JP2864174B2 - 自動車用空調装置の日射補正制御装置 - Google Patents

自動車用空調装置の日射補正制御装置

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JP2864174B2 JP18296991A JP18296991A JP2864174B2 JP 2864174 B2 JP2864174 B2 JP 2864174B2 JP 18296991 A JP18296991 A JP 18296991A JP 18296991 A JP18296991 A JP 18296991A JP 2864174 B2 JP2864174 B2 JP 2864174B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車室内の温調を日射
状態に応じて補正する自動車用空調装置の日射補正制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車室内の乗員が外部環境から受ける熱
は、車両壁部や窓部から伝導または輻射によって侵入す
る外気熱および日射熱とに分けられる。これら外気熱と
日射熱とを加味して車室内温調を制御する場合、従来に
おいては、例えば数1によって総合信号Tを演算し、こ
の信号Tに基づいて各空調機器の作動状態を調節するよ
うにしていた。
【0003】
【数1】 T−A(TA −25)+B(TR −25)+C(TSET −25)+D(TS − 25)+E
【0004】ここで、A,B,C,D,Eは演算定数を
示し、TA は外気温度、TR は車室内温度、TSET は車
室内の目標設定温度、TS は日射量相当温度をそれぞれ
示し、各温度は必要な時定数を有している。
【0005】即ち、この数1においては、右辺の第1項
乃至第4項が、体感最適温度(25度)に対する各温度
のずれに見合った補正量を演算する補正項に対応してお
り、外気の伝導と輻射による影響は第1項の外気補正に
て、日射の伝導と輻射による影響は第4項の日射補正に
て、それぞれ考慮されていた。
【0006】尚、各補正項の重みA,B,C,Dは、各
温度パラメータを変化させ、各温度環境下において最適
な体感温度状態が得られるような値を見出す実験によっ
て予め決定される。また、通常においては、TS の時定
数はTA の時定数より非常に小さくしてある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外気の
伝導または輻射による熱は、外気が急激に変化すること
がないため、これをまとめて外気補正項で取り扱っても
さしつかえないが、日射の伝導または輻射による熱は、
日射状態が急激に変化することが頻繁であるため、これ
を同一の補正項で扱うには無理がある。
【0008】つまり、日射による壁部を介して侵入する
伝導熱の伝達は緩やかであるのに比べ、窓部から直接侵
入する輻射熱の伝導はきわめて早く、車両が日陰に入っ
て日射がなくなると、輻射熱の乗員に及ぼす影響は急激
に小さくなるのに対し、伝導熱の影響は日陰に入っても
急激に小さくなるわけではなく長時間残存する。
【0009】このため、伝導熱と輻射熱を同一に扱った
のでは、日射による影響が持続しているにもかかわらず
日射補正項が変動して温調状態が最適状態からずれてし
まう等、温調制御の制度が必ずしもよくなかった。
【0010】そこで、この発明においては、上記点を改
善し、より精度の高い温調制御を実現することができる
自動車用空調装置の日射補正制御装置を提供することを
課題としている。
【0011】しかして、この発明の要旨とするところ
は、図1に示すように、車室内の空調状態を調節する空
調機器100と、日射量を検出する日射検出手段110
と、前記日射検出手段110からの出力に基づき車両壁
部を介して侵入する伝導熱量を演算する伝導熱量演算手
段120と、前記日射検出手段110からの出力に基づ
き車両窓部を介して侵入する輻射熱量を演算する輻射熱
量演算手段130と、前記伝導熱量及び輻射熱量から日
射補正量をそれぞれ演算する補正量演算手段140と、
この補正量演算手段140の出力に応じて前記温調機器
の設定状態を修正する制御手段150とを具備すること
にある。
【0012】
【作用】したがって、日射検出手段によって検出された
日射量をもとに、伝導熱量演算手段により車両壁部を介
して車室内に侵入する伝導熱量が演算され、補正量演算
手段によりこの日射の伝導成分に対応する補正量が演算
される。
【0013】また、これと同時に、輻射熱量演算手段に
より車両窓部を介して直接車室内に侵入する輻射熱が演
算され、補正量演算手段によりこの日射の輻射成分に対
応する補正量が演算される。
【0014】そして、それぞれの補正量に応じて空調機
器の設定状態が制御手段により修正されるので、日射に
よる伝導熱と輻射熱の影響を別々に考慮した日射補正制
御が行なえ、そのため、上記課題を達成することができ
るものである。
【0015】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。図2において、自動車用空調装置は、空調ダクト1
の最上流側に内外気切替装置2が設けられ、この内外気
切替装置2は、内気入口3と外気入口4とが分かれた部
分にインテークドア5が配置れ、このインテークドア5
をアクチュエータ6により操作することで空調ダクト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。
【0016】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。
【0017】エバポレータ8は、コンプレッサ10、コ
ンデンサ11、リキッドタンク12及びエクスパンショ
ンバルブ13と共に配管結合されて冷房サイクルを構成
しており、前記コンプレッサ10は、自動車のエンジン
14に電磁クラッチ15を介して連結され、この電磁ク
ラッチ15を断続することでオンオフ制御される。ま
た、ヒータコア9は、エンジン14の冷却水が循環して
空気を加熱するようになっている。
【0018】ヒータコア9の前方には、エアミックスド
ア16が設けられており、このエアミックスドア16の
開度をアクチュエータ17で調節することにより、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
空気との量が変えられ、その結果、吹出空気の温度が制
御されるようになっている。
【0019】そして、前記空調ダクト1の下流側は、デ
フロスト吹出口18、ベント吹出口19及びヒート吹出
口20に分かれて車室21に開口し、その分かれた部分
にモードドア22a,22bが設けられ、このモードド
ア22a,22bをアクチュエータ23で操作すること
により所望の吹出モードが得られるようになっている。
【0020】25は車室内の空気の温度TR を検出する
車室内温度センサ、26は日射量QS を検出する日射セ
ンサ、27は外気温TA を検出する外気温センサであ
り、これらの信号は信号選択を行なうマルチプレクサ2
9を介してA/D変換器30へ入力され、ここでデジタ
ル信号に変換されてマイクロコンピュータ31へ入力さ
れる。また、マイクロコンピュータ31には、操作パネ
ル32からの出力信号が入力される。
【0021】操作パネル32は、コンプレッサ10を作
動させるA/Cスイッチ33と経済的なコンプレッサ制
御を行うECONスイッチ34とを有し、各空調機器
は、これらいずれかのスイッチが押されるとオート制御
モードに入る。
【0022】また、操作パネル32は、空調機器の作動
を停止させるOFFスイッチ35、吹出モードをデフロ
ストモードに設定するDEFスイッチ36、車室内の設
定温度TSET を設定する温度設定器37、送風能力を設
定する送風能力設定器38、デフロストモード以外の吹
出モードを設定する吹出モード設定器39、吸入モード
を設定する吸入モード設定器40を備え、設定された温
度、送風能力、吹出モード、吸入モードが、表示回路4
1を介してマイクロコンピュータ31により制御される
表示部42に表示される。
【0023】マイクロコンピュータ31は、図示しない
中央処理装置(CPU)、読出し専用メモリ(RO
M)、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、前述した
各種入力信号に基づいて、前記アクチュエータ6,7,
23、送風機7のモータ及び電磁クラッチ15にそれぞ
れ駆動回路43a〜43eを介して制御信号を出力し、
各ドア5,16,22a,222bの駆動制御、送風機
7の回転制御、及び電磁クラッチ15のON/OFF制
御を行なう。
【0024】図3において、上述したマイクロコンピュ
ータ31による自動制御動作例がフローチャートとして
示され、マイクロコンピュータ31は、例えばイグニッ
ションスイッチの投入によりステップ50よりこのプロ
グラムの実行を開始し、ステップ52において、車室内
温度センサ25、日射センサ26、外気温センサ27、
温度設定器37からの出力信号を入力する。
【0025】そして、次のステップ54において、後述
する総合信号Tの日射補正量を演算する。具体的には、
図4に示されるように、まず、ステップ62において太
陽高度φを、ステップ64において太陽方位iをそれぞ
れ演算する。これら演算処理はすでに公知のもので、こ
こではその演算処理の概略を説明するにとどめる。
【0026】日射センサ26は、車両のインスツルメン
トパネル42の上面中央に配され、例えば左右に傾斜さ
れた2つの受光素子を有し、フロントガラス43を介し
て侵入する日射の車両進行方向(0°)からのずれiに
より、そのずれた側の受光素子の出力信号強度が大きく
なるようになっている。
【0027】また、太陽の水平方向(0°)からのずれ
φが大きくなるにつれて全体の出力信号強度が大きくな
るようになっており、左右の受光素子の信号強度の比、
全体の強度レベルからそれぞれ太陽方位と高度を求める
ものである。
【0028】ステップ66においては、車両の屋根に照
射する熱量QS1を前記太陽高度φに基づいて数2から演
算する。また、次のステップ68においては、車両の側
壁に照射する熱量QS2を前記太陽高度φ及び太陽方位i
に基づいて数3から演算する。
【0029】
【数2】QS1=A1 S sinφ
【0030】
【数3】QS2=A2 S cosφ
【0031】ここで、A1 は車両の屋根の面積、A2
側壁の面積を示す。
【0032】車両壁部全体の熱量は、これらROOF熱
量QS1と側壁熱量QS2とを加えた合成熱量であることか
ら、ステップ70において、数4に示す熱量合成を行な
い、次のステップ72において、数5に基づきこの合成
された熱量をこれに相当する温度に換算する。
【0033】
【数4】QS3=QS1+QS2
【0034】
【数5】α・TS =QS3/M
【0035】数5において、α,Mは演算定数を表わ
し、α・TS は、換算の際に大きな時定数の遅延をか
け、日射の熱伝導成分に対応する値としてある。
【0036】これに対して、ステップ74においては、
例えば、日射センサ26からの日射信号QS に小さな時
定数の遅延をかけて日射の輻射成分TS ’を演算する。
【0037】このように、日射の輻射成分に対しては小
さな時定数を、伝導成分に対しては大きな時定数をそれ
ぞれかけるのは、窓部より侵入する日射が急激に変化す
ると乗員の受ける温熱感が急激に変動するので、輻射成
分をすばやく変化させてこれを防ぎたいのに対し、壁部
を介して侵入する伝導熱はゆっくり変化するので、これ
に見合う温調制御の修正を行なうためである。
【0038】そして、ステップ56においては、数6に
示すように、外気による制御信号TA に前記日射の伝導
成分を加え、日射の輻射成分を除く外部環境から受ける
熱の総和TWALLを求め、ステップ58において、数7に
基づいて総合信号Tを演算する。
【0039】
【数6】TWALL=TA +α・TS
【0040】
【数7】 T=A・(TWALL−25)+B・(TA −25)+C・(TSET −25)+D ・(TS ’−25)+E
【0041】ここで、A,B,C,D,Eは演算定数で
あり、数1の演算定数の求め方と同様の手法により予め
決定しておく。
【0042】しかる後に、ステップ60において、前記
総合信号Tに基づき、前記空調機器の設定状態を演算
し、各駆動回路43a〜43eを介して各空調機器に制
御信号を出力する。
【0043】したがって、日射による影響を伝導と輻射
とに分け、輻射成分に対しては小さな時定数を、伝導成
分に対しては大きな時定数をそれぞれかけるようにした
ので、車両が日なたから日陰に入る場合を考えると、輻
射熱の急激な減少に対しては、数7の右辺第4項の補正
項がすみやかに変更されて空調機器の設定状態が修正さ
れると共に、伝導熱のゆるやかな減少に対しては、右辺
第1項の補正項がゆっくり変更されて空調機器の設定状
態が修正される。
【0044】また、日陰から日なたにでる場合にも、輻
射熱の急増に対しては、第4項で修正し、伝導熱のゆっ
くりした増加に対しては第1項で空調機器の設定状態を
修正でき、快適な温調状態の維持が図れる。
【0045】尚、この実施例においては、外気補正と日
射の伝導成分の補正を、数7の第1項でまとめて扱った
が、別々の補正項として扱ってもよい。
【0046】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
日射の影響を伝導によるものと輻射によるものとに分
け、それぞれの補正量を演算して空調機器を駆動制御す
るようにしたので、輻射熱の急激な変化と伝導熱のゆっ
くりした変化の両方を加味した日射補正が行なえ、制御
制度の向上が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る日射補正制御装置の機能ブロッ
ク図である。
【図2】この発明に係る自動車用空調装置の実施例を示
す概略構成図である。
【図3】同上におけるマイクロコンピュータによる日射
補正動作例を示すフローチャートである。
【図4】同上におけるフローチャートの日射制御信号演
算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図5】車両と太陽方位及び太陽高度との関係を示す説
明図である。
【符号の説明】
100 空調機器 110 日射検出手段 120 伝導熱量演算手段 130 輻射熱量演算手段 140 補正量演算手段 150 制御手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車室内の空調状態を調節する空調機器
    と、 日射量を検出する日射検出手段と、 前記日射検出手段からの出力に基づき車両壁部を介して
    侵入する伝導熱量を演算する伝導熱量演算手段と、 前記日射検出手段からの出力に基づき車両窓部を介して
    侵入する輻射熱量を演算する輻射熱量演算手段と、 前記伝導熱量及び輻射熱量から日射補正量をそれぞれ演
    算する補正量演算手段と、 この補正量演算手段の出力に応じて前記温調機器の設定
    状態を修正する制御手段とを具備することを特徴とする
    自動車用空調装置の日射補正制御装置。
JP18296991A 1991-06-27 1991-06-27 自動車用空調装置の日射補正制御装置 Expired - Lifetime JP2864174B2 (ja)

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