JP2004196150A - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な外気温を検出すると共に、乗員に不快感を与えず車室内の空調効率を向上させる車両用空調制御装置を提供する。
【解決手段】車両用空調制御装置１は、熱交換器の一部を構成するエバポレータ９の入口に、温度センサー１６を設置すると共に、この温度センサー１６により検出された温度及び車速を、それぞれ設定された温度及び車速に対応させることにより、吸気口３を外気導入モード、内気循環モード又は半内気混入モードのいずれかに切換制御するので、無駄な出力を消費することなく、空調効率を向上させることができる。また、低速度の領域では、各導入モードの切換を行わないので、切換時の騒音等が発生せず乗員に不快感を与えることがない。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調制御装置、特に、外気温及び車速等の条件により、空気を吸込む吸込口を外気導入モード、内気循環モード又は半内気混入モードのいずれかに切換制御する車両用空調制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のオートＡ／Ｃでは、設定温度、外気温、内気温及び日射量等の各パラメータを基に、車室内に吹出す風の目標吹出温度を計算し、その目標吹出温度により空気を吸込む吸込口を各導入モード、すなわち車室外の空気を導入する外気導入モード、車室内の空気を導入する内気循環モード、又はこれら外気と内気を混合させて導入する半内気混入モードのいずれかを自動で選択するのが一般的であり、代表的な公報として特許文献１にこれらの事項が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、空調ケース内の送風機の送風量を決定制御する送風制御手段と、車室内の冷房負荷が所定値より大小であるか判定する判定手段と、を有し、送風量の大小や冷房負荷の大小により、空調ケース内に内気または外気を導入する車両用空調装置が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、外気温センサーによって検出された外気温度が、設定温度以上か否かによって、室内熱交換器に送風される空気を内気又は外気に切り換える内外気切換ダンパを備える電気自動車用空気調和装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２１７７５２号公報
【特許文献２】
特開平１１−１５１９３０号公報
【特許文献３】
特開平７−２６６８４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、空気を吸込む吸込口を各導入モードに切換制御する時には、外気温が重要なパラメータとして扱われているが、例えば高水温かつ低車速時には、外気を導入する外気導入ダクトがエンジンなどの熱の影響により暖められており、この外気がエバボレータの入口に達した時点の温度は、外気温とは一致していない。そのため、例えば高水温かつ低車速時等、外気温よりもエバポレータ入口側の温度の方が高いにもかかわらず、制御判定上外気導入モードに選択にされ、適切ではない導入モードに切換わる場合があり、空調効率が低下し、ひいては燃費が低下することになる。そのため、実際にエバポレータ入口側の温度と異なる外気温の値をエバポレータ入口側温度の代用パラメータとして取り扱うのは適切ではない。
さらに、エバポレータ入口側の温度を外気温として検出して、各導入モードを制御すると、例えば自動車が停止しているアイドリング状態時には、検出する温度が設定温度を境に高低して、各導入モードが頻繁に切換わる虞があり、乗員に、頻繁に発生する風量変化や騒音変化等の不快感を与えてしまう虞がある。
【０００７】
また、特許文献１〜３では、外気導入モード、内気循環モードまたは半内気混入モードの各導入モードの切換を、数多くのパラメータを基に判定して制御しているが、これらの文献には、このパラメータの一つで外気温を検出する外気センサの取付位置について開示されておらず、検出された温度が外気温として適切な温度であるかどうか不明である。また、いずれの文献にも各導入モードを決定するパラメータに車速が含まれておらず、まだ改善する余地がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、適切な外気温を検出すると共に、乗員に不快感を与えず車室内の空調効率を向上させる車両用空調制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、空気を吸込む吸込口と、この吸込口を内気循環モード、半内気混入モードまたは外気導入モードのそれぞれに切換える吸込口切換手段と、前記吸込口から導入された空気を送風する送風機と、この送風機より送風された空気を加熱又は冷却する熱交換器と、この熱交換器の一部を構成するエバポレータの入口側の温度を検出するエバポレータ入口温度検出手段と、車速を検出可能な車速検出手段と、少なくともフェイスモードとバイレベルモードとから成る吹出しモードを切換える吹出口切換手段と、車内に配置され前記吹出しモードを選択する吹出口選択手段と、車内に配置され前記吸込口を前記各導入モードに選択する吸込口選択手段とを備えることを特徴とするものである。
このように構成することにより、車速検出手段により検出された車速、かつエバポレータ入口温度検出手段により検出されたエバボレータ入口側温度が、それぞれ設定された車速、及び温度に対応して、吸込口切換手段により各導入モードが切換制御されるので、適正な温度及び走行条件に即した制御が可能となり無駄な出力を消費することがない。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記吸込口選択手段により前記吸込口が前記外気導入モードに選択され、前記車速検出手段により検出された車速が所定速度より速く、かつ前記エバポレータ入口温度検出手段により検出された前記エバポレータの入口側の温度が所定温度より高い場合に、前記吸込口は、前記吸込口切換手段により前記半内気混入モードに切換制御されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、外気、内気又は半内気のいずれかを導入する各導入モードの切換が頻繁に発生する領域（低車速）では、各導入モードの切換を行わず、その領域以外で切換制御を行うので、空調効率を向上できると共に、燃料消費量を低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置を図１〜図３に基いて詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置は、車室内の温度を常に設定温度に保つように自動、あるいは手動でコントロールするものである。
本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置１は、図１に示すように、車室内へ吹出す空気の流路を形成する空調ケース２を設けている。この空調ケース２の上流側には、空気を吸込む吸込口３が設けられ、この吸込口３の上流側には、吸込口３を、車室外から空気を吸込む外気導入モードと、車室内から空気を吸込む内気循環モードと、車室内外の空気をそれぞれ半分ずつ吸込む半内気混入モードとのいずれかに設定するように吸込口切換手段である内外気切換ドア４が回動自在に配設されている。そして、この内外気切換ドア４が連結部材５を介して連結されたサーボモータ６によって回転駆動して、空気を吸込む吸込口３を、各導入モードのいずれかに切換えている。
【００１２】
この内外気切換ドア４が、吸込口３内で図１の実線で示す位置の時には、吸込口３に全て車室外の空気が矢印Ａの方向から吸込まれる外気導入モードの状態となり、実線で示す位置とは反対側に位置する時は、吸込口３に全て車室内の空気が矢印Ｂの方向から吸込まれる内気循環モードの状態となる。また、内外気切換ドア４が、吸込口３を２つに区画するようにほぼ中央に位置する時は、この吸込口３に車室内外の内気及び外気がそれぞれ半分ずつ吸込まれる半内気混入モードの状態となる。
【００１３】
吸込口３の下流側には、送風機が配設され、この送風機は空調ケース２内に車室内へ向かう空気を送風するファン７が配置されている。このファン７は、ブロアモータ８によって駆動されている。
【００１４】
また、このファン７の下流側には、空気を冷却する熱交換器である冷凍サイクル１０の一構成品のエバポレータ（冷媒蒸発器）９が、空調ケース２内部の全面を塞ぐように配設されている。冷凍サイクル１０は、自動車のエンジン１１の駆動力によって冷媒を圧縮するコンプレッサ（冷媒圧縮機）１２と、圧縮された冷媒を擬縮液化させるコンデンサ１３と、擬縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流すレシーバ（気液分離器）１４と、液冷媒を減圧膨張させるエキスパンションバルブ（膨張弁、減圧手段）１５と、減圧膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータ９とから構成されている。このエバポレータ９が、エバポレータ９自身を通過する空気を、冷却及び除湿する作用を施す冷却用熱交換器となる。また、コンプレッサー１２には、エンジン１１からこのコンプレッサー１２への回転動力の伝達を断続する電磁クラッチ１２ａが連結されている。この電磁クラッチ１２ａに通電された時に、エンジン１１の回転動力がコンプレッサー１２に伝達されて、エバポレータ９による空気冷却作用が行われ、電磁クラッチ１２ａの通電が停止した時に、エンジン１１とコンプレッサー１２とが遮断され、エバポレータ９による空気冷却作用が停止される。
【００１５】
このエバポレータ９の上流側近傍には、エバポレータ９の入口側の温度を検出するエバポレータ入口温度検出手段であるエバポレータ入口側温度センサー１６が設置されている。また、エバポレータ９の下流側近傍には、エバポレータ９の出口側の温度を検出するエバポレータ出口側温度センサー１７が設置されている。
【００１６】
エバポレータ出口側温度センサー１７の下流側には、ヒータコア１８が空調ケース２の約半面を塞ぐように配設されている。このヒータコア１８は、その内部にエンジン１１の冷却水（温水）が流れ、この冷却水を熱源として通過する空気を加熱する加熱用熱交換器である。このヒータコア１８の上流側には、エバポレータ９からの冷風のうち、ヒータコア１８を通る空気の割合と、ヒータコア１８をバイパスするバイパス通路１９を通る空気の割合とを調節する空気調節ドア２０が回動自在に配設されている。そして、この空気調節ドア２０は、連結された図示しないサーボモータによって、矢印の方向に回動駆動して、ヒータコア１８を通る空気の割合と、バイパス通路１９を通る空気の割合とをその回動量で調節している。
【００１７】
さらに、空調ケース２の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空調風を吹出すためのフェイス吹出口２１と、車室内乗員の足元に空調風を吹出すためのフット吹出口２２と、フロントガラスの内面に向かって空調風を吹出すためのデフロスタ吹出口２３とが形成されている。これら各吹出口２１、２２、２３の上流側部位には、吹出口切換手段である吹出口切換ドア２１ａ、２２ａ、２３ａがそれぞれ回動自在に配設されている。これらの各吹出口切換ドア２１ａ、２２ａ、２３ａが、それぞれに連結された図示しないサーボモータによって矢印の方向に回転駆動することにより、各吹出口２１、２２、２３のいずれかから空調風が車室内へ吹出されることになる。すなわち、空調風をフェイス吹出口２１から吹出すフェイスモード、空調風をフット吹出口２２から吹出すフットモード、空調風をフェイス吹出口２１とフット吹出口２２のそれぞれから吹出すバイレベルモード、及び空調風をデフロスタ吹出口２３から吹出すデフロスタモードを選択することができる。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態に係る車両空調制御装置の制御系の構成を図２に基いて説明する。なお、図２は、本発明の実施の形態に係る車両空調制御装置の制御系の概略を示したブロック図である。
図２に示すように、図１も参照しながら、空調ケース１内の各空調手段を制御するＥＣＵ５０には、車室内前面に設けられた操作パネル６０上のスイッチからスイッチ信号が入力される。この操作パネル６０には、冷凍サイクル１０の起動および停止を指令するためのエアコンスイッチ５１、ブロアモータ８によって駆動されるファン７の起動および停止を指令するためのブロアファンスイッチ５２、また、吹出口モードを選択する吹出口選択手段である吹出口選択スイッチ５３、各導入モードを選択する吸込口選択手段である吸込口選択スイッチ５４等の各スイッチが配設されている。なお、図示していないが、操作パネルには上述した他に、車室内の設定温度を乗員が設定するための温度設定スイッチや送風量を切換えるための風量切換スイッチ等も配設されている。
【００１９】
また、このＥＣＵ５０には、車速検出手段により検出された車速５５、エアコン冷媒圧５６及びエバポレータ入口側温度センサー１６から検出された温度５７それぞれの信号が入力され、ＥＣＵ５０内で後述する制御処理が成されて、吸入口を各導入モード６１、６２、６３に切換えるサーボモータ６にその処理結果が出力され、吸込口３が外気導入モード６１、半内気混入モード６２または内気循環モード６３のいずれかに切換わることになる。
なお、ＥＣＵには、その他にも、空調手段に必要とされる多数のパラメータからの信号が入力されている。
【００２０】
次に、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置のＥＣＵによる制御処理を図３に基いて、図１及び図２も参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置のＥＣＵによる制御処理を示したフローチャートである。
まず、ステップＳ１では、吸込口３を選択する操作パネル６０の吸込口選択スイッチ５４が外気導入モードスイッチに設定されているか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２に進み、ＮＯの場合には、内気循環モード６３となる。
ステップＳ２では、車速５５が、所定の基準値よりも速いか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ３に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１の外気導入モード６１の状態のままとなる。ここで、車速の所定の基準値は、例えば走り始めて車速が１５ｋｍ／ｈ以上に達すると判定結果がＹＥＳとなり、減速を始め車速が１０ｋｍ／ｈ以下になると判定結果がＮＯとなる。
【００２１】
ステップＳ３では、空調風が吹出される吹出口モードを選択するための操作パネル６０の吹出口選択スイッチ５３がフェイスモードスイッチ又はバイレベルモードスイッチに設定されているか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ４に進み、ＮＯの場合には外気導入モード６１となる。
ステップＳ４では、操作パネル６０のエアコンスイッチ５１及びブロアファンスイッチ５２が共にＯＮの状態であるか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ５に進み、ＮＯの場合には外気導入モード６１となる。
【００２２】
ステップＳ５では、エアコン冷媒圧５６が所定の基準範囲内になっている否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ６に進み、ＮＯの場合には外気導入モード６１となる。ここで、エアコン冷媒圧の所定の基準範囲は、例えば冷媒圧の上昇時には０．３２ａｂｓ〜３．２４ａｂｓの範囲、また下降時には２．６５ａｂｓ〜０．２９６ａｂｓの範囲で判定結果がＹＥＳとなる。
ステップＳ６では、エバポレータ入口側温度５７が所定の基準値より高いか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、吸込口３が半内気混入モード６２に制御され、ＮＯの場合には外気導入モード６１となる。ここで、エバポレータ入口側温度の基準値は、例えば上昇温度が２７℃以上に達すると判定結果がＹＥＳとなり、下降温度が２４℃以下になると判定結果がＮＯとなる。
【００２３】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置によれば、外気温を検出する温度センサー１６をエバボレータ９入口直前に設置すると共に、この検出された温度５７、及び車速５５を、それぞれ設定された温度、及び車速に対応させることにより、吸込口３を各導入モード６１、６２、６３のいずれかに切換制御する。
しかも、車速５５が設定速度よりも速く、かつエバボレータ９入口側の温度５７が設定温度より高い場合には、車室内の操作パネル６０上の吸込口選択スイッチ５４が外気導入モードに選択された状態でも、吸込口３を半内気混入モード６２に自動的に切換制御されるため、特に車両が低速度領域において、検出する温度が頻繁に所定温度を境に高低して、各導入モード６１、６２、６３が頻繁に切換わることを防ぐ。
本発明の制御を、フェイスモード、あるいはバイレベルモードのみに限定して行っている理由として、以下の点が挙げられる。デフロスタモードや、デフ／フットモードは、一般的に車室内の曇りを取るために選択されるモードであるため、外気導入モードのままの方が良いためである。また、フットモードは、車室内が曇り易い冬季に使用される場合が多いモードであるため、運転時において快適な視界を維持するためにもやはり外気導入モードのままの方が都合が良いためである。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、外気温を検出する温度センサーをエバボレータ入口直前に設置すると共に、この検出された温度、及び車速がそれぞれ設定された温度、及び車速に対応して、各導入モードを切換制御できるので、無駄な出力を消費すること無く、空調効率を向上させることができる。
【００２５】
請求項２に記載した発明によれば、車速が所定速度よりも速く、かつエバボレータ入口側の温度が所定温度より高い場合には、車室内の操作パネル上の吸込口選択スイッチが外気導入モードに選択された状態でも、自動的に半内気混入モードに選択制御される。そのため、車両の低速度領域では各導入モードの切換制御を行わず、この低速度領域を除いた領域のみ切換制御を行うので、乗員の快適性を損なうことがなく、空調効率の向上と燃料消費量の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置を示す全体構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置の制御内容を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 車両用空調制御装置
２ 空調ケース
３ 吸込口
４ 内外気切換ドア
７ ファン
８ ブロアモータ
９ エバボレータ
１６ エバボレータ入口側温度センサー
１８ ヒータコア
５０ ＥＣＵ
５３ 吹出口選択スイッチ
５４ 吸込口選択スイッチ
５５ 車速
５７ エバボレータ入口側温度
６１ 外気導入モード
６２ 半内気混入モード
６３ 内気循環モード

Claims (2)

1. 空気を吸込む吸込口と、この吸込口を内気循環モード、半内気混入モードまたは外気導入モードのそれぞれに切換える吸込口切換手段と、前記吸込口から導入された空気を送風する送風機と、この送風機より送風された空気を加熱又は冷却する熱交換器と、この熱交換器の一部を構成するエバポレータの入口側の温度を検出するエバポレータ入口温度検出手段と、車速を検出可能な車速検出手段と、少なくともフェイスモードとバイレベルモードとから成る吹出しモードを切換える吹出口切換手段と、車内に配置され前記吹出しモードを選択する吹出口選択手段と、車内に配置され前記吸込口を前記各導入モードに選択する吸込口選択手段とを備えることを特徴とする車両用空調制御装置。
2. 前記吸込口選択手段により前記吸込口が前記外気導入モードに選択され、前記車速検出手段により検出された車速が所定速度より速く、かつ前記エバポレータ入口温度検出手段により検出された前記エバポレータの入口側の温度が所定温度より高い場合に、前記吸込口は、前記吸込口切換手段により前記半内気混入モードに切換制御されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調制御装置。

Images