JP2005289289A - 車両用空調装置 - Google Patents

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。
   

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