JP2008143406A - 自動車のオートエアコン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の設定温度、気象条件下において、オート運転モードによる過渡的な不快感を解消すること、温調操作の煩わしさがないこと等、より性能の良い自動車のオートエアコン制御装置を提供する。
【解決手段】設定温度Ｔｓ、車室内温度Ｔin、外気温度Ｔout、日射量Ｑ、車室内の相対湿度Ｈinに応じてオートエアコン１をオート運転モードにて自動制御する空調制御ユニット４０に、乗員が不快感を感じるような条件、つまり、２３℃＜外気温＜２５℃、設定温度＝２５℃、内気温＞２５℃、日射量無し、湿度Ｈin＞５０％であるか、外気温＞２５℃、設定温度＝２５℃、日射量無し、湿度Ｈin＞５０％である場合に、通常のオート運転モード時よりも冷気割合を多くするようにエアミックスドア３４の開度を自動的に補正するＴset補正制御を実行させるようにする。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車のオートエアコン制御装置に関する。

従来、オートエアコンの制御装置は、オート運転モードが選択されると、外気温、車室内温度、日射量に基づいて車室内温度が空調設定温度（以下、設定温度）に一致するように、エアミックスドア開度、ブロワ回転数、吹出口モード、コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦ、内外気切替えを自動的に行うのが一般的である。
また、このような制御装置のなかには、外気温、車室内温度、車室内外の相対湿度に基づいて常にエンタルピの低い空気を導入するように内外気切替えを自動的に行って、目標温度への到達時間を早めて、乗員に快適な環境を提供するように構成されたものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１６０４８号公報

しかしながら、上記従来のオートエアコンの制御装置にあっては、オート運転モードは、設定温度と外気温度とが近い場合、冷房能力をほとんど発揮しないように設定されている。そのため、設定温度と外気温とが近い場合、具体的には、設定温度と外気温とが２５℃前後、夜間や雨天等で日射なし、高湿度という条件下において、乗員が車両に乗り込み、エンジン始動と共にオート運転モードを選択すると、吹出口から吹き出される風は温く感じられ、暫くの間は室内がなかなか快適にならないという問題があった。
そして、そのような場合において乗員が快適感を得るには、手動で設定温度を２〜３℃下げて対処する必要がある。また、快適感を得た後は、再び手動で設定温度を通常値に戻さなければならず、温調操作が煩わしいという問題が発生する。

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、所定の設定温度、気象条件下において、オート運転モードによる過渡的な不快感を解消すること、温調操作の煩わしさがないこと等、より性能の良い自動車のオートエアコン制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、エバポレータを通過した冷気とヒータコアを通過した暖気との混合割合を調整するエアミックスドアと、車室内に設定された複数の吹出口と、内気または外気からの導入空気を車室内に圧送するブロワとを備え、空調設定温度、車内気温、車外気温、日射量に応じて上記エアミックスドアの開度と、上記複数の吹出口のうち送風する吹出口を設定する吹出口モードと、上記ブロアの圧送レベルと、をそれぞれ制御する自動車のオートエアコン制御装置において、
さらに室内の湿度を検出し、当該室内湿度が設定湿度以上、日射量が設定日射量以下、内気温度が２５℃以下、外気温が２３℃〜２５℃の条件が成立した場合、少なくともその条件成立領域内では条件非成立の通常の場合に比して上記エアミックスドアの開度を冷気割合が多くなる側に補正することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、オートエアコンの制御装置は、室内湿度が設定湿度以上、日射量が設定日射量以下、内気温度が２５℃以下、外気温が２３℃〜２５℃の条件が成立すると、条件非成立の通常の場合に比して、エアミックスドアの開度を冷気割合が多くなる側に補正する。これにより、室内には、通常のオート運転モード時よりも冷気割合が多い空気、つまり、室内が空調設定温度よりも低くなるように調温された風が吹き出されることとなるので、乗り込み直後、すなわち、乗員が車両に乗り込み、エンジン始動と共にオートエアコンをオート運転モードにより作動させた際の過渡的な不快を解消することができ、乗員の快適感を促進することができるようになる。また、このような温調操作は自動的に行われるので、快適感を得るために乗員が手動で空調設定温度を下げるような温調操作を行う必要はなく、手動による温調操作の煩わしさから乗員を解放することができるようになる。

上記目的を達成するため請求項２に記載の発明は、上記補正は、内気温が少なくとも２５℃以上または補正した後の経過時間が補正設定時間経過後である場合、通常制御に復帰することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、通常のオート運転モード時に比較して冷気割合を多くするエアミックスドアの開度補正は、内気温が２５℃以上になるか所定時間が経過するかの何れかによって通常のオート運転モードに復帰して、室内には、室内が空調設定温度に一致するように調温された風が吹き出されることとなる。これにより、室内の冷えすぎが防止されて乗員の快適性を常に維持することができるようになる。また、乗員が手動で元の空調設定温度に戻す必要はなく、温調設定の煩わしさから乗員を解放することができる。

本発明の自動車のオートエアコン制御装置によれば、オートエアコンをオート運転モードで作動させた際、乗員が不快感を感じるような気象条件であれば、冷気割合を多くするようにエアミックスドアの開度を自動的に補正し、その後、所定条件が整えば通常のオート運転モードに復帰させる。これにより、車両に乗り込み直後の乗員の快適感を確保することができるようになると共に、常に室内を快適に保つことができるようになる。また、このような温調操作は自動的に行われるので、温調操作の煩わしさから乗員を解放することができる。

本発明の実施の形態に係る自動車のオートエアコン制御装置を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたオートエアコンの概略構成図、図２は、同例に用いられる空調制御ユニットの動作例を示したフローチャートである。

まず、本発明が適用されたオートエアコン（車両用空調装置）の構成について図１を用いて説明する。
同図に示されるように、オートエアコン１は、再加熱エアミックスタイプのオートエアコンであって、ブロワモータユニット２、ヒータクーリングユニット３、制御装置としての空調制御ユニット４０を備えて構成されている。

ブロワモータユニット２は、空調制御ユニット４０の制御下で、ヒータやクーラ等のエアコンディショナに使う空気（内気、外気）を吸入し、ヒータクーリングユニット３に供給するものである。

このブロワモータユニット２には、エンジン後方フロントカウル部に開口する外気導入口５と、車室に開口する内気導入口６とが設けられている。また、両導入口５，６には、一対の内外気切替ドア（切替えダンパのこと）７が各々取り付けられている。これらの各内外気切替ドア７は、一対の内外気切換用アクチュエータ８ａ，８ｂによって、オート運転モード（自動制御）時にあっては、外気吸い込み（フレッシュ）、内気＋外気吸い込み、内気吸い込み（リサーキューレーション）の何れかに開閉動作される。また、手動モード（手動制御）時にあっては、外気吸い込み、内気吸い込みの何れかに開閉動作される。

また、内外気切替ドア７の下流には、外気導入口５、或いは内気導入口６からの導入空気を車室内に圧送するブロワファン１０が配設され、このブロワファン１０にブロワ駆動モータ１１が連結されている。このブロワ駆動モータ１１は、オート運転モードの場合は無段階制御、手動モードの場合はＨi、Ｍe、Ｌoの３段切替え制御が行われる。

ヒータクーリングユニット３は、空調制御ユニット４０の制御下で、ブロワモータファンユニット２から供給された空気をエバポレータ１２を通過させて冷却し、その冷気の一部をヒータコア３３を通過させて加熱し、その暖気とヒータコア３３を通過しない残りの冷気との混合割合を変化させることによって、乗員の要求する室温となるように調温した風を作り出すものである。

ブロワファン１０の下流側には、エバポレータ１２が配設されている。このエバポレータ１２は、コンプレッサ１３、及び、図示しないコンデンサ、レシーバタンク、エキスパンションバルブ等と共に冷凍サイクルを構成するものであり、ブロワモータユニット２から供給される導入空気が通過する際に冷却して除湿する。尚、コンプレッサ１３はマグネットクラッチ１４を介してエンジン出力軸（図示せず）に連結されており、マグネットクラッチ１４のＯＮ／ＯＦＦ制御によってコンプレッサ１３の駆動制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）が行われる。

また、ヒータクーリングユニット３には、フロントデフロスタノズル（以下、デフロスタ）２０に連通するデフロスタ吹出口２１と、図示しないインストルメントパネルの左右側及び中央側に配設されたサイドおよびセンタからなるベンチレーションダクト２３に連通するベンチレーション吹出口２５と、リヤヒータダクト２４に連通するヒータ吹出口２６とが設けられている。更に、各吹出口２１，２５，２６には、この各吹出口２１，２５，２６を開閉するデフロスタドア２８、ベンチレーションドア２９、ヒータドア３０が各々配設されている。この各ドア２８，２９，３０はドア切換用アクチュエータ３１ａ〜３１ｃにて開閉制御される。

また、ヒータクーリングユニット３には、内部にエンジン冷却水が流通するヒータコア３３が配設されている。ヒータコア３３はヒータクーリングユニット３内に斜めに配設されており、１つの角部がヒータユニット３の下側に当接或いは近接されていると共に、ヒータクーリングユニット３の上側に指向する面にエアミックスドア３４が配設されている。このエアミックスドア３４はエアミックスドア開度調節用アクチュエータ３５にて開度が制御される。エアミックスドア３４の開度によりヒータコア３３を通過する空気量が調整され、各吹出口２１，２５，２６から吹き出される空気の温度が調節される。

空調制御ユニット４０は、演算制御機能を有するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等を備えた回路で形成されており、インストルメントパネルに設けられたエアコン用の操作パネル４１を介して入力される乗員からの指示に従って、オートエアコン１の動作を集中制御するものである。

この空調制御ユニット４０の入力側には、乗員が入力操作等を行うための操作パネル４１、車室内温度Ｔinを検出する内気センサ４２、外気温度Ｔoutを検出する外気センサ４３、車室内に入る日射量Ｑを検出する日射センサ４４、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ４５、車室内の相対湿度（以下、湿度）Ｈinを検出する湿度センサ４６等の各種センサ類が接続されており、制御情報や各種情報データ等が入力されるようになっている。

操作パネル４１には、希望する室温を設定する室温設定手段としての室温設定スイッチ、自動制御を行うオート運転モードのＯＮ／ＯＦＦを行うオートスイッチ、エアコンをＯＮ／ＯＦＦするエアコンスイッチ等（何れも図示せず）が配設されている。

空調制御ユニット４０では、オートスイッチがＯＮされると、車室内温度Ｔin、外気温度Ｔout、日射量Ｑ、湿度Ｈin、及び、操作パネル４１の室温設定スイッチで設定した設定温度Ｔｓ等に基づいて、ブロワ駆動モータ１１、マグネットクラッチ１４、各アクチュエータ８ａ，８ｂ，３１ａ〜３１ｃ，３５を駆動制御して、エアミックスドア開度、ブロワ回転数、吹出口モード、コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦ、内外気切替え等を自動的に行うオート運転モードを開始するようになっている。

ここで、吹出口モードについて説明する。
吹出口モードは、送風をどの吹出口２１，２５，２６から吹き出させるかを設定するもので、デフロスタモード、デフロスタ／ヒータモード、ヒータモード、バイレベルモード、ベンチレーションモードの５モードを有している。

デフロスタモードは、エアミックスドア３４を開いて、エバポレータ１２から吐き出される導入空気をヒータコア３３へ導くと共に、デフロスタドア２８を開き、更にヒータドア３０及びベンチレーションドア２９を閉じる。その結果、ヒータコア３３を通過して温風となった空気は、フロントウインドウやサイドウインドウに供給され、ウインドウの曇りを素早く取り除くこととなる。

デフロスタ／ヒータモードは、エアミックスドア３４を開いて、デフロスタドア２８とヒータドア３０とを開き、且つベンチレーションドア２９を閉じる。その結果、ヒータコア３３を通過して温風となった空気は、ヒータダクト２４とデフロスタ２０との双方から吹き出され、車内を暖めると共にウインドウ内側の曇りを除去する。

ヒータモードは、エアミックスドア３４の開度を適切に制御し、ヒータドア３０を開き、デフロスタドア２８を僅かに開くと共にベンチレーションドア２９を閉じる。その結果、ヒータコア３３を通過した温風がヒータダクト２４，２６から吹き出される。又、デフロスタドア２８が僅かに開かれているため、デフロスタ２０からも温風が僅かに吹き出される。しかし、ヒータモードではヒータ吹出口２４，２６からの送風が主で、デフロスタドア２８からの送風は微小であるため、高湿度時のウインドウの曇り除去は十分ではない。

バイレベルモードは、エアミックスドア３４の開度を適切に制御し、ベンチレーションドア２９とヒータドア３０とを開くと共に、デフロスタドア２８を閉じる。その結果、エバポレータ１２を通過した空気が２つに分岐され、一方はヒータコア３３で暖められ温風となり、他方はヒータコア３３を通過せず冷風のまま送られる。そして、ヒータコア３３の下流側で温風と冷風とが混合され、混合された空気がベンチレーションダクト２３とヒータダクト２４，２６とからそれぞれ吹き出される。

ベンチレーションモードは、エアミックスドア３４の開度を適切に制御し、ベンチレーションドア２９を開くと共に、デフロスタドア２８とヒートドア３０とを閉じる。その結果、エバポレータ１２にて冷やされた空気は、室温設定スイッチで設定した設定温度Ｔｓに応じ、その一部がヒータコア３３で暖められて温風となり、ヒータコア３３の下流側で温風と冷風とが混合され、混合された空気がベンチレーションダクト２３から吹き出される。
以上、吹出口モードについて説明した。

ところで、設定温度と外気温とがほぼ同じ温度、具体的には、設定温度と外気温とが２５℃前後、夜間や雨天等で日射なし、高湿度という条件下において、乗員が車両に乗り込み、エンジン始動と共にオートスイッチをＯＮした場合、従来の空調制御ユニットでは冷房能力をほとんど発揮しないように設定されていたため、吹出口から吹き出される風が温く感じられ、暫くの間は、室内がなかなか快適にならないことがあった。

そこで、本発明の実施形態に係る空調制御ユニット４０にあっては、乗員が不快感を感じるような設定及び気象条件下にあるときは、通常のオート運転モードの場合に比して、エアミックスドア３４の開度を冷気割合が多くなる側に補正するＴset補正制御を行うように構成されている。

このような空調制御ユニット４０の動作例を図２のフローチャートにしたがって説明する。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１において、イグニッションスイッチがＯＮになるまで待機する。そして、イグニッションスイッチがＯＮされると、ステップＳ２へ進み、オートエアコン１を動作させるオートスイッチがＯＮされたか否かを判断する。そして、オートスイッチがＯＦＦのときはそのままルーチンを抜ける。
一方、オートスイッチがＯＮされると、ステップＳ３へ進み、操作パネル４１の室温設定スイッチで設定した設定温度Ｔｓ、車室内温度Ｔin、外気温度Ｔout、日射量Ｑ、湿度Ｈin、エンジン冷却水温Ｔｗ等の各種情報データの読み込みを開始する。そして、ステップＳ４において、読み込んだ各種情報データに基づいて、乗員が不快感を感じるか否か、つまり、設定温度と外気温とが２５℃前後、夜間や雨天等で日射なし、高湿度であるか否かを判断する。

ここで、乗員が不快感を感じる場合の諸条件は、２３℃＜外気温＜２５℃、設定温度＝２５℃、内気温＞２５℃、日射量無し、湿度Ｈin＞５０％を満たしている場合か、外気温＞２５℃、設定温度＝２５℃、内気温に関しては条件なし、日射量無し、湿度Ｈin＞５０％を満たしている場合の２通りとされているが、これらの数値は一例であり、これに限定されるものではない（図３参照）。

また、設定温度と外気温とが２５℃前後、低湿度である場合、具体的には、２３℃＜外気温＜２５℃、設定温度＝２５℃、内気温＞２５℃、湿度Ｈin＜５０％の場合は、日射量の有り無しに関わらず、乗員が不快感を感じないと判断するように設定されている（図３参照）。

そして、乗員が不快感を感じない場合であると判断すると、ステップＳ５に進み、通常のオート運転モードに移行して、通常のオート運転モードによるエアミックスドア開度制御等が自動的に行われるようなっている。
なお、この通常のオート運転モードにあっては、吹出口モードは、ベンチレーションモードに設定される。

一方、乗員が不快感を感じる場合であると判断すると、ステップＳ６に進み、エアミックスドア開度を通常のオート運転モードにおけるエアミックスドア開度よりも冷気割合が多くなる側に補正制御するＴset補正制御が開始される。さらには、ステップＳ７において、タイマが起動されて計時が開始される。
なお、このＴset補正制御が行われている間の吹出口モードも、ベンチレーションモードに設定される。

Ｔset補正制御が開始されると、室内には、通常のオート運転モード時よりも冷気割合が多い空気、具体的には、操作パネル４１の室温設定スイッチにて指示した設定温度（この場合、２５℃）を２℃低くした場合の風、つまり設定温度を２３℃とした場合に相当する風が自動的に吹き出されることとなる。これにより、乗員は吹き出される冷風により快適感を得られるようになるので、乗り込み直後、すなわち、乗員が車両に乗り込み、エンジン始動と共にオートスイッチをＯＮして、オート運転モードでオートエアコン１を作動させた際の過渡的な不快を解消することができ、乗員の快適感を促進することが可能となる。
しかも、このような温調操作は自動的に行われるので、快適感を得るために乗員が手動で設定温度を下げるような温調操作を行う必要はなく、手動による温調操作の煩わしさから乗員を解放することが可能となる。

なお、本実施形態にあっては、Ｔset補正制御が開始されると、操作パネル４１の室温設定スイッチにて指示した設定温度を２℃低くした場合の風を吹き出すようにしたが、これに限定されるものではなく、乗員が快適感を得られるような風であれば、１℃低くしても、２℃よりもさらに低くしてもよい。

そして、次のステップＳ８において、内気温が少なくとも２５℃よりも高くなるか、或いはＴset補正を開始してから所定の設定時間（補正設定時間）が経過したかを判断する。そして、内気温が２５℃未満であり、かつＴset補正制御が開始されてから所定の設定時間が経過していなければ、ステップＳ８を繰り返すようにリターンする。なお、ステップＳ８を繰り返している間は、Ｔset補正制御は継続して行われている。

そして、内気温が少なくとも２５℃よりも高くなるか、或いはＴset補正を開始してから所定の設定時間が経過したと判断すると、ステップＳ９に進んで、Ｔset補正制御を停止し、次のステップＳ５に進んで、通常のオート運転モードに移行して本ルーチンを終了する。

通常のオート運転モードによるエアミックスドア開度制御等が行われるようになると、室内には、室内が操作パネル４１の室温設定スイッチにて指示した設定温度となるように調温された風が吹き出されることとなる。これにより、室内の冷えすぎが防止されると共に、乗員の快適性を常に維持することができるようになる。また、乗員が手動で元の設定温度に戻す必要はなく、温調設定の煩わしさから乗員を解放することができる。

上述した本実施形態による制御マップと従来方式（湿度センサのない場合における一例）の制御マップとの比較図を図３に示す。
従来では、例え、湿度センサを備えていたとしても、本発明の空調制御ユニット４０のようなＴset補正制御が実行されないため、所定の設定温度、気象条件下において乗り込み直後、過渡的に不快の時間帯があった。これに対し、本実施形態に係るオートエアコンの空調制御ユニット４０によれば、Ｔset補正制御によってそのような所定の設定温度、気象条件下における不快の時間帯をなくすことができるようになった。その結果、設定温度を２５℃前後にセレクトしておくだけで、室内をオールシーズン快適に空調することができる、より性能の良いオートエアコンを提供することが可能となる。

本発明が適用されたオートエアコンの概略構成図である。 同例に用いられる空調制御ユニットの動作例を示したフローチャートである。 本実施形態の制御マップと従来例の制御マップとの比較図である。

符号の説明

１…オートエアコン（車両用空調装置）
１０…ブロワファン
１２…エバポレータ
２３…ベンチレーションダクト
３３…ヒータコア
３４…エアミックスドア
４０…空調制御ユニット（制御装置）
４１…操作パネル
４２…内気センサ
４３…外気センサ
４４…日射センサ
４６…湿度センサ
Ｔs…設定温度（空調設定温度）
Ｔin…車室内温度
Ｔout…外気温度
Ｑ…日射量
Ｈin…湿度（相対湿度）

Claims (2)

1. エバポレータを通過した冷気とヒータコアを通過した暖気との混合割合を調整するエアミックスドアと、車室内に設定された複数の吹出口と、内気または外気からの導入空気を車室内に圧送するブロワとを備え、空調設定温度、車内気温、車外気温、日射量に応じて上記エアミックスドアの開度と、上記複数の吹出口のうち送風する吹出口を設定する吹出口モードと、上記ブロアの圧送レベルと、をそれぞれ制御する自動車のオートエアコン制御装置において、
   さらに室内の湿度を検出し、当該室内湿度が設定湿度以上、日射量が設定日射量以下、内気温度が２５℃以下、外気温が２３℃〜２５℃の条件が成立した場合、少なくともその条件成立領域内では条件非成立の通常の場合に比して上記エアミックスドアの開度を冷気割合が多くなる側に補正することを特徴とする自動車のオートエアコン制御装置。
2. 上記補正は、内気温が少なくとも２５℃以上または補正した後の経過時間が補正設定時間経過後である場合、通常制御に復帰することを特徴とする請求項１に記載の自動車のオートエアコン制御装置。

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