JP2007126035A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源電圧が一定以下になった場合に、消費電力を低減するとともに、窓曇り等の運転の障害発生を防止する車両用空調装置を提供する。
【解決手段】エアコンＥＣＵは、エアコンＥＣＵに入力される電源電圧を監視する。電源電圧が低電圧制御移行電圧以下であり、低電圧状態が一定時間経過していれば、低電圧制御を行う。すなわち、エアコンＥＣＵは、送風機４７の出力を低下させてブロア風量をＬｏｗとし、内外気切り換えドア６１により吸込口を外気吸入口４４とする。また吹出口をフロントガラス７０に向かって空気を吹き出すデフロスタ吹出口（ＤＥＦ）５１とする。ブロア風量をＬｏｗとすることにより、バッテリの消耗を抑制し、吸込口を外気吸入口４４とし、吹出口をデフロスタ吹出口５１とすることによって、フロントガラス７０が曇ることを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

車両用空調装置は、車内外の温度等を検知して、乗員がセットした所望の温度に自動的に制御する機能を備える。しかし、車両用空調装置に供給される電源電圧が低下した場合にも、通常制御によって温度調整を行うと電源（バッテリ）の消耗が激しくなるという問題点があった。

そこで、特許文献１では、電源電圧の低下を検知してブロア風量を減少させるという技術が開示されている。

特開２００２−３２５４９７号公報

しかしながら、電源電圧の低下によりブロア風量を減少させた場合には、窓曇り等が発生しやすくなるという問題点があった。

本発明の課題は、電源電圧が所定電圧以下になった場合に、消費電力を低減するとともに、窓曇り等の運転の障害発生を防止する車両用空調装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するための本発明の車両用空調装置は、
車両に搭載された車両用空調装置であって、
電源電圧を監視する電源電圧監視手段と、
車内に吹き出す空気の風量を制御する風量制御手段と、
車内に吹き出す空気の吹出口を切り換える吹出口制御手段と、
電源電圧が所定電圧値以下の場合に、風量制御手段によって車内に吹き出す空気の風量を低減するとともに、吹出口制御手段によって吹出口を車両のフロントガラスに向かって空気を吹き出すデフロスタ吹出口に切り換えて低電圧制御を行う低電圧制御手段と、
を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、電源電圧監視手段によって電源電圧を監視して、電源電圧が所定電圧値以下の場合に、低電圧制御手段が、風量制御手段によって車内に吹き出す空気の風量を低減するとともに、吹出口制御手段によって吹出口を車両のフロントガラスに向かって空気を吹き出すデフロスタ吹出口に切り換えることができる。車内に吹き出す空気の風量を低減することにより、電源の消耗を防ぐことができる。そして、吹出口から空気をフロントガラスに向かって吹き出すことにより、フロントガラスの曇りを防止することができる。つまり、フロントガラスの曇りを防止しつつ、吹き出す空気の風量を低減して、電源の消耗を防ぐことができる。

本発明の車両用空調装置は、空気の吸込口を外気又は内気に切り換える吸込口制御手段をさらに備え、低電圧制御として、吸込口制御手段によって吸込口を外気に切り換える。上記構成により、フロントガラスの曇りをより効果的に防止することができる。

そして低電圧制御手段は、所定の第一時間以上の電源電圧の低下が生じた場合に、低電圧制御を行うように構成することができる。このように構成することにより、瞬間的な電源電圧の低下によって誤って低電圧制御に移行することを防止ことができる。

低電圧制御手段は、電源電圧の低下が生じて低電圧制御が行われた後に、電源電圧が所定電圧値を超えた場合に、低電圧制御を終了し低電圧制御前の通常制御に復帰するように構成する。さらに低電圧制御手段は、電源電圧の低下が生じて低電圧制御が行われた後に、電源電圧が所定電圧値を超えた場合に、所定の第二時間が経過すると、低電圧制御を終了し低電圧制御前の通常制御に復帰するように構成することもできる。

上記構成によれば、低電圧制御手段は、電源電圧が所定電圧を超えた場合に、つまり十分な電圧を供給することができる場合には、通常制御に復帰させることができる。また所定の第二時間が経過した場合に、復帰するように構成することにより、瞬間的な電源電圧の回復により、誤って通常制御に復帰させてしまうことを防止することができる。

さらに低電圧制御手段は、通常制御に復帰時に、車内に吹き出す空気の風量を通常制御時における風量の増加速度に対して遅い増加速度で増加させる。このように構成することにより、急激な電気負荷の増加を防ぐことができる。

また低電圧制御手段は、低電圧制御時にコンプレッサの稼動を制御しコンプレッサの消費電力を低減するように構成することもできる。このように構成することにより、電源の電気負荷を減少させ消耗を防ぐことができる。

具体的には、低電圧制御手段は、低電圧制御時に、コンプレッサの作動切替温度を通常制御時よりも上昇させる。このように構成することにより、コンプレッサがオンされる作動切替温度が高くなるため、コンプレッサの稼動率が低減され、電源の電気負荷を減少させ消耗を防ぐことができる。

或いは、低電圧制御手段は、低電圧制御時に、コンプレッサの吐出容量を通常制御時よりも減少させる。このように構成することにより、コンプレッサの消費電力を低減させることができ、電源の電気負荷を減少させ消耗を防ぐことができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用空調装置の内部を示す模式図、図２は、外観を示す模式図である。また、図３は、車両用空調装置の空調パネル３１と空調用制御装置（エアコンＥＣＵ）１を示す。エアコンＥＣＵ１は、図３に示すように、空調パネル３１から分離されて車両用空調装置である空調ユニット１００に搭載されている。なお、空調パネル３１とエアコンＥＣＵ１とは、分離して構成される必要はなく、一体として構成されていてもよい。

図１、図２に示すように、空調ユニット１００の空気流路をなす空調ケーシング４２の空気上流側部位には、車室内気を吸入するための内気吸入口４３と外気を吸入するための外気吸入口４４とが形成されており、これらの吸入口４３、４４を選択的に開閉する内外気切り換えドア６１が設けられており、内外気切り換えドア用モータ２２によって駆動されるようになっている。したがって、内外気切り換えドア６１、内外気切り換えドア用モータ２２は、吸入口制御手段を構成する。

内外気切り換えドア６１の空気流れ下流側には、空気中の塵埃を取り除くフィルタ（図示せず）及び送風機４７が配設されており、この送風機４７により両吸入口４３、４４から吸入された空気が、後述する各吹出口５１、５２、５３に向けて送風される。したがって、送風機４７は、風量制御手段を構成する。

空調ケーシング４２内の送風機４７の空気下流側には、空気を冷却するエバポレータ（蒸発器）６２が配設されており、送風機４７によって送風された空気は、エバポレータ６２を通過する。エバポレータ６２には、エバポレータ６２を通過した直後の空気の温度に応じた信号を出力するエバポレータ後センサ２１が備えられている。エバポレータ６２には、気化した冷媒ガスを圧縮して液体に戻す前に液化しやすいように加圧するコンプレッサ７６、圧縮によって高温のガス状になった冷媒ガスを冷やして液体に戻すコンデンサー（凝縮器）７７、液体状の冷媒を貯蔵するレシーバ７８、液体の冷媒が通過するときに冷媒が気化しやすいように霧状に吹き出させる膨張弁７９が接続され、エバポレータ６２において、空気の冷却が行われる。

コンプレッサ７６は、固定容量コンプレッサ又は可変容量コンプレッサのいずれであってもよい。固定容量コンプレッサの場合は、後述する低電圧制御時において、コンプレッサの作動切替温度を通常制御時よりも上昇させるように制御することができる。可変容量コンプレッサの場合は、コンプレッサ７６の吐出容量を通常制御時よりも減少させる制御を行うことことができる。このように制御することによりコンプレッサ７６の消費電力を低減して、バッテリの消耗を防止することができる。

また、空調ケーシング４２内には、車室内に吹き出す空気の温度を調節するエアミックスドア６３が配設されており、エアミックスドア用モータ１３によって駆動されるようになっている。さらに、エアミックスドア６３の下流には、車室内に吹き出す空気を加熱するヒータコア６４が配設されている。ヒータコア６４は、エンジン６５の冷却水を熱源として空気を加熱するものである。空調ケーシング４２内には、バイパス通路６８が形成されており、エアミックスドア６３を稼動させて、ヒータコア６４を通る風量とバイパス通路６８を通る風量とを調整することにより、車内に吹き出す空気の温度を調節する。

また、空調ケーシング４２の最下流側部位には、フロントガラス７０の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口５１と、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口５２と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット吹出口５３とが形成され、これらの吹出口５１、５２、５３の空気上流側部位には、それぞれ吹出モード切換ドア７１，７２，７３が配設されている。３つの吹出モード切換ドアは、１つの吹出モード切換ドア用モータ２４によって駆動されるようになっている。したがって、吹出モード切換ドア７１，７２，７３、吹出モード切換ドア用モータ２４は、吹出口制御手段である。

図３は、車両用空調装置の空調パネル３１とエアコンＥＣＵ１を示す。空調パネル３１は、空調制御に関する設定を乗員が行うための操作部３１ａおよび空調制御に関する情報の表示を行う表示部３１ｂを有し、図示しないインストルメントパネルの車両左右方向中央部付近における乗員側の面に設置されている。操作部３１ａには、車室内の希望温度や希望する吹き出しモード等を設定するためのボタンやダイヤル等が設けられている。

乗員がライトスイッチ３５（図４参照）を操作してヘッドランプやスモールランプの点灯を行うことにより、エアコンＥＣＵ１は、ボデーＥＣＵ３３から車内ＬＡＮ１７（図４参照）を介してこの情報を受信し、操作部３１ａ及び表示部３１ｂの照明が点灯される。

図４は、空調用制御装置（エアコンＥＣＵ）１を示す。エアコンＥＣＵ１は、周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成され、空調パネル３１からの入力信号や各種センサからの入力信号が入力され、予め設定されたプログラムに従って空調制御を行うものである。また、車内ＬＡＮ１７に接続され、他のＥＣＵとデータ送受信を行う。

エアコンＥＣＵ１は、コネクタ１１を備えている。コネクタ１１には、空調ユニット１００に装着されたエバポレータ後センサ２１がユニット用電気配線１４によって接続されている。また、内外気切り換えドア用モータ２２、エアミックスドア用モータ２３、吹出モード切換ドア用モータ２４がモータ用電気配線１５によって接続されている。

またエアコンＥＣＵ１のコネクタ１１には、パネル用電気配線１６、車内ＬＡＮ１７、および基本制御用電気配線１８のコネクタも接続されている。パネル用電気配線１６は、エアコンＥＣＵ１と空調パネル３１とを接続し、ローカル通信を行うものである。車内ＬＡＮ１７は、エンジンを制御するエンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）３２、およびメータ等を制御するボデー制御装置（ボデーＥＣＵ）３３等を、エアコンＥＣＵ１に接続し、それらの制御装置１、３２、３３間で情報授受のため多重通信（ＣＡＮ）を行うものである。基本制御用電気配線１８は、空調ユニット１００の基本制御を達成するために必要な入出力（内気センサ信号入力、日射センサ信号入力、リレー出力など）を行うために、基本制御用センサ・アクチュエータ群３８を、エアコンＥＣＵ１に接続する。

エンジンＥＣＵ３２は、エンジンに関する各種制御を行う。ボデーＥＣＵ３３は、ドア開閉に伴う制御、窓開閉に伴う制御、ルームランプ、コックピットランプ、ヘッドライト、スモールランプ、ハザードランプ、テールランプ等の照明のオン／オフに伴う制御、キーレスエントリ方式等に採用されるワイヤレスドアロック機構の制御等のボデーに関する各種制御を行う。

エアコンＥＣＵ１のコネクタ１１には、付加機能用電気配線１９によって付加機能制御用センサ・アクチュエータ群３９も接続されている。付加機能制御用センサ・アクチュエータ群３９は、空調ユニット１００の付加機能制御を達成するために必要な入出力を行うものである。さらにエアコンＥＣＵ１には、イグニッション（ＩＧ）信号が入力されている。

図５は、エアコンＥＣＵ１の一例を示すブロック図である。エアコンＥＣＵ１は、ＣＰＵ３からなる主制御部を有し、車両に搭載された電子機器の制御処理を該主制御部による予め定められたアプリケーションプログラム５ａの実行に基づいて実施するものであり、具体的には、ＣＰＵ３、ＲＯＭ５、ＲＡＭ４及び入出力部（Ｉ／Ｏポート）２がバス接続されたマイクロプロセッサからなる。エアコンＥＣＵ１は、本実施例では車両の空調制御を司る。アプリケーションプログラム５ａはＲＯＭ５に格納され、ＲＡＭ４内にアプリケーションワークエリア４ａが確保されている。

エアコンＥＣＵ１は、車室内の温度が希望温度になるように制御する室温制御と、吹き出しモードや内外気モードを希望の状態にする制御とを実行する。

エアコンＥＣＵ１は、車内ＬＡＮ１７を介して他のＥＣＵと接続されており、車内ＬＡＮ１７と各ＥＣＵの内部バスとは、ＬＡＮインターフェース６を介して接続されている。該車内ＬＡＮ１７を介したデータ送受信処理を司る通信用ソフトウェア５ｂもＲＯＭ５に格納され、ＲＡＭ４内の通信ソフト用ワークエリア４ｂを利用してＣＰＵ３により実行される。また、ＣＰＵ３がＲＡＭ４内の照明制御用ワークエリア４ｃを利用して、照明制御ソフトウェア５ｃを実行することにより照明の点灯及び消灯処理が実行される。

また、エアコンＥＣＵ１のＣＰＵ３が、ＲＡＭ４内の低電圧制御用ワークエリア４ｄを利用して低電圧制御ソフトウェア５ｄを実行することにより、後述するように電源電圧低下時の低電圧制御が行われる。低電圧制御ソフトウェア５ｄは、低電圧制御手段を構成する。

ソフトウェアが格納されているＲＯＭ５は、記憶内容が電気的に書換え可能であって、外部からのリセット信号を受けても記憶内容を保持する不揮発性メモリとして構成され、本実施例では、フラッシュＲＯＭ（フラッシュメモリ）にて構成されている。

以上の構成の空調ユニット１００における電源電圧低下時の制御処理について、図６を用いて説明する。エアコンＥＣＵ１は、駆動電源（バッテリ）の電源電圧をイグニッションスイッチを介して監視する（Ｓ１）。エアコンＥＣＵ１は、電源電圧が通常制御を行う通常制御電圧以上であるかを判断し、通常制御電圧でないならば（Ｓ２：Ｎｏ）、低電圧制御へ移行すると定めた低電圧制御移行電圧以下であるかを判断する（Ｓ３）。低電圧制御移行電圧以下でなければ（Ｓ３：Ｎｏ）、エアコンＥＣＵ１は、処理を終了する。

電源電圧が低電圧制御移行電圧以下であれば（Ｓ３：Ｙｅｓ）、エアコンＥＣＵ１は、低電圧状態が一定時間（第一時間）経過したかを判断する（Ｓ４）。低電圧状態が一定時間経過していなければ（Ｓ４：Ｎｏ）、タイマカウントを開始する（Ｓ５）。低電圧状態が一定時間経過していれば（Ｓ４：Ｙｅｓ）、低電圧制御を行う（Ｓ６）。すなわち、エアコンＥＣＵ１は、送風機４７の出力を低下させてブロア風量をＬｏｗとし、内外気切り換えドア６１により吸込口を外気とする。また吹出口をフロントガラス７０に向かって空気を吹き出すデフロスタ吹出口（ＤＥＦ）５１とする。ブロア風量をＬｏｗとすることにより、バッテリの消耗を抑制することができる。そして、吸込口を外気吸入口４４とし、吹出口をデフロスタ吹出口５１とすることによって、フロントガラス７０が曇ることを抑制することができる。したがってエアコンＥＣＵ１は、電源電圧監視手段、低電圧制御手段を構成する。なお、Ｓ４において、瞬間的な低電圧状態により低電圧処理を行わないように、低電圧状態が一定時間経過しているかを判断して低電圧処理に移行する。

さらに低電圧制御において、コンプレッサ７６が固定容量コンプレッサであれば、コンプレッサ７６のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるエバポレータ６２の切替温度を上昇させることにより、コンプレッサ７６の稼働率を低減させるように構成することもできる。或いは、コンプレッサ７６が可変容量コンプレッサであれば、吐出容量を下げることにより消費電力を低減させるように構成することもできる。

一方、通常制御電圧以上であれば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、エアコンＥＣＵ１は、通常制御電圧状態が一定時間（第二時間）経過しているかを判断する（Ｓ７）。通常制御電圧状態が一定時間経過していなければ（Ｓ７：Ｎｏ）、エアコンＥＣＵ１は、タイマカウントを開始する（Ｓ８）。すなわち、一時的に通常制御電圧状態になった場合には、通常制御に復帰させないようにする。

Ｓ７において、通常制御電圧状態が一定時間経過していれば（Ｓ７：Ｙｅｓ）、エアコンＥＣＵ１は、通常制御移行中であるかを判断する（Ｓ９）。通常制御移行中であれば（Ｓ９：Ｙｅｓ）、エアコンＥＣＵ１は、復帰移行動作を行う（Ｓ１０）。復帰移行動作においては、図７に示すように、ブロワ風量を徐々に変化させる。つまり通常増速よりも遅い復帰時増速により車室内に吹き出す空気の風量を増加させる。これにより、電源に急激な負荷をかけることを防ぐことができる。

以上のように電源電圧が復帰し、通常動作が可能な電圧レベルになった場合、一定時間の経過を待って元の制御状態へ移行する。復帰にあたっては、急激な電気負荷の増加を防ぐため、送風機４７の増速に対して制限をかけて徐々に風量を増加させるようにする。

一方、通常制御移行中でなければ（Ｓ９：Ｎｏ）、エアコンＥＣＵ１は、通常動作（Ｓ１１）を継続する。

以上のように、電源電圧が所定電圧値以下に低下した場合に、エアコンＥＣＵ１がブロア風量を低減することにより、電源（バッテリ）の消耗を防止することができる。さらに、エアコンＥＣＵ１が吸込口を外気吸入口４４に切り換え、吹出口を車両のフロントガラス７０に向かって空気を吹き出すデフロスタ吹出口５１に切り換えることにより、窓曇り等の運転の障害発生を防止することができる。

またエアコンＥＣＵ１が、低電圧制御時に、コンプレッサ７６の作動切替温度を通常制御時よりも上昇させ、或いは、コンプレッサ７６の吐出容量を通常制御時よりも減少させる制御を行うことにより、コンプレッサ７６の消費電力を低減するように構成して、バッテリの消耗を防止することもできる。

空調ユニットの内部構成を示す模式図。 空調ユニットの全体を示す模式図。 空調パネルと空調用制御装置の模式図。 空調用制御装置の全体構成を示すブロック図。 エアコンＥＣＵの一例を示すブロック図。 電源電圧低下時の制御を示すフローチャート。 風量の復帰時増速について示す図。

符号の説明

１ 空調用制御装置（エアコンＥＣＵ）
２ 入出力部（Ｉ／Ｏポート）
３ ＣＰＵ
４ ＲＡＭ
５ ＲＯＭ
６ ＬＡＮインターフェース
１１ コネクタ
１４ ユニット用電気配線
１５ モータ用電気配線
１６ パネル用電気配線
１７ 車内ＬＡＮ（通信ネットワーク）
１８ 基本制御用電気配線
３１ 空調パネル
３１ａ 操作部
３１ｂ 表示部
３２ エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）
３３ ボデー制御装置（ボデーＥＣＵ）
４２ 空調ケーシング
５１ デフロスタ吹出口
５２ フェイス吹出口
５３ フット吹出口
６１ 内外気切り換えドア
６２ エバポレータ
６５ エンジン
７０ フロントガラス
７１，７２，７３ 吹出モード切換ドア
７６ コンプレッサ
１００ 空調ユニット

Claims (9)

1. 車両に搭載された車両用空調装置であって、
   電源電圧を監視する電源電圧監視手段と、
   車内に吹き出す前記空気の風量を制御する風量制御手段と、
   前記車内に吹き出す前記空気の吹出口を切り換える吹出口制御手段と、
   前記電源電圧が所定電圧値以下の場合に、前記風量制御手段によって車内に吹き出す前記空気の風量を低減するとともに、前記吹出口制御手段によって前記吹出口を前記車両のフロントガラスに向かって前記空気を吹き出すデフロスタ吹出口に切り換えて低電圧制御を行う低電圧制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 空気の吸込口を外気又は内気に切り換える吸込口制御手段をさらに備え、
   前記低電圧制御として、前記吸込口制御手段によって前記吸込口を外気に切り換える請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記低電圧制御手段は、所定の第一時間以上の前記電源電圧の低下が生じた場合に、前記低電圧制御を行う請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
4. 前記低電圧制御手段は、前記電源電圧の低下が生じて前記低電圧制御が行われた後に、前記電源電圧が前記所定電圧値を超えた場合に、前記低電圧制御を終了し前記低電圧制御前の通常制御に復帰する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
5. 前記低電圧制御手段は、前記電源電圧の低下が生じて前記低電圧制御が行われた後に、前記電源電圧が前記所定電圧値を超えた場合に、所定の第二時間が経過すると、前記低電圧制御を終了し前記低電圧制御前の通常制御に復帰する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
6. 前記低電圧制御手段は、前記通常制御に復帰時に、前記車内に吹き出す前記空気の風量を通常制御時における風量の増加速度に対して遅い増加速度で増加させる請求項４又は５に記載の車両用空調装置。
7. 前記低電圧制御手段は、前記低電圧制御時にコンプレッサの稼動を制御し前記コンプレッサの消費電力を低減する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
8. 前記低電圧制御手段は、前記低電圧制御時に、前記コンプレッサの作動切替温度を通常制御時よりも上昇させる請求項７に記載の車両用空調装置。
9. 前記低電圧制御手段は、前記低電圧制御時に、前記コンプレッサの吐出容量を通常制御時よりも減少させる請求項７に記載の車両用空調装置。
   
   
   
   
   
   
   

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