JP2668443B2

JP2668443B2 - 車両用空調制御装置

Info

Publication number: JP2668443B2
Application number: JP26060289A
Authority: JP
Inventors: 克己飯田; 邦男水野
Original assignee: 株式会社ゼクセル
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JPH03121916A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両用空調制御装置、特に、設定温度、外
気温度等に基づいて自動的に空調制御するものに関す
る。

（従来の技術）従来、この種の装置としては、例えば特公平１−1540
8号公報に示されるように、外気温度、設定温度等の環
境条件に基づいて車室内への必要吹出温度を演算し、こ
の演算結果に基づいてエアミックスドア等の空調機器の
駆動を制御すると共に、設定温度が温度設定器で設定可
能な上限値または下限値となった場合には、空調状態を
最大暖房状態または最大冷房状態とするようにしたもの
は公知である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来例にあっては、設定温度以外
の環境条件が如何なる状態であっても、設定温度が温度
設定器の上限値または下限値となった場合には必ず最大
暖房状態または最大冷房状態となるようになっている。

一方、この種の空調装置においては、外気温度が低く
なるほど室内温度が設定温度より高めとなるように自動
的に補正が行なわれている。

したがって、例えば外気温度が極めて低く設定温度が
25℃程度でも乗員には室温が高く感じられ、設定温度を
下げてゆくという状態が充分想定され得る。

しかし、温度設定器の温度調節幅は、一般には25℃程
度を中心に上下10℃に満たないものなので、下限値の近
傍まで設定温度を下げても、未だ好みの室温が得られな
いという状態となる。

斯る状態において、ついには設定温度が下限値となっ
ても空調状態はやはり最大冷房状態となってしまい、設
定温度の下限値近傍の空調状態における空調フィーリン
グとの間に違和感を生じ、乗員に不快感を起こさせると
いう問題点があった。

そこで、本発明は、上記従来例の問題点を解決し、極
端な環境条件下であっても不快感を招くことのない空調
フィーリングを得ることができる車両用空調制御装置を
提供することを課題とするものである。

（課題を解決するための手段）しかして、請求項１の発明に係る車両用空調制御装置
は、第１図（ａ）に示されるように、少なくとも外気温
度、車室内温度及び設定温度に基づいて車室内の熱負荷
に相当する総合信号を演算する総合信号演算手段100
と、前記総合信号演算手段100の演算結果に基づいてエ
アミックスドア10の開度を決定する第１の開度決定手段
105と、前記設定温度が所定条件下にあるか否かを判定
する設定温度判定手段110と、前記設定温度判定手段110
により前記設定温度が前記所定条件下にあると判定され
た場合は車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度を外気温
度に基づいて演算する目標吹出温度演算手段115と、前
記目標吹出温度演算手段115の演算結果に基づいて前記
エアミックスドア10の開度を決定する第２の開度決定手
段120と、前記第１の開度決定手段105の出力信号及び前
記第２の開度決定手段120の出力信号を入力し、前記設
定温度判定手段110により前記設定温度が前記所定の条
件下にないと判定された場合は前記第１の開度決定手段
105の出力信号を選択して出力し、前記設定温度判定手
段110により前記設定温度が前記所定の条件下にあると
判定された場合は前記第２の開度決定手段120の出力信
号を選択して出力する選択手段125aと、前記選択手段12
5aの出力信号に基づいて前記エアミックスドア10を駆動
する駆動手段130aとを具備するものである。

また、請求項２の発明に係る車両用空調制御装置は、
第１図（ｂ）に示されるように、少なくとも外気温度、
車室内温度及び設定温度に基づいて車室内の熱負荷に相
当する総合信号を演算する総合信号演算手段100と、車
室内の空調状態を変える空調手段135と、前記総合信号
演算手段100の演算結果に基づいて前記空調手段135の制
御状態を決定する第１の制御状態決定手段140と、前記
設定温度が所定条件下にあるか否かを判定する設定温度
判定手段110と、前記設定温度判定手段110により前記設
定温度が前記所定の条件下にあると判定された場合は前
記空調手段135の制御状態を外気温度に基づいて決定す
る第２の制御状態決定手段145と、前記第１の制御状態
決定手段140の出力信号及び前記第２の制御状態決定手
段145の出力信号を入力し、前記設定温度判定手段110に
より前記設定温度が前記所定条件下にないと判定された
場合は前記第１の制御状態決定手段140の出力信号を選
択して出力し、前記設定温度判定手段110により前記設
定温度が前記所定条件下にあると判定された場合は前記
第２の制御状態決定手段145の出力信号を選択して出力
する選択手段125bと、前記選択手段125bの出力信号に基
づき前記空調手段135を駆動する駆動手段130bとを具備
するものである。

（作用）したがって、請求項１の発明においては、設定温度が
所定条件下にあると設定温度判定手段により判定された
場合、例えば所定の下限値または上限値にあるような場
合には、総合信号に基づくエアミックスドアの開度制御
に代えて、目標吹出温度演算手段において演算された外
気温度に基づく目標吹出温度となるように第２の開度決
定手段においてエアミックスドアの開度が決定され、こ
の決定結果に基づいて駆動手段によりエアミックスドア
が駆動されることとなり、そのため、上記課題を達成で
きるものである。

また、請求項２の発明においては、設定温度が所定の
条件下にあると設定温度判定手段により判定された場
合、例えば所定の下限値または上限値にあるような場合
には、総合信号に基づく空調手段の駆動制御に代えて、
第２の制御状態決定手段において外気温度に基づく空調
手段の制御特性が決定され、この決定結果が選択手段を
介して空調手段を駆動する駆動手段へ入力されることと
なり、そのため、上記課題を達成できるものである。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第２図において、車両用空調制御装置は、空調ダクト
１の最上流側にインテークドア切換装置２が設けられ、
このインテークドア切換装置２は、内気入口３と外気入
口４とが分かれた部分に内外気切換ドア５が配置され、
この内外気切換ドア５をアクチュエータ６により操作し
て空調ダクト１内に導入する空気を内気と外気とに選択
できるようになっている。

送風機７は、空調ダクト１内に空気を吸い込んで下流
側に送風するもので、この送風機７の後方にはエバポレ
ータ８とヒータコア９とが設けられている。

エバポレータ８は、図示しないコンプレッサ等と配管
結合されて冷房サイクルを構成するものである。また、
ヒータコア９は、図示されないエンジンの冷却水が循環
して空気を加熱するようになっているものである。

ヒータコア９の前方には、エアミックスドア10が設け
られており、このエアミックスドア10の開度をアクチュ
エータ11により調節することで、ヒータコア９を通過す
る空気とヒータコア９をバイパスする空気との割合が調
節されるようになっている。さらにヒータコア９の下流
側はデフロスト吹出口12、ベント吹出口13及びヒート吹
出口14に分かれて車室に開口し、その分かれた部分にモ
ードドア15a,15bが設けられ、このモードドア15a,15bを
アクチュエータ16,17で操作することで吹出モードが切
り換えられるようになっている。

そして、前記アクチュエータ6,11,16,17及び送風機７
のモータ7aは、それぞれ駆動回路18a〜18dを介してマイ
クロコンピュータ19からの出力信号に基づいて制御され
る。このマイクロコンピュータ19は図示しない中央処理
装置CPU、読出し専用メモリROM、ランダムアクセスメモ
リRAM、入出力ポートI/O等を持つそれ自体周知のもの
で、該マイクロコンピュータ19には車室内の温度を検出
する車室内温度センサ20からの車室内温度T_R、外気の温
度を検出する外気温度センサ21からの外気温度T_A、日射
量を検出する日射センサ22からの日射量T_S、前述したエ
バポレータ８の温度T_E（またはエバポレータ８の通過空
気温度）を検出するエバ温度センサ27からのエバポレー
タ温度T_E、車室内の温度設定を行なう温度設定器23から
の設定温度T_Dが、マルチプレクサ24を介してA/D変換器2
5によりデジタル信号に変換されて入力される。

また、マイクロコンピュータ19には操作部26から出力
信号が入力される。この操作部26は、空調装置の制御状
態として自動制御状態（AUTO）の選択を行なうAUTOスイ
ッチ、内外気切換ドア（INTAKE DOOR）５の切換スイッ
チ、送風機７の速度を手段設定するためのスイッチ等
（図示せず。）を有するものである。

次に、前述したマイクロコンピュータ19による本装置
のエアミックスドア制御について、第３図に示されるフ
ローチャートを参照しつつ説明する。

先ず、マイクロコンピュータ19はステップ200より実
行を開始し、ステップ202へ進んで前述した車室内温度
センサ20等からの検出信号等を入力してステップ204へ
進む。

ステップ204では、上述のステップ202で入力された検
出信号を用いて車室内の熱負荷に相当する総合信号Ｔを
例えば下記する（１）式に従って演算する。

Ｔ＝（T_R−25）＋K₁（T_A−25）＋K₂T_S −K₃（T_D−25）＋C₁ …（１）但し、K₁〜K₃は演算係数で、Ｅは演算定数である。ま
た、T_Dは設定温度、T_Rは車室内温度、T_Aは外気温度、T_S
は日射量である。

ステップ204の演算終了後はステップ206へ進み、設定
温度T_Dが温度設定器23の下限値αか否かを判定する。そ
して、T_D＝αと判定された場合（YES）はステップ208
へ、T_D＝αでない場合（NO）はステップ212へそれぞれ
進む。

ステップ208においては、第１の目標吹出温度の演算
を行なう。即ち、第４図に示されるように、外気温度に
対して目標とする吹出空気の温度特性を定めておき、こ
の特性曲線に従ってそのときの外気温度より第１の目標
吹出温度T_OF（T_D＝αのときの吹出空気温度を他の目標
吹出空気温度と区別するために特に“第１の”の形容す
る。）を算出するのである。この特性曲線によれば、外
気温度が０℃以上においては、第１の目標吹出温度T_OF
はt₆℃に固定される。このt₆の具体的値としては例えば
“2"程度で、エバポレータ８の凍結防止の観点より定め
られる値である。また、外気温度が０℃乃至−t₁℃の間
は、外気温度の低下に反比例して第１の目標吹出温度は
上昇するように定められ、−t₁℃でT_OF＝t₅℃となるよ
うにしてある。t₁,t₅の具体的値としては例えば“20,3
0"である。

ここで、検出された外気温度により目標吹出温度を定
める方法としては、上述の特性曲線を表わす数式をその
都度用いてT_OFを算出する他に、上述の外気温度に対す
る目標吹出温度特性をROM化して、検出された外気温度
より目標吹出温度を読み出すようにしても良い。

以上のようにして目標吹出温度を算出した後はステッ
プ210へ進み、下記する（２）式より上述の目標吹出温
度T_OFを得るエアミックスドア10の開度Θ_Ｘを演算す
る。

Θ_Ｘ＝100（T_OF−T_E）／（82−T_E） …（２）ここで、T_OFはステップ208で算出された目標吹出温
度、T_Eはエバポレータ温度である。

一方、ステップ212においては設定温度T_Dが温度設定
器23の上限値βか否かを判定し、T_D＝βの場合（YES）
はステップ214へ、T_D＝βでない場合（NO）はステップ2
18へそれぞれ進む。

先ず、ステップ214においては、T_D＝βの際の外気温
度に対する目標吹出温度としての第２の目標吹出温度を
第４図の関係に基づいて算出する。即ち、外気温度がt₂
℃以上では第２の目標吹出温度はt₄℃に、外気温度が０
℃乃至t₂℃の間においては第２の目標吹出温度は外気温
度の上昇に反比例して下降するようにそれぞれ設定され
るようになっており、さらに外気温度が０℃以下では第
２の目標吹出温度はt₃℃に固定される。

ここで、t₂,t₃,t₄の具体的値としては例えばそれぞれ
“25,70,40"である。

尚、ステップ214での処理方法は前述したステップ208
と同様に演算式による方法と、ROMを用いる方法とがあ
る。

次に、ステップ216へ進み、前述した（２）式よりエ
アミックスドア10の開度Θ_Ｘを上述のステップ214で算
出した第２の目標吹出温度T_OF及び検出されたエバポレ
ータ温度T_Eより算出する。

また、ステップ218においては、ステップ204で算出さ
れた総合信号に基づくエアミックスドア10の開度演算を
行なう。この総合信号に基づくエアミックスドア開度演
算は、従来装置で既に行なわれているもので、例えば第
５図に示されるように予め総合信号に対するエアミック
スドア開度特性が定められており、この特性曲線に従っ
てエアミックスドア開度が決定される。

前述したステップ210,216,218のいずれか終了した後
はステップ220へ進み、算出されたエアミックスドア開
度となるように駆動回路18bによりアクチュエータ11を
作動させてエアミックスドア10を回動する。

このステップ220の後は、第３図には示されないが、
送風機７等の他の空調機器の駆動を制御してステップ30
0にて終了する。

しかして、以上の構成における本装置の作用を総括的
に説明すれば、先ず、図示されないメインスイッチの投
入により本装置は始動を開始する。

温度設定器23の設定温度T_Dが上限値及び下限値以外の
値であって外気温度が極端に低くない場合には、エアミ
ックスドア10は総合信号Ｔに基づいて第５図の特性に沿
って制御される（ステップ202,204,218,220参照）。

次に、温度設定器23の設定温度が下限値αになったと
すると、従来装置においては直ちに最大冷房状態（FULL
COOL）となるが、本装置においては、例えば外気温度
が０℃以下（但し−t₁℃以上）の場合には、その温度に
応じて目標吹出温度が演算され、この目標吹出温度及び
そのときのエバポレータ温度に基づいてエアミックスド
ア10の開度が設定されることとなる（ステップ206,208,
210,220参照）。

また、温度設定器23の設定温度が上限値βに設定され
た場合には、外気温度が０℃乃至t₂℃の間で外気温度の
上昇に反比例して目標吹出温度が定まり、この目標吹出
温度とそのときのエバポレータ温度に基づいてエアミッ
クスドア開度Θ_Ｘが定まることとなるものである（ステ
ップ212,214,216,220参照）。

尚、上述の実施例においては、設定温度が上限値また
は下限値のいずれの場合にも外気温度に応じて目標吹出
温度を定め、この目標吹出温度となるようにエアミック
スドア開度を制御するようにしたが、設定温度が上限値
または下限値のいずれか一方の場合にのみ外気温度にる
目標吹出温度が演算されるようにしても良いものであ
る。

次に、第２の発明に係る車両用空調制御装置における
エアミックスドア10及び送風器７の駆動制御について、
第６図のフローチャートを参照しつつ説明する。

尚、先に説明した第３図の処理内容と同一のステップ
には同一番号を付してその説明を省略し、以下、異なる
点を中心に説明する。

先ず、ステップ206で設定温度T_Dが下限値αであると
判定されステップ209へ進むと、同ステップ209において
は、外気温度に対する送風機７の印加電圧及びエアミッ
クスドア10の開度を予め定められた特性線に従って一義
的に定める（斯る処理を便宜上「第１の固定調整値演
算」と称する）。即ち、具体的には第７図に示されるよ
うに、送風機印加電圧については、外気温度がt₇℃以下
では回転速度が中速（MED）に相当する電圧に、外気温
度がt₇℃乃至０℃の間では外気温度の上昇に伴い送風機
印加電圧も上昇させ、外気温度が０℃では通常の自動制
御状態における最大速度（AUTO H I）に相当する電圧
が印加されるような特性となっている。尚、第７図にお
いて、Max H Iは冷房起動時において設定されるレベル
で、通常“急速冷房”と称している送風機の回転状態で
ある。ここで、−t₇℃は例えば“−20"程度の値が用い
られる。

また、エアミックスドア開度については、外気温度が
−t₇℃以下では50％の開度（フルクール状態を開度０％
とする。）に固定し、外気温度−t₇℃乃至０℃の間では
外気温度の上昇に反比例して開度０％に向かって閉じて
ゆくようにし、外気温度０℃以上では開度０％に固定さ
れるような特性に定められている。

尚、外気温度に対して送風機印加電圧及びエアミック
スドア開度を上述の特性線となるように定める方法とし
ては、第１の発明の説明で述べたように、逐次演算式で
求める方法と、ROMを用いる方法等が考えられ、いずれ
でも良い。

一方、ステップ212でT_D＝βと判定されてステップ215
へ進むと、同ステップ215においても外気温度に対して
送風機印加電圧及びエアミックスドア開度が予め定めら
れた特性線に従って一義的に定められる（斯る処理を便
宜上「第２の固定調整値演算」と称する）。外気温度に
対して送風機印加電圧及びエアミックスドア開度が一義
的に定まるという観点において、前述したステップ209
と同様であるが、特性線は下記するように異なってい
る。

即ち、第８図に示されるように、先ず、送風機印加電
圧は外気温度t₈℃以下では最大回転速度に相当する電圧
に固定され、外気温度がt₈℃乃至t₉℃の間では外気温度
の上昇に反比例して先のt₈℃以下での印加電圧から中速
に相当する電圧に向かって下げてゆくようにし、外気温
度t₉℃以上では中速に相当する電圧に固定されるような
特性に定められている。

また、エアミックスドア開度は、外気温度t₈℃以下で
は開度100％のフルヒート位置に固定され、外気温度がt
₈℃乃至t₉℃の間では外気温度の上昇に反比例して50％
の開度に向かってエアミックスドア10を回動させるよう
にし、外気温度t₉℃以上では開度50％に固定される特性
に定められている。

ここで、t₈℃及びt₉の具体的値としては例えばそれぞ
れ“20,35"程度が用いられる。

また、ステップ219においては、総合信号に基づいて
送風機印加電圧及びエアミックスドア開度を定める通常
演算が行なわれる。即ち、既に第１の発明の説明で示し
たように、第５図の特性線に基づいて総合信号の値から
送風機印加電圧及びエアミックスドア開度が算出され
る。

そして、前述のステップ209,215,219のいずれかを終
えた後は、ステップ220及び222により、算出された送風
機印加電圧及びエアミックスドア開度となるように送風
機７及びエアミックスドア10が駆動されることとなる。

しかして、上記構成において本装置の作用を総括的に
説明すれば、先ず、図示されないメインスイッチの投入
により本装置は始動を開始し、設定温度T_Dが定値値αよ
り大で所定値βより小である場合は、送風機印加電圧及
びエアミックスドア開度は総合信号に応じて決定される
（ステップ204,206,212,219,220,222参照）。

また、設定温度T_Dが所定値αまたはβである場合に
は、送風機印加電圧及びエアミックスドア開度は外気温
度によって第７図または第８図に示されるように一義的
に定まることとなる（ステップ206,209,212,215,220,22
2参照）。

尚、上述の実施例においても第１の発明に係る実施例
で述べたように、温度設定器23の制限値は必ずしも上限
値及び下限値の双方を設ける必要はなく、いずれか一方
であっても良い。また、外気温度に応じて制御特性を定
める対象としては、必ずしもエアミックスドアと送風機
の双方である必要はなく、いずれか一方であっても良
い。

（発明の効果）以上述べたように、本発明によれば、設定温度が所定
条件下にある場合には、総合信号に基づく制御に代えて
外気温度に基づく空調制御が行なわれるようにしたの
で、極端に外部温度が低い等の極めて特殊な環境下にあ
っても、従来のように設定温度の上限または下限とその
近傍との間で空調フィーリングに違和感が生ずることが
なくなり、実用的な範囲で吹出温度を設定できるので、
実用性、制御性能がより向上するという効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は請求項１の発明に係る車両用空調制御装
置の機能ブロック図、第１図（ｂ）は請求項２の発明に
係る車両用空調制御装置の機能ブロック図、第２図は本
発明に係る車両用空調制御装置の具体的構成を示す構成
図、第３図は同上の車両用空調制御装置に用いられるマ
イクロコンピュータによるエアミックスドア制御の制御
ルーチンを示すフローチャート、第４図は外気温度と目
標吹出温度との関係を示す特性線図、第５図は総合信号
に対するエアミックスドア開度及び送風機印加電圧の関
係を示す特性線図、第６図はマイクロコンピュータによ
るエアミックスドア及び送風機制御の制御ルーチンを示
すフローチャート、第７図は設定温度が下限値の場合の
外気温度に対するエアミックスドア開度及び送風機印加
電圧との関係を示す特性線図、第８図は設定温度が上限
値の場合の外気温度に対するエアミックスドア開度及び
送風機印加電圧との関係を示す特性線図である。７……送風機、10……エアミックスドア、23……温度設
定器、100……総合信号演算手段、105……第１の開度決
定手段、110……設定温度判定手段、115……目標吹出温
度演算手段、120……第２の開度決定手段、125a,125b…
…選択手段、130a,130b……駆動手段、135……空調手
段、140……第１の制御状態決定手段、145……第２の制
御状態決定手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも外気温度、車室内温度及び設定
温度に基づいて車室内の熱負荷に相当する総合信号を演
算する総合信号演算手段と、前記総合信号演算手段の演算結果に基づいてエアミック
スドアの開度を決定する第１の開度決定手段と、前記設定温度が所定条件下にあるか否かを判定する設定
温度判定手段と、前記設定温度判定手段により前記設定温度が前記所定条
件下にあると判定された場合は車室内へ吹き出す空気の
目標吹出温度を外気温度に基づいて演算する目標吹出温
度演算手段と、前記目標吹出温度演算手段の演算結果に基づいて前記エ
アミックスドアの開度を決定する第２の開度決定手段
と、前記第１の開度決定手段の出力信号及び前記第２の開度
決定手段の出力信号を入力し、前記設定温度判定手段に
より前記設定温度が前記所定の条件下にないと判定され
た場合は前記第１の開度決定手段の出力信号を選択して
出力し、前記設定温度判定手段により前記設定温度が前記所定の
条件下にあると判定された場合は前記第２の開度決定手
段の出力信号を選択して出力する選択手段と、前記選択手段の出力信号に基づいて前記エアミックスド
アを駆動する駆動手段とを具備することを特徴とする車
両用空調制御装置。
【請求項２】少なくとも外気温度、車室内温度及び設定
温度に基づいて車室内の熱負荷に相当する総合信号を演
算する総合信号演算手段と、車室内の空調状態を変える空調手段と、前記総合信号演算手段の演算結果に基づいて前記空調手
段の制御状態を決定する第１の制御状態決定手段と、前記設定温度が所定条件下にあるか否かを判定する設定
温度判定手段と、前記設定温度判定手段により前記設定温度が前記所定の
条件下にあると判定された場合は前記空調手段の制御状
態を外気温度に基づいて決定する第２の制御状態決定手
段と、前記第１の制御状態決定手段の出力信号及び前記第２の
制御状態決定手段の出力信号を入力し、前記設定温度判
定手段により前記設定温度が前記所定条件下にないと判
定された場合は前記第１の制御状態決定手段の出力信号
を選択して出力し、前記設定温度判定手段により前記設定温度が前記所定条
件下にあると判定された場合は前記第２の制御状態決定
手段の出力信号を選択して出力する選択手段と、前記選択手段の出力信号に基づき前記空調手段を駆動す
る駆動手段とを具備することを特徴とする車両用空調制
御装置。