JP2016007943A - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】日射センサを用いずに、簡単かつ安価な構成により、走行後における日射量の変化に応じて、風量の増減等により体感温度を補正できるようにする。
【解決手段】オートエアコンＥＣＵにより、内気温度センサによる検出内気温度が取り込まれ（ステップＳ１）、外気温度センサによる検出外気温度が取り込まれ（ステップＳ２）、内気温度センサによる検出内気温度がほぼ一定の状態から上昇し始めて、上昇し始めてからの検出内気温度の変化率と、検出外気温度の変化率との差と、読み出された設定値とが比較されて、差が設定値以上であれば日射があると判定され（ステップＳ３のＹＥＳ）、差に応じてブロアモータの制御によるブロア風量を増大するなど、日射時空調制御が行われて日射ありとの判定前後における体感温度の相違の補正が行われる（ステップＳ４）。
【選択図】図４

Description

本発明は、車室内の空調制御を行う装置であって、日射があること検知して空調制御を行う車両用空調制御装置に関する。

一般に、車室内の空調制御を行う車両用空調制御装置は、空調動作モード選択スイッチの操作より、自動制御モードと、フェイス吹出口・フット吹出口・デフロスタ吹出口の開閉状態を切り替えるための吹出モード切替スイッチの操作に基づくマニュアル制御モードのいずれか制御モードが選択され、自動制御モードが選択されると、車室内が設定温度になるように自動制御モードでの制御を実行し、マニュアル制御モードが選択されると、吹出モード切替スイッチの操作ごとに、乗員の上半身に向けて空調風をフェイス吹出口のみから吹き出すフェイスモード、乗員の上半身および乗員の足元に向けてフェイス吹出口およびフット吹出口の両方から空調風を吹き出すバイレベルモード、乗員の足元に向けてフット吹出口のみから空調風を吹き出すフットモード、乗員の足元およびフロイントガラスに向けてフット吹出口およびデフロスタ吹出口の両方から空調風を吹き出すフットデフモードに、吹出モードが順次に切り替える制御を実行するようになっている。

また、この種の制御装置を備えたオートエアコンでは、日射センサを設け、自動制御モードの制御実行中に、日射により車室内に差し込む太陽光の増加に伴って増大する熱量を補正することが行われる。しかしこの場合、日射センサが必要でコストの上昇を招くため、従来、日射センサを用いずに車室内への日射に伴う熱量の補正を行えるようにすることが提案されている。

具体的には、イグニッションｏｎ信号の入力の際に車室内温度センサにより測定された室内温度ＩＮＣと、目標者室内温度Ｔｐｃｔ’との差温ΔＴを演算し、演算された差温ΔＴを日射量と推定して、日射による体感温度の相違の補正量を算出して補正を行うというものである（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２５４５３１号公報（段落００３２〜００３６参照）

しかし、上記した特許文献１に記載のものでは、イグニッションｏｎの時の車室内温度の実測値と目標車室内温度との差温を日射量として推定して所定の補正を行うに過ぎないため、走行後における日射量変化に対して体感温度の相違を補正することができず、実用性に欠けるという問題がある。

本発明は、日射センサを用いずに、簡単かつ安価な構成により、走行後における日射量の変化に応じて、風量の増減等により体感温度の相違を補正できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車両用空調制御装置は、車室内の空調制御を行う装置であって、日射があること検知して空調制御を行う車両用空調制御装置において、車室内の内気温度を検出する内気温度検出手段と、車室外の外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記内気温度検出手段による検出内気温度がほぼ一定の状態から上昇する変化率と、前記外気温度検出手段による検出外気温度が上昇する変化率との差が設定値より大きければ、日射があると判定する判定手段と、前記判定手段により日射があると判定されたときに前記検出内気温度の変化率と前記検出外気温度の変化率との差に応じて、前記判定手段による日射があるとの判定前後における体感温度の差をなくすような日射時空調制御を実行する制御手段とを備えることを特徴としている（請求項１）。

請求項１に係る発明によれば、検出内気温度がほぼ一定の状態から上昇する変化率と、検出外気温度が上昇する変化率との差が設定値より大きければ、判定手段により日射があると判定され、制御手段により、検出内気温度の変化率と検出外気温度の変化率との差に応じて、判定前後における体感温度の差をなくすような日射時空調制御が実行されるため、例えば日陰の走行が継続している状況から日向の走行に切り替わって日射による太陽光が車室内に差し込んだ場合に、日射センサを用いなくても日射があることを的確に検知でき、簡単かつ安価な構成により、走行後における日射量の変化に応じて、風量の増減等の空調制御の実行により体感温度の相違を補正することが可能になる。

本発明に係る車両用空調制御装置の一実施形態の概略構成図である。 図１の制御系の要部のブロック構成図である。 図１の動作説明図である。 図１の動作説明用フローチャートである。

本発明の一実施形態について、図１ないし図４を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態におけるオートエアコン１は、車室内に空気を送るダクト２内に、後に詳述するオートエアコンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により複数段の強弱に制御されるブロアモータ３によって駆動されるブロアファン４、エバポレータ５、エアミックスドア６、ヒータコア７が空気流路の上流側から順次配設されている。

ブロアファン４の上流にあたるダクト２の入口側には、空気導入口である内気導入口９および外気導入口１０が形成され、オートエアコンＥＣＵに設けられた内外気切替スイッチの車両乗員による操作に基づき、オートエアコンＥＣＵにより制御される内外気切替ダンパサーボモータ１１により、両導入口９，１０の内側に設けられた内外気切替ダンパ１２が駆動され、両導入口９，１０のうちいずれか一方が開放されて他方が閉塞され、内気または外気がダクト２内に導入されるようになっている。

エバポレータ５は、冷凍サイクルの途中にあたるブロアファン４の下流側に配設され、オートエアコンＥＣＵに設けられたエアコン電源スイッチ（以下、エアコンスイッチという）の車両乗員によるオン操作により、図示しないコンプレッサがエンジンに接続されてエンジンの回転により駆動されて冷媒が圧縮され、高温高圧状態となった冷媒が図示しないコンデンサで放熱され、図示しない膨張弁を介してエバポレータ５内に放熱された冷媒が流入して気化することにより、エバポレータ５を通過してダクト２内を流れる空気が熱交換されて冷却される。なお、エバポレータ５の下流にはエバポレータフィンの温度を検出するエバフィン温度センサ１３が配置され、エバフィン温度センサ１３の検出信号がオートエアコンＥＣＵに取り込まれる。

ヒータコア７は、エバポレータ５の下流側であってダクト２の一部を塞ぐように配設され、パイプを介してエンジン冷却水がヒータコア７の内部を流動しており、内気または外気がヒータコア７を通過することにより加熱されるようになっている。このとき、ヒータコア７の通気入口に設けられたエアミックスドア６が、オートエアコンＥＣＵにより制御されるエアミックスドアサーボモータ１４により駆動されて、エアミックスドア６が開閉制御され、ヒータコア７の通気入口の開度が調整され、これによりヒータコア７による内気または外気の加熱温度が制御されるようになっている。

ここで、エアミックスドア６によりヒータコア７の通気入口を全閉した状態が、いわゆるＭＡＸクール（開度０％）の制御状態であり、ヒータコア７の通気入口を開いてダクト２内のヒータコア７が配設されていない通路をエアミックスドア６により全閉した状態（通気入口は全開）が、いわゆるＭＡＸホット（開度１００％）の制御状態であり、エアミックスドア６がクール側に制御されるとエバポレータ５を通って冷やされた空気がほとんど下流に流れ、エアミックスドア６がホット側に制御されるとエバポレータ５を通った空気がヒータコア７により加熱されてから下流に流れる。

ダクト２の最下流部には、デフロスタ吹出口１５、フェイス吹出口１６、フット吹出口１７が形成され、各吹出口１５，１６，１７はそれぞれオートエアコンＥＣＵにより制御されるサーボモータ１８，１９，２０により駆動されるダンパ２１，２２，２３によって開閉制御されるようになっている。

そして、オートエアコンＥＣＵに設けられた空調動作モード選択スイッチ（以下単に、モード選択スイッチという）の車両乗員による操作により、自動制御モードとマニュアル制御モードのいずれかが選択されるようになっており、いまマニュアル制御モードが選択された場合には、オートエアコンＥＣＵに設けられた吹出モード切替スイッチの操作ごとにオートエアコンＥＣＵによりサーボモータ１８，１９，２０が制御されて各ダンパ２１,２２,２３の開度が制御され、乗員の上半身に向けて空調風をフェイス吹出口１６のみから吹き出すフェイスモード、乗員の上半身および乗員の足元に向けてフェイス吹出口１６およびフット吹出口１７の両方から空調風を吹き出すバイレベルモード、乗員の足元に向けてフット吹出口１７のみから空調風を吹き出すフットモード、乗員の足元およびフロイントガラスに向けてフット吹出口１７およびデフロスタ吹出口１５の両方から空調風を吹き出すフットデフモードに、吹出モードが順次（サイリック）に切り替えられ、マニュアル制御モードでの空調制御が行われる。

また、図１では図示省略されているフロントガラスの内面のルームミラー付近にフロンガラスの温度および相対湿度を検出する温湿度センサ２５が配置され、そのほかにも車室内の内気温度を検出する内気温度検出手段である内気温度センサ２６、エンジン冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ２７、車室外の外気温度を検出する外気温度検出手段である外気温度センサ２８が設けられており、これら各センサの検出信号がオートエアコンＥＣＵに取り込まれる。

ところで、図２は日射の有無に応じた空調制御を行う制御系のブロック構成図を示しており、図２に示すように、マイクロコンピュータ構成のオートエアコンＥＣＵ３０が設けられ、このオートエアコンＥＣＵ３０には、エアコンを駆動・停止するためのエアコンスイッチ（エアコン電源スイッチ）のほか、エアコンの動作モードとして自動制御モード、マニュアル制御モードのいずれかを選択するためのモード選択スイッチの操作信号が入力されるとともに、デフロスタ吹出口１５、フェイス吹出口１６、フット吹出口１７の開閉状態を切り替えて上記したフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモードの順に吹出しモードを切り替えるための吹出モード切替スイッチの操作信号、空調温度設定用の温度設定スイッチの操作信号が入力される。

さらに、オートエアコンＥＣＵ３０には、送風量の強弱を切り替える風量スイッチの操作信号が入力され、この風量スイッチの操作信号に応じてオートエアコンＥＣＵ３０によりブロアモータ３の動作が制御され、内気導入口９および外気導入口１０のいずれかを開放すべく内外気切替ダンパ１２を手動で切り替えるための内外気切替スイッチの操作信号がオートエアコンＥＣＵ３０に入力され、この内外気切替スイッチの操作信号に応じてオートエアコンＥＣＵ３０により内外気切替ダンパサーボモータ１１が駆動制御され、内外気切替ダンパ１２による内気導入口９および外気導入口１０の開閉が行われるとともに、上記したように、オートエアコンＥＣＵ３０により、エアミックスドアサーボモータ１４が駆動制御されてエアミックスドア６が開閉制御され、ヒータコア７の通気入口の開度が調整されることにより、ヒータコア７による内気または外気の加熱温度が制御されるようになっている。

そして、本発明における判定手段および制御手段としての機能を有するオートエアコンＥＣＵ３０は、図３（ａ）に示すように、内気温度センサ２６による検出内気温度Ｔａがほぼ一定の状態から上昇し始め、上昇し始めの時刻ｔ１から予め定められたｔ時間内に上昇する変化率（以下、変化率ΔＴａという）と、同図（ｂ）に示すように、外気温度センサ２７による検出外気温度Ｔｂが上昇する変化率（以下、変化率ΔＴｂという）との差Ｔｄ（＝ΔＴａ−ΔＴｂ）が設定値Ｔｔｈより大きく、しかも同図（ｃ）に示すようにそのときのブロア風量に変化がなければ日射があると判定し、時刻ｔ１からｔ時間後の時刻ｔ２に日射があると判定すると、検出内気温度Ｔａの変化率ΔＴａと検出外気温度Ｔｂの変化率ΔＴｂとの差Ｔｄに応じて、日射があるとの判定前後における体感温度の差をなくすように、同図（ｃ）に示すように、ブロアモータ３を駆動制御して送風量を増大するなどの日射時空調制御を実行し、日射があると判定した前後（時刻ｔ１または時刻ｔ２の前後）における体感温度の相違を補正する。

このとき、図２に示すように、オートエアコンＥＣＵ３０はメモリ３０ａを内蔵しており、日射による太陽光が差し込んだときの検出内気温度Ｔａの変化率ΔＴａと検出外気温度Ｔｂの変化率ΔＴｂとの差Ｔｄが予め実験的に測定され、そのときの差Ｔｄが設定値Ｔｔｈとして求められ、このような設定値Ｔｔｈが、各検出外気温度Ｔｂごと、各ブロア風量（ブロア段数）ごとに求められてメモリ３０ａにマップ化されて記憶されている。そして、オートエアコンＥＣＵ３０により、現時点における実際の検出外気温度Ｔｂおよびそのときのブロア風量に対応する設定値Ｔｔｈが読み出され、実測された検出内気温度Ｔａの変化率ΔＴａと検出外気温度Ｔｂの変化率ΔＴｂとの差Ｔｄと、読み出した設定値Ｔｔｈとが比較されて日射の有無が判定されるようになっている。

なお、日射があると判定されたときの日射時空調制御のその他の具体例として、上記したようにブロアモータ３を駆動制御して送風量を増大させるほか、内外気切替ダンパサーボモータ１１を駆動制御して外気導入口１０を開放して外気の導入量を増大させたり、エアミックスドアサーボモータ１４を駆動制御してエアミックスドア６の開閉を制御し、ヒータコア７の通気入口の開度を調整してヒータコア７による内気の加熱温度を下げるなどがあり、オートエアコンＥＣＵ３０により、これらのいずれかの制御またはこれらの組み合わせによる差Ｔｄに応じた体感温度の補正が適宜行われる。なお、外気の導入量を増大する場合には冷えにくいので、同時にブロア風量も増大するのが好ましい。また、差Ｔｄに応じた体感温度の補正とは、差Ｔｄが設定値Ｔｔｈより大きければ大きいほど、例えばブロア風量の増大量を大きくし、および／またはヒータコア７による内気の加熱温度の低下度合いを大きくすることである。

次に、オートエアコンＥＣＵ３０による日射時空調制御の動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。

図４に示すように、オートエアコンＥＣＵ３０により、内気温度センサ２６による検出内気温度Ｔａが取り込まれ（ステップＳ１）、外気温度センサ２７による検出外気温度Ｔｂが取り込まれ（ステップＳ２）、内気温度センサ２６による検出内気温度Ｔａがほぼ一定の状態から上昇し始めたときに、そのときの検出外気温度Ｔｂおよびブロア風量に対応する設定値Ｔｔｈがメモリから読み出され、日射があるかどうかの判定がなされる（ステップＳ３）。

このとき、内気温度センサ２６による検出内気温度Ｔａがほぼ一定の状態から上昇し始めて、上昇し始めてからｔ時間内における検出内気温度Ｔａの変化率ΔＴａと、検出外気温度Ｔｂの変化率ΔＴｂとの差Ｔｄ（＝ΔＴａ−ΔＴｂ）と、読み出された設定値Ｔｔｈとが比較されて、差Ｔｄが設定値Ｔｔｈより小さければ日射はないと判定され（ステップＳ３のＮＯ）、上記したステップＳ１に戻り、差Ｔｄが設定値Ｔｔｈ以上であれば日射があると判定され（ステップＳ３のＹＥＳ）、差Ｔｄに応じてブロアモータ３の制御によるブロア風量を増大するなど、日射時空調制御が行われて日射ありとの判定前後における体感温度の相違の補正が行われ（ステップＳ４）、その後、動作は終了する。

したがって、上記した実施形態によれば、検出内気温度Ｔａがほぼ一定の状態から上昇する変化率ΔＴａと、検出外気温度Ｔｂが上昇する変化率ΔＴｂとの差Ｔｄが所定の設定値Ｔｔｈより大きければ、オートエアコンＥＣＵ３０により日射があると判定され、オートエアコンＥＣＵ３０により、検出内気温度Ｔａの変化率ΔＴａと検出外気温度Ｔｂの変化率ΔＴｂとの差Ｔｄに応じて、判定前後における体感温度の差をなくすような日射時空調制御が実行されるため、例えば日陰の走行が継続している状況から日向の走行に切り替わって日射による太陽光が車室内に差し込んだ場合に、日射センサを用いなくても日射があることを検知でき、簡単かつ安価な構成により、走行後における日射量の変化に応じて、風量の増減等の日射時空調制御の実行により体感温度の相違を補正することができ、実用的である。

また、検出外気温度Ｔｂごとおよびブロア風量（ブロア段数）ごとに設定値Ｔｔｈを予め実験的に求めてマップ化したため、車室内を冷やす熱量をより精度よく細やかに補正することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記した実施形態では、メモリ３０ａに、各検出外気温度Ｔｂごと、ブロア風量ごとの設定値Ｔｔｈをマップ化して記憶させた場合について説明したが、各検出外気温度ごとの設定値Ｔｔｈのマップのみを記憶させてもよく、１種類の設定値Ｔｔｈであってもよい。

１ …オートエアコン
２６ …内気温度センサ（内気温度検出手段）
２７ …内気温度センサ（内気温度検出手段）
３０ …オートエアコンＥＣＵ（判定手段、制御手段）

Claims (1)

1. 車室内の空調制御を行う装置であって、日射があること検知して空調制御を行う車両用空調制御装置において、
   車室内の内気温度を検出する内気温度検出手段と、
   車室外の外気温度を検出する外気温度検出手段と、
   前記内気温度検出手段による検出内気温度がほぼ一定の状態から上昇する変化率と、前記外気温度検出手段による検出外気温度が上昇する変化率との差が設定値より大きければ、日射があると判定する判定手段と、
   前記判定手段により日射があると判定されたときに前記検出内気温度の変化率と前記検出外気温度の変化率との差に応じて、前記判定手段による日射があるとの判定前後における体感温度の差をなくすような日射時空調制御を実行する制御手段と
   を備えることを特徴とする車両用空調制御装置。

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