JP2008279793A - 車両用空調装置およびこの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】日射センサ以外のセンサの計測値等から日射量を予測して、この予測値に基づいて空調制御を行う。
【解決手段】ブロアファンと、ブロアファンによって送風される空気の温度を制御して車室内に送風する温度制御装置と、内気温センサと、制御部とを備え、この制御部は、所定日射量のもとで予測される車室内の温度変化の傾きＫと、内気温センサで計測される車室内の温度変化の傾きＫ１との偏差（Ｋ１−Ｋ）を求め、この偏差に基づいて日射量Ｑ１を予測し、この予測された日射量に基づいてファンおよび温度制御装置の少なくとも一方を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、乗用車などの車両に搭載される空調装置およびこの制御方法に関する。

車室内を空調する際には、日射による影響を考慮する必要があるが、日射センサは高価である。
そこで、日射センサを備えることなく、外気温センサで検出される温度が予め定められた所定温度以上となったときに、日射量が多いとみなして、設定温度と室内温度との偏差に応じてブロアファンの回転数（段数）を補正するようにした車両用空調装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３３０８０４号公報

しかし、この車両用空調装置では、外気温がその所定温度以下の条件では、ブロアファンの回転数の補正を行わないという構成になっていたため、例えば冬場の日射がある状態においても、日射が無いとみなした制御が行われていた。この場合には、空調装置から供給される熱エネルギーが日射による熱負荷分だけ大きすぎて、乗員の快適な空調感が維持できなかった。

（１） 請求項１の発明による車両用空調装置は、送風用のファンと、ファンによって送風される空気の温度を制御して車室内に導く温度制御装置と、車室内の温度を検出する室内温度センサと、所定日射量のもとで予測される車室内の温度の単位時間当たりの第１の変化量と、室内温度センサによって計測される車室内の温度の単位時間当たりの第２の変化量との偏差に基づいて日射量を予測し、該予測された日射量に基づいてファンおよび温度制御装置の少なくとも一方を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
（２） 請求項６の発明による車両用空調装置の制御方法は、送風用のファンと、ファンによって送風される空気の温度を制御し、該温度制御された空気を車室内に送風する温度制御装置と、車室内の温度を検出する室内温度センサとを備えた車両用空調装置の制御方法において、所定日射量のもとで予測される車室内の温度の単位時間当たりの変化量と、室内温度センサで計測される車室内の温度の単位時間当たりの変化量との偏差に基づいて日射量を予測する工程と、該予測された日射量に基づいてファンおよび温度制御装置の少なくとも一方を制御する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、車室内の温度の単位時間当たりの変化量の所定日射量のもとで予測値と室内温度センサによる計測値との偏差に基づいて日射量を予測している。したがって、日射センサによる日射量の計測を行うことなく、日射量の推定（予測）が可能であり、この推定される日射量を空調制御にフィードバックすることが可能となるので、乗員の空調感の快適性が向上する。

−−−第１の実施の形態−−−
図１〜図５を参照して本発明による車両用空調装置の第１の実施の形態について説明する。図１は、車両内に備えられた車両用空調装置ＡＣの全体構成を示している。この車両用空調装置ＡＣは、ケース１０の内部に、外付けのブロアモータ１２によって駆動されるブロアファン１１と、ブロアファン１１により送風された空気を除湿、冷却するエバポレータ１３とを備えている。車両用空調装置ＡＣは、エバポレータ１３で除湿、冷却された空気を再加熱するヒータコア１４と、ヒータコア１４への配風比を調節するエアミックスドア１５と、後述の部材とを備えている。電圧で制御されるブロアモータ１２により駆動されるブロアファン１１で加圧、送風された送風空気は、エバポレータ１３を通過して除湿、冷却される。

エバポレータ１３を通過した空気は、エアミックスドア１５により決定される配風比で、ヒータコア１４を通過する空気とヒータコア１４を通過しない空気とに分配される。エアミックスドア１５で分配されてヒータコア１４を通過した空気と、ヒータコア１４を通過しなかった空気とは、ヒータコア１４下流で再び合流して車室内に供給される。エアミックスドアアクチュエータ１６によって駆動されるエアミックスドア１５は、設定温度などの空調運転条件に応じて開度すなわち配風比が変化する。送風空気は、エアミックスドア１５の開度により加熱量が調整される。

車両用空調装置ＡＣは、空調空気を車室内に配風するために、車両のインストルメントパネル（不図示）上に設けられたベント口１７と、ベント口１７に接続されるベントダクト１９と、ベントダクト１９を開閉するベントドア１８と、デフ口２０とを備えている。車両用空調装置ＡＣは、デフ口２０に接続されるデフダクト２２と、デフダクト２２を開閉するデフドア２１と、フット口２３と、フット口２３に接続されるフットダクト２５と、フットダクト２５を開閉するフットドア２４とを備えている。ブロアモータ１２、エアミックスドアアクチュエータ１６、およびベントドア１８等の動作は空調制御部１００によって制御される。

図２は、上述の車両用空調装置ＡＣの制御を行う空調制御部１００のシステムブロック図である。図２において、空調制御部１００は、乗員が空調装置のオン／オフの制御を行うためのメインスイッチ３１と、冷房、暖房等の自動運転のモードを指定するためのオートスイッチ３２と、エバポレータ１３の温度を高めにしてエネルギー消費を低減するためのエコノミスイッチ３３とを備えている。

空調制御部１００は、図１のブロアファン１１による送風開始を指示するためのファンスイッチ３４と、デフロストを指示するためのデフロストスイッチ３５と、空調風の吹き出し口を指示するための吹出口スイッチ３６と、ブロアファン１１に送る空気の吸い込み口（車室内または外気）を指示する吸込口スイッチ３７と、乗員が車室内の目標温度の設定を行う温度設定器３８とを備えている。さらに、空調制御部１００は、車室外の温度を測定する外気温センサ３９と、空調ユニットが吸い込む空気の温度を測定する吸込温センサ４０と、車室内の温度を測定する内気温センサ４１と、車速センサ４２と、エンジン出口の水温センサ３９と、ＣＰＵおよび記憶装置等を含むオートエアコンアンプ３０とを備えている。

オートエアコンアンプ３０には、メインスイッチ３１〜吸込口スイッチ３７、および温度設定器３８からの入力情報、ならびに外気温センサ３９〜水温センサ４３による計測情報が供給されている。オートエアコンアンプ３０は、これらの情報およびエンジン回転数センサ（不図示）からの計測情報を基に空調運転条件を演算する。

さらに、空調制御部１００において、オートエアコンアンプ３０には、図１のエバポレータ１３に冷媒を圧送するコンプレッサ４４と、ブロアモータ１２と、エアミックスドア１４の開度を制御するエアミックスドアアクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」と呼ぶ。）１６とが接続されている。オートエアコンアンプ３０には、図１のベントドア１８、デフドア２１、フットドア２４の開閉を行うモードアクチュエータ４５と、図１のブロアファン１１に送る空気の吸い込み口を切り換えるインテークドアアクチュエータ４６と、任意に設定される経過時間を計測するタイマー４７と、乗員に必要な情報を出力するための表示回路４８とが接続されている。

上記構成の空調制御部１００では、車室内が乗員の設定した設定温度になるよう、上述の各センサ、およびエンジン回転数センサ（不図示）からの情報を基にオートエアコンアンプ３０で空調運転条件の演算が行われる。演算された空調運転条件に基づいて、オートエアコンアンプ３０は、ブロアモータ１２およびアクチュエータ１６に信号を送り、ブロアモータ１２の回転数Ｒｆおよびエアミックスドア１５の開度Ｘｍを制御する。これによって、車室内が設定温度になるように風量、温度が調節された空調空気を車室内に送風することができる。

エアミックスドア１５の開度Ｘｍおよびブロアモータ１２の回転数Ｒｆは、次の式で表される。
Ｘｍ＝ｆ１（Ｔｗ，Ｔａｍ，Ｔｉｎ，Ｔｓ，Ｔｐｔｃ，Ｑｐ） ・・・（１）
Ｒｆ＝ｆ２（Ｘｍ） ・・・（２）
ここで、Ｔｗはエンジン出口水温、Ｔａｍは外気温度、Ｔｉｎは車室内温度、Ｔｓはファン吸い込み空気温度、Ｔｐｔｃは車室内設定温度、Ｑｐは後述のように日射量の推定値（予測値）であり、これらは、車両用空調装置の熱負荷に関するパラメータである。また、開度Ｘｍが所定値以上でエアミックスドア１５は全開となる。

日射補正を行う場合には、後述のように、内気温センサ４１の計測値等を用いてオートエアコンアンプ３０において日射量の推定値Ｑｐを求める。その後、その推定値Ｑｐを式（１）に代入して得られる開度Ｘｍおよび回転数Ｒｆに基づいて空調制御が行われる。

図３を参照して、本実施の形態の車両用空調装置ＡＣで実行される空調運転プログラムの基本的な動作の一例につき説明する。その動作は、オートエアコンアンプ３０によって制御される。

メインスイッチ３１がオンになり、車両用空調装置ＡＣのオートエアコンアンプ３０が起動した状態で、乗員が温度設定器３８によって設定温度（目標温度）を入力し、オートスイッチ３２を操作したときに、図３のステップＳ１００の動作が開始される。ここでは、オートエアコンアンプ３０の不図示の記憶装置に格納されている前回の車両用空調装置ＡＣの運転状態を読み出してステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０において、図２の各種センサ３９〜４３の計測値、温度設定器３８による設定温度、およびその他の操作スイッチの状態信号を読み出し、後述のように別の推定動作によって所定のメモリ内に格納されている日射量の推定値Ｑｐを読み出す。

次のステップＳ１４０において、これらの情報に基づいて送風空気の吹き出し温度を演算する。次のステップＳ１６０において、ステップＳ１４０で演算した吹き出し温度に対応するエアミックスドア１５の開度Ｘｍを上述の式（１）に基づいて演算する。次のステップＳ１８０において、ブロアモータ１２の回転数Ｒｆを上述の式（２）に基づいて演算する。このように演算された開度Ｘｍおよび回転数Ｒｆは、日射量を推定する際に使用するため、所定のメモリ内に記憶される。次のステップＳ２００において、上記のステップで求められた開度Ｘｍ、回転数Ｒｆ、および上記の操作スイッチの状態信号等に基づいて吹出口を決定し、各ドアの開度を演算する。そして、ステップＳ２２０において、上記のように演算した結果に基づいて車両用空調装置ＡＣの運転を開始して、ステップＳ１２０へ戻る。

次に、本実施の形態の車両用空調装置ＡＣでは、日射センサを備えていないため、図３のステップＳ１２０で読み出す日射量の推定値を図４の動作によって求めている。この動作は、オートエアコンアンプ３０において、図３の空調運転プログラムとは別のプログラムによって、実質的に図３の空調運転動作と並行に実行される。

まず、図４のステップＳ１において、オートエアコンアンプ３０は、推定された日射量Ｑ１を図３の空調運転動作のステップＳ１２０で用いるために、日射量の初期値として日射量０を所定のメモリに記憶する。ステップＳ２において、内気温センサ４１の現在の計測値ＴＲＩを読み込む。次のステップＳ３において、タイマー４７に例えば１分程度のサンプリング時間ｔ１を設定し、ステップＳ５でその時間ｔ１が経過したときに、ステップＳ７において、タイマー４７のクリアを行い、次のステップＳ９において、再び内気温センサ４１の現在の計測値ＴＲｔ１を読み込む。次のステップＳ１１において、オートエアコンアンプ３０は、内気温センサ４１の計測値ＴＲＩ，ＴＲｔ１を用いて、次のように車室内の温度変化の傾き（単位時間当たりの温度変化量）Ｋ１を求める。
Ｋ１＝（ＴＲＩ−ＴＲｔ１）／ｔ１ ・・・（３）

次のステップＳ１３において、オートエアコンアンプ３０は、内気温センサ４１の最初の計測値ＴＲＩを用いて、日射量Ｑが０で、かつ車室内の温度がＴＲＩのときに予測される車室内の温度変化の傾き（単位時間当たりの温度変化量）Ｋを求める。具体的には、オートエアコンアンプ３０は、予め内部の記憶装置に記憶されている複数のテーブルＡｉ（ｉ＝１，２，…）内の所定のテーブルＡｉから、上述した傾きＫを求める。複数のテーブルＡｉ（ｉ＝１，２，…）は、それぞれ車室内へ車両用空調装置ＡＣから供給される単位時間当たりの熱量、すなわちエアミックスドア１５の開度Ｘｍおよびブロアモータ１２の回転数Ｒｆに応じて定められている。なお、上述したように、エアミックスドア１５の開度Ｘｍおよびブロアモータ１２の回転数Ｒｆは、図３のステップＳ１６０およびＳ１８０で求められて所定のメモリに記憶されている。テーブルＡｉは、例えばコンピュータによるシミュレーションまたは実測等によって求められたものである。

言い換えると、オートエアコンアンプ３０は、初回演算時には、開度Ｘｍと回転数Ｒｆから該当するテーブルＡｉをサーチして、そのテーブルから温度がＴＲＩのときの温度変化の傾きＫを読み込むことになる。なお、該当するテーブルＡｉがない場合には、一例として、供給される熱量の値が近い２つのテーブルＡｊ，Ａ(j+1) の温度変化の傾きの補間値を用いればよい。

次のステップＳ１５において、オートエアコンアンプ３０は、計測された車室内の温度変化の傾きＫ１と、日射量Ｑが０の場合にテーブルＡｉから予測される温度変化の傾きＫとの偏差（Ｋ１−Ｋ）を求める。次に、予めシミュレーションまたは実測等によって求められて、オートエアコンアンプ３０内の記憶装置に記憶されている関数ｆＱを用いて、その偏差（Ｋ１−Ｋ）から日射量Ｑの推定値Ｑ１を求める。その関数ｆＱは、一例として、その偏差（Ｋ１−Ｋ）に所定の係数を乗じる関数であり、その係数は、予めシミュレーションまたは実測等によって求められている。

具体的に、図５の車両ＭＢに関して以下の３つの仮定イ）〜ハ）のもとに、本実施の形態の方法によって日射量を推定する。なお、以下の説明で用いる数値は、説明のために分かり易い数値としているものであるため、実際の数値とは異なる。
イ）車室内の熱量が単位時間当たり１Ｑ（Ｊ／ｍｉｎ）増える毎に車室内の温度が１℃／ｍｉｎ上昇するものとする。すなわち、上記の関数ｆＱは、係数が１Ｑ（Ｊ／℃）の線形関数である。

ロ）簡略化のため、以下の検討範囲内では、テーブルＡｉから予測される温度変化の傾きＫの値を固定値とみなす。
ハ）単位時間当たりの車外への放熱量（＝１Ｑ）を以下の検討範囲内では一定とする。
この場合、車両ＭＢの車両用空調装置ＡＣから車内に供給される単位時間当たりの熱量を５Ｑ、実際の日射量を２Ｑとすると、日射量が０の場合に、車室内に供給される全部の単位時間当たりの熱量ΔＱは、次のようになる。
ΔＱ＝５Ｑ−１Ｑ＋０＝４Ｑ

したがって、供給される熱量が５Ｑに対応するテーブル（これをＡｉとする）には、仮定イ）より、車室内の温度がＴＲＩのときの傾きＫの値として、たとえば４℃／ｍｉｎが記録されている。このとき、実際には日射量が２Ｑであるため、実際に車室内に供給される全部の単位時間当たりの熱量ΔＱ’は、次のようになる。
ΔＱ’＝５Ｑ−１Ｑ＋２Ｑ＝６Ｑ

したがって、仮定イ）より、温度変化の傾きの実測値Ｋ１は、６℃／ｍｉｎとなる。この結果、温度変化の傾きの偏差（Ｋ１−Ｋ）は、２℃／ｍｉｎとなり、関数ｆＱが１Ｑ（Ｊ／℃）であるため、日射量は正確に２Ｑと推定される。

次のステップＳ１７において、オートエアコンアンプ３０は、その推定された日射量Ｑ１を図３の空調運転動作のステップＳ１２０で用いるために、所定のメモリに記憶する。その後、本実施の形態では、動作はステップＳ２に戻り、周期的に上述のステップＳ２〜Ｓ１７の動作を繰り返して、日射量Ｑの推定値の更新を行う。これによって、日射量を正確に推定できる。

上述の本実施の形態の車両用空調装置によれば、以下の作用効果を奏する。
（１） オートエアコンアンプ３０が、日射量が０のもとで予測される車室内の温度変化の傾き（予測値）Ｋと、内気温センサ４１で計測される車室内の温度変化の傾きＫ１との偏差に基づいて日射量を予測（推定）し、この予測された日射量に基づいてブロアファン１１の送風量およびその温度制御系による熱交換量の少なくとも一方を制御している。したがって、日射センサ以外のセンサの計測値等から日射量を予測して、この予測値に基づいて空調制御を行うことができるため、日射センサがない場合でも、日射補正を行うことができ、乗員の空調感の快適性を向上できる。また、日射センサが不要となるので、車両用空調装置の製造コストを低減できる。

（２） 日射が無い状態の日射量（所定日射量が０）のもとで予測される温度変化の傾きを用いているため、日射量の予測を簡単な演算で迅速に行うことができる。
（３） ブロアファン１１による送風開始直後および時間ｔ１経過後に内気温センサ４１で計測される車室内の温度に基づいて、車室内の温度の単位時間当たりの変化量を求めている。この場合、その温度変化量が大きくなるため、日射量を高精度に推定することができる。

（４） 本実施の形態では、ほぼ周期ｔ１で、日射量が０のもとで予測される車室内の温度変化の傾きと、内気温センサ４１によって計測される車室内の温度変化の傾きとの偏差に基づいた日射量の予測動作（ステップＳ１〜Ｓ１５）を繰り返している。したがって、日射量が次第に変化する場合にも、正確に変化後の日射量を予測できる。

−−−第２の実施の形態−−−
図６および図７を参照して本発明による車両用空調装置の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態においても図１の車両用空調装置ＡＣおよび図２の空調制御部１００を用いるが、図３のステップＳ１２０で読み出す日射量の推定値を図６および図７の動作によって求めている点が異なっている。この動作は、図２のオートエアコンアンプ３０によって制御されている。

本実施の形態では、まず図６のステップＳ３１において、オートエアコンアンプ３０は、推定された日射量Ｑ１を図３の空調運転動作のステップＳ１２０で用いるために、日射量の初期値として日射量０を所定のメモリに記憶する。ステップＳ３３において、内気温センサ４１の現在の計測値ＴＲＩを読み込む。次のステップＳ３５において、タイマー４７に例えば１分程度のサンプリング時間ｔｑを設定し、ステップＳ３７でその時間ｔｑが経過したときに、ステップＳ３９において、タイマー４７のクリアを行い、次のステップＳ４１において、再び内気温センサ４１の現在の計測値ＴＲｔｑを読み込む。次のステップＳ４３において、オートエアコンアンプ３０は、内気温センサ４１の計測値ＴＲＩ，ＴＲｔｑを用いて、次のように車室内の温度変化の傾きＫ２を求める。
Ｋ２＝（ＴＲＩ−ＴＲｔｑ）／ｔｑ ・・・（４）

次のステップＳ４５において、オートエアコンアンプ３０は、内気温センサ４１の最初の計測値ＴＲＩを用いて、日射量Ｑが０で、かつ車室内の温度がＴＲＩのときに予測される車室内の温度変化の傾きＫを求める。具体的には、オートエアコンアンプ３０は、予め内部の記憶装置に記憶されている複数のテーブルＢｉ（ｉ＝１，２，…）のうち、温度設定器３８から入力されている設定温度に対応する所定のテーブルＢｉから、上述した傾きＫを求める。すなわち、複数のテーブルＢｉ（ｉ＝１，２，…）は、それぞれ設定温度に応じて定められている。

テーブルＢｉのうち、日射量が０で設定温度が例えば２２℃のテーブルを仮にＢｊとする。なお、以下の説明で用いる数値は、説明のために分かり易い数値としているものであるため、実際の数値とは異なる。例えば、日射量が０で設定温度が２２℃なら、実測温度ＴＲＩが１０℃のときに、回転数Ｒｆが最大ファン速（例えば１０速）、開度Ｘｍが全開（１００％）となるが、テーブルＢｊにおいて、実測温度ＴＲＩが１０℃ならＫ＝３℃／ｍｉｎとなる。また、実測温度ＴＲＩが１８℃であれば、回転数Ｒｆが７速、開度Ｘｍが１００％となるが、テーブルＢｊにおいて、実測温度ＴＲＩが１８℃ならＫ＝２．５℃／ｍｉｎとなる。すなわち、設定温度と実測温度ＴＲＩとに応じて回転数Ｒｆおよび開度Ｘｍが変化するので、車室内への入熱量が変化する。したがって傾きＫも変化するが、テーブルＢｊ（Ｂｉ）は、この傾きＫの変化を織り込んだテーブルである。

同様に、日射量が０で設定温度が例えば２５℃のテーブルを仮にＢｋとする。例えば、日射量が０で設定温度が２５℃なら、実測温度ＴＲＩが１０℃のときに、回転数Ｒｆが最大ファン速（１０速）、開度Ｘｍが１００％となるが、テーブルＢｋにおいて、実測温度ＴＲＩが１０℃ならＫ＝３℃／ｍｉｎとなる。また、実測温度ＴＲＩが１８℃であれば、回転数Ｒｆが９速、開度Ｘｍが１００％となるが、テーブルＢｋにおいて、実測温度ＴＲＩが１８℃ならＫ＝２．８℃／ｍｉｎとなる。このように、テーブルＢｉは、設定温度と実測される温度との差に基づいて回転数Ｒｆおよび開度Ｘｍが変更されることが考慮されたテーブルである。

言い換えると、テーブルＢｉは、設定温度に対する車室内の温度の推移の目標となるべきものでもあり、設定温度と車室内の温度とが近い場合には、温度変化の傾きＫが小さくなる。

初回演算時には、設定温度から該当するテーブルＢｉをサーチして、そのテーブルから温度がＴＲＩのときの温度変化の傾きＫを読み込むことになる。なお、該当するテーブルＢｉがない場合には、一例として、設定温度の値が近い２つのテーブルＢｊ，Ｂ(j+1) の温度変化の傾きの補間値を用いればよい。

次のステップＳ４７において、オートエアコンアンプ３０は、計測された車室内の温度変化の傾きＫ２と、日射量Ｑが０の場合にテーブルＢｉから予測される温度変化の傾きＫとの偏差（Ｋ２−Ｋ）を求める。次に、予めオートエアコンアンプ３０内の記憶装置に記憶されている関数ｆＱを用いて、図４のステップＳ１５と同様に、その偏差（Ｋ２−Ｋ）から日射量Ｑの推定値Ｑ１を求める。

次のステップＳ４９において、オートエアコンアンプ３０は、その推定された日射量Ｑ１を図３の空調運転動作のステップＳ１２０で用いるために、所定のメモリに記憶する。その後、本実施の形態の動作は図７のステップＳ５１に移行して、日射量Ｑの推定値Ｑ１の補正を行う。すなわち、図２の内気温センサ４１の現在の計測値ＴＲＩを読み込み、タイマー４７にサンプリング時間ｔｑを設定し（ステップＳ５３）、その時間ｔｑが経過したときに（ステップＳ５５）、タイマー４７のクリアを行った後（ステップＳ５７）、内気温センサ４１の現在の計測値ＴＲｔｑを読み込む（ステップＳ５９）。次に、内気温センサ４１の計測値ＴＲＩ，ＴＲｔｑより上記の式（４）を用いて車室内の温度変化の傾きＫ２を求める（ステップＳ６１）。

次のステップＳ６３において、オートエアコンアンプ３０は、ステップＳ５１で計測された車室内の温度の計測値ＴＲＩを用いて、図６のステップＳ４５と同様に、図６の複数のテーブルＢｉのうち現在の設定温度に対応する所定のテーブルＢｉから、日射量Ｑが０で、かつ車室内の温度がＴＲＩのときに予測される車室内の温度変化の傾きＫを求める。

次のステップＳ６５において、オートエアコンアンプ３０は、ステップＳ６１で計算された車室内の実際の温度変化の傾きＫ２と、ステップＳ６３でテーブルＢｉから予測された温度変化の傾きＫとの偏差（Ｋ２−Ｋ）を求め、この偏差の符号を調べる。そして、その偏差が正（Ｋ２＞Ｋ）の場合には、日射量を低く推定していたため、ステップＳ６７に移行して、それまでの日射量の推定値Ｑ１に１より大きい所定の係数αを乗じて得られる値を補正後の日射量Ｑとする。また、その偏差が０（Ｋ２＝Ｋ）の場合には、日射量の推定値が正しいため、ステップＳ７１に移行して、それまでの日射量の推定値Ｑ１をそのまま補正後の日射量Ｑとする。一方、その偏差が負（Ｋ２＜Ｋ）の場合には、日射量を高く推定していたため、ステップＳ６９に移行して、それまでの日射量の推定値Ｑ１に１より小さい所定の係数βを乗じて得られる値を補正後の日射量Ｑとする。この場合には、係数α、βはそれぞれ例えば１に近い値である。

その後は、ステップＳ７１において、図６のステップＳ４９と同様に、オートエアコンアンプ３０は、その補正後の日射量Ｑを図３の空調運転動作のステップＳ１２０で用いるために、所定のメモリに記憶する。その後、ステップＳ５３に戻り、前回の室温の計測値とｔｑ時間経過後にステップＳ５９で計測される室温の計測値とを用いて日射量を補正する動作をほぼ周期ｔｑで繰り返す。

上述の本実施の形態の車両用空調装置によれば、始めの時間ｔｑが経過した後は、図７のステップＳ５１以降に移動して、ほぼ一定の周期ｔｑで、内気温センサ４１によって計測される車室内の温度変化の傾きＫ２と、日射量が０のときに車室内の温度ＴＲＩとテーブルＢｉによって予測される温度変化の傾きＫとを比較している。そして、傾きＫ２がＫを超えたときには、それまでの日射量の推定値Ｑ１に係数α（＞１）を乗じ、その傾きＫ２がその傾きＫよりも小さいときには、それまでの推定値Ｑ１に係数β（＜１）を乗じて、日射量を補正している。したがって、特に係数α、βの値を１に近い値にしておくことによって、日射量の推定値は緩やかに変化する。そのため、日射量の変動が大きいような場合にも、ほぼその変動の平均値に合わせて日射量を補正できるため、安定に空調制御を行うことができる。

なお、上記の実施の形態では、日射量（所定日射量）が０のときのテーブルＡｉ，Ｂｉを予め記憶している。しかしながら、日射量が０以外の値のときに予測される温度変化の傾きが記録されたテーブルＡｉ，Ｂｉを予め記憶しておき、このテーブルＡｉ，Ｂｉに基づいて日射量を推定してもよい。また、上記の実施の形態では、テーブルＡｉ，Ｂｉを用いて、所定日射量のもとで予測される車室内の温度の傾きＫを求めているが、その代わりに、例えば予め設定された関数等によって計算によってその温度変化の傾き（予測値）を求めてもよい。

また、上述した第２の実施の形態では、日射量の推定値Ｑ１を補正する際、推定値Ｑ１に所定の係数α、βを乗じているが、推定値Ｑ１に所定の値を加算または減算することで補正してもよい。

さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態に何ら限定されない。

なお、特許請求の範囲の構成要素と上述の実施の形態およびその変形例の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、送風用のファンはブロアファン１１に、室内温度センサは内気温センサ４１に、制御手段はオートエアコンアンプ３０にそれぞれ対応し、温度制御装置は、エバポレータ１３、ヒータコア１４、およびエアミックスドア１５により構成される。また、日射量を予測する工程は、ステップＳ１〜Ｓ１５またはＳ３３〜Ｓ４７に対応し、予測された日射量に基づいてファンおよび温度制御装置の少なくとも一方を制御する工程は、ステップＳ１２０〜Ｓ２２０に対応する。

なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明の第１の実施の形態の車両用空調装置ＡＣの構成を示す図である。 第１の実施の形態の車両用空調装置ＡＣの制御を行う空調制御部１００のシステムブロック図である。 第１の実施の形態における基本的な空調運転動作の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態における日射量の推定動作を示すフローチャートである。 図４の日射量推定動作を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態における日射量の最初の推定動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態において、図６の動作に続く日射量の補正動作を示すフローチャートである。

符号の説明

ＡＣ 車両用空調装置 １１ ブロアファン
１２ ブロアモータ １３ エバポレータ
１４ ヒータコア １５ エアミックスドア
１６ エアミックスドアアクチュエータ ３０ オートエアコンアンプ
４１ 内気温センサ １００ 空調制御部

Claims (6)

1. 送風用のファンと、
   前記ファンによって送風される空気の温度を制御して車室内に導く温度制御装置と、
   前記車室内の温度を検出する室内温度センサと、
   所定日射量のもとで予測される前記車室内の温度の単位時間当たりの第１の変化量と、前記室内温度センサによって計測される前記車室内の温度の単位時間当たりの第２の変化量との偏差に基づいて日射量を予測し、該予測された日射量に基づいて前記ファンおよび前記温度制御装置の少なくとも一方を制御する制御手段とを有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記所定日射量は、日射が無い状態の値であることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置において、
   前記制御手段は、前記ファンによる送風開始直後および所定時間経過後に前記室内温度センサで計測される前記車室内の温度に基づいて、前記車室内の温度の単位時間当たりの第２の変化量を求めることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用空調装置において、
   前記制御手段は、一定時間毎に前記室内温度センサにより前記車室内の温度を繰り返し計測して、前記第２の変化量を繰り返し算出し、前記第１の変化量と、前記繰り返し算出される第２の変化量との偏差に基づいて、日射量の予測を繰り返すことを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用空調装置において、前記制御手段は、前記日射量の予測後、
   前記室内温度センサによって計測される前記車室内の温度の単位時間当たりの変化量が前記所定日射量のもとで予測される前記車室内の温度の単位時間当たりの変化量を超えたときには、前記予測された日射量を増加させるように補正し、
   前記室内温度センサによって計測される前記車室内の温度の単位時間当たりの変化量が前記所定日射量のもとで予測される前記車室内の温度の単位時間当たりの変化量よりも小さいときには、前記予測された日射量を減少させるように補正することを特徴とする車両用空調装置。
6. 送風用のファンと、前記ファンによって送風される空気の温度を制御し、該温度制御された空気を車室内に送風する温度制御装置と、前記車室内の温度を検出する室内温度センサとを備えた車両用空調装置の制御方法において、
   所定日射量のもとで予測される前記車室内の温度の単位時間当たりの変化量と、前記室内温度センサで計測される前記車室内の温度の単位時間当たりの変化量との偏差に基づいて日射量を予測する工程と、
   該予測された日射量に基づいて前記ファンおよび前記温度制御装置の少なくとも一方を制御する工程とを有することを特徴とする車両用空調装置の制御方法。
   

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