JP2012162197A - シート空調装置を備えた車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】必要吹出温度(TAO)に基づき車室内の吹出温度制御する車両用空調装置と、車室内空気をシート内に吸い込み、少なくとも単位時間当たりのシート空調風量(Va)を制御してシート空調を行うシート空調装置(5)を備えた空調装置において、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、前記シート空調風量(Va)を増量して該増量したシート空調風量に対し、必要吹出温度(TAO)を上昇しても無感とされる同一温感線に基づき補正量(H)を算出して、該補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正する空調装置。
【選択図】図6
Description
この技術は、ハイブリッド車(HV車)やエコノミーランニングシステム搭載車(アイドルストップ車)などの車両において、通常走行以外の時(停止時等)にエンジンの停止時間を長くすることを目的として、シート空調能力とエアコン能力を調整することで省エネにしている。
シート空調装置5は、背当て部3cおよび着座部3bからなるシート3と、このシート3の下部に形成された空間6に配設された送風機51と、この送風機51を制御するシート空調制御装置37bおよびシート空調操作パネル54とを備えている。
送風ダクト22の上流側には、車室外の空気(外気)を吸入する外気吸込口23a、23bと車室内の空気(内気)を吸入する内気吸入口24a、24bとが設けられ、これら各吸入口23a、23b、24a、24bから吸入する内外気の混合割合が内外気ドア25a、25bによって切り替えるようになっている。外気吸込口、内気吸入口のそれぞれの吸込口の数は上記例示に限定されず、適宜設定される。
オートエアコンの制御、システムのハード構成については、上記例に限らず、非特許文献1の88〜94頁、93頁の図5.20に記載した制御を適用すると良い。
図3は、シート空調装置の風量と同一温感線との関係を示す吹出温度上昇効果概要図である。これは、冷房時に、シート空調による吹出温度の上昇効果を示す一例である。ここで、A/C(エアコン)吹出温度は、必要吹出温度(TAO、非特許文献1の89、90頁参照)を指している。必要吹出温度は、目標吹出温度ともいう。
これらの同一温感線の求め方について、簡単に触れておくと、官能評価(人による評価)に基づいている。つまり、シート風量と吹出温度を変化させ温感を申告することで同一温感線を設定するものである。なお、官能評価は既に周知の手段により確立している。
このような図3の結果は、次のように定性的にも説明され得る。人が発する熱を、車両用空調装置のみではなく、シート空調により着座部からも放熱(人から見て)できるから、その分車両用空調装置の能力を低減しても温感は等しくなると考えられるからである。
以上説明したように、常にエンジンが作動しているコンベ車では、いかにして燃費を下げるかが課題である。コンプレッサ動力を下げ、燃費の上がるアイドルアップさせることなくコンプレッサ(COMP)を回せる領域を広げることができる。なお、目標エバ後温度を一例として必要吹出温度に比例するように制御すれば、燃費を下げる上でより確実な効果が得られる。
少なくとも、必要吹出温度(TAO)を算出する必要吹出温度算出手段、補正量(H)を算出する補正量算出手段、シート空調風量(Va)を検知して増量したシート空調風量を設定するシート空調風量判定手段、車速が所定値(A)以下であることを判定する車速判定手段、及び、必要吹出温度(TAO)と補正量(H)から目標エバポレータ出口温度を算出する手段を具備しており、
シート空調風量判定手段と車速判定手段により補正量算出手段の補正量を算出して、必要吹出温度と補正量から目標エバ後温度を算出することでコンプレッサ稼働率を低減できる空調装置である。
図4(a)、(b)は、シート空調風量と補正量Hとの関係を示す図である。
図3に見られるように、各温度の同一温感線は、経験的にほぼ平行に推移している。したがって、図4(a)に示すように全ての温度の同一温感線に対して数式で近似しても良い(各温度ごとに精緻に求めても良い)。さらには、算出スピードを上げるために、1次式(直線)で全ての温度の同一温感線に対して次のように近似しても良い。
H=α・Va・・・(式1)
ただし、H 補正量(℃)
α 定数(一例として、0.25)
Va シート空調風量(m3/h)
TAO=Kset・Tset−Kr・Tr−Kam・Tam−Ks・Ts+C
ただし、Tset 設定温度
Tr 車室内温度
Tam 外気温度
Ts 日射強度信号
Kset、Kr、Kam、Ksは各信号のゲイン
C 定数
設定温度、外気温度、内気温度、日射については、非特許文献1などの周知の車両用空調装置で説明されているので、説明を省略する。
この必要吹出温度から、HVACの吹出口モードと風量およびエアミックス開度(A/M開度)を決定する。A/M開度は、熱交換器(目標エバポレータ出口温度Te、ヒータコア(H/C)温度TH)の混合比であり、目標エバポレータ出口温度TeとTH(エンジン水温)から必要吹出温度(TAO)になるよう開度を決定する。したがって、HVACユニットの空調制御において、必要吹出温度(TAO)と目標エバポレータ出口温度は関連して制御されている。
目標エバポレータ出口温度は、フロスト・窓曇り・快適湿度・TAOにより決定される(一例として、フロスト・快適湿度・TAOにより、図5(b)に示した特性となっている)。必要吹出温度(TAO)により目標エバポレータ出口温度を決定している。目標エバポレータ出口温度(目標エバ後温度)からコンプレッサが制御されるのであるから、必要吹出温度(TAO)が上昇すれば、コンプレッサに対する負荷が軽くなり、省エネとなる。
以下、図6を参照して、本発明の一実施形態のシステムの制御の流れの概要を説明する。
Step1において、各センサや設定条件をECUへ入力する(従来技術と同じ)。
Step2において、各入力条件に基づき、必要吹出温度(TAO)を算出する(従来技術と同じ)。
Step3において、シート空調スイッチが作動条件か否かを判定する。ここでシート空調スイッチがOFFを選択されていれば、Step6へ進む。ON(Lo、Hiなども含む)が選択されていればStep4へ進む。
Step5は、シート空調が作動しており、車両も停車(アイドル)状態なので、アイドルアップなしで車両の冷凍サイクルを作動させるには苦しい領域と判断でき、補正量Hを算出する。
この場合、図3で説明した吹出温度上昇効果を予めマップ化しておくことにより、現在のシート空調状態(基準シート空調風量)に応じて上昇可能温度を補正量Hとして算出することが可能となる。もちろん式1などの算出式によって算出しても良い。
Step7において、必要吹出温度と補正量を加算し、真の必要吹出温度として、図5(b)に示す必要吹出温度と目標エバ後温度のマップより目標エバ後温度を算出する(Step8)。
これまで説明した制御内容を繰り返し行うことで、車両走行時においては、従来通りの空調制御、シート空調を実現し、かつ、車両が走行していない(アイドル)状態においては、温感は同等に保ちながら、コンプレッサ動力(稼動率)を低減することが可能となる。
Step3で、Noならば、直ちにStep6に進まないで、Step12で、車速が所定値A(例えば、10キロ以下の所定値)を下回るか否か(停車(アイドル)等の状態)かを判定する。Noは、Step6へ、Yesは、Step13へ進む。
Step13でシート空調を、強制的にONさせ、所定の設定風量でシート空調風量を制御する。Step5と同様に、補正量Hを算出する。以下、図6の場合と同様である。
変形例1
これまで説明した実施形態では、同一温感ベースで説明したが、燃費を優先させるため、図3で説明した同一温感線よりも補正量を大きくしてもよい。補正量を大きくするやり方としては、予め定めた上位の温度の同一温感線(無感領域内)にシフトして、補正量を算出すると良い。
これまで説明した実施形態では、現在のシート空調スイッチの状態から、補正量を算出しているが、現在のスイッチ位置の状態が最大風量でない場合、アイドル状態を検出したら、自動的にシート空調を最大風量(Hi、又は、それ以上のMax値)にした上で、補正量Hを、最大効果を得るように空調制御してもよい。スイッチで最大(Hi)以外、Lo、Miが設定されている場合、例えば、Loが10(m3・h)、Miが15(m3・h)、Hiが20(m3・h)だった場合、Loのときは、H=0.25×10=2.5℃しか吹出温度を上げることができないが、20(m3・h)に変更すれば5℃まで上げられるので省エネ効果を最大限発揮する。
図3に示す吹出温度上昇効果は、車両環境により変化するので、複数条件の効果を予め設定しておき、空調装置の各センサからの入力に応じて選択使用するようにしてもよい。
図3に示す吹出温度上昇効果は、シート空調の中の送風のみの送風シートで説明してきたが、シート空調には熱交換器(冷房器)52(ペルチェなど)を搭載したタイプもあるので、風量だけでなく熱交換器能力を含めた複数条件の効果を予め設定しておき、風量・熱交換器能力や吹出温度に応じて選択使用するようにしてもよい。図8は、変形例4のシート空調を示す図である。図9は、変形例4の、シート空調装置の風量と同一温感線との関係を示す図である。この場合、シート空調風量が増大するに応じて吹出温度上昇効果が立ち上がったもの(点線から実線参照)となる。
シート空調の送風方式は、吹出式を想定して説明したが、吸込式であっても全く同じである。この場合、図3の吹出温度上昇効果は、違ったものとなるので、実験で求める必要がある。
5 シート空調装置
37b シート空調制御装置
51 送風機
TAO 必要吹出温度
Va シート空調風量
H 補正量
Claims (9)
- 必要吹出温度(TAO)に基づき車室内の吹出温度制御する車両用空調装置と、車室内空気をシート内に吸い込み、少なくとも単位時間当たりのシート空調風量(Va)を制御してシート空調を行うシート空調装置(5)を備えた空調装置において、
車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、前記シート空調風量(Va)を増量し、該増量したシート空調風量に対し、無感とされる必要吹出温度(TAO)の補正量(H)を算出して、該補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正する空調装置。 - 前記空調装置の前記車両用空調装置は、少なくともエバポレータ、エアミックスドア、ヒータコアを有するHVACユニット、及び、コンプレッサを稼動してエバポレータに低温の冷媒を供給する冷凍サイクル装置を有しており、
前記補正量(H)に基づき補正された前記必要吹出温度(TAO)から、前記エバポレータの目標エバポレータ出口温度を算出して、前記コンプレッサ稼働率を低減することを特徴とする請求項1に記載の空調装置。 - 前記補正量(H)の算出をマップ又は計算式を用いて行ったことを特徴とする請求項1又は2に記載の空調装置。
- 前記増量したシート空調風量(Va)に対して、同一温感を与える必要吹出温度(TAO)から構成された同一温感線に基づき、補正量(H)を算出したことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の空調装置。
- 前記同一温感線より、補正量(H)が大きくなるような高い温度の同一温感線を選択して、補正量(H)を算出したことを特徴とする請求項4に記載の空調装置。
- 前記シート空調装置(5)は、作動(ON)又は非作動(OFF)とする切替スイッチをさらに具備し、
前記切替スイッチが、非作動(OFF)とされたときであって、かつ、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、強制的に前記シート空調装置(5)を作動(ON)にして、前記補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の空調装置。 - 前記切替スイッチが、前記シート空調風量(Va)を段階的に設定する切替スイッチ位置を備え、
前記切替スイッチ位置が、前記シート空調風量(Va)を最大風量以下に設定する場合、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、強制的に前記シート空調風量(Va)を最大風量にして、前記補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正することを特徴とする請求項6に記載の空調装置。 - 前記シート空調装置(5)に、熱交換器(52)を具備したことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の空調装置。
- 前記シート空調装置(5)が、シートに着座した乗員に対する送風を、吹出し又は吸込みによって行ったことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の空調装置。
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