JP2540867B2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車用空気調和装置に関し、詳しくは車室
内の目標温度を表示する機能を備えた自動車用空気調和
装置に関する。

［従来の技術］ 自動車室内の空気調和を行なう自動車用空気調和装置
は、車室内の温度や湿度を目標値に制御するものであ
り、目標とする温度等は、通常、乗員により所望の値に
設定される。自動車用空気調和装置は、車室内の温度に
関与するパラメータ、例えば車室内の温度や日射量等と
乗員により設定された目標温度との基づいて、車室内へ
の吹出空気の温度や風量等の状態を、エアミックスダン
パやブロア等の送風手段を駆動することにより制御す
る。例えば車室内温度と目標温度とがかけ離れている
と、送風手段がその能力を最大限に発揮する状態で送風
を行なうよう制御して、車室内の温度を速やかに目標温
度に制御するのである。

従って、自動車用空気調和装置は、常に最も効果的に
働いており、途中で目標温度の設定を変更した方が短時
間に所望の車室内温度が得られるということはない。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、かかる自動車用空気調和装置を実際に
使用している乗員の振舞いを観察してみると、目標温度
をしばしば変更しているという事実が判明した。即ち、
例えば真夏のように空気調和開始時の車室内温度がかな
り高いときには、最終的な車室内の温度を25［℃］にし
たい場合でも、一旦目標温度を18［℃］程度に設定し、
車室内の温度が下がった後、元の目標温度（25［℃］）
に戻しているのである。この間、自動車用空気調和装置
は、その最大の能力（いわゆるマックスクール）で冷風
を吹き出しており、乗員によるこうした目標温度の設定
の変更は、実質的な意味がほとんどなく、いわゆ心理的
な満足が得られるに過ぎない。

しかも、こうした目標温度の設定の変更は、乗員が運
転中にハンドルから手を離して設定器等を調整すること
により行なわれるから、車両運転の安全性の観点から好
ましいこととではない。また、目標温度を設定する設定
器等を何度も操作することになるので、設定器等の耐久
性性を低下させる恐れがあるという問題を招致する。

本発明の自動車用空気調和装置は、目標温度に対する
かかる問題を解決することを目的としてなされた。

発明の構成 かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明
する。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の自動車用空気調和装置は、第１図に例示する
ように、 車室内M1は温度制御された空気を吹き出す送風手段M2
と、 前記車室内M1の制御用目標温度を設定する目標温度設
定手段M3と、 表示用目標温度を車両乗員に表示する目標温度表示手
段M4と、 前記車室内M1の温度に関与するパラメータを検出する
温度検出手段M5と、 前記目標温度設定手段M3によって設定された制御用目
標温度と前記温度検出手段によって検出されたパラメー
タとに基づいて前記送風手段M2を制御し、前記車室内M1
への吹出空気の状態を制御する吹出空気制御手段M6と を備えた自動車用空気調和装置において、 前記目標温度表示手段M4は、前記車両乗員の体感を反
映した所定のパラメータに基づいて、表示される前記表
示用目標温度を補正する表示温度補正手段M7を備えたこ
とを特徴とする。

ここで、送風手段M2は、空気調和として暖房のみを行
なう場合には、ヒータコアへの温水の水量を制御するこ
とにより温度制御する構成やヒータコアを通過する空気
量を制御する構成をとることができ、冷房も行なう場合
には、周知のエアミックスダンパ方式あるいはリヒート
方式の構成を採用することができる。

目標温度設定手段M3は、例えば、スライドボリューム
やテンキーを操作して温度を設定する構成としてもよい
し、キーを押す度にあるいはキーを押しているあいだ設
定温度がインクリメントもしくはデクリメントする構成
としてもよい。また、設定の容易化を図って、音声入力
や乗員に固有のカード等のセットにより設定する構成と
してもよい。

目標温度表示手段M4は、例えば、数桁のディジタル表
示により表示用目標温度を表示する構成としてもよい
し、発光ダイオードのバー等によりいわばアナログ的に
表示する構成としてもよい。また、所定のタイミングで
音声により報知する構成としてもよい。

温度検出手段M5は、車室内M1の温度に関与するパラメ
ータを検出する手段であり、こうしたパラメータとして
は、例えば、車室内M1の温度自体の他、車外温度，日射
量，湿度，吹き出しモードあるいはこれらの変化率等を
考えることができる。温度検出手段M5は、これらのパラ
メータを総て検出するものとしてもよいし、これらのい
くつかを検出する構成としてもよい。

目標温度表示手段M4に備えられた表示温度補正手段
は、車両乗員の体感を反映した所定のパラメータに基づ
いて、表示される表示用目標温度を補正するものであ
り、こうしたパラメータとして送風手段M2の送風能力の
限界、いわゆるマックスクールやマックスホットの状態
や、車室内M1の温度は，車外温度，日射量あるいはこれ
らの組合せを用いることができる。また、温度検出手段
M5により検出されたパラメータを利用する構成としても
よい。

更に、表示温度補正手段M7は、吹出空気制御手段M6の
起動後、所定期間表示温度の補正を行なうよう構成する
ことも、乗員による目標温度設定手段M3の操作回数を減
らし、かつ乗員の選択を空気調和に十分反映させる上で
好適である。

［作用］ 上記構成を有する本発明の自動車用空気調和装置は、
目標温度設定手段M3により設定された制御用目標温度
と、温度検出手段M5によって検出されたパラメータとに
基づいて、吹出空気制御手段M6により、送風手段M2を制
御して、車室内M1への吹出空気の状態を制御し、車室内
M1の温度を制御用目標温度とする。このとき、本発明の
自動車用空気調和装置は、目標温度表示手段M4により表
示用目標温度を表示するが、表示される表示用目標温度
は制御用目標温度と必ずしも同じではなく、表示温度補
正手段M7により、車両乗員の体感を反映した所定のパラ
メータに基づいて補正される。

尚、こうした自動車用空気調和装置の構成は、表示温
度補正手段M7を有しない構成に対して、いわゆるオプシ
ョンとして選択的に付加するものとしてもよい。

［実施例］ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにする
ため、次に本発明の自動車用空気調和装置の好適な実施
例について説明する。第２図は実施例としての自動車用
空気調和装置を示す概略構成図である。

この自動車用空気調和装置は、第２図に示すように、
車室１の前方部に配置された通風ダクト２内にいわゆる
空調ユニットを設けたものであり、吸気口側より順に、
内気と外気との取り込む割合を換える内外気切換ダンパ
３と、車室１内へと吹き出す空気量を決めるブロワ４
と、エバポレータ5aおよびヒータコア5bを有しエアミッ
クスダンパ5cの開度により吹き出される風の温度を決定
するエアミックス部５とが備える。また、通風ダクト２
から車室１への温風ないし冷風の吹き出し部位には、吹
き出し空気をデフロスタ吹出口1aとベント吹出口1bもし
くはヒータ吹出口1cとに切り換える吹出口切換ダンパ６
と、ベント吹出口1bとヒータ吹出口1cとをさらに切り換
えるベント・ヒータ切換ダンパ７とが取り付けられてい
る。この内外気切換ダンパ3,ブロワ4,エアミックス部5,
吹出口切換ダンパ６およびベント・ヒータ切換ダンパ７
は、それぞれ内外気切換用アクチュエータ8,ブロワモー
ト9,エアミックス部駆動部10,吹出口切換用アクチュエ
ータ11およびベント・ヒータ切換用アクチュエータ12に
より駆動されるように構成されている。

また、エアミックス部駆動部10は、エバポレータ5aに
接続されたコンプレッサ10aと、ヒータコア5bに対して
エンジンE/Gの冷却水を循環させる管路に設けられたウ
ォータバルブ10bと、このウォータバルブ10bを開閉駆動
することでヒータの暖房能力を増減するウォータバルブ
駆動部10cと、エアミックスダンパ5cの開度調整を行う
バルブ駆動部10dとを備えている。

これらの各アクチュエータおよび駆動部は、電子制御
装置20に接続されており、電子制御装置20からの制御指
令を受けて、エアミックス部５はその吹出空気温度TAO
を、ブロアモータ９はより吹出空気量Ｑを、吹出口切換
用アクチュエータ11およびベント・ヒータ切換用アクチ
ュエータ12は吹出モードを、各々調整・設定する。

こうした制御指令を発する電子制御装置20は、周知の
CPU21,ROM22,バッテリバックアップされたRAM23,タイマ
25を中心とする算術論理演算回路として構成されてお
り、上述したアクチュエータ・駆動装置に接続された出
力ポート26の他、入力ポート28,設定器入出力ポート29
を備える。入力ポート28には、A/D変換器30を介して、
車室１内の温度Trを検出する内気温センサ31、日射量Ｓ
を検出する日射センサ33、外気温Tamを検出する外気温
センサ35、エンジンE/Gの冷却水温Twを検出する水温セ
ンサ37、エバポレータ5aからの冷気の温度TEを検出する
エバポレータ出口温センサ39、およびエアミックスダン
パ5cの開度Arを検出する開度センサ41等が接続されてい
る。また、設定器入出力ポート29には、吹出空気のモー
ドを設定するモード設定器45および温度設定表示器50が
接続されている。

温度設定表示器50は、インナパネルに設けられてお
り、LEDもしくは蛍光表示管等の２桁の温度表示部51と
車室内温度の目標値（目標温度）を設定する２つの設定
キー55,56とを備える。設定キー55,56は、温度表示部51
の表示を値１ずつインクリメントもしくはデクリメント
するためのものである。この設定キー55,56の操作に応
じて電子制御装置20に出力される信号は、モード設定器
45のキー入力信号と共に、電子制御装置20に対する割込
信号となっており、この割込信号が入力されると、第３
図のフローチャートに示すキー割込ルーチンが起動され
る。

本割込ルーチンが起動されると、まず、操作されたキ
ーの判別がなされ（ステップ60）、設定キー55が操作さ
れた場合には、車室内の目標温度に対応した値である
「制御用目標温度」としての制御用セットＴCNTを１だ
けインクリメントし（ステップ65）、一方、設定キー56
が操作された場合には、この制御用セットＴCNTを１だ
けデクリメントする処理を行なう（ステップ70）。これ
らのいずれかの処理の後、インクリメントもしくはデク
リメントされた新たな制御用セットＴCNTに対応する数
値を温度表示部51に表示する処理を行ない（ステップ7
5）、設定キー55もしくは56の操作がなされたのでこれ
をフラグＦに値１として反映させ（ステップ80）、「RT
N」に抜けて本割込ルーチンを終了する。尚、割込信号
がモード設定器45から出力された場合には、アクチュエ
ータ11,12を駆動して、設定された吹出モードを実現す
るモード設定処理を実行し（ステップ90）、更に、設定
されたモードがデフロスタから吹き出しを行なうデフロ
スタモード（DEF）もしくはデフロスタと共に足元にも
吹き出しを行なうフット・デフロスタモード（FOOT/DE
F）であるか否かを判別する（ステップ95）。デフロス
タモードもしくはフット・デフロスタモードであれば、
既述したステップ80にて、フラグＦを値１にセットし、
これらのモードでなければ何も行なわず、その後、「RT
N」に抜けて本割込ルーチンを終了する。

以上の処理の結果、温度設定表示器50の設定キー55も
しくは56を操作する度に、その温度表示部51に表示され
る数値は、増加もしくは減少される。また、設定キー5
5,56の操作があったことおよび吹出モードがデフロスタ
モードもしくはフット・デフロスタモードであること
が、フラグＦの値（＝１）に反映されることになる。
尚、温度設定表示器50の設定キー55,56が操作されてい
なければ、温度設定表示器50の温度表示部51には、前回
自動車用空気調和装置を動作させたときに用いられRAM2
2に保存されている目標温度が表示されると共に、これ
が制御用セットＴCNTとして採用される。

この自動車用空気調和装置は、車室１内の温度（内気
温）Tr等の各種の温度データや開度センサ41の値などに
基づいて、ブロワ４による風量の増減切換、エアミック
スダンパ5cの開度調整、吸込口および吹出口のダンパ切
換等を実行して、車室１内の温度を温度設定表示器50に
より設定された温度に制御するが、こうした処理と共に
なされる表示制御ルーチンについて、第４図のフローチ
ャートに拠って説明する。

本表示制御ルーチンは、第４図に示すように、空調に
必要な熱量、即ち要求される空調能力を示す値である必
要吹出温度TAOの算出から開始される（ステップ100）。
ここで必要吹出温度TAOとは、温度設定表示器50により
設定された目標温度ＴCNTと内気温Tr等とから次式
（１）により算出されるものであり、車室１内を目標温
度にするために必要とされる吹出温度を意味する。

TAO＝Kc/TCNT−Kr×Tr −Kam×Tam−Ks×Ｓ＋Ｃ ……（１） 尚、ここで、Kr,Kam,Ks,Cは、各々予め定められた定
数である。

ステップ100に続くステップ110では、自動車用空気調
和装置が初めて起動されたときか否かの判断が行なわれ
る。初めて起動されたときとは、起動直後のみを意味す
るのではなく、ここではフラグＦの値が０である間をい
う。尚、フラグＦの値は、自動車用空気調和装置に電源
が投入された直後に実行される図示しない初期化の処理
において値０にリセットされている。

従って、自動車用空気調和装置の起動直後には、ステ
ップ110での判断は「YES」となり、続いて必要吹出温度
TAOの範囲の判別がなされる（ステップ120）。必要吹出
温度TAOが10［℃］未満の場合には、通風ダクト２内の
空調ユニットは、いわゆるマックスクールの状態にある
として、タイマ25に設定されるタイマカウンタTcをカウ
ントダウンし（ステップ130）、その値Tcを用いて次式
（２）により、オフセットＴを求める処理を行なう（ス
テップ140）。

Ｔ＝α１＋Tc ……（２） 尚、式（２）において、係数α１は、正の値（α１＞
０）として予め定められている。

一方、ステップ120の判断において、必要吹出温度TAO
が50［℃］を越えていると判断された場合には、空調ユ
ニットはいわゆるマックスホットの状態にあるとして、
ステップ130,140と同様に、まずタイマカウンタTHをカ
ウントダウンし（ステップ150）、この値THを用いて次
式（３）からオフセットＴを算出する（ステップ16
0）。

Ｔ＝α２×TH ……（３） 尚、式（３）において、係数α２は、負の値（α２＜
０）として予め定められている。

上述したように、空調ユニットがマックスクールない
しマックスホットの場合には、オフセットＴの値を計算
した後、処理はステップ170以下に移行し、このオフセ
ットＴを制御用セットＴCNTから減算して「表示用目標
温度」としての表示用セットＴSETを求める（ステップ1
70）。その後、こうして求めた表示用セットＴSETを温
度設定表示器50の温度表示部51に表示し（ステップ18
0）、「NEXT」に抜けて本ルーチンを一旦終了する。

この結果、必要吹出温度TAOが、10［℃］未満もしく
は50［℃］を越えている場合には、制御用目標温度であ
る制御用セットＴCNTからオフセットＴだけ低い値（10
℃未満のマックスクールの場合）もしくは高い値（50℃
を超えているマックスホットの場合）が、表示用セット
ＴSETとして算出され、温度表示部51に表示される。し
かも、このオフセットＴをタイマカウンタTCもしくはTH
の値を利用して算出しているので、本表示制御ルーチン
が実行される度に、換言するならば、自動車用空気調和
装置が動作を開始してから時間が経過するにしたがっ
て、表示用セットＴSETの値は、制御用セットＴCNTの値
に漸次近付いていく。この様子を示したのが、第５図の
グラフである。空気調和における暖房能力、冷房能力の
差異を考慮して、オフセットＴの計算における係数α1,
2を定めているので、第５図に示すように、マックスク
ールの場合の表示用セットＴSETの方が、マックスホッ
トの場合に較べて緩やかに制御用セットＴCNTに近付い
ていくとことが了解される。例えば、夏の暑い日で車室
内温度が相当高く、制御用セットＴCNTと車室内温度の
差が大きくてマックスクールとなる場合には、最終的な
制御用セットＴCNTが25℃であったとしても、例えば最
初は18℃程度を表示用セットＴSETとして表示し、その
後は所定温度ずつ増えて徐々に制御用セットＴCNTに近
づいていく。例えばその所定温度が１℃であれば19℃→
20℃→21℃→22℃→23℃→24℃→25℃というように徐々
に制御用セットＴCNTに近づいていく。逆に、冬の寒い
日で車室内温度が相当高く、制御用セットＴCNTと車室
内温度の差が大きくてマックスホットとなる場合には、
最終的な制御用セットＴCNTが25℃であったとしても、
最初はそれよりも高い温度が表示され、その後は所定温
度ずつ減って徐々に制御用セットＴCNTに近づいてい
く。但し、上記マックスクールの場合よりは減る割合が
大きいため、上述したように、マックスクールの場合の
方がこのマックスホットの場合よりも緩やかに制御用セ
ットＴCNTに近づいていくこととなる。

尚、本ルーチンを含む空気調和を実行する処理が繰り
返し行なわれた結果、車室１内の温度が目標温度に近付
き、必要吹出温度TAOが10［℃］以上50［℃］以下にな
った場合には（ステップ120）、もはや目標温度の表示
を制御用セットＴSETから高い値もしくは低い値にオフ
セットさせておく必要がないことから、フラグＦに値１
をセットすると共に（ステップ200）、オフセットＴを
値０に設定する（ステップ210）。従って、この場合に
は、温度設定表示器50の温度表示部51には、制御用目標
温度である制御用セットＴSETがオフセットされずにそ
のまま表示される。

また、フラグＦが値１にセットされることから、この
時点以降では、ステップ110の判断は「NO」となり、こ
れ以降は、目標温度の表示のオフセットは生じない。即
ち、フラグＦは、目標温度の表示をオフセットさせる必
要があるか否かを示すものであり、第３図に示したキー
割込ルーチンにおいてフラグＦが値１にセットされた場
合にも、第４図に示す表示制御ルーチンにおける目標温
度のオフセット表示は行なわない。従って、設定キー5
5,56により改めて目標温度の設定がなされた場合、ある
いは吹出モードがデフロスモードもしくはフット・デフ
ロスモードである場合には、目標温度は、必要吹出温度
TAOのいかんに拘らず、そのまま表示される。

以上説明した本実施例の自動車用空気調装置によれ
ば、目標温度と車室１内の温度Trとの偏差が極めて大き
い場合等（空調装置がマックスクールもしくはマックス
ホットの場合）には、前回設定された目標温度に対して
温度表示部51に表示される温度（ＴSET）を、より高い
温度（マックスホットの場合）もしくはより低い温度
（マックスクールの場合）に所定期間オフセットさせ、
漸次目標温度（ＴCNT）に近付いていく。従って、車室
１内における乗員の体感温度が快適な温度から大きく外
れているような場合に、目標温度を最終的に目標とする
温度より更に高い（もしくは低い）温度に再調整しよう
とする乗員の心理を先取りして表示することになる。こ
の結果、乗員による目標温度の再調整の回数は低減さ
れ、車両運転上の安全性および設定キー55,56等の耐久
性の向上を図ることができる。尚、本実施例の自動車用
空気調和装置によれば、車室１内の温度が目標温度に近
付いた場合の他、温度設定表示器50の設定キー55,56を
操作すると、こうした目標温度の表示のオフセットは行
なわないので、操作性を損なうことはない。また、吹き
出しモードをデフロスタモード等にした場合にも、表示
温度のオフセットを行なわないのは、デフロスタモード
等は、車室１内の温度の調整というより、フロントガラ
スの曇り止めといった機能に着目して使用されることが
多いからである。

以上説明した本実施例の自動車用空気調和装置は、目
標温度の表示をソフトウェアによりオフセットさせるだ
けなので、ハードウェアの変更を必要とせず、これをオ
ブション装置とすることも容易である。また、既存の自
動車用空気調和装置に後から取り付けることも容易であ
り、既存装置の有効利用を図ることができる。

次に本発明の第２実施例について説明する。第２実施
例の自動車用空気調和装置は、第１実施例と同様の装置
・構成を有し、目標温度の表示をオフセットさせる条件
およびオフセットＴの算出の手法のみ異なる。第６図
は、第２実施例における表示制御ルーチンを示すフロー
チャートであるが、第１実施例の第４図ステップ100に
相当するステップは省略してある。

本実施例では、フラグＦの値が０の間は（ステップ21
0）、外気温Tamについて判別し（ステップ220）、外気
温Tamが０［℃］未満もしくは30［℃］を越えている場
合には、車室１内の温度（内気温）Trと目標温度に相当
する制御用セットＴCNTとの偏差ΔＴを算出し（ステッ
プ230）、偏差ΔＴと係数βとに基づいてオフセットＴ
を算出する（ステップ240）。その後、オフセットＴを
用いて表示用セットとＴSETを算出する処理（ステップ2
70）、表示用セットＴSETを温度表示部51に表示する処
理（ステップ280）を行なうが、これらは、第１実施例
と同様である。また、フラグＦの値が０でなくなった場
合、および外気温Tamが０［℃］以上30［℃］以下の場
合には、これも第１実施例と同様に、フラグＦを値１に
セットし（ステップ290）、オフセットＴを値０に設定
する処理（ステップ300）を行なう。

以上説明した本実施例の自動車用空気調和装置は、第
１実施例と同様の効果を奏する上、第４図と第６図とを
比較すれば直ちに明らかであるように、タイマカウンタ
を必要としない等、その処理を簡略化することができる
という利点を有する。また、車外の気温（外気温）Tam
に従って、目標温度をオフセットさせて表示するか否か
を判断しているので、車両に乗り込んだ直後の乗員の心
理的な判断を一層的確に反映することができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
うした実施例に何等限定されるものではなく、例えば目
標温度の表示のオフセットＴを内気温Trと目標温度との
偏差に応じて実施する構成や車室１内の温度の変化率に
応じてオフセットＴの大きさを変えていく構成、あるい
はオフセットさせて表示している間はその表示を点滅さ
せる構成等、本発明を要旨を逸脱しない範囲において、
種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の自動車用空気調和装置
によれば、車室内の空気調和の完了までに、目標温度設
定手段を操作しようとする心理的な欲求が低減され、操
作回数が減るので、車両運転上の安全性および目標温度
設定手段の耐久性の向上を図ることができるという優れ
た効果を奏する。また、本発明の自動車用空気調和装置
は、従来から存在する装置を若干変更するだけで実現で
きるので、既存装置の有効利用を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
２図は本発明の一実施例としての自動車用空気調和装置
を示す概略構成図、第３図は同実施例におけるキー割込
ルーチンを示すフローチャート、第４図は第１実施例に
おける制御表示ルーチンを示すフローチャート、第５図
は第１実施例における表示用目標温度である表示用セッ
トＴSETの変化の様子を示すグラフ、第６図は本発明第
２実施例における制御表示ルーチンを示すフローチャー
ト、である。 １……車室 ５……エアミックス部 20……電子制御装置 31……内気温センサ 33……日射センサ 35……外気温センサ 45……モード設定器 50……温度設定表示器 51……温度表示器 55,56……設定キー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車室内に温度制御された空気を吹き出す送
   風手段と、 前記車室内の制御用目標温度を設定する目標温度設定手
   段と、 表示用目標温度を車両乗員に表示する目標温度表示手段
   と、 前記車室内の温度に関与するパラメータを検出する温度
   検出手段と、 前記目標温度設定手段によって設定された制御用目標温
   度と前記温度検出手段によって検出されたパラメータと
   に基づいて前記送風手段を制御し、前記車室内への吹出
   空気の状態を制御する吹出空気制御手段と を備えた自動車用空気調和装置において、 前記目標温度表示手段は、前記車両乗員の体感を反映し
   た所定のパラメータに基づいて、表示される前記表示用
   目標温度を補正する表示温度補正手段 を備えたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】前記表示温度補正手段は、パラメータの一
   つとして前記送風手段の送風量や吹出空気温度の調整量
   等の空調能力を示す値を用いることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の自動車用空気調和装置。
3. 【請求項３】前記表示温度補正手段は、前記吹出空気制
   御手段の起動後、所定期間は前記表示用目標温度の補正
   を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の自動車用空気調和装置。