JP2010540350A - オートマチックモードを有する改良型車両空調システム - Google Patents

Abstract

本発明は、ｎ個の所定のオートマチック調整モードで作動する機能を備える車両空調システム（１０）に関するものであり、本システムは、選択されたオートマチックモード（ＭＯＤＳ）の関数として、送風空気温度値（θ_ＡＳ）、換気流量値（ＤＥＢ）、及び分配制御値（ＲＥＰ）を決定することにより、車室（３）内の温度（θ_ＨＡＢ）を設定ポイント温度（θ_Ｃ）に向かって調整することができる暖房／換気／空調（ＨＶＡＣ）ユニット（２）を制御する機能を有するコンピュータ（１）を備え、ＨＶＡＣ（２）に適用される、選択されたオートマチックモード（ＭＯＤＳ）の送風空気温度値（θ_ＡＳ）が、選択されたモードの換気流量値（ＤＥＢ_ＭＯＤＳ）と、選択されたオートマチックモードの熱出力値（Ｐ_ＭＯＤＳ）と、熱交換率値（Ｃ_ＥＣＨ）との関数として決定されることを特徴とする。

Description

本発明は、ｎ個の所定のオートマチック制御モードで作動することができる車両用空調システムに関し、当該システムは、選択されたオートマチックモードの関数として、送風空気温度値、換気流量値、及び分配制御値を決定することにより、車室内の温度を設定ポイント温度に向けて調節する機能を有する暖房／換気／空調ＨＶＡＣユニットを制御することが可能なコンピュータを備える。

空調は、今日の車両に広く普及しており、特にいわゆる「調整」式の空調では、ユーザが設定ポイント値を空調ユニット制御モジュールに入力することにより所望の快適レベルを設定し、次にシステムが、送風空気の温度、流量、及び分配を調整することにより迅速に要求された快適設定ポイントに到達させ、次いで当該設定ポイントを維持するタスクを自動的に設定することができる。

このオートマチックモードには実際には欠点がある。特定グループの乗員は、システムが放出する送風流量が、乗員の顔には熱すぎる又は冷たすぎる場合が多く、設定ポイントが大きく変化した後の最初の数分間は快適な会話が妨げられることが多いと考えている。従って、これらの乗員は、マニュアルモードに戻り、例えば換気及び分配を設定して車室内温度などのポイントを設定ポイントに近付け、次いでオートマチックモードに再設定してこの温度を維持している。つまり、オートマチックモードの利点が失われている。

加えて、気候の変化によりユーザの満足度は更に達成困難となる。具体的には、１つの気候に適するオートマチックモードは別の気候には適さないことが自明であり、これによって、異なる気候での使用を前提とする車両に関する開発の問題が生じる。

本発明の目的は、先行技術による前述のシステムを改善してその欠点に対処することであり、特に閉じた空間内、例えば車両の車室内での温度調整を可能にすることにあり、当該温度調整は、乗員が機器パネルを操作して、例えばボタンを使用して直接作動させることができる複数のオートマチックモードに従って行なうことができる。

本発明の１つの目的は、ＨＶＡＣに供給される、選択されたオートマチックモードの送風空気温度値が、選択されたモードの換気流量値と、選択されたオートマチックモードの熱出力値と、熱交換率値との関数として決定される、前段落に記載した空調システムを提案することである。

この空調システムにより、ユーザ又は外部条件に適応可能な快適温度を達成するために、流量レベル及び分配レベルが異なる複数のオートマチックモードを提案することができる。

幾つかの特定の実施形態によれば、本空調システムは、次の特徴のうちの１つ以上の特徴を有する。
−選択されたモードの熱出力値は、基準モードの熱出力値と、この基準モードに適合する適合出力値との関数として決定される。
−適合出力値は、基準モードに対する少なくとも１つの換気流量差と、外部温度との関数として決定される。
−熱交換率値は、換気流量値の関数として、熱交換率値を含むテーブルから選択される。
−システムは、１つのオートマチックモード当たり１つの換気流量テーブルを備える。
−基準モードの熱出力値は、ｎ個のオートマチックモードの全てに関して同じであり、かつ基準モードのルックアップテーブルに対応するルックアップテーブルから取得される。
−選択されたモードの適合出力値は、少なくとも換気流量の関数として、ルックアップテーブルから取得される。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明による１実施形態を示す添付図面を参照し、本発明の非制限的な実施形態に関する以下の説明を一読することにより明らかとなるであろう。

図１は、本発明による車両の車室内の温度を調整するループのブロック図である。 図２は、送風空気温度値がどのようにして決定されるかを示すブロック図である。

以下の記述において、信号ＳＶｘは物理値Ｖｘを表わす信号である。更に、簡易化のために、説明は、３つの異なるオートマチックモードを備えるシステムに限定して行なわれるが、決してこのようなシステムに限定するものではなく、本システムは少なくとも２つのオートマチックモードに適用することができる。

自動空調システム１０を図１に示す。このシステムは、暖房／換気／空調（ＨＶＡＣ）ユニット２を制御する空調コンピュータ１を備える。このユニットは、車室に適用されるパラメータの関数として送風空気混合フラップの位置、及び冷気生成ループの動作を変更することにより、自動車の車室３内の温度を変化させることができる。

空調コンピュータ１は、ユーザが選択したオートマチックモードＭＯＤＳと、温度設定ポイントθ_Ｃと、及び車室３の外部の温度θ_ＥＸＴとをそれぞれ表わす信号を受信する。車室温度センサ４によって車室内の温度θ_ＨＡＢを測定することにより、コンピュータ１は設定ポイント温度θ_Ｃへの収束を確実に行なうことができる。

これらの信号に基づいて、空調コンピュータ１は、ＨＶＡＣ制御パラメータを決定し、これらのパラメータをＨＶＡＣに転送して、特に空気混合フラップ及び冷気生成ループを駆動する。ＨＶＡＣは、空調コンピュータ１から、送風空気温度θ_ＡＳと、換気流量ＤＥＢと、ユーザが選択したオートマチックモードＭＯＤＳに適する分配ＲＥＰとをそれぞれ表わす信号を受信する。

空調コンピュータ１が他のパラメータを使用して、ＨＶＡＣ制御パラメータを決定することもでき、これらのパラメータは、例えば車室が受け取る日射又は車両速度値を含む。

図２は、送風空気温度θ_ＡＳがコンピュータ１によってどのように決定されるかを表わす１実施形態を示している。

送風空気温度θ_ＡＳは、選択されたオートマチックモードの熱出力値Ｐ_ＭＯＤＳと、熱交換率値Ｃ_ＥＣＨと、選択されたオートマチックモードの換気流量値ＤＥＢ_ＭＯＤＳとに基づいて決定される。この送風空気温度θ_ＡＳは、所定の制御則Ｌに従って、又は別の構成では開発中に作成されるルックアップテーブルに基づいて決定することができる。例えば、以下の制御則を使用することができる。

熱交換率Ｃ_ＥＣＨは、定数と捉えるか、又は換気流量ＤＥＢの関数であると考えることができるので、空調システム１０の開発中に構築されるルックアップテーブルに載せておくことができる。

選択されたオートマチックモードの熱出力Ｐ_ＭＯＤＳは、基準モードの熱出力値Ｐ_ＭＯＤＲの関数として決定される。このために、空調コンピュータ１は、基準オートマチックモードの熱出力値Ｐ_ＭＯＤＲと、この基準モードに適合する適合熱出力値Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}とを合算する。

基準モードの熱出力値Ｐ_ＭＯＤＲは、選択されたオートマチックモードＭＯＤＳに関係なく同じであるルックアップテーブルから得られる。このテーブルは２つの入力項目、すなわち設定ポイント温度θ_Ｃ、及び外部温度θ_ＥＸＴと、基準モードの熱出力値Ｐ_ＭＯＤＲを与える１つの出力項目とを有する。当該熱出力値を得るために、システムが基準モードＭＯＤＲに設定されると、システムは、それぞれの外部温度θ_ＥＸＴの値に望ましい設定ポイント温度θ_Ｃを満たす快適基準を達成することができる出力値Ｐ_ＭＯＤＲを探し出す。

コンピュータ１は、基準モードＭＯＤＲに対する選択モードＭＯＤＳの換気流量差Δ_ＤＥＢと、外部温度θ_ＥＸＴとの関数として、適合熱出力値Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}を決定する。この流量差Δ_ＤＥＢは、基準モードの換気流量値ＤＥＢ_ＭＯＤＲから、選択されたモードの換気流量値ＤＥＢ_ＭＯＤＳを減算することにより得られる。換気流量値ＤＥＢ_ＭＯＤＲと換気流量値ＤＥＢ_ＭＯＤＳの値は、それぞれのルックアップテーブルから取得される。

これらの換気流量ＤＥＢテーブルは、風洞試験により構築することができ、風洞試験では、所定の気候、所定の送風空気温度、及び所定の送風空気分配に関して、所望レベルの快適感の達成を可能にし、かつ例えばダミー熱源を使用して評価される１つの流量値が見つけ出されるまで、一定の範囲の送風空気流量値を精査する。これらの流量値の全ては、固定パラメータ群の値を変更することにより見つけ出される。

コンピュータ１は、システム開発中に構築されるルックアップテーブルから適合熱出力値Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}を取得することができる。この値は、所定の法則を使用する計算により取得することもできる。

ルックアップテーブルは、２つの入力項目、すなわち換気流量差Δ_ＤＥＢと外部温度θ_ＥＸＴとを、対応する適合熱出力値Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}を与える１つの出力項目と組み合わせる。

このルックアップテーブルは、種々のオートマチックモードと種々の外部温度θ_ＥＸＴを精査することにより得られる。基準モードＭＯＤＲとは異なる１つのオートマチックモードが選択され、１つの換気流量差値Δ_ＤＥＢがこのオートマチックモードから推定される。次いで、これにより、所望の快適値を達成することができる適合熱出力Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}が与えられる。この演算が、他のオートマチックモード群に対して行なわれ、次いで考慮される外部温度θ_ＥＸＴの各値についてこれらの演算が繰り返される。

概括すると、オートマチックモードの数を増やすことは、送風空気温度θ_ＡＳと換気流量ＤＥＢそれぞれのルックアップテーブルの対を、それと同じだけ定義することを伴う。即ち、オートマチックモードの数をｎとすると、２^ｎ個のルックアップテーブルが必要である。

本発明によれば、オートマチックモードの数がｎである場合、ｎ個の換気流量ＤＥＢルックアップテーブルと、１つの基準モードにおける熱出力Ｐ_ＭＯＤＲの１つのテーブルと、適合出力Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}の１つのテーブル、すなわち（ｎ＋２）個のルックアップテーブルと、１つの制御則Ｌと、１つの熱交換率Ｃ_ＥＣＨとを用いるだけで十分である。

従って、コンピュータ１の記憶容量を減らすことができ、空調システム開発を簡易化することができる。これは、益々多くのユーザ及び気候に適するように空調システムを構成する必要があるので極めて有益であり、これによってオートマチックモードの数を実質的に増やすことができる。

Claims (7)

1. ｎ個の所定のオートマチック制御モードで作動する機能を備える車両用空調システム（１０）であって、選択されたオートマチックモード（ＭＯＤＳ）の関数として、送風空気温度値（θ_ＡＳ）、換気流量値（ＤＥＢ）、及び分配制御値（ＲＥＰ）を決定することにより、車室（３）内の温度（θ_ＨＡＢ）を設定ポイント温度（θ_Ｃ）に向かって調整することができる暖房／換気／空調（ＨＶＡＣ）ユニット（２）を制御する機能を有するコンピュータ（１）を備えており、ＨＶＡＣ（２）に供給される、選択されたオートマチックモード（ＭＯＤＳ）の送風空気温度値（θ_ＡＳ）が、選択されたオートマチックモードの換気流量値（ＤＥＢ_ＭＯＤＳ）と、選択されたオートマチックモードの熱出力値（Ｐ_ＭＯＤＳ）と、熱交換率値（Ｃ_ＥＣＨ）との関数として決定されることを特徴とする、空調システム（１０）。
2. 選択されたモードの熱出力値（Ｐ_ＭＯＤＳ）が、基準モードの熱出力値（Ｐ_ＭＯＤＲ）と、この基準モードに適合する適合熱出力値（Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}）との関数として決定されることを特徴とする、請求項１に記載の空調システム（１０）。
3. 適合熱出力値（Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}）が、基準モードの少なくとも１つの換気流量差（Δ_ＤＥＢ）と、外部温度（θ_ＥＸＴ）との関数として決定されることを特徴とする、請求項２に記載の空調システム（１０）。
4. 熱交換率値（Ｃ_ＥＣＨ）が、換気流量値（ＤＥＢ）の関数として、熱交換率値を含むテーブルから選択されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の空調システム（１０）。
5. １つのオートマチックモードに１つの換気流量テーブル（ＤＥＢ）を備えることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の空調システム（１０）。
6. 基準モードの熱出力値（Ｐ_ＭＯＤＲ）が、ｎ個のオートマチックモードの全てに同一の、基準モード（ＭＯＤＲ）のルックアップテーブルに対応するルックアップテーブルから取得されることを特徴とする、請求項２ないし５のいずれか一項に記載の空調システム（１０）。
7. 選択されたモードの適合熱出力値（Ｐ_{ＡＤＡＰＴ}）が、少なくとも換気流量（ＤＥＢ）の関数として、ルックアップテーブルから取得されることを特徴とする、請求項２ないし６のいずれか一項に記載の空調システム（１０）。

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