JP2005289289A - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2005289289A
JP2005289289A JP2004110332A JP2004110332A JP2005289289A JP 2005289289 A JP2005289289 A JP 2005289289A JP 2004110332 A JP2004110332 A JP 2004110332A JP 2004110332 A JP2004110332 A JP 2004110332A JP 2005289289 A JP2005289289 A JP 2005289289A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
door
temperature
mix door
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004110332A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4455127B2 (ja
Inventor
Isao Tsunoda
功 角田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2004110332A priority Critical patent/JP4455127B2/ja
Priority to US11/062,298 priority patent/US7017659B2/en
Publication of JP2005289289A publication Critical patent/JP2005289289A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4455127B2 publication Critical patent/JP4455127B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00835Damper doors, e.g. position control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021Air flow details of HVAC devices
    • B60H1/00035Air flow details of HVAC devices for sending an air stream of uniform temperature into the passenger compartment
    • B60H1/0005Air flow details of HVAC devices for sending an air stream of uniform temperature into the passenger compartment the air being firstly cooled and subsequently heated or vice versa
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021Air flow details of HVAC devices
    • B60H2001/0015Temperature regulation
    • B60H2001/00164Temperature regulation with more than one by-pass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】 吹出し口からの吹出温度を精度よく制御し、エアミックスドア開度が小さいとき安定風量を得られる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】 この車両用空調装置は、空調ダクト35、空調ダクト内に配置されたエバポレータ37およびヒータコア33、ホット側空気と非ホット側空気に振り分けるエアミックスドア38、吹出し温度センサ55、吹出し温度センサによる温度が目標吹出し温度に近づくようにフィードバック制御する制御装置50を備える。エアミックスドアで作られる第1バイパス通路101とは異なる第2バイパス通路102と、第2バイパス通路の空気の流量を調節する冷風調節ドア39と、エアミックスドア開度設定部56と、冷風調節ドアの開度を制御する冷風調節ドア制御部57を備える。冷風調節ドア制御部は、エアミックスドア開度設定部によって求められたエアミックスドア開度が所定開度以下のときは冷風調節ドアを全開にする。
【選択図】 図3

Description

本発明は車両用空調装置に関し、特に、吹出し温度の制御精度を高めかつ安定した風量を得るのに好適な車両用空調装置に関する。
乗用車等の車両では、外気の温度状態等とは関係なく車室内の温度環境を良好に保つために空調装置を装備している。車両用空調装置では、通常、運転席および助手席の前面パネルにいくつかの吹出し口を備える。車両用空調装置によれば、車室内の温度を設定された最適温度に保つべく吹出し温度が目標吹出し温度になるように適宜に制御される。吹出し温度の調節は、空調ダクト内におけるエバポレータとヒータコアの間に配置された開閉自在なエアミックスドアの開度を調節し、温風(ホット側空気)と冷風(非ホット側空気)の混合割合を調節することにより行われる。ヒータコアの上流側に設けられるエアミックスドアは、空調ダクト内を通過する空気をホット側空気と非ホット側空気に振り分ける機能を有している。
車両用空調装置の吹出し口における吹出し温度を目標吹出し温度に精度良く制御する手法として、例えば、特許文献1に記載された技術が知られている。特許文献1に記載された技術によれば、吹出し口に温度センサを設け、この温度センサで検出される実際の吹出し温度と制御系の上で設定された目標吹出し温度とを比較し、実際の吹出し温度が目標吹出し温度に近づくように、上記エアミックスドアの開度を調節している。
上記特許文献1に示されるごとく、車両用空調制御装置においてエアミックスドアの開度調節により実際の吹出し温度を目標吹出し温度にフィードバック制御する場合、次の問題が提起される。
高温側であるヒータコアの温度はエンジン水温に基づいて決まるものであり、低温側であるエバポレータの温度との間の温度差は非常に大きい。つまり、エバポレータから送られてくる冷風と、エアミックスドアの振分け作用でヒータコアを通過して出てくる温風との間の温度差は大きい。このため、上記のフィードバック制御に基づきエバポレータからヒータコアへの通風に関してエアミックスドアの開度に変化を与えてホット側空気すなわち温風と非ホット側空気すなわち冷風の振分けを行うと、エアミックスドアの開度変化に対する吹出し温度の温度変化が非常に大きくなる。つまり、エアミックスドアにより、下流側でヒータコアによって温風となる空気量と、冷風である空気量とを決めるだけであるので、目標吹出し温度に対する制御上での温度変化幅が大きくなり、制御が粗くなる。換言すれば、従来のフィードバック制御は、エアミックスドアのみによってホット側空気と非ホット側空気とに振り分けることが主であって、微少な温度の調節を行うことができず、精度よく吹出し温度を制御することができないという問題があった。
そこで本発明者は、先に特願2003−315771号(出願日:平成15年9月8日)を出願し、上記の問題を解決した車両用空調装置を提案した。この車両用空調空調装置では、エアミックスドアとは別に冷風調節ドアを設け、吹出し温度の制御精度を高めるようにしている。換言すれば、エアミックスドアの開度に応じて作られる冷風供給通路に対して、さらに冷風を送ることのできる他の通路を付加し、冷風となる空気の量を増すことができるようにしたものである。これによって、冷風と、この冷風に対して温度差の大きい高温の温風とを混合するとき、適切な冷風量を供給して吹出し温度の制御の精度を高めることが可能となる。
ところが、特願2003−315771号による車両用空調装置では次のような改善の余地が生じた。この車両用空調装置の構成によれば、エアミックスドア開度が全閉付近の小さい状態にあるときには、ヒータコアを通過する空気の流れはほとんどなくなるので、吹出し温度が冷風調節ドアを通過してくる空気の温度と近くなり、そのため冷風調節ドアを調節しても吹出し温度の変化は少なくなる。この意味では、吹出し温度それ自体は安定する。他方、フィードバック制御の特性上、目標吹出し温度と吹出し口温度との比較を行ってその差が所定範囲内に入るように冷風調節ドアの位置を調節するため、冷風調節ドアの開度は全閉から全開までの範囲のどの位置でも取り得ることになる。その結果、冷風調節ドアが開いているときには、全閉状態のエアミックスドアで作られる第1のバイパス通路と、開状態の冷風調節ドアで作られる第2のバイパス通路のそれぞれが開いた状態にあるので、吹出し口からの風量が多量になる。他方、冷風調節ドアが閉じているときには、上記の第2のバイパス通路が絞られ狭くなるので、吹出し口からの風量が少なくなる。このように上記車両用空調装置によれば、エアミックスドアの開度が小さいときには、吹出し口から吹出す風量が安定しないという不具合が存した。
特開昭56−82626号公報
本発明の課題は、吹出し温度を目標吹出し温度に近づけるためエアミックスドアの開度を制御するように構成された車両用空調装置において、温風と冷風の温度差が大きいことに起因する従来の粗い温度制御を、制御上の温度変化幅を小さくできるようにすることによって精度よくできるように改善する共に、エアミックスドアの開度が小さいときであっても吹出し口から吹出す風量を安定にすることである。
本発明の目的は、上記課題に鑑み、吹出し口の吹出し温度を目標吹出し温度に近づけるようにフィードバック制御するようにした構成で、目標吹出し温度に対する制御上の温度変化幅を小さくでき、吹出し口から吹出される温度を精度よく制御でき、さらにエアミックスドアの開度が小さいときに安定した風量を得ることができる車両用空調装置を提供することにある。
本発明に係る車両用空調装置は、上記目的を達成するために、次のように構成される。
第1の本発明に係る車両用空調装置(請求項1に対応):この車両用空調装置は、基本的構成として、吹出し口を備えた空調ダクトと、この空調ダクト内に配置された空気を冷却するエバポレータおよび空気を加熱するヒータコアと、空調ダクト内を通過する空気をヒータコアを通過させるホット側空気とヒータコアをバイパスさせる非ホット側空気に振り分けるエアミックスドアと、吹出し口での空気の温度を検出する吹出し温度センサと、吹出し温度センサによる温度が目標吹出し温度に近づくようにフィードバック制御する制御装置と、を備えている。車両用空調装置は、さらに、エアミックスドアで作られる第1バイパス通路とは異なる第2バイパス通路と、第2バイパス通路の空気の流量を調節する冷風調節ドアと、冷風調節ドアを初期開度で開けた状態にて、目標吹出し温度の空気が得られるようにエアミックスドアの開度を設定するエアミックスドア開度設定部と、吹出し温度センサによる温度が目標吹出し温度に近づくように冷風調節ドアの開度を制御する冷風調節ドア制御部とを備えると共に、この冷風調節ドア制御部は、上記エアミックスドア開度設定部によって求められたエアミックスドア開度が所定開度以下のときは冷風調節ドアを全開にすることで特徴づけられる。
上記の車両用空調装置では、エバポレータによって冷却された非ホット側空気の流量を、エアミックスドアによって調節されるもともとの第1バイパス通路を流れる空気量と、新たに付設差れた冷風調節ドアで調節される新たな第2バイパス通路を流れる空気量の組み合わせで調節するように構成する。冷風調節ドア制御部が吹出し温度センサによる温度が目標吹出し温度に近づくように冷風調節ドアの開度を制御するので、冷風調節ドアによって精密な調節を行えるようにし、精度よく吹出し温度を制御することが可能となる。さらに冷風調節ドア制御部は、エアミックスドア開度設定部によって求められたエアミックスドア開度が所定開度以下のときは冷風調節ドアを全開にする制御を行うように構成される。これによれば、冷風調節ドアの開度を一定に保つようにするため、吹出し口から吹出す風量を安定に保つことが可能となる。
第2の本発明に係る車両用空調装置(請求項2に対応)は、上記の第1の構成において、好ましくは、エアミックスドア開度設定部における冷風調節ドアの初期開度はエアミックスドア開度が所定開度に近づくに従って全開に近づくように設定されることで特徴づけられる。
本発明によれば次の効果を奏する。
第1の本発明によれば、車両用空調装置において、非ホット側空気の量を第1バイパス通路と第2バイパス通路を流れる空気量の組み合わせで調節するようにしたため、制御上の温度変化幅を小さくすることができ、車室内へ空気を送出する吹出し口での空気の温度を精度よく制御できると共に、第2バイパス通路を流れる空気の抵抗を小さく維持して吹出し口から安定した風量を得ることができるという効果が発揮される。またこの状態で、さらに冷房の必要性が高まって送風機の風量が増加し始めるときでも第2バイパス通路は開放されているので、風量増加にスムーズに対応して送風することができる。
第2の本発明によれば、エアミックスドアの開度が次第に所定開度になるときに冷風調節ドアを次第に全開にするため、冷風調節ドアの動きを大きくすることなく全開状態に近づけることができ、エアミックスドアが所定開度になるときその前後での風量の変化を少なくすることができる。
以下に、本発明の好適な実施形態(実施例)を添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る車両用空調装置を備える自動車の前半部の側面から見た構成を概略的に示す。図1では、自動車11の車室12の部分とエンジンルーム13の部分が示されている。車室12にはシート14に着座した運転者15が示されている。エンジンルーム13内にはエンジン16が配置されている。エンジン16から出力される動力を伝達する駆動力伝達機構の図示は省略されている。
空調装置17に関係する構成を説明する。最初にエンジン冷却装置を説明する。上記エンジン16の前側(図1中左側)にはラジエータ18およびラジエータ用ファン19が配置される。エンジン16の内部には冷却水通路20,21が形成され、さらにエンジン16とラジエータ18の間には冷却水配管22,23が設けられている。エンジン内部の冷却水通路20、冷却水配管22、ラジエータ18、冷却水配管23、冷却水通路21の順で冷却水の循環流路(エンジン冷却水回路)が形成される。ラジエータ18の流出側に位置する冷却水配管23は冷却水通路21に接続され、ラジエータ18で冷却された低温の冷却水が流れる。ラジエータ18の流入側に位置する冷却水配管22は冷却水通路20に接続され、エンジン16で加熱された高温の冷却水(温水)が流れる。エンジン16の内部で冷却水通路20,21はつながっている。上記のごとき冷却水の循環は、例えば冷却水配管23に設けた冷却水ポンプ24によって行われる。
上記のエンジン冷却装置によれば、冷却水が上記エンジン冷却水回路を循環し、エンジン16で発生した熱を吸収した冷却水(温水)はラジエータ18で冷却されて低温化され、再びエンジン16に供給される。こうしてエンジン冷却水回路を冷却水が循環してエンジン16の冷却が継続される。
空調装置17は、上記の冷却水通路20に接続されるヒータコア用配管31と、冷却水ポンプ24を介して上記の冷却水通路21に接続されるヒータコア用配管32を備える。配管31と配管32はヒータコア33を経由して温水の循環流路(ヒータ回路)を形成する。ヒータコア33は熱交換器である。上記の循環流路においてヒータコア用配管31にはウォータバルブ34が設けられている。ヒータコア33は、空調ダクト35内に配置されている。
空調ダクト35には、エンジンルーム13側に位置する上流側から、送風ファン36、エバポレータ(室内熱交換器)37、開閉自在のエアミックスドア38、開閉自在の冷風調節ドア39、上記のヒータコア33、ヒータコア33をバイパスさせる通路部分をエアミックスドア38と冷風調節ドア39の開閉動作に関連してさらに2つの通路(図2に示す第1バイパス通路101、第2バイパス通路102)に分けることを可能にする分岐部40、および吹出し口41,42が設けられている。エバポレータ37は送風ファン(送風機)36から送られてくる空気を冷却する。吹出し口41はベンド用吹出し口であり、吹出し口42はフット用吹出し口である。
空調ダクト35では、上記のエアミックスドア38によって、空調ダクト35内を通過する空気をヒータコア33を通過させる部分(ホット側空気、図2の空気部分63)とヒータコア33をバイパスさせる部分(非ホット側空気、図2の第1バイパス通路101の空気部分61)に振り分けられる。さらにヒータコア33をバイパスさせる部分である非ホット側空気(冷風)には、第1バイパス通路101とは異なる第2バイパス通路102が設けられる。第2バイパス通路102では空気部分62が流れる。この第2バイパス通路102では冷風調節ドア39によって空気62の流量を調節することができる。非ホット側空気に関しては、冷風調節ドア39および分岐部40によって流量が調節される空気部分62と、エアミックスドア38によってヒータコア33をバイパスさせられた空気部分61に分けられる。こうして、空調ダクト35の構成によれば、車室12内に温度調整された空気を供給することができる。図1において43は車室12とエンジンルーム13とを隔てる隔壁を示す線である。
上記の空調装置17によれば、エンジン冷却水回路のエンジン熱で温められた温水をヒータ回路に流して循環させる。この温水循環に基づき、ヒータコア33において、ここを通過する空気を暖めることができ、暖かい空気を車室12へ供給することができる。そこで、この暖かい空気の流量をエアミックスドア38によって適宜に調整することにより、ヒータコア33を通過する空気とヒータコア33をバイパスする空気との混合割合を調整し、吹出し口より吹出される空気の温度を調整する。さらに、別途に追加された第2バイパス通路102を形成する冷風調節ドア39によって冷風の流量をさらに細かく調節することにより、吹出し温度をさらに精密に調整し、設定された温度へ近づける。
図2は、本発明に係る車両用空調装置17の制御系を含めた構成を示す図である。空調装置17に関する空調ダクト35の部分の構造は前述した通りであり、図1で説明した要素と同一の要素には同一の符合が付されている。図2において、空調装置17では、さらに、吹出し口での空気の温度を検出するための吹出し口温度センサ55、エアミックスドア38を開閉自在にする回転機構58、エアミックスドア38の開度を変えるエアミックスドア駆動モータ56M、冷風調節ドア39を開閉自在にする回転機構59、冷風調節ドア39の開度を変える冷風調節ドア駆動モータ57Mが設けられている。
制御装置50には、エアミックスドア駆動モータ56Mへ駆動指令信号を送るエアミックスドア開度設定部56と、冷風調節ドア駆動モータ57Mへ駆動指令信号を送る冷風調節ドア制御部57が設けられている。制御装置50は自動車11に搭載された車載コンピュータで実現される。
送風機36のファンから送出される空気60は、エバポレータ37を通過し冷却されて出てくる。冷却された空気は、エアミックスドア38の開度に応じて、ヒータコア33を通過させる部分(ホット側空気)63とヒータコアをバイパスさせる部分(非ホット側空気)61,62とに振り分けられ、非ホット側空気は、さらに、冷風調節ドア39によって流量が調節される空気部分62とエアミックスドア38によってヒータコア33をバイパスさせられた空気部分61に分けられる。エアミックスドア38の開度位置に応じてホット側空気63と非ホット側空気(61,62)との混合比が変えられる。非ホット側空気の空気部分62の流量は、さらに冷風調節ドア39によって細かく高い精度で調節される。
エアミックスドア38の開度は、ヒータコア33を通過させる通路を完全に閉じる角度(0%)からヒータコア33をバイパスさせる通路を完全に閉じる角度(100%)の範囲で決まる。また冷風調節ドア39の開度は、外気の温度に応じて、初期的には予め定められた開度に保たれ、吹出し温度のフィードバック制御により微調節が必要となったときに、冷風62に係る通路を完全に閉じる角度(0%)から、完全に開く角度(100%)の範囲内で駆動する。
エアミックスドア38の開度を変えるエアミックスドア駆動モータ56Mの動作は、制御装置50のエアミックスドア開度設定部56から与えられる駆動指令信号によって制御される。冷風調節ドア39の開度を変える駆動モータ57Mの動作は、制御装置50の冷風調節ドア制御部57から与えられる駆動指令信号によって制御される。
制御装置50には、入力信号として、室内温度センサ51からのTr(車室内空気温度に係る信号)、日射量センサ52からのTsun(車室内へ入射する日射量に係る信号)、外気温度センサ53からのTam(車室外空気温度に係る信号)、温度設定部54からのTset(車室内空気設定温度に係る信号)、吹出し口温度センサ55からのTout(吹出し口での空気の温度に係る信号)が入力されている。Tsetは運転者15によって設定される設定温度であり、Tr,Tsun,Tam,Toutそれぞれは、対応する各センサ51,52,53,55から出力される検出信号である。
上記のような各種の信号を入力した制御装置50は、後述する制御フローおよび関係式に基づいてエアミックスドア38の開度および冷風調節ドア39の開度を制御する。
次に、上記の図2と、さらに図3を参照しながら、制御装置50の制御に基づくエアミックスドア38および冷風調節ドア39の開度制御のプロセスを説明する。図3は、エアミックスドア38の開閉動作を制御するときの開度の決め方および冷風調節ドア39によるフィードバック制御のフローチャートを示している。この制御プロセスでの流れでは、特にエアミックスドア38の開度が所定角度(下記のθ1)に近づき、さらにそれ以下に小さくなるときの冷風調節ドア39の開度の制御の仕方が重要な事項となる。
制御のプロセスを説明する前に、図4を参照して、問題点を指摘しながら本発明に係る制御の基本的な考え方を説明する。
図4に示したグラフの座標系において、横軸はエアミックスドア38の開度を意味し、縦軸は目標吹出し温度(TAO)を意味する。図4に示された特性曲線A,B,Cはそれぞれ目標吹出し温度とエアミックスドア開度の関係を示す。特性曲線Aは冷風調節ドア39の初期開度が全開(100%)のときの目標吹出し温度に対するエアミックスドア開度の関係を示している。特性曲線Bは冷風調節ドア39の初期開度が全閉(0%)のときの目標吹出し温度に対するエアミックスドア開度の関係を示している。
図4に示した特性曲線A,Bを対比して考慮すると、同じ目標吹出し温度を得る場合でも、冷風調節ドア39の初期開度に応じてエアミックスドア38の開度は異なる。例えば目標吹出し温度Tcに対して、特性曲線Aの場合にはエアミックスドア開度はθaとなり、特性曲線Bの場合にはエアミックスドア開度はθbとなる。他方、エアミックスドア開度がθaとθbの間にあるときには冷風調節ドア39の開度を変えることによって吹出し温度を調節することができる。このように、目標吹出し温度を一定にしたとしても、冷風調節ドア39の初期開度に応じてエアミックスドア38の開度は異なることになる。その特性としては、冷風調節ドア39の初期開度を大きくするほど、エアミックスドア38の開度を大きくした状態で目標吹出し温度を得ることができる。
次に図4に示した特性曲線A,Bにおいて、エアミックスドア開度を一定開度(例えばθc)として決めると、冷風調節ドア39の開度の変化に基づく吹出し温度調節範囲は、冷風調節ドア全開(100%)の場合の吹出し温度Taから冷風調節ドア全閉(0%)の場合の吹出し温度Tbまでの範囲となる。冷風調節ドアによるフィードバック制御では、冷風調節ドア39は、目標吹出し温度に対して吹出し温度が所定の温度範囲(±α)以内になったときに、停止するようになっている。
上記において、特性曲線A,Bから明らかなように、目標吹出し温度が低くなりかつエアミックスドア開度が小さくなるに従って、冷風調節ドア39による吹出し温度調節範囲(Tb−Ta)は狭くなる。これに対して上記の所定の温度範囲(±α)はエアミックスドア開度によらずに一定である。
従ってエアミックスドア38が閉じてその開度が小さくなるに従い、冷風調節ドア39による吹出し温度調節範囲(Tb−Ta)に対して所定の温度範囲(±α)が相対的に大きくなり、目標吹出し温度TAOを得るために冷風調節ドア39の停止範囲(±α)の占める割合が大きくなる。その結果、エアミックスドア38の開度が小さい場合に吹出し口からの風量が安定しないという前述の問題が指摘される。
そこで本発明では、目標吹出し温度とエアミックスドア開度の関係に関する特性曲線Cが設定され、冷風調節ドア39の開度は、目標吹出し温度とエアミックスドア開度の関係に基づきこの特性曲線Cに従って制御される。この特性曲線Cは、エアミックスドア38の開度が十分に大きいときには冷風調節ドア39の初期開度を開き側にも閉じ側にも十分な調整幅を有する開度(例えば約50%の開度)に設定され、目標吹出し温度が低くなってエアミックスドアの開度が小さくなるに従って冷風調節ドア39の初期開度が徐々に開き側となり、エアミックスドア38の開度が後述するごとき所定開度θ1になったときには冷風調節ドア39が全開になるように設定する(点P1)。さらに、エアミックスドア38が閉じ側になり、その開度が所定開度θ1よりも小さくなるとき、冷風調節ドア39の全開時の特性曲線Aよりも目標吹出し温度TAOが低くなるようにする。従って特性曲線Cは、エアミックスドア38の所定開度θ1で特性曲線Aと交差させてスムーズにつなげて成る特性曲線である。
上記の所定開度θ1について説明する。冷風調節ドア39によるフィードバック制御では、目標吹出し温度TAOと吹出し温度Toutの差が所定の温度範囲(±α)の中に入った時に冷風調節ドア39は停止するように制御される。目標吹出し温度TAOが低くなると、エアミックスドア38の開度も小さくなる。エアミックスドア38の開度が小さい領域では、冷風調節ドア39を回転させることにより変化する吹出し温度Toutの変化量は少なくなるので、冷風調節ドア39の停止位置の開度は開き側から閉じ側までの広範囲になる。そのため、冷風調節ドア39が開き側で停止するときには通路の抵抗は小さくなり空気の流れはスムーズになるが、閉じ側で停止するときには通路の抵抗が大きくなり空気の流れが出にくくなって風量が安定しなくなる。特に、冷風調節ドア39の停止範囲(±α)が、全閉から全開まで、上記の範囲(Tb−Ta)のおよそ3分の1程度の領域となったときに、上記のような風量不安定状態が生じる。そこで、冷風調節ドア39の停止範囲の占める割合が大きくなり、風量が不安定になり始める直前のエアミックスドア開度θ1を所定開度と定める。
次に、上記の制御の考え方を基礎にして図3に示したフローチャートを説明する。最初のステップS101では各種の入力信号が読み込まれる。ここで読み込まれる入力信号は、前述のTr,Tsun,Tam,Tset,Toutである。
次に上記の入力信号を用いてかつ次の式(数1)に基づいて目標吹出し温度(TAO)を算出する(ステップS102)。
(数1)
TAO=Kset*Tset−Kr*Tr−Kam*Tam−Ksun*Tsun+C
Tset:車室内空気設定温度
Tr :車室内空気温度
Tam :車室外空気温度
Tsun:車室内へ入射する日射量
Kset,Kr,Kam,Ksun,C:制御定数
*:掛け算記号
その後、ステップS102で算出された上記目標吹出し温度TAOの数値に基づき、かつ図4で示した特性曲線Cに従って、エアミックスドア開度を算出する(ステップS103)。算出されたこのエアミックスドア開度に応じて、エアミックスドア38の開度がエアミックスドア駆動モータ56Mを介して調節される(ステップS104)。
上記のごとく算出されたエアミックスドア38の開度は、冷風調節ドア39の開度が特性曲線Cに沿って変化することを前提にして算出された値である。従ってその後の制御のプロセスでは、算出された上記エアミックスドア開度が上記所定開度(θ1)よりも大きい場合と上記所定開度(θ1)以下の場合とに応じて、制御のプロセスの内容が必然的に変わることになる。
まずエアミックスドア38の開度が所定開度(θ1)よりも大きい場合を説明する。エアミックスドア38の開度が所定開度θ1よりも大きい場合には、エアミックスドア38の開度調節のみによって得られる吹出し口での空気の温度は、目標吹出し温度TAOの近傍の温度となっている。これは、エアミックスドア38がダクト内を通過する空気をヒータコア33を通過させるホット側空気63とヒータコア33をバイパスさせる非ホット側空気61,62に振り分ける機能を持ち、エアミックスドア38によって目標吹出し温度TAOの近傍の温度まで近づける。
その後、目標吹出し温度TAOと吹出し口温度センサ55からの吹出し温度Toutとを比較して(ステップS111)、さらに冷風調節ドア39の開度を調節することで吹出し口の温度をより目標吹出し温度TAOへ近づける。吹出し温度Toutが目標吹出し温度TAOに対して所定範囲(±α)に含まれている場合、すなわち実質的に同じである場合には(ステップS111)、冷風調節ドア39を停止、または停止状態にある場合にはそのまま停止状態にする(ステップS112)。
目標吹出し温度TAOと吹出し温度Toutとが異なり(ステップS111)、目標吹出し温度TAOが吹出し温度Toutよりも高い場合には(ステップS113)、冷風調節ドア39を閉める方へ開度を調節する(ステップS114)。このとき、温度の差に応じて、微調節することが好ましい。一方、比較の結果、目標吹出し温度TAOが吹出し温度Toutよりも低い場合には(ステップS113)、冷風調節ドア39を開ける方へ開度を調節する(ステップS115)。
エアミックスドア38の開度が所定開度θ1よりも大きい場合、冷風調節ドア39は、初期において特性曲線Cに従って必要な開度で開いた状態であるため、吹出し温度が目標吹出し温度よりも高い場合でも、または低い場合でも、閉める方または開ける方へ調節することによって、温度の上げ下げの微調整をすることができる。またその後に続く判断ステップS116またはS117では、冷風調節ドア39の開度は、全閉または全開ではないのでリターンに移行し、冷風調節ドア39の開度の微調整が継続されることになる。判断ステップS116またはS117で冷風調節ドア39の開度が全閉または全開であると判定された時には、冷風調節ドア39の開度はそれ以上調整できないので、停止状態となる(ステップS112)。
上記判断ステップS111において目標吹出し温度TAOと吹出し温度Toutが一致するか否かで判定することもできる。上記のごとく所定範囲内であるか否かで判定する場合には、吹出し温度Toutは目標吹出し温度TAOに対して常に所定の温度範囲(±α)になるようにフィードバック制御され、冷風調節ドア39は初期開度を中心として調節される。
次にエアミックスドア38の開度が所定開度(θ1)以下である場合を説明する。この場合にも制御プロセスのステップは上記のステップS111〜S117と基本的に同じである。エアミックスドア38の開度が所定開度θ1以下の場合には、前述した通り、特性曲線Cによって決められる冷風調節ドア39の開度は既に全開(100%)となっている。そのため吹出し温度Toutは目標吹出し温度TAOに対して所定の温度範囲(±α)に含まれず、上記判断ステップS111では、通常、NOとなる。そこで次の判断ステップS113が実行される。このとき冷風調節ドア39の開度は既に全開となっているので、エアミックスドア38の開度調節のみによって得られる吹出し口での空気温度Toutは、目標吹出し温度TAOよりも高くなる。このため、判断ステップS113ではNOと判定され、次のステップS115で、さらに吹出し口での温度を下げるように冷風調節ドア39の開度を開く制御が行われるが、既に冷風調節ドア39は全開になっているため、次の判断ステップS117に基づき冷風調節ドア39は全開のままで停止し続ける(ステップS112)。
ところで、上記において吹出し口での空気の温度は目標吹出し温度TAOに対して高くなるが、もともとエバポレータ37を通過した空気の温度よりも低い温度はエアミックスドアの開度調整でも得ることができない。従って、冷風調節ドア39の全開の時のエアミックスドアの所定開度(θ1)以下での吹出し口での空気の温度は、エバポレータ37を通過した空気温度に対してその差は僅かであり、問題にはならない。
上記の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、代表的な例示にすぎない。従って本発明は、上記に説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
本発明は、エアミックスドアによって空調ダクト内を通過する空気をヒータコアを通過させるホット側空気とヒータコアをバイパスさせる非ホット側空気に振り分ける車両用空調装置に利用でき、精度よく吹出し温度を制御しかつエアミックスドアの開度が小さいときに風量を安定して吹出すのに利用される。
本発明に係る車両用空調装置を備える自動車の前半部の側面から見た構成を概略的に示す図である。 本発明に係る車両用空調装置の構成を示す図である。 本発明に係る車両用空調装置によるエアミックスドアおよび冷風調節ドアの駆動制御のプロセスを示すフローチャートである。 本発明に係る車両用空調装置における制御の基本的な考え方を説明するための冷風調節ドア開度とエアミックスドア開度と目標吹出し温度の関係を示した図である。
符号の説明
11 自動車
12 車室
17 空調装置
33 ヒータコア
35 空調ダクト
36 送風ファン
37 エバポレータ
38 エアミックスドア
39 冷風調節ドア
40 分岐部
55 吹出し口温度センサ
56 エアミックスドア開度設定部
56M エアミックスドア駆動モータ
57 冷風調節ドア制御部
57M 冷風調節ドア駆動モータ

Claims (2)

  1. 吹出し口を備えた空調ダクトと、この空調ダクト内に配置された空気を冷却するエバポレータおよび空気を加熱するヒータコアと、前記空調ダクト内を通過する空気を前記ヒータコアを通過させるホット側空気と前記ヒータコアをバイパスさせる非ホット側空気に振り分けるエアミックスドアと、前記吹出し口での空気の温度を検出する吹出し温度センサと、前記吹出し温度センサによる温度が目標吹出し温度に近づくようにフィードバック制御する制御装置とを備えた車両用空調装置において、
    前記エアミックスドアで作られる第1バイパス通路とは異なる第2バイパス通路と、
    前記第2バイパス通路の空気の流量を調節する冷風調節ドアと、
    前記冷風調節ドアを初期開度で開けた状態にて、前記目標吹出し温度の空気が得られるように前記エアミックスドアの開度を設定するエアミックスドア開度設定手段と、
    前記吹出し温度センサによる温度が前記目標吹出し温度に近づくように前記冷風調節ドアの開度を制御する冷風調節ドア制御手段とを備え、
    前記冷風調節ドア制御手段は、前記エアミックスドア開度設定手段によって求められたエアミックスドア開度が所定開度以下のときは冷風調節ドアを全開にすることを特徴とする車両用空調装置。
  2. 前記エアミックスドア開度設定手段における前記冷風調節ドアの初期開度は前記エアミックスドア開度が所定開度に近づくに従って全開に近づくように設定されることを特徴とする請求項1記載の車両用空調装置。
JP2004110332A 2004-04-02 2004-04-02 車両用空調装置 Expired - Fee Related JP4455127B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004110332A JP4455127B2 (ja) 2004-04-02 2004-04-02 車両用空調装置
US11/062,298 US7017659B2 (en) 2004-04-02 2005-02-16 Vehicle air-conditioning system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004110332A JP4455127B2 (ja) 2004-04-02 2004-04-02 車両用空調装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005289289A true JP2005289289A (ja) 2005-10-20
JP4455127B2 JP4455127B2 (ja) 2010-04-21

Family

ID=35052722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004110332A Expired - Fee Related JP4455127B2 (ja) 2004-04-02 2004-04-02 車両用空調装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7017659B2 (ja)
JP (1) JP4455127B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007186066A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Denso Corp 車両用空調装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10256409B4 (de) * 2002-12-02 2004-12-23 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Klimaregelung
US7616977B1 (en) * 2005-01-28 2009-11-10 Scott David Nortman Method and apparatus for motorized control of an automobile radio cover
US8049707B2 (en) * 2005-05-09 2011-11-01 Wood Lawson A Display apparatus and method with reduced energy consumption
US20090061753A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-05 Gm Global Technology Operations, Inc. System for cooling engine electronics
CN103423835B (zh) * 2012-04-24 2017-04-12 杭州三花研究院有限公司 车辆空调系统的控制方法及车辆空调系统
US10286748B2 (en) * 2014-05-20 2019-05-14 Mahle International Gmbh Un-partitioned HVAC module control for multi-zone and high performance operation
CN205149454U (zh) * 2015-12-08 2016-04-13 延锋汽车饰件系统有限公司 一种机动车的出风装置
CN110207264B (zh) * 2019-06-26 2021-03-12 广东美的暖通设备有限公司 控制方法、室内机和计算机可读存储介质
CN112460765B (zh) * 2020-11-30 2021-10-15 珠海格力电器股份有限公司 空调控制方法、装置、空调及存储介质

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5682626A (en) 1979-12-10 1981-07-06 Toyota Motor Corp Controlling device for air conditioning for vheicle
JPS6485808A (en) * 1987-09-28 1989-03-30 Diesel Kiki Co Air-conditioning device for automobile
JP2573864B2 (ja) * 1988-05-20 1997-01-22 株式会社ゼクセル 車両用空調制御装置
JP2915097B2 (ja) * 1990-06-26 1999-07-05 マツダ株式会社 自動車の空気調和装置
JPH05201233A (ja) * 1992-01-30 1993-08-10 Nippondenso Co Ltd 車両用空気調和制御装置
JPH05278433A (ja) * 1992-03-30 1993-10-26 Zexel Corp 車両用空調装置
JP3326856B2 (ja) * 1993-03-17 2002-09-24 日産自動車株式会社 車両用空調装置
JP3186383B2 (ja) * 1993-12-06 2001-07-11 日産自動車株式会社 車両用空調装置
JPH08258543A (ja) * 1995-03-22 1996-10-08 Nippondenso Co Ltd 車両用空調装置
JP4016475B2 (ja) * 1998-03-11 2007-12-05 マツダ株式会社 車両用空気調和装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007186066A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Denso Corp 車両用空調装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7017659B2 (en) 2006-03-28
JP4455127B2 (ja) 2010-04-21
US20050217291A1 (en) 2005-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7017659B2 (en) Vehicle air-conditioning system
JP2009184555A (ja) 自動車用空気調和装置
JP4359222B2 (ja) 車両用空調装置
JP2000062441A (ja) 車両用空調装置
JP6453574B2 (ja) 車両用空調装置
JP4379862B2 (ja) 車両用空調装置
JP4812416B2 (ja) 車両用空調装置
JP5649122B2 (ja) 車両の制御装置
JP2017213972A (ja) 車両用空調装置
JP2017206125A (ja) 車両用空調装置及びその制御方法
JP5763945B2 (ja) 車両の制御装置
JP2000108636A (ja) 自動車用空気調和装置
JP2018144813A (ja) 車両用空調装置
JP6647347B2 (ja) 車両用空調装置
JPS606809B2 (ja) 車輌用空調装置
JP3030352B2 (ja) 車両用空気調和装置
JP2003104028A (ja) 車両用空調装置
JP2001063346A (ja) 車両用空調装置
JP2002012020A (ja) オープンカー用空調装置
JP4356889B2 (ja) 車両用空調装置
JP4061747B2 (ja) 車両用空調装置
JP5038822B2 (ja) 車両用空調装置
JP3794082B2 (ja) 温水式暖房装置
JPH11254945A (ja) 車両用空調装置
JP2637526B2 (ja) 自動車用空気調和装置のヒータユニット

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100126

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100203

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4455127

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140212

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees