JP2644035B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車室内に送出される空気の状態を車室内外
の環境条件に応じて調整する車両用空調装置に関する。

（従来の技術） 車両には、一般に、車室外の空気もしくは車室内の空
気を、所定の温度や湿度を有するものとなして車室内に
送出する空調装置が装備されている。斯かる空調装置
は、通常、車室内もしくは車室外から送風路に取り込ま
れた空気を、車室内の換気、あるいは、暖房もしくは冷
房に供すべく、送風機を作動させ、さらには、温度調整
を行って、送風路に設けられた空気吹出口部から車室内
に送出するものとされる。そして、空気吹出口部から車
室内に送出される空気の流量及び温度は、車室内外の環
境条件を検出する各種のセンサから得られる検出出力を
取り込むものとされた制御手段により調整されるように
なされており、例えば、実公昭59−36484号公報には、
日射センサから得られる検出出力が制御因子の一つとし
て取り込まれる制御手段によって、送風機の回転速度が
自動制御されるようにされた車両用空調装置が開示され
ている。

（発明が解決しようとする課題） 車両用空調装置に関連して車両に備えられる日射セン
サは、車両が受ける日射量に応じた検出出力を生ずべき
ものとされるが、従来においては、日射光量を検出する
フォトダイオード、あるいは、日射に起因する温度（日
射温）を検出するサーミスタをもって日射センサが構成
されるようにされていることが多い。

しかしながら、フォトダイオードは、例えば、第５図
に、定電圧源により電力供給がなされたもとでの検出光
量Ｅと出力電流FIとの関係が示される如く、検出光量Ｅ
が比較的小であるときには、検出光量Ｅの変化に対する
出力電流FIの変化が大とされるが、検出光量Ｅが比較的
大であるときには、検出光量Ｅの変化に対する出力電流
FIの変化が小になってしまうという特性を有しており、
従って、フォトダイオードにより日射センサが構成され
る場合には、日射光量が比較的大であるもとでは、日射
光量変化に対する検出感度が低いものとされてしまい、
その検出出力が車両が受ける日射量の変化の適正に対応
するものとは言えないものとなる。一方、サーミスタ
は、例えば、第６図に、定電流源により電力供給がなさ
れたもとでの検出温度Ｔと端子間電圧TVとの関係が示さ
れる如く、検出温度Ｔが比較的低いときには、検出温度
Ｔの変化に対する端子間電圧TVの変化が大とされるが、
検出温度Ｔが比較的高いときには、検出温度Ｔの変化に
対する端子間電圧TVの変化が小となってしまうという特
性を有しており、従って、サーミスタにより日射センサ
が構成される場合には、日射温が比較的高いもとでは、
日射温変化に対する検出感度が低いものとされてしま
い、その検出出力が車両が受ける日射量の変化に適正に
対応するものとは言えないものとなる。

従って、フォトダイオードにより日射センサが構成さ
れる車両用空調装置、及び、サーミスタにより日射セン
サが構成される車両用空調装置のいずれにおいても、日
射センサからの検出出力が車両が受ける日射量の変化に
十分に対応するものとならず、それゆえ、車室内に送出
される空気の状態についての車両が受ける日射量の変化
に応じた制御が適正に行われなくなる事態が生じるとい
う不都合が伴われることになる。

斯かる点に鑑み、本発明は、車室内に送出される空気
の状態を、日射センサから得られる検出出力を制御因子
の一つとして含むようにしたもとで、車室内外の環境条
件に応じて制御するにあたり、日射センサから得られる
検出出力に基づいて、室内に送出される空気の状態につ
いての車両が受ける日射量の変化に応じた制御を、改善
された応答性をもって、より適正に行うことができるよ
うにされた車両用空調装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係る車両用空調装
置は、夫々が日射量を検出すべく車両に配された、感応
対象を異にする第１及び第２の日射センサと、車室内外
の空気を選択的に取り込んで車室内に送出する送風手段
と、第１及び第２の日射センサから得られる検出出力に
応じた制御動作を行う制御手段とを備え、制御手段が、
第１の日射センサから得られる第１の検出出力の変化率
と第２の日射センサから得られる第２の検出出力の変化
率とを算出して比較し、第１及び第２の検出出力のうち
変化率が大とされる方を選択し、選択された第１もしく
は第２の検出出力に基づいて、送風手段により車室内に
送出される空気の状態を調整するものとされて、構成さ
れる。

また、より好ましくは、第１及び第２の検出出力を夫
々送出する第１及び第２の日射センサに加えて、日射量
以外の車室内外の環境条件を検出して第３の検出出力を
送出する環境条件センサが備えられ、制御手段が、それ
により選択された変化率が大とされる方の第１もしくは
第２の検出出力と環境条件センサから得られる第３の検
出出力とに基づいて、送風手段により車室内に送出され
る空気の状態を調整するものとされて、構成される。

（作 用） 上述の如くに構成される本発明に係る車両用空調装置
においては、夫々が日射量を検出すべく配される、例え
ば、日射光量と日射温の如くに感応対象を異にする第１
及び第２の日射センサが設けられ、制御手段によって、
第１の日射センサから得られる第１の検出出力と第２の
日射センサから得られる第２の検出出力のうち、その変
化率が大である方が、制御手段による制御動作に用いら
れるようにされる。それにより、制御手段による制御動
作に用いられる第１もしくは第２の検出出力が車両が受
ける日射量の変化に適正に対応するものとされる状態が
多くとられることになり、制御手段により、車室内に送
出される空気の状態についての車両が受ける日射量の変
化に応じた制御が、改善された応答性をもって、より適
正に行われることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第２図は、本発明に係る車両用空調装置の一例が装備
された車両を示す。

第２図において、車両の車体１における車室前方部に
は、車内と車外とを連通させる送風路形成部２が設けら
れており、送風路形成部２にはブロア３が配されてい
る。ブロア３は、それに設けられたブロアモータ７が作
動せしめられることにより駆動されて、車内あるいは車
外の空気を送風路形成部２を通じて車室内に送出するも
のとされている。

また、車体１の車室内部におけるフロントウインドシ
ールド９の下方部分の近傍とされる位置に、日射センサ
収容部50が配置されており、この日射センサ収容部50に
は、車両が受ける日射量を検出すべく配された、第５図
に示される如くの特性を有したフォトダイオードで構成
される第１の日射センサと、第６図に示される如くの特
性を有したサーミスタで構成される第２の日射センサと
が収容されている。さらに、車体１の車室内部には、ブ
ロアモータ７等に対する動作制御を行う制御ユニット60
が設置されるとともに、空調操作パネルがダッシュボー
ド５に組み込まれて配されている。

上述の如くの送風路形成部2,ブロア3,ブロアモータ7,
日射センサ収容部50,制御ユニット60及び空調操作パネ
ルを含んで、本発明に係る車両用空調装置の一例が形成
されており、送風路形成部２及びそれに連結された各部
は、例えば、第３図に示される如くに構成される。

第３図に示される送風路形成部２においては、メイン
ダクト10に、車室前部に配置されるベンチレータ吹出口
4aに通じたベンチレータダクト4,フロントウインドシー
ルド９の内面に臨む位置に配置されるデフロスタ吹出口
6aに通じるデフロスタダクト６、及び、車室前部におけ
る乗員の脚部近傍となる位置に配置されるヒータ吹出口
8aに通じるヒータダクト８が接続されている。ベンチレ
ータダクト4,デフロスタダクト６及びヒータダクト８の
夫々の内部には、メインダクト10に対しての連通状態も
しくは遮断状態を切り換えるべく、流路切換ドア12,14
及び16が配されており、これら流路切換ドア12,14及び1
6は、空調装置に備えられた制御ユニット60から供給さ
れる駆動信号Saに応じて作動せしめられる流路切換ドア
モータ18によって変位せしめられる。

メインダクト10には、車室内の空気を取り入れる内気
取入口20及び車室外の空気を取り入れる外気取入口22が
形成されており、メインダクト10内における内気取入口
20及び外気取入口22に近接する位置には、これら内気取
入口20及び外気取入口22を選択的に開閉するための内外
気切換ドア24が配されている。内外気切換ドア24は、制
御ユニット60から供給される駆動信号Sbに応じて作動せ
しめられる内外気切換ドアモータ26によって変位せしめ
られている。

メインダクト10内における、内外気切換ドア24に近接
する位置には、ブロア３及びブロアモータ７が配されて
いる。ブロア３は、制御ユニット60からブロアモータ７
に供給される駆動信号Scに応じて回転数が制御されるも
のとされ、それにより、車室内に送出される空気の流量
が制御される。

また、メインダクト10内における、ブロア３の下流側
となる所定位置には、エバポレータ27が配置されてい
る。エバポレータ27は、冷媒通路23を介してコンプレッ
サ25及びコンデンサ28に連通せしめられており、これら
エバポレータ27,冷媒通路23,コンプレッサ25及びコンデ
ンサ28等によって冷却動作部が構成されている。コンプ
レッサ25とエンジン19の出力軸とは、ファンベルト29及
び電磁クラッチ30を介して連結されており、エンジン19
に対するコンプレッサ25の断続は、制御ユニット60から
電磁クラッチ30に供給される駆動信号Seに応じて制御さ
れ、それにより、コンプレッサ25が、作動状態もしくは
停止状態とされる。

コンプレッサ25が作動状態とされると、コンプレッサ
25内において冷媒が圧縮され、圧縮された冷媒は、冷媒
通路23を通じてコンデンサ28内に導入され、コンデンサ
28において冷却されて液化した後、冷媒通路23を通じて
エバポレータ27内に供給されて気化せしめられ、それに
より、メインダクト10内の空気が冷却される。

さらに、メインダクト10内における、エバポレータ27
の下流側となる位置には、ヒータコア31が配置されてい
る。ヒータコア31は、冷却水通路32を介してエンジン19
のウォータジャケット等に連通せしめられており、エン
ジン19の作動によって暖められた冷却水が冷却水通路32
を通じてヒータコア31内を循環することにより、メイン
ダクト10内の空気が暖められる。

また、メインダクト10内におけるヒータコア31に近接
する２箇所には、ミキシングドア33及び34が夫々配され
ている。ミキシングドア33及び34は、制御ユニット60か
ら供給される駆動信号Sdに応じて作動せしめられるミキ
シングドアモータ35によってその開度が変化せしめら
れ、それにより、メインダクト10内において、エバポレ
ータ27によって冷却された空気とヒータコア31によって
暖められた空気とが適当な比率をもって混合されて、車
室内に送出される空気の温度が制御される状態がとられ
る。

一方、制御ユニット60には、車室内に配されて実際の
室温を検出する室温センサ36からの検出出力信号Sf,車
外の温度を検出する外気温センサ37からの検出出力信号
Sg,日射センサ収容部50に内蔵された、第５図に示され
る如くの特性を有したフォトダイオードで構成される第
１の日射センサ52、及び、第６図に示される如くの特性
を有したサーミスタで構成される第２の日射センサ53か
ら夫々得られる検出出力信号Sha及びShb,メインダクト1
0内におけるエバポレータ27の近傍に配されてエバポレ
ータ27を通過した空気の温度を検出するダクトセンサ38
からの検出出力信号Si,ヒータコア31の周囲の温度を検
出するヒータ温度センサ39からの検出出力信号Sj、及
び、ミキシングドアモータ35に配されてミキシングドア
33及び34の開度を検出する開度センサ40からの検出出力
信号Skが供給される。

制御ユニット60に検出出力信号Sha及びShbを夫々送出
する第１及び第２の日射センサ52及び53及びそれらを内
蔵する日射センサ収容部50は、例えば、第１図に示され
る如くの具体構成を有するものとされる。第１図に示さ
れる具体例においては、日射センサ収容部50が、筒状体
51とその一端部に取り付けられたガラス等で成る透明板
部材55とで構成されており、第１及び第２の日射センサ
52及び53は、取付基板54に並列されて筒状体51内に固定
されている。そして、フォトダイオードで構成される第
１の日射センサ52が、その受光部を透明板部材55の内面
に対向させるものとされ、また、サーミスタで構成され
る第２の日射センサ53が、透明板部材55における複数の
透孔55aが形成された部分の内面に対向するものとされ
ている。斯かる第１及び第２の日射センサ52及び53を内
蔵した日射センサ収容部50が車体１の車室内部に配され
た状態においては、太陽光が、主として、透明板部材55
の外面を照射するようにされ、第１の日射センサ52が、
日射光量に応じた検出出力信号Shaを制御ユニット60に
送出し、また、第２の日射センサ53が、日射温に応じた
検出出力信号Shbを制御ユニット60に送出する。

さらに、第３図に示される如く、車体１の車室内部に
設けられたダッシュボード５に組み込まれた空調操作パ
ネル67には、押釦式の冷房スイッチ61,内外気切換スイ
ッチ62及び複数の空気吹出口切換スイッチ64、及び、室
温指定スライダー65及び動作モード切換スライダー66が
配されている。

冷房スイッチ61は、コンプレッサ25を作動状態もしく
は停止状態とすべく操作され、内外気切換スイッチ62
は、内外気切換ドア24を変位させるべく操作され、ま
た、空気吹出口切換スイッチ64は、流路切換ドア12,14
及び16を、第３図において実線で示される位置もしくは
一点鎖線で示される位置に変位させるべく操作される。
そして、室温指定スライダー65は、送風路形成部２を通
じて車室内に送出される空気の目標室温を指定すべく操
作され、それにより、ミキシングドア33及び34が、第３
図において実線及び一点鎖線で示される範囲の間で変位
せしめられ、メインダクト10内におけるエバポレータ27
により冷却された空気とヒータコア31により暖められた
空気との混合比率が調整される。動作モード切換スライ
ダー66は、ブロア３の回転数を変化させて送風路形成部
２を通じて車室内に送出される空気の流量を制御すべく
操作され、ブロア３に停止状態をとらせる位置（停止位
置），ブロア３にその動作が実際の室温と目標室温との
差に基づいて制御される状態をとらせる位置（自動制御
位置）、及び、ブロア３の作動が実際の室温と目標室温
との差に基づいて制御されず、ブロア３に一定の回転数
をもって動作する状態をとらせる位置（手動制御位置）
を選択的にとるものとされる。そして、斯かる空調操作
パネル67から制御ユニット60に、各スイッチ及びスライ
ダーの操作に応じて得られる制御信号Sxが供給される。

上述の如くに構成される本発明に係る車両用空調装置
の一例が作動せしめられるにあたっては、各センサ36,3
7,38,39,40,52及び53からの検出出力信号Sf,Sg,Si,Sj,S
k,Sha及びShbと、空調操作パネル67からの制御信号Sxと
が制御ユニット60に供給される。制御ユニット60は、こ
れら信号に基づいて、流路切換ドアモータ18,内外気切
換ドアモータ26,ブロアモータ7,ミキシングドアモータ3
5及び電磁クラッチ30に駆動信号Sa,Sb,Sc,Sd及びSeを夫
々供給して、それら各モータ及びクラッチの動作を制御
することにより、流路切換ドア12,14及び16の位置，内
外気切換ドア24の位置，ブロア３の回転速度，ミキシン
グドア33及び34の位置、及び、コンプレッサ25の動作状
態を調整し、送風路形成部２を通じて車室内に送出され
る空気の温度及び流量等を空調操作パネル67に対する操
作に応じたものとなす。

斯かる際、制御ユニット60は、動作モード切換スライ
ダー66の操作位置が、例えば、自動制御位置にある場合
には、検出出力信号Sfがあらわす実際の室温と室温指定
スライダー65の操作位置に応じた目標室温との温度差を
求め、求められた温度差に、検出出力信号Sgに基づく外
気温に応じた補正、さらには、所定の条件のもとで、検
出出力信号ShaもしくはShbに基づく日射光量もしくは日
射温に応じた補正を加え、補正された温度差に基づく駆
動信号Sdをミキシングドアモータ35に供給する。それに
より、メインダクト10内におけるミキシングドア33及び
34の開度が駆動信号Sdに応じて制御される。

さらに、制御ユニット60は、速やかに室温が目標室温
となるようにすべく、メインダクト10から送出される空
気の流量を制御する。斯かる制御は、実際の室温と目標
室温との差に、検出出力信号Sgに基づく補正、さらに
は、所定の条件のもとで、検出出力信号ShaもしくはShb
に基づく補正を加え、補正された温度差に基づく駆動信
号Scをブロアモータ７に供給することにより行われる。
ブロアモータ７に駆動信号Scが供給されると、それによ
り、例えば、実際の室温と目標室温との差の絶対値が小
である場合には、ブロア３の回転数が低下せしめられて
車室内に送出される空気の流量が減少せしめられ、ま
た、実際の室温と目標室温との差の絶対値が大である場
合には、ブロア３の回転数が高められて車室内に送出さ
れる空気の流量が増大せしめられる。

上述の如くにして、制御ユニット60によりブロアモー
タ７及びミキシングドアモータ35の動作が制御されるに
あたっては、所定の条件のもとに、その制御因子の一つ
として第１の日射センサ52からの検出出力信号Sha及び
第２の日射センサ53からの検出出力信号Shbのうちのい
ずれかが選択されるが、斯かる選択は、制御ユニット60
において以下の如くにしてなされる。

先ず、例えば、第１の日射センサ52からの検出出力信
号Shaがあらわす日射光量の値が所定の値以上とされる
場合に、検出出力信号Sha及び第２の日射センサ53から
の検出出力信号Shbのうちいずれかが選択され、日射光
量の値が所定の値未満である場合には、検出出力信号Sh
a及び検出出力信号Shbのうちのいずれも選択されず、従
って、検出出力信号Sha及び検出出力信号Shbのいずれ
も、制御ユニット60によるブロアモータ７及びミキシン
グドアモータ35の動作制御には用いられない。

第１の日射センサ52からの検出出力信号Shaがあらわ
す日射光量の値が所定の値以上とされる場合には、検出
出力信号Shaの変化率ΔShaと第２の日射センサ53からの
検出出力信号Shbの変化率ΔShbとの算出が行われ、算出
された変化率ΔShaと変化率ΔShbとが相対比較される。
そして、変化率ΔShaが変化率ΔShbより大である場合に
は、検出出力信号Shaが選択され、また、変化率ΔShbが
変化率ΔShaより大である場合には、検出出力信号Shbが
選択され、さらに、変化率ΔShaと変化率ΔShbとが等し
い場合には、検出信号出力Shaと検出出力信号Shbとのう
ちの一方、例えば、検出出力信号Shaが選択される。

このようにされることにより、制御ユニット60におい
て、ブロアモータ７及びミキシングドアモータ35の動作
制御にあたっての制御因子の一つとして、第１の日射セ
ンサ52からの検出出力信号Shaが、その日射光量の変化
に対する応答性が第２の日射センサ53からの検出出力信
号Shbの日射温の変化に対する応答性と同等もしくはそ
れより優れている場合に選択され、また、第２の日射セ
ンサ53からの検出出力信号がShbが、その日射温の変化
に対する応答性が第１の日射センサ52からの検出出力信
号Shaの日射光量の変化に対する応答性より優れている
場合に選択されることになり、それにより、ブロアモー
ア７及びミキシングドアモータ35の車両が受ける日射量
の変化に応じた動作制御が、改善された応答性をもっ
て、より適正に行われることになる。

上述の検出出力信号Shaと検出出力信号Shbとのうちの
いずれかの選択は、制御ユニット60に内蔵されたマイク
ロコンピュータの動作に基づいて行われ、斯かるマイク
ロコンピュータが実行するプログラムの一例を、第４図
のフローチャートを参照して説明する。

第４図に示されるフローチャートにおいては、スター
ト後、ステップ100において、検出出力信号Sha及びShb
を取り込み、続くステップ101において、検出出力信号S
haがあらわす日射光量の値Eaが所定の値Ｅα以上である
か否かを判断する。その結果、値Eaが値Ｅα以上である
場合にはステップ102に進み、また、値Eaが値Ｅα未満
である場合には、プログラムを終了する。

ステップ102においては、検出出力信号Shaに基づいて
その変化率ΔShaを算出し、続いてステップ103におい
て、検出出力信号Shbに基づいてその変化率ΔShbを算出
する。その後、ステップ104において、変化率ΔShaが変
化率ΔShb以上であるか否かを判断する。

ステップ104における判断の結果、変化率ΔShaが変化
率ΔShb以上である場合には、ステップ105において、検
出出力信号Shaを制御因子として選択し、プログラムを
終了する。一方、ステップ104における判断の結果、変
化率ΔShbが変化率ΔShaより大である場合には、ステッ
プ106において、検出出力信号Shbを制御因子として選択
し、プログラムを終了する。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る車両用空
調装置によれば、車室内に送出される空気の状態を、日
射センサから得られる検出出力を制御因子の一つとして
含むようにしたので、車室内外の環境条件に応じて制御
するにあたり、夫々が日射量を検出すべく配される、例
えば、日射光量と日射温の如くに感応対象を異にする第
１及び第２の日射センサが設けられ、制御手段により、
第１の日射センサから得られる第１の検出出力と第２の
日射センサから得られる第２の検出出力とのうち、その
変化率が大である方が、制御手段による制御動作に用い
られるようにされるので、制御手段による制御動作に用
いられる第１もしくは第２の検出出力が車両が受ける日
射量の変化に適正に対応するものとされる状態が多くと
られることになり、従って、制御手段による、車室内に
送出される空気の状態についての車両が受ける日射量の
変化に応じた制御を、改善された応答性をもって、より
適正に行われるものとなすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用空調装置の一例に用いられ
る日射センサ収容部を示す概略断面図、第２図は本発明
に係る車両用空調装置の一例を、それが適用された車両
と共に示す概略斜視図、第３図は第２図に示される例の
構成を示す図、第４図は第３図に示される制御ユニット
にマイクロコンピュータが用いられた場合における、斯
かるマイクロコンピュータが実行するプログラムの一例
を示すフローチャート、第５図はフォトダイオードの特
性を示す図、第６図はサーミスタの特性を示す図であ
る。 図中、３はブロア、７はブロアモーア、33及び34はミキ
シングドア、35はミキシングドアモータ、50は日射セン
サ収容部、52は第１の日射センサ、53は第２の日射セン
サ、60は制御ユニット、67は空調操作パネルである。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】夫々が日射量を検出すべく車両に配され
   た、感応対象を異にする第１及び第２の日射センサと、 車室内外の空気を選択的に取り込んで車室内に送出する
   送風手段と、 上記第１の日射センサから得られる第１の検出出力の変
   化率と上記第２の日射センサから得られる第２の検出出
   力の変化率とを算出して比較し、上記第１及び第２の検
   出出力のうち上記変化率が大とされる方を選択し、選択
   された上記第１もしくは第２の検出出力に基づいて、上
   記送風手段により上記車室内に送出される空気の状態を
   調整する制御手段と、 を備えて構成される車両用空調装置。
2. 【請求項２】夫々が日射量を検出すべく車両に配され
   た、感応対象を異にする第１及び第２の日射センサと、 上記日射量以外の車室内外の環境条件を検出する環境条
   件センサと、 車室内外の空気を選択的に取り込んで車室内に送出する
   送風手段と、 上記第１の日射センサから得られる第１の検出出力の変
   化率と上記第２の日射センサから得られる第２の検出出
   力の変化率とを算出して比較し、上記第１及び第２の検
   出出力のうち上記変化率が大とされる方を選択し、選択
   された上記第１もしくは第２の検出出力と上記環境条件
   センサから得られる第３の検出出力とに基づいて、上記
   送風手段により上記車室内に送出される空気の状態を調
   整する制御手段と、 を備えて構成される車両用空調装置。