JP2010149534A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の快適性と省燃費とを両立できる車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】下限値F/Cと上限値F/Hとを有する設定可能範囲内で空調機器（コンプレッサ）２４ｂの指令値（室温設定値）ｘ_ｎを設定する指令値設定手段（室温設定スイッチ）４５と、指令値ｘ_ｎに基づいて空調機器２４ｂの作動目標値ｙ_ｎを設定する目標値設定手段と、作動目標値ｙ_ｎに基づいて空調機器２４ｂの作動を制御する作動制御手段と、を備えた車両用空調装置１であって、目標値設定手段は、目標値変更処理部と目標値固定処理部とを備えた。そして、目標値変更処理部は、指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１より大きく、且つ、第二閾値ｘ_２未満の間では、作動目標値ｙ_ｎを、初期設定目標値ｙから空調機器２４ｂの作動動力が減る方向に変更する。また、目標値固定処理部は、指令値ｘ_ｎが下限値F/C以上第一閾値ｘ_１以下の値のとき、又は、第二閾値ｘ_２以上上限値F/H以下の値のときに、作動目標値ｙ_ｎを、初期設定目標値ｙに固定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、空調機器の作動目標値を制御する車両用空調装置に関するものである。

従来、使用者による温感性に対応した操作スイッチの入力に対し、入力結果に応じて空調の制御目標温度を適宜設定する空調制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭62-91735

ところで、従来の空調制御装置にあっては、入力結果に応じて現在の室温に所定値を自動的に増減した値を制御目標温度にしたり、現在の室温を制御目標温度にしていたが、制御目標温度を達成した後であってもコンプレッサの稼働率やエバポレータ通過直後温度等の変更はなされなかった。そのため、十分な省燃費を図ることができず、乗員の快適性と省燃費性の両立を図ることができないという問題が生じていた。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、乗員の快適性と省燃費性の両立を図ることができる車両用空調装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するため、本発明では、下限値と上限値とを有する指令値設定可能範囲内で、指令値を設定する指令値設定手段と、指令値に基づいて空調機器の作動目標値を設定する目標値設定手段と、作動目標値に基づいて空調機器の作動を制御する作動制御手段と、を備えた車両用空調装置において、目標値設定手段は、目標値変更処理部と目標値固定処理部とを備えた。そして、目標値変更処理部は、指令値が下限値以上の第一閾値より大きく、且つ、上限値以下の第二閾値未満の間では、指令値の変更度合いに応じて、作動目標値を、初期設定目標値から空調機器の作動動力が減る方向に変更する。また、目標値固定処理部は、指令値が、下限値以上第一閾値以下の値のとき、又は、第二閾値以上上限値以下の値のときに、作動目標値を、初期設定目標値に固定する。

よって、本発明の車両用空調装置にあっては、指令値が第一閾値より大きく第二閾値未満の間では、指令値の変更度合いに応じて作動目標値を空調機器の作動動力が減る方向に変更する。一方、指令値が下限値以上第一閾値以下の値又は第二閾値以上上限値以下の値のときに、作動目標値を初期設定目標値に固定する。これにより、乗員の快適性と省燃費性とを両立することができる。

以下、本発明の車両用空調装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用空調装置の構成を示す全体システム図である。図２は実施例１の車両用空調装置の指令値設定手段を示す外観図である。

実施例１の車両用空調装置１は、空調装置本体２と、制御部３と、操作部４と、を中心にして構成されている。

空調装置本体２は、車室内部と外気とを連通するエアダクト２１と、エアダクト２１内に配置されたフィルタ２２と、送風ファン２３と、エバポレータ２４と、ヒータコア２５と、を有している。

エアダクト２１は、上流端部に車室内に連通した内気導入口２１ａと、外気に連通した外気導入口２１ｂとを有し、下流端部にそれぞれ車室内に連通したベント開口部２１ｃ,デフロスタ開口部２１ｄ,フット開口部２１ｅを有している。

そして、内気導入口２１ａと外気導入口２１ｂとの間にはインテークドア２６が設けられている。このインテークドア２６は、操作部４の後述する内外気切替スイッチ４１により入力される切替信号に応じて制御部３により制御されるインテークドアアクチュエータＭ１によって駆動し、内外気導入口２１ａ,２１ｂを交互に切り替えて開閉する。

また、ベント開口部２１ｃの内側にはベントドア２７ａが設けられ、デフロスタ開口部２１ｄの内側にはデフロスタドア２７ｂが設けられ、フット開口部２１ｅの内側にはフットドア２７ｃが設けられている。各ドア２７ａ〜２７ｃは各開口部２１ｃ〜２１ｅをそれぞれ開閉するものである。ここで、各ドア２７ａ〜２７ｃは、操作部４の後述する吹出モードスイッチ４２により入力されるモード信号に応じて制御部３により制御されるドアアクチュエータＭ２により駆動し、各ドア２７ａ〜２７ｃを切り替えて開閉する。

フィルタ２２は、内気導入口２１ａ及び外気導入口２１ｂの下流側に配置され、エアダクト２１内に導入された空気が通過することで空気に含まれる塵埃等を除去する。

送風ファン２３は、フィルタ２２の下流側に配置され、制御部３によって制御駆動されるファンモータ２３ａで回転し、内気導入口２１ａ又は外気導入口２１ｂから空気を導入し、ベント開口部２１ｃ,デフロスタ開口部２１ｄ,フット開口部２１ｅから排出させるものである。なお、ファンモータ２３ａは、操作部４の後述する風量スイッチ４３により設定される送風量設定値に応じて制御部３により制御される。

エバポレータ２４は、送風ファン２３により導入された空気の熱を冷媒に吸熱して冷風を作る吸熱タイプの熱交換器である。このエバポレータ２４内を流れる冷媒は、逆止弁２４ａを介してコンプレッサ２４ｂに流れ込む。

コンプレッサ（空調機器）２４ｂは、エンジンルーム（図示せず）のような車室外空間に配置されており、操作部４の後述するエアコンスイッチ４４により入力されるエアコンON/OFF信号に応じて制御部３により駆動/停止が制御される。このコンプレッサ２４ｂの下流側には冷媒タンク２４ｃと、図示しないコンデンサにより液化された冷媒を霧状にする膨張弁２４ｄとが順に接続され、冷媒が循環するようになっている。

ヒータコア２５は、エバポレータ２４により冷却された空気にエンジン冷却水の熱を放熱して温風を作る放熱タイプの熱交換器である。このヒータコア２５の上流側にはエアミックスドア２８が設けられている。エアミックスドア２８は、制御部３により駆動されるエアミックスドアアクチュエータＭ３により駆動し、エバポレータ２４を通過して冷やされた空気がヒータコア２５を迂回して冷やされたままの冷風と、ヒータコア２５を通過して暖められた温風との割合（冷風と温風との風量配分）を調節するように開閉する。

さらに、ヒータコア２５の下流側にはＰＣＴヒータ２５ａが配置されている。このＰＣＴヒータ２５ａは、通電により発熱して温風を作る熱交換器であり、エンジン冷却水が十分に温まっていない際に使用される。

制御部３は、空調装置本体２の動作を制御するものであり、外気温度センサ３１,室内温度センサ３２,日射センサ３３,水温センサ３４,エバ後温度センサ３５等の各種センサからの検出値が入力されると共に、操作部４からの各種入力信号が入力される。また、制御部３は、図示しないＣＰＵ,処理手順や各種データ等が記憶されたＲＯＭ,処理中のデータを記憶するＲＡＭ,タイマー等を備えている。

そして、この制御部３は、操作部４の後述する室温設定スイッチ（指令値設定手段）４５により設定された室温設定値（指令値）に基づいて、コンプレッサ２４ｂの作動目標値であるエバポレータ通過直後の空調風温度（以下、エバ後温度という）を設定する。なお、エバ後温度はエバ後温度センサ３５により検出されるが、このエバ後温度は数値が小さいほどコンプレッサ２４ｂの仕事量が増加し、数値が小さいほどコンプレッサ２４ｂの仕事量が減少する。

また、このエバ後温度は、制御部３に記憶されたエバ後温度設定用特性図を参照して設定され、制御部３は、設定したエバ後温度を初期設定目標値から変更限界目標値まで次第に変更したり、エバ後温度を初期設定目標値に固定したりして、室温設定スイッチ４５により設定された室温設定値を実現するように空調機器であるコンプレッサ２４ｂを駆動制御する。すなわち、制御部３は本件発明に係る目標値設定手段及び作動制御手段となる。

ここで、「エバ後温度設定用特性図」とは、横軸が指令値である室温設定値（室温設定スイッチ４５により設定された温度）になり、縦軸が作動目標値であるエバ後温度になる特性図である。図３は、コンプレッサ２４ｂがON操作され且つＰＣＴヒータ２５ａが作動しない状態（冷房モード）のときに参照されるエバ後温度設定用特性図を示す。図中、初期設定目標値ｙを実線で示し、変更限界目標値ｙ_ｂを一点鎖線で示す。

なお、「初期設定目標値」とは、実施例１の車両用空調装置において、室温設定値の設定に基づいて最初に設定されるエバ後温度であり、「変更限界目標値」とは、エバ後温度をコンプレッサ２４ｂの作動動力が減る方向に変更する際の変更上限値である。

操作部４は、インストルメントパネル（図示せず）に設けられて手動により操作可能であり、図２に示すように、内外気切替スイッチ４１,吹出モードスイッチ４２,風量スイッチ４３,エアコンスイッチ４４,室温設定スイッチ（指令値設定手段）４５,リヤデフスイッチ４６を有している。

内外気切替スイッチ４１は、内気循環モードと外気取入モードとを切り替えるスイッチであり、左右方向にスライドすることでモード切替を指示する。

吹出モードスイッチ４２は、空調風の吹出モードを設定するスイッチであり、回転することでベントモード、バイレベル（ベント＆フット）モード、フットモード、フット＆デフモード、デフモードの各モードに切り替える。

風量スイッチ４３は送風ファン２３により送風される風量を設定するスイッチであり、回転することで風量設定値をゼロ段〜４段の範囲において一段ごとに変更する。

エアコンスイッチ４４は、コンプレッサ２４ｂをON/OFFさせるスイッチであり、ON操作することでコンプレッサ２４ｂが駆動し、OFF操作することでコンプレッサ２４ｂが停止する。なお、ON操作されるとLEDランプ４４ａが点灯する。

室温設定スイッチ４５は、車室内の温度（室温）を設定するスイッチであり、回転することで室温設定値を18℃〜32℃の範囲、すなわち下限値F/C（18℃）と上限値F/H（32℃）とを有する設定可能範囲内において任意の値に設定する。なお、最左側が下限値F/Cであり、最右側が上限値F/Hである。

リヤデフスイッチ４６は、リアデフモードの設定をするスイッチであり、ON操作することで図示しないリヤデフォッガから空調風が吹き出す。なお、ON操作されるとLEDランプ４６ａが点灯する。

図４は実施例１の車両用空調装置にて実行される目標値変更処理（目標値変更処理部）の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、エアコンスイッチ４４がON操作されているか否かを判断し、YES（ON操作）の場合はステップＳ２へ移行し、NO（OFF操作）の場合はステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのエアコンスイッチ４４ON操作との判断に続き、室温設定スイッチ４５からの指令値（室温設定値）ｘ_ｎを読み込み、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での指令値ｘ_ｎの読み込みに続き、読み込んだ指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２より小さい値であるか否かを判断し、YES（指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２よりも小さい）の場合にはステップＳ11へ移行し、NO（指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１以下又は第二閾値ｘ_２以上）の場合にはステップＳ21へ移行する。

ここで、「第一閾値」とは、指令値ｘ_ｎの下限値（ここでは18℃）以上の値であってあらかじめ設定された値であり、制御部３に記憶されている。なお、この第一閾値ｘ_１は、ここでは指令値ｘ_ｎの下限値F/Cに基づく初期設定目標値ｙ（＝ａ：図３参照）に＋２〜５℃した値を初期設定目標値ｙ（＝ｂ：図３参照）とする値（例えば21℃）である。

また、「第二閾値」とは、指令値ｘ_ｎの上限値F/H（ここでは32℃）以下の値であって、あらかじめ設定された値であり、制御部３に記憶されている。なお、この第二閾値ｘ_２は、ここでは指令値ｘ_ｎの上限値F/Hと等しい値（例えば32℃）である（図３参照）。

すなわち、このステップＳ３では、室温設定スイッチ４５にて設定された室温設定値が、21℃より大きく32℃以下のときにはステップＳ11へ移行して目標値変更処理を実行し、この室温設定値が18℃以上21℃以下のときにはステップＳ21へ移行して目標値固定処理を実行する。

ステップＳ11では、ステップＳ３での指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２よりも小さいとの判断に続き、読み込んだ指令値ｘ_ｎに基づく初期設定目標値ｙを作動目標値（ここではエバ後温度）ｙ_ｎに設定し、ステップＳ12へ移行する。

ステップＳ12では、ステップＳ11での作動目標値ｙ_ｎの設定、ステップＳ17での指令値ｘ_ｎ変更なしとの判断、ステップＳ19での変更限界目標値ｙ_ｂの設定、ステップＳ19ｂ及びステップＳ26での作動目標値ｙ_ｎの設定のいずれかに続き、この設定された作動目標値ｙ_ｎを、エバ後温度設定用特性図（図３参照）を参照しながら、すなわち指令値ｘ_ｎの変更度合いに応じて、初期設定目標値ｙから変更限界目標値ｙ_ｂに向かって、コンプレッサ２４ｂの作動動力が減る方向に変更し、ステップＳ13へ移行する。

このとき、作動目標値ｙ_ｎの変更は図６に示す変更速度表に基づいて行われ、指令値ｘ_ｎの大きさに応じて変更速度Ｖが異なる。なお、指令値ｘ_ｎが下限値F/C又は上限値F/Hに近いほど変更速度Ｖは早く、指令値ｘ_ｎが中間値ｘ_３のときに変更速度Ｖが最も遅くなる。つまり、作動目標値ｙ_ｎは、指令値ｘ_ｎが中間値ｘ_３に近いほどゆっくりと変更される。

ステップＳ13では、ステップＳ12での作動目標値ｙ_ｎの変更に続き、変更した作動目標値ｙ_ｎが変更限界目標値ｙ_ｂと一致するか否かを判断し、YES（一致する）の場合にはステップＳ14へ移行し、NO（一致しない）の場合にはステップＳ16へ移行する。

ステップＳ14では、ステップＳ13での作動目標値ｙ_ｎと変更限界目標値ｙ_ｂとが一致したとの判断に続き、作動目標値ｙ_ｎを変更限界目標値ｙ_ｂのまま維持し、ステップＳ15へ移行する。

ステップＳ15では、ステップＳ14での作動目標値ｙ_ｎの維持に続き、維持した作動目標値ｙ_ｎ、すなわち変更限界目標値ｙ_ｂを次回の目標値変更処理における初期設定目標値ｙとして設定し、リターンつまりステップＳ１へ戻る。なお、このステップＳ15は、作動目標値ｙ_ｎが変更限界目標値ｙ_ｂまで変更されたときに、この変更限界目標値ｙ_ｂを新たな初期設定目標値ｙとする設定値変更処理部Ｄ４となる、
ステップＳ16では、ステップＳ13での作動目標値ｙ_ｎと変更限界目標値ｙ_ｂとの不一致との判断に続き、指令値ｘ_ｎを再び読み込みステップＳ17へ移行する。

ステップＳ17では、ステップＳ16での指令値ｘ_ｎの再読み込みに続き、この再び読み込んだ指令値ｘ_ｎが前回読み込んだ指令値ｘ_ｎに対して変更しているか否かを判断し、YES（変更している）の場合にはステップＳ18へ移行し、NO（変更していない）の場合にはステップＳ12へ移行する。

ステップＳ18では、ステップＳ17での指令値変更ありとの判断に続き、変更回数があらかじめ定めた所定回数Ｎ回であるか否かを判断し、YES（指令値変更がＮ回行われた）の場合にはステップＳ19へ移行し、NO（指令値変更がＮ回行われていない）の場合にはステップＳ19ａへ移行する。

ステップＳ19では、ステップＳ18での指令値変更がＮ回行われたとの判断に続き、変更後の指令値ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙと、変更後の指令値ｘ_ｎ´に基づく変更限界目標値ｙ_ｂとの中間値ｙ_ｃを新たな変更限界目標値ｙ_ｂとし、ステップＳ12へ移行する。

ステップＳ19ａでは、ステップＳ18での指令値変更がＮ回行われていないとの判断に続き、変更後の指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２より小さい値であるか否かを判断し、YES（変更後指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２よりも小さい）の場合にはステップＳ19ｂへ移行し、NO（変更後指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１以下又は第二閾値ｘ_２以上）の場合にはステップＳ19ｃへ移行する。

ステップＳ19ｂでは、ステップＳ19ａでの変更後指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２よりも小さいとの判断に続き、変更後指令値ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙを作動目標値ｙ_ｎに設定し、ステップＳ12へ移行する。

ステップＳ19ｃでは、ステップＳ19ａでの変更後指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１以下又は第二閾値ｘ_２以上との判断に続き、変更後指令値ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙを作動目標値ｙ_ｎに設定し、ステップＳ22へ移行する。

なお、ステップＳ16〜ステップＳ19ａは、変更限界目標値変更処理部Ｄ５に相当する。つまり、この変更限界目標値変更処理部Ｄ５では、指令値ｘ_ｎの変更が所定回数行われたときに、変更後の指令値ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙと、変更後の指令値ｘ_ｎ´に基づく変更限界目標値ｙ_ｂとの中間値ｙ_ｃを新たな変更限界目標値ｙ_ｂとする。

図５は実施例１の車両用空調装置にて実行される目標値固定処理（目標値固定処理部）の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、エアコンスイッチ４４がON操作されているか否かを判断し、YES（ON操作）の場合はステップＳ２へ移行し、NO（OFF操作）の場合はステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのエアコンスイッチ４４ON操作との判断に続き、室温設定スイッチ４５からの指令値（室温設定値）ｘ_ｎを読み込み、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での指令値ｘ_ｎの読み込みに続き、読み込んだ指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２より小さい値であるか否かを判断し、YES（指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２よりも小さい）の場合にはステップＳ11へ移行し、NO（指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１以下又は第二閾値ｘ_２以上）の場合にはステップＳ21へ移行する。なお、「第一閾値」「第二閾値」は、上記の通りである。

ステップＳ21では、ステップＳ３での指令値ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１以下又は第二閾値ｘ_２以上との判断に続き、読み込んだ指令値ｘ_ｎに基づく初期設定目標値ｙを作動目標値ｙ_ｎに設定し、ステップＳ22へ移行する。

ステップＳ22では、ステップＳ21,ステップＳ19ｃ,ステップＳ27での作動目標値ｙ_ｎの設定に続き、作動目標値ｙ_ｎを初期設定目標値ｙに設定したまま維持し、ステップＳ23へ移行する。

ステップＳ23では、ステップＳ22での作動目標値ｙ_ｎの維持に続き、指令値ｘ_ｎを再び読み込みステップＳ24へ移行する。

ステップＳ24では、ステップＳ23での指令値ｘ_ｎの再読み込みに続き、この再び読み込んだ指令値ｘ_ｎが前回読み込んだ指令値ｘ_ｎに対して変更しているか否かを判断し、YES（変更している）の場合にはステップＳ25へ移行し、NO（変更していない）の場合にはステップＳ22へ移行する。

ステップＳ25では、ステップＳ24での指令値変更ありとの判断に続き、この変更後指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２より小さい値であるか否かを判断し、YES（指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２よりも小さい）の場合にはステップＳ26へ移行し、NO（指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１以下又は第二閾値ｘ_２以上）の場合にはステップＳ27へ移行する。

ステップＳ26では、ステップＳ25での変更後指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２よりも小さいとの判断に続き、変更後指令値ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙを作動目標値ｙ_ｎに設定し、ステップＳ12へ移行する。

ステップＳ27では、ステップＳ25での変更後指令値ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１以下又は第二閾値ｘ_２以上との判断に続き、変更後指令値ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙを作動目標値ｙ_ｎに設定し、ステップＳ22へ移行する。

なお、吹出モードスイッチ４２によってデフモードが設定された場合には、上記の目標値設定処理における制御を全てキャンセルし、作動設定値ｙ_ｎをそのとき設定されている指令値ｘ_ｎに基づく初期設定目標値ｙに戻す。

次に、作用を説明する。
まず、「作動目標値設定処理の技術課題」の説明を行い、続いて、実施例１の車両用冷凍サイクル装置における作用を「作動目標値変更処理作用」、「作動目標値固定処理作用」、「変更限界目標値変更処理作用」に分けて説明する。

[作動目標値設定処理の技術課題］
従来、自動車等の車両に搭載された車両用空調装置において空調制御を行うには、まず、乗員がインストルメントパネルに設けられた操作部の各種スイッチを操作し、例えば希望の室内温度を設定する。また、車両に設けられた温度センサ等により室内熱環境が検出される。そして、この設定された室内温度及び室内熱環境に基づいてエバポレータ通過直後の空調風温度（以下、エバ後温度という）を設定し、このエバ後温度を実現するようにコンプレッサの仕事量を制御することで空調制御を行う。このとき、設定された室内温度に対応したエバ後温度は、あらかじめ記憶されたエバ後温度演算式に基づき設定される。

ここで、従来、目標となるエバ後温度を外気温に応じて変更すると共に、このエバ後温度を境界値としてコンプレッサをON/OFF制御することで省燃費を図ることが考えられている。このとき、コンプレッサのOFF確率は外気温に応じて決められ、外気温が低いほどOFFする確率が高くなっている。一方、室内温度を低温に設定した場合には乗員の冷房要求が比較的高いと考えられ、室内温度を高温に設定した場合には乗員の冷房要求が比較的低いと考えられる。

しかしながら、従来の車両用空調装置では、設定された室内温度に拘らず外気温に応じてコンプレッサOFF確率が決められており、冷房要求が高い場合、つまり設定された室内温度が低いときであっても、外気温が低ければコンプレッサのOFF確率が高いので、乗員の冷房要求を満たせないおそれがあった。

そこで、この発明は、乗員要求が高い場合には空調機器の作動目標値を初期設定目標値に固定し、乗員要求が低い場合には空調機器の作動目標値を変更することで乗員の快適性と省燃費とを両立できる構成とした。

［作動目標値変更処理作用］
実施例１の車両用空調装置１において空調制御を行うには、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進み、室温設定スイッチ４５にて設定された室温設定値（指令値）ｘ_ｎが判断され、この室温設定値（指令値）ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２未満の値のときにはステップＳ11へと進み作動目標値変更処理が実行される。なお、このときエアコンスイッチ４４はON操作されてコンプレッサ２４ｂは駆動する。そして、ステップＳ11→ステップＳ12→ステップＳ13→ステップＳ14へと進む。

すなわち、目標値変更処理部では、まず設定された室温設定値ｘ_ａ（21℃以上32℃以下の値：図３参照）に基づく初期設定目標値ｙ（＝α）を作動目標値ｙ_ｎとして設定する（ステップＳ11）。

次に、図６に示す変更速度表に基づいて作動目標値ｙ_ｎを空調機器であるコンプレッサ２４ｂの作動動作が減る方向に変更を行う（ステップＳ12）。つまり、エバ後温度の数値を初期設定目標値ｙ（＝α）から次第に上昇する。ここで、エバ後温度の数値が大きいほどコンプレッサ２４ｂの仕事量が減少するので、コンプレッサ２４ｂの仕事量が次第に減少することとなる。また、このとき、室温設定値（指令値）ｘ_ｎが下限値F/C又は上限値F/Hに近いほど変更速度Ｖは早く、中間値ｘ_３のときに変更速度Ｖが最も遅くなる。

そして、変更された作動目標値ｙ_ｎが変更限界目標値ｙ_ｂ（＝β：図３参照）に一致すれば（ステップＳ13にてYES）、作動目標値ｙ_ｎを変更限界目標値ｙ_ｂのまま維持する（ステップＳ14）。

これにより、乗員の冷房要求が比較的低いと判断される室温設定値（指令値）ｘ_ｎが第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２未満の値のときには、作動目標値ｙ_ｎは、設定された室温設定値（指令値）ｘ_ｎに基づいて設定された初期設定目標値ｙから変更限界目標値ｙ_ｂまで変更され、室温設定値（指令値）ｘ_ｎが一定であってもコンプレッサ２４ｂの仕事量を次第に減少させて省燃費を図ることができる。

また、作動目標値ｙ_ｎを変更する際に、室温設定値（指令値）ｘ_ｎが下限値F/C又は上限値F/Hに近いほど早く変更され、室温設定値（指令値）ｘ_ｎが中間値ｘ_３に近いほど変更速度Ｖが遅くなる。そのため、作動目標値ｙ_ｎの変更量が多くても緩やかに変更でき、乗員に違和感を与えることなく省燃費を図ることができる。

なお、設置値変更処理部Ｄ４であるステップＳ15では、維持された変更限界目標値ｙ_ｂは記憶され、この記憶された変更限界目標値ｙ_ｂが次回の目標値設定処理における初期設定目標値ｙとなる。これにより、次回の目標値設定処理において、指令値ｘ_ｎに基づく初期設定目標値ｙを前回の目標値設定処理における初期設定目標値ｙよりも高めに設定することができ、さらに省燃費を向上させることができる。

［作動目標値固定処理作用］
実施例１の車両用空調装置１において、設定された室温設定値（指令値）ｘ_ｎが下限値F/C以上第一閾値ｘ_１以下の値のときには、図５に示すフローチャートにおいてステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ21へと進み作動目標値固定処理が実行され、ステップＳ22へと進む。

すなわち、目標値固定処理部では、まず設定された室温設定値ｘ_ｂ（18℃以上21℃以下の値：図３参照）に基づく初期設定目標値ｙ（＝γ：図３参照）を作動目標値ｙ_ｎとして設定する（ステップＳ21）。

そして、作動目標値ｙ_ｎを初期設定目標値ｙのまま維持（固定）する（ステップＳ22）。

これにより、乗員の冷房要求が比較的高いと判断される室温設定値（指令値）ｘ_ｎが下限値F/C以上第一閾値ｘ_１以下の値のときには、作動目標値ｙ_ｎは、設定された室温設定値（指令値）ｘ_ｎに基づく初期設定目標値ｙに固定され、乗員の冷房要求を満足して快適性を保持することができる。

［変更限界目標値変更処理作用］
実施例１の車両用空調装置において、目標値変更処理を実行中に室温設定値（指令値）ｘ_ｎが変更され、この変更があらかじめ定めた所定回数行われたときには、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ16→ステップＳ17→ステップＳ18→ステップＳ19へと進む。

すなわち、変更限界目標値変更処理部Ｄ５では、室温設定値（指令値）ｘ_ｎが変更されると共に、この指令値変更が所定回数行われた場合であれば、変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙと、この変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´に基づく変更限界目標値ｙ_ｂとの中間値ｙ_ｃを、変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´に基づく新たな変更限界目標値ｙ_ｂとする（ステップＳ19）。

これにより、室内設定値（指令値）ｘ_ｎを変更することで、この変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´に対する乗員要求が高いと判断される場合であっても、変更限界目標値ｙ_ｂと初期設定目標値ｙとの差を小さくし、乗員の冷房要求を満足しつつ、省燃費を図ることができる。

また、指令値の変更が所定回数未満の場合には、ステップＳ19ａへと進み、変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２未満であるか否かを判断し、ステップＳ19ｂ又はステップＳ19ｃへと進む。

すなわち、変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙを作動目標値ｙ_ｎに設定し、この変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´に応じて目標値変更処理を実行したり、目標値固定処理を実行したりする。

なお、目標値固定処理を実行中に室温設定値（指令値）ｘ_ｎが変更された場合には、ステップＳ23→ステップＳ24→ステップＳ25へと進み、変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´が第一閾値ｘ_１より大きく第二閾値ｘ_２未満であるか否かを判断し、ステップＳ26又はステップＳ27へと進む。

すなわち、この場合であっても変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙを作動目標値ｙ_ｎに設定し、この変更後の室内設定値（変更後指令値）ｘ_ｎ´に応じて目標値変更処理を実行したり、目標値固定処理を実行したりする。

これにより、乗員の冷房要求を確実に満足して快適性を保持することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用空調装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 下限値F/Cと上限値F/Hとを有する指令値設定可能範囲内で、空調機器（コンプレッサ）２４ｂの指令値（室温設定値）ｘ_ｎを設定する指令値設定手段（室温設定スイッチ）４５と、指令値設定手段２４ｂによって設定された指令値ｘ_ｎに基づいて空調機器２４ｂの作動目標値（エバ後温度）ｙ_ｎを設定する目標値制御手段と、目標値設定手段によって設定された作動目標値ｙ_ｎに基づいて空調機器２４ｂの作動を制御する作動制御手段と、を備えた車両用空調装置１であって、目標値設定手段は、指令値ｘ_ｎが下限値F/C以上の第一閾値ｘ_１より大きく、且つ、上限値F/H以下の第二閾値ｘ_２未満の間では、指令値ｘ_ｎの変更度合いに応じて、作動目標値ｙ_ｎを、初期設定目標値ｙから空調機器２４ｂの作動動力が減る方向に変更する目標値変更処理部と、指令値ｘ_ｎが、下限値F/C以上第一閾値以下の値ｘ_１のとき、又は、第二閾値ｘ_２以上上限値F/H以下の値のときに、作動目標値ｙ_ｎを、初期設定目標値ｙに固定する目標値固定処理部と、を備えた構成とした。これにより、乗員の快適性と省燃費性の両立を図ることができる。

(2) 目標値変更処理部Ｄ２は、作動目標値ｙ_ｎが空調機器の作動動力が減る方向の変更限界目標値ｙ_ｂまで変更されたときに、この変更限界目標値ｙ_ｂを新たな初期設定目標値ｙとする設定値変更処理部Ｄ４を有する構成とした。これにより、次回の目標設定処理における初期設定目標値ｙを高めに設定することができ、さらに省燃費を向上させることができる。

(3) 目標値変更処理部Ｄ２は、指令値ｘ_ｎの変更が所定回数（Ｎ回）行われた時に、この変更後の指令値ｘ_ｎ´に基づく初期設定目標値ｙと、変更後の指令値ｘ_ｎ´に基づく変更限界目標値ｙ_ｂとの中間値ｙ_ｃを新たな変更限界目標値ｙ_ｂとする変更限界目標値変更処理部Ｄ５を有する構成とした。これにより、指令値ｘ_ｎが変更され、この変更後の指令値ｘ_ｎ´に対する乗員要求が高いと判断される場合であっても、変更限界目標値ｙ_ｂと初期設定目標値ｙとの差を小さくし、乗員要求を満足しつつ、省燃費を図ることができる。

(4) 目標値変更処理部Ｄ２は、指令値ｘ_ｎが下限値F/Cと上限値F/Hとの中間値ｘ_３に近いほど、作動目標値ｙ_ｎの変更速度を早める構成とした。これにより、作動目標値ｙ_ｎの変更量が多くても緩やかに変更でき、乗員に違和感を与えることなく省燃費を図ることができる。

(5) 作動目標値ｙ_ｎは、エバポレータ通過直後の空調風温度（エバ後温度）にする構成とした。これにより、乗員の快適性と省燃費との両立を簡単な制御で実現することができる。

以上、本発明の車両用乗員保護装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例1では、空調機器としてコンプレッサ２４ｂとし、指令値ｘ_ｎとして室温設定値とし、作動目標値ｙ_ｎとしてエバポレータ通過直後の空調風温度（エバ後温度）とし、室温設定値に基づいて設定されるコンプレッサ２４ｂのエバ後温度を制御しているが、例えば、空調機器としてヒータコア２５とし、指令値ｘ_ｎとして室温設定値とし、作動目標値ｙ_ｎとしてヒータコア通過直後の空調風温度（ヒータ後温度）としてもよい。

この場合、ヒータ後温度は、図７に示すヒータ後温度設定用特性図を参照して設定され、ヒータ後温度を変更するときには、ヒータコア２５の作動動力が減る方向、つまり温度を下げる方向に変更する。このため、乗員要求が比較的高いと判断される指令値が下限値及び上限値近傍のときには、暖房性能を一定に維持し、乗員要求が比較的低いと判断される指令値が中間値近傍のときには、暖房性能を次第に低下させる。これにより、乗員の快適性と省燃費との両立を簡単な制御で実現することができる。

さらに、空調機器として送風ファン２３とし、指令値ｘ_ｎとして送風量設定値とし、作動目標値ｙ_ｎとして送風ファン２３の回転量（ファン回転量）としてもよい。

この場合、ファン回転量は、図８に示すファン回転量設定用特性図を参照して設定され、設定したファン回転量を変更するときには、送風ファン２３の作動動力が減る方向、つまり回転量を減らす（下げる）方向に変更する。このため、乗員要求が比較的高いと判断される指令値が下限値及び上限値近傍のときには、送風性能を一定に維持し、乗員要求が比較的低いと判断される指令値が中間値近傍のときには、送風性能を次第に低下させる。これにより、乗員の快適性と省燃費との両立を簡単な制御で実現することができる。また送風ファン２３の回転量を低減させることで騒音抑制を図ることができる。

また、実施例１では、作動設定時の変更目標となる変更限界目標値があらかじめエバ後温度設定特性図により設定されているが、乗員により任意の値に設定可能にしてもよい。これにより、高い精度で乗員の好みに応じた空調制御を行うことができる。

実施例１の車両用空調装置の構成を示す全体システム図である。 実施例１の車両用空調装置の指令値設定手段を示す外観図である。 実施例１の車両用空調装置において参照されるエバ後温度設定用特性図である。 実施例１の車両用空調装置にて実行される目標値変更処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の車両用空調装置にて実行される目標値固定処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の車両用空調装置にて実行される作動目標値変更処理における変更速度の一例を示す変更速度表である。 本発明の車両用空調装置において参照されるヒータ後温度設定用特性図である。 本発明の車両用空調装置において参照される回転量設定用特性図である。

符号の説明

１ 車両用空調装置
２４ｂ 空調機器（コンプレッサ）
４５ 指令値設定手段（室温設定スイッチ）

Claims (8)

1. 下限値と上限値とを有する指令値設定可能範囲内で、指令値を設定する指令値設定手段と、前記指令値設定手段によって設定された指令値に基づいて空調機器の作動目標値を設定する目標値設定手段と、前記目標値設定手段によって設定された作動目標値に基づいて前記空調機器の作動を制御する作動制御手段と、を備えた車両用空調装置において、
   前記目標値設定手段は、前記指令値が前記下限値以上の第一閾値より大きく、且つ、前記上限値以下の第二閾値未満の間では、前記指令値の変更度合いに応じて、前記作動目標値を、初期設定目標値から前記空調機器の作動動力が減る方向に変更する目標値変更処理部と、
   前記指令値が、前記下限値以上前記第一閾値以下の値のとき、又は、前記第二閾値以上前記上限値以下の値のときに、前記作動目標値を、前記初期設定目標値に固定する目標値固定処理部と、を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載された車両用空調装置において、
   前記目標値変更処理部は、前記作動目標値が前記空調機器の作動動力が減る方向の変更限界目標値まで変更されたときに、該変更限界目標値を新たな初期設定目標値とする設定値変更処理部を有していることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された車両用空調装置において、
   前記目標値変更処理部は、前記指令値の変更が所定回数行われた時に、変更後の指令値に基づく初期設定目標値と、該変更後の指令値に基づく変更限界目標値との中間値を新たな変更限界目標値とする変更限界目標値変更処理部を有してい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された車両用空調装置において、
   前記目標値変更処理部は、前記指令値が前記下限値と前記上限値との中間値に近いほど、前記作動目標値の変更速度を早める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４のいずれか一項に記載された車両用空調装置において、
   前記作動目標値は、エバポレータ通過直後の空調風温度であることを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された車両用空調装置において、
   前記作動目標値は、ヒータコア通過直後空調風温度であることを特徴とする車両用空調装置。
7. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された車両用空調装置において、
   前記作動目標値は、送風ファンの回転量であることを特徴とする車両用空調装置。
8. 請求項２又は請求項３に記載された車両用空調装置において、
   前記変更限界目標値は、乗員により任意の値に設定可能であることを特徴とする車両用空調装置。

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