiは現在のEBiの値、TIは例えば「10」とする。En−1Biは、EnBiの直前のEBiである。なお、イグニッションスイッチIGがオフからオンになったときには、En−1Bi=EnBiとする。
【0059】
ここで、EBiの値は、数式6に示すように算出され、数式6中のf(sw)(=Fi)は、ステップS240中のグラフ241から求められる。TOjは非接触温度センサ(IRセンサ)50の検出温度(これは、上述した吹出温度TAVと同一である)、SWniは現在のSWiの値で、SWn−1iはSWniの直前の値である。
【0060】
【数6】
【0061】
なお、「i」は、運転席側「Dr」および助手席側「Pa」の一方を示し、「Dr」の場合には、運転席側のBピラー42に吹出口31を配設することを想定し、「Pa」の場合には、吹出口31を助手席側のBピラー42に配設することを想定している。
【0062】
次に、上記構成において第1実施形態の作動を図4のフローチャートに従って説明する。
【0063】
制御装置4は、電源が投入されると制御プログラムをスタートして、図5に示すフローチャートに従って処理を実行する。この処理は繰り返し行われるもので、先ず、S210において、吹出口31からの送風空気の吹き出しを開始しているか否かについて判定する。
【0064】
例えば、オートエアコンが選択され、かつ、フェイスモード或いはバイレベルモードを設定しているとき、YESと判定して、送風を開始していることを判定する。また、フェイスモード或いはバイレベルモードが乗員によるマニュアル操作で設定されているとき、YESと判定して、送風を開始していることを判定する。
【0065】
次に、送風開始から所定期間(例えば、60秒)経過したか否かを判定する(S220)。フェイスモード或いはバイレベルモードを設定してから所定期間経過したときYESと判定して、S230に進んで、非接触温度センサ(IRセンサ)50を用いて、吹出口31を含む領域の検出温度を取得する。この検出温度としては、赤外線センサエレメント毎に検出された温度の平均値を用いることができる。
【0066】
そして、今回のS230で取得される検出温度と、過去の15回のS230の処理で取得された検出温度との平均温度を算出する。なお、平均温度を吹出温度TAといい、平均温度を検出温度TOjともいう。また、S230の処理としては、一定期間(例えば、250msec)毎に行われるようになっている。
【0067】
ここで、目標吹出温度TAOVと吹出温TAとの差の絶対値(|TAOV−TA|)を求め、この絶対値(|TAOV−TA|)が10℃以下か否かを判定する(S235)。そして、絶対値(|TAOV−TA|)が10℃以下であるときには、YESと判定して、S240の処理に移行する。
【0068】
ここで、次のように吹出口31から吹き出される吹出温度の制御を行う。すなわち、上述したように吹出温TAを用いた数式2〜数式6のPID制御の演算式の演算結果により、エアミックスダンパ12の目標開度SWn、バイパス開閉ダンパ15の目標開度SWBiを求める。これに伴い、アクチュエータ13、16を制御して、エアミックスダンパ12、バイパス開閉ダンパ15の開度がそれぞれ目標開度SWn、目標開度SWBiになるようにする。
【0069】
ここで、TAOと予め決められた送風特性とに基づき送風機3の送風量を求める。具体的には、送風特性によれば、目標吹出温度TAOが中間領域のとき送風量が一定で、TAOが中間領域より大きくなるほど、送風量が上がり、またTAOが中間領域より下がるほど、送風量が上がるようになる。そして、このような送風特性により決められる送風量を送風機3により発生させる。さらに、TAOと図2とにより吹出モードとして、フットモード、フェイスモード、バイレベルモードのうちいずれか1つを決める。
【0070】
例えば、フェイスモード(或いはバイレベルモードを)を設定した場合を説明すると、上述のようにアクチェエータ16によりバイパス開閉ダンパ15の開度が目標開度SWBiになっている。このため、送風機3により送風されてエバポレータ8を通過する送風空気のうち、目標開度SWBiにより定める所定割合の送風空気が、冷風バイパス通路14に流れ込む。
【0071】
また、エバポレータ8を通過する送風空気のうち残りの送風空気が、加熱調節用バイパス通路11に流れ込むととも、ヒータコア9にも流れ込むことになる。ここで、加熱調節用バイパス通路11に流れ込む送風空気と、ヒータコア9にも流れ込む送風空気との比率は、エアミックスダンパ12の目標開度SWnによって定まる。
【0072】
次に、加熱調節用バイパス通路11を通る送風空気と、ヒータコア9を通過する送風空気がメイン通路5で混ざり合いこの混ざり合った送風空気が、メイン通路5内から第1および第3の通路6、76に吹き出される。そして、第1の通路6に吹き出される送風空気は、フェイス吹出口から車室内に吹き出される。
【0073】
また、メイン通路5内から第3の通路76に吹き出される送風空気は、冷風バイパス通路14を通る送風空気と混ざり合い、この混ざり合った送風空気が2つの吹出口31から車室内に吹き出されることになる。
【0074】
以上により、第1通路6を通りフェイス吹出口から吹き出される空気温度が、目標吹出温度TAOVに近づくようになり、第3の通路76を通り吹出口31から吹き出される空気温度が、目標吹出温度TAOHに近づくようになる。
【0075】
なお、S235の処理において、絶対値(|TAO−TA|)が10℃以上であるとしてNOと判定したときには、S237の処理に移行する。この場合、今回のS230の処理で取得される吹出温度TAではなく、180秒前のS230の処理で取得される吹出温度TAを用いて、ステップ240に移行する。
【0076】
また、S210の処理で、オートエアコンが使用者によって選択されておらず、かつ、マニュアル操作でバイレベルモードが設定されていないとき、NOと判定する。この場合、非接触温度センサ(IRセンサ)50の赤外線センサエレメント毎の検出出力を図示しないセキュリィテーシステム装置に出力して、この装置により泥棒等の侵入者の検出に役立てる。
【0077】
以上説明したように本実施形態によれば、接触型温度センサではなく、非接触温度センサ50で検出される温度を用いて、目標開度SWn、SWBiを求めるとともに、アクチュエータ13、16を制御して、エアミックスダンパ12、バイパス開閉ダンパ15のそれぞれが開度が、目標開度SWn、SWBiとなるようにする。
【0078】
これに伴い、吹出口31から吹き出される空気の吹出温度としては、目標開度SWn、SWBiに基づき調整されて目標温度に近づくようになる。これにより、接触型温度センサを用いることなく、吹出口31の吹出温度のフィードバック制御を可能にして、狙い通りの空調制御を行うことができる。すなわち、接触型温度センサを用いることなく、車室内の空調制御を行うことができる。
【0079】
ここで、従来のようにサーミスタ等の接触型温度センサを吹出口31内に配置して吹出口の吹出温度を検出する場合には、吹出口31内の局部的な吹出温度しか検出することができない。このため、吹出口に送風空気の温度分布が生じている場合、当該局部的な吹出温度を用いて、送風空気の温度を調節させると、狙い通りの空調制御を行うことができない可能性がある。
【0080】
これに対して、本実施形態では、非接触温度センサ50の検出範囲内に、2つの吹出口31の全体的を入れるようにすれば、非接触温度センサ50により、吹出口31内の平均的な吹出口温度を検出できる。このため、吹出口31内の平均的な温度を用いて送風空気の温度を調節させることができ、従来に比べて、空調制御の精度を上げることができる。
【0081】
また、本実施形態では、S235の処理において、TAO(予想温度)と非接触温度センサで検出された吹出温度TAとの差(絶対値(|TAO−TA|))が10℃(所定値)以上であるとき、今回のS230の処理で取得される吹出温度TAではなく、180秒前のS230の処理で取得される吹出温度TAを用いて、ステップ240に移行する。すなわち、180秒前のS230の処理で取得される吹出温度TAを用いて、目標開度SWn、SWBiの決定、ひいては、送風空気の温度調節を行うことになる。
【0082】
これにより、車室内の雰囲気温度よりも極端に高温の物、或いは極端に低温の物(例えば、アイスクリーム、煙草)などが、非接触温度センサ50の視野内(検出範囲内)に入っても、吹出温度TAに対するエアミックスダンパ12、バイパス開閉ダンパ15の制御(制御手段の制御)への影響度を小さくするので、高温の物或いは極端に低温の物の影響で温度調整が異常になることを抑制できる。
【0083】
さらに、非接触温度センサ50の吹出温度TAとして、吹出口31からの送風の吹出開始から60秒後の吹出温度を取得している。
【0084】
ここで、吹出開始から60秒後になると、吹出口31からの送風の吹出温度と、吹出口31の開口部材の温度がほぼ等しくなる。ここで、非接触温度センサ50としては、開口部材の温度を送風空気の吹出温度として検出しているので、吹出開始から60秒後に非接触温度センサ50により温度検出することにより、吹出温度として精度の良い値を取得できる。このため、この取得された吹出温度を用いて、エアミックスダンパ12、バイパス開閉ダンパ15を制御するので、送風空気の温度調整を精度良く行うことができる。
【0085】
(第2実施形態)
本第2実施形態では、オートエアコンを行う場合には、制御装置4は、必要吹出温度TAOに基づいて、吹出モードに設定するものを示したが、本第2実施形態では、これに代えて、非接触温度センサ50の検出温度を用いて、吹出モードを切り換えるようにする。
【0086】
本実施形態の制御装置4は、図5に示すフローチャートに代わる図6に示すフローチャートに従って処理を実行する。なお、図6において、図5中の符号と同一符号は、同一処理を示す。以下、本実施形態の制御装置4の作動について図6を用いて説明する。
【0087】
例えば、吹出判定処理(S210)、60sec経過判定処理(S220)、吹出温度平均処理(S230)を実行し、この吹出温度平均処理により算出される吹出温度TAが、30℃以上であるか否かを判定する(S300)。そして、吹出温度TAが30℃以上であるとき、YESと判定して、S310の処理に進む。
【0088】
ここで、吹出モードを自動的に切り換える吹出口のオート制御が、使用者によりマニュアル操作で設定されているか否かを判定する。そして、吹出口のオート制御が設定されているときYESと判定して吹出モードをフットモードに変更する(S320)。
【0089】
これに伴い、アクチュエータ18によって通路開閉ダンパ17を駆動して、第1および第3通路6、76を閉じて第2通路7を開ける。また、アクチュエータ16によってバイパス開閉ダンパ15を駆動して、冷風バイパス通路14を閉じる。
【0090】
この場合、エバポレータ8を通過する送風空気のうち、所定比率の送風空気が加熱調節用バイパス通路11に流れ込むととも、残りのヒータコア9にも流れ込むことになる。ここで、加熱調節用バイパス通路11に流れ込む送風空気と、ヒータコア9にも流れ込む送風空気との比率は、エアミックスダンパ12の目標開度SWnによって定まる。
【0091】
次に、加熱調節用バイパス通路11を通る送風空気と、ヒータコア9を通過する送風空気がメイン通路5で混ざり合いこの混ざり合った送風空気が、メイン通路5内から第2の通路7に吹き出される。そして、第2の通路7に吹き出される送風空気は、フット吹出口から車室内に吹き出される。
【0092】
以上により、接触型温度センサを用いることなく、非接触温度センサ50で検出される温度を用いて、フットモードにすべきか否かを選択することができる。
【0093】
また、上記第1実施形態と同様に、吹出開始から60秒後に非接触温度センサ50により吹出温度を検出することにより、吹出温度として精度の良い値を取得できる。このため、この取得された精度の良い吹出温度を用いて、フットモードにすべきか否かを選択しているので、この選択を精度良く行うことができる。これに伴い、使用者の顔に温風が吹き出されるといった誤った選択を確実に防止することができる。
【0094】
また、上記本実施形態と同様に、非接触温度センサ50の検出範囲内に、2つの吹出口31の全体的を入れるようにすれば、非接触温度センサ50により、吹出口31内の平均的な吹出口温度を検出できる。このため、吹出口31内の平均的な温度を用いてフットモードにすべきか否かの選択を行うので、この選択を高精度に行うことができる。
【0095】
(第3実施形態)
上記第1、2実施形態では、非接触温度センサ50を用いて、吹出口31からの吹出温度を検出して、吹出口31から吹出される空気の温度を調整するものを示したが、本第3実施形態では、これに代えて、天井面の内装部材(布等の上張り)の温度制御するものを示す。この場合の構成を図7に示す
本実施形態の車両用空調装置1は、図7に示すように、図1に示す吹出口31に代えて各ダクト81を備えており、各ダクト81は、第3通路76から並列に分岐するとともに、この分岐された個々の下流側で吹出口82に接続されている。
【0096】
各ダクト81は、熱伝導率の高い部材(例えば、銅、アルミニュウム)などから形成されたもので、天井側の外板と内装部材との間に配設されている。このため、第3通路76からの空調風が各ダクト部材81を通り吹出口82から吹き出されることにより、各ダクト部材81内を流れる空調風に基づき、天井面の内装部材の温度が上昇したり、低下させたりすることができる。
【0097】
また、本実施形態では、非接触温度センサ50は、図1に示す吹出口31ではなく内装部材の温度を非接触で検出する。なお、図7において、図1と同一符号は、同一物を示す。
【0098】
本実施形態の制御装置4は、図5に示すフローチャートに代わる図8に示すフローチャートに従って処理を実行する。なお、図8において、図5中の符号と同一符号は、同一処理を示す。以下、本実施形態の制御装置4の作動について図8を用いて説明する。
【0099】
例えば、バイレベルモードを設定されているとき、吹出判定処理(S210)、60sec経過判定処理(S220)、吹出温度平均処理(S230)、吹出温制御処理(S240)を実行。このことにより、上記第1実施形態と同様、エアミックスダンパ12の目標開度SWn、バイパス開閉ダンパ15の目標開度SWBiに基づき温度調整された空調空気が、第3通路76からの各ダクト81内に流れる。これに伴い、空調空気に基づき各ダクト81を介して天井面の内装部材の温度が調整されるので、この内装部材を介して車室内が空調されることになる。これにより接触型温度センサではなく、非接触温度センサ50を用いて内装部材の温度を調整することができる。
【0100】
ここで、従来のようにサーミスタ等の接触型温度センサを用いて内装部材の温度を検出するのには、内装部材の局部的な吹出温度しか検出することができない。このため、内装部材の温度分布が生じている場合、当該局部的な吹出温度を用いて、内装部材の温度を調節させると、狙い通りの温度制御を行うことができない可能性がある。
【0101】
これに対して、本実施形態では、非接触温度センサ50の検出範囲内に、内装部材の全体的を入れるようにすれば、非接触温度センサ50により、内装部材の平均的な吹出口温度を検出できる。このため、この平均的な温度を用いて内装部材の温度を高精度に調節させることができる。
【0102】
(他の実施形態)
なお、上記第3実施形態では、温度調整された送風空気により各ダクト81を介して天井面の内装部材の温度を上昇させてり、低下させたりする例を示したが、各ダクト81に代えて、ペルチェ素子、電気ヒータ(例えば、PTCヒータ)などを用いるようにしてもよい。さらに、各ダクト81に吹出口を開けて、この吹出口から空調空気を吹き出させて内装部材の温度を上昇させてり、低下させたりするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用空調装置の第1実施形態の概略構成を示す。
【図2】図1に示す制御装置の作動を説明するための図である。
【図3】図1に示す制御装置の作動を説明するための図である。
【図4】図1に示す制御装置の作動を説明するための図表である。
【図5】図1に示す制御装置の作動を示すフローチャートである。
【図6】本発明の第2実施形態の制御装置の作動を示すフローチャートである。
【図7】本発明に係る車両用空調装置の第3実施形態の概略構成を示す。
【図8】図7に示す制御装置の作動を示すフローチャートである。
【符号の説明】
13、16…アクチュエータ、12…エアミックスダンパ、
15…バイパス開閉ダンパ、31…吹出口、
50…非接触温度センサ。
Claims (11)
- 送風空気の温度を調節する温度調節手段(10)を有し、
前記温度を調節された送風空気を吹出口(31)から車室内に吹き出すための車両用空調装置であって、
少なくとも1つの前記吹出口を含む検出領域の温度を非接触で検出する非接触温度センサ(50)と、
前記非接触温度センサで検出される温度を用いて、前記送風空気の温度を調節させるように前記温度調節手段を制御する制御手段(4、S240)と、を有することを特徴とする車両用空調装置。 - 車室内の内装部材を温度調節する温度調節手段(81)と、
少なくとも前記内装部材を含む検出領域の温度を非接触で検出する非接触温度センサ(50)と、
前記非接触温度センサで検出される温度を用いて、前記内装部材の温度を調節させるために前記温度調節手段を制御する制御手段(40、240)と、を有することを特徴とする車両用空調装置。 - 前記温度調節手段は、送風空気の温度を調節するとともに、この調節された送風空気に基づき、前記内装部材を温度調節することを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。
- 予め予想された予想温度と、前記非接触温度センサで検出された温度との差が所定値よりも大きい場合には、前記差が所定値よりも大きいとき以外の場合に比べて、前記検出された温度に対する前記制御手段の制御への影響度を小さくするようになっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記制御手段が、前記送風空気の送風開始から所定期間後に前記非接触温度センサで検出された温度を用いて、前記温度調節手段を制御することを特徴とする請求項1又は3に記載の車両用空調装置。
- 送風空気の温度を調節するとともに、この温度を調節された送風空気を吹出口(31)から車室内に吹き出すための車両用空調装置であって、
少なくとも1つの前記吹出口を含む検出領域の温度を非接触で検出する非接触温度センサ(50)と、
前記非接触温度センサで検出される温度を用いて、前記吹出口から送風空気を吹き出すべきか否かを選択するための選択手段(S470)と、を有することを特徴とする車両用空調装置。 - 前記選択手段が、前記送風空気の送風開始から所定期間後に前記非接触温度センサで検出された温度を用いて、前記選択を行うことを特徴とする請求項6に記載の車両用空調装置。
- 前記非接触温度センサは、車室内の対象領域の温度をそれぞれ非接触で検出する複数の温度検出素子を備えるとともに、前記複数の温度検出素子のうち少なくとも1つの温度検出素子で前記検出領域の温度を検出するようになっていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 送風空気の温度を調節する温度調節手段(10)を有し、
前記温度を調節された送風空気を吹出口(31)から車室内に吹き出すための車両用空調装置のコンピュータに、
非接触温度センサ(50)によって検出された少なくとも1つの前記吹出口を含む検出領域の温度を用いて、前記送風空気の温度を調節させるように前記温度調節手段を制御する制御手段(4、S240)として機能させるプログラム。 - 車室内の内装部材の温度を調節する温度調節手段(81)と、
少なくとも前記内装部材を含む検出領域の温度を非接触で検出する非接触温度センサ(50)とを有する車両用空調装置のコンピュータに、
前記非接触温度センサで検出される温度を用いて、前記内装部材の温度を調節させるために前記温度調節手段を制御する制御手段(40、240)として機能させるプログラム。 - 送風空気の温度を調節するとともに、この温度を調節された送風空気を吹出口(31)から車室内に吹き出すための車両用空調装置のコンピュータに、
非接触温度センサ(50)によって検出された少なくとも1つの前記吹出口を含む検出領域の温度を用いて、前記吹出口から送風空気を吹き出すべきか否かを選択するための選択手段(S470)として機能させるプログラム。
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